波,得到的结果令他诧异,所有节奏运动全都能够以傅立叶三角函数的总和来表示,更有甚者,他还发现自己可以预测这群舞者的下一个动作,“误差不超过几毫米”。
既然基于某种原因,我们能够以傅立叶方程式有序地呈现运动,于是普里布拉姆便了解到,脑部与身体或许是采用波和图样的形式来彼此交谈,而并非以影像为之。看来脑部似乎有办法分析运动,解析波频率,并将这种波图样的简略表达形式传达到身体其余部位。这种信息是采用非定域方式同时传抵许多部位。这就能够解释,为什么我们轻轻松松就能处理复杂的整体动作,况且这还要牵涉到身体多个部位,比如,骑脚踏车或溜冰。这也可以说明,为什么我们能够轻松模仿某些动作。普里布拉姆在偶然之间还发现了其他证据,显示我们的其他感官--嗅觉、味觉和听觉--都是靠分析频率来运作的。
普里布拉姆本人还以猫为对象做了几项研究,他让猫的右前爪上下移动,同时记录运动皮质区所发出的频率。他的发现和视觉皮质研究结果相仿,猫的运动皮质区所含细胞,也分别只对有限种类的运动频率作出反应,这就像是钢琴的个别琴弦,只对有限区间的频率作出反应。
普里布拉姆苦心探究这种繁复的波前译码和变换作业,想知道这种过程有可能在哪处部位生成。然后他想到,脑中可能生成这种波干涉图样的区域或许并不是位于特定细胞,而是介于细胞之间。大脑的所有神经元(脑细胞的基本单元)末端都有突触,这个位置会累积化学电荷,最后便引发放电,跨越间隙传抵其他神经元。这种间隙里面有细小的神经纤维末梢,也称为树突--它会前后摆荡,就像麦穗杆在微风中缓慢拂动,负责与其他神经元沟通,收发本身的电波脉冲。这种所谓的“慢波电位”流经神经元周围的神经胶质(一种黏胶),和另一群波轻柔相触,甚或发生碰撞。在这种繁忙的交接点一-突触和树突彼此藉电磁进行错综复杂沟通的地方,由于波图样交错不止,不断产生成千上万的波干涉图样,因此波频率便最有可能在这里被接收、分析并构成全息影像。
普里布拉姆揣测,这类波碰撞现象肯定会在我们的脑中生成图画影像。当我们察觉到某种物品,这并不是肇因于神经元本身的活动,而是出自散布于脑中的几团树突。这就像是一个无线电台,只能对几个特定的频率产生共振。这就像在人脑中有数量庞大的钢琴琴弦,当你弹出某个音符时,其中只有某些琴弦会开始振动。
普里布拉姆的这些观点,大体上他都留给别人来做测试,他本人则投入自己的革新理念的相关研究,这样也不至于连累他比较传统的实验室工作。他的理论在几年期间一直毫无进展,初步计划提出之后,他还要等上好几十年,学界的其他先驱人物才能迎头赶上。
捕捉编码波
沃尔特·申普是德国锡根大学的数学教授,他认为自己只是跟着开普勒的脚步,延续这位德国天文学先驱在16、17世纪进行的研究。与开普勒在《宇宙的和谐》一书中提出主张,认为地球上的人能够听到星辰发出的乐音。与开普勒同时代的人都认为他疯了,过了400年后才有两位美国科学家证实天籁确实存在。1993年,哈尔斯和泰勒同获诺贝尔奖,因为他们发现了脉冲双星一-发出脉冲电磁波的星体。他们把最灵敏的设备安置在世界最高的地方之一-波多黎各的阿雷西沃山巅,以无线电波证明这类星体确实存在。
作为对前辈的响应,申普专门从事谐波数学分析,研究声波的频率和相位。有一天,他三岁的儿子生病在家,申普坐在自家庭院里想到,或许可以从声波中获得三维影像。他没有读过伽柏的作品,只重新构思数学理论,最后就独立发展出全息理论。他参考自己写的几本数学书籍,却毫无收获,不过他还查阅光学理论方面的成果,偶然读到伽柏的研究成果。
到了1986年,申普已经出版了一本书,他在书中以数学证明通过雷达接收的无线电反射波可以生成一幅全息图像,后来这被视为最先进的雷达研究的经典著作。申普开始构思,或许全息成像技术原理也同样适用于磁共振成像(用来检视身体柔软组织的医疗工具,这当年还在萌芽阶段)。然而,当他就此请教相关人员时,却很快发现,开发、操作这种机器的人,对磁共振成像的运作原理几乎一无所知。这项技术还相当原始,纯粹凭直觉来运用。病人要静坐不动至少四个小时,等照片慢慢拍成,至于其运作原理,没有人真正了解。申普对当时磁共振成像的处境极为不满,他看出能够拍出更鲜明影像的更简易方法。
