纪念爱因斯坦逝世七十周年
70 年前的 1955 年 4 月 18 日凌晨,在美国新泽西州普林斯顿医院,一阵慌乱的脚步声把很多病人从睡梦中惊醒。在一间病房中,护士和医生正在紧张地抢救一位特殊的病人。这位病人有着一头乱蓬蓬的头发和鹰一样深邃的双眼,任何人只要看一眼,就能认出他是谁——被全世界公认为拥有人类最强大脑的爱因斯坦。
不过,再强的大脑也无法改变死神的决定,1 点 15 分 ,爱因斯坦的生命之火悄然熄灭,享年 76 岁。他生前留下遗愿,希望将肉身归于火焰,骨灰撒向风中,不留痕迹,不立碑铭,拒绝成为后世朝圣的“圣物”。他似乎想以最彻底的方式,将自己这位宇宙的“窥探者”,重新融入宇宙本身。
然而,就像命运总喜欢在剧本上添加意想不到的转折,就在爱因斯坦溘然长逝仅几个小时后,负责执行尸检的病理科医生,托马斯·哈维,做出了一个足以让世界哗然的决定。
面对这颗刚刚停止运转、却曾容纳了整个宇宙图景的大脑,哈维被一种近乎痴迷的好奇心驱使着。或许是渴望揭开天才智慧的终极秘密,或许只是一念之间的冲动,他做出了一个近乎于疯狂的举动。
哈维在没有通知任何人的情况下,擅自将爱因斯坦的头骨小心翼翼地锯开,将这颗人类最强大脑完整地取出,并迅速浸入了福尔马林的防腐液中,用容器存好后偷偷带回了家。同时,他还取走了爱因斯坦的两只眼球,后来交给了爱因斯坦的眼科医生。
哈维医生的“窃脑”行为很快就被发现,立即上了新闻,普林斯顿医院当然是震怒不已,要求哈维立即归还爱因斯坦的大脑。不过,哈维就像是吃了熊心豹子胆,铁了心不与院方妥协。从法理上来说,爱因斯坦大脑应当属于他的长子汉斯·阿尔伯特,也只有汉斯有权要求哈维归还大脑。
但令人意外的是,汉斯在经历了最初的震惊与复杂的情感挣扎后,不知道怎么就被哈维说服,居然“追认”了哈维的行为。当然,这绝非毫无条件的谅解,汉斯与哈维达成的条件是,这颗大脑必须、也只能用于严肃的科学研究,研究结果必须公开发表在受人尊敬的科学期刊上,绝不允许成为满足低俗好奇心或制造媒体噱头的工具。
不出意外的是,哈维很快就被普林斯顿医院解雇,开始了他人生的“另一半”,他就像《魔戒》中的咕噜一样,终其一生,守护着爱因斯坦的大脑,并积极推动对大脑的研究。
趁大脑还比较“新鲜”,他与宾夕法尼亚大学的专家合作,对大脑进行了初步的测量、称重。结果很令人惊讶,爱因斯坦的大脑重量约为 1230 克,竟然还略低于成年男性的平均水平。这至少可以说明,脑袋大和聪明之间没有必然联系。
然后,哈维遵循当时的解剖学规范,将爱因斯坦的大脑切成了大约 240 块,用火棉胶包埋起来,方便未来切片研究,并制作了数千张珍贵的组织切片。
然而,哈维并非神经科学领域的权威,他想要组织大规模研究的愿望屡屡碰壁。在接下来的漫长岁月里,这颗本应在世界顶级实验室接受尖端仪器反复测量的大脑,却跟随着哈维医生过上了近乎“流浪”的生活。
爱因斯坦生前可能做梦也想不到,他的大脑被分装在几个玻璃罐里,有时藏在简陋的苹果酒冷藏箱下,有时塞在不起眼的纸箱中,有时候甚至被长时间放在汽车的后备箱中。
随着哈维工作和住所的不断变迁,从新泽西到堪萨斯,再到密苏里,爱因斯坦,不,爱因斯坦的大脑也随之在美国大地上辗转迁徙。哈维本人的生活也因此备受影响,甚至一度被吊销了行医执照,付出了巨大的个人代价。
在这个过程中,他零星地将一些大脑样本,像分发圣物一样,寄送给少数他信任的研究者。但大部分时间里,这颗大脑只是静静地躺在防腐液中,仿佛一个巨大的秘密,等待着被唤醒的时刻。
几十年过去了,关于爱因斯坦大脑的研究似乎成了一个遥不可及的传说。直到 20 世纪 80 年代,神经科学研究技术日新月异,那些被哈维医生小心保存的样本,终于迎来了被重新审视的机会。全世界各地的科学家们,甚至包括来自中国华东师范大学的团队,纷纷加入到这场探寻人类最强大脑奥秘的队伍中。他们像极了手持密码本的译码者,试图从这些沉默的组织切片中,解读出关于“天才”的蛛丝马迹。那么,他们到底发现了什么呢?
