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大腦如何精準學習

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內容簡介

  學習擁有生命力(vital principle),
  而人類的大腦有著巨大的可塑性—去改變它自己,以適應環境。

  大腦具有超凡的反彈能力,即使在受到巨大的創傷,如眼盲、失去半個腦或社會孤立後,還是能發展出學習的能力。這個學習的火花並沒有被這些不幸的遭遇所熄滅,語言、閱讀、數學、藝術創造:這些人類所特有的能力,也是其他靈長類所沒有的。
 
  現代學習科學的旅程包括三個部分:

  在第一部分,〈學習是什麼?」〉(What Is Learning?)

  我們從學習對人類和動物的意義是什麼開始,討論學習時的法則或機制,因為學習就是逐漸形成外在世界的內在模式,不論它是在矽(silicon)或是神經迴路上。

  當我去到一個新的城鎮時,我會在腦海中形成一個心智地圖——這個城市街道巷弄的小模型。同樣的,一個孩子在學騎自行車時,他也是在他腦海中,模擬腳要怎麼踩、手要怎麼握把手才能維持自行車的平衡。電腦的人臉辨識法則也是先得出眼睛、鼻子、嘴巴的各種形狀和它們的組合,把它形成一個模型板(template)。

  在第二部分〈我們的大腦如何學習〉(How Our Brain Learns)之中,作者會用心理學和神經科學來回答。我會聚焦在嬰兒身上,因為他們是真正的學習機器,沒有人比得上。最近的實驗資料顯示,嬰兒的確是如這個理論所預測的,他們是正在長大的統計學家。嬰兒一生下來,他們的大腦迴路就已經組織好了,可以投射假設到外面的世界去,但是他們同時也有極大的可塑性,這個從大腦突觸永遠都有改變的可能上可得之。在這個統計的機械中,先天和後天不是對立的,而是相輔相成的。
 
  在第三部分〈學習的四大支柱〉(The Four Pillars of Learning)中,作者詳列出為什麼大腦是到現在為止最有效率的學習設備。四根支柱就是四個重要的機制,使我們可以學習。第一個是注意力。第二根支柱是主動參與。第三根支柱是錯誤回饋,它正好是主動參與的反面。最後,第四根支柱是固化:透過時間的流逝,我們大腦彙整已經學會的東西,把它轉存到長期記憶中,把神經資源釋放出來以備未來的學習。

  這四根支柱有普遍性,嬰兒、孩子、大人在學習時,都用到它們。這是為什麼我們需要把這四個能力操到很熟練—這就是我們可以學習的原因。最後,在總結時,我會討論這些科學的進步該怎麼應用。改變我們學校的教學法、改變家庭、改變職場其實是不必要的,只要遊戲、好奇心、社會化、集中注意力和睡眠就可以增加我們大腦本來已經有的最大才能:學習。

  作者相關著作:他發表了很多經過同儕審訂過的期刊文獻,也是好幾本書的作者,包括《數字感》(The Number Sense)這本暢銷書和《大腦與閱讀》(Reading in the Brain,信誼出版)等。

名人推薦

  ~洪蘭教授強力推薦並親自翻譯~
  曾志朗   前教育部長
  白明奇  成大醫學院神經學教授兼老年學研究所所長
 

作者介紹

作者簡介

Stanislas Dehaene 史坦尼斯勒斯.狄漢


  法國科學家史坦尼斯勒斯.狄漢在他成為世界頂尖的語言和數字大腦處理的認知神經科學家之前,原本就是數學家和心理學家。他是法國Saclay認知神經影像中心的主任,也是法國國家學院(College de Fance)實驗認知心理學的教授、法國科學院(French Academy of Science)的院士,他同時也是 Pontifical Academy of Science 的院士。

  他發表了很多經過同儕審訂過的期刊文獻,也是好幾本書的作者,包括《數字感》(The Number Sense)這本暢銷書和《大腦與閱讀》(Reading in the Brain,信誼出版)等。

