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不加思考地习得:把握感知的力量

什么叫好眼力?

你可能认识某个有好眼力的人,看时尚、看摄影、看古玩很有眼力,乃至看棒球也很有眼力。这份好眼力不但真实存在,而且是一种特别的能力。但是,好眼力究竟是什么?在看时尚、古玩这些东西时,眼睛做了些什么,就能鉴别出好坏来呢?它到底看到了什么东西呢?

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我们以打棒球为例吧。有“好眼力”的球手往往对自身的“好球区”有第六感,能预先知道飞来的球是会进入到自己的好球区里,还是会超出好球区的范围,能预先做出判断放过那种略微偏高或者偏低的球,而只朝着能飞进好球区的球挥棒。球手、教练和科学家都已经把这一能力分解剖析到了几乎无穷尽的地步,因此我们可以借此得出一些关键的要素。

学习的奥秘
从击球的基本知识开始吧。一个重量级球手扔出的快球,从18米远的地方以每小时约145千米的速度呈抛物线向你飞来,飞达本垒需要大约0.4秒,或者说是400毫秒。大脑必须在此时段的2/3时间里,也就是250毫秒之内,判断出该不该挥棒。换句话说,大脑必须利用这么点时间读懂投出的球:它往哪儿跑、跑多快、中途会下坠还是抬高亦或是走弧旋线?大多数投球手都有多种投法,都可能跨越不同层面。研究显示,普通击球手往往在球飞到距自己3米远时才能做出挥不挥棒的决定,可是,真等球飞到这个位置才做决定的话,除了保持原本动作之外,要做任何大幅度的调整都已经来不及了。一个有好眼力的击球手必须能在一瞬间精确地看准球的走势。
这种转瞬间的判断靠的是什么?毫无疑问,速度是其中一个参数。经过训练的大脑能根据这一参数,在球飞出之后那最初250毫秒的时间内,借助那飞移图像的细微变化做出大致推断。而我们进化了的立体视觉能够以令人难以置信的速度计算出各种飞行轨迹,其中有一条无疑驱动了我们的身体去做出相应回应。
可是,眼睛究竟是怎么读取到那球的旋转,知道它将因此而改变飞行轨迹的呢?对此,那些有好眼力的击球手没人能讲得清楚。有人说看见一个红点,则预示那将是一个变道球;若是看到一个灰色的模糊残影,则预示那将是一个平快球。按他们的说法,眼睛只需盯着视野中对方抛球出手的那小小的一个视点,便足以判断出这球可能的飞行轨迹。可是,球出手的那一瞬间也是有变数的。“他们可能捕捉到了球出手那一瞬间的图像,并读懂了投球手的肢体语言,”美国布朗大学认知科学家史蒂文·斯洛曼(Steven Sloman)对我说,“但我们并不能完全明白那是怎么一回事。”

击球教练固然可以和击球手一起琢磨怎么把握挥棒的力度和角度,但是没有谁能告诉击球手怎么能更好地看懂那来球。这也就是为何美国职业棒球大联盟的一位重量级棒球手的工资能够是“重量级”的原因,也就是为何我们认为一个棒球手的好眼力更在于他的天赋有多高,而不在于他的专业水平有多深的原因。我们对自己解释说,这跟条件反射有关,是肌肉纤维的快速抽动和脑神经元突触所决定的,都是“天生的”。我们把这种天生的本事和学业上的专业水平清清楚楚地划分成了两大类。专业水平靠的是学习,靠的是知识的积累、思索与琢磨、创造与发明,是一步步培养出来的,而不是天生就有的。我们这个社会的文化也把有天赋的运动员与有成就的学者分作了两大类。但是,这样的划分却有一个致命的缺陷:它让我们完全看不到学习的另一个侧面,一个连科学家都还没完全弄懂的侧面。

好眼力是天生的吗

为了能让我们更清晰地看到这一侧面并真正了解其重要性,且让我们把棒球明星与另一类同样罕见的高手相互比较一下,他们的盛名在于其高超的才智,而非打平快球:国际象棋棋手。在一个好日子里,一位世界级象棋大师可以战胜世界上最先进的超级电脑,这可不是一件小事。电脑每一秒钟都足以想出两亿个下一步可能的走法,而且还能同时排布出同样多数量的、由最优秀的科学家和象棋大师们预先设计好的对策。与此相对的是一个人的大脑,哪怕他是世界级大师。针对每一个回合,他能考虑到的无非是4种不同的对策,以及每一种对策接下来的一系列攻防手段。这里的4种对策不是以秒来计算的,而是针对每一个回合的考量。根据每一个回合允许棋手用于思考的时间,电脑能搜索出的应对手法可能要比它的人类对手多出10亿个来。可结果仍然是人类大师获胜的概率高。这到底是怎么一回事呢?

