第十章 自然科学和大脑
（在莫斯科自然科学家与医师联合年会宣读，1909年12月）
科学面临着它的创造者，人类大脑的研究，不应拋弃它客观的态度——大脑科学的开始——两个机理，暂时联系的机理与分析器的机理——无条件反射与条件反射——食物反射与它的信号——向兴奋焦点的集中——三种外抑制——内抑制——分析器，其解剖部分及其机能（分析）——基于抑制的分化作用——客观研究在进展——动物的动作是与外在世界的一系列平衡作用——巴甫洛夫对于科学与精神现象的态度
我们可以正确地说，自从伽利略时代以来自然科学无阻挡的进军，在大脑高级部分的研究面前，在这个动物适应外在世界最复杂关系的器官面前，第一次停顿了下来。看来，这不是偶然的，这是自然科学真正的危机时期；因为脑髓发展的最高形态——人类的大脑——曾创造了自然科学，并且在继续创造着自然科学，它本身却又成了这门科学的对象。
但是让我们更接近一些来看这个问题。生理学家按照自然科学思想的严格规律，坚持而有系统地从事研究动物机体，已经有很多年了。他观察了在时间上或空间上呈现在他眼前的生命现象，并且力图用实验的方法来确定它们存在和进行的固定而基本的条件。他对于生命现象的预见和统治力经常在增强，犹如科学能够对无机自然界的控制增强一样。假若生理学家要研究神经系统的基本机能：刺激作用和传导作用这两种过程的时候，虽然这些现象的性质还是不清楚，他还是保持着他的自然研究的方法，逐步地研究各种外在事物对于这个共同的神经过程的影响。并且还有一层！假若生理学家研究中枢神经系统的低级部分，假若他问及机体怎样利用这部分来对这个或那个外在条件起反应，就是说，假若他研究有生命物质在这个或那个外在动因影响下的变化；那么，他仍旧还是同样的自然科学家。由中枢神经系统的低级部分的帮助而实现的动物机体对于外在世界的固定反应，在生理学中叫做反射。如我们所应料想的，这个反射从生物学观点来看是非常特殊的——某种外在现象仅引起机体中某一种确定的变化。
但是现在生理学家的注意转向到中枢神经系统的最高部分，研究的性质忽然间完全改变了。他停止集中注意外在现象与机体反应间的联系；而且他不去依据实际关系，却根据自己的主观状态对动物的内在状态加以猜测。直到现在他所用的是普通的科学概念。现在他变更了阵线，而用了许多外来的概念，这些概念与他先前所用的毫无关系，他用了心理学的概念；简单地说，他从可以测量的世界一跃而入不可测量的世界中去[1]。这是非常重要的一步。由于什么才引起这一步的呢？有什么根深蒂固的理由迫使生理学家们这样做呢？在这一步之前有些什么样的矛盾意见呢？对于这些问题我们只可给一个料想不到的回答：在这非常的一步之前，科学界中没有发生过。由研究中枢神经系统的最高部分的生理学家所代表的自然科学，已经无意识地、不知不觉地采取了平常世俗的习惯——就是比照自己来思考动物的复杂活动，认为动物的复杂活动是和他自己的情感与思想相类似的。
因此生理学家在这里便放弃了他的严格科学立场。这样做他得到了什么利益呢？他是从有关人类智慧的那门知识中借到的概念，那门学问虽然很古老，但是就连这门学问的工作者自己也承认，他们没有权利称它本身为一门科学。心理学作为人类内在世界的一门知识，关于它的主要方法这方面还是处在汪洋大海之中。生理学家反而接受这个吃力不讨好的工作，去猜测动物的内在世界。
所以，我们可以了解，为什么高级动物最复杂的神经活动的研究，虽然已经有了差不多一百年的历史，却没有任何显著的进展。自1870年，神经系统最高部分的工作好像是得到了一种前进的动力，但是，这并没有把这些研究引到科学大道上去。在头几年中有些基本事实曾被发现，但是后来这个研究的进行又停顿下来了。虽然这是一个重大的问题，30多年来同样的老题目反复地被研究，但几乎没有任何新的概念。今日的客观生理学家必须承认大脑的生理学还是不确定的。因此，可以看到，心理学作为生理学的同盟者，还没有能证明它与自己的地位相当。
