錢學森做好了回國的準備工作,買好了從加拿大飛往香港的機票,並把行李交給搬運公司裝運。正當他們全家準備離開美國洛杉磯時,突然接到了美國移民局的通知:“不準離開美國!”沒辦法,錢學森隻得又回到了加州理工學院。此時,他家日夜都有人進行監視。1950年9月6日,錢學森突然以莫須有的罪名被捕,拘留在看守所。在此期間,錢學森受到了非人的待遇,15天內體重減輕了30磅。後來他的老師馮·卡門和其他一些朋友募集了15萬美元才把他保釋出來。雖然走出了看守所,錢學森仍然沒有獲得正當的人身權利,移民局不允許他隨便離開住宅,還定期或不定期地查問他。
錢學森後來回憶說:“在回國前的那幾年,我和蔣英時刻備有三隻輕便箱子,裝上必要的行李,隨時準備回國。我們那時租的房子每次隻簽一年的合同,五年內我們一共搬了五次家。”
錢學森要求回國的正義鬥爭,得到了黨和政府的高度重視和熱情支持。周總理曾多次做出重要指示,一定要讓錢學森平安回到祖國。1955年8月1日,王炳南大使在日內瓦中美大使級會談時特別同美方提出了錢學森回國的問題。經過多次交涉,正義的鬥爭終於取得了勝利,美方最後被迫同意錢學森回國。
1955年9月17日,錢學森和夫人蔣英帶著一對兒女乘坐美國“克利夫蘭總統號”郵輪離開美國,回到了闊別多年、朝思暮想的祖國。
回國後的錢學森將他的全部愛國熱情和傑出才能都傾注在了我國的國防建設上,為我國國防事業的發展做出了不可磨滅的貢獻。1991年,黨和政府授予他“國家傑出貢獻科學家”的榮譽稱號。這是黨和國家對他個人貢獻的最高肯定。他獲得這一殊榮也是當之無愧的。
吳健雄
吳健雄是著名美籍華裔女物理學家,美國國家科學院第一位女院士,美國物理學會第一位女理事長,美國科學研究基金會獎的第一位女性獲獎者。
1912年5月31日,吳健雄出生於江蘇省太倉縣的瀏河鎮。父親吳仲裔早期參加討伐袁世凱稱帝的鬥爭,後來回鄉與夫人樊複華一道提倡男女平等,創辦了明德女子職業補習學校。吳健雄從小受到了良好的家庭教育。
吳健雄後來成了世界著名的物理學家,但她在進入大學校門之前,卻沒有上過一次數理化方麵的課程。1923年,11歲的吳健雄考入江蘇第二女子師範學校。江蘇第二女師校址在蘇州,各方麵條件都不錯,但校方隻開設國文、藝術、文史等文科課程。吳健雄的文學功底好,她的作文在班上總是數一數二的,曾得過老師“眼高於頂,筆大如椽”的評語。但她從小就對數學、物理等課程很感興趣,來到第二女師以後,上不了數理課,未免有點失望,又苦於不能轉校。一天,她央求母親為她想辦法,母親沒有直接回答,隻是說:“我明天再告訴你吧。”第二天放學回家,擺在吳健雄書桌上的是滿桌的數學、物理、化學以及相關的參考資料。她高興得跳了起來。就這樣,吳健雄開始了自學理科課程的道路。
1929年秋,吳健雄考入了國立中央大學(現南京大學的前身)數學係。一年之後又轉入物理係。在當時的中央大學,女生極少,而且大都不思進取,成天談情說愛。可是,吳健雄卻把全部心思都放在了學習上。學校圖書館是她最愛去的地方。1934年,22歲的吳健雄以優異的成績從中央大學畢業,她的畢業考試總平均分數為863分,在當時全校文、理、法、教、工、農6個學院30個係的470名畢業生中名列前茅。後來有人問到吳健雄學習上的秘訣,她笑了笑說:“我隻是把別人花在閑談、跳舞和約會的時間都用在學習上罷了。”
1936年,吳健雄遠離故土,來到大洋彼岸的加州大學伯克利分校,師從諾貝爾獎獲得者勞倫斯教授,學習原子物理理論。從此,她的科學研究工作掀開了新的一頁。
