一本描述感觉科学以及我们如何对周围世界进行信息处理的书！

《感觉的秘密》的结构遵循传统的模式。全书分为五个部分，主要介绍人的五种感觉(触觉、嗅觉、味觉、视觉和听觉)。本书以触觉开篇，因为笔者菲丝·希克曼·布莱尼认为它是五种感觉中最被忽略却或许是最重要的感觉；接下来讨论的是化学感觉，因为嗅觉和味觉工作方式类似；最后是视觉和听觉，这是我们依赖最多，却最不可信的两种感觉。

《感觉的秘密》的结构遵循传统的模式。分为五个部分，主要介绍人的五种感觉(触觉、嗅觉、味觉、视觉和听觉)。本书以触觉开篇，因为笔者认为它是五种感觉中最被忽略却或许是最重要的感觉；接下来讨论的是化学感觉，因为嗅觉和味觉工作方式类似；最后是视觉和听觉，这是我们依赖最多，却最不可信的两种感觉。

《感觉的秘密》作者菲丝·希克曼·布莱尼是一位科学和健康方面的作家，已出版4本有关大脑的著作，包括《你的大脑曾问过但直到现在才有答案的101个问题》，该书获得“美国科学进步协会”授予的“年度最佳图书奖”。

Part 01 触觉

第1章 没有触觉的生活

第2章 摆脱寒冷

第3章 奶油涂在面包的哪一面

第4章 疼痛和安慰剂效应

第5章 线虫、触觉和大脑——机器接口

Part 02 嗅觉

第6章 今天是情人节……闻闻

第7章 气味在鼻腔里跳舞吗

第8章 没有嗅觉的生活

第9章 性别汗味

第10章 幸福快车

Part 03 味觉

第11章 苦涩的真相

第12章 椰子病

第13章 烹调脑化学

第14章 如何编织婴儿的味蕾

第15章 期待你所品尝的，品尝你所期待的

Part 04 视觉

第16章 总体概述

第17章 色彩和记忆

第18章 确定事物的大小

第19章 在运动中

第20章 视觉与电子游戏

Part 05 听觉

第21章 听觉，左耳与右耳

第22章 听力与语言

第23章 我有耳鸣

第24章 音乐与可塑的大脑

第25章 人工耳蜗——一个患者的心路历程

Part 06 五大感觉之外

第26章 联觉——当感觉重叠时

第27章 如果看起来似曾相识，那你仍什么都没看到

第28章 幻肢痛

第29章 概率与超自然

第30章 时间

附录：大脑和神经系统入门

注释

推荐资源

索引

尽管我承认可能偶尔会梦到美国黑人演员丹泽尔·华盛顿或吉米·史密兹，但我天马行空的梦境中真正梦到的是生物物理学家卢卡·图林（LucaTurin）。

以下是我的美梦。

我辛辛苦苦一年多写了这本书，书出版后一夜间成为畅销书。全世界的人都纷至沓来，但我一直非常低调，不善交际，直到我接到卢卡·图林的电话。他阅读了我这本书中有关嗅觉的部分，表示非常喜欢，因此他邀请我去伦敦和他一起讨论他唯一的至爱——香水。

即使是畅销书的作者也要等待6个月才能拿到稿酬，因此我谢绝了卢卡·图林的邀请，因为每个人都很清楚现在英国的消费有多高。但图林一再坚持，安慰我说他已经说服六大香水生产商之一为我支付了所有的费用，包括英国航空公司头等舱座位和伦敦多彻斯特酒店的豪华套房。

哦，我无法拒绝这等好事，因此我计划乘坐下一个航班赴约，为这趟旅行我特意买了一瓶全新的“华丽幽情”香水。图林曾在一次香水评论中赞扬它是“海港船底散发出优雅香味”的混合物。这有点像我的标志性香水，因此当我和其他乘客走下飞机时我特意和他们保持着一定的距离。这是海港船底吗？

别在意这些。在伦敦，图林热情地接待我，领我进了他的办公室，办公室乱得一团糟。我对此早有准备，因为我看过钱德勒·柏尔的《香水帝王》，他曾这样描述图林：

他的办公室……就像手榴弹实验场地。有晶体管、电线、管子、机票、香水瓶、晦涩难懂的科学杂志、《时尚》杂志、有关航空公司的杂志、各种尺寸和模样的器械，还有一些不知名的东西，到处都是小瓶子。。

