2

    中，发挥不可替代的作用，体现人类的价值。

    正面竞争，而是要发挥人脑特有的优势，在未来与人工智能的共生关系

    人类历史上创造出来的最强大的工具，我们的目的当然不是与这些工具

    的机器，人类应该怎样更好地学习来提升自己的竞争力？人工智能会是

    处不在了，自动化和智能化的趋势似乎不可阻挡。面对越来越善于学习

    人工智能，或者说是用于数据分析的算法，已经在我们的生活中无

    能已经可以胜任大量的创作任务了。

    量至少和大部分平常作品不相上下。鉴于经典之作永远是少数，人工智

    这些元素组合起来。这样写出来的剧本，虽然不是什么经典之作，但质

    和元素的评价，找出哪些是公众最害怕——同时也是最喜欢的，而后把

    本，它可以通过分析大量的恐怖电影情节和元素，以及人们对这些情节

    情和体育赛事。还有的人工智能被用来编写电影剧本，比如恐怖片的剧

    是人类的专长了。许多媒体开始用人工智能来撰写新闻稿、报道股市行

    工智能也开始涉足之前人们觉得是属于艺术创作的领域，艺术似乎不再

    作为人类的我们没有理由不感到压力。除了日常的重复性工作，人

    己一样。

    松解决老师出的题目之后，还觉得不过瘾，开始自己出更难的题来考自

    围棋的规则之后，自己给自己编制了许多棋局来学习。这就像学霸们轻

    思议的是，AlphaZero并不需要去学习人类下过的棋局，而是在了解了

    AlphaGO击败人类围棋冠军之后，AlphaZero又轻易击败前者。更不可

    人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术的进步气势汹汹，继

    时代

    引言 颠覆式学习——人类学习4.0

    3

    于另一个人的。梦里所发生的事情也是这样，你会发现似乎自己见过、熟悉又陌生？你可以感觉到那是你很亲近的人，但他她的样子却是属

    眼睛，想想那些给你印象最深刻的梦。你梦里的人物，是否常常显得既

    在谈论记忆和创造力之前，我们先来想想自己之前做过的梦。闭上

    学习中强调记忆吗？

    们能够记住越来越多的信息，而且基本过目不忘。那么我们还有必要在

    思义是去创造之前没有的事物。考虑到计算机的存储容量越来越大，它

    创造力经常与记忆对立起来。记忆是记住发生过的事，创造力顾名

    创造力与记忆

    造。因此，培养创造力才是学习的目的。

    人工智能的价值是把我们从烦琐事务中解救出来，去从事真正的创

    适从。

    出现莫名其妙的障碍物等，这些复杂的突发事件会让自动驾驶汽车无所

    人不总是会从斑马线横穿马路、车辆和行人都会闯红灯、路上还经常会

    术。虽然有交通规则来指导车辆的行驶，但永远有意外发生，比如，行

    驶汽车研究的缓慢进展就知道了，自动驾驶汽车就是利用人工智能技

    大部分事物充斥着各种例外，并没有这么明确的规则。只要看看自动驾

    只适用于围棋或者体育比赛这样规则很明确的项目，而我们日常生活中

    能出现的情况都列举出来，以此来训练自己，而不借助过往的数据。这

    一样的AlphaZero，它能够根据围棋的规则，把规则允许范围内所有可

    判断，最大的问题是一旦遇到全新的情况，就未必适用了。而对于学霸

    验，它告诉你之前遇到类似的情况大概会有什么结果。而凭借经验做出

    创造力，更多的是根据以往的数据进行推测。这些过往的数据就像是经

    从刚才编写恐怖片的例子可以看出，人工智能其实并不具备真正的

    人脑究竟有什么独特的优势，是人工智能难以具备的？

    4

    作情节特异性诱导(episodic specificity induction)。名字听上去很复

    家让学生们在看完视频之后所使用的记忆方法也挺有意思，这个方法叫