吳健雄將她的一生全部獻給了物理學科研事業,在核子力量和構造的研究中成果顯著,實驗成果卓著,贏得了科學家們的高度讚賞。李政道博士就曾經這樣說過:“吳健雄在研究領域裏是獨一無二的。她在測定中,從來沒有犯過錯誤。”哥倫比亞大學物理係主任古奇說:“吳教授的實驗,總能直接找到問題的關鍵。”一些西方學者稱譽她為“中國的居裏夫人”。而對這些讚譽,吳健雄總是付之一笑,繼續致力於自己的研究工作。
1956年,美籍華裔物理學家楊振寧和李政道對30年來世界各國科學家公認的金科玉律“宇稱守恒定律”公開提出了否定。但一些大科學家公開出來反對,這就迫切需要一名優秀的實驗物理學家出來加以驗證。吳健雄勇敢地站出來擔任了這一角色,她相信同胞的正確性,前後經過了幾個月的實驗準備工作,傾注了全部的精力和智慧,經常一夜隻睡三四個小時,經過無數次的實驗,最終驗證了楊振寧、李政道關於宇稱不守恒理論的正確性,為他們獲得諾貝爾獎立下了汗馬功勞。
吳健雄博士一生成就顯著,在物理學界名聲顯赫。1957年,楊振寧和李政道獲得諾貝爾獎時,英國物理學家就稱吳健雄已具有獲得諾貝爾獎的重大成就。1944年諾貝爾物理學獎金得主拉比1968年在美國就公開表示,吳健雄博士是應獲得諾貝爾獎而未能獲獎的科學家之一。楊振寧博士也有類似的說法。但對於這件事,吳健雄大度地說道:“我研究科學,是為了科學,而不是為了它所帶來的光榮。”後來她又多次強調:“我是為了科學而研究科學,並不是為了榮譽。”
在美國作出了巨大成就的吳健雄博士,並沒有忘記自己的故國和人民。她多次訪問中國,深情地關注著中國的科技進步和青年的成長。她到南京大學、南開大學、複旦大學、中國科技大學、北京大學進行過多次講學,並被這些學校授予榮譽博士或者榮譽教授的榮銜。她每到一所學校,都深情地勉勵同學們努力學習,盡快地成長,挑起“四化”建設的重擔。祖國的每一個進步,她都感到由衷地高興,因為她知道,無論走到世界何方,她那張刻著中國名字的臉永遠不會變。
錢偉長
錢偉長,中國著名物理學家,中科院院士,在力學研究上成果顯著。
1912年9月,錢偉長出生於江蘇省太湖岸邊的一個小村莊。父親是一名小學教員。母親是一個善良而又勤勞的農村婦女,整天靠挑花、糊火柴盒、養蠶來掙取微薄的收入補貼家用。
錢偉長家有兄妹六人,家庭經濟負擔很重,很不富裕。錢偉長小時候經常和小夥伴們到處玩耍,啟蒙教育並不很好,直到9歲時,他才有機會上學。在學校,他刻苦學習,放學後還得幫母親挑花,掙一點上學費用。
15歲那年,父親在貧病交加中去世了,這對於這個貧困的家庭來說更是雪上加霜,錢偉長隻得棄學在家幫助母親挑起家庭的重擔。但他的一位叔父覺得他很聰明,就這樣輟學在家務農太可惜了,於是資助他上了蘇州高級中學。
蘇州高級中學是省內很有名氣的一所省立學校,課程比較全麵、數學水平高。在這裏,錢偉長第一次接觸到了幾何、代數、物理、化學和外語。由於以前根本沒學過,因此最初錢偉長對這些新鮮的課程興趣不大,成績也不好。但學校的老師對他的要求十分嚴格。在老師的嚴格要求和同學的幫助下,錢偉長的數理化成績在中學畢業時終於及格了。
中學畢業的那年,錢偉長憑借自己在文科方麵的才華連續考取五所大學。但最後,他卻選擇了清華大學的物理係繼續深造。
入學時,錢偉長見到了清華大學理學院院長葉企孫和物理係主任吳有訓。吳有訓先生把他叫到跟前,不解地問道:“你的數理化成績不夠好,而文科成績卻很出色,你為什麼要棄文學理呢?”