在这种情况之下，正确的思想要求生理学回到自然科学的道路，并且顺着自然科学的道路前进。但是，在这种场合应该做些什么呢？在研究中枢神经系统高级部分，它必须仍然采取在研究低级部分时所用的方法，就是，它必须精确地叙述外在世界的变化和动物机体相应的变化，而且发现这些关系的规律。但是这些关系既然很明显地是惊人的复杂，把它们做一个客观的记录是否可能呢？对于这个重要问题只能提出一个郑重的答案——勤苦而坚定地向这个目标努力奋斗。这样，现在有许多工作者纯客观地应用着各种动物，正在研究外在世界的变化与机体中相应反应的关系。
我很荣幸能得到大家的注意来听我讲述关于高级动物——狗的最复杂活动的试验研究。再者，本讲述是以我的实验室中10年的工作为根据，有许多青年工作者也加入了我的工作，一同向这条新路线努力，为了他们真正体会到了新道路的幸福。这10年的努力，一时为折磨人们的疑虑所迷惑，一时（比较多些）为我们的斗争不会落空的坚定而自信的感觉所激奋——我现在相信这个工作已经渡过第一个犹疑时期，而对上述问题能提供出某种积极的答案了。
依我们的观点来看，像我们所发现的，中枢神经系统高级部分的全部活动，是以两种主要神经机理的形式表现出来的：第一，是一种暂时联系的机理，就是，外在世界现象与动物机体回答反应间的传导通路中一种新联系的建立；第二，是分析器的机理。
让我们分别地讨论这些机理。如上面我已谈过，中枢神经系统低级部分的生理学在多年以前就已经确立了所谓反射的机理，就是，利用神经系统把外在世界中某些现象与机体相应的确定反应相联系成一种固定的联系的机理。因为这是一种固定的简单的联系，所以便很自然地把它叫做无条件反射。根据我们的事实以及由它引申出的结论，我们断言，在中枢神经系统高级部分内，实现着一种暂时联系的机理。由于这部分神经系统，外在世界的现象便一时激动机体发生活动，一时就好像它们不存在似的，不能唤起反应。所以，这些暂时联系，这些新反射，叫做条件反射。机体从这个暂时联系的机理得到什么好处呢？这个暂时联系，即条件反射，什么时候出现呢？
让我们从一个实例出发。动物机体与环境间的最主要联系，是由于某些化学物品长期不断地进入一个机体的组成，就是，经过食物的联系。在低级动物中，食物与机体的直接接触引起同化作用。在较高等动物，气味、声音和图形在广阔的外界环境内亦能吸引动物奔向食物。在最高级动物中，言语的声音，见到写出或印出的文字，使人类散布在地球的全部面积以寻找他们每日的食粮。
这样无数不同的无关的外在动因，都可以当做食物的信号。这些信号支配高级动物攫取食物，促使他们实现自己与外在世界的食物联系。与此相应发生了一种改变，就是由外在世界与机体间的暂时联系代替了固定联系：第一，因为远隔联系基本上是暂时性的、可改变的；第二，由于它们的种类和数量，所以即使是最完善的体系也不能以固定联系的形式把它们包括在内。
某一个食物对象可以一时在这个地方，一时又在另一个地方，它有时可以与某些现象相伴，另一个时候又与另一些不同现象相伴，也可以是外在世界中这一个或那一个确定体系的一部分。所以机体对于这个对象物体的运动反应必定是由一个暂时联系来实现，一时与这个外在现象相联系，一时又与那个外在现象相联系。
为了使第二个论点更易于了解——就是说远隔的联系是不可能固定的——让我来做一个比喻。假如我们不要电话总局替我们接通的暂时联系，而把它改为一个不可变更的联系，因此所有的用户都被如此永久地互相联系着。这样做会是浪费的，笨拙的，并且完全不可能的。在这个实例中，由于联系的某种条件性（一户不能与所有的其他各户都随时相联系）而发生的一切损失是可以由可能联系的广阔度丰富地补偿起来。