譯者簡介

洪蘭


  加州大學河濱校區實驗心理學博士,在加州大學爾灣醫學院神經科和耶魯大學哈斯金實驗室接受博士後訓練,曾任教於加州大學河濱分校、中正大學、陽明大學、中央大學,並為中央大學認知神經科學研究所的創所所長。

  洪教授已翻譯了五十七本生物科技及心理學方面的好書,包括《棉花糖女孩》、《浮萍男孩》、《養男育女調不同》、《心智拼圖》、《天生愛學樣》、《教養的迷思》、《快思慢想》、《改變是大腦的天性》、《自癒是大腦的本能》等。

  洪博士曾獲頒吳大猷科學普及著作獎翻譯類金籤獎、2005年東元科技文教基金會特別貢獻獎、2011年遠見雜誌華人領袖終身成就獎。

  有感於教育是國家的根本,而閱讀是教育的根本,前後去過台灣大大小小超過三千所的中小學作推廣閱讀的演講,深受各界推崇。

  著有《講理就好》等二十五本書。
 

目錄

推薦文
前言
 
第一部分  學習是什麼?(What Is Learning?)
第一章    學習的七個定義
第二章    為什麼我們的大腦比目前的機器學得更好
 
第二部分  我們的大腦如何學習(How Our Brain Learns)
第三章    嬰兒看不見的知識
第四章    大腦的誕生
第五章    後天的部分
第六章    重複使用你的大腦
 
第三部分  學習的四根支柱(The Four Pillars of Learning)
第七章    注意力  Attention
第八章    積極參與  Active Engagement
第九章    錯誤的回饋  Error Feedback
第十章    固化  Consolidation
 
結 語   教育與神經科學的重修舊好
NOTES
 

 
 

前言

  二OO九年九月,一個非常特殊的孩子驅使我澈底的修改了我對學習的看法。我那時在訪問巴西的莎拉醫院(Sarah Hospital),這是一個神經復健中心,是奧斯卡.尼邁耶(Oscar Niemeyer)所設計的白色建築物(譯註:巴西有名的建築家,聯合國總部大樓就是他設計的),我的實驗室和這個復健中心合作有十年了。中心主任,露西亞.布拉加(Lucia Braga)要我看一下她的病人,一個七歲的小男孩菲力普(Felipe),這個孩子有一半的歲月是花在這個醫院的病床上的,她告訴我,菲力普四歲時,在街上被流彈所傷─很不幸,這種事在巴西很常發生,子彈穿過了他的脊椎,使他幾乎完全癱瘓,只剩微弱的四肢感覺,子彈也摧毀了他的大腦視覺皮質區,他完全看不見,為了幫助他呼吸,醫生在他頸部氣管上開了個口,所以有三年的時光,他都住在醫院裡,一個鎖在殘障身體內的小靈魂。

  在通往他病房的走廊上,我記得告訴我自己有心理準備去面對一個破碎的孩子,但是當我見到菲力普時…,一個跟其他七歲孩子一樣活潑可愛,對所有事情充滿了好奇心,問個不停,有十足生命力的孩子時,我太驚訝了,他的語言有著豐富的辭彙,文法完全正確,問我法文的髒話怎麼講(譯註:作者為法國的認知神經科學家,而巴西是講葡萄牙文),我發現他對語言狂熱,從未錯過任何可以豐富他詞彙的機會,他可以說英文、西班牙文和葡萄牙文,雖然他看不見,又生活在床上,他靠寫他自己的小說的方式逃避到他的想像世界中,醫院的人員也鼓勵他這樣做,他在幾個月之內便學會口述他的故事給一位助理幫他打出來,後來他學會用一個連到電腦跟音效卡的特殊鍵盤去寫故事,不再靠別人。醫院的小兒科醫生和語言治療師輪流到他的床邊,幫他把故事轉譯成盲人的點字書,還有著浮雕的插畫,他用殘留的一些觸覺,很驕傲地用手指輕拂過頁面。他的故事裡有英雄,以及他永遠沒有辦法看到的高山和湖泊,但是他像所有的小男孩一樣,有著他的夢想。