在外人看來,這的確是一件很令人費解的事。但錢偉長自有想法。他禮貌地回答道:“我覺得文學對付不了侵略者的洋槍洋炮。中國要富強起來,必須發展自己的科學技術。”停了一會兒,他又接著說,“我的數理化成績雖然不好,但我有決心趕上去。”
吳有訓教授理解這個年輕人的心情,輕輕地點了點頭,像是同意他的看法,又像是讚許他的決心,然後溫和地說:“那你就先學一年看看吧,如果一年以後,你的普通物理和微積分還達不到70分,再改學文科也還來得及。”
就這樣,錢偉長走上了科學技術的道路。
錢偉長懂得自己所麵臨的處境,他奮起直追,在科學的海洋中奮臂前進。在夜深人靜的晚上,或是晨光熹微的清早,在教室的燈光下,或者在校園的路燈旁,人們總能看到這個瘦弱的年輕人的身影。一年之後,他的理科成績終於趕了上來。
1935年,錢偉長以優異的成績領到了清華大學物理係的畢業證書。吳有訓教授十分欣賞這個年輕人的誌氣和毅力,招收他為自己的研究生。1939年,錢偉長拿到了加拿大多倫多大學的公費留學的通知書。剛到多倫多,他的導師就熱情地問他:“你在國內是學什麼的?做了一些什麼工作?”錢偉長如實答道:“我是學物理的,現在主要研究板殼的統一理論。”導師一聽,非常高興,連聲說道:“很好,很好!我也一直在考慮這個問題。我們是不是把研究情況交流一下?”
1943年,由錢偉長和他的導師共同署名的論文《板殼的內稟統一理論》發表在美國航空力學家馮·卡門的祝壽紀念文集上。29歲的錢偉長的名字,與世界上很多知名學者(包括愛因斯坦等)的名字一起,同時出現在這本文集上,成為該文集最年輕的一位作者,這篇論文使錢偉長獲得了博士學位。1942年的春天,錢偉長從加拿大來到美國加利福尼亞理工大學,在著名物理學家馮·卡門領導的噴射推進技術研究所工作。在馮·卡門的指導下,錢偉長的科研水平迅速提高。
幾年中,他在美國的《應用數學》季刊上連載了12篇新論文。國際力學界認為這是把張量分析用於彈性板殼問題上的富有成果的開創性工作。這項工作中所提出的淺殼理論的非線性微分方程組被譽為“錢偉長方程”。這一係列研究成果,奠定了錢偉長在世界力學界的地位。
麵對鮮花與掌聲,錢偉長並沒有陶醉。他無法忘記那片養育了他二十幾載的故土,總希望有朝一日回到祖國去。當他把自己的想法告訴馮·卡門時,馮·卡門立刻嚴肅地回答道:“你是知道的,我們噴射推進技術研究所是美國極端保密的軍事管製單位,他們能夠讓你離開嗎?另外,從學術上考慮,我本人也不同意你走。”
錢偉長覺得馮·卡門說得很有道理,馬上明白了自己應該怎麼做。不久,他以“探親”的名義提出回國申請,終於得到了批準。就這樣,他搭乘從洛杉磯開往上海的貨船,回到了久別的祖國,擔任了清華大學的教授。
新中國成立後,錢偉長的研究工作迎來了春天。1954年,他的著作《圓薄板大撓度問題》終於問世了。這是國際上第一次成功地利用係統攝動方法處理非線性方程,被公認為是最簡捷、最經典、最接近於實際的解法,以致於力學家們把它稱為“錢偉長法”。這一著作,使錢偉長榮獲1955年國家科學獎。
