編輯推薦

很有趣的科學話題，如超*大腦：為什麼智人要從樹上下來，為什麼其他動物？這本題材廣泛的文集提供瞭對這個時代挑戰性的科學問題的新認識，也能讓我們瞭解當今這些耀眼的青年科學傢在想些什麼。2018年新版的《第*推動叢書》全新設計瞭版式和封麵，簡約個性，提升瞭閱讀體驗，讓科普給你更多想象。隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。

內容簡介

本書內容源自不同研究領域的18位青年科學傢，不僅介紹瞭他們各自所在領域的新進展，還討論瞭其工作對社會、倫理和哲學等方麵的影響，涉及方麵包括天體物理學、人類學、氣候學和神經科學等。對我們如何看待自己，以及如何看待我們在宇宙中的地位都會産生一定的影響。

作者簡介

麥剋斯·布羅剋曼（Max Brockman），美國邊緣網CEO，在人文和科學“兩種文化”中均涉足頗深，他關注當今時代的問題以及未來社會將要麵對的問題。

譯者介紹：

王文浩，清華大學工程物理係教授。

精彩書評

如果這些作者代錶著科學的未來，那麼未來的科學將是一匹奔騰的駿馬！你會比諾貝爾委員會更好地發現新一代傑齣大腦的所思所想。——丹尼爾·吉爾伯特，《幸福的羈絆》作者未來十年的科學新概念的超前鳥瞰。

——史蒂文·平剋，《思想的品質》作者

目錄

序言

第一章 我們將撤往北緣地區？
第二章 鏡像神經元：我們天生就閤乎道德嗎？
第三章 如何增強人自身
第四章 我們在非自然宇宙中的位置
第五章 暗能量到底是什麼？
第六章 青少年中社會腦的發展
第七章 觀察大腦的互動
第八章 是什麼使得大觀念如此牢固？
第九章 道德心靈的生理學基礎
第十章 語言是如何影響我們思考的？
第十一章 記憶增強，記憶擦除：我們過去的未來
第十二章 想象的極端重要性
第十三章 腦時間
第十四章 超越大腦：為什麼智人要從樹上下來，為什麼其他動物不跟著學？
第十五章 我們當中的外來者
第十六章 社群性昆蟲是如何變得具有社會性的？
第十七章 人類的滅絕和進化
第十八章 為什麼專業化沒有導緻科學四分五裂？

緻謝

精彩書摘

第3章 如何增強人自身

自然的智慧

醫學是睏難的。我們知道，這是因為盡管有時我們盡瞭最大努力，但往往還是以失敗告終。然而，藥物通常隻是為瞭醫治機體損傷，而體質增強則與此不同，它是針對未受損傷的機體係統，是要使它變得更強健——從多方麵來看，這都是一個更宏大的目標。

人是進化復雜性的一個奇跡。雖然生物科學已有瞭很大進步，但這種復雜性的大部分仍未被揭示開來。當我們對這一復雜的、進化瞭的、知之甚少的係統進行醫治時，我們的乾預往往失敗或適得其反。現已證明，止痛藥會導緻新生兒先天缺陷或高血壓；號稱安全的殺蟲劑被發現具有緻癌作用；發明的嬰兒配方奶粉被吹噓得優於母乳，但後來發現，它缺少對大腦發育具有重要意義的某些脂肪酸。這種失敗的事例可以羅列得很長很長。醫源性疾病，即由醫療失誤造成的惡化，據估計每年造成全美近 22 . 5萬人死亡，成為第三大死因。就好像存在一種“自然的智慧”，我們膽敢忽視它或淩駕其上，就會帶來危險。對大自然智慧的篤信——或者反過來，對精心篡改自然尤其是篡改人性能夠取得成功的懷疑——往往錶現為對增強體質的做法持道義上的反對。很多人直覺上就認為“自然”是不可超越的，人類的狂妄自大終將付齣代價。有些人可能會將這些想法歸於神學教義的基礎，但實際上並不存在這樣的基礎，有的隻是對改變現狀的不適。

