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大脑是如何解决问题的?

大脑是如何解决问题的?

作者: 此人相貌平平无奇 | 来源:发表于2020-04-05 13:56 被阅读0次

    神奇的大脑

    人类,又称”智人“,在物种演化史中,能够一直走到今天,和有一颗与众不同的大脑分不开。

    这颗大脑和其他物种相比,有更强的解决问题的能力,那大脑是如何运作的呢?

    大脑

    图片来源:网络

    人类认知特点

    如果把人类大脑比作一台计算机,在做一系列操作时,就像运行一条条的程序,即”if...then..."的过程。如果我要吃饭,那么我先拿起筷子,如果我要办公,那么我先打开电脑。这是一个产生式系统。一个条件产生一个活动。

    在小学时,我们都会上数学课,学习加减乘除。如图:

    加法运算

    大脑会先根据已有知识,算出 2+4 等于 6,然后把 6 暂时储存到短时记忆(2 和 4 就不用记了),再用 6 去和 9 相加,得出 15,再次储存到短时记忆,依次,最后算出结果 27,把 27 记录到长时记忆后,等待下次调用。整个计算过程,眼睛从上到下,依次完成。

    以上也是一个简单的大脑解决问题的过程。

    解决问题的前提

    在完成一个解决问题的过程中,有什么先决条件呢?

    首先,我们要知道人类的认知系统,是一个单线程的,只能同时做一个事情。有朋友可能会反驳,不对吧,我们常说的”三心二意“不就是同时做多个事情吗?我可以一边吃饭,一边刷剧,有些老司机还一边开车,一边打电话呢。这个问题提出的很好,因为引出了一个大脑工作的另一个理论,认知心理学家斯坦诺维奇在《超越智商》中提出”三重心智加工“理论。

    三重心智模型

    图片来源:网络

    而上述所举得同时做 2 个事情,其中一个是”自主心智“,已经完成了自动化运行,占用大脑负荷很少。大脑更多的情况是一次做一件事,就像加法运算一样,需要依次进行。

    第二、只能进行有限的计算。这个是人受到自身条件限制,有限的带宽。心理学家米勒在他的论文里提到人的短时记忆,只能同时记住 7±2 的数量,如果你去买菜,妻子告诉你 7 个以上的菜名,如果不用纸笔或者手机记录下来,很容易忘记。

    第三、能够满足多功能需要。这里是指虽然大脑带宽有限,但处理问题可以做到举一反三、不断积累经验。一个大脑健全的人,可以处理衣食住行,生活工作的方方面面。

    四、对于突发事情,能够应对处理。如开车忽然遇到行人在前方出现,会及时减慢车速。再根据当时场景进行预判和处理。

    解决问题的路径

    啰嗦这么多,那大脑是如何解决问题的呢?

    • 问题理解和分解

    解决问题的本质,即把问题进行表征,形成问题空间,再对问题进行分解。然后解决掉各个小问题后,以达到解决最终问题的过程。

    解决问题模型

    解决问题前,先要理解问题。

    下图为经典实验”河内塔“问题

    这是一个简单版,实验材料为 2 个柱子,2 个大小不同的圆盘,初始状态如图左方,目标是通过移动圆盘,变成右方的样子,规则是移动过程中,一次只能移动最上方那个,并且不能把它放在比它小的上面。在看完规则后,就会对问题进行表征,形成对应的问题空间,如果理解错误,就无法正常解决问题。(所以平时工作中为下属分配任务时,一定要确保对方已经理解了问题)

    完成河内塔目标,可以参考下图操作。为实现最终目标,对中间过程不断的分解,解决掉中间”子问题“,不断的减少距离目标状态的差异。该方法也叫”手段——目标“法。

    河内塔实验
    • 假设--检验法

    平时我们遇到的问题会很多,有些还是第一次遇到。这种新问题,因为没有过往经验做参考,常用的方法是先假设再检验,如果不行,再去不断尝试。

    • 搜索法

    大脑本身是个吝啬鬼,是能不思考就懒的思考。我们成年后,积累了很多经验。所以在面对问题时,大脑先做的不是去直接想如何解决这个问题,而是迅速回想过去的经验,如果有,就会用过去已有知识解决该问题。这种就是联想。遇到 A 问题,会想到之前遇到的 B 问题,A 和 B 直接存在某种相似性,两个问题之间有接口。在学生时代,我们做过大量的题目,成绩好的学生总会举一反三,会一道题,就会了这一类题。就是根据这些问题的类比和模仿解决新问题。

    • 爬山法

    爬山法是一个很形象的比喻,解决问题就像爬山一样,为了爬到山顶,需要从山底开始,不断的越过一个又一个小山顶,最后到达目标。最开始的精力都会放在眼前的小山顶上。

    以上方法是我们平时经常用的解决问题的路径,有些是根据已有经验解决,有些是毫无经验中摸索,认知心理学家司马贺把有经验的方法,叫做强方法,没有用经验的方法,叫做弱方法。两类方法比较,强方法解决问题的效率会远远高于弱方法。

    解决问题中遇到的问题

    在解决问题过程中,我们还能遇到什么问题呢?

    • 固有思维

    上方说到我们会用过往经验解决新问题,虽然高效,但同时也会有副作用。

    如下图所示

    双绳实验

    图片来源:网络

    该实验为心理学家梅尔发明的双绳实验,实验者在一个屋子里,2 根绳子在屋顶悬挂,要求把 2 个绳子连接起来。旁边是一个桌子,上边放着榔头和钳子。被试可能试着一手握住一根绳,再去抓另一根绳,但是够不着,在此情况下被试应如何办呢?

    实验结果显示,大部分被试都不会想到可以把榔头或者钳子绑到另一端的绳子上,然后摇摆绳子,以实现同时抓住 2 个绳子。

    这种情况就是我们的大脑被固有经验显示,只会想到榔头和钳子本身的功能,而不能想到可以用到其他途径上。(只想到可用性,而忽略可供性)

    • 大脑卡壳。

    和上方的固有思维类似,当遇到解决不了问题时,往往是大脑在错误的方向上,这是就会大脑卡壳。怎么也想不到如何解决。这时如果放弃旧思维,尝试打破固有逻辑,就可能会产生新的解决方法。也就是我们常说的"啊哈""顿悟“时刻,再自嘲一句”哎呀,我怎么没想到呢?“,所以,遇到一时解决不了的问题,不妨先放一放,出去溜一圈,放送一下大脑,没准回来就有方法了呢。

    小结

    我们普通人如何在解决日常问题中,能够少走一些弯路,提高一些效率,对大脑有一定的了解是有必要的。过日子就是问题叠着问题,我们能做的就是面对它们。多积累,多总结,有批量解决问题的思维,而不是解决单个问题,让自己活得轻松一点点。

    参考资料:

    《人类的认知:思维的信息加工理论》,司马贺

    《认知心理学及其启示》,约翰·安德森

    《超越智商》,斯坦诺维奇

    《思考快与慢》丹尼尔·卡尼曼

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