学习新知识时,大脑是如何运转的?

《表象与本质》是国际著名的认知科学家侯世达,和法国心理学家桑德尔合作完成的。他们在这本书里提出, 人类思维的本质就是类比思维,人们会在思考的时候,无意识地联系起过往的经验,和现在的信息作类比,这就是人凭借自己的智能,来认识新的事物,解决复杂问题的根本机制。

这本书的第一作者侯世达,是美国文理科学院的院士和美国哲学学会的会员。他30多岁的时候出版了自己的第一部著作《哥德尔·艾舍尔·巴赫:集异璧之大成》,简称《集异璧》,并被很多人奉为神作。很多计算机科学家和人工智能领域的专家学者,都是因为当年读了这本书,才走上了人工智能的研究道路。

不过,作为一个人工智能学界的引路人,侯世达却并不认可现在主流的人工智能研究方法。

在他看来,现在主流的研究是通过计算机强大的计算能力和存储能力,粗暴地来模拟人类的智能。 但是,要想真正探究智能的奥秘,就应该研究大脑运行的方式,解开人类认知的终极密码。

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今天为大家精选的这段内容,就来自作者侯世达亲自为《表象与本质》这本书做的一书一课。在这段音频里,他会为你分享,他是 如何穿过表象的迷雾找到思考的本质,以及类比思维是如何在人类学习和思考的时候,发挥重要作用的。

我坚信类比思维拥有的神奇力量。

当我们思考的时候,类比思维会在大脑最深层的运算中反复用到。我们的大脑每秒都会发生数百次的类比推理,这是我在写《集异璧》时意识不到的。但后来,在我和埃马纽埃尔交流之后,对类比思维的研究和认识就到了一个更高的层次。

关于类比思维,我们达成了很多共识,并且把它们写在了新书中。可以说《表象与本质》这本书对类比思维的研究,远远超过了《集异璧》中的解读,而且类比思维作为核心观点也贯穿了整本新书。

我认为,这本书中的观点与我当年写《集异璧》时的观点是一脉相承的,新书不是刻意地追求内容 ,它只是在这条道路上探索得更远了。

总而言之,《表象与本质》的内容更加的直观和有趣,它站在一个更高的研究视角告诉大家, 类比思维是我们人类的感官思维中最广泛、最普遍的存在。

在第一章里,我们特别强调的类比推理是大脑思维推理的本质,这才是我们整本书当中最重要、最颠覆性的观点。有的读者就说,读第一章时,以为这部分内容只是热身,没能引起足够的重视。所以,我希望你在听到我的讲解后,能特别重视这一章的内容。

在这章里,我们介绍了一个大多数认知科学家所忽视的问题: 在我们的大脑中,每一秒都在进行成百上千次的类比推理。

类比推理是如此高频和广泛,以一种非常隐秘的方式在我们大脑中运作着。这一部分的概念有一些抽象和深邃,可能读起来没有后面章节里那些案例那么幽默和好玩,或者更加显而易见,但是我还是希望你记住第一章的观点,不然的话,你可能就错过了书中最精华的部分。

在第一章里,讨论的是大脑当中应用最多也最隐晦的类比推理。比如,我们口头用语中,词语的选择就是一种类比思维。我现在在讲的每一句话,都在做词语的选择。每一秒里,我都需要做出两三次不同的选择,做这些选择是一件很有趣的事情,每次选择都意味着其他备选的词汇没有说出来,大量没有说出来的词汇只是在我的脑海中被激活,它们互相竞争,直到有一个单词获得这场比赛的冠军。

有意思的是,有些时候,这些竞争者还会相互影响,你可能会蹦出来一两个词混合成的错误单词。在说话的时候,这种不断发生的竞赛,是一个无意识的动作,这个隐藏在选择背后发生的动作非常具有启发性,让我去思考每次选择某个单词背后可能的原因。

我要强调的是,当我选择单词时,我选择的不只是名词或动词,我选择的是单词所有可能的组合方式,是由各种词性的单词组成的类比的思考体系,它还包括形容词、副词、连词、介词、代词等等各种词性的单词。

