一、做梦的科学解释
从科学角度来看，梦是大脑在睡眠状态下的一种意识活动。睡眠并非是大脑完全停止工作的状态，而是存在不同的阶段，其中快速眼动睡眠（REM）阶段与做梦密切相关。在这个阶段，大脑的部分区域处于活跃状态，尽管身体的肌肉处于麻痹状态以防止在梦中做出动作。
当我们入睡后，一小部分脑细胞仍在活动，这是梦的生理基础。科学家普遍认为梦境是由脑部神经元之间的神经活动所引发的，在睡眠期间，大脑从白天的经历和感知中提取信息，并进行再构建，这个过程类似于电影制片人在剪辑和拼接镜头，我们的梦境就是一部由片段和情节组成的“电影”，而这些片段和情节的选择又受到多个因素的影响，包括情绪、记忆、意识的作用等。例如，白天遇到了一个可爱的猫咪并且有一段愉快的互动，那么在夜晚的梦境中，就很有可能会梦见自己与一只猫咪玩耍并且感受到愉悦。
二、导致做梦的生理机制
（一）睡眠周期与脑电波
人的正常睡眠周期分为非快速眼动睡眠期（NREM）和快速眼动睡眠期（REM）。在快速眼动睡眠期，是梦境最为生动和丰富的阶段。在这个阶段，睡眠中特有的脑电波“PGO波”会在脑干内的脑桥、丘脑中的视觉部分外侧膝状体和视觉皮层所在的区域枕叶这三个地方出现，这表明这三个区域正在协同工作。此时，丘脑不再对来自眼睛的信号做出反应，反而和脑干、视皮层形成了一条新的视觉通路。
（二）大脑区域的活动
脑干
脑干是潜意识系统的重要组成部分。在做梦时，脑干内的神经元会随机放电形成电信号，这些信号又多又乱，沿着丘脑一路直达视觉皮层。这种随机放电是梦产生的一个起始因素，由于脑干的这种活动，为梦境提供了原始的素材信号。
丘脑与视觉皮层
丘脑和视觉皮层接收到来自脑干的信号后，由于无法分辨信号是来自眼球还是脑干，它们只能和人清醒时一样，利用无意识系统，根据储备的知识和记忆，将各种碎片信号加工处理，形成一个完整统一、富有意义的故事，也就是我们体验到的梦境。
前额叶皮层
在正常做梦过程中，执行高级决策功能的前额叶皮层一直处于静默状态，也就是我们的有意识系统一直关闭着，这就是为什么在梦中即使梦境再荒诞不经，我们也无法察觉的原因。而在清醒梦（做这种梦的人知道自己在做梦，也能任意探索这个幻想出来的内在世界）中，当受试者进入快速眼动睡眠时，大脑中除了通常在睡梦中活跃的区域之外，前额皮层也异常活跃，这使得梦者能调用前额叶的反省、自控和决策功能，从而实现清醒梦。
（三）脑细胞活动
当人入睡以后，有一小部分脑细胞仍在活动，这些活动的脑细胞就是梦产生的生理基础。大脑在睡眠期间仍然会对白天所获取的信息进行处理、整合以及存储等操作，这种脑细胞的持续活动便以梦的形式呈现出来。
三、梦的形成与大脑活动的关系
（一）大脑不同区域的协同作用
视觉相关区域
在做梦过程中，视觉通路涉及的区域如丘脑、枕叶（视皮层所在区域）等协同工作。脑干产生的随机电信号通过丘脑传导至视觉皮层，视觉皮层利用其在清醒时处理视觉信息的方式（如计算距离、形状、色彩、尺寸和速度等）来构建梦境中的视觉场景。例如，如果在白天看到了美丽的风景，相关的视觉信息存储在大脑中，在做梦时这些信息可能被视觉皮层调用并重新组合，构建出一个全新的但又与白天视觉体验相关的梦境场景，如在梦中身处一个奇幻的仙境，其中的山水景色可能融合了白天看到的不同风景元素。
潜意识与意识相关区域