图林从这乱七八糟的一堆中找出一些小瓶子，打开，在我鼻子跟前晃了晃，一边向我说明这个是吲哚（花朵），那个是粪臭素（排泄物）！梦中的我和真实生活中没有两样——我不能区分铃兰和拖地的水——但我完全被图林迷住了。他可爱、古怪、热情似火——就像电影《美丽心灵》中没有患上精神分裂症时的约翰·纳什（由演员罗素·克劳扮演）。他向我解释了办公室的一切，我像闻香味刮刮卡一样认真听着。  但你可能想知道，谁是卢卡·图林？为什么我会白日梦见他？在我的印象中，他从没有登上哪个杂志的封面。他从没有演过电影，甚至都没拍过广告。尽管有人评论他穿着时尚，但他从未获得过格莱美奖、奥斯卡奖或托尼奖（美国戏剧界最高荣誉），我可以想象他走红地毯的样子。人们评论他是一位“博学的、杰出的、学术上永不满足的、自学成才的唯美主义者。”。

没错，但他是我的偶像的主要原因是他的嗅觉理论让许多非常著名的学者不高兴。对我来说，比科学更有趣的唯一一件事就是争论。图林卷入到了粪臭素气味的漩涡之中。他是嗅觉科学研究中一如既往持不同意见的科学家，这引发了我的想象。这才是重点。

卢卡·图林和振动理论

传统观念认为气味分子吸附在鼻子的受体上。它们吸附在那里是因为它们大小和形状合适。当它们靠岸时——像小船滑进狭窄的码头——这将导致受体形状的微小变化。这一微小变化引发神经冲动。接下来的事情你知道，你闻到了烤焦了的土司味。

卢卡·图林认为这不对。他指出形状只能部分解释我们如何闻到气味。他认为气味分子靠岸后鼻腔中的嗅觉受体会对分子的振动做出反应。感知到的气味有差异是因为分子振动的频率不同——而不只是它们的大小和形状。为了证明他的观点，卢卡·图林指出有些形状相似的分子气味相差很大。而有些分子虽形状不同，但以同一频率振动，气味大体相似。

卢卡·图林并不是第一个提出这种观点的人。20世纪20年代和30年代，马尔科姆·戴森（在一战中不幸被毒气毒死）用一种由芥子气和碳酰氯混合而成的化合物异硫氰酸盐做实验。他首先在混合物中加入原子以改变其形状。结果其中有些混合物闻起来像芥子。而其他的闻起来像大茴香。当他将分子结构和气味对比时，发现了其中的差异。有些分子形状相似，但气味不同，而有些形状不同的分子气味却相似。戴森知道分子振动，但他当时无法测量它们的频率。不过他指出人类鼻子一定会对“嗅觉频率”做出反应。

当时没人注意马尔科姆·戴森的观点，也没人关注进行这类研究的人。但20世纪50年代加拿大科学家罗伯特·莱特给这一观点注入了新的活力。他指出（引用卢卡·图林的话）“有些受体确实感受到了分子振动”。‘莱特进行了有力的论证，70年代他一直坚持他的观点。但遗憾的是他提出的“可闻到的”频率范围太窄，因此从没有引起太多的重视。

到90年代有了卢卡·图林。他认为分子的振动频率理论比简单的分子形状理论为气味提供了一个更好的解释。图林反对每种嗅觉受体可能对不同频率有反应这一观点。他认为每一类受体作用于同一频率范围。有些分子没有气味是因为它们太大，不适合任何一类受体。而振动了却没有气味的小分子可能处于刺激嗅觉受体频率临界点以下。

争议

当图林尝试在英国著名的杂志《自然》上发表他的假设时犹如粪臭素撞到了香水喷瓶。他的论文由嗅觉专家同行评审后被立刻驳回，认为简直就是胡说八道。形状理论已经解释了所有需解释的东西，而图林的理论如一张捕虫网漏洞百出，杂志编辑如是说。

但当杂志社在科学队伍里引起不安时，一场粪臭素暴风雨开始酝酿。图林的反对者被迫——在公开场合和私下——对他进行阻拦，反对的声音一直没有停止。“仅仅因为两个不同的分子可能会与不同的受体相互作用并不一定意味着他们会有不同的气味。”塔夫茨大学的神经系统科学家乔尔·怀特对《新科学家》杂志的斯蒂芬·希尔说。“受体激活后的不同组合能解释相似或不同的气味——只有大脑有发言权。”怀特说。其他人也同意他的观点。“大脑根据信号模式将气味集合在一起。”香水专家查尔斯·塞尔说。’

