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腦科學(xué)史話(huà)丨巴甫洛夫的心智探尋之路

2020-07-06 23:05 作者:腦人言  | 我要投稿


巴普洛夫的心智探尋之路

撰文丨Wendy (耶魯大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程博士生)

責(zé)編丨qingning

排版丨Kino


????????當(dāng)你看到巴甫洛夫時(shí),是否馬上聯(lián)想到訓(xùn)練有素的狗,叮叮的鈴聲,甚至唾液已經(jīng)在自己的嘴里開(kāi)始分泌了呢?誠(chéng)然,條件反射是巴甫洛夫最廣為人知的一項(xiàng)研究。這項(xiàng)巧妙的實(shí)驗(yàn)從復(fù)雜而神秘的學(xué)習(xí)和聯(lián)想機(jī)制中剝離出一個(gè)單元,為我們窺探動(dòng)物心智鑿開(kāi)了一扇小小的窗。然而,巴甫洛夫的探索道路、科學(xué)成就和學(xué)術(shù)理想遠(yuǎn)不止于此。


“巴甫洛夫是點(diǎn)亮世界的星星,照耀著迄今未經(jīng)開(kāi)辟的道路?!?/strong>

——赫伯特·喬治·威爾斯

從神父之子到真理的信徒

“對(duì)于我而言真理就像是上帝,面對(duì)它時(shí)我無(wú)所保留地坦白一切,面對(duì)它時(shí)我拋卻了塵世間的庸碌虛榮。我的美德和驕傲永遠(yuǎn)來(lái)自于對(duì)真理的追尋和渴望,即使我并不能真正地獲得它?!?/strong>

——伊萬(wàn)·巴甫洛夫

????????1849年,伊萬(wàn)·彼得羅維奇·巴甫洛夫出生在俄國(guó)中部的一個(gè)偏遠(yuǎn)小城梁贊。他的祖輩世代擔(dān)任神職人員,他的父親是一名神父。

????????相較于安靜的讀書(shū),童年的巴甫洛夫喜歡采集漿果以及幫忙打理花園,并打算未來(lái)成為一名園丁。然而在八、九歲的時(shí)候,他不幸從圍墻上跌落并因此多處骨折,導(dǎo)致了胸膜炎和其他并發(fā)癥,纏綿病榻數(shù)月。這時(shí),他的教父,一位修道院院長(zhǎng),說(shuō)服巴甫洛夫的家人將巴甫洛夫交給他照看。在這段時(shí)間里,巴甫洛夫逐漸恢復(fù)健康。他白天進(jìn)行各項(xiàng)鍛煉,比如在花園中勞動(dòng),練體操,游泳,滑冰,以及參加一種叫做Gorodki的俄羅斯傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。而晚上,百無(wú)聊賴(lài)的巴甫洛夫開(kāi)始翻閱起了房間里的書(shū)本。他逐漸體會(huì)到了閱讀的樂(lè)趣,并在教父的要求下開(kāi)始寫(xiě)讀書(shū)筆記。此外,獨(dú)具慧眼的教父還注意到巴甫洛夫有出眾的動(dòng)手能力并著重培養(yǎng)。這段經(jīng)歷是巴甫洛夫人生中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。

????????1860年,因?yàn)榧膊〉R兩年的巴甫洛夫進(jìn)入初等神學(xué)院學(xué)習(xí)。幾天后,優(yōu)秀的讀寫(xiě)、背誦和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力讓他直接進(jìn)入三年級(jí)就讀。四年后,15歲的巴甫洛夫順利畢業(yè),在父親驕傲的目光中升入高等神學(xué)院。