然而,这必须竭尽全力才有办法成功,当年申普已经50岁,尽管孩子尚幼,他却由于生性抑郁,头发逐渐泛白,使自己看起来比实际年龄更显苍老。他必须研读医学、生物学和辐射学才能完成医师资格培训,也才得以使用那种设备。他在马里兰州巴尔的摩的约翰·霍普金斯医学院谋得一职,那里拥有美国首屈一指的门诊放射科,随后还在麻省理工学院的相关机构马萨诸塞州总医院接受训练。他获得资助前往苏黎世从事辐射学研究,完成后终于可以回到德国,这时他已经取得资格,可以正式动手操作机器。
一般而言,使用磁共振成像技术来拍摄脑部和身体柔软组织的照片,都必须深入隐蔽角落和各种缝隙,找出藏在里面的水分。这样一来,就必须先找出散布脑中的水分子核。由于质子会自旋,就像细小的磁体,因此要确定它们的位置,最简单的做法就是运用磁场。磁场可以加速质子自旋,最后,核心的行为就好像微型陀螺仪,加速回转到终于失控。这种分子层面的操作措施,最后会让水分子彻底败露行踪,于是磁共振成像机便能够确定位置,并能最后摄得大脑柔软组织的影像。
当分子转速减缓,同时也会发送辐射。申普发现这种辐射带有身体的编码波信息,而那种机器可以捕捉信息,最后并以此来重建身体的三维影像。这个过程所取得的信息是一种编码信息,针对希望检视的脑区或身体部位,以切片全息图的形式方便查看。接着运用傅立叶变换,结合许多身体切片,最后这个信息就可以转变为一幅光学图像。
申普继续帮忙改良磁共振成像机的构造,还就此写了一本教科书,说明成像术的运作方式和全息成像技术没有两样。不久之后,他成为这种机器和功能性磁共振成像(用来实际观察感官刺激所诱发的脑部活动)的世界权威。他的改良成果让病人必须静坐不动的时间大幅缩短,从4小时减到20分钟。他接着开始构思,不知道这种机器的数学计算和运作理论是否能够在生物系统上运用。他称自己这项理论为“量子全息成像技术”,原因是他的这个发现就是在说明有关于物体的一切信息,包括三维造型,全都是寄身于零点能量场的量子起伏,而且这个信息也可以回复、重组,并构成三维影像。申普的发现不出普索夫所料,零点能量场是个庞大的记忆仓库。磁共振成像机通过傅立叶变换,得以将零点能量场中的编码信息转变为影像。其实他所提出的问题,还不只是能不能运用磁共振成像来生成更鲜明的影像,他的着眼点还要深得多。他真正想解答的问题是,他的数学方程式能不能解开人脑的奥秘。
申普投入钻研理论应用,看能不能产生更宏观的用途,这时他偶然读到彼得·马瑟的著作。马瑟是英国的物理学家,在伽柏门下受教时便与老师合作,接着成为伽柏的同事,后来还前往瑞士,进入欧洲核研究中心。马瑟本人做过声波理论方面的运算,也取得过若干成果。因此他手中便掌握了一个理论,还凭直觉认为那可以应用于人类脑部。问题在于,那个理论很抽象、笼统,有必要进一步扎稳数学根基,这样才有实际价值。20世纪90年代初期,他接到申普来电。申普的成就为他那个理论带来了生机,也为他本人的研究建立了条理井然的数学根基。
马瑟认为,申普所用机器的操作原理和普里布拉姆钻研人类脑部所发现的作用方式是相同的:都是藉读取零点场的天然辐射和发射作用来运作。申普不只是掌握了一幅数学地图,描绘出脑中信息的可能处理程序,最后还能够以数学的方式来证明普里布拉姆的各个理论。此外在马瑟眼中,申普还拥有一种以这种处理程序为运作基础的机器。如普里布拉姆的脑部模型,申普的磁共振成像机也要遵循既定处理程序,从不同
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