1955年,錢偉長由清華大學的教務長晉升為副校長,此外,他還擔任了全國人大代表等二十多個職務。繁忙的行政工作並沒有使他放鬆科學研究。1956年,他的論文《彈性柱體的扭轉理論》發表。同年,他的另一部科學著作《彈性力學》也出版了。
然而,1957年,他卻被錯劃為“右派”。“文革”期間,他也受到了迫害。但任何艱難困苦都沒有使他放鬆科研工作,他的論文手稿與日俱增。1979年是錢偉長揚眉吐氣的一年,他多年的汗水終於得到了世人的承認。他連續發表了15篇科學論文,創造了1946年回國後發表論文的最高記錄,
“人生的價值在於奉獻,而不在於索取。”錢偉長用他的一生對這句話作了最好的詮釋。無論是一帆風順,還是身處逆境,錢偉長從未考慮過向社會索取,而是在科學征途上默默無聞地為社會、為人類奉獻著。
羅傑·斯佩裏
1981年10月9日淩晨3時,美國加利福尼亞州理工學院校長在睡夢中被電話鈴聲驚醒。新聞記者向他道喜說:“剛剛由瑞典傳來消息,您校斯佩裏教授被評選為今年諾貝爾生理學及醫學獎的獲得者!”該校以往曾多次得到類似的佳音,這次卻有點不同。許多熟悉斯佩裏的人,初聽到他獲獎消息時的反應都是:“大好了!但是為了什麼呢?”同行們公認,他有兩項深遠影響的貢獻都值得獲獎。問“為什麼”並非意味著“憑什麼”,而是為了弄清楚為了“哪一項貢獻”而獲獎。
消息傳來的當天,加州理工學院校刊發了號外,上麵登了各方麵表示的祝賀。校長的賀詞是:“斯佩裏,謹向閣下大腦的左右兩半球一並致賀!”這樣的賀詞或許是絕無僅有的,也多少有些讓人感到莫名其妙。然而,一旦人們弄清楚了其中的緣由,又無不欽佩校長的詼諧和中肯。原來,根據諾貝爾獎金評選委員會的宣布,斯佩裏獲獎的主要原因是“發現了大腦左右兩半球在功能上的特化,使我們對大腦結構機能有了嶄新的認識。”
1943年,斯佩裏剛獲得博士學位不久,那時“行為主義”在美國盛行,人們認為環境和經驗是影響和決定行為的必要和充分的條件。斯佩裏發表了一篇迄今仍常被引證的實驗報告,一舉推翻了當時專家們(包括他自己的指導教授萬思)所共持的偏見。他把青蛙的視神經在眼球後切斷,並把眼球在眼眶中繞視軸旋轉180°,重新定位。這樣,旋轉前後網膜各部分收到的外來信息,上下左右正好顛倒。手術後,被切斷的視神經逐漸萎縮。過一段時期,新的視神經會由轉動後的眼球上重新長出,伸向腦部,與腦部視區的神經細胞搭上關聯。這裏,青蛙雖重獲視覺,卻並不得益。每當斯佩裏在它的視野裏某處放入小蟲時,它總是向相反方向去攝取。這目標與行為間的偏差,無論如何都不能糾正。若不喂食物到口,青蛙就會被餓死!實驗表明:源於眼睛網膜不同部位的諸神經纖維,與腦部視區諸神經細胞之間,各有其對象。無論研究者把動物眼球如何定位,視神經如何切扭,由網膜各部重生的視神經纖維,或重列,或繞道,最後仍回到各自先天就決定的目的點去,即使眼球經人為轉向後會使行為產生偏差,也無可奈何。
據此,斯佩裏提出了新的觀點:一是“神經功能不可互換和腦的聯結不可塑”;二是“中樞神經的聯結生長具有高度特異選擇性並精確地按照預定程序進行,神經的聯結是由遺傳決定的。”