在高等神學(xué)院就讀的巴甫洛夫

????????在高等神學(xué)院的五年間,巴甫洛夫始終名列前茅。神學(xué)院的課程以語(yǔ)言、歷史及宗教相關(guān)課程為主,僅有物理與天文這一門(mén)自然科學(xué)。不少老師兼授多門(mén)課程,但對(duì)每門(mén)課程只知皮毛。學(xué)生們閱讀的書(shū)籍還受到了嚴(yán)格的限制,不被允許閱讀與宗教教義有沖突的書(shū)籍。盡管如此,巴甫洛夫和他的朋友們依然發(fā)現(xiàn)了公共圖書(shū)館中的“寶藏”,如饑似渴地閱讀了許多探討哲學(xué)和社會(huì)學(xué)的“禁書(shū)”。在這種情況下,閱讀廣泛并且擅于思考的巴甫洛夫不可避免地對(duì)神學(xué)院的課程設(shè)置和教學(xué)水平產(chǎn)生了諸多不滿(mǎn)。第三年的時(shí)候,巴甫洛夫第一次,也是唯一一次上了一門(mén)正式的心理學(xué)課程。然而當(dāng)時(shí)的巴甫洛夫并沒(méi)有對(duì)這門(mén)叫心理學(xué)和邏輯學(xué)的課程另眼相看,他對(duì)這門(mén)課的態(tài)度和對(duì)整個(gè)神學(xué)院教育一樣表面順從,內(nèi)心抗拒。

????????在十八世紀(jì)六十年代的思潮中,很多年輕人認(rèn)識(shí)到了科學(xué)的重要性,對(duì)真理產(chǎn)生了強(qiáng)烈的渴望,其中就包括巴甫洛夫。他與思想保守的父親發(fā)生了激烈的爭(zhēng)執(zhí),與宗教徹底決裂。在結(jié)束了神學(xué)院第五年的學(xué)習(xí)后,他決定離開(kāi)神學(xué)院。之后的一年,他居住在家人已經(jīng)搬離的舊所,為圣彼得堡大學(xué)的入學(xué)考試做準(zhǔn)備。

從醫(yī)學(xué)生到生理學(xué)家

“醫(yī)學(xué)應(yīng)該根植于科學(xué),基于可以被解釋、驗(yàn)證和分析的數(shù)據(jù)和可重復(fù)的研究。”

——伊萬(wàn)·巴甫洛夫

????????1871年,22歲的巴甫洛夫來(lái)到了圣彼得堡,當(dāng)時(shí)沙俄的工業(yè)和文化中心。繁華城市的工廠(chǎng)、商店、咖啡館、書(shū)店讓他目不暇接。他順利考入圣彼得堡大學(xué)法學(xué)系,之后迅速轉(zhuǎn)入自然科學(xué)系。前兩年中,他系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了化學(xué),動(dòng)植物生理學(xué),動(dòng)物解剖學(xué),物理學(xué),以及他最期待的人體系統(tǒng)解剖學(xué)。

????????同時(shí),巴甫洛夫遇到了人生中最重要的導(dǎo)師,伊利亞斯·齊翁。盡管現(xiàn)在遠(yuǎn)不如他的學(xué)生享負(fù)盛名,但當(dāng)時(shí)的齊翁是一名年輕有為的科學(xué)家。他分別在歐洲和俄國(guó)取得博士學(xué)位,并以拉丁語(yǔ)、法語(yǔ)、德語(yǔ)和俄語(yǔ)發(fā)表了三十余篇著作。在他的指導(dǎo)下,巴甫洛夫掌握了所需的手術(shù)技能,接觸到了心電儀、肌動(dòng)描記儀等先進(jìn)的設(shè)備。雖然他們?cè)噲D用實(shí)驗(yàn)的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以觀察為主的研究方法,用物理化學(xué)理論解釋器官的工作原理,但齊翁教導(dǎo)巴甫洛夫時(shí)刻記住生理學(xué)研究的局限性。他并不認(rèn)為物理化學(xué)理論能夠完全解釋生命,而只是幫助從每一環(huán)節(jié)推演前一環(huán)節(jié)的原理,這對(duì)于巴甫洛夫的科學(xué)哲學(xué)理念產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

伊利亞斯·齊翁

????????在齊翁實(shí)驗(yàn)室工作期間,巴甫洛夫參與了多項(xiàng)與呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及血液循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)的研究。他計(jì)劃畢業(yè)后繼續(xù)在齊翁的實(shí)驗(yàn)室工作,同時(shí)修讀醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。盡管巴甫洛夫無(wú)意成為一名醫(yī)生,但在當(dāng)時(shí),獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位是繼續(xù)生理學(xué)研究的前提。然而,意想不到的事件打破了巴甫洛夫的計(jì)劃。因?yàn)辄h派之爭(zhēng)以及和學(xué)生群體的矛盾,齊翁在1875年離開(kāi)了圣彼得堡大學(xué)。失去了恩師指導(dǎo)的巴甫洛夫進(jìn)入醫(yī)學(xué)院,開(kāi)始了一段新的征程。

