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羽毛儿读《心智的构建》——第五章·絮叨版(下)

羽毛儿读《心智的构建》——第五章·絮叨版(下)

作者: 渡河的羽毛儿 | 来源:发表于2018-07-17 19:55 被阅读0次

    5.8感知是一种与现实相符的幻觉(脑会根据尚未错误的预测构建起物质世界的简略模型,如果识别出某个物体高度符合某个模型就会停止进一步的感知,然后用它认为最可能准确的详细的先验信念填补粗略的感知结果留下的空白。我们体验到就是脑拼接出的模型,而不是现实。)

        在第四章中曾提到过,脑会利用认知地图标注可能引起赏罚的事物的时空关系,与赏罚无关的事物也是这样。脑对世界的感知始于预测,即先验信念,脑会根据尚未错误的预测在认知地图的相应位置放上与现实物体对应的模型,根据模型提前制定行动方案。而我们对现实的体验也是对脑构建的模型的体验。

        这些物质世界的模型十分简略,脑只会构建出足以识别出物体种类的关键特征,其它的信息大多没有涉及。例如,我们都能认出一百元钞票,可我们能根据记忆画出一百元钞票的图案吗?我们能认出好友,可我们能画出好友眉毛的形状吗?如果没有预测被验证错误,脑不会再度仔细感知已被识别出的也就是已被建模过的事物;一旦发现了重要的预测错误,脑会迅速更新对世界的预测模型,使其愈加完善。

        但满足识别特征的物体可能不止一种,所以脑会将拥有相同识别特征的不同物体弄混,这也是许多错觉的产生原因。心理学家用了大量视错觉场景证明了脑对世界的构建十分简略和模糊。

        例如2.3中提到的艾姆斯屋:

        (你可能还记得这张图,但记不住名字了。别担心,这名不意味着记忆力差,这是另一种异族效应,我们不太擅长记忆不熟悉族裔的名字,如果叫“李华屋”就不那么容易忘了。)

        虽然房间右侧较高且纵深较深、左侧较矮且纵深较浅,但在特定角度观看时,正对眼睛的墙、两侧的墙、天花板、地板五者之间的夹角恰好与长方体的一致,脑根据这个识别特征直接把不规则形状的房间识别为长方体,屋中看起来像方形的梯形油画和不规则形状的格子地砖更是加强了脑的判断。于是脑又根据和房间的比较预测了屋中人的身高差距极大。因为碰到这种奇怪房屋的概率极低(正常情况下脑会命令身体移动以收集更多信息确认这个判断是否准确,从指定地点离开一步就会看不到艾姆斯屋错觉),而碰到身材差距很大的人的概率相对更高,所以贝叶斯脑更愿意相信看到了一个长方体房间、一个巨人和一个侏儒。而这个识别特征是脑在实践中根据大量经验总结出来的,一生都住在圆形屋子里的祖鲁人(祖鲁人崇尚圆形,不太喜欢方形)缺乏这种识别经验,所以无法看到艾姆斯屋错觉。

        而当拥有相同识别特征的不同物体出现的概率相近时,脑就无法区分哪个预测更可能为真,而是在自己做出的多个预测中摇摆不定。心理学家用大量两可图形证明了这点。

        例如鲁宾花瓶:

        (也有人叫它“鲁宾杯”,而不是“鲁宾花瓶”,这又是一个证明感知模棱两可的例子。右边那个实物是伊丽莎白二世女王的银婚纪念日礼物,我猜酒杯派有些不满,花瓶派很高兴。)

        我们能看到人脸也能看到花瓶,因为两者都是常见物体,但我们无法同时既看到人脸也看到花瓶。这点在纳克立方体(和心理学家埃德加·鲁宾刻意创造出了鲁宾花瓶不一样,路易斯·纳克是位地理学家,他在研究水晶晶体时偶然发现了这个)上更为明显:

        我们可以把平面的A图形看成立体的B方块或C方块,但不能同时看到两个方块,因为脑不相信两者能同时存在,但又无法进一步验证哪种预测更正确。

        如果脑用来验证识别预测是否正确的标准如此简单,那我们的体验又为何会如此复杂呢?