再继续往下之前,我们有必要先熟悉一下关于人类大脑的各种术语。
脑科学家把我们的大脑分成了四个大区。离我们额头最近的这块区域叫前额叶,后脑勺这块区域叫枕叶,对,就是离枕头最近的意思。离头顶最近的那片区域叫顶叶。前额叶、枕叶、顶叶这三个词取得很通俗,一看就能理解。唯一有点令人费解的就是顶叶下面那片区域,这是我们的大脑藏的最深的区域,这片区域被叫做颞叶。
1985 年,加州大学伯克利分校的玛丽安·戴蒙德(Marian Diamond)教授,在权威期刊《实验神经学》(Experimental Neurology)上发表了第一项引起广泛关注的研究成果。通过对哈维提供的四块大脑样本,主要来自与高级认知功能相关的左半球顶叶和额叶区域进行细胞计数。戴蒙德发现,在爱因斯坦大脑的左顶叶下方区域,神经胶质细胞与神经元的比例,显著高于她所用的对照组——11个年龄在47到80岁之间的普通男性大脑样本。这里需要简单解释一下,现代脑科学认为,神经元相当于大脑的计算单元,而神经胶质细胞则相当于大脑的后勤保障单元。换句话说,戴蒙德发现,爱因斯坦大脑中的后勤保障部队的比例要远远高于普通人。
具体高多少呢?不同的解读略有出入,但普遍认为这个比例是“异常地高”。戴蒙德由此推测,这可能意味着爱因斯坦大脑的这个特定区域有着更高的代谢需求和更活跃的神经活动,所以得到了更强的“后勤支持”,这或许,请注意,仅仅是或许,与他进行抽象思维和数学推理的超凡能力有关。
这项研究无疑是开创性的,它首次为“天才大脑”的与众不同提供了一种可量化的生理学线索。一时间,“爱因斯坦有更多的大脑燃料供应细胞’”这样的说法不胫而走。
不过,孤证不立,质疑声随之而来:这 11 个对照大脑能代表全人类的“普通”吗?他们的死因、保存方式是否和爱因斯坦大脑一致?更核心的问题是,胶质细胞比例高,真的就直接等于思考能力强吗?这种相关性距离因果性,中间还隔着多少未知的变量?你看,科学的进步往往伴随着更多的疑问。
随后,更多的研究者加入了这场“寻宝游戏”中。1999 年,加拿大麦克马斯特大学的桑德拉·维特尔森(Sandra Witelson)教授团队在顶尖医学期刊《柳叶刀》(The Lancet)上发表了另一项重磅研究。他们利用更全面的大脑照片和哈维保存的样本与 35 名男性和 56 名女性的对照大脑进行了比较,将焦点放在了顶叶(Parietal Lobe)的整体形态上——这片区域被公认为与空间感、数学逻辑和视觉想象力息息相关,正是爱因斯坦天赋的核心地带。
他们的发现同样令人惊叹:爱因斯坦的顶叶中有一小片区域,比对照组宽了大约 15%,显得异常“丰满”。这使得他的顶下小叶看起来像一个更大、更连续无阻碍的整体。那这会不会像打通了任督二脉一样,让这片区域内的神经元能够更自由、更高效地连接和交流,从而极大地提升了他的空间想象和抽象推理能力呢?维特尔森教授团队正是提出了这样的假说。
这个发现同样极具启发性,但同样也无法回避科学的拷问。这独特的结构,是天才的专属配置,还是仅仅像有的人天生手指比别人长一截一样,只是一种罕见的解剖变异?我们如何能确定这 15% 的宽度就一定能转化为认知上的巨大优势?基于照片的二维分析,能完全替代三维的精细测量吗?