????????在醫(yī)學(xué)院就讀期間,他輾轉(zhuǎn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行了不少生理學(xué)研究。然而或許是在研究中花費(fèi)了太多的時(shí)間和精力,1878年四月,巴甫洛夫沒(méi)有通過(guò)畢業(yè)考試,但在不久后發(fā)表了他的第一篇論文。在醫(yī)學(xué)院額外修讀了一個(gè)學(xué)期后,他通過(guò)了考試并成為前十名成功進(jìn)入醫(yī)學(xué)研究院學(xué)習(xí)。

????????進(jìn)入研究院后,巴甫洛夫結(jié)識(shí)了未來(lái)的太太謝拉菲瑪,他們于1981年結(jié)婚。而與此同時(shí),他的學(xué)業(yè)陷入了停滯,不僅沒(méi)有通過(guò)解剖學(xué)考試,還錯(cuò)過(guò)了博士考核,論文研究也極其不順利。1882年,他提交了博士論文,但得到委員會(huì)的消極反饋后又將其撤回。終于,在1883年,或許是受到他的第一個(gè)兒子即將誕生的鼓舞,巴甫洛夫再次提交了博士論文并取得了博士學(xué)位。之后的一年,他的學(xué)術(shù)生涯迎來(lái)了兩個(gè)轉(zhuǎn)機(jī)。他被聘為醫(yī)學(xué)院的生理學(xué)講師,同時(shí),獲得了前往歐洲學(xué)習(xí)兩年的獎(jiǎng)學(xué)金。

被聘為軍醫(yī)學(xué)院講師的巴甫洛夫

????????在歐洲研究所的兩年讓巴甫洛夫看到了優(yōu)秀的生理學(xué)研究是什么樣的,他積累了珍貴的實(shí)驗(yàn)室管理經(jīng)驗(yàn)。積極的學(xué)術(shù)氛圍讓此前在博士論文折磨下陷入低谷的巴甫洛夫備受鼓舞。返回圣彼得堡后,他先后在幾個(gè)學(xué)校任職,逐漸成長(zhǎng)為一位獨(dú)當(dāng)一面的科學(xué)家。這個(gè)階段的巴甫洛夫生活拮據(jù),他和妻子孩子不得不分別借住在家人和朋友家。一次妻子忍不住對(duì)他抱怨窘迫的經(jīng)濟(jì)狀況,此時(shí)恰逢巴甫洛夫?qū)嶒?yàn)中要用到的一批蝴蝶不明原因地死了,巴甫洛夫焦躁地說(shuō):“我的蝴蝶都死了,而你還用這些小事來(lái)煩我!“雖然脾氣暴躁的巴甫洛夫可能不是一個(gè)溫柔體貼的丈夫,但對(duì)研究的認(rèn)真執(zhí)著可見(jiàn)一斑。

????????1890年,巴甫洛夫被聘為軍醫(yī)學(xué)院的藥理學(xué)教授并在實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所建立了生理學(xué)系。五年后,他被任命為生理學(xué)系主任。在巴甫洛夫的推動(dòng)下,生理學(xué)的課程和授課方法都發(fā)生了重要變革,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成為了課程的重要部分。他鼓勵(lì)學(xué)生提出疑問(wèn),以啟發(fā)式教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的授課形式。在充足的資金支持下,巴甫洛夫?qū)ο到y(tǒng)的研究也有了長(zhǎng)足的進(jìn)展。

????????經(jīng)歷了學(xué)術(shù)生涯中的大起大落,巴甫洛夫終于走上坦途,如愿成為了一名優(yōu)秀的生理學(xué)家。但不久后,他將踏入一個(gè)迷人的新領(lǐng)域。

從生理學(xué)到心理學(xué)