生物胚胎的分化發育,總是從一個細胞開始的。人們公認:在高等動物中,哪些細胞會組成骨骼,哪些會變成血液,都是遺傳決定的。斯佩裏的貢獻,是把先天的影響從“組織”的分化推進到個別神經細胞的分化上去。同時表明:神經係統由先天已決定的結構,對行為具有莫大的影響,不是完全能由環境和經驗來左右的。這並不是說環境和學習不重要。假如李白生長在英國、自然不會用英文寫出“床前明月光”的詩句。反之,換一個人,即使有和李白同樣經曆和文化水平,可能連一首“打油詩”也謅不出來。
斯佩裏強調,人們在神經係統結構細節上所呈現的差異,比人們在麵孔、指紋上的差異更大。各人的才智、性格生來有別,因而教育的方式和重點也應該多元化。因材施教不但事半功倍,也會使人類的文明多姿多彩。
20世紀40年代,斯佩裏從事神經元的功能特異性研究,他發現中樞神經聯結的生長不但具有高度特異的選擇性,而且精確地按照預定程序進行。這個發現導致他深入研究胼胝體的功能問題。胼胝體是腦的最大的纖維係統,由約2億根神經纖維組成。曾有醫生試著用切斷胼胝體的方法來治療嚴重的癲癇症,手術後病人發病次數和嚴重程度果然減少了。更可喜的是,看不出手術有什麼副作用。於是人們不免發生疑問:“經過億萬年進化還存在的胼胝體,難道僅是為了惡化少數癲癇病人的病情嗎?”斯佩裏一方麵分析研究了前人積累的科學證據,如19世紀末戴傑雷因發現,損傷兩半球間即從右半球視覺皮層到左半球的語言中樞的視覺路線,則會產生完全的失語症。20世紀初,李普曼報告了損傷胼胝體前部將會引起失語症結果的真實證據等,從而對胼胝體同大腦兩半球功能毫不相幹的觀點持懷疑態度。另一方麵斯佩裏在早期研究新發現的基礎上,先後用貓和猴作分離腦實驗研究,以此胼胝體在統一的大腦兩半球功能中究竟有無作用問題。
斯佩裏及其同事不僅將貓的大腦分離而且將它視交叉、視神經的橫過部分分割開,使左眼來的視覺信息僅傳送到左半球,而右眼來的信息隻傳到右半球。當用一隻眼解決問題時,動物能正常反應,而且學會完成一個任務。當蓋住這隻眼把同一問題給另一隻眼呈現時,動物表現出對問題沒有再認,而且必須用這個腦半球對問題再從頭學起。把這種方法用於“分離腦”的猴子身上,也發現有時候猴的這一側腦占優勢,采取這一種行為。有時猴的那一側腦占優勢,采取另一種行為。
斯佩裏由這一發現聯想到腦機製的一係列問題:“在完整的腦中胼胝體擔負兩大半球活動的整合嗎?它的用途是向每個大腦半球不斷報告關於另一邊正在做什麼嗎?當兩半球被分開時,它們實際上獨立到什麼程度?它們能分開思想甚至有分開的情緒嗎?這樣,斯佩裏就從發現問題轉入研究問題,從神經胚胎學研究轉向動物和人的“分離腦”研究,時間從20世紀50年代初開始。可以說這個轉向是他揭開大腦功能之謎的第一步。
1950年,斯佩裏及其同事從魚腦的一側到旯屍側的學習遷移的顯微外科研究中得到啟示,並於1952年用同樣的方法作貓的“分離腦”實驗研究。這類實驗可簡述如下:(1)切斷動物的視交叉,將一隻眼睛蓋住,由另一隻眼睛學習視覺辨別;(2)在辨別訓練之後,將蓋住的眼睛打開,將“受過訓練的眼睛”蓋住;(3)動物表現出通過“未訓練的眼睛”很快地完成辨認的學習。但是,當實驗重複進行到第二階段時,動物反應表現為好像它從未見過以前學習過的問題,即胼胝體的分離阻止了記憶和從一側半球到另一側半球的學習的傳遞。動物需要長時間地用第二隻眼去學習辨別,像它原先用第一隻眼時一樣。當用一隻眼解決問題時,動物能正常反應,並且學會完成一個任務。當蓋住這隻眼把同一問題給另一隻眼呈現時,動物表現出對問題沒有認識,而且必須用這個半球對問題再從頭學起。
