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生物学思维~力不从心的大脑 21&22

生物学思维~力不从心的大脑 21&22

作者: Carreybook | 来源:发表于2020-10-16 00:36 被阅读0次

  作者在本节继续讲述面对复杂系统时,我们为何会力不从心,主要还是因为我们的大脑无法适应非线性变化的互联系统,在非线性变化中,一个小变化在流经一个大型互联系统时,会导致系统以不成比例的方式发生变化,以致大脑无法很好地做出应对。

递归也潜藏在语言结构中。换句话说,语言具有递归能力。事实上,语言在理论上是无限递归的。你可以说“他说狗是棕色的”,也可以说“她认为他说狗是棕色的”。你在第二句话中嵌入了第一句话。更大胆一些,你甚至可以说“我记得她认为他说狗是棕色的”。基于不同的句型结构,在一个句子中嵌入另一个句子的现象,可以出现在句首、句中或句末,而且还可以一遍又一遍地嵌入。(这种嵌套多几层的话,普通人可能就很难一次看懂了)

递归,使语言变得无限丰富。举个例子,假设有一个规模相对较小的语言系统,它仅包含1 000个动词、10 000个名词,以及这样一个规则:将单词组成句子的唯一方式是“名词+动词+名词”。这种语言看似简单,但应用功能却极其强大。你可以造出10 000×1 000×10 000个句子,也就是1 000亿个句子。就算你以每10秒钟说一句话的速度,时刻不停地说,也需要3万多年才能说完所有句子。更重要的是,上述事例中的语言系统,其实是一种体量很小的语言系统。如果你面对的是一种单词量更大、句型结构更复杂的语言,想要将所有句子都说一遍,所需要的时间会十分漫长,漫长到需要地质时间来描述。(数量级确实恐怖)

有些计算机程序甚至直接内置了语法结构,因而能够创建出层级相当庞杂的句子。不过,它们无法让这种复杂的句子变得合理,只能让它们看上去像是人写的,并且风格与某些作家相似。以“康德发生器”为例,它可以造出这样的句子:“由于对现象的知识是先验的,因此,如我所知,对读者来说,就必然性和事物本身而言,应该非常小心地观察,人类理性的规律,可以像我们的判断一样对待。”人类作为生物,比小小的计算机程序复杂得多,但是在拆解问题,并确定其合理性方面,却无法像计算机程序那样信手拈来。(计算机适合拆解问题,设计者真是帮了人类的大忙呀)

当然,除了在面对递归以及其他某些语法技巧时,我们会显得无力之外,人类认知能力的局限性还体现在其他诸多方面。事实证明,许多机器能够轻松完成的任务,人类却无法胜任,这种情况几乎成就了整个家庭手工业。因此,我们无须再讨论“视觉幻象”这类感性挑战了,不如来看看有关心理能力极限的实例。例如,你有没有想过,你能瞬间记住的数字有多长?对于大多数人来说,只能记住7个数字左右,也就是说,你很难记住比电话号码更长的数字,而且这里所说的电话号码是不包含区号的。

在与计算机的其他“较量”中,人类的“成绩”也很可悲。将一个信息小片段传输到大脑的长期记忆区大约需要8秒钟,但是在同样的时间,甚至更短的时间里,我们可以将整本《战争与和平》下载到笔记本电脑中。人类在处理多重任务时的效率极差,远远比不上最低配置的计算机。我们的神经元回路比计算机电路要慢100多万倍。另外,据估计,大脑的长期记忆容量甚至还比不上20世纪80年代初出厂的一台老式苹果机(这些方面,人类确实不行,主要是机器出现之后,咱们才发现原来如此呀)。

人类的大脑最终能不能克服其局限性呢?通过对人类认知的研究,我们得到的答案并不如意。就像可以加快计算机转速,让计算机超频运行一样,我们偶尔也可以利用药物来“提神醒脑”。但是研究表明,大脑在“超频”时也会权衡利弊,做出取舍。正如超频运行的计算机可能会发热一样,超极限运转的大脑也会受到伤害。从现有的证据来看,人类的大脑在进化过程中已经微妙地实现了优化,所以随意“超频”可能会致使它出现严重的问题。(用脑过度也会头痛呀,哈哈哈)

苹果公司创始人之一斯蒂夫·沃兹尼亚克(Steve Wozniak)堪称技术研发领域的拉马努金。他不仅完成了对第一台苹果电脑的编程,还负责了第二代苹果电脑的开发。正如程序员兼小说家维克拉姆·钱德拉(Vikram Chandra)所说:“这台计算机的每一个组成部分、每一个字节都是沃兹尼亚克一手打造的,而且人们尚未发现任何错误……沃兹尼亚克一人包办了所有的硬件和软件,还在计算机代码中创建了一种编程语言。他本人就是硬核。”言下之意,沃兹尼亚克对技术的理解无人能及。(苹果联合创始人确实是天才级别的硬件软件大师,可惜坠机后受伤了,自此力不从心呀)

事实上,在现实生活中,我们也能观察到大脑的认知极限以及这种极限的扩展方式。伦敦的出租车驾驶员对道路知识的获取和运用,便是一个很好的例子。“知识”是一个奇妙的术语,这里所说的知识是指伦敦地区道路系统的所有细节:25 000条道路及其相互之间的连接点,以及公共汽车站、地标性建筑、雕像、餐馆、酒店……为了将乘客准确高效地送达目的地,出租车驾驶员必须掌握全部细节。积累这方面的知识,成为一名出色的出租车驾驶员,可能需要长达数年的强化记忆和积极的实践。最终,这些出租车驾驶员的大脑出现了明显的变化:对空间记忆至关重要的海马后部脑区增大了。(长期积累确实可以适当弥补我们大脑的不足,这个有点像进化论呀)

然而,尽管存在这样一些“异常点”,尽管这些特例给我们留下了非常深刻的印象,但是人类大脑的认知能力终归还是有限度的。拉马努金也会犯错,沃兹尼亚克肯定也有无法突破的认知极限,譬如递归问题。而伦敦的那些出租车驾驶员,显然也不可能把全世界的道路信息都存在脑子里。(能力总有边界,天才也不例外)

如前所述,我们的记忆能力以及在记忆中进行检索的能力,都是有限的,能瞬间识别的事物数量也少之又少。除此之外,我们还很难理解系统内部各种互联的具体含义。具体来说,在面对非线性变化时,我们会不知所措。当某个事物以线性方式发生变化,即一个较小的变化产生一个较小的差异、一个较大的变化产生一个较大的差异时,我们所需要做的主要是以线性形式进行外推。在这样做的时候,大脑几乎不会遇到什么困难,因为线性系统的输入与输出是成正比的。但是,在非线性变化中,一个小变化在流经一个大型互联系统时,会导致系统以不成比例的方式发生变化,以致大脑无法很好地做出应对。(人类大脑擅长单核运算,不擅长多核多线程运算呀)

在非线性系统中,行为会受到反馈和输入放大率调制的影响(或者也可能相反:一个很大的变化只能带来一个极小的影响),这令大脑很难将输入与输出关联起来。在这种情况下,我们无法继续以线性形式进行外推。所有变量之间的互动形成了错综复杂的不规则曲线,让我们的大脑一筹莫展。(蒙圈状态就是这样来的呀)正是因为大脑本身具有这样的缺陷,所以我们很难把握复杂系统,包括我们自己所构建的复杂系统。

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