“本質(zhì)上,生命中只有一樣?xùn)|西是對(duì)我們真正有意義的,那就是心理體驗(yàn),但它的機(jī)制仍然被厚重的迷霧遮蔽。所有的人類(lèi)資源——藝術(shù),宗教,文學(xué),哲學(xué)和歷史——都在協(xié)力照亮這片黑暗。但人文學(xué)擁有了另一個(gè)有力的資源,那就是使用客觀方法的科學(xué)。”

——伊萬(wàn)·巴甫洛夫

????????為了對(duì)“自然狀態(tài)”下的動(dòng)物進(jìn)行長(zhǎng)期觀察,巴甫洛夫開(kāi)創(chuàng)了一套在體實(shí)驗(yàn)的方法,他也稱(chēng)之為“慢性實(shí)驗(yàn)”。經(jīng)過(guò)反復(fù)的嘗試,他能夠在保持狗較長(zhǎng)時(shí)間正常生活的情況下,在它們身上制造痿管,即切開(kāi)一個(gè)小口將液體通過(guò)管子引出,以此觀察消化液的分泌并分析消化液的成分。

巴甫洛夫和同事在對(duì)實(shí)驗(yàn)犬進(jìn)行手術(shù)

???????1888年,巴甫洛夫和同事進(jìn)行了“假飼“實(shí)驗(yàn)。正常進(jìn)食時(shí),胃能夠分泌胃液幫助消化胃內(nèi)的食物。在“假飼“實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)犬的食管被切斷,食物不能進(jìn)入胃里,但胃痿管還是收集到了分泌出的胃液。不久后,他們又發(fā)現(xiàn)只向饑餓的狗展示食物也能夠引起其分泌胃液。但在切斷支配胃的迷走神經(jīng)后,這一現(xiàn)象便消失了,證明神經(jīng)系統(tǒng)能對(duì)消化活動(dòng)進(jìn)行控制。

????????1894年,經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試后,巴甫洛夫通過(guò)手術(shù)將狗的一部分胃獨(dú)立出來(lái),這個(gè)獨(dú)立的胃也被稱(chēng)為“巴甫洛夫袋”。當(dāng)保留在體內(nèi)的大部分胃組織受到食物刺激時(shí),巴甫洛夫袋在沒(méi)有食物進(jìn)入的情況下也會(huì)跟著體內(nèi)胃組織一起分泌消化液,這樣一來(lái)排除了食物的干擾,研究者可以更方便的研究胃和胃液分泌的生理結(jié)構(gòu)和功能。此后,他們又用類(lèi)似的方法分別研究了胰臟、唾液腺、膽管等多個(gè)消化器官。

“假飼”實(shí)驗(yàn)示意圖

????????1904年,巴甫洛夫因?yàn)樵谙到y(tǒng)機(jī)理及神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)消化活動(dòng)的控制領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),成為了第一位獲得諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的生理學(xué)家,同時(shí)也是獲得諾貝爾獎(jiǎng)的第一位俄國(guó)人。

????????在獲得諾貝爾獎(jiǎng)之前,巴甫洛夫就開(kāi)始注意到實(shí)驗(yàn)中一些更加有趣的現(xiàn)象,他稱(chēng)之為“精神分泌”,也就是非食物刺激引起的消化液分泌。在生理學(xué)研究上取得卓越成果的巴甫洛夫并沒(méi)有固步自封,而是由這一現(xiàn)象入手開(kāi)始了新的探索,試圖揭示是什么控制著動(dòng)物的行為,嘗試?yán)斫馊祟?lèi)的心智究竟是什么。

????????現(xiàn)在為大家所熟知的條件反射現(xiàn)象其實(shí)并非由巴甫洛夫最先發(fā)現(xiàn),其實(shí)早在他之前,就有數(shù)位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并記錄下了這一現(xiàn)象。比如法國(guó)科學(xué)家弗朗索瓦·馬根迪和法國(guó)生理學(xué)家克洛德·貝爾納分別于1836年和1856年記錄了食物的氣味能讓人和狗分泌唾液。但因?yàn)榉N種原因,這些科學(xué)家對(duì)這一現(xiàn)象僅僅進(jìn)行了觀察與描述。與他們不同,憑借著使用動(dòng)物進(jìn)行生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的多年經(jīng)驗(yàn)和卓越的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,巴甫洛夫想將條件反射現(xiàn)象體現(xiàn)在可靠的實(shí)驗(yàn)中,并對(duì)它進(jìn)行系統(tǒng)的研究。正如他在1903年所言:“我想把生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的客觀結(jié)果帶到我們的主觀世界中,來(lái)解釋是什么支配著我們,決定著我們的意識(shí)和痛苦。“

