## 特别放送：学习究竟是什么？

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> 这一讲咱们来把《我们如何学习》这本书做一个总结串讲。人脑到底是怎么学习的？相对于机器，它有哪些优势？学习的底层原理到底是什么？它的支柱又是什么？学习究竟是什么？希望这一讲帮你加深对这本书的理解。还是建议你通过看文稿来复习今天的内容。祝你每天有收获。

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书名：《我们如何学习：大脑为何（暂时）比机器学得快》（How We Learn: Why Brains Learn Better Than Any Machine… for Now）

作者：法国的心理学和认知科学家，斯坦尼斯拉斯·迪昂 (Stanislas Dehaene)

出版日期：2020年1月，尚无中文版

核心内容：学习的底层原理。这本书结合了脑神经科学、认知心理学和计算机科学，告诉我们有关学习的最新研究进展。

Q：知识都是后天学习的吗？

A：不是。有些知识是天生的。有个概念叫做“先备学习（prepared learning）”。科学家的最新认识是大脑不是白板，小孩刚出生，就已经预装了很多知识。对光线和声音怎么反应，关注语言，害怕危险的东西，这些事儿不用专门学，都已经写在基因里了，天生就会。

但是不能什么知识都预装。把大部分知识留到出生以后学习是更好的策略。先天预装知识和后天学习相配合这个机制，对我们非常重要。

Q：大脑学习跟 AI 学习的原理一样吗？

A：大脑的一些基本学习原理跟 AI 相同：

1.模型：都是训练模型，通过和真实世界互动，用数据的反馈来调整那些参数

2.分层：分层的神经网络就叫“深度学习”网络

3.监督学习：随时提供有效的反馈，是学习的关键

4.任意的震动：故意给学习加入一些随机的变化

5.无监督学习：自己给自己提供反馈

Q：那人脑学习相对于机器学习有优势吗？

A：有。人脑相对于机器学习的六个优势，都属于我们平时自己觉得挺简单，而对 AI 特别难的操作。

第一是抽象概念。

第二个优势是人的学习速度非常快，而训练 AI 需要海量数据。

第三个优势是人很容易传递知识。

第四是人有时候用一个例子就能学会。

第五个优势是最关键的，那就是人拥有一个“思想语言”，这种内在的逻辑语言，能让我们进行推理。

第六个优势是我们能够把几个技能组合起来去做一件全新的事情。

Q：为什么人脑会有这样的优势？

A：人脑学习的优势，关键在于两个能力。一个是规则，一个是假设。

第一个规则是尽量选择最简单、最小的假设。

第二个规则是注意力。

第三个规则是在“这个”、“那个”、“the”这些冠词之后跟着的，总是名词。

第四个规则是通常情况下，两个不同的词不会指代同一个东西。

人脑的学习过程是下面这三步 ——

第一，使用思想语言创造各种假设的规则；

第二，在实践中验证这些假设，找到最可能的规则；

第三，用这个规则去学习。

Q：婴儿的大脑和成人的大脑有什么不同吗？

A：最新的研究证明，婴儿的大脑已经具备跟成年人大脑一样的结构。婴儿一出生就已经自带一些关于物体、数字、人和语言的“隐形知识”。几种实验证明的、婴儿会的知识包括：生活中的物理学、数学和概率论、反向推测、生物学和语言。成年人大脑里相应的区域，婴儿都有。

因此，每个人一出生都是“自身具足”的。你身上有学习的种子，就好像人人都有佛性一样，你有“学习性”。

Q：大脑的可塑性有多强？大脑的成长有敏感期吗？

A：大脑成长的敏感期的确存在。学什么东西都跟练武术一样，本质上是个生理现象。大脑有四种记忆：工作记忆、情景记忆、语义记忆、进程记忆。学习，就是你想要语义记忆和进程记忆，你想加强神经元的连接，你想让知识长在大脑里。

大脑发育过程中各个区域的生长不一样，学习必须精密配合才行。大脑发育需要什么的时候，你必须给它什么。因为神经元是肉长的，而大脑发育过程中各个区域的生长不一样，学习必须精密配合才行。大脑发育需要什么的时候，你必须给它什么。