没有准确的答案。荷兰心理学家阿德里安·德赫罗特(Adriaan de Groot)本人也是一名国际象棋大师,他在20世纪60年代的一系列对比研究中发现,以每一回合所考虑的不同对策的数量来看,大师和初学者没有什么差别;如果以针对每一对策所思考的深度,也就是从一系列攻防手段的盘算上来看,也没有什么差别;如果从每个人怎么看待每个棋子的角度来看,比如说,车在某些位置上主要被看作是攻击棋子,而在另一些位置上则被看作是防御棋子,也还是没有什么差别。如果一定要说有什么差别的话,那么大师级的人比初学者考虑的对策数还要更少一些。不过,有一点是初学者做不到的:5秒钟之内,大师就能把整盘棋上所有棋子的位置全部记住。就看那么一眼,大师就能准确复盘一整盘棋,就好像大脑中已经有了那盘棋的一张照片似的。

还有两位研究学者,卡内基梅隆大学的威廉·蔡斯(William G. Chase)以及赫伯特·西蒙(Herbert A. Simon)在针对上述研究的跟踪调查中发现,这一复盘本领跟大师本人的记忆力没有关系,他们对数字等的短时记忆并不比其他任何人更好。但是,大师能赋予组块(1)以更丰富的意义,而初学者却做不到这一点。“越高超的棋手,其复盘本领也越加卓绝,因为他们能把看到的棋子汇编成几个更大的组块,每一个组块都包含了他们熟悉的棋局排布。”蔡斯和西蒙总结道。

世界级的象棋大师跟优秀的棒球手一样有一副好眼力,可也一样不太能解释清楚自己是怎么做到的。假如他们真能解释得明白,那马上就会有人将其编到电脑里去,然后机器便将称霸世界棋坛。但有一点很清楚,无论是棒球高手还是象棋大师,都绝对不只是简单地用眼睛看一看,也绝对不只是做些大致的分析。他们的眼睛以及大脑里的视觉系统会在“看”的那一瞬间,从一整幅宽广而复杂的视觉织锦中,以极快的速度抽取出最有意义的一组信息。我把这一能力等同于红外线成像:你看见了红点(重要信息),而且是动态的红点,除此之外,所见皆是一片黑暗。

所有行业的专家,包括艺术、科学、信息技术、机械、棒球、象棋等各种领域随你例举,他们都在一定程度上培养出了自己的“脑红外线镜头”。就像那些棒球高手以及象棋大师,他们须在整个职业生涯中不断犯错、不断积累各种经验,才能培养出这样的直觉来。而我们这样的普通人却不可能有多少精力投入到普通化学课程或者音乐课之中去。我们也能拥有一副好眼力,不过需要通过一种速成的、廉价的土办法来获得。

没有意义的涂鸦

我小的时候,每个人的笔记本和课本上,凡是你能找到的横格纸的空白处,都画满了东西:信手涂鸦的字母、夸张的漫画、个人签名、乐队标志、迷宫图、立体方块……每个人都喜欢东写西画,有时甚至一整堂课都在画。最常见的涂鸦往往是这样的一串圆圈,如图9—1所示。

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图9—1 最常见的课本涂鸦

这种圈圈串跟雪花有点类似:每一个看上去都差不多,可是你认真琢磨却会发现每一个都不一样。不过很少有人琢磨这东西,一个随手画出的圈圈串比没意义的音节还没趣,至少后者还是由有意义的字母组成的。因此,几乎没人正眼看过这东西。不过,一位20世纪40年代的年轻学者却恰恰相中了它的这一特点。在某个随意的或是深思的一瞬间,她忽然想到可以用这种简单的圈圈串作为工具,去验证一个一点也不简单的想法。

在心理学界,有人把20世纪中叶称为“刺激反应”(stimulus-response)时代,或者简称为S—R时代。埃莉诺·吉布森(Eleanor Gibson)就在这样的年代里成长为一名研究学者。所有这一时代的心理学家都深受行为主义的影响,他们认为学习实际上是某种“刺激与反应”,也就是伊万·巴甫洛夫(Zvan Pavlov)最著名实验中的“饭前铃声”和“流口水”之间的关系。这些学者的理论根植于动物实验,包括所谓的操作性条件反射,即用某种奖品(一块奶酪)奖励好的行为(走出迷宫),并用轻微的电击来惩罚所犯下的错误。

