明日科學！從史前文明到未來技術，看人類社會進化多神速：人工肌肉×新型礦藏×沉浸式技術×互動娛樂×通用流感疫苗，人體奧祕到技術揭密，未來科學的別樣世界

01身體影響你的認知
　　古人並不知道腦子有什麼用，一般都把心臟當成心理活動的器官。原因是當我們情緒激動時，心臟會跳得更厲害，而情緒平靜下來後，心跳也會恢復正常。
　　後來，隨著解剖學的發展，到了19世紀，心理已經被定義為是中樞神經系統的功能，包括腦和脊髓兩部分。尤其是人類的高級心理活動，被定義為腦的活動。像思維、想像、記憶這些最高級的心理活動則只屬於大腦，而不屬於它下面的小腦、間腦和腦幹。
　　差不多有一個世紀，科學家都認為身體其他系統不參與心理活動，它們的意義只是提供養分給大腦。科幻小說更是經常有這樣的故事，把某人的腦子取出來單獨供養，等於保留了這個人，甚至連腦子都不要，直接上傳意識到電腦當中，人還是原來的人。
　　這種觀念叫做「離身認知」，認為身體可以獨立於環境，腦可以獨立於身體。從1990年代起，一些心理學家開始挑戰這種觀念，提出「具身認知」（Embodied cognition）理論。與上述觀點完全相反，他們認為腦離不開身體，身體也離不開環境，身體和環境這兩個因素，時時都在影響心理活動。
　　心理學家當然沒辦法找到一顆獨立存活的腦袋進行研究，可是他們掌握著某些癱瘓患者的病例。這些人頸椎受傷，不僅無法控制頭顱以外整個身體的運動，這些部位的感覺也無法傳導入腦。結果，這些人變得溫和平靜，失去熱情，甚至麻木不仁。提倡「具身認知」的心理學家認為，這能說明情緒與內臟活動有極大關係，一旦我們體會不到內臟活動，也將不再有情緒，思維和記憶並非心理的全部。
　　德國馬普學會人類認知與腦科學研究所的專家，具體研究了心臟是如何影響感知的。他們以健康人為受試者，讓他們感受從手指傳導的電刺激，結果發現，心臟收縮時，受試者較難感受到電刺激。他們同時用腦電圖記錄受試者的腦部活動，用心電圖記錄心臟活動，發現大腦也會隨著心臟產生週期性變化。心臟收縮時，大腦下意識地遮罩與脈搏有關的資訊，同時也會錯過外部的一些微弱刺激。
　　人類的感覺分兩大類。視、聽、嗅、味、觸，讓我們感受外部世界，稱為外感覺。內臟、肌肉活動的感覺，還有身體的平衡，這些稱為內感覺，讓我們覺察自己的身體狀態。專家們還發現，腦對內感覺和外感覺的專注，會隨心跳而波動，有時傾向外界，有時傾向內部。
　　臨床醫生早就知道，心臟病會導致一定程度的認知功能受損，馬普學會這項研究，正在揭示這一現象的具體原因。
　　文化學者也支持「具身認知」理論。他們發現，世界各國的形容詞大同小異。比如，都把有價值的東西稱為「貴重的」，把感情稱為「溫暖的」，把正面現象稱為「光明的」，把好的生活狀態稱為「甜蜜的」。這些形容詞都與身體狀態有關，而這些身體狀態不分種族，全人類都差不多，它從另一個角度說明，我們的身體狀態深嵌在心理活動當中。
02腦的功能有違常識
　　「你的頭是不是被門夾過？ 」
　　這句常用語體現了人們的一種常識：如果頭部受傷，智力就會受影響。不過，真實情況可能並非如此。腦科學專家何傑就認為，至少某些動物的腦，在受創傷後會變得更聰明。
　　何傑研究了一種叫斑馬魚的動物，牠們的中樞神經系統有強大的再生能力，受損後會自我修復。何傑用物理手段損傷斑馬魚的中腦部位後，發現損傷區域的膠質細胞開始異常增殖，而在平時，這些細胞則處於靜息狀態。
　　這些增生的細胞，只能存活25〜300天。不過，斑馬魚的平均壽命也只有3年，300天差不多相當於人類的30年。
　　科學家當然不能對人類進行這種危險實驗。但是，斑馬魚是生物實驗中常用的「模式動物」，也就是用於探索一般生命規律的動物。從牠們身上得到的結論，在大多數情況下也適用於人類。可以推測，人類腦部的某些部位受創傷後，也可能會導致神經元的局部增生。
　　除了「越挨打越聰明」之外，人腦還有可能越大越不正常，這也違反了我們通常認為的，腦容量越大越聰明的看法。
　　德國馬普進化人類學研究所，比較研究了正常人、精神分裂症病人、黑猩猩與恆河猴，內容是腦部某些代謝物的濃度。代謝物可以看成是細胞活動產生的垃圾，它們積存在腦部，就會影響腦的正常功能。研究發現，精神分裂症病人的代謝物濃度最高。
　　研究者認為，從類人猿到人，腦的容量不斷增大，至今已經接近極限。以精神分裂症為代表的某些精神疾病，正是腦容量大增的副作用。腦子變大，既需要更多的營養，又產生更多的垃圾，後者無法正常排出或者分解，導致了某些精神疾病。