人類體質增強的熱心倡導者——對通過生物醫學乾預來改善認知、豐富情感或延緩衰老抱有積極樂觀態度的人——總覺得所謂“自然的”偏好是純粹的迷信，或無奈地得齣結論認為，觀點上的區彆在於基本道德上的分歧，要對這種道德進行理性的討論是不可能的。

但是，我們做的可以比這更好。我們能夠認識到，大自然有一定的“智慧”這種想法是有道理的。通過更好地瞭解這種智慧的程度和局限性，我們可以為增強人類體質的前景建立一套切實可行的啓發性研究模式或經驗法則。這種啓發模式不是要替代通常的醫學研究——譬如臨床試驗等——而是可以通過識彆乾預參數來引導研究，盡可能使乾預帶來的潛在的副作用和風險變得一目瞭然，這樣一旦齣現這類警告，我們就會格外謹慎行事。

通過考慮我們這個物種的起源和進化過程中的缺陷，我們可以更容易地看齣大自然在哪個地方做得不夠好。在這種地方，也隻有在這種地方，采取可行的人類體質增強措施纔比較容易。進化—— 一個偉大的工程師我們可將進化比喻為一位技巧嫻熟的工程師。這一比喻的界限設在對我們有用的地方。

進化造就瞭人體組織這一係統。這是一個比我們人類迄今所構建的任何結構都要復雜得多的係統。我們驚嘆人體組織的復雜性，它的各個器官在解決復雜問題方麵進化得可謂完善：眼睛用來收集和預處理圖像信息，免疫係統可以抵抗感染和癌癥，肺部為血液提供氧氣。人類的大腦——各種增強體質建議中最具吸引力的集中體現——可以說是已知宇宙中最復雜的對象。

鑒於我們對人體結構特彆是大腦已有初步瞭解，我們希望如何來進一步強化這一係統呢？這相當於要超越進化。我們可能會懷疑，依據我們目前的工具和科學認識水平，我們是否有能力做到這一點。我建議我們不妨將這種模糊的疑慮變成一個問題，這也是提齣任何強化乾預措施時應當提齣的問題。我們可以稱之為最優進化挑戰：如果擬議的乾預能夠導緻體質增強，為什麼我們沒有發展成為那樣？可能的答案有三種：

·權衡利弊的標準發生瞭改變；

·價值取嚮不一緻；

·進化限製。

如果上述任何一種答案能夠為為什麼進化沒有形成所需的增強這一問題提供一種解釋，那麼增強性乾預就可被認為是有希望的。當然它仍然需要臨床試驗，但這種啓發模型為我們進入這個階段開瞭綠燈。相反，如果不存在這樣的答案，那麼這種增強體質的建議很可能歸於失敗：它們可能根本行不通，也可能有嚴重的副作用（這種副作用當時可能不那麼明顯，需要有數年時間纔能體現）。在這種情況下，啓發模型警告我們須格外小心，或嘗試其他方法。

權衡利弊的標準發生瞭改變人體組織是在特定環境下進化的。這種特定環境就是非洲熱帶草原上的狩獵采集生活。現在，這個係統必須適應在現代世界的環境下工作，這是一個完全不同的環境。現代生存條件對我們這個物種來說來得太快，我們很難完全適應。因此進化所達成的取捨可能不再是最佳的。我們可以做齣一些調整和改變來使人類機體更好地適應新的環境，盡管與創造最初設計的進化過程比起來，我們的工程改造過程要短得多。

對發達國傢的大多數人來說，現代生活的一個新麵貌是食物供應非常充分，人已擺脫瞭對季節的依賴。相比之下，在自然狀態下，糧食在大部分時間裏是相當稀缺的，人類不得不將能量儲備放在第一位，並不得不采取高新陳代謝的機體組織、生命過程和行為等高耗能舉措來維持生存。例如，人類的大腦隻占體重的2 %，而其能耗卻超過人體全部能耗的 20 %（對於新生兒，腦代謝甚至占到總代謝的60 %）。腦、心、胃腸道、腎髒和肝髒消耗掉基礎代謝的 70 %。進化不得不作齣艱難的取捨，以便在這些器官的大小和功能方麵，與在尋找食物和營養價值最大化之外，進行其他活動所花費的時間和精力方麵之間取得平衡。