图林用自己的疑问反击对方的疑问。“如果传给大脑的不同信号能够产生同一气味感觉，”他推理道，“那么反过来也这样吗？单组受体能否导致两种不同的气味感觉？”图林指出，如果用振动理论解释嗅觉，答案是否定的，但如果大小和形状是唯一的变量，这就有可能发生。他以混合物二茂铁和二茂镍举例说明。这两种混合物大小和形状相同，但二茂铁中有一个铁离子，二茂镍中有一个镍离子。二茂镍几乎没有气味，二茂铁有辛辣味。图林指出振动理论可以解释其中的差异。二茂镍振动频率低，波数不到气味感知临界值400。二茂铁波数高很多，接近500，因此鼻腔中的受体能感觉到。

另一个大问题是对映体。它们是镜像分子，结构相同，但左右相对，振动频率相同，但形状各异。应该承认绝大多数的对映体气味相同。但有一类对映体气味不同。它们是香芹酮。R－香芹酮有绿薄荷味，而S一香芹酮闻起来像葛缕子。图林请解释吧！

图林以牙还牙。他指出不同气味的香芹酮只有在液体或气体状态下用于实验室检验时振动频率才相同。他认为嗅觉受体对分子的捻度不同，吸附的部位也不同。这意味着吸附点振动频率各异。为了证明这一点，图林将薄荷味的香芹酮和另一种能改变香芹酮分子振动频率但不改变其形状的混合物混合，结果怎么样？该混合物闻起来还是葛缕子味。

图林理论被否决的另一点与氢有关。氢原子存在三种同位素形式。普通的氢原子原子核内有一个质子，轨道上有一个电子。电子重量太轻忽略不计，因此质子占了氢原子质量的绝大部分。氢的另一个同位素是氘。它除了原子核内有一个不带电的中子外，其他和普通氢原子一样。因为在轨道上都有一个电子，两者的大小和形状相同，但质量不同。因此当加入较大的有机分子时，它们不会改变大分子的形状和大小，但却改变了大分子的振动频率。根据规则，分子越重，振动越慢。猜猜结果怎样？当加拿大化学家们用氘取代某类苯甲醛混合物中的所有普通氢原子时，气味发生了变化。。振动理论能解释这一现象。但形状理论不能解释。

图林认为，关键是要找到形状不同而振动频率相同的气味一样的两个分子。这种搜寻耗时长且困难大，但最后图林终于发现了一种硼化合物——癸硼烷，尽管它不含硫黄，但闻起来像臭鸡蛋味（硫化氢）。用其形状无法解释这种硫黄味，但振动频率理论能解释。P45－19

我记不清我是什么时候开始爱上科学的，但我记得我说过：“我一生都离不开科学。”当时我还是摩根城西弗吉尼亚大学生态学系的学生，那天正和其他20名热血大学生在一旧矿的陡峭斜坡上，我正在数阿帕拉契亚区废弃露天矿附近的野生树莓树。在测量10米见方大小区域用于详细记录和绘图时，我们用指南针确定测试场地，采用样线法记录树莓树。那天很热，带刺的灌木钩坏了我们的衣服，割伤了我们的皮肤，我们的肺部全是煤灰。顶着焦灼的烈日，我们汗流浃背，清楚地感受到要从实践中挖掘真理很难，但也其乐无穷。

就在那天我迷恋上了田野科学，但承诺将毕生生命投入到科学研究中却是几天后我们将各组数据集中的时候。我们将坡上、坡下、东边、西边的树莓树数量综合起来，绘制出一些图表。我似乎看到这些图表在我的书桌上方飞舞，它们在向我歌唱，述说着它们的故事。通过图表中的轴、点、集和线条，树莓树在向我揭示着煤矿的历史。在“生态学”一词还未家喻户晓之前，这些点、线和曲线映射出了该煤矿过去50年的历史，揭示了该煤矿如何运作，何时被废弃，何地酸性矿山排水污染最严重，以及大自然（如树莓）是如何抵御这一污染从而自我治愈的。对我来说，这些数据所绘制出的图表比任何博物馆的艺术杰作都要漂亮得多。

