穿越記憶的歧路花園 | 人工科學(xué)02

人類作為行為系統(tǒng)

人類葛闷,若視作行為系統(tǒng)档礁,是很簡單的。我們的行為隨時間而表現(xiàn)出的表觀復(fù)雜性主要是我們所處環(huán)境的復(fù)雜性的迁央。

人類經(jīng)歷農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命后,大腦還是一萬年前采集時代的模樣读慎,并沒有太大的改變漱贱。人類大腦底層編寫的代碼依然寫著「為了活下去」,其最基本的行為是「適應(yīng)」夭委,時刻都在適應(yīng)身邊的環(huán)境幅狮,幾乎所有行為都是指向了「生存」目標(biāo),因此才會說行為是人工的株灸,揭示了行為系統(tǒng)里限制適應(yīng)性的特征崇摄。

為了適應(yīng)環(huán)境,或者說解決(適應(yīng))當(dāng)前環(huán)境中遭遇的問題慌烧,「懶惰」又「不擅長思考」的人類更多依靠記憶來解決問題逐抑,他們從長時記憶中檢索并提取過去的經(jīng)驗到工作記憶中進(jìn)行處理,過程可類比成先到菜市場買菜屹蚊,然后在廚房里對食材加工厕氨。

人們所感受到的抑郁、悲傷汹粤、痛苦等種種負(fù)面情緒都是某種程度上的不適應(yīng)命斧。這種不適應(yīng)來自無法從長時記憶中調(diào)用有效信息匹配當(dāng)下情景,比如第一次失戀嘱兼、第一次失去親人国葬、第一次搞砸演講,這些事件發(fā)生的時候人們常常會說「我不想活了」「完了,我活不下去了」汇四,情緒背后很有可能就是深深刻在大腦里「生存恐懼」作祟接奈。

穿越記憶的歧路花園

解決問題過程經(jīng)常被描述為在一個由很多可能性組成的大迷宮(它描述了環(huán)境)里的搜索。要成功地解決問題通孽,就要選擇性地搜索迷宮序宦,將它化約為易于處理的幾個部分。

所謂的大迷宮利虫,即廣闊無垠的長時記憶「倉庫」挨厚,要想穿過這座「歧路花園」中走到目的地,就勢必要對記憶內(nèi)容進(jìn)行搜索和選擇糠惫。

對于人類來說,解決問題的整個過程可以簡化為是從長時記憶中調(diào)用知識(事實性知識钉疫、程序性知識)到工作記憶中對當(dāng)下環(huán)境中的問題進(jìn)行處理硼讽。

思考是在工作記憶中組合信息,那么程序性知識就是什么時候該組合什么的列表——好像一道道菜譜牲阁,又如計算三角形面積的步驟固阁,在電腦上復(fù)制一個文件,或者從家里開車到辦公室的過程城菊。

當(dāng)我們面對「唐納德 + 杰拉德 = 羅伯特」的問題時备燃,出現(xiàn)了兩種解法。

第一種是窮舉式凌唬,也叫做蠻力搜索并齐,耗時耗力不討好,把一個人優(yōu)先的生命浪費(fèi)在無序的排列組合中客税,這無異于謀財害命况褪。窮舉還有一種另一種形式——「頭腦風(fēng)暴」,人人皆知找到好創(chuàng)意之前前要頭腦風(fēng)暴足夠多的想法更耻,熟不知頭腦風(fēng)暴也有它自己的問題测垛。

  • 頭腦風(fēng)暴提升了思維的速度,卻能輕易打斷想法鏈秧均,讓團(tuán)隊反復(fù)回到起點(diǎn)
  • 頭腦風(fēng)暴在處理更高創(chuàng)新級別的復(fù)雜問題時食侮,不會有什么顯著效果
  • 頭腦風(fēng)暴禁止任何批評,但還是避免不了潛在的批評目胡,比如用一個新想法抑制對前一個想法的擴(kuò)展用(《創(chuàng)新算法》)

