大脑与认知
总主编 韩启德
主 编 杨雄里
副主编 李 涛
图书在版编目（CIP）数据
十万个为什么（第六版）/韩启德总主编.-上海：少年儿童出版社，2014.1
ISBN 978-7-5324-9285-5
I.①十……II.①韩……III.①科学知识-青年读物②科学知识-少年读物IV.①Z228.1②R-49
中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第055411号
十万个为什么（第六版）
总主编 韩启德
出 版 上海世纪出版股份有限公司少年儿童出版社
地 址 200052上海延安西路1538号
发 行 上海世纪出版股份有限公司发行中心
地 址 200001上海福建中路193号
易文网 www.ewen.cc 少儿网 www.jcph.com 电子邮箱 [email protected] 印 刷 上海中华印刷有限公司
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常熟市华通印刷有限公司
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上海一众印务中心
浙江新华数码印务有限公司
开 本 889×11941/16
印 张 221.5
出版日期 2014年1月第1版第1次印刷
书 号 ISBN 978-7-5324-9285-5/N.962
定 价 680.00元（全18册）
版权所有 侵权必究
十万个为什么 第六版 编辑委员会
总主编
韩启德
编辑委员
（以姓氏笔画为序）
干福熹 马宗晋 王 越 王占国 王阳元 王威琪 王振义 王恩多 王梓坤 王绶琯 王鼎盛 韦 钰 方 成 尹文英 邓子新 邓中翰 卢耀如 叶叔华 叶铭汉 叶朝辉 付小兵 匡廷云 戎嘉余 朱能鸿 刘嘉麒 池志强 汤钊猷 许健民 许智宏 孙 钧 孙宝国 孙晋良 孙鸿烈 严东生 严加安 李三立 李大潜 李幼平 李载平 李家春 杨 槱 杨芙清 杨宝峰 杨雄里 杨福家 吴启迪 吴征镒 吴孟超 吴新智 何积丰 谷超豪 汪品先 沈文庆 沈允钢 沈自尹 沈学础 沈寅初 张弥曼 张家铝 张景中 陆汝钤 陈 颙 陈 霖 陈凯先 陈佳洱 陈宜瑜 陈晓亚 陈润生 陈赛娟 林 群 林元培 欧阳自远 周又元 周良辅 周忠和 周福霖 冼鼎昌 郑时龄 郑树森 郑哲敏 孟执中 项坤三 项海帆 赵东元 赵忠贤 俞大光 洪国藩 洪家兴 费维扬 贺 林 秦大河 倪光南 倪维斗 郭景坤 唐孝炎 黄荣辉 黄培康 戚发轫 崔向群 葛均波 韩启德 韩济生 程 京 傅家谟 焦念志 童坦君 曾溢滔 雷啸霖 褚君浩 滕吉文 潘云鹤 潘建伟 潘家铮 潘德炉 戴汝为 戴尅戎
十万个为什么 第六版 大脑与认知
主编
杨雄里
副主编
李 涛
板块负责人
顾凡及 翁史钧 朱 机 周永迪 黄志力 徐昕红 罗跃嘉 黄 颐
撰稿人员
（以姓氏笔画为序）
王 佳 王 彦 王 烽 王 鹏 王乃弋 王广霞 王永亭 王艳梅 尹 豆 古若雷 申学易 边文杰 曲 琛 朱湘茹 伍海燕 庄锦英 刘 炜 刘 超 刘 辉 刘 媛 刘旭光 刘晓陵 孙 宇 孙世月 买晓琴 严文华 李 林 李 昊 李 凌 李 涛 李 喆 李 斌 李 睿 李万清 李元媛 李名立 李劲梅 李雪冰 李新影 杨 勋 杨安博 杨雄里 吴婷婷 何 宁 何灵杰 库逸轩 汪 芬 汪 菲 张白冰 张穆君 邵淑容 罗文波 罗艳佳 罗跃嘉 周邦宇 周旭钊 孟雅婧 郝 宁 胡珍真 顾凡及 徐昕红 翁史钧 席 静 席居哲 唐红红 涂治才 黄 颐 黄宇霞 黄志力 黄明金 康玉坤 董 辉 蒋莉君 程 菊 程真波 管心宇 潘晓红 穆 宇
