透过现象看本质(4):如何“看”

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有时候,明明信息就摆在我们的眼前,但我们却没有发现,而我们往往将其归咎于观察不够仔细等等。其实是你缺少了心智程序,只有安装了心智程序,我们才能更好实现机体的各种功能。

前面花了点篇幅讨论什么是“本质”,现在来讨论什么是“看”,以及如何“看”。

一、

“看”是我们从事物中获得信息的方法。而通常我们认为,若要从一个事物上获得更多信息,就是更加认真、仔细、用心地看。同样的信息,有些人会视之如珍宝,有些人会弃之如敝屣。我们往往会认为,那些能观察到本质的人,观察(看)得更加用心、更加认真。或者,有些人被认为“观察力”很强——他们能从让人眼花缭乱的表象中,看出事物的深层结构。

但事实上,并不存在通用意义上的“观察力”——在所有事情上都能表现出来的高观察力。如果一定要说有观察力这么回事,也是针对某个模式而言。脑中存储了相应模式并熟练能熟练应用的人,就能依据模式捕捉到相应特征,自然也就“观察力”强。(在本文语境中,模式和模型是通用的,表示同一个意思。)

就像在航海过程中,看到海面上突然出现了漂浮的垃圾,有经验的水手会欣喜不已,因为说明船已经接近了陆地。而对于没有航海经验的普通人而言,则不会对垃圾有这样的解读。这个事无关普通人观察是否仔细,也无关他们的观察力强不强,只是因为他们脑中没有相应的模式。

二、

Q:我们是用什么东西来看呢?

A:那还用说,眼睛咯

Q:怎么知道我们“看见”东西了呢?

A:看见就是看见咯,就像手机拍了一张照片那样

“像拍照那样”——是很多人心中对“观察”和“记忆”的模型。就在我写这篇笔记的时候,顺手在京东上搜了下“照相记忆”,搜到了上百种关于此类的书本、教具、卡片。

可这些比正常书本贵很多的教程,貌似并不好用。摘一则购买评价如下:

买了很多,看了很多,练了很多,结果没成,本来怀疑自己资质有限。后来混迹于不少记忆论坛,发现上至记忆大师,中至论坛版主,下至普通会员,无一人练成他这种照相记忆。恐怕他老人家自己也没练成吧 。不然,恐怕这世界上满是过目不忘的天才了。

为什么这些训练方法没有效果?还是得从我们是如何“看”东西说起。很多人认为,我们“看”东西,就像拍照一样——用摄像头取景,拍摄,存储到硬盘中。存得多了,硬盘就存不下,所以会把老的照片删掉——就像人会遗忘一样。

但是,人类的信息处理过程却并非如此,我们并不是将现实中的信息原封不动100%地摄入大脑。而是抽取其中对我们识别模式有用的部分信息。我们“看”到的,是经过简化后的世界。人类视网膜(相当于电脑的摄像头)所捕捉到的信息,只有1/3000能真正进入我们的短期记忆(相当于内存)。

当我们看一样东西的时候,光从物体表面到达我们的视网膜。在这里完成了一次神奇的光电转换——信息的载体从光信号转化成生物电信号。接着,信息经过膝状体传递到大脑皮层进行处理。在大脑皮层中,有几十个区域与视觉信号的处理有关。脑神经科学中,把这些相关区域叫做视皮层。这里是处理视觉信号的中央处理器。信息在这里完成了抽取和组装的过程。

视觉信号抵达的第一张是初级视觉皮层(V1区)。这里,物体的细节的视觉特征被抽取出来。V1中的每一个神经元细胞只负责感应特定类型的信号,比如某些细胞只负责感应“倾斜度为30°的线段”。当我们所看到的物体上含有这样的线段时,V1区域相应位置的此类细胞开始“兴奋”起来,并向更高层级的视觉皮层“汇报”它们的发现。在更高一层的视皮层上,同样分布着大量只负责感应特定类型信号的神经元细胞,比如有些细胞是专门负责感应“耳朵”的形状。

当高层细胞收到低层细胞汇报之后,若低层传递过来的信号正好组成了某种我们能识别的形状,高层相应的细胞就开始兴奋起来,并向更高层汇报。就这样,随着信息逐级向上传递(从V1,到V2、V3、V4、V5等),信息逐渐从细节拼凑成整体。直到在某一高级视皮层一个叫“人脸”的神经元细胞开始兴奋起来,向我们的意识中心汇报,发现了一张人脸!