    这个实验的结果让我们看到了记忆和创造力之间的关系，同时科学

    住更多的细节明显启发了学生们的想象力和创造力。

    也能想出更多新用途。视频里的细节尽管和后面的任务不太相关，但记

    实验结果表明，第一组学生不但对之前的视频回忆得更全面，而且

    地想出其他用途，以此来体现创造力。

    的新用途，比如，砖头除了用来砌墙还能做什么？学生们必须尽可能多

    让两组学生分别做一项测试。在测试里，学生们需要想出一些常见工具

    显然，第一组学生回忆得更全面。但这还不够，接下来，科学家们

    而后描述这段视频。

    名学生也观看同样的视频，不同的是，这组学生只要回忆视频的大意，到的场景，并描述他们看到的所有细节。作为对照，科学家们让另外24

    学生观看一段视频，然后学生们被要求闭上眼睛，回忆刚才在视频里看

    2015年，美国哈佛大学的科学家们做了一个实验。首先他们让24名

    每次创作电影都要重新回到心灵深处的童年世界。

    积累下来的经历和印象。而瑞典著名导演英格玛·伯格曼曾经写到自己

    在作曲的时候经常打开“记忆的袋子”，取出那些从自己童年时代就开始

    许多富有创造性的杰出人物都曾经观察到这种关联。莫扎特说自己

    记忆和创造力之间可能存在类似的关联。

    里成为这种创造的原材料。做梦虽然不是严格意义上的创造，却揭示了

    自己见过的、听过的、读到过的还是亲身经历过的事情，都留存在记忆

    梦是我们大脑的创造，而编织这场梦所用的材料是记忆——不论是

    听过，或者经历过类似的事情，但却是在完全不同的情境下。

    5

    同的方式组合起来。最近，科学家们有了惊人的发现：当人们结合图像

    寻味。想象当然不是简单地回忆过去的事情，而是将各种记忆片段以不

    处理空间方位信息的部位也参与到想象的过程中，这多少有些耐人

    理个人信息、空间方位信息和感官信息的部位。

    在回忆和想象时用到的是同样的部位：包括前面提到的海马体，还有处

    未来时，人们都用到了大脑中哪些部位。观察结果有些出人意料，人们

    现，这个部位会亮起来。于是fMRI就被用来观察在回忆过去或者设想

    的某个部位，这个部位所消耗的氧气就会增加，用fMRI来观察就会发

    某件事情的时候大脑中发生了什么变化。如果想一件事情需要用到大脑

    是，这个技术不但能够让医生看到大脑内部的结构，还能看到病人在想

    来有了功能磁共振成像技术，也就是fMRI。与普通磁共振不一样的

    去，似乎也失去了未来。H. M. 的遭遇一直困扰着神经科学家，直到后

    打算做什么？”他却一脸迷茫，只能回答：“随便什么吧。”忘记了过

    忆症，很多事情他都想不起来。但更奇怪的是，当医生问他：“你明天

    了。海马体是大脑中产生记忆的部位。切除手术之后，H. M. 患上了失

    叫他H. M.，他的癫痫十分严重，所以医生们把他大脑中的海马体切除

    1953年，一个奇怪的癫痫病人吸引了神经科学家们的注意。大家都

    的。在想象未来的时候，我们的大脑在做什么？

    的现象，它还包括很多其他的方面，比如想象力，想象未来是什么样子

    想出锤子的新用途只是创造力的一个方面，毕竟创造力是一个复杂

    错，这个方法最开始就是被美国司法部门用于侦破案件。

    节详细地描述出来。这听上去像是侦探片里审问目击证人的方法，没

    忆起那个视频里的图像，在图像里找到这些问题的答案，再用语言把细

    样，周围都有什么景物，人物的外貌、年龄等。学生们必须在脑海中回

    动提出一些很具体的问题：在什么时间、什么地点，当时的天气怎么

    杂，但方法很简单，科学家们围绕着视频的故事场景、人物和人物的行和空间方位来思考时，不但能提高记忆力，同时也增强了创造力!