第二種則是試驗式锯七,避開窮舉式搜索,作出假設(shè)讶隐,先把一個巨大空間縮小成小空間起胰,在多種假設(shè)的牽引下縮小搜索范圍。

試驗式搜索的一個好例子是數(shù)獨(dú)游戲,其規(guī)則是數(shù)獨(dú)游戲由9行效五,9列共81的小格子構(gòu)成地消。玩家的任務(wù)是分別在格子中填入1到9的數(shù)字,并滿足下面的條件:①每一行都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9畏妖;②每一列都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9脉执;③每3×3的格子都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9。


數(shù)獨(dú)

那么戒劫,解決數(shù)獨(dú)問題就會涉及到多種搜索方法:單向掃看半夷、雙向掃看、尋找候選迅细、排除法巫橄、尋找空缺等等。搜索的本質(zhì)是在小九宮格茵典、大九宮格湘换、橫向、縱向這幾個維度做搜索排除统阿,從一輪確定的數(shù)字中推理出下一輪新的數(shù)字彩倚,這和姓名求和的問題解決原理是一致的。

數(shù)獨(dú)游戲在某種程度上是人腦檢索信息時運(yùn)轉(zhuǎn)記憶機(jī)制的縮影扶平,數(shù)獨(dú)只需要檢索九個數(shù)字帆离,但同一時間能兼顧的空格很難超過四個。而人腦的長時記憶裝的東西就太多了(小九宮格的數(shù)字)结澄,長時記憶也分成一個個空間(小九宮格)哥谷,他們常常雜亂無章,卻又彼此相互關(guān)聯(lián)概而,一個優(yōu)秀的棋手腦子里裝著上萬個這樣的棋譜呼巷,信息組塊和熟悉程度(快速檢索能力)決定了高手和新手的區(qū)別。但可以確定的是赎瑰,關(guān)聯(lián)度越高的信息王悍,就越容易找到并提取出來。

從數(shù)獨(dú)游戲等問題中可以看出餐曼,一旦我們選定任何搜索策略压储,便會產(chǎn)生路徑依賴,直到意識到錯誤之后才能回到原點(diǎn)重來源譬,搜索路線的優(yōu)劣受限于記憶能力和過程精確性的限度集惋。因此,經(jīng)驗在這里并非是最好的老師踩娘,經(jīng)驗是為了適應(yīng)刮刑,卻也會成為適應(yīng)的限制,升級路線模式比不斷試錯積累經(jīng)驗有效得多,升級路線的方式也即是認(rèn)知升級雷绢,是讀杰作泛烙、師從大師、是接收超越現(xiàn)有水平的認(rèn)知沖擊翘紊。

學(xué)習(xí)的瓶頸既然必定在于工作記憶的存儲量太斜伟薄(4個),在于將存儲量有限的短時記憶庫中的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到大規(guī)模的長時記憶庫所需時間不夠帆疟。再打個比方鹉究,要提升充電寶給手機(jī)充電的效率,其一是提升速度踪宠,擴(kuò)大「口徑」自赔,短時間輸送大量電源,其二是給充電寶擴(kuò)容柳琢,保證大容量電源隨時供應(yīng)匿级。那么,如何提升工作記憶的容量和輸送口徑呢染厅?認(rèn)知科學(xué)給出了這么幾個方法:(《為什么學(xué)生不喜歡上學(xué)》)

1.讀得越多記得越快

通過大量閱讀積累豐富的事實性知識。如果記住7+9等于16這個事實津函,這道題就變得簡單多了:解題的每個步驟只需要工作記憶中很少的空間肖粮。長期記憶中的事實性記憶使得獲取更多的事實性知識更容易,也就是說尔苦,如果你對于一個方面了解的越多涩馆,你就越能更好地理解這方面的新知識。和「富人更富」一樣允坚,知識富有的人更容易獲得新知識魂那。愛因斯坦曾說「想象力比知識更重要」,實際上早期的學(xué)習(xí)知識更重要稠项,因為有了知識才可以想象涯雅,才能夠解決問題、決策展运、激發(fā)創(chuàng)造力活逆。