脑干作为潜意识系统的重要部分，其神经元的随机放电启动了梦境的形成。而前额叶皮层在正常做梦时处于静默（意识系统关闭），使得我们无法对梦境进行理性判断，任由脑干产生的信号和大脑存储的记忆、知识等被无意识系统加工成梦境。在清醒梦中，前额叶皮层的活跃又体现了意识系统的部分参与，让梦者能够意识到自己在做梦并且在一定程度上控制梦境。
记忆相关区域（如海马体等）
虽然没有直接提及海马体在参考资料中的梦形成过程，但一般认为海马体与记忆有关，而记忆是梦的素材来源之一。在大脑构建梦境时，海马体可能参与了将白天的记忆片段提取并传输给其他大脑区域进行梦境构建的过程。例如，当回忆起童年的一次旅行经历时，海马体可能将相关的记忆信息（如旅行的地点、同行的人、发生的趣事等）传递给丘脑和视皮层等区域，从而在梦中重现旅行中的某些场景或者构建出与旅行经历相关的新奇梦境情节。
（二）脑电波与梦境
大脑会经历四种类型的电波：“δ”，“theta”，“alpha”和“beta”，它们一起形成脑电图（EEG）。不同的睡眠阶段脑电波有不同的特征，在快速眼动睡眠阶段（REM），脑电波的模式与梦境的产生密切相关。科学家通过研究脑电波的特征模式，发现REM阶段的脑电波特征有助于大脑进入一种适合产生梦境的状态。例如，在这个阶段，脑电波的频率和幅度等特征可能会影响大脑神经元之间的信息传递效率和方式，使得大脑能够更好地从记忆存储中提取信息并进行重新组合，从而构建出梦境内容。
四、科学界对做梦原因的研究进展
（一）早期研究
梦与睡眠阶段的关联
早期科学家通过对睡眠过程的观察和研究，发现了睡眠周期中的快速眼动睡眠（REM）阶段与做梦之间存在紧密联系。通过唤醒处于快速眼动睡眠期中的儿童或成年人，约60 - 90％的人诉说醒前正在做梦，这一发现确立了REM睡眠与梦之间的关系，为进一步研究做梦的原因奠定了基础。
基于特殊病例的研究
脑神经病学史上一些特殊病例的研究也为理解做梦提供了线索。例如“脑脚性幻觉”这种罕见病例，病因是脑干的损伤，患者在黑暗中经常会看到形形色色、景象鲜明的幻觉。这表明脑干在视觉相关的感知和可能在梦境形成中有着重要作用，因为脑干损伤引发的幻觉与梦境有一定的相似性，都是在意识状态改变下的视觉体验，这为研究脑干在做梦机制中的角色提供了参考。
（二）现代技术下的新发现
神经影像技术的贡献
随着神经影像技术（如功能性磁共振成像 - fMRI等）的发展，研究人员能够将各种现象学的梦特征与众所周知的大脑激活模式关联起来，以识别梦和梦中回忆的脑电标志，甚至可以实时预测梦和梦的内容。例如，通过fMRI技术可以观察到在做梦时（特别是REM睡眠期间）大脑不同区域的血流变化，从而确定哪些区域在梦境形成中处于活跃状态，如前面提到的脑干、丘脑、视觉皮层和前额叶皮层等区域的活动情况都可以通过这种技术进行监测和分析。
脑电波研究的深入
现代研究利用脑电图（EEG）等技术对脑电波进行更深入的研究。科学家通过测量不同睡眠阶段（包括REM和NREM）的脑电波，进一步明确了脑电波与梦境之间的关系。例如，意大利研究小组使用EEG技术来测量参与者在各个睡眠阶段的脑电波，研究发现特定的脑电波模式与REM睡眠中的做梦现象密切相关，这有助于从神经电生理的角度解释做梦的原因。
与梦中人交流实验的启示