這一發現表明:“當割斷大腦兩半球之間的聯接,每個半球就像一個完整的腦一樣獨立地起作用。”斯佩裏通過一係列實驗還表明:“每一個半球都具有知覺、學習及認識係統。”
20世紀60年代初,美國加州醫學院的沃格爾和博根從斯佩裏施行過分離腦外科手術的猴子能夠迅速複原的發現中得到啟示,對一些屢發性重症癲癇病人試行切除大腦連合部手術,以將疾病控製於一側腦半球。手術取得了意想不到的成功,它即使癲癇限於一側半球,又使患者減輕發病時的劇痛,而病人的語言表達能力、計算能力、語言的邏輯性、言語、記憶,性格及保持令人驚異的完整程度。由於“分離腦”病人的視覺傳人信號並不相混,每個半球的功能均保持完整無損,這就為大腦兩半球的功能研究提供了前提和條件。
斯佩裏由“分離腦”手術成功聯想到:能否用隔離信息處理的方法來研究人腦兩半球的功能呢?於是,斯佩裏就利用“分離腦”病人這一特殊的實驗對象進行一係列的心理測試,從而揭示了大腦兩半球具有高度特化的功能。
動物的腦和人的腦,動物的心理和人的心理既有必然的聯係又有本質的區別。通過對動物腦和人腦,動物心理和人的心理的比較研究,可以科學地揭示兩者之間的聯係和區別。例如,巴甫洛夫及其助手們利用狗做了大量的生理心理實驗,為探索人的心理規律開辟了道路,提供了依據。同樣,斯佩裏先將貓的視交叉、胼胝體作外科手術分離,然後分別使左、右眼解決問題。他發現貓的每個半球像一個完整的腦一樣,可以進行相當獨立的感知覺、學習和記憶。斯佩裏用猴子來作類似的實驗,同樣發現,猴子有時這一側半球占優勢,采取這一種行為,有時那一側腦半球占優勢,采取另一種行為,它兩種不同人格合為一體一樣。因此,“每個半球可以產生不同的記憶模式,都能夠表演不同的辨別任務。”斯佩裏總結動物分離腦研究結果時指出:“大腦各半球似乎是一個獨立的智能區域,他們是在完全不管——的確是完全沒有意識到另一半球中發生什麼情況下工作的。這種分離大腦的動物在實驗情況下表現出來的行為仿佛它有兩個完全獨立的腦子似的。”他在動物分離腦的研究中所得到的科學發現是引導他揭開人腦之謎的關鍵性一步。
從20世紀60年代初開始,斯佩裏將動物分離腦的基本方法應用到“分離腦”病人身上。例如,讓“分離腦”人用左眼注視一個美元符號($),而用右眼注視一個問號(?)。當要求他用左手畫出他所看到的東西時,他很快地畫出了美元符號,但當問他看到什麼東西時,他卻立即回答說:“是一個問號。”讓“分離腦”人右手握某一物時,他能叫出物體名稱並描述它。而當同一物體握在左手時,卻不能用言語來表述它,但能夠在非逼言的測驗中確認它,如將它與各物品組合中的同樣物體配對。
實驗證明,正像斯佩裏於50年代在動物分離腦的研究中發現的那樣:“每個被分離的半球都似乎有它自己的、獨立的、具有自身的感知覺、學習與記憶經驗的認識領域。”就這樣,斯佩裏通過比較實驗將分離腦動物和分離腦人在腦功能方麵的相同之處揭示了出來。