????????這個(gè)極具遠(yuǎn)見(jiàn)和野心的研究計(jì)劃開(kāi)始于著名的“條件反射實(shí)驗(yàn)”。巴甫洛夫認(rèn)為進(jìn)食會(huì)使狗分泌唾液(無(wú)條件刺激),因?yàn)槭澄锖屯僖悍置谥g存在功能性聯(lián)系,他將之稱(chēng)為“無(wú)條件反射”。節(jié)拍器的聲音與唾液不存在直接的功能性聯(lián)系,因此它本身是一個(gè)“中性刺激”。但如果反復(fù)在喂食前使節(jié)拍器發(fā)出聲音,節(jié)拍器的聲音和唾液分泌之間就會(huì)形成條件反射。每次聽(tīng)到節(jié)拍器的聲音,即使沒(méi)有進(jìn)食,狗也會(huì)分泌唾液。巴甫洛夫還發(fā)現(xiàn),如果多次聽(tīng)到節(jié)拍器的聲音卻未被喂食,這樣的條件反射會(huì)逐漸減弱,直至消失。

????????你大概注意到了,用于形成條件反射的是節(jié)拍器,而非大家印象里的鈴鐺。其實(shí)在巴甫洛夫的實(shí)驗(yàn)中,他幾乎不使用鈴鐺,而是多用電子蜂鳴器,風(fēng)琴,節(jié)拍器,閃光燈或是電刺激。因?yàn)樵谒麌?yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,刺激的長(zhǎng)度和頻率都需要精確控制,而鈴鐺顯然做不到這一點(diǎn)。

用于產(chǎn)生各種刺激的裝置

????????紐約客上曾發(fā)表過(guò)一篇有趣的逸事,講述了巴甫洛夫在母親的要求下以弟弟為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行條件反射實(shí)驗(yàn)的故事。但很可惜,這個(gè)有趣的故事很大程度上只是杜撰,因?yàn)槲闹刑岬降牡艿苣峁爬谟啄昃拓舱哿恕?/p>

????????那么如何從簡(jiǎn)單的條件反射實(shí)驗(yàn)入手,實(shí)現(xiàn)他探尋心智的秘密這一偉大目標(biāo)呢?巴甫洛夫的計(jì)劃分為三個(gè)部分:首先,通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察條件反射的形成,和不同種條件反射的異同來(lái)找到一些規(guī)律;然后,基于這些規(guī)律建立一個(gè)高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng)的模型;最后,用這個(gè)模型來(lái)解釋行為、心理體驗(yàn),以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,甚至是人的性格。這個(gè)計(jì)劃與現(xiàn)代的計(jì)算神經(jīng)科學(xué)及大腦模擬的思路不謀而合。在這個(gè)框架下,這三部分的研究互相啟發(fā)、互相修正。

????????在此后長(zhǎng)達(dá)三十四年的研究中,巴甫洛夫和同事不斷地在實(shí)驗(yàn)中引入更多的變量,以此來(lái)觀察更豐富的現(xiàn)象,建立更完善的模型。他們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物對(duì)刺激的區(qū)分可以非常精確,比如只對(duì)某個(gè)具體音調(diào)和長(zhǎng)度的刺激產(chǎn)生反射。在神經(jīng)層面上,巴甫洛夫認(rèn)為低級(jí)神經(jīng)系統(tǒng)主要控制非條件反射,而高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng),如大腦皮層,有兩項(xiàng)更加復(fù)雜的功能:一是在外界刺激和器官反應(yīng)之間建立暫時(shí)的聯(lián)系;二是綜合多種感官信息。