这种以条件反射为核心的学习概念认为,通过五官涌进大脑的视觉、听觉、嗅觉等信息本身并没有多少意义,必须由大脑根据相关联结赋予其一定的意义。举例来说,我们大多数人年幼时都学过这么一件事:看着他人的眼睛你会被他人接纳,而尖叫则反之;也都学到过:家里的狗狗这么叫表示开心,那么叫表示有危险。在条件反射的世界里,学习就是把这些关联给联结起来——把感受与行为联结起来,把原因与结果联结起来。

不过,吉布森却并不属于这个“条件反射同盟会”的一员。1931年,她从史密斯学院(Smith College)毕业之后来到耶鲁大学继续深造,希望能在负有盛名的灵长类动物学家罗伯特·耶基斯(Robert Yerkes)手下读研究生。可是耶基斯不要她。“他不希望自己的实验室里出现女性,并很明确地告诉我,他那里用不着我。”吉布森多年之后说道。最终,她在克拉克·赫尔(Clark Hull)的手下找到了自己的位置。赫尔是一位很有影响力的行为主义者,以他的大鼠迷宫实验享誉学术界。吉布森在他的指导下充分掌握了各种实验方法,并最终认为没有必要再继续研究条件反射了。赫尔和他同时代的人的确做过一些具有里程碑意义的实验,但是条件反射体系本身限制了作为一名研究学者所能提出的问题。如果你仅仅研究刺激与反应,那么你能看到的也仅限于此。

吉布森相信,这一领域中的人们彻底忽略了某种根本性的要素:辨别。大脑是怎么学会分辨视觉、听觉、触觉中极其细小的差异的呢?举个例子来说,若要把不同的名字与不同的人联结起来,小孩子首先需要学会分辨不同名字的不同发音,比如说,罗恩与多恩、福拉非与斯克拉非。这是我们认识这个世界需要迈出的最初几个关键步伐之一。从我们这些后人的眼光来看,吉布森的这些想法都是再明白不过的事,但当时却没有人理会她,直到几十年之后……

1948年,吉布森的先生——史密斯学院一位出色的心理学家得到了一份康奈尔大学的职务,夫妇俩于是迁往纽约州的伊萨卡市(Ithaca)。吉布森不久便得到一份研究幼儿如何学习的工作,通过这份工作,她验证了自己过去关于“辨别学习”(discrimination learning)的直觉是正确的。在康奈尔大学的初期研究工作中她发现,3~7岁的孩子能学会从变了形的字迹中分辨出标准字母,比如说,能分辨出图9—2中的是D和V:

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图9—2 从变形字迹中辨别字母

这些孩子并不知道这些字母代表什么意义,也就是说,没有任何刺激与反应之间的联结,可他们仍然通过学习各种图案很快培养出了分辨细微差别的技巧。正是这项研究引出了后来的经典实验,就是由吉布森和她先生一起于1949年主导的圈圈串实验。

学习的奥秘
吉布森夫妇把这种圈圈串称为“没有意义的涂鸦”,研究的目的是看看人们能多快分辨出相似图形中的不同来。他们招募了32名成年人和小朋友来到实验室,每次只请一名参与者进入,并拿出一张画有如图9—3所示的图形卡片给他看。
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图9—3 圈圈串卡片
这项实验有点像玩纸牌游戏的感觉。他们让参与者盯着这张卡片看过5秒钟之后,便将其插入一摞类似图形的圈圈串卡片中,一共是34张,然后告诉参与者:“这里面有些卡片跟你刚才看过的一模一样,现在请你把这些一样的卡片挑出来。”说罢,便一张一张地拿给参与者看,每一张停留3秒钟时间。实际上,这一摞卡片里只有4张一模一样的圈圈串,另外还有30张与之相似。如图9—4所示。
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图9—4 其他一些不同的圈圈串卡片

吉布森夫妇验证的这种能力正是人们用来辨识字母或符号的能力,无论年龄大小,也无论是汉字、化学速记符号还是音乐符号。哪怕要读懂一段最简单的乐谱,你都必须首先知道A大调与降B大调有什么不同。如果你还未学会分辨至少数百个看上去差不多的汉字,那你肯定会觉得每个汉字都像是鬼画符。而当我们还是刚开始接受启蒙的小孩子时,显然都有本事十分在行地分辨出母语中那些不同的字母;等字母认熟之后,我们便开始能认读单词;等我们开始掌握“组块”之后,便学会了认读整个句子——正如象棋大师能凭“组块”重现一样,而此时却全不记得当初要学会辨认这些字母是多么的困难,更别说还要知道它们连在一起时该怎么发音、哪个字是什么意思、那一整句话表达的是什么了。