这种暂时联系是怎样建立起来的呢？条件反射是怎样形成的呢？为了这个目的，新的无关的外在动因，必须和另一个与机体已经有联系的动因的影响同时发生一次或多次才行，就是说，它必须和一个能够引起动物某种活动的动因同时发生一次或多次。假若这个同时发生的条件是被满足了，新的动因就和旧的动因一样，也进入同样的联系，用同样的活动表现自己。一个新条件反射，由于老条件反射的帮助，就这样地形成了。条件反射形成的过程在高级神经系统中发生的详细程序如下：如果一个新的与原来无关的刺激进入大脑，这时在神经系统中遇到一个强烈兴奋作用的焦点，那么，这个新到的刺激作用便开始向之集中，并开辟出一条到这个焦点的通路，然后经过这个焦点前进到达相当的器官，这样它便成为那个器官的刺激者了。在相反的情形中，就是，如果没有这种兴奋作用的焦点存在，新的刺激就散布到大脑的全体而并不发生任何显著的效果。这就是中枢神经系统最高级部分的基本规律。
现在我简略地用事实来说明刚才所报告的关于条件反射形成的机理。
我们全部的工作，直到现在，是完全用一个在生理学上不重要的器官进行的，就是唾液腺。这个选择虽然在当初是偶然的，但在我们进一步的工作中却证明了这是很有用的，而且是幸运的。第一，它满足了科学思想中的一个基本要求，就是，从简单的情况开始；并且，第二，在这个器官上很容易区别神经活动的简单和复杂形式，所以可以很方便地使它们彼此对照。这已引致对于这个问题的了解。许多年来生理学便已知道当食物或一些其他刺激物品被放入口中时，唾液就开始流出，而且这种关系是由某些神经建立起来的。这些神经接受进入口中物品的机械和化学特质所发生的刺激作用，先把它们传导到中枢神经系统，然后再到腺，在那里就促使唾液产生。这是老的反射，依照我们的名词说是无条件的——一种固定的神经联系，一种简单的神经活动，没有大脑高级部分的动物也同样产生它。而同时不仅是生理学家，就是每一个人都知道，唾液腺对于外在世界有很复杂的关系，例如：一个饥饿的动物或饥饿的人，看见食物，甚至于仅仅是有了食物的思想，就可以引起唾液流出。根据旧的名词来讲，唾液分泌是受心理激动的。对于这一种复杂的神经活动，是需要大脑的最高部分的。
关于这一点我们的分析已经直接指出，在唾液腺这个复杂神经活动的基础上，即在对外在世界的这个复杂关系上，存在着暂时联系的结构——条件反射，这我在前面已经一般地讲过了。我们的实验作出清楚与无可争辩的事实。外在世界的每一项事件，每一个声音、图形和气味，或任何东西，倘若它是与无条件反射，与物品在口中所引起的唾液分泌同时发生的话，它们都可以与唾液腺发生暂时联系，可以成为唾液分泌的一种刺激物。简单说来，我们可以在唾液腺上形成我们所期望的任何数量和任何种类的条件反射。
现在，条件反射这个题目，仅仅基于我们实验室的工作，已经可以充实成一章内容广泛的论文，包括大量的事实和一些联系这些事实的精确规律。下面仅是一个最概括的大纲，仅是这一章的标题而已。
首先是与条件反射形成的速度有关的许多细节。其次就是条件反射的各种类型，和它们的普遍性质。因为条件反射是位于中枢神经系统的最高部分，其中有无数从外在世界来的影响经常在冲突着，所以我们可以了解，在这些不同的条件反射之中每一瞬间都不断地发生着斗争或选择。因此在这些反射之中经常发生着抑制作用的情况。