  跟菲力普的會面深深地感動了我,也驅使我去仔細檢視我們大腦最大的才能:學習的能力。這個孩子的存在就是神經科學的一個挑戰,我們大腦的認知器官如何去應付這麼巨大的環境動盪?我跟菲力普有著這麼巨大的感官經驗,為什麼他和我可以有這麼相同的思想?不論人們是怎麼學的、什麼時候學的,這些不同的人是如何得出這麼相同的觀念?

  許多神經科學家都是實證主義者(empiricists):他們跟英國哲學家洛克(John Locke, 一六三二~一七O四)一樣,認為大腦是從環境中獲得知識,大腦皮質迴路的特性就是可塑性(plasticity),能夠適應環境的輸入。的確,神經細胞有著極大的能力,根據接收到的訊號不停地調整他們的突觸。然而,假如這是大腦的主要驅力,我的小菲力普,沒有視覺和動感的輸入,應該是個嚴重殘障的孩子,是什麼樣的奇蹟使他發展出完全正常的認知能力出來?

  菲力普的個案絕對不是單一的個案,每個人都知道海倫.凱勒(Helen Keller, 一八八O~一九六八)和瑪莉.厄丹(Marie Heurtin, 一八八五~一九二一)的故事,她們都是生下來就失聰、失明,然而在多年的社會隔離(social isolation)後,學會了手語,最後變成聰慧的思想家和作家1。在這本書中,你會見到許多像這樣的人,我希望他們會大大改變你對學習的看法,其中一個人就是伊曼紐爾.吉魯科斯(Emmanuel Giroux),他在十一歲時眼睛失明了,卻成為世界頂級的數學家,套用聖.修伯里(Saint–Exupéry)在《小王子》(The little prince, 一九四三)這本書中狐狸的話,吉魯科斯說:「在幾何,它的重點是眼睛看不見的,只有用心,你才看得清楚。」一個盲人如何在抽象的代數幾何空間中,快速的操弄平面、球形和立體而沒有親眼看見它們?我們會發現他動用的神經迴路跟其他數學家所用的迴路一樣,但是他的視覺皮質不但沒有靜止不動,反而重新設定用來做數學了。

  我也會介紹你認識尼可(Nico),一位年輕的畫家,當他去巴黎的瑪摩丹美術館(Marmottan Museum)時,複製了一幅莫內(Monet)的名畫「日出印象」(Impression, Sunrise)(彩圖一),這有什麼了不起呢?沒什麼,只是這是一個只有半個腦的年輕人,他的右腦在他三歲時便完全切除了,他只有左半球而已,尼可的大腦學會把他所有能力都擠到左腦中:他的左腦要說話、寫作、閱讀,還要繪畫,而後者一般認為那是右腦的專長,不但如此,他還會電腦、輪椅西洋劍(wheelchair fencing),他在這一項拿到西班牙的冠軍。請忘記你過去所學的左、右腦的功能,因為尼可就證明給你看了每個人都可以成為有創造力、有天份的藝術家,即使沒有右腦也行!大腦皮質的可塑性看起來真是奇蹟的創造者。

  我們也會去看一下惡名昭彰的羅馬尼亞首都布加勒斯特(Bucharest)孤兒院的孤兒,這些可憐的孩子一出生就被送到孤兒院去[譯註:這是羅馬尼亞獨裁者希奧塞古(Ceausescu)一個很可怕的錯誤政策,因為當時羅馬尼亞缺乏人力(二次世界大戰在巴爾幹半島打的很激烈,青壯男士都戰死了,全國缺乏勞工,希奧塞古便下令凡是在四十五歲以下生育期的婦女必須為國家生育孩子,由國家成立教養院來養活他們,但是因為人手不夠,這些孩子是在幾乎沒有人照顧的情況下孤獨長大,造成後來很多的人格問題),這個經驗讓西方的學者(主要是哈佛的教授Charles Nelson)發現童年的受虐,如疏忽、冷漠、沒有關愛對孩子一生的影響],但是那些在一歲或二歲以前被領養的孤兒卻有著幾乎正常的學校經驗(譯註:也就是說在學業和人際關係上沒有問題)。