2021年的一项实验实现了与梦中人的实时交流，来自四个不同国家的独立团队，对36名处于清醒梦中的志愿者发起了158次提问，得到了18.4%的正确答案。这一实验表明，虽然很困难，但与梦中的人交流是可能的。这个实验不仅挑战了传统对于睡眠时意识状态的认知，也为研究做梦的原因提供了新的思路，例如梦境中的意识到底处于何种状态，如何与外界进行交互等问题都有了新的探索方向。
（三）目前仍存在的问题
尽管已经取得了很多进展，但仍然有许多问题尚未解决。例如，虽然知道在REM睡眠阶段大脑的某些区域活跃并与做梦有关，但对于梦境中具体情节和内容是如何被精确构建的还不清楚。另外，关于梦境的意义和功能也存在诸多争议，如梦到底是随机的大脑活动，还是深层心理和神经过程的反映，目前还没有定论。而且，对于一些特殊的梦境现象，如反复出现的噩梦、超清晰的梦境等，其产生的具体机制还需要进一步研究。
五、不同学派关于做梦的科学理论
（一）心理动力学理论
弗洛伊德的观点
心理动力学理论的代表人物西格蒙德·弗洛伊德认为，梦是由人类潜意识中的欲望和冲突引起的。他分析了数百名病人的梦境后，提出梦是一种解决心理冲突的方式，梦中的符号和象征代表了潜意识中的欲望和冲突。例如，一个人梦见自己在追逐一个看不清脸的人，弗洛伊德可能会认为这个人在现实生活中存在某种想要追求但又受到压抑的目标或者情感，这个目标或者情感通过梦境中的追逐场景以象征的形式表现出来。他还提出了“梦的工作原理”，即梦是由主观意愿和无意愿的内容交互作用形成的，并且认为梦境的解释可以揭示人类潜意识中的欲望和冲突。这种理论强调梦境是潜意识通往意识的一条重要通道，通过对梦境的分析可以挖掘出隐藏在内心深处的心理问题。
梦是愿望的满足
弗洛伊德还提出梦是愿望的满足。任何梦，都可以被看作是一种想要获得某种东西的方式，无论是字面上的，还是象征性的。然而，这一观点也存在争议，比如一个人做了可怕而悲伤的梦，例如梦见母亲逝世，按照弗洛伊德的解释，如果梦者和母亲之间存在矛盾，母亲不存在于情境里，这个矛盾便能迎刃而解，所以梦者不是想至亲离去，但确实想处理这个冲突。这种解释方式比较抽象，并且对于很多梦境难以进行非常准确和令人信服的解读。
（二）神经生理学理论
激活 - 整合理论
精神病学家J. Allan Hobson提出的“激活 - 整合理论”（activation - synthesis theory）认为，梦实际上是脑干中被激活的回路与边缘系统刺激偶然产生的副作用，其副作用包括情绪、感知和记忆。大脑尝试解释这些随机信号而产生梦。这个理论可以解释人类为什么以讲故事的方式去理解无常且混乱的宇宙。例如，脑干在睡眠中随机放电产生的一些杂乱信号，被大脑的其他区域（如丘脑、视觉皮层等）接收到后，大脑试图将这些无序的信号整合起来，构建成一个看似有逻辑的故事，这就形成了我们的梦境。
梦是大脑的维护和修复
这种理论认为，梦是大脑对经验的处理和整合引起的，梦中的图像和场景是大脑对已有经验的重新组合，梦境是大脑在睡眠时“维护”和“修复”的一种方式。大脑在白天积累了大量的信息和经验，在睡眠期间通过做梦对这些信息进行整理和归类，就像对电脑硬盘进行碎片整理一样，以保证大脑的正常功能和健康状态。例如，白天学习了很多新知识，在晚上的梦境中可能会出现与这些知识相关的场景或者情节，这是大脑在对白天学习的知识进行巩固和整合的一种表现。
（三）认知理论