        为了解释这点,先来做一个在家也能做的小实验。在一张纸上用铅笔画下粗粗的一条水平线,大约十厘米即可,然后在右端点往左五六厘米的地方擦掉一小段,留下一厘米左右的中断空隙。现在,拿着这张纸把手臂伸直,然后闭上右眼,左眼一直注视着线段的右端点,慢慢地收手把纸移向自己。在特定的距离上,你会发现断掉的线段连上了,但一旦去看断掉的点就会发现线段仍是中断的,如果再次盯着线段的右端点,就又会发现断掉的线段连上了。因为线段确实是中断的,所以唯一的解释是脑构建了线段仍是完整的错觉。

        事实上,人的视网膜上有一个很小的区域是没有视觉细胞的,那里是视神经的聚合处,没有留给感光细胞的空间,也就是如果只睁着一只眼的话,视野中就必然存在一个没有光的“盲点”。但我们并不会感觉到视野中有一个大黑点,因为脑根据盲点周边的信息预测了盲点处应该有什么景色并虚构了盲点处的景色(这种预测往往是用记忆中的景象覆盖现实中的景象)。“断线重连”的错觉是因为脑预测有误,并用错误的预测替代了真实的信息。(事实上在掉线等待时我总有“似乎马上要连上了”的错觉。)

        大量的错觉实验证明了脑会用可能准确的预测填补感知信息不足导致的空白。在没有错觉时,脑也会用它自己认为最可能准确的详细的先验信念填补粗略的感知结果留下的空白。这些经过检测暂时没有被证伪的先验信念也可以称之为记忆,以二进制的形式大量储存在神经细胞网中。

        如果对物体A的粗略验证符合先验信念B的粗略模型,证明物体A有极高概率和另一个先验信念B一致,脑会直接把先验信念B的详细信息当做物体A的详细信息。也就是说,我们的眼睛正对着A,但看到的是B。(“我望向每个女人都只能看到你”的原理和这个恐怕不一样。)比如我们看到艾姆斯屋的关键识别信息与长方体房间的模型一致,就把艾姆斯屋当做长方体房屋进行后续处理。

        但世界上每个事物都多少存在不同,把每个事物的全部信息都记忆下来是不现实的,而且我们对属于同种事物的所有个体的体验都并不相同,脑是怎么完成这种差异化的填充的?

        答案依旧需要比对人造工具。有许多种方法可以在电脑屏幕上绘制边长为十万个像素点的红色正方形,最繁复的一种就是连续点一百万个红点。简单一些可以先定义坐标系的概念,然后用坐标圈定一个范围,最后让范围内的像素点都变成红色。尽管建立坐标系的概念需要些不少代码,但画图形的命令只需要很少的代码。(但像MC中那样一方块一方块地垒成一面墙有时很有趣,如果一键建墙反而没意思了。)

        脑也是这么做的。一个物体有不同的构成要素,这些不能独立存在于物质世界的要素被脑分别储存起来,称为“图式”(比如“上下”和“红色”)。这些图式比脑的世界模型精确得多,但每个图式的信息量很小。脑只需要储存少量的图式信息和哪些图式是某个模型的组成要素这两类信息。

        在感知时,脑一旦粗略判定某个物体A的符合某个模型B,就直接将先验信念B拥有的构成要素(图式)填充到对物体A的粗略预测中,使之变得详细。如果需要进一步感知物体A,脑会在进一步验证中发现某个构成要素填充错了,并替换成另一个与现实更加相符的旧有图式,然后脑只需存储新信念和旧信念之间有哪个构成要素不同、怎样不同,最后把这个九成旧的新体验传递给心智感知并记忆。也就是说,当我们每天下班回家时,看到的不是今天的街道,而是几年前的街道和几年间的变化。

        例如,像在1.3中所述的那样,也像编程员在绘图时常做的那样,负责视觉的脑区分为色彩、形状、明暗、运动等许多功能区。色彩就是脑构建的图式,并不存在在物体之上,而存在在从物体反射进眼睛的光中。甚至颜色根本就不存在于世上,现实世界只有不同波长的光。不同物种的视觉感光细胞不同,人类能在某个波段的光中看出两种颜色(有极个别的“超人”比普通人多一种视锥细胞,能看到普通人无法看到的颜色变化),狗就只能看到一种颜色,鸟能看到三种,蝴蝶则能看到五种颜色,所谓的颜色不过是大多数人都同意为真的幻觉。(色觉障碍者,也就是常说的色弱和色盲者占人口比例高达7%-10%。在现存的日行性灵长目动物中,只有采集占食物来源比重相对较少、在地上过夜而更容易遭到袭击的智人的色觉障碍比例如此之高,而色觉障碍者的夜视能力远强于“正常人”。所以进化心理学家推测,色觉障碍实际上是群居性的智人发展出的进化策略,如果有一部分个体以减弱区分颜色的能力为代价换取了更强的夜视能力便于在夜间警戒或狩猎,这个族群就更容易存活,导致色觉障碍基因不断累积下来。)即使是在只有蓝光也因此只能看到蓝色的房间中,参与者也能说出面前的常见物体的颜色,比如告诉实验者自己手中的番茄是红色的,即使番茄已经被偷偷涂成了蓝色——参与者的脑用最可能的方式填补了感知的空白,但碰上了小概率事件。(有一种理论认为区分颜色的能力有一部分是后天习得的,在跨区域交流没那么频繁、彩色印刷品也尚未流行的漫长岁月里,不同地区的人区分颜色的能力是不一样的。换句话说,按今天的标准来看,可能一整个国家的人全是色弱。有不少实验证明了这个假说,比如如果持续教给6岁的孩子更复杂多样的颜色名称并展示这些颜色,孩子们区分没见过的相近颜色的表现就会提升。)