当然,探索并未止步。后续的研究者们,利用日益精密的成像技术和分析方法,又提出了其他的“不同之处”,比如:
布里特·安德森(Britt Anderson)等人在1996 年的《神经科学快报》(Neuroscience Letters)上报告说,爱因斯坦大脑的前额叶皮层(Area 9)可能比对照组稍薄,但同时,该区域的神经元密度可能更高。这又引出了新的猜想:是不是神经元更密集,处理信息更高效呢?但这同样是基于有限样本的推测。
著名的古人类学家迪恩·法尔克(Dean Falk)通过对比爱因斯坦大脑的照片和大量其他大脑的形态,在 2009 年的《大脑结构与功能》(Brain Structure and Function)等期刊上发表文章,指出爱因斯坦大脑皮层,尤其是在前额叶、顶叶和枕叶,拥有异常复杂的沟回模式(folding patterns)。她甚至在负责左手精细运动的区域发现了一个凸起结构,类似希腊字母“Ω”形状的结构,她把这个结构戏称为旋钮(knob),并推测这可能与他从小学习拉小提琴有关。但这些形态上的独特性,其功能意义依然是模糊的。
2013 年,来自华东师范大学的门卫伟博士领导的团队,在权威期刊《大脑》(Brain)杂志上发表了一项引人注目的研究。他们利用高分辨率的照片分析了连接左右大脑半球的“信息高速公路”——胼胝体(Corpus Callosum)。研究发现,爱因斯坦的胼胝体,尤其是负责传递感觉运动和认知信息的中后部区域,似乎比对照组(包括年轻和年老的对照)更厚实,拥有更广泛的连接纤维。这是否意味着他的左右大脑半球“合作”得更紧密、信息交流更高效呢?这同样是一个诱人但需要更多证据支持的假说。
你看,围绕着爱因斯坦大脑的研究,就像是一场永无止境的解谜游戏。科学家们如同侦探,从有限的“物证”中寻找线索,提出各种各样的理论和猜想。每一项发现都可能带来短暂的兴奋,但紧随其后的,总是更多的疑问和科学共同体严苛的审视。
那么,这些研究的价值究竟在哪里?它们最大的价值,可能并非提供了一个关于“天才密码”的终极答案——科学本身也从不承诺终极答案——而在于这个过程本身。它极大地激发了我们对于大脑结构如何影响心智功能的思考和探索,推动了神经科学成像技术、解剖学方法和比较研究的发展。更重要的是,它生动地向我们展示了科学是如何运作的:通过观察,提出假说,寻找证据,接受检验,承认局限,不断修正。它让我们深刻体会到,试图通过解剖一个独一无二的大脑来完全解码“天才”这样复杂的人类现象,本身就可能是一种过于简化的奢望。智力、创造力、洞察力……这些闪耀的人类品质,是先天基因、后天环境、个人努力、社会机遇,甚至一点点运气的复杂交织,绝非大脑某几处形态差异就能完全定义的。
好了,兜兜转转,我们终于要回到最初的那个问题了:70 年前被完整取出的爱因斯坦的大脑,它真的异于常人吗?
我想,在听完了这段跨越半个多世纪的探索之旅后,我们或许能给出一个更成熟、更符合科学精神的回答:
是的,从解剖学上来看,爱因斯坦的大脑确实在某些方面显示出了一些与“平均”或“典型”大脑不同的特征。无论是特定区域更宽的尺寸,还是某些沟回的独特形态,亦或是神经胶质细胞与神经元的不同比例,以及可能更发达的半球连接……这些客观存在的差异,让我们可以说,他的大脑在物理形态上,确实有其“异常”之处。
但是,这绝不等于我们可以草率地宣称“找到了天才大脑的秘密”。科学思维最重要的一课,就是区分相关性与因果性。我们观察到的这些结构差异,与爱因斯坦的非凡智慧之间,是否存在必然的因果联系?这一点,目前的科学证据远不足以给出肯定的答案。这些差异,完全有可能是人类大脑巨大变异谱系中的一个独特样本,就像我们每个人的指纹都独一无二一样。它们或许对他的思维方式产生了某种影响,但要说这些差异就是他成为爱因斯坦的决定性因素,那将是对科学严谨性的背离,也是对人类智慧复杂性的低估。
科学探索的魅力,就在于它总是在已知和未知之间徘徊。爱因斯坦的大脑,就像一个沉默的谜语,它允许我们观察,允许我们测量,甚至允许我们猜测,但它从未轻易给出答案。
在哈维医生取出爱因斯坦大脑 52 年后的 2007 年 4 月 5 日,他自己也在普林斯顿医院与世长辞,享年 94 岁,此时,他与这家医院的恩恩怨怨早已成为古老的传说。
如今,这颗曾孕育出颠覆性思想的大脑,在经历了哈维医生近半个世纪的“私人保管”和颠沛流离后,它的大部分样本最终又回到了最初它被取出的普林斯顿医学中心。而其中一部分被精心制作成永久切片的样本,现在静静地躺在美国费城的穆特博物馆(Mütter Museum)的展柜里,供世人瞻仰。
今年恰逢爱因斯坦逝世七十周年和狭义相对论发表 120 周年,在这样一个特殊的年份,我把爱因斯坦思考狭义相对论的往事拍成了电影——《寻秘自然:时间的形状》,以纪念这颗非凡大脑迸发出的智慧之光。这颗人类最强大脑,虽然不再能思考宇宙的运行法则,却以另一种方式激发着我们的思考——关于天才的本质,关于大脑与心智的神秘联系,更关于科学探索本身:那就是面对最诱人的谜题,也要永远保持那份冷静的质疑、对证据的尊重和对未知的好奇。因为,真正塑造了世界的,或许不只是大脑的沟回褶皱,更是那褶皱之中,曾经点亮人类文明的思想光芒。
来影院吧,跟随爱因斯坦,破解时空悬案!
5 月场次安排
福建福州(5 月 3 日,汪诘导演互动场)
第一场 10:00-12:00
第二场 14:00-16:00
广东广州(5 月 4 日,汪诘导演互动场)
第一场 10:00-12:00
第二场 14:30-16:30
浙江绍兴(5 月10日 ~ 11日导师互动场)
第一场 5 月10 日 15:30-17:45
第二场 5 月11 日 15:30-17:45
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