  這些例子說明了大腦超凡的反彈能力,即使在受到巨大的創傷,如眼盲、失去半個腦或社會孤立後,還是發展出學習的能力,這個學習的火花並沒有被這些不幸的遭遇所熄滅,語言、閱讀、數學、藝術創造:這些人類所特有的能力,也是其他靈長類所沒有的,都能抵抗這些大的創傷,如切去半個腦、失去視力和動作的能力。學習是個生命力(vital principle),而人類的大腦有著巨大的可塑性—去改變它自己,去適應環境。

    然而我們同時也看到相反的例子,學習被僵住,沒有力量掙脫,例如失讀症(alexia)患者無法閱讀字,我曾經研究過好幾個成人,他們原來都是閱讀很強的人,但是在中風以後,他們連最簡單的狗(dog)或地墊(mat)都不認得了。我記得有一個精通三種語言的女士,原來每天讀法文報紙世界報(#Le Monde#)的,在中風以後,她無法讀報了,報紙上的每一個字讀起來都像希伯來文(Hebrew),她下決心要重新學會閱讀法文報紙,但是經過二年的努力,她的閱讀能力仍然沒有超過幼兒園孩子的程度:她要花好幾秒才能讀出一個字來,而且是一個字母、一個字母的辨識才行,即便如此,她還是無法讀出每一個字來。為什麼她不能學?為什麼先天性失讀症閱讀障礙(dyslexia)的孩子、沒有計算能力(dyscalculia)的計算障礙孩子或是運用障礙(dyspraxia),他們在學習閱讀、計算或書寫上都有相同的困難,而其他的孩子則毫無困難的學會這些技能。

  大腦的可塑性像個喜怒無常的人:有的時候它可以克服巨大的困難,有的時候它又讓那些能力有障礙但有著很強動機想學,也很聰明的孩子和大人失望。這是因為某些神經迴路的關係嗎?是這些神經迴路在這些年間失去了它的可塑性嗎?這個可塑性可以再被打開嗎?控制打開/關閉可塑性的規則是什麼?大腦的可塑性為什麼從孩子一出生到幼年期能這麼的有效?大腦迴路如何形成外面世界的表徵?它的規則是什麼?了解這些規則會使我們學習的更快、更有效率嗎?這些規則可以幫助我們建構出更有效率的機器、人工智慧,使它們有一天能模仿我們或甚至超越我們嗎?這些問題是本書想要回答的問題之一,我會從認知科學和神經科學的最新發現,從跨領域的角度來回答它們,但是我也會從人工智慧和教育的角度來做整合。

推薦文

蓋好格子的白紙
白明奇 成大醫學院神經學教授、老年學研究所所長


  2004年,我從美國亞歷桑納大學訪問研究歸來,洪蘭教授打電話來台南請我關照一位因中風住院的病人,說是她好友的父親。不久,洪教授寄來一大箱書,打開一看,十分驚訝,都是科普類的翻譯作品。這些年來,洪教授不斷翻譯科學書籍,將國外認知神經科學、心理學等重要的發現與理論引入國內,對當代的年輕學子產生很大的影響。這批書中,還包含腦科學教育的指引,更令人敬佩。三年前,我開始主持科技部前沿科轉計畫,目的是要將重大的科學發現轉化成一般人可以理解的形式、並推廣,以提升國人的科學素養,這是一流國民應該有的能力,更深刻體悟到洪教授過去數十年的努力,很不容易。