2.合并組塊

給工作記憶「擴(kuò)容」的第二個方法是讓工作記憶操縱信息的過程更有效率,這里祭出一個神器——合并組塊拗胜。系鞋帶原本是多個動作完全占據(jù)了工作記憶「四個插槽」蔗候,熟練之后合并成單個組塊只需占用一個「插槽」。人類就是利用這種對信息進(jìn)行重組的能力埂软,借助理解和解釋锈遥,克服了工作記憶容量小的問題,使儲存在有意識記憶中的信息量激增。

3.通過練習(xí)讓行動自動化

再拿系鞋帶舉例子所灸,第一次學(xué)習(xí)你需要關(guān)注每一個動作丽惶,經(jīng)過反復(fù)的練習(xí),你可以一氣呵成系好鞋帶庆寺,系鞋帶就從四五個動作合并成了一件自動化操作蚊夫。練習(xí)能幫你拓寬組塊連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),幫助你建立和強(qiáng)化每一個組塊懦尝。

一個解決問題的人知纷,其基本工具所作用的外部環(huán)境分為:一是通過視覺、聽覺陵霉、觸覺所感知琅轧,通過手腳五官所作用的實體世界,另一個是存儲在長期記憶中關(guān)于世界的大量信息踊挠,可通過識別或聯(lián)想檢索出來乍桂,解決難題時,記憶所起的作用有限效床。這個時候睹酌,是問題的結(jié)構(gòu)而不是記憶的組織駕馭者解題搜索方向。

10年磨一劍

若向長時記憶庫儲存一個新塊需要30秒鐘的注意力(8秒鐘用來獲得初步認(rèn)識剩檀,其余22秒用來鞏固永久記憶的需要)憋沿,那么10年的強(qiáng)化學(xué)習(xí)(每年學(xué)1500個小時,每天大約4小時)沪猴,就可以產(chǎn)生180萬塊的記憶儲量辐啄。

花費(fèi)十年達(dá)到第一流的專業(yè)水平,要求是你不可能只花工作之余的時間來做刻意練習(xí)运嗜,工作中的一部分也必須有這件事情壶辜。你和上帝交換的是時間,更是注意力担租。

斜杠青年為什么不靠譜砸民?就在于他看似懂很多,但始終沒有突破新手到專家的「零點(diǎn)」翩活,他從不給自己定標(biāo)準(zhǔn)阱洪,你說熱愛寫作,所以每天寫菠镇,卻從未具體定個寫成什么樣冗荸,對哪些技巧做刻意練習(xí)。從長周期來看利耍,斜杠青年把自己優(yōu)先的青春消耗在了各種淺嘗輒止的興趣上蚌本,反倒是「十年磨一劍」的行為更能夠做出成績盔粹。

只是,年輕的我們怎么可能靜得下心來花十年時間學(xué)一樣?xùn)|西呢程癌?

有效的策略是裁剪目標(biāo)舷嗡,簡化復(fù)雜度,樹立一個十年主目標(biāo)嵌莉,兼顧多個小目標(biāo)进萄,比如用十年成為一個優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計師,每年兼顧幾個小目標(biāo)锐峭,攝影中鼠、馬拉松、寫作沿癞,這些小目標(biāo)不設(shè)太高的限制援雇,成敗無謂,但是保證大目標(biāo)每日都有「小進(jìn)步」椎扬。

專家和普通人的區(qū)別

什么是專家的直覺惫搏?大部分直覺都是快速識別行為,是快速對長時記憶中組塊的匹配蚕涤。

大師弈棋技巧的一部分在于儲存在記憶中的50000個組塊筐赔,在于把棋局中某個陣型打包成組塊去長時記憶中索引,索引出當(dāng)下棋局的各種可能性揖铜,這個時候記憶比推理更重要川陆,和查字典的過程無二。因此識別能力以及把相關(guān)棋局相聯(lián)系的信息蛮位,是弈棋技巧的一大要素。

單點(diǎn)信息不能解決問題鳞绕,模式可以失仁。專家的特點(diǎn)在模式和局勢上的識別,專家不僅獲得了識別局勢们何,提供有關(guān)這些局勢的信息的能力萄焦,也獲得了遇到這些局勢是處理他們的專門技能,比如醫(yī)生要診斷疾病冤竹,還要開藥方和動手術(shù)拂封。專家看的是流程、框架鹦蠕、體系冒签、系統(tǒng)、全局钟病、商業(yè)模式萧恕、市場刚梭、團(tuán)隊,也能看具體問題票唆,新手則看的是個別技巧朴读、自我利益、重復(fù)工作走趋、死記硬背衅金。

