编者按：人类不仅渴求了解物质世界，也渴求了解思维世界。人类是如何“学习”的？思维是如何工作的？问题是如何解决的？我们一直想探索这些问题。虽然目前还没有明确的答案，但一些前沿成果值得我们了解。本文来自编译，希望对您有帮助。

人类的大脑是如何工作的？为什么最好的作家会遭遇更大的写作瓶颈？理解思想发展的关键是先要了解进化过程吗？下面是我最近读的 7 本书，可以帮助理解以上问题。

图1. 人类解惑之书海

1. 《人类的思维是如何在物质宇宙中产生的？》（How Can the Human Mind Occur in the Physical Universe?）

作者：约翰·安德森（John Anderson）

图2. 《人类的思维是如何在物质宇宙中

大家一看标题，可能认为这个是个反问句。就像“我们怎么可能理解像人类思维这样神秘而无限的东西？”一样。其实不然，针对艾伦·纽维尔（Allen Newell）提出的“齿轮如何叮当作响，活塞如何运转”这个人类思维中的问题，安德森给出了中肯的答案。

安德森认为心理学有以下三个死胡同（其中两个是他自己发现的）：

（1）忽略了大脑。赫伯特·西蒙（Herbert Simon）和艾伦·纽维尔率先采用了这种经典的方法。早期的信息处理理论回避了人类大脑的功能如何实现这一问题。这导致了类似于串行计算机理论的产生，但它并无生物学上的可信性。

（2）忽略了思想。另一种观点是消除连结主义，其基本理论是假设我们可以从单个神经元网络支配的行为（或假设的行为）中推断出更高阶的心理过程。令人欣慰的是，在此假设下，计算神经网络可以很好地模拟这一过程。尽管如此，安德森认为这些网络只对人类行为中不合理的小部分进行了模拟。理解大脑需要综合考虑人类的意图、记忆和逐步思考的过程。

（3）忽略了机制。还有一种观点是假设大脑需要适应现实世界，然后根据这些限制推断认知。虽然贝叶斯分析（Bayesian analysis）与记忆的统计模式相吻合，但这条路径最终回避了记忆在大脑中实际是如何工作的问题。

安德森对‘人类的思维是如何在物质宇宙中产生的？’这一问题的回答采用了思想-理性的自适应控制（ACT-R，Adaptive Control of Thought-Rational）理论，这是他长期发展的理论，我之前看过。他试图综合许多不同心理学领域的贡献来研究，以提出一个人类如何思考的合理模型。虽然有些人可能会嘲笑回答这个问题的可能性，但安德森的尝试是最前沿的解谜方式。

2. 《专业知识通论》（Toward a General Theory of Expertise）

作者：安德斯·埃里克森（Anders Ericsson ），杰基·史密斯（Jacqui Smith）

图3. 《专业知识通论》

专家比初学者更专业，靠的是什么？一位国际象棋大师选择了正确的走法，一位医生做出了正确的疾病诊断，一位网球职业选手打出了完美的反手击球，是什么样的思维引导他们选择了正确的做法？

相较于初学者，专家对专业知识表现出许多不同之处：

新手向后推理，专家向前推理。逆向推理是一个连续设定目标的过程，从你的最终目标开始，逆向工作，达到所需要采取的中间步骤。正向推理是从自己所处的位置开始，逐步推动到最后。研究发现，专家通常更多地使用逆向推理，这是常规行为的特征，而新手解决问题则通常使用费力的正向推理。

新手看到的是看似无意义的片段，而专家会感知到有意义的片段。专家们在看到了复杂的信息模式后，能够毫不费力地重构自己所看到的东西。新手则相反，他们会把复杂的信息模式看成是一堆难以理解的、杂乱无序的碎片。

新手采用弱方法，专家采用强方法。弱方法是我们在遇到新情况时使用的通用工具。它包括启发法，如爬坡法（不断向更接近解决方案的方向改变事物）和试错法。强方法是处理特定问题的行业特定方法。