在吉布森夫妇的实验中,他们不给参与者任何反馈,既不说“做对啦”,也不说“再试一次”。他们纯粹只对眼睛是否能学会辨识感兴趣。结果他们发现,眼睛的确有这本事。参与实验的成年人平均需要来回过上3次便可得出完美的结果,即能够准确认出那4张一模一样的图卡,不出任何错误。年龄稍大的孩子,即9~11岁的孩子,需要5次才能接近于一点不出错;更小的孩子,即6~8岁的孩子,则需要7次。这些参与者的学习方式既不是那时心理学家们所认为的最能让人学到新东西的刺激与反应的联结,也不像17世纪英国哲学家约翰·洛克的著名论调所说的那般,大脑只是一个被动地积累感知的空罐子。相反,他们的大脑本就具备了进化完善的运作模式,能分门别类地辨识出符号与符号之间细微而重要的区别。

“让我们来假想一下,完全推翻洛克的看法是否有一定的可能性,”吉布森夫妇写道,“也许所有的知识都是通过一种比洛克所想象的更为简单的方式得来的——通过感知各种细微变化、细微差别、细微能量。”

学习的科学
大脑不仅能学会通过视觉、听觉、嗅觉、触觉来感知它接收到的信息有细微差别,更能通过感知那些细微差别来学会分辨其不同。

吉布森夫妇通过这次实验以及随后一系列以小鼠、猫、孩子、成人为对象的实验,向人们证实了这一结论。大脑能提取出那些看上去很相近的音符、字符、图形之间的不同,并用它们来诠释从未接触过的新资讯。一旦你确定了高音谱号上中央C的位置,你就能以它为参照来确定附近的其他音符;一旦你确定了高音区中A的位置,你就能借助它来确定周围其他音符,等等。这种辨别学习的能力还会自动生长,大脑先收集一个个参照物,将其打上标记,再以此为基准向四周扩展,从而能读取越来越大面积的整块信息。

1969年,埃莉诺·吉布森发表了她的著作《知觉学习与发展原理》(Principles of Perceptual Learning and Development),其中汇集了她所有的研究成果,并从此开辟了一个新的心理学分支:知觉学习。她写道:

知觉学习并不是任信息自动注入的被动过程,而是有意吸纳信息的主动过程,因为感官是在主动地探索、寻找它需要的知觉。我们不仅是在看,更是在读取;我们不仅是在听,更是在听取。知觉学习还是一种自主行为,不需要任何外部力量的介入,因为大脑能自行修正知觉中的误差。这种学习以提取真信息并排除仿真信息为目标导向,而感知周围形形色色的不同构成与特征,则是实现这一目标的基础。

这段引用中包含了很多信息,我们需要停顿一下,仔细阅读并抓住要点。

知觉学习是主动式学习。我们的眼睛或者鼻子等其他感官会主动搜寻正确的信息,这是大脑的自主行为,没有任何外力因素,也不需要借助任何外力。当然,我们本身须对感知对象予以关注,但是并不需要刻意“打开”或者“调转”感官功能,因为大脑能自我修正,也就是能自动调整感知频道。感知系统在运作过程中会自动搜寻最为关键的信息并将其打上标记,同时自动过滤掉其余信息。因此,棒球高手的眼睛看到的仅是与判断投掷轨迹有关的动态光斑,再无其他。也因此,蔡斯和西蒙在研究中发现象棋大师所考虑的可能的下一步走法反而比新手少,因为大师已经培养出了好眼力,一眼就能排除掉不必要的选择,从而更容易找出最有效的攻防手段。这两个例子还仅仅是视觉的例子,实际上,吉布森知觉学习的概念不仅适用于视觉,也同样适用于所有感官知觉,包括听觉、嗅觉、味觉以及触觉。

不过,直到最近十几年,科学家们才终于开始开拓吉布森的研究成果,将其用于我们这些普通人身上。

知觉学习模块:好眼力的速成法

马萨葡萄园岛(Martha’s Vineyard)上空的飞行条件变幻莫测,哪怕云朵很稀疏,也常会忽然出现一片薄雾笼罩,因此,经验不足的飞行员很容易在夜幕降临之后迷失方向。

据说那次事故就发生在1999年7月16日21:40之后。当时,小约翰·肯尼迪驾驶着他的“吹笛者萨拉托加号”飞机坠入了离岛11公里外的海域中,他自己、妻子及妻姐全部遇难。“我看不见地平线,也看不见任何灯光,”那天夜里飞过这里的另外一名飞行员说道,“我转向了小岛的左面,想看看能否看到什么,但没有任何光线、任何迹象能指明小岛在哪里。我当时还想,这小岛是否忽然遭遇了全岛停电。”针对小肯尼迪飞机失事的官方调查发现,小肯尼迪当时只有55小时的夜间飞行经验,而且他全然没有“仪表等级”。仪表等级是飞行术语,意思是他当时还处于学习阶段,尚未被准许在“零能见度”的条件下飞行,即,他还没有完全学会凭借飞机仪表的指引来驾驶飞机。