斯佩裏還精心設計,對人腦的左半球和右半球作了大量的比較實驗,令人歎服地揭示了左右半球在功能上的差異性和互補性,從而使人們對大腦這個微妙世界有了更新、更深入的了解。
斯佩裏通過大量的比較實驗所取得的科學發現,解決了長期懸而未決的科學之謎,突破了許多傳統的理論,科學地解釋了大腦功能的高度專門化。斯佩裏的科學發現的重大意義體現在以下幾方麵。
一是確立胼胝體的傳遞功能,證偽“胼胝體無作用說”。胼胝體是連接大腦兩半球的神經束,對於他在腦功能活動中有無作用問題,在一個相當長的時期內一直懸而未決。斯佩裏通過比較實驗揭示,分離的兩半球各有獨立的知覺、學習與記憶經驗的認知領域,胼胝體並不是像傳統觀點認為的那樣,“隻是腦的支持物”,而是起著兩半球之間傳遞信息的決定性作用。這樣,肼胝體在完整大腦中的作用終於由斯佩裏弄清楚了。
二是發現了右半球優勢功能,匡正右半球劣勢觀點。斯佩裏及其同事對“分離腦”病人進行的一係列單側性試驗,表明大腦左半球長於語言和計算。大腦右半球雖不擅說寫,但對語言和字義仍有相當的理解。它對空間的識別,對音樂、藝術、情緒的感知,則優於大腦左半球。大腦左半球習慣做逐步分析,右半球偏向於整體直觀。這兩種不同的感受和思維功能分工合作,相輔相成,令人不禁感到造化之妙。總之,斯佩裏關於許多較高級的功能集中在右半球的新發現,有力地匡正了盛行一百多年的左半球是優勢半球的傳統觀念。
三是辯證地提出意識的分離和統一,反對右半球無意識的觀點。斯佩裏從分離腦病人的研究中,發現分離的兩半球各自具有較高的認識能力,似乎每一側分離大腦半球都有它自己的精神狀態,每一側半球與另一側的意識經驗明顯地斷離著。例如,讓分離腦病人同時看兩幅圖片,一是雪景,一是雞爪,分別投射到右左半球,另給八幅卡片,要求分離腦病人根據每個半球所獲得的信息用手指指出最好的選擇。實驗結果,雪景投射到右半球,病人用左手指鐵鏟的圖片;雞爪投射到左半球,病人用右手指雞的圖片。當要求病人對每一種選擇敘述理由時,他以說話的方式解釋一把鐵鏟和一隻雞的選擇:“雞爪長在雞身上,鐵鏟去清掃雪。”在這種評論性試驗中,即使受試者不能非言語性地確認左視野,也很少作出一種刺激的回答,這主要是右視野——左半球阻擋了來自另一半球的反應。
科學研究的目的是要達到對研究對象的本質的、規律性的認識,而這種認識最終要以理論的形態體現出來。美國芝加哥大學的維姆薩特曾在一篇論文中指出:“斯佩裏的學說(指心——腦相互作用論)是與他的經驗性研究緊密結合,並且是用這些研究來說明的,其中尤其是‘分離腦’的研究導致了他的理論的實現。”
斯佩裏一方麵立足於20多年分離腦研究中的科學新發現,以此作為建立新學說的科學依據;另一方麵試用係統理論來解釋意識的起源和發展,腦和精神的因果關係。腦以及神經原的組織結構和特性功能等問題,提出了心理——腦相互作用理論。