有三种抑制作用现在已经被建立起来：简单抑制、消退抑制和条件抑制。总起来它们合成一组外抑制[2]，因为它们是根据在条件刺激上另外再加入一个外在动因而形成的。在另一方面，一个既已形成的条件反射，单单因为它的内在关系的效果，是经常不断起伏变化的，甚至竟会暂时完全消逝，就是说，它从内部被抑制了，这便是内抑制。例如：假若，即使是一个很老而强烈的条件反射，不伴以促其形成的无条件反射，而被重复数次，它就立刻开始失去它的力量，或快或慢地逐渐落到0；就是说，假若作为无条件反射的信号的条件反射不准确地起信号作用时，前者便即将渐次失去它的刺激作用[3]。条件反射之效力的这种失掉，不是由于它的破坏而是由它的内抑制所造成的；因为一个曾被这样消灭了的条件反射，过些时候又自己恢复起来。此外还有其他抑制的情形。在进一步的实验中，本问题的新而重要的一方面已经被澄清了。已经证明，除了兴奋和兴奋的抑制之外，还常见有一种抑制的抑制，换句话说，就是“抑制解除”[4]。
我们不可能说这三种作用中哪一种是最重要的。我们只可以说所有的最高级神经活动，如它本身在条件反射中所表现的，是由这三种基本过程——兴奋、抑制与抑制解除——的经常互换所构成的。更确切地说是由于它们的平衡所组成。
我现在转向讨论第二种上述的基本机理——分析器的机理。
如前面所述，当动物对于外在世界的关系变为复杂时，暂时联系就显得必要了。但是这个关系的非常复杂性的先决条件是假设机体有能力把外在世界分成许多个别的部分。事实上，每种高等动物都具有多样而精细的分析器官。这些就是直到现在所谓的感觉器官。生理学在感觉器官方面的知识，正如这些器官的名称所示，大部分是主观的材料，就是说，是对于人类的感觉和表象所做的观察与实验得来的，因之它缺乏如动物实验所供给的客观科学特殊方法的应用与便利。的确，幸亏一些有才能的研究者，对这一部分发生兴趣并积极参加工作，才使生理学的这一部分在许多方面都成为生理学中最丰富的一支，并且包括很多重大科学意义的资料。但是这些苦心的研究主要是关于感官中现象的物理方面，例如，他们研究网膜上形成清晰形象的情况。在纯粹生理部分，某一个感觉器官神经末梢的激动性的条件与种类的研究方面却存在大量未解决的问题。在心理部分，即是，在关于感官受刺激作用所产生的感觉与表象的那门知识中，虽然研究者很机敏，观察亦很精确，但是却只建立了一些简单的事实。显然，天才的赫尔摩浩斯所提及的“无意识的结论”正相当于条件反射的机理。例如，当生理学家说，若要形成对一个物体的实际大小的概念，网膜上必须投射有一个一定长短的影像，和眼球的内肌与外肌的一定动作，这里生理学家述说的正是条件反射的机理。从网膜和眼球肌肉所产生的一定刺激组合与一定大小物体的触觉刺激同时发生数次以后，这个刺激组合便起一种信号的功用，而成为这个物体真实大小的条件刺激。从这个无可争辩的观点看来，生理光学的心理学部分的基本事实，从生理学观点看来，不过是一系列的条件反射而已，就是说，是一系列眼分析器复杂活动的基本事实。现在，生理学在这部分，和生理学在其他各部分一样，不知道的事实是远超过已知道的。
分析器是一种复杂的神经机理，它开始于外在感受器官，终止于脑髓，有时终止在它的低级部分，有时终止在它的高级部分；而在后面这种情形下是较为复杂的。分析器的生理学所根据的基本事实就是每个末梢器官是一个特殊的转换器，它把某种一定的外在能力转化为神经过程。接着便是一长系列完全未决定的或仅初步涉及的问题。在最后的部分内这个转换是以何种过程进行的呢？这个分析是依靠着什么呢？分析器活动的哪一部分是属于末梢器官中的结构与过程，哪一部分又是属于分析器大脑末梢中的结构与过程呢？这个分析，从它最简单的开始一直到它的最高阶段，表示些什么连续的时期呢？最后，有些什么普遍规律完成这种分析呢？在现在，所有这些问题已经在动物身上用条件反射方法进行了纯粹客观的实验。
由于某个自然现象与机体间一种暂时联系的建立，可以很容易地决定动物的有关分析器可能分解外在世界的程度。例如，我们无需特殊困难就可以证明，狗的耳分析器可以区别复音中最细密的音色和复音中的各别部分。不仅它能区别而且还能保持这个分化作用（在人类叫做“绝对音高”）；还可以证明，狗区别高调声音的能力，比人类这种能力要强得多；它能鉴别每秒钟70000到80000次的震动的音，而人类耳的阈限只不过是40000—50000震次。
