我們一定要知道，我們也一定能夠知道。德國數(shù)學家希爾伯特*的墓志銘

我早就服用了阿司匹林，牙疼卻一點也沒緩解。躺在床上，下臼齒的陣陣劇痛讓我無法入睡。為了分散注意力，我拼命想為什么會牙痛。我知道，牙齦發(fā)炎所產生的電活動沿著三叉神經的一條分支直達腦干，經過幾次轉換以后，終前腦深處神經元的活動產生了疼痛感。但是所有這一切都沒能解釋為什么牙疼會有這樣的感覺！為什么鈉離子、鉀離子、鈣離子和其他離子在腦中的運動會讓我這么難受！從1988年夏天起，有關古老的心身問題的這樣一種樸素的想法一直縈繞在我心頭。

所謂心身問題，可以用這樣一句話來概括：像腦這樣的物理系統(tǒng)，怎樣會有主觀體驗？隨便舉個例子，如果連接到計算機上的溫度傳感器很熱，處理器就會亮起紅色警燈。但是誰也不會說，為接通警燈而流過晶體管門電路的電流會讓計算機感到不舒服。那么，神經活動又怎么會引起灼痛感呢？腦是不是有什么魔法呢？這一切與腦的構筑、相關的神經元類型或者電 化學活動模式有關系嗎？

現(xiàn)在已經知道，腦中發(fā)生的許多事情（即使不說是絕大多數(shù)事情），都是內省所察覺不到的，這就使問題變得更為神秘莫測。我的絕大多數(shù)日常動作（系鞋帶、開車、奔跑、登山、簡單會話）都是自動進行的；而與此同時，我的頭腦卻正忙于處理更為重要的事務。那么從神經學上說，這些行為和引起有意識知覺的行為有何不同呢？

在本書中，我將在神經科學的框架內尋求這些問題的答案。我要論證的研究計劃，其終目標就是要發(fā)現(xiàn)意識的神經相關集合（neuronal correlates of consciousness， NCC）。所謂意識的神經相關集合，就是指足以產生某些特異性的、有意識的感受（conscious feeling）所必需的腦機制和腦事件，這種有意識的感受既可簡單到像紅顏色這樣的知覺，也可復雜到像在看某本書封面上的叢林景色時所引起的那種引起強烈感官刺激的、帶有神秘和原始色彩的知覺。描述清楚NCC是我們這個時代對科學的后挑戰(zhàn)之一。

為了直搗問題的核心，我必須盡可能接近感知覺體驗與腦這一機體構造之間相互關系的關鍵所在。以往對此的研究多以視覺為主，這就是為什么本書把討論集中在看上。我把與此有關的解剖學、神經生理學、心理學以及臨床資料作了通盤考慮，并把它們交織在一起，從而為思考意識的神經基礎提供了一個全新的框架。

本書是為所有對這個古老的爭論有好奇心的讀者而寫的。這一爭論現(xiàn)在又重新燃起當代哲學家、科學家、工程師、醫(yī)生和愛思考的一般公眾的極大興趣。什么是意識？它和自然萬物有著怎樣的聯(lián)系？它有什么用處？唯獨人類才有意識嗎？為什么我們有那么多的動作并不需要通過意識？對這些問題的回答將對究竟什么是人產生一種新觀念。在今天，這一新觀念正在慢慢形成，并與我們習以為常的一些傳統(tǒng)觀念相左。誰能知道這種探索會把我們引向何方？正如鄧薩尼勛爵*所說：和渺小的人類相比，黑夜是如此廣袤與神奇！

本書所表達的思想是克里克和我在加州圣迭戈北部拉荷亞（La Jolla）的索爾克研究所（Salk Institute）深入合作的成果。我們的次相遇是1981年在德國圖賓根，當時我們和波焦**在一起討論樹突棘的功能問題。 隨后我到劍橋的麻省理工學院工作， 并和厄爾曼***一起提出了一些基于人工神經網(wǎng)絡解釋視覺注意的方法。希蒙（厄爾曼）和我一起拜訪了弗朗西斯（克里克），在那兒進行了為期一周的熱烈而富有啟發(fā)的討論。在我到帕薩迪納的加州理工學院（從拉荷亞驅車到那里只需要2小時）擔任教授以后，我們之間的交流步伐大大加快了。

