前言 電流時事
經常有人說電很奇妙、美麗；但它之所以如此，單純只是因為與其他自然力量有相同之處。
——麥可．法拉第（Michael Faraday）
我們生活在一個充滿電的社會裡。日常生活中，絕大多數的活動都是靠電力來驅動、照明或是加強。要是你曾碰上長時間停電，就會明白我的意思。然而，有些人對電的本質抱持很詭異的想法。他們認為電是一種外在的物理力量，是在身體之外，是透過電線從一個設備傳遞到另一個設備，完全被限制在電子設備內。他們不明白，電也是一種生物力，特別是對具有神經系統的動物來說，甚至在那些沒有神經系統的生命形式中，電也是不可或缺的。
許多人也還沒意識到，電其實是生命的基礎。第一批的原始生命正是在電所產生的電花中出現的，就此開展了演化之路，從而產生今天具有複雜內部電生理系統的複雜物種。要是沒有電，就沒有生命。不妨稱此為「電之生命／eLife」 。
這是一本從生物學角度來講電的書。儘管這樣的路數看似不尋常，但我認為這是講電的故事之最佳方式。因為許多我們對電的認識最初就是在研究電對身體感官和肌肉組織的影響時發現的。更令人不可思議的是，我們對神經系統的了解幾乎全都是用電來進行實驗，以此來對神經進行探測。因此，在這樣一個故事中，同時講述電學和神經科學其實並不是什麼驚人之舉。
幾個世紀以來，電學和神經領域的發現可說是相互提攜，一個領域的發展往往促成另一個領域的進步。英國科學家威廉．吉爾伯特（William Gilbert）在十六世紀後期首次用「電學」（electricity）一詞來描述他對電的物理力量的研究。此後不久，英國醫師托馬斯．威利斯（Thomas Willis）則提出「神經學」（neurology）一詞來描述他對人類反射和麻痺的研究。這類神經學研究從單純描述神經構造，進展到對神經系統運作的功能性研究，當中用作探測的工具就是電，會針對特定目標加以電刺激。
不過，在體內，會對電訊產生反應的可不是只有神經而已。包括心肌在內的肌肉細胞也是透過電來控制其機械性的功能，甚至連非肌肉組織也有透過神經系統來發送和接收電訊，這是向大腦通報自身狀態，並且接收大腦指令的方式。事實上，我們身上幾乎所有的機能都受到電子監控。
這是因為細胞、組織和器官的電調節對生存至關重要，因此若是身體的「電力設備」遭到破壞，可能會造成重大傷害，甚至有可能致命。如今，我們身邊到處都是電，因此更需認識電造成死亡的狀況、原因與方式。所幸，現在的我們對電的致命影響有很多知識，尤其是「電震」（jolts）這種突然傳來大量電的現象，這一點對於預防和治療嚴重電擊很重要。
自發現電以來，已多次將其應用在各種疾病的治療上。由於過去對人體生理學的認識不足，對致病機制也不清楚，再加上對電在體內作用的誤解，早期的電療手法參差不齊——這還是比較委婉的說法。在早期的各種電療法中，電解除毛（hair electrolysis）可能是少數幾個持續到今天幾乎都沒有什麼變化的療程。
在早期達到全盛時期後，電療在十九世紀後半便不再流行，甚至成為醫學界的禁忌。但隨著電學和神經科學的成熟，對於用電來治療疾病的興趣又死灰復燃，尤其是在神經系統方面的疾病，例如針對憂鬱症的電痙攣治療法（electroconvulsive therapy）和針對帕金森氏症的深層腦刺激療法，此外許多其它疾病也開始應用電療。電的醫療用途甚廣，可以讓截肢者透過心智來控制義肢，也能用來幫盲人恢復視力。在未來，電療甚至可望取代許多藥物，成為治療多種疾病的一線療法。這樣一來，便有可能避免這些藥物的副作用，特別是這些副作用往往都很嚴重。但不幸的是，我們現在也發現，用電來治療焦慮症，有時幾乎會像毒品一樣讓人上癮。
這本書不是關於電學或電生理學的科學教科書。若你是電氣工程師或電生理學家，本書恐怕無法滿足你的專業需求。我希望這本書能夠廣為各界人士閲讀，因此我避免使用術語，並且特別聚焦在電的故事，這對於認識電之於生物學和健康的關係十分重要。
這也不是一本電的科學史。雖然我書中的一些故事取材於歷史，而且書中的一切都確實是史實，但我無意要編寫一部完整的電學史。無論是本書，還是其它的著作，目前都還沒有人對電學悠久而豐富的歷史提出公允的論述。在本書中，我只是以科學觀點選擇了一些故事，來說明我所關注的電學和生物學的交叉點。在此，我也得承認自己犯了古為今用的這種「現在主義」（presentism）的毛病，傾向於以現代的概念、價值觀和理解來解釋過去的事件。這在科學史家眼中是一項大罪。但我不是歷史學家，而這也不是一本史書。實際上，我發覺現在主義其實是項很有用的工具，可以解釋科學如何將我們從過往帶到現在的位置，而這正是我寫這本書的一項主要目標。