假設存在某種潛在的增進人類體質的途徑，使我們擁有更多的智能。現在我們將其應用到這樣一種問題上：“如果有這樣的好事，為什麼我們沒有自然地進化齣這樣一種高智能水平呢？”一種可能的答案是，進化改變瞭這種取捨權衡。因為智能水平越高（也許本身是有益的），所需的新陳代謝支齣就越大（精神活動需要大腦消耗更多的能量）。當然，今天我們不再關心如何維持身體所需的卡路裏（如果這是個問題的話，我們所關心的正好相反）。因此，如果我們可以找到某種方法，既能增進智能，又允許機體有更多的熱量消耗，那麼也許就可以達成一種新的絕佳平衡。這裏，改變這種權衡的最佳點是靠增加糧食供應來保證的。實際上我們已經有瞭這樣的方法：譬如咖啡因和莫達非尼等興奮劑，它們對提高智能有效，同時副作用也相對較小。

也許大自然還可以設計齣這樣一種增進智力的遺傳機製，其代價是使得頭變得更大或成熟期相對延長。我們很容易看齣為什麼大自然沒按此演化，即使它對增進智力有效。因為高的認知能力可能使狩獵采集者具有優勢，但過大的頭部或較長的成熟期帶來的風險則會超過這種收益。但現在，隨著新的生存手段的實現，譬如助産技術、剖腹産和兒童成長的安全環境，這些負擔要小得多。

另一個潛在的增強我們機體的手段可能是提高細胞 DNA的修復能力。這將有助於預防癌癥和衰老。如果增加的成本僅僅是要求提高卡路裏的攝取量，那這將是一個完全值得的代價。

除瞭提供新的資源，生存環境也會因嚮我們提齣新的要求而改變。在書麵語言發明之前，當然更談不上文字的選擇。識數、分析能力、抽象思維和長時間集中於某項認知挑戰的能力在當今世界要比在更新世（冰川世）有用得多。這些需求上的變化也意味著可能的改進。例如，我們可能會發現某種藥物能夠提高我們的注意力。注意力既然這麼有用，為什麼我們不曾擁有一種更強健的集中注意力的能力？這或許也涉及取捨平衡問題。也許高強度集中注意力會增加大腦的新陳代謝，或減少對周邊的警覺。如今，卡路裏不再稀缺，而對周邊的警覺對獵人纔顯得非常重要（小心獅子就在你身後）。在現代社會中，更重要的是如何將注意力集中在（譬如）書本上，或計算機屏幕上，或與之交流的對話者上。意料之中的是，有些人是靠如尼古丁或利他林這類東西來保持注意力集中的。這些藥物就是對最優進化挑戰的迴應。

價值取嚮不一緻對最優進化挑戰的第二類答案源自於我們希望采用的標準與控製進化的標準之間的偏差。進化選擇講究內在適閤度（inclusivefitness），就是說，這種適應性既包括個體自身的適應性，也包括由基因親緣度所決定的社會夥伴的適應性。而我們在優化方麵看重的則是這樣一些價值：健康、成就、有知識、有意義的關係和美德——對我們來說，這些品質要比盡最大可能繁育後代更重要。

這種目標上的背離為有前途的體質增強提供瞭豐富的來源。在我們能指齣這類價值取嚮不一緻的地方，我們不必假定人類的纔智超越自然進化就可以應對最優進化的挑戰。一個從沒有設計過汽車的普通技術員（更不用說那些精英瞭）就能夠將一輛寶馬改造成一個粗陋的雨水收集裝置。如果碰巧我們這會兒需要的正是集雨器，那它的價值就超過一輛汽車，從我們的觀點看，這也應算是一種增強。同樣，我們或許可以改善人的機體，以便更好地服務於我們的特異目標，盡管我們無法像自然界的生存繁育機製那樣來增強其錶現。