责任编辑：岑建强 梁玉婷
美术编辑：陈艳萍
整体设计：袁银昌 李 静
版面设计：胡 斌 钟一鸣 王昊圣
科技插图：费 嘉 陈艳萍
图片编辑：钱 娜 李 漫
特别鸣谢：王 鹏 罗 亚
序言
韩启德
经过数百位编委、作者和编辑历时三年的辛勤努力，第六版《十万个为什么》终于与广大读者见面了。对于中国的科技界、教育界和出版界，以及千千万万的少年儿童来说，这都是值得高兴的一件事。
《十万个为什么》是由少年儿童出版社于1961年出版的一套科普图书。在半个世纪的岁月里，这套书先后出版了五个版本，累计发行量超过1亿册，是新中国几代青少年的启蒙读物，在弘扬科学精神、传播科学知识、提高全民科学素质方面发挥了巨大作用。在我国，至今还没有一套科普读物能像《十万个为什么》那样经得起如此长时间的检验，并产生如此巨大的社会影响。
进入21世纪以来，科学技术的发展日新月异，尤其在网络通信、低碳环保、基因工程、航空航天、新能源、新材料等领域，研究进展更是一日千里，乃至从根本上改变着人们的生活与工作方式。为适应科技发展带来的深刻社会变革，提高国家的综合国力和竞争力，党和政府高度重视加强科学技术普及，重视提高全民科学素质，并将国家科普能力建设作为建设创新型国家的一项基础性、战略性任务，这对我国的科普出版提出了更高的目标。
2006年，国务院正式颁布实施《全民科学素质行动计划纲要》，其中特别强调要提升未成年人的科学素养，因为只有从青少年时期就开始养成科学的思维方式与行为习惯，将创新精神与实践能力并重，才能最终使得全民的科学素质得到根本性的提高。为此，编辑出版一套崭新的适应时代发展要求的《十万个为什么》，使其在繁荣我国科普创作的进程中发挥“旗帜”作用，其意义是非常深远的。
好奇心是青少年的可贵特质，是驱使他们亲近和接受科学的动力，一定要保护好。从50年来的经验看，“一问一答”是个好形式，也是《十万个为什么》被大家喜爱的重要原因，在编纂第六版《十万个为什么》时我们坚持了这一好形式，并力争在传授科学知识的同时，引导读者去思索问题，去感受科学文化和科学精神，去体会科学探索的乐趣。
出于积极参与科学普及工作，提高全民科学素质的社会责任感，中国科学院和中国工程院共有百余位院士应邀担任了第六版《十万个为什么》的编委。其中20余位院士在百忙之中担任了各分册的主编，具体负责组织相关分册的编纂工作，有40余位院士亲自撰稿。此外，还有700余位来自世界各地、各个学科的优秀科学家和科普作家参与了新版《十万个为什么》的编写。这么多高层次科学家参与到一套科普图书的编纂工作中来，这在我国科普出版史上是空前的。阵容强大的编委会和作者队伍，为新版《十万个为什么》的科学性、前沿性、权威性和可读性提供了最可靠的保证。在此，我也谨向所有参与第六版《十万个为什么》编纂工作的编委、主编、作者和社会各界表示衷心的感谢和深深的敬意。
第六版《十万个为什么》在总结前五版成功经验，并广泛征求各方面意见的基础上，综合考虑时代的发展和青少年读者的实际需要，将全书分为三大板块共18个分册。基础板块包括数学、物理、化学、天文、地球、生命，是传统六大基础学科；专题板块包括动物、植物、古生物、医学、建筑与交通、电子与信息，是由基础学科衍生出来的重点传统学科；热点板块包括大脑与认知、海洋、能源与环境、航空与航天、武器与国防、灾难与防护，则是近些年发展特别迅速，引起社会广泛关注的热点领域。在编纂每一分册的过程中，我们根据这个学科或专题的内容，充分考虑知识体系的完整性和科学发展的前瞻性，问题的设计和分布尽量与学科或专题的内在结构相吻合，从而使每一分册都成为具有完整的内在知识体系的读物。现代科学技术发展的一大特点是学科之间的交叉融合，相信小读者们在阅读过程中也会在不同的分册中发现一些共性的问题。
