巴士德消毒法（pasteurization）是Louis Pasteur為了保存葡萄酒發明出來的。其實，在那之前，已經由Antonie van Leeuwenhoek發現了細菌（例如變質的食物上有彩色黴點，放到顯微鏡下面能看到這些黴點的細部結構，這樣的東西被稱為細菌。其實還有可能是真菌），由民間以及其他人（見wikipedia "pasteurization"詞條）採用了加熱密封罐的方法來保存食物。那Pasteur幹了件什麼事呢？他把細菌和加熱保存兩件事情給聯繫了起來，用實驗證明了：加熱之所以能夠幫助保存食物是因為加熱過程減少了食物中的細菌，而食物變質是由於細菌，所以，一旦大部分細菌被加熱過程消滅了，則食物就能夠長時間保存了。
為了證明這個結論，Pasteur做了下面的實驗：
Pasteur實驗。圖片來自於wikipedia"pasteurization"詞條。
這個實驗的第一行，也就是第一步，證明了：在沒有變壞的酒裡面，沒有觀察到（很多）細菌。至於用火燒一下，加加熱，只不過就是前人已經知道的可以讓酒長時間不變壞的一個辦法。
這個實驗的第二行，也就是第二步，證明了：第一、變壞了的酒裡面可以看到很多細菌。
這兩步合起來，細菌和「變壞」之間已經有了強關聯性，也就是「細菌」可以當做即將或者已經「變壞」的標記物（indicator）。當然，還需要進一步反過來驗證，是不是，大部分看不到細菌的確實沒有已經也不會馬上變壞，大部分看到細菌的已經或者馬上就要變壞。只要這一步反過來的驗證也能夠通過，或者很大的概率通過，則細菌當做變壞的標記物這個事情就基本沒問題了。
但是，如果我們要再往前走一步，看看是不是「變壞」就是由「細菌」引起來，那還要作進一步的實驗。
一種可能的來檢驗因果性的方法是對比一下變壞前後的酒，是不是就唯一增加了細菌。可是這個做不了。第一，因為確實有別的東西也變了；第二，當時的條件也很難說把其他不同的因素找出來。
這就是Pasteur實驗非常聰明的地方。Pasteur實驗的第一步既然已經做到了基本沒有細菌了，那第二步就想辦法把細菌引入回來——把酒和空氣接觸。實驗發現，經過這個接觸，確實酒變壞了，裡面也重新有了細菌。當然，這個實驗不能排除還有其他沒有觀測到的更加直接的原因，例如某個其他東西從空氣中進入到酒中，這個東西導致了細菌的產生和酒的變壞，於是細菌就不是直接原因。可是，最簡單的可以和觀測到的現象相符的解釋就是：空氣中有細菌，空氣和酒接觸以後細菌從空氣進入酒，把酒變壞了。於是，Pasteur實驗第二步基本上證明了細菌是變壞的原因，而不僅僅是一個標記物。
這種把一個東西變沒了，再加回來，來體現這個東西的效果的思路是非常聰明和具有普遍意義的思路。
Pasteur實驗第三步就更巧妙了。留作思考題。
好，現在我們來看我們正在開展的教育神經科學的研究。我們希望對高級思維，例如抽象推理、關係類比等，做教和學的方法的研究。尤其是，我們想看看機械式學習到推理，當做一個結論記住，和理解型學習推理，理解推理背後的思考過程來學會推理，有沒有效果上的差別。
第一個層次，這個實驗不用腦科學的參與，只需要做行為研究。一組被試做機械式學習，另一組做理解型學習，對比學習效果（例如，看看是否能解決某個難度的問題）。這就好像Pasteur實驗的第一步：一組用火加熱，一組不用火加熱，對比哪一組變壞了。
但是，就算真的兩組被試表現不一樣，我們只能說，學習方式和效果有關聯，而不知道這個關聯是不是就是「理解型學習和機械式學習」的區別。因為我們的所謂理解型學習其實還意味著「真的理解了」這樣一個大腦活動過程。用Pasteur實驗的類比，也就是說，我們能說用火燒和不用火燒效果不同，但是，我們不知道所謂的火燒和不火燒之間的真正的區別是什麼。於是，也就不能進一步遷移推廣到。一旦我們發現，其實，兩者的區別是是否消滅了其中的細菌，那我們就可以考慮其他的消滅細菌的方式，例如不適合加熱的時候用電場。
類似地，如果我們能夠找到所謂的行為上的「機械式」和「理解型」學習的內在區別，那我們就有可能可以遷移推廣到其他的理解型方式上去。那怎麼辦呢？
我們需要Pasteur實驗的第二步：找到某個東西，去掉它（或者說不激活它），然後重新加回去（或者說激活它），如果還有效果，那就一定程度上有了因果性。可是，在那之前，我們還需要把「它」是什麼找出來，也就是找到理解型學習的Indicator（標記物或者標記活動）。也就是說，其實，我們需要先完成Antonie van Leeuwenhoek的那一步。
一旦能夠區分機械式和理解型學習的標記活動找出來了，我們還能證明去掉它和加上它分別正好對應著機械式和理解型學習的行為（不用火燒和用火燒）和效果（不能和能夠解決具有一定難度的問題），我們就真的達到了Pasteur實驗的境界：理解型學習是學習者能夠學習之後解決這個具有一定難度的問題的原因。
這樣，我們就可以把理解型學習的理念推廣到其他學習中去（做其他高層思維的實驗），並且在教和學的實踐中推廣理解型學習。
你看，科學的思維其實很簡單，人類如何通過對比和類比來做邏輯嚴密的、有想像力創造力的、解決問題的思考，多少年都沒有變過，從一個Pasteur實驗可以看到教育神經科學的實驗研究怎麼做。
另外，這其實是初中生物學的一課。我不知道上課的時候老師有沒有深入地從思維和科學研究的角度來闡述Pasteur實驗。其實，做高層次知識生成器，高層思維的教和學也很簡單，只要有一雙對科學研究和高層思維敏感的眼睛，對教學上心。