這並非對我們希望增強的所有生物性狀都有效。我們看重的許多性狀在人類早期的生存環境中也起著提高繁殖成功的作用，健康就是一個例子。但我們看重的許多其他性狀則對進化的成功沒有貢獻。避孕技術就是一個明顯的例子。輸精管結紮術、避孕藥和其他避孕方法可看作是一類增強措施，因為它們能夠提高我們對生殖係統的控製。我們看重這類增強措施，是因為它們促進瞭計劃生育並提高瞭擇偶的選擇性。為什麼進化沒有為我們提供一種簡單的生殖開關功能，這並不難理解。

我們至少可以區分兩種不同形式的價值取嚮偏離。其一，那種使個體的內在適閤度最大化的性狀未必總是其最優性狀。其二，這些性狀對社會或非個體對象來說也未必總是最好的。從某種角度來看，這兩種價值取嚮的不一緻性錶明增強型乾預有可能是可行的。

例如，我們可以采取乾預措施來提高我們的厭煩閾值水平。這種乾預可能會使我們生活得更加愉快：我們可能會發現更多的令人感興趣的事情，並從工作中、業餘愛好中和其他人身上得到更多的快樂。按理說，低的厭煩閾值是人類對早期生存環境的一種適應，它會阻止我們將時間和精力浪費在與生存和繁衍生息無關的事情上。這裏不是說我們應該將我們的耐煩能力提到無限高（即看什麼都不煩，都高興 ——譯者注），而是說平均來看，我們的厭煩閾值應高於讓我們感到生活最美好和滿足的那些事情的水平。通過某種藥物或基因乾預的手段，適當提高這種厭煩閾值是可行的。

我們還可以考慮那些有益於社會或整個人類的潛在的增強手段。進化為什麼沒提供給我們這方麵的優勢（例如，擴展利他主義以及控製暴力衝動的能力），其原因是不言自明的。我們很容易看齣進化是如何通過自然選擇來使這些性狀保持在一定水平上，從而使個體的內在適閤度達到最大化。我們也看到，為什麼當今社會可以從（平均而言）個人具有更大程度的利他主義和更好的控製暴力衝動的能力上受益。增強這些品質對現代人來說既是可行的也是社會的需要，其途徑包括服用具有移情作用的藥物（empathogenic drugs）、情緒疏導、提高修養，以及增強這些親社會傾嚮的文化和社會環境。

即使是我們希望增強的某種品質本身具有促進內在適閤度的效果，有時我們仍會藉助於價值取嚮偏差來應對最優進化的挑戰。譬如下述情景：一種性狀（品質）可能內在地就關聯著另一種具有降低適應性水平的性狀（品質）。進化已經在這兩種性狀之間達成某種取捨平衡，但如果我們對這兩種品質評價的優劣次序與進化的結果不同，我們就有理由采取不同的取捨。例如，假設非常高的創造性智力需要以注意力分散為代價。雖然我們在其他條件相同的情形下通常不願意分散注意力，但如果注意力分散能帶來很高的知識創新能力，那麼我們可能會願意接受相當程度的注意力分散。如果我們能夠證明，在早期人類環境下這種偏好的取捨會使得適應性變差，那我們就有理由認為，今天我們應當尋求某種乾預來得到我們想要的結果。與此相反，如果一種擬議的乾預能給我們提供好處卻不需要付齣任何代價，我們就該懷疑這種乾預 ——除非我們能在迴應最優進化挑戰的啓發式模型的另兩種答案中找到一個答案。

進化限製

迴應最優進化挑戰的最後一種潛在答案在理論上要比上述兩種復雜一些。它源於這樣一個事實：進化不是一個完美的適應性優化的過程。進化的優化要受到一整套重要的限製條件的約束。在一些特定情形下，這些限製條件意味著我們能夠做得比自然進化過程更好。我們繼續拿汽車作比喻：盡管我們的工程師比不上原汽車廠傢的工程師水平，但隻要我們有更好的工具和材料，我們就能夠生産齣更好的汽車。進化限製條件可分為三類：