上面这个案例,有着我们说话的时候都能体会到的类比逻辑,它就是我们第一章要表达的观点的体现。如果你还不太明白的话,我想下面这个有趣的例子,能更好地帮你理解我们说话的时候大脑所做的类比。

我们对孩子们如何选择动词做过研究,其中有个叫Kami的法国小姑娘,Kami是她的英译名,她妈妈说过一个发生在小Kami身上的有趣事情。

当她两岁的时候,有一次她拿了一根没有剥皮的香蕉,而且自己试着剥了皮。这是她第一次剥香蕉皮,觉得很新鲜好玩。然后她就把这个事情告诉了身边的人,这个时候,她用了一个不常见的单词“undress”来描述了剥皮这个行为。“undress”的意思是脱衣服。

这里我们需要特别地普及一下,在英语当中,我们通常用动词“peel”,表示“剥皮”这个概念。在法语里,“peel”也有“剥皮”的意思。但是在两种语言当中,都很少有人用“undress”这个词表示剥皮,这个动词直译过来表示的是“脱衣服”,即便是两岁的小孩也很少用到这个单词。

我们仔细分析的话,小Kami只有在极少数的场景下才会用到“undress”,也就是脱衣服这个词。比如晚上的时候,她父母把她抱到床上,让她脱去白天的衣服,穿上睡衣去睡觉;或者到早上的时候,她要脱掉睡衣,换上白天的衣服。又或者,在她给自己的洋娃娃换衣服的时候,会用到“undress”这个词。

或许就是因为这个动作跟她剥香蕉这个动作非常相似,而她又不知道如何描述剥香蕉这个行为。于是她下意识地用到了类比思维,用“undress(脱衣服)”替代“peel(剥皮)”。

尽管这是一种不恰当的用法,但对小Kami来说,这个词用得很棒了。我想这个例子也精彩地说明了,小孩子和我们一样,说话时都会用到类比思维,来斟酌该用哪个单词表达我们的想法。

在生活中,我们有太多这样的例子了,其中的原理都是相同的。大多数情况下孩子们仅仅依赖一种类比逻辑,极少数数学成绩特别好的孩子会用到两三种类比,去理解乘除法的本质。

那么,当我们探讨学校该如何教育孩子这样的一些方法的时候,就应该遵循孩子在无意识状态下的类比逻辑,这样一来,孩子们才能熟练掌握乘除法的基础数学运算。

让我们撇去那些专业的数学家不谈,只研究那些理解了数学概念,并能熟练应用这些技能的普通人,那么就会发现,他们都能用两到三种乘除法的模型去做类比推理,进一步探究的话,其中有着相当多的细节和有趣的地方,因为他们会惊讶地发现那些意想不到的现象。

比如说,一个巴西的小男孩在卖糖果,我对巴西货币不太熟悉,就让我们假定他们的货币单位是便士吧,如果你卖给别人3份价值50便士的东西,这么很容易求得总价是多少,他们能轻松地回答这个问题,因为他们知道这问的就是50的3倍是多少,他们知道的是50加50,再加50,他们能在头脑中轻易得出150的答案。

但如果你反过来问,有50份价值3便士的东西总价是多少,他们就会惊呼“我的天哪!我得计算3加上3,加上3,加上3,就这么加上50次,这题太难了我可做不出来。”这就是因为他们没能理解乘法的交换律,如果用类比思维,弄懂了交换律的人就知道,乘法两边的数字调换后也依然等同。

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我们的大脑是如何工作的?所谓的类比到底是什么?我们是怎么在截然不同的情景间建立起联系的?类比在学习的过程中发挥着怎样的作用?在爱因斯坦发现相对论的过程中,类比又扮演着怎样的角色?

一如之前的《集异璧》,《表象与本质》深刻地丰富了我们对心智的理解,带领大家进入语言、思想和记忆的各种丰富多彩的情境中去,逐步揭示出完全隐藏的认知机制,这些机制总是处于不断地变化之中,唯一不变的,就是作为人类思维本质的类比。

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