  這次洪教授翻譯《大腦如何精準學習》(How We Learn),作者是Stanislas Dehaene,是另一本了解大腦功能的好書。書中Dehaene引用許多有名的學說與實驗,對我來說十分熟悉,因為在心理學研究所攻讀博士學位的那幾年,上課內容與專題討論幾乎都是在探究學習的機制與原理,這與認知神經科學關係密切。

  夏末某天,朝北的辦公室窗外,鴿子銜來一條條枯枝築起了巢,過了不久,下了兩個蛋,幾天之後,孵出了幼鴿,經過反哺餵食,歷經風吹雨打,幼鴿羽長翅硬,很快地,已經可以展翅拍打、做出欲飛之姿態。看這鴿子的成長,不禁想到此書描述的學習機器,剛破卵而出的乳鴿大腦是一張白紙嗎?

  奇美實業創辦人許文龍先生曾說:人生如果被劃上格子,就只能寫字了。這是勉勵人們不要自我受限、或被他人束縛,而阻擋了原可揮灑的人生。然而,延續物種是個非常現實的任務,為達使命,生物體業已將千萬年來經過演化、物競天擇考驗的精髓及成功存活的祕笈印刻在染色體上。這樣說來,新生的大腦像是一張畫了格子的白紙,具備足夠與生俱來的能力,得以快速適應既有的環境;同時,大腦可塑性則是對付環境威脅的利器。2014年諾貝爾醫學與生理學桂冠The Mosers發現了網格細胞 (參考白明奇:腦內的導航系統。科學發展,2015年:八月號),再次支持這種理論。

  這其實正是本書所要強調的重點之一,但不會否定教育的角色,同時,Dehaene告訴我們,教育學子絕非任其發展,必須有篤實的學理根據。以往教育心理學家多半靠觀察、推論形成理論,沒有科學的根據有可能導致推論錯誤。現在應用功能性大腦磁振造影,可以支持、但也推翻了許多過去堅硬不敗、知名的學說或理論。

  這本書創造許多名句,例如「記憶看的不是過去,而是未來」、「沒有驚嚇、沒有學習」、「學習就是排除、減少錯誤」,Dehaene更提點人類大腦的獨特性,弱化人工智慧的過度誇大,這對迷戀人工智慧的人來說,提供一個省思的機會。

  古地圖用Terra Incognita來描述未知的疆域,剛剛來到人間的人類大腦就像Terra Incognita,值得對認知神經科學有興趣的你我來持續關注。

譯者序兼導讀

讀寫能力決定國家的競爭力


  五十年前秋天的一個晚上,我在加州大學心理所當助教,有一個長的很英俊的男生走進來,他先確定辦公室只有我一個人,再確定門是關的,然後很小聲的問:「你是助教吧?你是外國學生,在這裡沒有朋友吧?」我點點頭。他看了似乎放下了心,便很嚴肅的告訴我:「我不能閱讀,我來請你幫助我,請不要讓別人知道」。我聽了嚇一跳,不能閱讀是什麼意思?我從小到大,沒有碰過不能閱讀的人,只碰過很會閱讀的人。他接著說:「你學英文是有意識的學的吧?因為它不是你的母語。請你想一下,你是如何學會閱讀英文的?」。我說:「先學字母,再學拼字」,他不耐煩的說「我是問你,你是怎麼學會字母的?你是動用了什麼機制,才學會這些陌生符號的?」我呆了一下,怎麼學會的?我不知道。我才第一次感到,原來把這些陌生的符號變成有意義的文字是件不容易的事,不是每個人都能做得到的。

  後來才知道這叫「先天性失讀症」,全球有6%左右的孩子有閱讀上的困難。人類可以閱讀是上天的福賜,它真的不是一件容易的事,我們平常沒有去想自己是怎麼學會的,習慣把很多事情都看成「理所當然」不知道背後的原因。時間匆匆過了半世紀,現在終於有人回答「我們是怎麼學習的」這個問題了,揭曉在這本書內。