·毫無可能（進化根本不能産生特定的性狀）；

·陷入睏境（進化停留在不包含該性狀的“局部最優”）；

·進化滯後（性狀進化需要的時間非常之長，其更替的代數超齣整個人類人口繁衍所用的時間）。

首先，我們來考慮“毫無可能”。生命過程隻能齣現在允許它存在的地方。例如，陸地生物不可能結晶齣金剛石或大的金屬物，因此進化不可能做到演變齣鑽石牙釉質或鈦金屬骨架。如果這些改進手段在技術上是可行的，那麼它們很容易應對最優進化的挑戰。這樣的例子太多瞭。進化不可能生産齣高性能矽芯片以加強神經網絡計算，盡管這種芯片能提供明顯的益處。雖然這種改進提齣瞭許多技術上的挑戰，譬如如何確保植入體內的芯片能剋服機體排異性，但這種增強是不是行得通，這既不構成特定的進化原因，也與自然的智慧不相關。

所以會齣現陷入局部最優睏境的局麵，是因為自然選擇是一種“短視的”搜索過程，它會滯留在這樣一種狀態，盡管大的變動可能會使整個狀態變得更好，但任何微小的變化都會使該狀態變糟，於是這種狀態就不會輕易改變。這方麵的一個例子是人的闌尾。闌尾是我們食草的靈長類祖先具有的大得多的盲腸的殘留物。盡管闌尾可能有某種有限的免疫功能，但它很容易受到感染。在自然狀態下，闌尾炎是一種危及生命的疾病，尤其是在青少年身上發生的可能性很高。按說闌尾的退化很可能會增強早期人類對環境的適應性，然而，較小的闌尾會增加罹患闌尾炎的危險，於是那些小闌尾的基因攜帶者就會比非小闌尾攜帶者有更大的罹患闌尾炎的風險，因此，其適應性就較低。

除非進化能夠找到一種一次性消除闌尾的方式，否則就無法擺脫這個器官，因此它到現在仍然存在於我們體內。安全方便地切除闌尾作為一種乾預或許是一種增強體質的手段，這樣既提高瞭身體素質也改善瞭生活質量。

進化鎖定在次優狀態的另一種方式是雜閤優勢現象。這是指這樣一種常見的情形：那些攜帶特定的異質結閤基因的個體（即攜帶兩個不同版本基因的個體）較攜帶純閤基因的個體（擁有兩套完全相同副本的個體）有優勢。在許多情況下，潛在的有害基因之所以能夠在一定人群中維持有限的頻率，雜閤優勢是一個重要原因。一個典型的例子是不完全隱性鐮狀細胞基因：純閤子個體易患鐮狀細胞貧血癥（一種潛在緻命的血液性疾病），而雜閤子個體在這種情形下就顯示齣優勢：提高瞭抵禦患上瘧疾的免疫力。鐮狀細胞雜閤子攜帶者要比兩種類型的純閤子（一種是缺乏鐮狀細胞基因，另一種是有兩套副本）攜帶者有更大的適應性。平衡選擇以一定頻率在人群中保留瞭鐮狀細胞基因，其分布恰好與瘧疾流行的地理特徵相一緻。所謂“優化的”進化選擇是指，某些人恰巧生來就帶有純閤子等位基因，因而導緻鐮狀細胞貧血癥。所謂“理想優化”——每個人都攜帶雜閤等位基因 ——是自然選擇無法實現的，因為按照孟德爾遺傳模型，雜閤子父母生育的新生兒肯定有 25 %的可能是鐮狀細胞基因純閤子的攜帶者。

雜閤子優勢意味著一種明顯的增強體質的機會。如果可能，變異的等位基因可以被刪除掉，而且其基因産物可用作藥物。另外，通過對體外受精的基因進行篩查可以保證雜閤性，使我們能夠取得自然選擇未能實現的理想優化。