除此之外，在客观研究中还呈现了进行这个分析所依据的普遍规律。其中最重要的就是分析的渐进性。因此在条件反射中，在暂时联系中，分析器起初是以其比较普遍而粗糙的活动参加的，只是在后来，由于条件刺激的逐渐被区化，它的活动才变得更精密而细致。例如，如果一个明亮的图形呈现在动物的面前，那么，在起初，每次照明的增强都起普遍刺激的作用，只有在后来才可能由图形的大小、形状、强度等，建立起一种特殊的条件刺激来[5]。
再进一步，在用条件反射对动物进行的这种实验中，所得出的事实是，分化作用的出现是由于抑制过程的结果，这可能是由于分析器除了有关的部分外，所有其余的部分都被抑制住了。逐步的分析是依靠着这个抑制过程的逐渐发展。许多实验可以证明这是正确的。我举一个明显的例子。假若我们给予动物一种刺激物，如咖啡精，来破坏兴奋与抑制过程间的平衡，而使前者占优势，那么，一个精熟的分化作用就会立刻而严重地遭到破坏，并且在许多情况之下竟完全消逝，虽然是暂时的。
分析器的客观研究在两半球的部分割除实验中也表现了优点，这些实验暴露了一个重要而精确的事实：一个分析器的大脑末端损坏愈大，它的工作亦愈不精细。它如先前一样，仍继续维持一种条件联系，但是这个联系只通过它的较普遍的活动。例如，眼分析器的大脑末端被显著地损坏以后，这一个或另一个强度的光很容易被做成为一个条件刺激，但是单独的物体、光亮与阴影的组合，则失去它们的特殊刺激作用。
在结束这个新问题的一些事实报告的时候，我觉得有必要提及这一领域里的工作的某些特点。研究者常感觉他自己是站在肥美而坚固的土地上。问题从各方面包围着他，他的任务就是将它们简化成合乎逻辑与自然的程序。研究的速度即使不快，进展却是有把握的。这些关系若从心理学观点看来好像是难解的，因此一位没有亲身证实这些事实的人，会难以相信这些关系是时常可以清楚而成功地被客观地进行生理学的分析，是可以很容易地用适当的实验来逐步验证的。这方面的工作者屡次感觉到在这个复杂现象的新园地中，客观研究有不可思议的威力。我深深感觉，在这方面的每一位工作者，对于研究必然非常兴奋与特别爱好。
因此，复杂神经活动的规律，可以在一种纯粹客观科学的基础上被制订出来，并且其隐蔽的机理的秘密也可以逐渐地揭露出来。如果断言利用上述的两种机理就可以把高级动物所有的高级神经活动，一次而永远地解决无遗，这是一个不正确的假想。但是这并不重要。科学研究的未来总是朦胧的和充满惊奇的。主要的一点是，在纯粹科学的基础上，在纯粹科学概念的指导下，立即展开一个研究的无限领域。
动物机体复杂神经活动的这种概念，以最普通的叙述去说明它是完全可以的。每一个动物机体，作为自然界的一部分，都代表着一个很复杂与单独的系统，只要是这个系统是如此存在着的，其内在的力量在任何时间总是与它所处环境的外在力量保持着平衡。机体愈复杂，它的平衡要素就愈细腻与多样。分析器和固定或暂时联系的机理就是为此而设的，它在环境中最小的元素与动物机体最精细的反应之间建立起最精确的关系。这样说来，所有的生命，从最简单的到最复杂的机体，包括人在内，都是一长系列与外在世界所保持的愈来愈复杂的平衡作用。总会有一天，即使是很远的将来，以自然科学为基础的数理分析将会以宏伟壮观的方程式把所有这些平衡作用包括在内，最后还要把数理分析本身也包括在内。
我说这话时，我应预料，我的观点可能为这些话所误解。我并不否认心理学是关于人类内在世界的一门知识。我更不否定任何与人类精神最深欲望有关联的一切。此地此时，我仅是在捍卫并肯定自然科学思想在各方面的绝对无疑的权力，一直到它能够随时随地表现自己的力量为止。而谁又知道它的可能性要到什么地方才停止呢？