小型飞机上一般配有6个仪表盘。一个显示海拔高度,一个显示飞行速度,第3个是航向仪,类似指南针,第4个是升降速度表,显示上升或下降的速度。另外还有两个仪表盘,以微型图像代表飞机本身,一个显示倾斜度,另一个则显示飞机在空中的旋转度。现在的新型小飞机只有5个仪表盘,取消了倾斜表盘。

要学会认读其中任意一个表盘都并非难事,哪怕你从来没有看见过仪表盘也不要紧。但是,要想一眼看明白所有仪表指示并综合信息做出正确判断,却是一件很困难的事:你是正在下降还是在保持水平飞行?这对业余飞行员来说,即便是在晴朗的好天气下都很难判断,更何况是在零能见度的夜间!若还需要与飞行指挥塔保持电信交流、读航空图、查看油箱状况、准备着陆起落架以及其他必不可少的关键动作,那绝对是一个你避之唯恐不及的、必须一心多用的大冒险,除非你已经过了充分的训练。

这种一心多用的高难度操作也同样难倒了当时在布林莫尔学院(Bryn Mawr College)任职的认知科学家菲利普·凯尔曼(Philip Kellman)。这位认知科学家曾在20世纪80年代学过飞行,在受训、学习、考试的过程中,他曾在模拟器前练习认读仪表、跟教官一起在空中驾驶,那时他突然认识到,驾驶飞机最关键之处在于知觉和行动,在于反应能力。他发现,在空中,教官能看到的情形他却看不到。“比如说该着陆的时候,教官可能会对学员说:‘你太高了!’,”如今在加州大学洛杉矶分校任职的凯尔曼对我说道,“教官说的是飞机和预定着陆点之间的夹角,也就是由飞行轨迹和路面形成的角度。可是学生完全看不到这个角度。有很多类似这样需要靠知觉的情况,对行家来说一眼就能看明白的情形,对初学者来说却往往是两眼一抹黑。”

行家的那一眼意味着他不但能一下子把所有仪表信息全弄明白,而且还能同时盯着玻璃窗外的一切。要能磨炼出这样的本领,需要数百小时的飞行练习,而凯尔曼知道,那远不是地面上的模拟所显现的那么简单。表针有时候可能卡住一下,也可能来回摆动,让人看后不知所以:你现在到底是如一个表盘所示在水平飞行中呢,还是如另一个表盘所示在倾斜转向中呢?

我们来看看凯尔曼描述的一次体验,他当时在教官的指导下学习如何一眼看明白所有表盘:“在云层中飞行时,学员坐在左边的座位上,对着每一个都在显示不同信号的仪表挣扎,吃力地盯着一个接一个的表盘。他先是对着其中一个仪表盘认读了几秒钟,分辨出自己偏离了航线,然后赶紧做出纠正,弄得飞机一个颤动,接下来无疑又是一通起伏波动……坐在右边座位上的教练打了个哈欠,斜了一眼那几个仪表盘,知道他的学员已经脱离了指定高度60米,心想好在还没有把飞机开得底朝天。”

凯尔曼是一位研究视觉感知的行家,这一问题正属于他的研究领域,他开始思考是否能找出一种更快捷的办法,至少能让学员在飞到300米的高空中手忙脚乱应付一切之前,对那些仪表有点感觉。如果你能先练出对这些表盘的直觉判断,那么到了天上你就不至于那么紧张,因为你不但能明白表盘所表达的意思,还能专心做其他事情,比如跟指挥塔交流。

于是,凯尔曼设计出一种叫作“知觉学习模块”(perceptual learning module,简称PLM)的便捷训练法,用电脑程序来培训仪表读取能力,类似电子游戏,不过是有独特目的的电子游戏。学员面对电脑屏幕上显示的6个仪表盘,须快速判断其综合信息的准确意义,并点击屏幕下方的7个选择键之一:“直行平飞”“直行爬升”“下降转向”“平飞转向”“爬升转向”“直行下降”,还有那令人心烦意乱的“仪表信号矛盾”,就是某个表针卡盘了的情况。如图9—5所示。