从那天开始，我再也没有质疑我事业的选择。对我来说，我的事业就是科学，并且我也取得了一些成就。在西弗吉尼亚大学的细菌实验室，我在琼脂培养基上培养出了能在酸性矿山排水中存活的嗜酸微生物。在橡树岭国家实验室，我用紫外线辐射原生动物以检验这些原生动物是否会死，结果是它们真的死了。在西弗吉尼亚大学医疗中心，我得到了美国陆军的资助，一遍遍地操作迷宫般的试管、反应器和色度计以测试一种可能治疗疟疾的新药物对血液样品的影响。（现在这种实验都用电脑操作。）在科罗拉多州，我在医学实验室配制试剂用于甲状腺测试。在落基山国家公园我将温度计置于草原犬鼠的洞穴，我还在山地草原上设立了风速计。我还致力于教学工作和教育改革，因为我希望每个年轻入能像我一样爱上科学。课程设置和教材编写过程中也让我接触到了从医学遗传学到土地使用规划等不同的课题。

20世纪90年代早期，我读到一句话，这句话使我的研究更为集中。神经系统科学家理查德·雷斯塔克写道：“人脑是已知宇宙中唯一一个有望自我了解的器官。”这句话让我震惊。这本身就是科学中的科学——一个尝试了解自我组织和血液功能的器官。在我看来，这比研究疟疾药物更重要，比研究洞穴中的动物更重要，甚至比我的树莓树更重要。我迫不及待地想要知道这些想要了解他们自己的大脑的神经系统科学家在研究些什么！因此我开始翻阅所有的科学文献，并最终写了一本书，名为《你的大脑曾问过但直到现在才有答案的101个问题》。这本书很受欢迎，1999年被“美国科学进步协会”授予“年度最佳图书”荣誉称号。这本书现在是第二版，我希望它仍能发挥其作用。

但是，对我来说，这101个问题只是冰山一角，我问的问题越多，阅读的书籍越多，获得的知识越多，同时我想知道的也越多。我对大脑和感觉是如何相互作用这一研究非常着迷——这也成就了这本书的书名“感觉的秘密”。“大脑感觉”是许多科学家研究的领域，如研究周围神经和中枢神经系统交互作用的神经病学家，绘制负责专门功能的大脑区域图和连接这些区域的神经网络图的大脑成像师，探究引发化学感觉冲动的分子受体的生物化学家，探索光波和声波有时如何能自我转变为感官知觉的生物物理学家，设法治愈感官和大脑方面疾病的内科和外科医生，想了解人体感知如何工作使得他们能构造从修复仪器到虚拟现实模拟器等各种设备的工程师和生物力学家，想了解人类如何获取知识的认知心理学家，想解释人类行为的人类行为心理学家，以及力求治疗由于感知觉出问题而导致的智力、社交和情绪上的后遗症的临床心理学家。

本书的结构遵循传统的模式。全书分为五个部分，主要介绍人的五种感觉（触觉、嗅觉、味觉、视觉和听觉）。本书以触觉开篇，因为笔者认为它是五种感觉中最被忽略却或许是最重要的感觉；接下来讨论的是化学感觉，因为嗅觉和味觉工作方式类似；最后是视觉和听觉，这是我们依赖最多，却最不可信的两种感觉。

在介绍每种感觉的章节中，我都插入了一些故事，叙述正常人在失去（或部分失去）某种感觉能力时是如何生活的。我也尽可能多地在每页加入了科学研究中的最新成果。关于大脑感官可研究的内容实在太多，我这里只是九牛一毛，但我希望本书能起到抛砖引玉的作用，让更多的人感受到该项工作的无穷乐趣。

通过阅读本书，您会注意到两个重复出现的主题，第一是大脑的可塑性。这里的可塑性指大脑一生之中在不断变化。过去我们一直认为成人的大脑是固定不变的（随着年龄的增长而退化除外），但最近20年的研究已推翻了这一观念。大脑自身在不断地充电，重塑自身的构造，当其中的“线路”老化或损坏时它便补充新的“线路”正常工作。它甚至在每次恢复记忆时会重新创造记忆。大脑可塑性对于我们了解人类的感觉、意识以及人的本质所带来的意义令人震惊。