狗的大腦外表面

????????此外,他還將達(dá)爾文的理論引入到神經(jīng)活動(dòng)中。就像自然選擇使得動(dòng)物擁有了各種各樣適應(yīng)它們生存的性狀一樣,或許那些更快速形成條件反射的個(gè)體更加容易存活,而它們的后代也會(huì)擁有相似的能力。他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)建立過(guò)條件反射的實(shí)驗(yàn)犬的后代更容易建立條件反射,這在某種程度上說(shuō)明了學(xué)習(xí)能力是可以遺傳的,印證了他此前的猜想。

????????在追隨他學(xué)術(shù)理想的過(guò)程中,巴甫洛夫經(jīng)歷過(guò)發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象的驚喜,也經(jīng)歷過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致的失望;經(jīng)歷過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)觀察契合的滿(mǎn)足,也經(jīng)歷過(guò)無(wú)法解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的苦悶。在人生的前半部分,在花費(fèi)七年進(jìn)行消化系統(tǒng)生理學(xué)的研究并發(fā)表論文《關(guān)于主要消化腺的工作》后,他能夠自信并優(yōu)雅地解釋自己的理論,體會(huì)到解決了一個(gè)問(wèn)題的成就感。而在人生的后半部分,他在二十余年的研究后才發(fā)表了《關(guān)于大腦的工作》,并始終對(duì)論文中的內(nèi)容抱有疑慮。每一次他發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的現(xiàn)象,提出一個(gè)新的理論時(shí)都感到自己離終點(diǎn)更近了一步,但是每進(jìn)一步又都會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的疑問(wèn)和謎團(tuán)。他所追尋的真理像是近在咫尺,但又遙不可及,探索的道路仿佛永無(wú)止盡。

巴甫洛夫于1924年撰寫(xiě)的《關(guān)于大腦的工作》手稿,大量的涂改顯示出寫(xiě)作過(guò)程頗為困難(飄逸的字跡則體現(xiàn)出巴甫洛夫不愧為曾經(jīng)的醫(yī)學(xué)生)

????直到臨終前的幾個(gè)月,巴甫洛夫仍然構(gòu)想著進(jìn)一步擴(kuò)展他的研究框架,等待著實(shí)驗(yàn)犬繁育實(shí)驗(yàn)的結(jié)果以解釋基因和環(huán)境的作用,計(jì)劃著將條件反射的概念應(yīng)用在猩猩和人上。

????1936年2月27日,巴甫洛夫逝世于列寧格勒,享年86歲。

關(guān)懷與傷害

“我們必須痛苦地承認(rèn),正是因?yàn)樗鼈兂霰姷闹腔?,人?lèi)最優(yōu)秀的家養(yǎng)動(dòng)物——狗——最經(jīng)常成為生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的受害者。對(duì)于慢性實(shí)驗(yàn)而言,從手術(shù)中恢復(fù)后被用于長(zhǎng)時(shí)間觀察的狗是不可取代的。它們幾乎像是實(shí)驗(yàn)的參與者,它們的理解和順從很大程度上使研究獲得成功?!?/strong>

——伊萬(wàn)·巴甫洛夫

????????在巴甫洛夫的實(shí)驗(yàn)中用到最多的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物就是狗。實(shí)驗(yàn)犬是他和他的同事們最親密的伙伴,但也可以說(shuō)受到了來(lái)自他們的巨大傷害。以現(xiàn)代的眼光來(lái)看,巴甫洛夫的一些實(shí)驗(yàn)方法,尤其是造痿手術(shù),顯得頗為殘忍,他也因此受到了不少譴責(zé)。

大批實(shí)驗(yàn)犬與它們的飼養(yǎng)員

為了實(shí)現(xiàn)在“正常狀態(tài)”下進(jìn)行觀察的目標(biāo),巴甫洛夫通常在對(duì)實(shí)驗(yàn)犬進(jìn)行切口或造痿手術(shù)后,讓它們恢復(fù)一段時(shí)間,之后進(jìn)行數(shù)月甚至數(shù)年的長(zhǎng)期觀察和實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)初期,由于衛(wèi)生條件和手術(shù)水平有限,不少實(shí)驗(yàn)犬在手術(shù)后無(wú)法恢復(fù),迅速死亡。盡管在研究后期,隨著飼養(yǎng)條件的改善,實(shí)驗(yàn)犬在手術(shù)后還能夠存活較長(zhǎng)時(shí)間,可以進(jìn)食和活動(dòng),但手術(shù)本身和手術(shù)后非自然的狀態(tài)還是給它們帶來(lái)了巨大的痛苦。不僅如此,為了保證動(dòng)物對(duì)食物等刺激有靈敏的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)犬經(jīng)常處于饑餓的狀態(tài)下。因而,部分實(shí)驗(yàn)犬變得暴躁而具有攻擊性,甚至試圖咬穿連接籠子與觀察者的管子。