尽管研究人员对专家和新手之间的许多差异进行了大量的研究，但我们仍然不能清楚地回答新手如何成为专家这一问题。

3.《写作心理学》（The Psychology of Written Composition）

作者：玛琳·斯卡达玛利亚（Marlene Scardamalia），卡尔·贝雷特（Carl Bereiter）

图4. 《写作心理学》

“专业知识”可以理解为专家自动、流畅地推理，从问题到解决方案都沿着一条线进行。相比之下，新手在努力解决问题的过程中会磕磕绊绊，会在寻找答案的过程中陷入死胡同。

写作与专业知识则大相径庭。

与专业知识相反，斯卡达玛利亚和贝雷特观察到，新作家写作时表现出惊人的流利性。初学写作的人通常会立即开始写作，几乎就如同把铅笔放在纸上那样快。一项调查告知孩子们“有经验的作家有时在动笔之前会花15分钟的时间思考自己要写什么”，孩子们对此感到很惊讶。

相比之下，专家是缓慢、单调、辛勤的问题解决者。他们经常陷入困境，面临更大的写作障碍，并在写作中克服困难。尽管如此，他们还是写出了更好的散文。

为什么写作违反了专业知识的正常规则？斯卡达玛利亚和贝雷特在《写作心理学》一书中给出的答案是，新手和专家采用不同的写作策略。

斯卡达玛利亚和贝雷特发现，新手在写作时使用他们所谓的“知识讲述策略”。

一个新手试图回忆尽可能多的想法，以符合主题和写作格式的惯例。当给孩子们一个写作提示，如“应该由学生来选择他们所学的内容吗？”孩子们会试着写出既符合这一主题，又符合文章观点、整体格式的句子。

与新手相反，斯卡达玛利亚和贝雷特认为有经验的作家使用一种更复杂的过程，他们称之为“知识转化策略”。

专家写作时会同时在两个问题空间中工作。在第一个空间要解决的是修辞问题（例如，我的读者会觉得这有说服力吗？），在第二个空间要解决的是内容问题：（例如，我对这一问题的观点是什么？）。这个来回徘徊的过程是需要付出努力的，但它的结果是写得比新手更好。

我发现《写作心理学》这本书很吸引人，既洞察到了我自己的写作过程，也肯定了我的观察：对于我来说写作越来越难，因为我（希望）在写作方面做得更好了。

4.《我们如何学会运动?》（How We Learn to Move）

作者：罗伯·格雷（Rob Gray）

图5. 《我们如何学会运动?》

人们如何才能做到擅长运动技能？经典的答案是通过重复训练。我们通过一遍又一遍地重复正确的技巧，最终能完美地完成高尔夫挥杆、准确调整跑步步幅、精准跳投。

格雷反对经典做法，他认为重复不仅不起作用，甚至靠它来掌握技巧是不可能的！相反，他认为运动技能是一个动态的适应性系统。我们的动作和练习要有适当的变化，以避免受伤并调整我们的运动协调能力。

我自己承认，在我的技能学习中，运动技能是一项空白。所以我很难判断格雷的观点是否是主流。尽管如此，我还是觉得他的想法是有道理的，尤其是考虑到人们理解自己的身体动作是多么困难的一件事。

5. 《并行分布模型》（Parallel Distributed Processing ）

作者：大卫E.鲁梅尔哈特（David E. Rumelhart），詹姆斯L.麦克利兰（James L. McClelland）

图6. 《并行分布模型》

并行分布模型，或称连接主义，认为我们需要了解大脑是如何思考的。这本书被认为是开启了计算神经网络研究的里程碑式书籍。

这本书提出了一些基本的理论：

（1）分布式表示。连接主义认为记忆或想法不是通过单一的“符号”或单元来表示的，而是在许多神经元中延伸出来的心理表征。依此说法，你对祖母、高中化学老师或布拉德·皮特（Brad Pitt）的记忆的编码不是你大脑中某个地方的单个神经元，而是由无数个单元激活的扩散模式。这种分布式表示考虑了稳健性，但也有缺陷。这些网络如何编码关系属性（例如，“狗咬人”vs“人咬狗”）的问题让认知科学家和机器学习研究人员都很困惑。

（2）思考是一种“放松”。现实世界思维面临的一个挑战是，它经常要在许多模糊的约束条件下进行推论。利用串行信息处理模型推论通常会导致出现大量的可能性，这使得它们无法进行常识推理。连接主义网络通过让各种可能性相互竞争来打破这种困境。当不兼容的想法相互压制时，最终最可能的选择就出现了。这种放松是沃尔特·金奇（Walter Kintsch）的构建-整合理论（Construction-Integration theory）的主要部分，我在这里做了简要回顾。