弗朗西斯對意識的生物學基礎一直懷有興趣，這可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)結束后的那些日子；我則對從計算的角度思考視覺注意和視覺覺知**** （visual awareness）， 并把它們與神經生物學回路聯(lián)系起來懷有極大的熱情。這兩者匯合到了一起。20世紀80年代末，我們一起以重新發(fā)現(xiàn)貓視皮層神經脈沖發(fā)放的振蕩和同步活動作為切入點，提出了具體的猜想。弗朗西斯和我在1990年發(fā)表了我們合作的篇論文《意識的神經生物學理論芻議》（Towards a neurobiological theory of consciousness）。隨著新資料的不斷出現(xiàn)，也隨著我們的觀點不斷演變以涵蓋意識的諸多不同方面，我們又陸續(xù)發(fā)表了一系列論文。在過去的5年里，我每個月都要在弗朗西斯家中待兩三天。弗朗西斯出于個人原因認為，還是不把他作為本書的共同作者為好。然而為了強調本書中所表達的主要思想是我們共同提出來的，我常用我們一詞來表示弗朗西斯和我。我知道這樣做有點異乎尋常，不過我們之間的合作本身就是異乎尋常的。

我從青年時代起就一直對某些希臘和德國哲學家［柏拉圖（Plato）、叔本華（Arthur Schopenhauer）、尼采（Friedrich Nietzsche）、小維特根斯坦］*抱有很大熱情，且至今不衰，而我的寫作風格卻竭力追隨明白易懂的盎格魯 撒克遜傳統(tǒng)。《經濟學家》（The Economist）雜志在投稿須知中把這種傳統(tǒng)歸結為力求簡明。我力圖把客觀事實和我的主觀推測區(qū)分清楚。在注釋中，我給出了大量的參考文獻，這樣可以幫助一般讀者略過他們不太感興趣的種種復雜細節(jié)。當書中次出現(xiàn)某個專業(yè)術語時，我用斜體字把它標出**，并在書后的術語表中做進一步的解釋。

如果你以前從未接觸過這些問題的話，那么我建議你先讀一下第1章以及后一章的問答。后一章以不那么學究氣的方式，總結了我對許多問題的思考。第2、 9、 11、 13和15章介紹了的技術進展，而第14、 18章則更帶有猜測性。

本書是意識的神經生物學這門導論性課程的教材。該課程的網(wǎng)站www.klab.caltech.edu/cns120提供了包括課后作業(yè)和我講課錄像在內的各種教學材料。

本書是在許多朋友的幫助下才得以問世的，我在此向他們表示感謝。首先當然要感謝克里克，要是沒有他經常性的指導，沒有他的洞察力和創(chuàng)造性，那么這本書根本就寫不出來。本書中所有的基本思想，弗朗西斯和我都在這些年里發(fā)表過了。他讀了本書的好幾稿草稿，并提出了意見。我謹將本書奉獻給弗朗西斯，奉獻給他對真理熾熱而執(zhí)著且不計成敗利鈍的追求、他的睿智，以及他在面對無法避免的事情時的那份坦然*。我不知道還有誰能夠像他一樣。

在過去的那些年里，我一直受到弗朗西斯的夫人奧迪爾·克里克（Odile Crick）親切而慷慨的款待，享用她烹飪的種種美食佳肴，而我極少有機會回報。本書的書名正是她提出來的，那時我們正在拉荷亞他們家那灑滿陽光的天井里共進午餐（我們經常在那里用午餐）。

我實驗室里的研究項目進行得非常深入且耗費時間，當然也非常令人滿意。項目經費的數(shù)額也頗為龐大。過去這些年我榮幸地得到了許多研究單位的慷慨資助。首要的資助單位是巴爾的摩**領導下的加州理工學院。這是一片綠洲、一座象牙之塔，對于探索以大寫字母T***開頭的真理（truth）來說是再合適不過了。校外的資助來自美國科學基金會、國家健康研究院、國家精神健康研究所、海軍研究辦公室、國防高科技研究計劃署、凱克（W. M. Keck）基金會、麥克唐奈 皮尤（McDonnell-Pew）基金會、艾爾弗雷德·斯�。ˋlfred Sloan）基金會、斯沃茨（Swartz）基金會、穆爾（Gordon and Betty Moore）基金會。