插有胃痿管的實(shí)驗(yàn)犬

????????除了研究和實(shí)驗(yàn)外,巴甫洛夫還售賣(mài)胃痿管收集到的胃液,用于治療消化不良。這項(xiàng)業(yè)務(wù)大大擴(kuò)充了他的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。讓人很容易聯(lián)想到一些不法商人,為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)于熊膽汁的需求,在惡劣的飼養(yǎng)環(huán)境下從黑熊體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間插管收集膽汁。在現(xiàn)代倫理學(xué)中,這樣的行為顯然不合規(guī)范。

????????另一方面,巴甫洛夫和他的同事們也在努力減少手術(shù)造成的動(dòng)物傷亡。在論文中他描述了手術(shù)的流程,“在第一間房間里清洗并干燥,在第二間房間里注射鎮(zhèn)靜劑并準(zhǔn)備手術(shù),在第三間房間里進(jìn)行手術(shù)。除此之外,還有一個(gè)單獨(dú)的房間用于實(shí)驗(yàn)器械和手術(shù)人員的消毒。距離手術(shù)區(qū)域一段距離的地方是恢復(fù)室?;謴?fù)室有充足的光照和通風(fēng),有暖氣用于加熱,用水管進(jìn)行充分的沖洗”。當(dāng)然,這些措施的主要目的是增加實(shí)驗(yàn)犬的術(shù)后壽命,充分利用它們完成實(shí)驗(yàn),還是真正顧及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的權(quán)益,現(xiàn)在也難以評(píng)斷。

????????由于要進(jìn)行長(zhǎng)期、持續(xù)性的觀察和實(shí)驗(yàn),巴甫洛夫和他的同事們和實(shí)驗(yàn)犬之間某種程度上也產(chǎn)生了類(lèi)似于主人和寵物之間的關(guān)系。不少實(shí)驗(yàn)犬都被起了名字,有一些甚至被記錄在論文中。比如,第一只成功在胃分離手術(shù)后恢復(fù)的狗”小伙伴”在五年間參與了三位研究者的實(shí)驗(yàn)。它的名字出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多位博士的畢業(yè)論文致謝中。神經(jīng)學(xué)家蒂姆·塔利在1992年前往俄羅斯考證這些實(shí)驗(yàn)犬的名字,并用將他發(fā)現(xiàn)的與果蠅記憶相關(guān)的突變基因以它們的名字命名。

巴甫洛夫?qū)嶒?yàn)室的部分實(shí)驗(yàn)犬,右上角為傳奇實(shí)驗(yàn)犬“小伙伴”

????????科學(xué)是不斷發(fā)展進(jìn)步的,科學(xué)倫理也隨之不斷發(fā)展進(jìn)步。以現(xiàn)在的倫理眼光來(lái)看到巴甫洛夫的實(shí)驗(yàn)或許不太公平,但我們?nèi)匀粦?yīng)該對(duì)這些實(shí)驗(yàn)犬為生理學(xué)和心理學(xué)研究作出的巨大犧牲報(bào)以尊重和感激。

唯物與唯心

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“我并非唯物主義者,而是用最好的方法研究生命的自然主義者。”

——伊萬(wàn)·巴甫洛夫

因?yàn)榘透β宸虻睦碚搶?dòng)物的行為和表現(xiàn)和生理學(xué)因素,比如神經(jīng)活動(dòng)聯(lián)系在一起,他常被認(rèn)為是純粹的唯物主義者,他也因此受到同時(shí)代很多人的質(zhì)疑和攻擊。但他并不自認(rèn)為是唯物主義者。在人生的后期,他常常對(duì)生理學(xué)和心理學(xué),客觀存在和主觀存在之間的關(guān)系進(jìn)行思考,他的想法也幾經(jīng)變化。