以上就是我们“看见”物体全过程的简单描述(实际过程比这复杂),而这一切都发生在电光火石的瞬间。而这两年火爆的深度学习算法也是受了这一过程的启发,这也是被称之为“人工神经网络”的原因。

三、

当我们观察一个物体的时候,如果我们脑中事先没有相应的模型在,无论怎么观察,都无法完成识别——想想刚才的例子中,如果我们大脑皮层中,没有相应的神经元来感应“人脸”,我们只能意识到自己看到了一个椭圆形的物体。当然,这是不可能的,因为像人脸识别这样的神经元,在出生之前已经预置在大脑中了。所以,哪怕很小的婴儿,对人脸都是敏感的,特别是对母亲的面孔。

但是,除了“人脸”模型等,大部分的模型都是我们后天才学习到的。甚至连“高度”模型都是后天学习到的。心理学家做了这样一个实验,让刚学会爬行的婴儿在台子上爬行。请注意下图,台子上铺了一层玻璃,所以婴儿其实可以安全地爬到妈妈怀里而不会掉下去。实验结果发现,那些刚刚学会爬行的婴儿,根本无视这个“断崖”直接爬了过去。而稍大一些的婴儿们却在断崖前畏缩不前。这个经典实验表明了,连“高度”这样的模型都是在后天学习中建立起来的。

就像深度学习算法,在开始识别之前,先要进行长时间的训练,也就是建立模型。而在本系列文章的第一篇,我们就强调了,认知的第一步,是先建立模型。当大脑中没有相应的模型时,无论我们观察得多么仔细,什么都不会发现。所以说:

模型,是识别必备的“预备知识”。

而脑中若已有了相应模型,从看见到识别,其中的神经网络运算过程不过短短的几百毫秒。也就是说,观察时间并非最重要的因素。如果大脑中没有相应模型,观察一分钟和观察三天,结果是一样的——都不会有所发现。

在我第一次了解了这整个过程之后,我被深深地震撼了。从中,我们可以得出一个简单却极有价值的结论:

观察,需要的不是观察力!而是观察器(模型)!

观察器(模型)就像我们的放大镜、显微镜、望远镜、红外线成像仪……没有这些观察器,仅凭裸眼看到的东西极为有限。只有装上更多的观察器,我们才能看到更广阔的世界。

四、

人类历史上许多发明、发现。一开始的时候,这些线索就已经呈现在先行者的面前,却被他们忽略了。反而后来者注意到了这些现象,导致了伟大的发明。传统的解释,还是说这些后来者观察更加仔细、观察力更强。这种解释,忽略至关重要的一点是:当这些线索呈现在先行者面前时,相关的“观察器”还没发明出来。只有等到相关的“观察器”发明出来后,后来者才能用它观察到前人所看不到的信息。

在二战及往后的岁月中,挽救了无数上伤患的神药——青霉素的发明就是如此。亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)发明了青霉素,并因此获得了诺贝尔奖。他当时注意到一个现象,即一种霉菌(后来被证明是青霉菌的孢子)中的某种物质可以抑制葡萄球菌的生长,他随即意识到这可以用来治疗感染。这一存在于现象和应用之间的联系在回顾时很清晰,但实际上还有许多人,比如物理学家约翰·廷德尔(John Tyndall)在1876年,安德烈·格拉提(Andre Gratia)在20世纪20年代都曾经先于弗莱明注意到了这个反应,但他们却都没有预见到它的医疗用途。

弗莱明之所以能“看到”这个原理,不是因为他比其他发明家观察更加认真,而是他脑中安装了“治疗感染”的观察器。他在第一次世界大战中曾经是医生,对于战地感染造成的伤亡曾感到震惊,因此他更容易发现一个看似无用而实际上意义重大的现象。

End.

除了我们前面分析的视觉信息处理过程,脑神经科学研究发现,其他类型的信息,如听觉、触觉……也是类似的原理——从纷繁复杂的世界中提取可识别的特征,然后将其逐步组装成更大的组块。这些组块就是我们赖以思考的模型/模式。不仅是观察,我们能够倾听、触摸、思考,都是因为我们大脑中安装了足够多的模型。

一台电脑/手机如果只有操作系统,是没有任何用处的,只有安装了应用程序才能拥有各种功能——这个道理大家都懂。但是,很少有人意识到,人只有安装了心智程序才能更好有更多的“功能”。而我们的心智程序,就是模型。

人跟人的区别,就在于安装了什么样的心智程序。装得多还是少,装得对不对。

电脑没有安装相应的程序时,就打不开某些格式的文件。大脑中没有安装相应的心智程序,很多信息即便摆在我们面前,我们也没有能力识别它。但我们往往把应该看见没有看见、应该发现却没有发现的情况,归咎于我们观察不够仔细,或者“观察力”不够。

那么,如何为我们的大脑安装正确的心智程序?

且听下回分解。

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作者: 王武佳

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