第六版《十万个为什么》在形式上适应了当代青少年的阅读需求，与国际上同类图书的最新出版潮流相接轨，首次推出彩色图文版，用大量彩色图片向读者展示当代科技前沿的无穷魅力。内容上具有鲜明的时代特色，从基础、前沿、关键、战略四个方面来组织问题和编写稿件，重点关注科技发展的前沿和当代青少年关心的热点问题。尤其值得称道的是，书中的大量“为什么”是通过各种形式向全国少年儿童征集来的，力求将当前孩子们最关心、最爱问的问题介绍给他们。同时，新版《十万个为什么》更加注重思考过程，提倡科学精神，引导创造探索，关注科学与人文、科学与社会的关系，通过“微问题”“微博士”“实验场”“科学人”“关键词”等小栏目激发青少年的好奇心和探究心理。
我们相信，第六版《十万个为什么》将以全新的问题、全新的体系、全新的内容、全新的样式，以及数字化时代全新的技术手段，再现《十万个为什么》每一版都曾有的辉煌，掀起中国科普出版和科学普及的又一个新高潮。第六版《十万个为什么》的出版，必将引领更多青少年走向科学，使共和国涌现出更多的栋梁之材。同时，这套书的出版，对于贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》精神，促使当代中国广大青少年科学世界观的形成和科学创新能力的提高，推进全社会在讲科学、爱科学、用科学上形成更加浓厚的氛围，使全民科学素质再上新台阶，发挥不可替代的关键作用。
导言
为什么我们要了解脑
人类探索自我，经历了漫长的旅程。我是谁？人活着是怎么一回事？灵魂真的存在吗？我们如何感知到世界的缤纷灿烂？那些难忘的记忆和喜、怒、哀、乐是如何形成的？大脑如何思维？为什么大千世界中人们的个性、风格迥异？为什么性格乖戾、生活不能自理的真实“雨人”金·皮克却拥有超常的记忆，能够做到一目十行，且过目不忘？由古至今，这许许多多的问题吸引了无数智者去思考和研究。
犹如深邃浩瀚的宇宙，人类的大脑蕴藏着无穷秘密。大脑是人体内结构和功能最为复杂的组织器官，是人类一切精神活动的物质基础。历经千百万年的进化而形成的人类大脑，包含了多达千亿的神经细胞（神经元），这些细胞间以一种高度有序、高度特异的方式相互联结并形成网络（神经网络），以应付不断变化的复杂环境，并使人类具备处理各种复杂问题的能力。
人类之所以有别于其他生物，成为万物之灵，正是由于我们具有高度发达的大脑。人脑高级认知功能的形成和不断发展，使得人类成为有个性、有感情、有思想的生命体，具备了掌控世界的能力。通过功能各异的神经元的分工协作，大脑成为接收外界信号、产生感知觉、形成意识、进行逻辑推理、发出指令以付诸行动的总指挥部，它掌管着我们的语言、感觉、思维、记忆、情绪、行为等高级活动。脑的活动不仅使我们能够看到千姿百态的世界，能够听到动人心弦的音乐旋律，更重要的是使我们能够思考、创造、认识和改造世界。
人类大脑可以在瞬息间对海量的外界信息进行高度复杂的处理，它的工作原理为计算技术的发展提供了重要启示，而计算机的发展又向人类的智力提出了前所未有的挑战。人们之所以把计算机称为电脑，就是因为人们认为计算机能做的事情与我们的大脑相似。1997年5月，一场别开生面的国际象棋比赛轰动了全世界：超级计算机“更深的蓝”与享誉世界棋坛的特级国际大师卡斯帕罗夫展开人机对弈。经过9天6局的激战，“更深的蓝”最终以两胜三平一负的战绩战胜了大师。落败的卡斯帕罗夫在赛后说，他在与“更深的蓝”下棋时感觉计算机的决定富有“智慧和创意”，是他所不能理解的。