在终结时，让我说几句关于研究者在这个新领域中所应有的配备。
凡是想加入这个新领域的人，想记录环境对于动物所有的影响的人，需要一套特殊设备。他必须把所有的外在影响掌握在手中。因之这个研究者必须有一个特殊而新型的实验室：第一，实验室里面要没有偶然的声音，没有突然的光照变化，没有意外的空气对流，等等。简言之，他在实验室里可以尽可能管制所有的外在条件的固定性；第二，在实验室内，研究者可以自由运用机器所发出的各种能量的供给，并且这些能量可以用相当的分析与测量仪器来变化。这里继起的是，物理仪器的现代技术，与动物分析器的完善性相互间的竞争。在这里生理学与物理学之间将要成立一个紧密的同盟，从这个同盟中，我想，就是物理学也会获益不小的。
在我们现在的实验室条件之下，不但我们所谈的工作，常常违反我们的愿望而受限制，并且它对于实验者差不多是经常有困难的。他可能用几个星期来预备一个实验，而正在紧要关头，当他正在不安地等待答案时，房子意外的震动，或从街上来的一个声音，等等，便会毁坏他的希望，因此所期望的答案必须做无定期的延长。
为了这个研究，一个适当的实验室是有重大科学意义的，所以我的希望是在这个国家中，这种研究既然已经打下了基础，应该可能建立起第一个适当的实验室，以便使这个极端重要的科学工作为我们自己所有，并且成为我们的功绩。
我骄傲地宣布，我的祖国已经及时地批准了我的新型实验室的请求。李顿措夫学会如此热烈地反应，以致实验医学研究所现在已经开始建造这样的一个实验室了[6]。
[1] 这个观念在第十七章末段被发挥。——英译者
[2] 在这个阶段的实验工作里，这些种类抑制的分类基础是一种外在刺激的出现或缺乏。所有外在动因所产生的抑制，都是放在外抑制作用这一类中。进一步工作引起这个分类法的某些改变——例如：“条件抑制”证明应属于内抑制这一类中。为了了解现在的抑制过程的分类，读者可以参看第十九章的第一部分。——英译者
[3] 读者可以回忆，这种过程叫做条件反射的消退作用。——英译者
[4] 英文前置字dis好像是与巴甫洛夫教授用在抑制前的字、俄文前置字pac最相当，巴甫洛夫教授用的名词是растормаживание，照字义翻译，是松轧（unbraking）。——英译者
[5] 只有与无条件反射同时发生的那个动因，才具有刺激的效能，所有邻近的刺激，都失去了这种效能，这个过程叫做分化作用。（建立这些人工条件反射的可能性，是有重大意义的。第一，它证明：引起条件反射的情况，如（巴甫洛夫教授的术语是conditional（俄文ycлoBHЫЙ），而不是conditioned，但是conditionedreflex在英文中已代替了conditionalreflex而通行，所以我们经常用conditioned这个术语。法文与德文译名仍保持巴甫洛夫教授的原来的术语conditional。———英译者）所提到的，是可以用所提出的理论来做适当解释的。此外，条件反射的有意形成，使得有可能进行更彻底更有意识的实验。———英译者。）——英译者
[6] 这个实验室的建造工作因为战争与革命而停顿了。在最困苦的一年中，虽然巴甫洛夫教授还是像遵守军纪一样地准时工作，即使有时要踏过冰雪，但是因为缺乏灯光、燃料和食物，很少能够做出来成功的实验。饿着的动物必须拿来喂活着的，这些活着的狗，研究者常常带到家中，分食研究者的少量口粮，并且防止它们受冻。巴甫洛夫在第一版序言中提到这些困难。1918年以后，所有的实验室都由政府支持了。自从1923年之后，更多的经费已经拨与巴甫洛夫实验室，所以他们现在有极好的设备，供应也极优良。——英译者