那么,新手如何升級到識別模式簿煌?做刻意練習(xí)氮唯,培養(yǎng)流程思維,優(yōu)化流程啦吧,做深度復(fù)盤您觉,打包組塊,偷學(xué)框架授滓,改進(jìn)框架琳水。

打造名叫「理解力」的程序

理解分為兩個階段:先對問題指令的句子進(jìn)行語法分析,然后根據(jù)經(jīng)過語法分析的句子摘取出的信息構(gòu)造一個表象般堆。

對經(jīng)過語法分析的句子進(jìn)行考察在孝,以期發(fā)現(xiàn)提到了哪些賓詞和賓詞集,提到了賓詞的哪些性質(zhì)淮摔,這些性質(zhì)間的關(guān)系是什么私沮,哪些謂詞與關(guān)系描述了狀態(tài),哪些描述了步驟和橙,目標(biāo)狀態(tài)是什么仔燕。「理解」接著構(gòu)造一個表現(xiàn)狀態(tài)的規(guī)則魔招,產(chǎn)生出步驟符合規(guī)定的程序晰搀。

分析的任務(wù)是根據(jù)線性詞串推斷出隱含著的詞組和從句的層級結(jié)構(gòu)“彀撸「理解」必須憑空構(gòu)造出自己的問題表述與操作符外恕,只受問題指令中信息的指導(dǎo)。

打造學(xué)習(xí)系統(tǒng)

在一系統(tǒng)中乡翅,凡是人格變化使系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境的能力產(chǎn)生了或多或少的永久性的改變鳞疲,這種變化就是學(xué)習(xí)。有理解力的系統(tǒng)蠕蚜,尤其是能理解新任務(wù)領(lǐng)域的問題的系統(tǒng)尚洽,是學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

因此靶累,我們可以把「學(xué)習(xí)」簡單地概括為適應(yīng)能力的改變翎朱。賦予學(xué)習(xí)能力也就是構(gòu)造所謂的適應(yīng)性產(chǎn)生系統(tǒng)橄维。改變系統(tǒng)的方法:取消或增加某些產(chǎn)生過程。

產(chǎn)生系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)拴曲,是其結(jié)構(gòu)簡單性和一致性争舞。一個優(yōu)雅的系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是簡單且一致的澈灼,就如圖書館系統(tǒng)竞川。一個產(chǎn)生系統(tǒng)是任意多個產(chǎn)生過程的集合。每一個產(chǎn)生過程由兩部分組成——一組檢驗或條件叁熔,一組行動委乌,每當(dāng)條件得到滿足,產(chǎn)生過程所包含的行動就得以貫徹荣回。

「做中學(xué)」的好處是經(jīng)過大量的搜索遭贸,最終剝?nèi)ニ兴阉髋灾В饾u掌握一個有效的通用戰(zhàn)略心软。這個策略具有相當(dāng)巨大的普適性壕吹,數(shù)學(xué)解題,尋找理想工作删铃、找到高效的工作流程耳贬,都是通過邊做邊學(xué),篩掉造成浪費(fèi)的路徑猎唁。

每一次解決問題的第一步 咒劲,是創(chuàng)造關(guān)于這個問題的表象——即解決方案之搜索得意發(fā)生的問題空間。牛頓之所以能發(fā)現(xiàn)引力定律诫隅,是因為在此之前找到了一個新的表象——微積分腐魂。注意焦點(diǎn)是成功的關(guān)鍵——關(guān)注面臨情景與問題相關(guān)的具體特征,然后構(gòu)造一個問題空間逐纬,它要納入這些相關(guān)特征挤渔,舍棄掉不相關(guān)的特征。

人的適應(yīng)性风题,即是獲得新策略的能力(廣泛搜索-剝離分支-確定策略),以及在應(yīng)付非常專門化的環(huán)境時表現(xiàn)出的靈活性嫉父。

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