比如人类大脑的视觉区域会在两岁之前彻底长好，而第一个月，就是视觉最关键的敏感期。

整个听觉的成长期到三、四岁的时候结束，但是语言识别的敏感期就在出生后的几个月。

社交能力也是这样。如果婴儿在 20 个月之前没有得到父母很好的照顾，没有和人很好的互动，那么他终生的社交能力都会受限。

大脑并没有一直都保持高度的可塑性，我们不得不尊重大脑的发育顺序。

Q：学习能给大脑带来什么变化？

A：这本书提出一个关于人类学习的关键思想，叫做“神经重用假设（neuronal recycling hypothesis）”。是说学习带给我们的新能力，不管你是数学家、音乐家还是抽象艺术家，不管多么高级，都是对人类大脑中早就存在的旧脑区的新利用，而不是开辟一个新的脑区。你不是在白纸上建设一个新功能，而是把大脑已有的功能区域给来一个重新定向使用。

这个假设如果成立，就说明学习改变不了大脑的根本结构，只是把大脑的神经网络变得更敏锐、更精细化而已。而这也就意味着，我们的学习要受到大脑结构的限制。

脑科学对学习实践有四个指导，迪昂称之为学习的四个支柱。

第一个支柱：专注力

1.专注力是使用注意力的能力。而注意力是对信息的选择。

2.大脑一共有三种注意力系统，分别决定了你“什么时候注意”，“注意什么”和“如何注意”。

3.如果你对自己所学的这个东西有强烈的兴趣和热情，你学习的时候产生强烈的兴奋情绪，那你的大脑就会更活跃，可塑性就会提高，你就会学得更好。

4.专注力意味着你可以选择看什么就能看到什么，也意味着你不看什么就忽略了什么。

5.对专注的自控包括两个方面，一个是控制自己做该做的事，一个是抑制住自己，不去做不该做的事。

第二个支柱：积极参与

1.科学学习的“积极”，是认知上的积极，而不是行为上的积极。

2.学习需要积极参与，调动更深层的大脑活动。

3.积极参与的状态由足够的好奇心决定，而好奇心由恰到好处的学习进度决定。

4.为了激发好奇心，要用提问之类的方法调动和刺激，但是这里面有一个度的问题。

5.对于有结构、有层次的真知识，我们的好奇点会沿着从低往高的方向迅速转移。

第三个支柱，反馈

1.反馈提供了意外，而没有意外就不能学习。学习，是一个 猜想 → 反馈 → 改进 的过程。

2.能降低不确定性的任何信息都是有效的反馈。学习，就是降低世界在你心目中的不确定性。

3.反馈只有两点最重要：一是及时，二是准确。

4.测验最符合 猜想 → 反馈 → 改进 这个模式。

5.除了把反馈当惩罚之外，世界各国的教育有个最根本的问题，那就是测验……太少了。

第四个支柱：巩固

巩固学习成果，靠的是睡眠。四个利用睡眠学习的方法：

第一个方法：多睡觉。

第二个方法：尽量在睡觉之前、或者离睡觉比较近的时候学习。

第三个方法：直接给大脑来一个物理刺激。

第四个办法：想办法在睡眠中唤起你白天特定的记忆。

*通过审视机器，我们也能审视自己的学习。你的基础知识学扎实了吗？你是把失败当做反馈还是把反馈都当做失败呢？你做事的时候内心有个“批评者”吗？你的批评者会影响你的情绪吗？你喜欢新东西吗？……这么一对比，大多数人的学习态度远远不如机器。

*每个人一出生，其实已经掌握了所有的知识。所以学习的本质不是做加法，而是做减法。世界上并没有什么新东西，你已经都会了，你要做的只是验证……

*每个人一出生都是“自身具足”的。你身上有学习的种子，就好像人人都有佛性一样，你有“学习性”。

*大脑的固化也定义了你是谁。将来不论你有什么境遇，只要一岁以前听的都是中文，你就永久性地被打上了中国的烙印。

*没人观察的时候电子到底在干什么？也许这样的问题，是我们这个旧大脑永远都无法理解的。

*跟父母和老师学习需要你调动专注力，这个方法看似被动，却是人类特有的能力，是人类文明得以传承的关键。

*感到无聊其实是个好事儿。无聊感让我们等待好奇心，好奇心驱使我们寻求更高级的知识。

*如果你是个现在还可以选专业的年轻人，我建议你考虑一下“认知神经科学”这个专业。脑科学在未来很长的时间内都会很活跃，绝对有前途。

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