这场“人机大战”提出了一个耐人寻味的问题：机器脑可以比人脑更加聪明，甚至能够在不远的将来代替人脑吗？
人脑具有智慧、能思维，但更重要的是，人类所独有的精神活动还包括了人与人之间的情感交流和社会性，这是计算机所不具备的。计算机缺乏灵活的判断力、创造力和情感，而情感恰恰是人类智能优势的基础。人脑的所有智能显然不可能全部存在于一个无生命的机器中。计算机依靠人类事先为之设定的程式语言来进行工作，而人脑在社会环境和社会交往等因素的影响下，处于动态的进化、升华过程中，能不断创新，这是计算机（机器脑）依靠自身的能力不可能达到的。
但是，计算机无疑能大大增强人脑收集海量信息的能力，大幅度扩展人脑利用推理探索事物的空间。如何将无生命的计算机与人脑的创造力和判断力结合起来，充分利用“人机交互”的强大功能为人类服务，是众多科学家为之努力的目标。例如，科学家已能用大脑发出的信号来直接操纵假肢，使失去双腿的人犹如常人一样行走自如。
大脑赋予了人类智慧、爱情、记忆和美梦，然而大脑的种种疾病也会严重影响人类健康、生活质量和家庭幸福。近一个多世纪以来，科学家对于脑疾病的研究从未停止过，精神分裂症、抑郁症、老年痴呆症、帕金森病等脑部疾病已成为当今医学界的重大研究课题，而这些疾患防治对策的重大突破，从根本上来说取决于对脑工作原理的认识。从事基础研究的神经科学家正和临床医学家紧密合作，取得了显著的成绩。
人脑的结构十分精细，实施的功能极其复杂，人类探索脑的奥秘需要从分子、细胞、系统、全脑和行为等不同层次进行研究和整合，需要来自不同研究领域科学家（神经科学家、医学家、数学家、计算机专家、社会学家等）的加盟和协作。从20世纪90年代开始，世界各国在这一科学领域投入了大量的人力和财力，脑科学的研究正方兴未艾，其研究成果无疑将为人类更好地了解自身、保护自身和防治脑疾病等方面做出重要的贡献。
这是一个充满着期待和挑战的脑科学时代。本卷围绕“大脑与认知”这一主题，从七个方面展开探索大脑之旅。我们将与你一起分享“大脑与神经”的鬼斧神工，寻觅“感觉与知觉”的精妙绝伦，品味“学习与记忆”的玄奥精微，感受“思维与智力”的深邃浩淼，体验“睡眠与梦境”的神秘莫测，了解“性格与情绪”的变幻无常，剖析“大脑与健康”的千汇万状。希望本书的许许多多“为什么”能够激起你对脑科学的热情和热爱，并一起来探索大脑的无穷奥秘。（李涛 杨雄里）
【微博士】精神活动源于心脏还是大脑
众所周知，大脑是人类精神活动的物质基础。但在17世纪以前，人们可不是这样认为的。医学之父希波克拉底就认为，每个人身上都有血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁四种体液，这四种体液在不同人身上的比例是不一样的，因此导致人们具有不同的精神活动以及相应的行为方式。多血质的人血液占优势，性情活跃、动作灵敏；黏液质的人黏液占优势，性情沉静、动作迟缓；胆汁质的人黄胆汁占优势，性情急躁、动作迅猛；抑郁质的人黑胆汁占优势，性情脆弱、动作迟钝。17世纪以前，人们还有一种普遍认同的观点，即心脏是人类精神活动的发源地，这也是为什么人们迄今还在沿用“心理活动”这一术语，并将其等同于“精神活动”的缘由。
【微问题】你知道古埃及法老王的木乃伊中唯一保留的内脏器官是什么吗？为什么？
【关键词】脑 认知 脑科学