　　這些有關腦的最新研究成果，有悖於我們以往的了解，恰恰說明我們對腦的認知嚴重不足。由於不能對健康活人進行腦實驗，這個領域落後於身體的其他領域，很多時候，研究人腦要靠腦損傷患者。
　　19世紀，一位名叫費尼斯．蓋奇的工人，在爆炸事故中被鋼筋刺穿了頭部後，仍然存活了幾年，成為第一個接受腦功能分區研究的對象。俄羅斯生理學家科薩科夫，長期解剖酗酒死亡者的腦，發現了科薩科夫綜合症，也就是酒精依賴症。一個代號為「SM」的女病人，由於遺傳問題雙側杏仁核受損，從此不再出現恐懼情緒，於是，她讓腦科學家發現了杏仁核與恐懼的關係。
　　第二次世界大戰時期，蘇聯有一位名叫魯利亞（Alexander Luria）的科學家，在醫院裡接觸到大量頭部受創的傷患。有些人雖然活著，腦卻局部暴露在外。魯利亞透過研究這些傷患，讓腦科學有了飛速發展，從此創建了神經心理學。
　　不過，和平年代不好找到這種實驗條件。今後相當長的時間裡，發明更安全的技術來研究健康人的腦，仍然是重要的優先課題。
03預感未來也是科學問題？
　　有部科幻片名叫《關鍵下一秒》，主角能夠準確預知幾秒鐘之後發生的事情，與敵人周旋時處處占得先機。不過，這只是科幻作品，現實中要是有人說他能預測未來，那人八成是算命先生，或者偽科學傳播者。
　　所謂預測未來，是指對遠期趨勢的預知，比如「接下來的運氣怎麼樣」或者「某處房地產將來能否升值」。對此，有人使用經濟學和社會學資料，有人請風水先生。到現在，還沒有特別值得信賴的方法。
　　但是，預感未來並不神祕，對短期變化的預知，我們人人都會。每晚入睡前，我們都會認定第二天太陽照常升起；公車站有許多人在候車，說明他們都預感會有公車到達；倘若你是上班族，我可以預感你在下一個工作日早上，有相當高的機率會去公司上班。
　　如果不能預知幾秒鐘或者幾分鐘後的環境變化，我們根本無法生存，這種心理能力甚至並不依靠智力。獅子追捕斑馬，要預感牠下一步往哪裡跑；斑馬想逃脫獅口，也要使用同樣的能力。森林大火燒起來，所有動物都會逃跑，因為牠們能預感到火對自己產生了威脅。
　　如此看來，預感一定是十分古老的心理機能。華盛頓大學的心理學家札克斯博士，就沿著這個思路研究。他帶領團隊使用功能性磁共振成像技術，讓受試者預測普通生活事件，同時掃描他們的腦部。結果發現，在受試者預測普通生活事件時，大腦中部的多巴胺系統活躍起來，這一區域可能在預感活動中發揮重要作用。這個系統在進化歷程中很早就出現，不少動物的腦中都有。
　　預感和一種叫程序記憶的心理功能有關。人的行為通常會構成固定序列，例如，我們一定要先開門，再進入走廊，或者先盛好飯菜再用餐。生活中各種固定行為序列見得多了，就會形成程序記憶，讓我們知道接下來會發生什麼。
　　札克斯博士進行了另外一項實驗。他將普通日常事件錄影播放給受試者看，並且會在播放過程中停下來，讓受試者推測5秒鐘後會發生什麼事。研究表明，90％以上的受試者能夠準確進行預測。
　　一部優秀的電影，會讓觀眾難以預知情節走向，但對於下一秒鐘人物會做什麼，觀眾總能猜個八九不離十。這裡面有個概念叫做「事件邊界」。比如，「上課」和「課間休息」就是兩個事件，中間以下課鈴聲為邊界。只要你在上課，接下來無非就是老師繼續講解，或者向學生提問，這很容易預測，但是過一會課間休息會發生什麼，就不好預知了，那屬於下一個事件。
　　札克斯博士也研究了「事件邊界」。他同樣讓受試者觀看生活錄影，並將錄影中止，讓受試者預測接下來會發生什麼事。結果，同一事件內的預測成功率超過90％，不同事件的預測成功率就降到了80％以下。
　　預感還和專業能力有關。優秀運動員能預感幾秒鐘後賽場上的局勢，可是只局限於他所從事的項目，若預感其他項目的比賽，準確率就會大大下降。
　　總之，預感並不神祕，甚至可以透過訓練得到提升，不要把它和「算命」相混淆。

01身體影響你的認知
　　古人並不知道腦子有什麼用，一般都把心臟當成心理活動的器官。原因是當我們情緒激動時，心臟會跳得更厲害，而情緒平靜下來後，心跳也會恢復正常。
　　後來，隨著解剖學的發展，到了19世紀，心理已經被定義為是中樞神經系統的功能，包括腦和脊髓兩部分。尤其是人類的高級心理活動，被定義為腦的活動。像思維、想像、記憶這些最高級的心理活動則只屬於大腦，而不屬於它下面的小腦、間腦和腦幹。
　　差不多有一個世紀，科學家都認為身體其他系統不參與心理活動，它們的意義只是提供養分給大腦。科幻小說更是經常...