????????二十世紀(jì)初,當(dāng)巴甫洛夫剛剛開(kāi)始進(jìn)行心理學(xué)研究時(shí),他選擇在報(bào)告中使用偏向生理學(xué)的詞而不是描述行為和感受的詞,比如用“復(fù)雜神經(jīng)”來(lái)代替“精神”,用“令人不快的刺激“來(lái)代替“疼痛”。這很大程度上是因?yàn)樗麑?duì)自己的理論尚不自信,因而想通過(guò)這個(gè)方法來(lái)回避對(duì)物質(zhì)和精神關(guān)系的討論。隨著研究的不斷推進(jìn),他開(kāi)始更多的使用這些心理學(xué)詞匯,并以最終從概念上統(tǒng)一客觀過(guò)程與主觀感受為目標(biāo)。

????????1912年,他在隨身記錄本上寫(xiě)道:“我們認(rèn)為所有的精神活動(dòng)都是大腦物質(zhì)的功能,或者說(shuō)是一種確定的機(jī)制,也就是在某個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的東西。但是這樣一種空間局限的機(jī)制怎么可能產(chǎn)生沒(méi)有空間局限性的精神活動(dòng)呢?”幾年后在一次談話(huà)中,他再次表明:“否認(rèn)主觀世界的存在是愚蠢的,它顯然存在。精神活動(dòng)是我們的主觀世界的一種形式,是完全合理的。我們的所有個(gè)人和社會(huì)行為都建立在它的基礎(chǔ)上。問(wèn)題在于我們應(yīng)該怎樣研究這樣的主觀世界?!?/p>

????????在巴甫洛夫看來(lái),唯有我們透徹地了解了外在過(guò)程和內(nèi)在過(guò)程怎樣共同影響我們的行為,我們才能真正凌駕于外在環(huán)境之上,掌控自己的命運(yùn),而不是成為未知環(huán)境的傀儡。如此,我們才真正擁有自由意志。他在1918年寫(xiě)道:“你在哪里啊,真正的自由;什么時(shí)候你才會(huì)到來(lái)并永遠(yuǎn)與我們同在?”

結(jié)語(yǔ)

1969年發(fā)行的巴甫洛夫紀(jì)念郵票

????????巴甫洛夫一生脾氣暴躁,在私生活上也并非無(wú)瑕,但就學(xué)術(shù)成就而言,他是一位剛正不阿的學(xué)者,優(yōu)秀的老師,杰出的科學(xué)家。在他的推動(dòng)下,俄國(guó)進(jìn)行了科學(xué)改革,學(xué)術(shù)界氣象一新。他創(chuàng)立的生理學(xué)研究所和他本人的實(shí)驗(yàn)室都培養(yǎng)了大批出眾的學(xué)生。最重要的是,他的研究和理論啟發(fā)了無(wú)數(shù)后世的研究者,成為了黑暗中的一道光,成為了行為學(xué)派的基石。

圖片來(lái)源:
封面圖 https://russian.rt.com/science/foto/671768-akademik-pavlov-170-let-yubiley

圖1,3,5,6,8 Todes, D. P. (2014). Ivan Pavlov: A Russian life in science. Oxford University Press, USA.圖2 https://en.wikipedia.org/wiki/Elias_von_Cyon#/media/File:Ilya_Cyon.jpg

圖4 https://www.newyorker.com/magazine/2014/11/24/drool

圖7 https://psychclassics.yorku.ca/Pavlov/lecture19.htm

圖9 http://catalogue.wellcomelibrary.org/record=b1160075

圖10 http://catalogue.wellcomelibrary.org/record=b1160094

圖11 https://www.smithsonianmag.com/smart-news/what-kind-of-dog-was-pavlovs-dog-22159544/

圖12 https://www.verywellmind.com/ivan-pavlov-biography-1849-1936-2795548


參考文獻(xiàn):
[1] Todes DP. (2014). Ivan Pavlov: A Russian life in science. Oxford University Press, USA.

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