        但如果这种感知模式存在出现小概率错误的可能性,为什么不真正地、详细地处理来自世界的所有信息呢?

    5.9无常世界中的平静一隅(关注大体忽视细节、关注大概率忽视小概率的贝叶斯式感知可以使脑中的世界变得相对稳定而简单,脑可以不用时时关注身边的所有信息,把注意力用于关注有价值的信息、防备难以预测的变化、预测未来和规划行动方案)

        前文一直在强调,脑是抓大放小的贝叶斯观察者,自然选择为什么会让脑变成一个贝叶斯观察者?

        因为世界上的信息过多,脑必须在有限的时间里把有限的能力用在对自己更为重要的地方,也就是预测和验证对生存有重大影响的事件上。(“吾生也有涯,而知也无涯,以有涯随无涯,殆已。”——“相对论爱好者”庄子。当然不是那个相对论。)

        如上一节所述,世界上的每个事物都多少存在不同,把每个事物的全部信息都记忆下来是不现实的。并且,世界中的事物总是不断变化。怎样快速地识别出一个事物是否符合某个模型对生存有重要影响,脑必须处理像“白马是马吗?如果我想赶路,白马起到的作用和马一样吗?骑白马也要像骑马一样交过路税吗?”这类事关识别与赏罚的问题。

        而关注整体的贝叶斯脑无疑比心智更擅长处理这些哲学问题。

        如前文所述,一个事物由许多要素组成,其中某些要素对该事物的识别标准和赏罚价值有较大的影响,这些要素可以被称为该事物的“本质”。这些本质才是对我们的生存有重大影响的要素,是脑需要关注的对象,只要关注了这些本质,脑就可以免于处理巨量不关键的细节信息,直接用幻觉替代这些琐碎而无用的信息(比如一直在视野里的自己的鼻子,因为脑能预测到它一直在那而,所以把它屏蔽了,但动一动鼻孔就能看到隐形的它),这让世界变得更加简单而稳定。

        脑关注本质的能力在知觉恒常性上得到了充分的体现。上一节提到的在不熟悉的光线照射中看到熟悉事物色彩的能力叫做色彩恒常性,就是知觉恒常性的一种。不论是在黎明、正午或黄昏的阳光下,还是在荧光灯或者月光下,即使光线差异导致观看同一个物体获得的色觉信息不同,脑也能构建出这些物体的颜色信息没有改变的错觉(不然口红色号就要变成几百万种了)。

        只有脑中的世界变得相对稳定而简单,脑才可以不用时时关注身边的所有信息,可以集中注意力去收集信息检验自己对有价值事件的预测是否准确,或是留出注意力去防备预料之外的突然变化,或者集中注意力去预测未来,以极快的速度规划行动方案。这些优点极大地提升了人类的反应速度和行动效率。(实际上一开始不思考得相对简单是很难掌握复杂的模型的。想想看,要是小时候第一次做求小木块的摩擦系数的考题时就被要求考虑力矩会是怎样的灾难。)

        现在我们可以解释5.1中提出的“为什么电脑擅长数学运算但不擅长识别,人脑却相反”了。

        答案很简单:负责给电脑编程的是我们的心智,而我们不了解自己的脑是怎么运作的。我们意识不到感知的过程,也就不知道自己是靠什么关键特征来识别出物体的,我们也意识不到自己是如何靠“直觉”测遇到事件将如何发展的,我们也不清楚自己是如何进行贝叶斯式运算以忽略小概率事件的,所以自然不清楚该如何编程去识别事物。