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图9—5 知觉学习模块训练法

学习的奥秘
1994年,在该训练模块的试运行中,凯尔曼和美国国家航空航天局(简称NASA)下属艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的马里·凯泽(Mary Kaiser)一起,召集了10名毫无训练经历的新手以及4名已有500~2 500小时飞行经验的飞行员,接受试运行培训。每名参与者先接受一段讲解读取仪表数据的简短培训,之后便进入了知觉训练:9次训练时段,每一时段中电脑显示24组仪表组图,每个训练时段之间有短暂间歇。参与者会看到屏幕上出现一幅仪表组图,下面是7个选择键。如果参与者点击了错误的选项(初学者刚开始时往往如此),电脑便会“叮”的一声,紧接着跳出正确答案来;如果点击了正确答案,便会听到悦耳的铃声。随后,下一幅仪表组图出现,带着同样的7个选择键。
一个小时的训练之后,即使是富有经验的飞行员也提高了水平,能更快、更准确地读取仪表信息了。而初学者的成绩更是直线飙升:仅一个小时的训练,他们的读表成绩就已经与那几个平均飞行经验达上千小时的飞行员不相上下了,他们仅用了这些老飞行员千分之一的时间就做到了,至少是在地面上做到了。
随后,凯尔曼和凯泽又主导了一次类似的训练,使用的是为提高航空图的识别能力而设计的不同模块,效果同样很好。“两次知觉学习模块实验的结果均令人惊讶,这证明,与尚未接受电脑模块培训的老飞行员相比,毫无经验的新手在经过培训之后,不但能够同样准确地读取信息,而且他们的反应速度比前者还要更快,”他俩写道,“借助这类航空技能知觉学习模块,经过强度并不高的训练就能获得如此巨大的进步,表明该学习模块的确有助于航空技能以及其他技能的速成培训。”

这里所说的其他技能包括任何领域或行业中任何需要专业辨识力的技能。那是一个菱形还是一个梯形?那是一棵橡树还是一棵枫树?那个汉字的意思是“家庭”还是“住宅”?那是一根正向斜线还是负向斜线?凯尔曼及其他后来者设计的这类电脑知觉学习模块不但直观而且快捷,既可以专攻图像的辨识,比如,皮肤上鼓起的包疹是带状疱疹、湿疹,还是牛皮癣?也可以是需要解答的学术问题的辨识,比如,与那个曲线图相匹配的是x-3y=8,还是x+12y=32 ?

学习的科学
知觉学习模块的目的在于提高判断的准确度和速度,也就是提高感知能力,让你只须扫上一眼就“知道”自己看到了什么,连解释都不需要,至少不是当下需要。

实际上,知觉学习模块的作用就是在能够发挥作用的地方培养直觉判断能力。这些模块的确发挥了很好的作用,不过大多都是最近几年的事。

学习的奥秘
弗吉尼亚大学的研究人员借助知觉学习模块训练医学院的学生做胆囊切除手术。在20世纪的很长一段时间中,医生切除胆囊的做法都是先在腹腔上切开一道长长的口子,然后实施开放手术。但是从20世纪80年代之后开始,医生的做法便已改进为用腹腔镜做手术,就是用一根细长的管子通过一个小切口穿入腹腔。腹腔镜上配有一个微型摄像头,外科医生必须根据摄像头送出的图像引导腹腔镜在腹内穿行。如果医生误读了这些图像,将导致各种损伤。
通常来说,医生须经过数百案例的手术观察学习才能掌握这一引导技术。在这次的实验中,一半的学生借助电脑培训模块学习,一边观看一段段的手术实况剪辑,一边迅速判断剪辑镜头属于手术中的哪一个环节。而另一半学生,也就是实验对照组,用同样的实况剪辑,按照自己的喜好随意自学,还可根据自己的需要回放相应部分。这段学习时间大约半小时。在随后的检测考试中,借助知觉模块训练的那一半学生大败原本跟他们同水平的另一半同学,成绩高出后者4倍之多。

凯尔曼后来还用他的知觉学习模块成功提高了皮肤科学生判断皮肤病的能力,皮肤病变以及皮疹不但种类繁多,而且以普通人来看,病症差不多都一个样。他还跟加州大学洛杉矶分校医学院的萨莉·克拉斯纳(Sally Krasne)一起,同样显著地提高了学生对放射成像以及超声波心动图的辨识能力。凯尔曼还与其他同事一起,在帮助化学系的学生辨识化学键上获得了显著成效。

你说得不错,这些都是先进的、技术性的东西,是为那些已经在学校里小有成就的人设计的,问题是,这对普通的小学生有没有用呢?是否也能帮助那些学习读时钟指针的孩子呢?还有那些弄不明白什么叫“斜率”、不知道怎么用图表来表示3(x+1)=y的学生呢?