  本書作者是法國著名的認知神經科學家,得過好幾個國際大獎。他跟我們的實驗室有合作,我們也曾送學生到他實驗室去做博士後研究。2010年,他寫了一本《Reading In The Brain》(中文本《大腦與閱讀》信誼出版社2012年出版),寫得很好,我便把它翻成中文,把閱讀的神經機制介紹到台灣來。因此,當他又寫這本討論大腦如何學習的書時,他便請我繼續把它翻譯出來。其實翻譯也要投緣,喜歡的書可以翻的很快,不喜歡的,三年也翻不完。

  本書作者狄漢教授是J. Mehler的學生,在Michael Posner的實驗室做過博士後研究,是正宗實驗心理學派的弟子,我們有很多地方的看法相同,所以翻譯的工作輕鬆愉快。比如說,我們都認為教育是大腦的加速器,知識份子的短期記憶比文盲大了二倍,研究發現多念一年書,國家生產能力提昇3.6%。人類這個學習的能力可以因學校符合大腦發展的課程安排而變得更好。

  他認為課程的設計很重要,因為沒有任何一個其他的動物有課程設計的能力,更不要說去教導他的下一代,把智慧傳承下去。學校這個系統化正式教育的機構,大大有效地增加了我們大腦處理訊息的能力。但是對教育,我們卻有很多的迷思,教育機構本身也有很多的缺點,現行的教育體系是工業革命時期建立起來的,但是我們已經進入了數位經濟的時代,如果不改變,還在用一百多年前的方式教育孩子,杜威說的「以過去的方法,教現在的孩子,會耽誤他明天的前途」,以後學生畢業出來會找不到工作。他在書中有詳細的討論,掌管教育的人士可以好好的看一下,因為他的論述背後都有實驗證據的支持。的確,每個人都有相同的基本大腦電路,相同的大腦學習法則,為什麼最後的成果有這麼大的不同?

  本書最大的貢獻便是從實驗的證據上讓我們看到了大腦學習的歷程。他掃瞄出生才二個月的嬰兒(目前除了他的實驗室,還沒有任何一個實驗室做到這一點)讓我們看到孩子真的是小小科學家,眼睛一張開就像真正的科學家一樣,不停的形成假設,驗證假設,推翻假設,再形成更符合外面世界的新假設。他每二個月把幼兒園五、六歲的孩子帶到實驗室來掃瞄他們的大腦,看他們從不識字(法國的幼兒園沒有像我們台灣偷跑,幼兒園就在教認字、寫字,把一年級的功課給教完了)到識字,大腦皮質的改變。

  他發現在第一次掃瞄時,孩子的大腦皮質對物體、面孔和房子都起反應,但對字母不反應,因為還不認得字。但開學二個月後,大腦對字母就開始反應了,而且反應的地方跟大人是同一個地方-左邊枕顳葉皮質。慢慢地,他們對臉的反應改換到右腦去了,改換的程度跟孩子閱讀的能力成正比。也就是說,字母的辨識佔據了本來面孔辨識的空間,乞丐趕廟公,把原來的面孔辨識趕到右半球相對應的位置去了。

  作者也曾掃瞄兩個成年後才學習閱讀的人,一個是從小失學,沒機會念書,另一個是中風,左腦視覺字形區壞掉,所以不能閱讀。在二年的定期掃瞄中,失學者最後發展出字母區,但是他的字母區並沒有影響他的面孔區,因為左腦的面孔辨識迴路已經發展的很牢固,趕不動了,中風者則沒辦法再創造一個新的字母區出來,因為他已經成年,神經可塑性的彈性變小,無法把他的皮質區重新變成自動閱讀的機器,所以他可以讀,但讀得很慢、很辛苦,跟剛入學的小一學生一樣。

  本書在課程教學的實用部分有很多精彩的論述,對站在教育第一線的老師有很大的啟發。父母若了解孩子大腦發展的過程就會了解為什麼蘇東坡的「待他自熟莫催他,火候足時他自美」這句話這麼的貼切了。的確,大腦成熟了,學習是水到渠成,大腦未成熟,趕鴨子上架,孩子會從此恐懼學習。