最後我們來討論“進化滯後”——進化的優化能力的最終限製。進化的適應需要時間 ——很長一段時間。如環境條件變化得過快，基因的演化就會跟不上。人類祖先的生存條件是頻繁變化的，譬如遷移到新的地區、氣候變化、社會動蕩、采用瞭先進工具，並且適應瞭與病原體、寄生蟲、捕食者和獵物共存等等，人類從來沒有完全適應其生存環境。進化不斷地驅動著人類在適應性斜坡上奔跑，但適應性的景觀在不斷更新，人類的進化可能永遠不會到達峰頂。即使存在有利的基因或基因組閤，它們也沒有時間來擴散到所有人群。

如果我們找到一種理想的、進化還沒來得及將其擴散到整個人類的基因，那麼通過乾預將其插入基因組，或模仿其效應，就可能實現應對最優進化的挑戰。一個簡單的例子是乳糖耐受性。乳糖不耐性曾是哺乳動物對促進斷奶的一種適應性，但在過去5000年到 1萬年的時間裏，乳製品一直刺激著人體對乳糖酶的選擇，從而使人體發展齣乳糖耐受性。但這段時間還沒長到足以讓這一性狀擴散到所有人群，因此醫療上需要通過服用乳糖酶藥丸來幫助患有乳糖不耐癥的人群消化乳糖，這同時也擴大瞭這一人群的食譜。這種增強顯然很好地迴應瞭最優進化的挑戰。也許我們還可以找到類似的情況：譬如參與腦發育的基因也受到強烈的正嚮選擇，在過去的 3 . 7萬年（甚至可能更近）裏已經齣現瞭新的變種，這個時間段從進化上看還是相當短的。

結論：進化的缺陷應該看作是大自然賦予我們的機會。係統研究曾創造人類機體的進化過程的局限性，我們就能夠采用乾預措施來找齣增強人類機體的有前途的方法，這些乾預措施有些在今天已是可行的，有些則在不遠的將來有可能實現。

從長遠來看，這隻是第一步，我們應該能夠走得更遠。一旦我們對人的機體有瞭比較完整的瞭解，或者換句話說，我們學會瞭如何構造齣具有同樣復雜程度和性能的完全人工係統，那麼我們將不再需要藉助於進化啓發模型和“自然的智慧”的支持。總有一天，我們會學會如何從頭設計齣新的器官和機體。我們甚至可以不再依賴於生物材料來行使我們的身體和大腦的功能。人類一旦從這些實際的限製中解放齣來，其任務將變成如何明智地運用我們的力量來自我完善。換句話說，我們麵臨的挑戰將從目前的科學實踐為主轉變為道德實踐為主。如果說，從我們目前的觀點看，道德任務似乎還顯得相對瑣碎的話，這隻能說它反映瞭我們目前的不成熟。

前言/序言

我們大多數人從長期的經驗中學到，與下一代進行思想上的接觸；不僅深入瞭解我們當今時代的問題，而且深入瞭解未來社會將要麵對的問題，這在社會各個領域都是非常重要的。在科學領域這項工作尤為有價值，因為很多重要的發現都是該領域初齣茅廬的年輕人做齣的。編輯這本簡明文集的初衷就是想一睹當今這些耀眼的青年科學傢在做什麼想什麼。

　　這裏專載的18位青年科學傢所從事的研究各不相同，但所涉問題將會對我們的生活——甚至對我們如何看待自己以及我們如何看待我們在宇宙中的位置——産生長期和深遠的影響。他們的思想最終將有助於重新確立我們是誰，我們是什麼。

　　為瞭形成這份名單，我走訪瞭當今一些領袖級科學傢，請他們提供各自學科領 第一推動叢書 綜閤係列：下一步是什麼 下載 mobi epub pdf txt 電子書

書的內容非常好。包裝也挺精美。不過不是精裝。書也不是很厚。內容是非常經典的。買瞭之後不後悔。

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