也都一样,知觉学习模块在这些方面同样显示出突出的效果。在加利福尼亚州圣莫尼卡(Santa Monica)的一所学校里,凯尔曼试验了一个类似于训练飞行员认读仪表的学习模块,只不过将内容换成了公式和图表。电脑屏幕上会跳出一个线性图表,下面是3个公式选项,或者上面是一个公式,下面有3个图表选项,两者交替进行,学生须迅速做出判断:做选择,换另一道题,再做选择,再换一道,一道接一道,一口气做几十道。经过一定的训练之后,学生便开始能“感觉”出哪个是正确答案了,“然后他们就能琢磨出为什么那一个是正确答案了,如果他们愿意的话”。乔·怀斯(Joe Wise)告诉我说。他就是配合凯尔曼试验这一学习模块的高中老师。

在最终能确定该如何利用知觉学习模块、用在哪些领域会最为有效之前,科学家还有好多工作要做。毕竟,无论你怎么玩电脑游戏,最终你还得驾驶真正的飞机、给活生生的病患做手术。该学习模块只是辅助学习的一种手段,并不能替代全部的学习。知觉学习在心理学界及教育界至今仍然只能算是僻静角落里的一小潭水,这也是原因之一。但这也不能成为我们完全忽视它的理由。知觉学习实际上是自然而然的事,在生活中处处可见,不过我们现在已经弄清楚了这一点,可以主动借助这一速成的学习方式来获取某种特别技能了。

不用动脑就能学会的技巧

我们这本书的立意在于讲述一些既能帮助我们提高学习效率,又不需要多花力气和时间的学习技巧。我们的目的是让自己活得更自在,而不是更辛苦。不过,现在我却要打破这一立意了。但是你别怕,我肯定不会把它打得粉碎。

我的意思是说,你现在需要跟我一起来做一套幻灯片。

你要知道,我上高中时就自己做过一套卡片,用的是老式的纸以及一支2B铅笔。那可容易了,就像我此刻准备做一套知觉学习模块一样容易。我们一起来看看这个学习模块能有什么用,以及在什么情况下可能没用。至于我嘛,肯定是能偷懒就偷懒,把一部分任务分配给我那16岁的女儿,让她来设计一套学习模块。她跟许多这个年代的孩子一样,是数码技术高手,足以胜任各种数码幻灯片的制作任务,比如微软的PPT幻灯演示、数码视频录像等,更不用说从网上下载图片了。我跟她说,她需要做的就是这些事情。

我这套幻灯片的主题立意也算是“剽窃”来的,至少“剽窃”了别人的主意:借用第8章讲过的、科内尔和比约克在他们的交替学习研究中用过的画作实验的做法,稍加修改。那两位用交替学习的方法教学生辨别不同风景画家的不同画风,我略将其变了一变,把我的学习模块主题锁定到不同的著名艺术流派上,比如印象派什么的。这可不是随便瞎决定的,我的动机里自有我的私心:最近我去了一次现代艺术博物馆,发现我对艺术史一无所知,丢尽了脸。虽然我认出了零星几幅作品,可是对贯穿其中的艺术潮流及文化潮流全然不知。凡·高的《星空》上画的是湍流般令人头晕的天空,那对他意味着什么?对他同时代的人意味着什么?对“现代”艺术的演进又意味着什么?我实在是一点也不知道。

那又有什么关系呢,我也没打算立即全都弄明白,我只是想知道该怎么辨别不同流派的不同作品,我也想拥有一副好眼力。至于其他的,可以再慢慢补上。

我该怎么设计自己的知觉学习模块呢?这让我费了一点力气,不过也就是一点点:我要求女儿挑选12种艺术流派,每一种流派从网上下载10幅作品,这就是模块素材了,总共120幅。她挑选出的艺术流派有:印象派、后印象派、浪漫主义、表现主义、抽象表现主义、抽象印象派,达达主义、建构主义、极简主义、至上主义、未来主义以及野兽派。都听明白啦?其实你不必在乎,关键在于你明白有多少不同流派需要辨别,而我却对此一无所知就好了。我戴着初学者那厚厚的眼镜,走进了这个项目:我只知道莫奈和雷诺阿是印象派的,就这么一点点。

科内尔和比约克把不同作家的风景画混杂在了一起,我当然也叮嘱女儿全盘照搬,让她将这120幅作品的顺序前后打乱,我不要那种集中式的学法。于是她照着凯尔曼的做法,炮制了一套知觉学习模块。电脑屏幕上一幅作品跳出来,下面是12个流派选项,如图9—6所示。如果我选择正确,会听到悦耳铃声,看到一个大大的对勾;如果我猜错了,则会跳出一个黑色的大叉,紧接着正确的流派选项会被打上高光。

