大脑编程指南

第一部分:快系统与慢系统

当我们把注意力投向自己的大脑,就会发现,那里并不是一个由“我”掌控一切的世界。从2000多年前柏拉图的战车隐喻,到现代心理学家乔纳森•海特提出的象与骑象人,都揭示出:这个理性的自我,在驾驭我们的意志和欲望时所面临的巨大困难。当一个正因减肥而饥肠辘辘的你,看到了向往已久的美食,你会立刻明白,谁才是这个大脑中真正的话事人。当你忍不住大快朵颐的时候,也不必有太多的负罪感,因为心理学家们早有结论:当目标背道而驰的时候,输掉的总是那个理性的自我。

2002年诺贝尔经济学奖获得者卡尼曼,实际上是一位心理学家。他的一本畅销书《思考,快与慢》,为我们描绘了大脑中的两个系统,名字很好记,一个叫做系统一,另一个叫做系统二。这张表格,对比性地列出了系统一和系统二的特征。为了方便记忆,我们后面统一用“快系统”代表系统一,用“慢系统”代表系统二。慢系统就是我们能够意识到其运作的,比如你知道从家出发怎么到达最近的公交车站。你知道要网购一件商品需要怎么操作,等等。快系统就是可以在我们意识不到的情况下自动运行的,比如开车时方向盘和油门刹车的配合,走路时突然脚下一空时的反应。

这种大脑运作机制,能够令人信服地地解释人类学习的过程。

用一个形象的比喻,慢系统,我们能够意识到的部分,好比海面上的冰山一角,而快系统则非常庞大,是海面之下的冰山主体。为了能够理解这一点,我们想一下自己走路的运动方式。走路并不是我们天生就会的技能,而是在婴幼儿时期花费了很大代价才学会的,一个简简单单的能意识到的“往前走”,就包含了无意识中复杂的运动过程,这张图中就列出了这个复杂过程的一些细节。

我们用走路来体验一下快系统和慢系统的特点。第一:慢系统是有意识的,而快系统是无意识的,当我们意识到要“往前走”的时候,快系统会向身体发出一系列极其复杂的指令,是没有被意识注意到的。第二:慢系统很慢,而快系统很快,试想在走路的时候,如果需要意识控制自己的身体做出如此复杂的配合,那走路也就成了一个很难完成的任务。第三:慢系统是很费力的,而快系统是可以自动完成的。正因为走路所需要的一系列复杂动作可以自动完成,我们才可以在走路的时候胡思乱想而不会导致摔跤。

我们以编程的角度来看待两个系统之间的关系。往前走这样一个功能,也就是function,是靠快系统实现的。慢系统通过简单地调用这样一个功能模块,就很容易地实现了复杂的功能。这和编程语言中的函数所起到的作用是一样的。而函数这个术语,恰好也是function的对应翻译。我们就此引出本篇文章的核心隐喻,汽车与驾驶员的隐喻。

想象你在驾驶一辆汽车,你扮演的就是大脑中的意识,也就是慢系统,而你所控制的这辆车,它的发动机和车身,各种配合运动的零件,是无意识部分,也就是快系统。对于意识来说,无需了解汽车内部的复杂操作,只需要简单调用几个功能模块,比如油门,刹车,方向盘,就可以完成对庞大而复杂的快系统的控制。

我们日常所完成的各项活动,都是由大量的无意识自动化过程,和少量的有意识控制过程配合完成。我们通过学习得到的各种技能,也是如此。我们在“科学哲学与人类学习”一文中所提到的心理模型,主要是指无意识的自动化过程,相当于图中的这辆汽车。这个心理模型,建立在快系统之中,将行动的复杂性封装起来,并用一个简洁的接口,供慢系统,也就是我们的意识来调用和控制。从无到有获得一项技能的过程,就是这样一个心理模型的构建过程。

第二部分:学习过程的三阶段

我们将构建心理模型的过程划分为三个阶段:心理模型的建立;心理模型的发展;心理模型的稳定。这分别对应于技能曲线的不同阶段。

这张图描述了心理模型刚刚建立时的状态,它位于慢系统中,缓慢,费力,需要意识的控制才能运行,此时技能水平处于非常初级的状态。

此时你会觉得注意力不够用,什么都要管,动作容易变形,很容易分心,这都是因为慢系统处于主导地位所带来的。

这张图描述了一个正在发展中的心理模型,通过在高度集中注意力时的不断重复运用,心理模型就逐渐转化为自动化运行机制。此时的表现是,技能水平处于很迅速的上升阶段,学习兴趣也是最浓厚的。