斯佩裏認為,意識是腦過程的突現特性,“隻有在大腦高層次活動中突現出來的某些動力的整體特性才是意識現象。”精神事件是因果性的,而不隻是相關性的。高層次的精神下向控製低層次的神經生理。在他看來,腦猶如一個巨大的突現新現象的發生器,它所突現出來的新現象對低層次的活動施行著由上至下(即向下性)的控製。同時,腦與精神是同一個連續層次中的不可分割的部分。腦的次原子元素向上經過分子、細胞、神經回路直至具有意識特性的腦過程等,是一個由下向上的因果性和決定性反之,高層次的意識現象又對低層次的神經生理以至神經細胞等施行下向性控製,這就是心——腦相互作用。
斯佩裏還認為,在正常情況下,胼胝體將兩側半球的意識功能聯結成為一個單一的統一過程。因此,胼胝體的活動成了意識事件的一部分。大腦兩半球被分離時,意識經驗也隨之被分離,結果形成了兩個獨立意識領域。大腦兩半球各有自己專門化的高級功能,右半球在音樂鑒別、空間辨別、圖象識別以及情感表達等方麵優勢於左半球。大腦兩半球在功能方麵既有獨立性又有互補性。在正常狀態下,大腦兩半球緊密地結合得如同一個單位而進行工作,而不是一個開放著另一個閑置著。兩半球的意識活動時刻處於相互影響、相互作用之中。兩側半球的意識可作為更高的突現實體,因為“它不僅超過左腦和右腦的意識之和,而且對於思想和行動具有直接的超越的力。”
斯佩裏在腦——意識研究方麵的發現和論證,對行為主義者的假說作了有力的駁斥,對機械的還原論的學說也作了抨擊,對二元論的觀點也作了批判,使得70年代對精神和腦關係問題從原先的非因果關係的,心身二無論的觀點轉變為一種新的因果關係的、相互作用的解釋。這是一個重要的轉折,用斯佩裏的話來說:“發生了心理學的革命。”因而,斯佩裏的“心理——腦相互作用論”在70年代受到了哲學家、心理學家及教育學家的推崇。
斯佩裏在大。腦高級功能方麵的新發現經曆了一個長期的、艱苦的探索過程,它始於本世紀40年代的神經胚胎學研究,基於50年代的動物“分離腦”研究,成於60年代的人“分離腦”研究。他以令人信服的科學事實,揭示了人腦兩半球功能的高度特化,修正了流行100多年的“左半球優勢於右半球”的傳統觀念,並提出了心——腦相互作用假說。
斯佩裏之所以能夠在研究大腦兩半球功能分工上作出如此重大的科學貢獻,關鍵在於他著力把握實質性問題,善於選擇突破口,巧妙設計實驗方案,精心進行實驗,既有研究總方向,又有階段性目標,是一個連續探索、不斷發現的過程。他的科學發現模式可概括為:問題——實驗——證偽——假說。即從知識背景中善於找出問題,然後精心設計實驗步驟,再依據實驗所得之科學事實,證偽傳統的理論,提出新的假說。
為了研究大腦兩半球的具體的高級功能,斯佩裏獨辟暖徑,采用了與傳統的研究方法迥然不同的“隔離法”,即利用切斷大腦兩半球之間的通路(胼胝體)的特殊的解剖情況,在確保左、右腦半球功能完好無損的狀況下,使左、右腦半球各自處理輸入的信息互不交往,以此來確定大腦兩半球的具體的高級功能。這是他能夠成功地揭開大腦兩半球之謎的關鍵性一步。
科學研究是一個不斷探索未知的過程,科學的發現是曆史的和邏輯的發展的必然產物。具有豐富的科學知識和敏銳的洞察力的科學家往往可以從一個問題開始,尋根溯源,不斷深入,由此導致接二連三的新發現,甚至引起科學上的革命,斯佩裏的科學發現過程正是如此!