  這是一本以實驗證據為本,告訴我們孩子如何學習的好書。它做到「有一分證據說一分話」,讓人從心裡信服,心悅誠服的去改變原有的舊觀念。教育是國家的根本,希望這本書能從大腦處理資訊的基礎上,讓所有的學生不再恐懼上學。

  經濟合作發展組織(OECD) PISA總監A. Schleicher說:讀寫能力是二十一世紀知識社會的共同貨幣,它決定國家的競爭力!我們目前迫切需要這個競爭力。

洪蘭

推薦序

學習不簡單:認知神經科學如是說!


  這是一本非常好的書,作者狄漢(Stanislas Dehaene)是法國法蘭西學院(College de France)的特聘教授,也是近20年來在腦科學領域的研究上,公認最有貢獻的科學家之一。在2014年,他是這領域最大獎「大腦獎」(The Brain Prize,2010年由丹麥倫德貝克基金會捐款成立的獎項,獎金為1000萬丹麥克朗,約150萬美金)的三位得主之一;去年又獲得這領域最高榮譽獎,認知科學協會(Cognitive Science Society)的魯梅哈特獎(Rumelhart Prize)。我們的研究團隊與有榮焉,因為長期以來他一直是我們團隊的研究顧問,也是我們實驗合作的好夥伴。這些年來,在科技部龍門計畫的支持下,我們有好幾位博士生都到他的實驗室,受到他的照顧和培訓。三年前,他來台灣參加我們國際腦科學聯盟的研討會,報告了他剛剛完成的「腦與意識」的實驗結果,大膽的下結論說:「語義激發不需要意識,但語意聯結的計算是推理的基礎,沒有意識就不會有理解,也就不能預知未來。因此,人的記憶不是為了回憶過去,而是為了計劃未來!」

  有點禪的味道?!所以那天晚餐後的小飲聊天時,我告訴狄漢教授,我把理解的歷程分段,由感官激發,到覺知,到意識,到理解,然後到預知,前兩個階段不需意識,但後三個階段必須有意識的支持才能完成;而實驗派典(experimental paradigm)的建立和理論的驗證,有其必要!但我更感謝他的實驗室已經開拓了意識研究的實驗天地,「讓我們共同啟動中國禪學的實驗研究吧!」他哈哈大笑說:「做和尚,不幹;打坐冥思,可以試試!」

  狄漢治學嚴謹,對每個實驗的管控一點都不馬虎,要求實驗室的年輕學員要精讀古典文獻,重視科學史觀的演進,但又不能被傳承的學風框住,思維一定要開放,主體是生物演化,行為是外相,根源是基因和神經聯結的系統化,提出的理論要深要遠,最重要的是禁得起數據為主的考驗!他這些堅持的理念和作為,貫穿在他每個實驗中,也表現在前後所寫的四本書中。從1997年出版的《數字感-1、2、3哪裡來?》(Number Sense),到2009年的《大腦與閱讀》(Reading in the brain),到2014年的Conscious in the brain,到今年剛出版的《大腦如何精準學習》(How we learn),他以深入淺出的生花妙筆,清清楚楚敘述了認知神經科學的起始、發展,和騰飛的過程。每一個面向都帶著歷史的困境,而且每一個細節都缺乏適切的概念來做好順暢的聯結,但他總有辦法把複雜的困境分解成可被理解的細緻圖像,然後就容易消化成為相互聯繫的階層性構圖。啊哈,懂了!這就是狄漢的能耐!

  這本剛出版的書,寫的是有關「學習」這個大家都知道的概念,在現代神經科學和認知科學整合之後,以新的研究工具(MRI、MEG、ERP等測量腦神經活動的高科技儀器)和不斷提升其精準度的分析方法,透視行為改變的神經機制,並建構新建「知識」儲存、聯結,和組合的生化模式,讓我們了解以往大家認為理所當然也習以為常的「學習」,其實是涵蓋非常複雜的生物演化歷程和不斷要把行為的特殊性提升為普遍原則的傾向,因此有效學習的四個核心動力就是:注意、主動參與、錯誤回饋,以及鞏固所學。總的來說,被動的學習是學不到東西的!