既然如此，那按照我的邏輯，接下來有一個很合理的問題：如果這既不是一本科學教科書，也不是科學史書，那這本書到底是什麼？我會說這是一本解釋性的科學書，在敘事風格上，期望能同時達到教育和娛樂這兩個目標。我希望在讀畢本書後你會同意我達成了這兩項目標。
我設定的目標讀者群是好奇的人，是有興趣了解電的本質以及其運作方式的人，特別是關於電如何影響人的生活。我希望本書的讀者能學到很多關於電的新知。但我猜也有很多人會發現他們過去對電的認識是錯誤的，或者至少是不完整的。
舉個例子來說，你知道班傑明．富蘭克林用火雞做電實驗時，差點丟掉他的小命嗎？（我敢打賭，你以為我會說風箏實驗。）你知道為什麼人和動物不會被通電的圍欄電死嗎？儘管在全球測得的閃電長度不斷增加，有些閃電現在長達數百里，但你知道為什麼美國的年度閃電死亡率卻不斷下降嗎？你知道為什麼丹麥人在家幾乎從不觸電嗎？你知道擁有最先進義肢的截肢者，如何透過腦中的念頭來控制肢體的運動嗎？你知道電可以幫助盲人看見，讓聾人聽到嗎？你知道精神障礙的休克療法其實與電毫無關係嗎？如果你不知道這些問題的答案，甚或你多少有個底，我想你也會喜歡從一個稍微不同的角度——從生物學的角度，來重新認識這些電學主題。
如果你欣賞本書的風格和結構，將會從中獲益良多。這本書是一部非小說類作品，講述一個目前依舊處於未完待續的發展中故事，滿是各種探索和發現。在組織架構上，我會建議要像讀小說那樣讀——從頭到尾，不要跳過章節或任意翻閱，因為每一章都建立在前一章的基礎上，並且為下一章做好準備。隨意跳讀章節會導致故事情節混亂。此外，這裡也不會有任何圖表或表格來分散注意力，並且盡量避開數學。本書會在故事的上下文中解釋所有技術性用語或概念。
本書前半部的每一章都是一個獨立的故事，焦點放在電學或生物學的特定主題上，通常是神經生物學。電學和生物學的章節輪流交替，以支持本書的主要論點：電學和神經生物學是一起進步的——可以說是並肩而行——一個領域的進步激發另一個領域的進步。
前幾章的主題放在早期醫師開始使用電療的情況，當時根據的多半是錯誤的電學和人體生理學基礎知識。這些治療多半徒勞無功，沒有具體療效，還讓患者很痛苦。這些早期的電療故事會以軼事形式講述，以此突顯當時醫學界對電學和人體生理學的普遍無知。
在本書的後半部，由於前面已介紹過理解神經生物學所需的基本電學特性的大半資訊，因此會開始減少關於電子物理學的故事，儘管這時還沒有講到神經生物學和電學的所有故事。行文至此，這時各篇章的交替會開始改成神經生物學與醫學。本書後半部的主題會放在近幾年對電和神經相互作用機制的深入認識上，以及這些新知如何促成新型電療法的開發，用來處理種種人類疾病。這些新穎的電療與過去的大相逕庭，當中有許多目前正在進行科學驗證，確定其安全性和有效性。在經過一個多世紀的中斷後，電療正在重新回歸，應用於許多疾病的治療上，似乎在許多醫學專業中都有光明的前景。
本書最後附有豐富的注釋。注釋的目的有兩個，一是為正文中的陳述提供引用和來源，並且提供對文本內容中特定主題感興趣的讀者一些擴充解釋。要理解正文的內容並不用參考注釋中的任何資訊，因此無須閱讀，但閱讀注釋可對主題有更深入或更透澈的理解。
不過本書沒有附詞彙表。就像是對一個生字或單詞的理解一樣，讀者通常只要在上下文中推敲就能理解，這會比在字典中查找其定義更容易，專業術語通常也是如此。所有技術詞彙或具有特定技術意涵的常用詞，在第一次出現時會以粗體表示，並在上下文中加以定義。
在開始閱讀前，還有最後一件事應該要告知你。儘管我相信這本書適合給所有人來讀，但有兩章可能會讓有些人覺得反感。在介紹早期電療的章節（第4章）中，有一些關於性問題的討論，而在觸電的章節（第6章）中則包含一些暴力情節。所以我在寫這些章節時，在內容上特別調整過，即使略過不讀也不致影響後續的理解。但我還是希望讀者不要跳過這些內容，因為這些段落傳達了關於健康和安全問題的重要資訊，這也是我最初寫這本書的其中一個原因。無論如何，現在你已經了解了，可以自行決定。
最後，我向你保證，本書中提到的任何公司或產品，都沒有與我有財務或其它方面的任何關聯。
除了提供豐富內容和娛樂外，我希望書中的科學故事能發揮作用。我期盼能夠讓讀者以許多實用的方式來增強他們與電力的日常互動。電力是一種強大的自然力量，在某種程度上，每個人都在處理它。如果我們都對電有更進一步的了解，我們的社會就可以更明智地使用電力的多種力量，為所有人提供更完善和安全的生活。
我衷心希望在讀這本關於電的書時，你可以很享受，之後還能以全新的眼光來看待電花。