引言
　　回想我讀小學時，太陽系還有九大行星，宇宙大爆炸屬於偽科學，恐龍滅亡的原因是牠們體形太大，不適應氣候變化，而不是有一顆小行星撞了地球。
　　過去幾十年的知識體系如今已天翻地覆，如果牛頓（Isaac Newton）穿越到現在，可能讀不懂物理學教材。什麼？時間會隨速度的增加而變慢？宇宙直徑居然有900億光年？要是讓牛頓參加現在的大考，即便最擅長的物理學他都未必及格，畢竟大考中的大部分物理知識，出現在他去世以後。
　　科學無止境，每年甚至每天都會有新發現，其中有些重要發現很可能顛覆人們的常識。下面這100個腦洞大開的科學問題，就有可能在不遠的將來，改變人們對世界的基本看法。這些問題幾乎都還沒有結論，有的只是推測，有的剛開始研究。
　　大部分問題都像恐龍滅絕的小行星撞擊假說一樣，證明起來需要有個過程。這個假說在1970年代被提出。西元1981年我上國中那年，墨西哥石油公司報告說，他們可能在鑽探時遇到隕石坑遺跡。西元2010年，這個名叫希克蘇魯伯的隕石坑，才被確認為6500萬年前小行星撞擊的鐵證。
　　這本書會帶你關注真正的科技尖端。我小的時候，電視臺播放外國紀錄片《眾神的戰車？過去的未解之謎》（Chariots of the Gods?），裡面講的是UFO(不明飛行物)、百慕達三角和尼斯湖水怪。現在，書店裡各種版本的未解之謎，仍然以上述內容為主，它們還會被包裝成科普讀物，放在青少年讀物專櫃上，但它們根本不是科學問題，而是偽科學話題。那麼真正的科學家都在研究什麼？這本書能帶你看到一鱗半爪。
　　相信喜歡這些話題的朋友，都有一個當科學家的夢，所以，我除了介紹問題本身，還會穿插著介紹一些研究方法。科學界能出新成果，往往就是由於使用了新方法。比如，銀河系裡70％的恆星都是紅矮星，它們通常只有太陽的一半大，光線微弱。當你用肉眼仰望星空時，一顆紅矮星都看不到。所以，只有發明了天文望遠鏡之後，紅矮星才能進入人類的視野。
　　另外，我還會介紹與這些問題有關的科學研究團隊。這些機構不像劍橋、清華、哈佛、牛津那麼有名，這些學者也不如牛頓、愛因斯坦（Albert Einstein）、霍金（Stephen Hawking）那樣如雷貫耳，不過你將來若是真想邁進某個科學研究領域，你便需要知道誰是這個圈子裡的領導者。
　　科學不是學校裡的課程，兩者的關係類似於農民和超市中的食品。當一名科學家，就要像農民那樣用汗水換取收穫。寫這本書就是想告訴你，耕耘科學要選擇哪些土壤，以及使用什麼樣的農具。

引言
　　回想我讀小學時，太陽系還有九大行星，宇宙大爆炸屬於偽科學，恐龍滅亡的原因是牠們體形太大，不適應氣候變化，而不是有一顆小行星撞了地球。
　　過去幾十年的知識體系如今已天翻地覆，如果牛頓（Isaac Newton）穿越到現在，可能讀不懂物理學教材。什麼？時間會隨速度的增加而變慢？宇宙直徑居然有900億光年？要是讓牛頓參加現在的大考，即便最擅長的物理學他都未必及格，畢竟大考中的大部分物理知識，出現在他去世以後。
　　科學無止境，每年甚至每天都會有新發現，其中有些重要發現很可能顛覆人們的常識。下面這100個腦洞...

引言
第一章　人體新奧祕
第二章　生物新發現
第三章　進化新觀點
第四章　物理新概念
第五章　天文新景觀
第六章　地球新境界
第七章　災難新類型
第八章　資源新天地
第九章　技術新尖端
第十章　文娛新時代
第十一章　科學研究新天地

引言
第一章　人體新奧祕
第二章　生物新發現
第三章　進化新觀點
第四章　物理新概念
第五章　天文新景觀
第六章　地球新境界
第七章　災難新類型
第八章　資源新天地
第九章　技術新尖端
第十章　文娛新時代
第十一章　科學研究新天地