  這本書最精彩的部份是狄漢對近50年來在嬰幼兒學習的科學研究發現,做了全面且非常深入的整合報告。他的博士生涯是在當年世界上最好的嬰幼兒認知實驗室,跟隨頂尖的大師梅勒(Jacques Mehler)學習,所以他說「不要低估嬰幼兒!」,也很清楚的告訴大家,即使現代最強的人工智慧(AI),都比不上人類嬰兒腦神經的學習潛力!你也許有親友在外國,他們的小孩同時學會說兩種或三種不同語言,一點也不困難,但你現在想學第二外國語,就必須費盡心力,遑論學習第三外國語。用科學的方法,在認知神經科學的研究中,打開腦神經學習的神秘面紗,對未來教育中有效學習的重新設計,絕對是有很大助益的!

  最後,我必須再強調一次,這是一本非常值得慢慢細嚼、用心體會的有關人類有效「學習」的科普著作。內容不簡單,但作者的敘述條理分明,所以讀起來並不困難。在講究為未來科技社會超前部署的世代,重視精準學習,實屬必要!
 
曾志朗
 

詳細資料

  • ISBN:9789573287322
  • 叢書系列:生命科學館
  • 規格:平裝 / 400頁 / 14.8 x 21 x 1.85 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

第三章
 
嬰兒看不見的知識
 
從表面上看,還有什麼人比嬰兒更沒有知識呢?還有什麼比洛克說的嬰兒的心智像「一塊空白的石板」(blank slate)等待環境去填滿它,更有道理呢?盧梭(Jean-Jacques Rousseau, 一七一二-一七七八)在他的《愛彌兒》(Emile, or On Education, 一七六二)中更是宣揚這一點:「我們天生可以學習,但是生來什麼都不知道,什麼都無覺識」(We are born capable of learning, but knowing nothing, perceiving nothing)。大約二百年之後,現代電腦之父圖靈說:「假設孩子的大腦像剛從文具店買的筆記本,有很多的空白頁,很少的機制」(Presumably the child brain is something like a notebook as one buys it from the stationer’s. Rather little mechanism, and lots of blank sheets.)。
 
現在我們知道這種看法是大錯特錯的了,外表是可以唬人的:雖然它還沒有成熟,但是新生的大腦已經擁有相當多的知識,這是演化長史給他的。然而,絕大部分的這些知識是看不見的,因為它無法從嬰兒很原始的行為中去表現出來。靠著認知科學聰明的實驗法才讓我們看到寶寶生來就有的能力庫中有很多、很廣的,物體、數字、機率、面孔、語言等先驗的知識。
 
物體的概念
 
我們都直覺的知道這個世界是由實體物件構成的,其實應該說是由原子構成的。但是以我們所居住的世界來說,這些原子都集合成被我們叫做「物體」(objects)的東西。這些物體就是構成我們環境的基本元素,我們需要特別去學習這些嗎?不需要,千百萬年的演化已經把這個知識刻在我們大腦的核心上了。幾個月大的嬰兒就知道這個世界是由物體組成的,它們會在空間移動,如果沒有理由,不會突然消失,同一個東西不可能同時在兩個不同的地方出現。1就這一點來講,嬰兒的大腦已經知道物理學的定律了,如果拋一個物體在空中,它會成拋物線,在空中持續移動,不會突然彈跳或突然不見。

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辦理退換貨時,商品必須是全新狀態與完整包裝(請注意保持商品本體、配件、贈品、保證書、原廠包裝及所有附隨文件或資料的完整性,切勿缺漏任何配件或損毀原廠外盒)。退回商品無法回復原狀者,恐將影響退貨權益或需負擔部分費用。 

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