这里我们需要关注两个重点:调整和转化。

在进行转化之前,我们先要确保心理模型的正确性,确保它能够做出正确的预测。方法是按照预测行动,得到反馈。如果预测和事实不一致,就说明心理模型有问题,需要进行意识控制下的调整。在调整好了之后,在注意力关注下多次重复,这个心理模型就逐渐转化为无需意识控制的,自动运行的状态。你会觉得完成技能越来越轻松,水平也提高得很快。

这张图描述了一个已经成熟,变得稳定的心理模型。它主要位于快系统中,而意识通过一个简洁的功能接口调用这个心理模型。此时不再需要高度的注意力,心理模型就可以自动运行。

此时你会觉得只需要少量的注意力就可以自动完成,反应很迅速,也很熟练,一致性很好,水平稳定。所以,这个区间又叫做舒适区。

我们把这三个阶段的图摆在一起做一总结。看一下黄色的轮廓线,这条线代表了快系统和慢系统的分界线。下面深色的是快系统,上面浅色的是慢系统。在慢系统之中的,是意识控制下运行的心理模型,而在快系统之中的,是无意识控制时自动运行的心理模型。这个学习的三阶段,就是心理模型不断从慢系统中运行,变成在快系统中运行的过程。在这个过程中,心理模型变得越来越成熟和稳定。

第三部分:技能的平台期

心理模型从建立,发展到稳定,转化为无需意识控制的自动化运行状态。在最后一个阶段,心理模型就稳定下来了。从好的方面来讲,这表示技能已经学成,因而也叫做舒适区。不好的方面讲,技能水平也固化下来了,进入了平台期,平台期的含义就是,你即使花很多时间去重复,也很难像之前那样快速提高了。

为什么心理模型稳定之后会进入平台期呢?很简单,这时候大量的操作已经可以无意识自动运行,你所需要的就是调用一个简单的接口,不必再去关注动作的具体细节。即使你一遍又一遍地重复,也无非是启动这些已经很稳定的功能模块,不会再进行修改和调整了。设想你打造了一辆汽车,如果并不关注车内各个部件的配合,运转状况,不加以任何调整,只是重复地控制油门,刹车,方向盘在道路上开,那么不论重复多少次,也不会对汽车的性能有什么影响。

现在的人工智能,已经能够对人的步态进行识别,这依赖于每个人步行方式的稳定性。当人们在儿童时期学会走路之后,这个技能就进入了一个漫长的平台期,成年人即使走再多,由于那些复杂的运动已经成为无意识的自动化过程,不会得到修改,这让每个人独特的步态特征得以持续保留下来。

我们的语言技能,是同样的道理。学会说话是一个很困难的过程,当我们学会母语之后,口音特征,发音缺陷,还有说话的腔调,遣词造句的方式,也都进入了一个漫长的平台期。支撑着语言技能的那些复杂过程,也就永远地封装在无意识模块里了。我们学习母语之外的第二语言,也因此面临着极大的困难。

技能的固化:

不论心理模型的好坏,也不论技能水平的高低,心理模型逐渐成熟的过程,也是技能的固化过程。从好的方面看,技能更加熟练,水平在提高,从不好的方面看,技能也就逐渐固化下来了。当心理模型全部在快系统中运行,技能就完全固定下来了。

技能的活化:

如果我们让心理模型重新回到意识的关注中,这就叫做技能的活化。意识一旦重新关注到了心理模型运行的细节,就为进一步的调整提供了可能。

如何突破平台期:

技能的活化,是突破平台期的前提。只有将心理模型的运行重新拉回到意识的关注范围,并且根据反馈进行有意识地调整,才能够重新进入一个新的发展期。此后,经过修改变得更加优秀的心理模型,会再次变得稳定,技能水平也随之进入了一个更高的平台期。

技能从建立,发展到稳定,进入平台期,然后重新活化,修改后的心理模型重新变得成熟,技能会进入一个更高水平的稳定期。这条曲线,就是技能发展的全貌。这一根曲线的形态,是由于意识控制过程和无意识自动化过程交替占据主导地位而形成的。

不同的学习者,学习效率可谓是天差地别。我们以往会把这些差别归结为天赋,比如智商。这或许有一定的道理。但我们同样也发现,同样的学习者,在不同的训练方案指导下,学习效率也可以截然不同。我们一旦掌握了心理模型的运行机制,就可以理解这些学习效率的差别。在面临学习过程中的各种现象时,能知道背后又是什么原因。更进一步,我们还可以在理论指导下,改进学习方法,解决学习障碍,让我们的学习过程变得更加高效,让技能更容易达到很高的水平。这就是我下一篇文章的主题:高效学习之道

学习科学系列:

  1. 科学哲学与人类学习
  2. 大脑编程指南
  3. 高效学习之道

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