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图9—6 艺术流派的知觉学习模块

我一口气学到自己坐不住为止,然后停下来休息,算是一个小节:大约10分钟,刷屏约60次。第一小节里,我几乎全在瞎猜,我说过,我只对印象派稍微有一点感觉,其他的就完全不知道了。进入第二小节后,我对极简主义和未来主义画派开始有了感觉,取得了小小的进步。到第四小节时,我已经把表现主义和达达主义掌握得差不多了。这些流派之间到底有什么区别?我说不出来。野兽派那种不自然的色调表达了什么意思?我不知道。我也没停下来去弄清楚。每次刷屏我都只给自己大约两三秒的时间,就赶紧往下走。毕竟我只是在尝试知觉学习,又不是在研究艺术史。

最后,我还不得不针对这些内容给自己来一次考试,这时我又借用了科内尔和比约克的做法。还记得吗?在他们那次实验结束的考试中使用的画作,虽然出自学生们学习过的相同画家,但却是在考试前的学习阶段中没有见过的作品。这其中的道理是,如果你能认得布拉克的笔触,那么你就能认出布拉克的任何一幅作品来。这也是我这次学习的目的,我想让自己达到这么一个程度:只要是达达主义的作品我就能认出来,哪怕在刚才的知觉学习模块中没有见到过。

经过六个小节的学习后,我对自己进行了一次不允许思考的考试,结果成绩不错:36幅作品中,我答对了30幅,正确率80%。考试时,我扫一眼作品就去点击选项,动作频率很快。我固然没学到任何关于艺术史方面的知识,也没有学到半点关于那些作品的作者陈述、文化潮流、色彩运用或视角的选择……但是我现在却可以这么说了:我已经能分辨出野兽派和后印象派的作品有什么不同,一点儿也不含糊。一个小时就能有这样的成就,已经很好了。

我的做法跟科内尔与比约克的实验相比,最大的不同之处在于,除了借用交替学习方法之外,还加入了更多有意识的考量。

这么学就对了
运用知觉学习模块时节奏必须要快,要让视觉等知觉系统快速运行,让认知系统、思考系统同样都快速运作起来。交替学习与知觉学习两者可以互为补充,相辅相成。

不过,令我印象最深的却是学习过程中的愉快,从头到尾的愉快,这正是学习应有的体验。当然,我并没有面临大考的危机感,没有必须提高分数的精神压力,也没有需要打败的对手。我只是想用这个例子来说明,自行编制一套知觉学习材料是可行的,而且不需要花多少工夫。我更想以自己为例来说明,知觉学习可用于某种特定的目标,把在常人眼中看来很难分辨的东西分辨开来。

照我的看法,如果某些东西让你感到难以分辨,让你为之头疼,那么额外花点工夫来解决肯定是很值得去做的事情。比如,正弦、余弦、正切、余切之间的差异,音乐的中场间隔和终止式,化学键的各种类型,融资策略或年度报表上的各种数字……即使是很简单的东西,比如两个分数的总和(3/5和1/3)是大于1还是小于1,也一样可以用这办法。你只管快速浏览一大堆的例子,其他的便交给你大脑的知觉区去处理就行了。

这可不是什么噱头。假以时日,知觉学习必将改进诸多领域各种专业知识的学习与培训。根据你想要攻克的目标搜集相关材料,设计学习模块,快速培养出自己需要的感知直觉,这实在不是什么难事。比如说,本地的不同树种或野花、不同材质的喷油嘴、巴洛克时期的作曲家,或是法国的各种葡萄酒,都行。请记住,所有的知觉都能越磨越亮,不要只局限于视觉的感知。作为一名家长,我多么希望自己当年就能一眼认出不同的恐龙来(你想象不到恐龙有多少不同的种类和属别),或者在去水族馆之前能对鱼的分类了如指掌。

正如埃莉诺·吉布森所说,知觉学习最妙的地方在于,它不但能自动进行,而且能自主修正:你都不用动脑筋就能学会啦!

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(1)“组块”(chunking)是心理学上的一个术语,意思是把正在琢磨的东西根据已有的知识组成一整块有意义的组合从而记住。我们来拿下列字母做一个小实验吧:Y、N、B ; C、B、B ;C、E;F、I、F;A、C、I;A、M、B;A、Y。请花上两分钟好好记,然后闭上眼睛,尽量全部回忆出来。我们大多数人一般能记住大约7个字母。好,现在请你把这些字母这么组合一下,变成:Y、NBC(美国全国广播公司)、BBC(英国广播公司)、E、FIFA(国际足联)、CIA(中央情报局)、MBA(工商管理学硕士)、Y。你一下子就能记得更多了,因为你已经把这些字母看作了有意义的组合。