第二个主题我把它称作“可协商的现实”。我们相信感觉，认为感觉提供给我们的是周围世界的客观的、完整的、精确的信息。其实我们错了。我们的大脑构建现实，它将所接收的信息塑造成我们所期望的、所想象的世界。我们的大脑有它自己的想法。它们将光波塑造成所期望的图像，将声波塑造成从噪声到乐音等不同的模式。我们的触觉是多变的，适应性很强。我们品尝或闻我们自认为将尝到或闻到的东西。在同一个环境中，你和我看到的、听到的、尝到的、触摸到的、闻到的可能并不是同一个东西——或者我们对感官所搜集到的信息得出的结论也不会一致。我们的个人世界是由我们的大脑通过运用感觉得来的原材料加工而构成的世界，而这些原材料在构造世界的过程中已被大大修改。

“可达到的现实”这一想法源自于本书的最后一部分——“五大感觉之外”，该部分简单地介绍了与人类五种感觉不相符的一些其他“感觉”或感觉体验，这些感觉由于迷惑性太强往往容易被忽视。包括称为“联觉”的共同感觉；似曾相识的感觉；截肢术患者常常经历的幻觉和幻痛；非同寻常的感知觉；以及远比我们意识到的精确得多的由生物钟控制的大脑时间观念。

希望非常了解大脑和感觉的人士能阅读本书，同时希望对大脑和感觉知之甚少的人士也能阅读本书。在本书最后，我为对大脑和感觉感兴趣但对大脑的构造和功能不太了解的读者附上了附录——“大脑和神经系统入门”，该附录简单地介绍了神经科学，阐释了本书涵盖的一些术语和概念。附录还包括一些图表，揭示了书中探讨的大脑各个区域位置图。这样您很快就会了解您顶骨的枕叶，也会清晰地了解您的大脑秘密。

自始至终，这本书内容非常丰富。它有些类似于回忆录，因为这是我曾从科学和生活中学到的知识的回忆记录。它也有些类似研究报告，因为我曾潜心钻研许多前沿研究者现在研究的课题，他们正不断地进行一些巧妙的科学试验，以期找到我们在十年前甚至都提不出的一些问题的答案。它也有点像自传，因为我想让读者了解（正如我所逐步了解的那样）真正的科学家在真正的实验室是如何展开工作，研究至今仍未有答案的种种问题的。它也可以当做教科书，因为关于我们的感觉是如何工作的这些基本知识对每个人都很重要。它也像一本历史书，因为如果我们不能正视现在取得的成绩，就无法确定将要努力的方向。它也像报纸，因为书中包含了该领域的一些最新研究，可以占据每天新闻的头版头条。它也类似于旅行日记，因为我将带领你参观华盛顿州、明尼苏达州、密歇根州和马萨诸塞州的神经科学家的工作。它也类似于人格剖析，因为我遇到的、和我交谈的科学家都是非常有趣的人，他们做着有趣的工作，生活充实愉快。我希望读者通过阅读本书，能像我这样去认识科学家——他们不是在实验室穿着白大褂的令人讨厌的古怪的人，而是一群热心的、幽默的、有魅力的人，他们都在自己的研究领域不辞辛苦地工作着。

最重要的是，我要通过这本书向勇气致敬，把它献给和我一起分享他们的故事的一些勇者：在南极洲当船沉没面临死亡的导游；由于脑部受伤而失去嗅觉的美发师；进行了乳房切除手术但仍坚持感受她的乳房的女士；先天失聪，植入了人工耳蜗的年轻诗人；通过颜色可以看到字母的联觉者；先天没有触觉的男孩以及一直陪伴在儿子身边、毫无条件地全身心爱着儿子的母亲。

最后，这本书也是向科学和科学家们写的一封情书。我的一生都与科学为伴，我对科学问题、研究方法和科学研究推理的痴迷从未减少，尽管科学不是我们观察、认识和了解世界的唯一手段，但它却赢得了我的心。来认识我这位生命中的爱人吧！

我们的大脑在应付日常生活和寻找伴侣方面能胜任，甚至还能从事物理学研究，但如果它们要了解自己如何产生最珍贵的要素——意识感，大脑便一筹莫展。令人欣慰的是，即使在将来现今的量子理论对意识的解释失效后很久，我们对自己，包括大脑，也仍将一直持有浓厚的兴趣。

——科林·麦克金(colin McGinn)《无法逾越的鸿沟》2007