认知理论认为，梦是大脑对信息进行处理的一种方式。梦中的场景和符号代表了大脑在睡眠时对信息进行编码和整合的方式。这种理论认为梦境是对大脑在清醒时对现实世界进行感知和理解的反映。例如，白天经历了一场紧张的考试，晚上的梦境中可能会出现与考试相关的场景，如在一个奇怪的教室里继续考试，或者找不到考试的地点等，这些梦境场景反映了大脑对白天考试这一事件的信息处理和担忧情绪的体现。认知理论强调梦境是大脑认知功能在睡眠状态下的延续，是大脑对白天所获取信息进行加工处理的一种特殊形式。
（四）其他理论
记忆过渡的“临时存储”区域理论
精神病学家张杰提出，无论我们处于清醒状态还是睡眠状态，大脑都在存储记忆，梦是一种短时记忆过渡为长时记忆的“临时存储”意识区域。在我们将这些记忆迁移之前，它们会在我们的脑海中以梦的形式一闪而过。例如，当我们白天经历了一些短暂的事件或者学习了一些小知识点，在夜晚可能会通过梦境的形式对这些信息进行进一步的巩固和存储转化。
垃圾回收机制理论
1983年，Francis Crick & Graeme Mitchison在《自然》杂志上发表了“逆向学习”（reverse learning）神经生物学理论。该理论认为我们做梦是为了清理大脑白天建立起的那些无用的、不想要的神经连接。换句话说，做梦就是大脑的垃圾回收机制，定期清理没用的想法，为记忆留出空间。比如，白天我们可能会产生很多杂念或者无用的思考，在梦中大脑通过某种方式将这些无用的神经连接清除掉，就像清理电脑中的垃圾文件一样。
威胁模拟理论
2000年，芬兰哲学家和神经学家Antti Revonusuo提出威胁模拟理论，认为梦境的生物学功能是模拟威胁事件，梦中模拟威胁能使人们认识威胁并提高应对威胁的能力。研究发现梦中时常出现攻击、追逐等画面，青年人的梦中60% - 77%都是充满威胁的。例如，通过解读猫狗的梦中动作发现，它们的梦也是充满猎杀和搏斗。而且，像蒙特利尔大学Tore Nielsen的研究发现，200位刚生完孩子的母亲的梦，其中86%与她们的婴儿有关，而更有73%的梦描述了她们的婴儿处于险境，这也在一定程度上支持了威胁模拟理论。不过，这个理论也不能解释所有的梦境，比如有些人总是梦见轻松愉快的场景，像吃海底捞之类的就无法用该理论解释。
梦的达尔文主义理论
心理学家Mark Blechner认为，梦是我们想法的自然选择。为了创生新的想法，大脑会判断哪些想法是有益的，然后选择性保留并通过随机生成创生出新的想法。不仅如此，这还会延伸到情绪的层面。例如，我们在做了一晚上梦后，第二天早晨对于痛苦的问题感觉会好一些，这可能是因为在梦中大脑对情绪和想法进行了筛选和处理，选择了更有用的情绪来应对各种处境。
用象征性符号处理情绪理论（当代梦论）
精神病学家与睡眠障碍专家Ernest Hartmann将之称为“当代梦论”（the Contemporary Theory of Dreaming），他认为大脑会将情绪与象征性符号联系起来。当清晰的情感出现，梦境往往会很简单；而经历创伤的人，通常就会出现一些替代创伤性事件的梦境，例如“我在海滩，被潮水冲走”之类的梦境，梦者当下并没有梦到创伤性事件，而替代它的则是想象情绪 - “我很恐慌，不知所措”。当多种情绪或困扰一同袭来时，梦境会变得更加复杂。核心的梦境意象程度能够反映梦者情绪唤醒的程度。