我也要感謝我的學生、博士后工作人員以及我的同事，他們和我兒子亞歷山大（Alexander Koch）以及女兒加布麗埃爾（Gabriele Koch）一起讀了部分書稿，并提出了富有見解的反饋意見。他們是：阿博特（Larry Abbott）、貝克（Alex B.ker）、布萊克（Randolph Blake）、卡拉韋（Edward Callaway）、赫佐格（Michael Herzog）、海曼（Karen Heyman）、赫爾伯特（Anya Hurlbert）、克賴曼（Gabriel Kreiman）、勞倫特（Gilles Laurent）、米爾納（David Milner）、穆夫雄（Anthony Movshon）、紐瑟姆（William Newsome）、奧爾斯豪森（Bruno Olshausen）、奧格爾（Leslie Orgel）、派博（Carl Pabo）、佩雷斯 奧里韋（Javier Perez-Orive）、波焦（Tomaso Poggio）、雷諾茲（John Reynolds）、羅迪克（Robert Rodieck）、沙因貝格（David Sheinberg）、辛格（Wolf Singer）、斯夸爾（Larry Squire）、土屋（Nao Tsuchiya）、塔爾文（Endel Tulving）、弗拉霍斯（Elizabeth Vlahos）、萬德爾（Brian Wandell）、威爾肯（Patrick Wilken）以及澤基（Semir Zeki）。

與下列哲學家討論了我的這些研究項目的概念基礎，并使我獲益良多。他們是：貝恩（Tim Bayne）、布洛克（Ned Block）、查默斯（David Chalmers）、丘奇蘭（Pat Churchland）、丹尼特（Dan Dennett）、法伯（Ilya Farber）以及諾埃（Alva No.）。

我還有幸得到下面9位熱情讀者的幫助，他們通讀了全稿。一位是專業(yè)的策劃編輯默德澤克（John Murdzek），還有另外8位意識迷貝恩（Tim Bayne）、博根（Joseph Bogen）、霍夫斯端特（Constanze Hofst.tter）、蘭多爾特（Oliver Landolt）、尼布爾（Ernst Niebur）、納奇夫（Parashekev Nachev）、佩雷斯 奧里韋（Javier Perez-Orive）以及范羅倫（Rufin Van Rullen）。我的3位同事布里奇曼（Bruce Bridgeman）、卡特（McKell Carter）以及法伯（Ilya Farber）耗費了大量時間和心血校閱了全稿。這些讀者不斷提出建議，消除了許多大大小小的不妥之處，并大大加強了本書的可讀性。我要感謝本書的編輯羅伯茨（Ben Roberts）先生。從初的草稿到終出現(xiàn)在讀者手上的這本大部頭著作，整個過程都離不開他卓越的指導。作為一位真正的書迷，無論從形式還是內容上，他總是用的標準來要求本書。從絢麗多彩的封面到插頁圖版中的美術、正文中的插圖、字體和全書的版面編排，都是由保羅（Emiko-Rose Paul）和她在回聲醫(yī)學媒體（Echo Medical Media）的團隊以及翁（Mark Stuart Ong）設計的。因泰格爾（Integre）技術出版社的蓋倫（Leslie Galen）校對了全書的每一個字，并監(jiān)督了整個出版過程。我不可能要求有比這更好的專業(yè)隊伍了。

后要提到我親近的家人：伊迪絲（Edith Koch）、亞歷山大、加布麗埃爾以及我們的愛犬特麗克西（Trixie）、諾西（Nosy）和貝拉（Bella），沒有他們我就茫無所從。能和他們共享人生，我實在是太幸運了。

那么，各位尊敬的讀者，祝您閱讀愉快！

2003年8月于帕薩迪納