学习是通过不断修正错误完成的。正如分布式表示的训练也是通过反向传播完成的，其中误差被用来将神经网络各方面的权重调到整最佳配置。

《并行分布模型》一书在我的书架上放了好几年。我目前的观点是，连接主义倾向于解释思维的直觉、感觉、思考的低级层面，而符号操纵则更好地解释了思维的理性、认知、高级层面。

6. 《新兴思想》（Emerging Minds）

作者：罗伯特·西格勒（Robert Siegler）

图7. 《新兴思想》

长期以来，儿童思维发展一直被比喻为不断攀升的楼梯。颇具影响力的瑞士心理学家让·皮亚杰（Jean Piaget）观察到，不同年龄的儿童使用不同的思维方式。这一传统理念一直延续到信息处理时代，罗比·凯斯（Robbie Case）等理论家认为，这与工作记忆容量的离散增长相对应。“楼梯思维”也出现在“新兴思想理论”中，这些理论认为，孩子们对物理、心理或外部世界的看法与更成熟的同龄人不同。

西格勒认为用楼梯来比喻儿童思维发展是错误的。相反，他认为，这一理论从根本上忽视了认知发展的可变性。人类的一大特点就是我们不以单一的思维方式思考问题，我们有许多不同的思维方式。孩子们通常会用几种方法来解决问题，但不一定非要用最好的那一种。

这种可变性会带来不同的结果。西格勒主张用进化的方法来思考。就像物种不会在阶梯上整齐排列一样，人类的心智能力也不能用阶梯这个比喻来解释。相反，各种各样的思维方式会在不断的使用过程中相互竞争并适应外部环境。

西格勒就儿童如何处理加法问题进行了广泛的调查。他发现，孩子们采用的策略会随着时间的推移而演变。他们首先从两个数字开始计数，接下来从较大的数字开始计数，然后直接从记忆中提取答案。然而，这种转变不是突然就会发生的。孩子们使用多种方法计算，随着他们逐渐学习了新技巧和记住答案，使用这些方法的频率也会随着时间的推移而变化。

我读过的发展心理学方面的书籍不多，不足以判断西格勒的书代表的是一种新的共识还是一种异端观点。可我依然觉得他的想法很有趣，因为他认为在不同的成长阶段，“学习”可能是完全不同的过程。

7.《关于解决问题》（On Problem Solving）

作者：卡尔·邓克尔（Karl Duncker）

图8. 《关于解决问题》

在纽维尔和西蒙编著关于解决问题书籍的几十年前，邓克就写了《关于解决问题》这本简短的学术专著，调查人们在解决问题时使用的思维方式。

正是在这本书中，出现了“功能固着”（functional fixedness）的概念。其含义是，当你看到一个物体具有特定的功能时，你就不太可能看到它具有另一种功能。

他为证明此概念所做的经典实验是要求受试者在墙上固定蜡烛，并提供一盒大头针。如果你把盒子分开放，大多数受试者会认为它是一个合适的平台，并把盒子固定在墙上，然后在上面放一支蜡烛。相反，如果你把大头针或蜡烛放在盒子里，受试者就会将盒子视为一个容器，因此很少有人能解决问题。

图9. “功能固着”概念的验证实验

我对格式塔心理学很着迷。尽管这一理论在科学心理学的发展中已经销声匿迹，但格式塔主义者所做的贡献在很大程度上预示了认知革命。格式塔主义者大多是德国人，希特勒的崛起迫使许多格式塔主义者迁移到美国，从此他们面临着一个对他们的格式塔理论不太有利的环境。如果托马斯·库恩（Thomas Kuhn，即Thomas Sammual Kuhn，美国科学史家，科学哲学家。库恩的科学哲学思想中，“范式”是一个核心概念。）的观点是对的，科学范式（paradigms，来自希腊文，原意是指语言学的词源、词根，后来引伸为范式、规范、模式、模型、范例等含义）是不相称的（而且在某种程度上是武断的），我真想知道，如果历史以不同的方式发展，21世纪的心理学会不会看起来非常不同。

Gestalt psychology，格式塔作为心理学术语，具有两种含义：一指事物的一般属性，即形式；一指事物的个别实体，即分离的整体，形式仅为其属性之一。也就是说，假使有一种经验的现象，它的每一成分都牵连到其他成分；而且每一成分之所以有其特性，即因为它和其他部分具有关系，这种现象便称为格式塔。格式塔不是孤立不变的现象，而是指通体相关的完整的现象。完整的现象具有它本身完整的特性，它既不能割裂成简单的元素，同时它的特性又不包含于任何元素之内。

译者：甜汤