        而和复杂多变的现实相比,数学运算和棋类竞技这类事件的规则是极其简单的,需要统计的样本也相当少(生活十分广阔,人脑需要记忆的信息和需要检验的预测可不知比AlphaGo多到哪里去。也正因为围棋的变数比国际象棋等棋类运动更多,所以人类最后失守的棋类运动是围棋),更不用考虑忽略小概率错误的问题,对硬件(人脑有一千亿个神经细胞,每个细胞与另外一万个神经细胞相连。我们可以来看看自己家的电脑...)和程序(人类的全部基因不过也就两万多个而已,这说明大自然对基因程序的优化做得极好)的要求都相对较低,所以电脑才有可能靠在短时间内进行海量运算来超越人脑的表现。

        而近些年人工智能发展迅速,有很重要的一个原因是编程者“放弃了思考”。编程者写出程序让智能程序以脑的方式运算并学习,让程序自己思考该怎么给自己写程序,而超强的运算速度使得智能程序学习得比人类更快,最后使程序达到了心智难以企及的程度。这是脑对心智的胜利,也是破解了脑的运作模式的我们的心智的胜利,而这场对决没有败者,因为心智和脑本是一体(后面会提到)

        但这种始于预测、只关注大体、忽视小概率错误的感知模式也使人类容易忽视“黑天鹅”,即脑本可以预测到的突然出现的小概率事件,和“灰犀牛”,即因长期存在且保持不变而被脑忽视的明显隐患。

        尽管这种关注大体忽视细节、关注大概率忽视小概率的贝叶斯式感知可能会导致感知错误,进而导致行动错误,最后可能会导致我们受到严重伤害,但贝叶斯脑用稳定简单的幻觉替代复杂多变的现实的收益无疑是大于风险的,不然拥有这样的脑的生物的数量会持续减少直至灭绝。(但自然选择的效果是延后发生的,因为现在的性状是过去的环境筛选出来的,性状不会随环境的改变而立刻改变,不好说我们的脑是否很好地适应了现代社会。)

    5.10那么我们如何知道什么是真实的?(脑可以通过是否能检验到错误来判断一个体验是否存在与之对应的现实事物。但只要能有效达成目的,真实与否并不重要)

        感知是一种与现实相符的幻觉,想象是不与现实相符的幻觉,想象和感知同一事物时活跃的脑区是相同的,脑如何区分感知和想象?

        脑可以通过是否能检验到错误来判断一个体验是否存在与之对应的现实事物。因为脑极难完美预测外界事物,而想象时不会收到与预测不符的感官信号。

        其实脑构建出的世界模型是否真实并不重要,就像在上一节中提到的知觉恒常性那样,有时不真实的体验反而可以提升我们的生存能力。脑所做的一切都是为了让人更好地生存下去,“是否与现实相符”指的不是模型是否真实,而是按照这个模型行动是否能在现实中有效达成自己的目的。

    第五章总结——一场现实主义的舞台剧

        计算机和人脑处理信息的基础模式相同——通过一系列“是或否”的验证将信息转化成二进制的形式,即一系列的电脉冲传递或抑制来处理信息。但仅靠如此简单的基础结构是怎样使个体是能够正确地根据接收到的信息个性化地改变对世界的认识的?

        进化使人类天生具有一些先验信念作为一切预测的基础,脑会在信息尚不充足时提前对事物进行预测,同时根据对该事物的预测和对行动结果的预测来制定行动方案收集冗余信息去验证对该事物和对行动影响的预测,并在循环验证中更改错误的预测。大量证据表明脑是贝叶斯式观察者,当预测与信息的差距足够小时,脑会忽略存在小概率错误的可能性,将最可能成真的预测当做现实。为了节省脑资源处理更重要的任务,脑只会感知事物承载的少量信息,以此构建起简略的世界模型并实时修改,脑会用它认为最可能准确的详细先验信念填补粗略的感知结果留下的空白。

        脑可以通过是否能检验到错误来判断一个体验是否存在与之对应的现实事物。但只要能有效达成目的,真实与否并不重要。

    (未完待续)

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    那么絮叨版和纯净版的区别何在呢?

    絮叨版里有括号里的斜体字内容,纯净版里则没有。 为什么有两个版本?天有比翼鸟,地有连理枝,不给文章找个伴它们也太可怜了,所以就两个版本咯。

    为啥絮叨版和纯净版不是一一对应的?呃诶...请哪个白学家来帮帮忙吧...

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