    从这个例子可以看出记忆和创造力之间的关系——记忆为创造提供

    了材料。所以并不是凭空就可以培养出创造力，首先还是要积累大量的

    知识。

    6第一章 用身体学习

    树干上有几道长长的爪痕，这里大概有某种猛兽出没。阿尔法顿时

    觉得汗毛竖了起来，下意识地摸了摸自己腰间那道伤疤。但他今天可管

    不了那么多了。阿尔法半蹲在灌木丛里，伸手轻轻扒开眼前的树叶，看

    到前面低矮的灌木从中，一只驯鹿正低下头，伸进草丛里。阿尔法对这

    个区域并不熟悉，但他一路追踪这只驯鹿来到这里，眼看太阳就要落山

    了，想到饥肠辘辘的孩子们，他可不想今天又空手而归。他捏紧手里用

    树枝劈成的长矛，仔细观察周围的地形：前面不远的地方——大概10步

    左右的距离，有一条沟，所以最好从北面的坡地绕过去，他要足够接近

    猎物，保证一击致命。

    7就在阿尔法打算悄悄地弓着身子接近坡地时，另一面草丛里传来了

    一阵轻微的响动，马上引起他的警觉。他盯着那片一人多高的草丛，迫

    切地想要辨认出那究竟是什么，同时预感到可能情况不妙。他看到了黑

    色的斑点，而后，转瞬之间，他觉得自己跟草丛里那只动物飞快地对视

    了一眼。这让他有些惊愕，浑身肌肉有点麻木，长矛捏在手里有些湿

    滑。他努力地回想那只动物究竟有没有看到他，同时感到被愤怒和恐惧

    支配着——要是猎物被抢走，他注定无功而返，更糟的是，他自己也可

    能成为猎物。

    那只草丛背后的动物时不时地朝着他所在的方向张望，又看看不远

    处的驯鹿。阿尔法准备殊死一搏了，他捏紧手上的武器，在脑海里不断

    地重复着一旦那只猛兽冲过来，投掷长矛的动作，估计着投出去的最佳

    时机。阿尔法一只手臂自然地拉到身体侧后方，双腿也不知不觉跨成弓

    步，这让他在草丛里发出了响声。想到这声音会同时惊动猎物和猛兽，他有些懊悔，又气急败坏，但却只能屏住呼吸，拭目以待……

    人类祖先在漫长的进化中，将卓越的智力和娴熟的身体技巧结合起

    来，成为高效的狩猎者，同时躲过了各种威胁，获得生存空间。就像阿

    尔法一样，他们置身于自然环境中，必须迅速地对周围环境中的信息做

    出快速、准确的判断，并根据自身条件的限制，做出应对。这是人类学

    习能力的起源，也是我们最擅长的学习方式：不是坐在教室里捧着书本

    背诵，而是在环境中探索，调动全身的各种感官，通过身体与环境进行

    交流互动，在这个过程中积累各种不同的经验和记忆。对于空间和方位

    的认识，是关于威胁警示，关于机会的种种迹象，关于怎样运用身体技

    巧的记忆。这些积累下来的记忆和知识并不是中性的、冷冰冰的，而是

    常常被特定的情绪做了标记，告诉我们应该惧怕并且要避开什么东西，或者应该渴望什么。正是因为这些情绪，让人类在生存斗争中学到的知

    识变得刻骨铭心。

    8人类步入文明社会不过短短的几千年，现代文明更是只有几百年的

    历史。如果把人类整个进化过程看成是一天的24小时，那么我们在20分

    钟之前才进入现代社会，这个转换来得十分突然，我们为狩猎而准备的

    大脑还没有准备好用低头伏案的方式学习。所以我们不妨反过来，看看

    有没有什么方法能够像我们的祖先那样学习？

    9

    10

    我们的身体也参与进来，我们对于球速的判断是相对于自己的身体状态

    转，以及可能的落点。除了这些常规的基于视觉信息做出的判断之外，网球，我们必须对飞过来的球做出迅速的判断：球的方向、速度、旋

    一点，不妨想一想我们自己在做某一项运动时的经历。比如说我们在打

    体的参与。身体的运动会影响认知过程，也会影响我们的情绪。对于这

    而具身认知这个新兴观点认为，对外界信息的分析和处理离不开身

    理，给出反馈信息，输出到身体各部分，身体再执行这些命令。

    计算机，身体和外界环境给大脑这台计算机提供信息输入，大脑进行处

    大脑的知识不太一样，因为之前神经科学家们都喜欢把大脑类比作一台

    这些信号的分析和处理，是大脑的延伸。这可能和你之前读到过的关于

    但身体不仅仅是通过感受器来感知外界的信号，它还直接参与了对

    这就是得益于肌肉里的这类本体感受器。

    有看见自己现在的身体，也能大概“想”出来自己现在是一副什么姿势。

    让大脑知道身体目前的姿势和动作。我们闭上眼睛，扭转躯干，即使没

    肌肉中还分布着另一类感受器，它们能够通过感受肌肉所受到的张力来

    们能够感受外界的压力；有温度感受器，能够感受环境中的温度变化。

    一个巨大的感觉器官。体表分布着许许多多感受器，有物理感受器，它

    是借助视觉、听觉所收集的信息来学习，而是依赖整个身体。身体就像

    这个现象就是具身认知(Embodied cognition)：我们的大脑不仅仅

    个动作让我们记忆得更清楚了。

    记下来，要记得牢。同样是用心去记忆，效果却不一样，似乎是书写这

    即使写下来之后就不再去看，也比仅仅是看着这段信息之后在心里默默

    我们都有这样的经历，同样一段信息，要是我们动手把它写下来，我们的身体在思考而言的。如果你打网球还是一个新手，那么你总是觉得球速很快，但如

    果你已经掌握了这项运动，并且当时的状态很好，同样的球速你会觉得

    不那么快了，甚至很慢，你可以轻松接到。而如果我们只是作为观众，看别人在打球，对球速的判断就不会有这么大的差异，因为我们没有在

    运动。

    在判断球速的同时，我们的身体已经下意识地做好了接球的准备，而这种准备是否充分，取决于我们平时在练球过程中积累的记忆。如果

    你经常听体育比赛的解说，特别是球类比赛，那应该听过“肌肉记忆”这

    个说法。那是指运动员在平时的训练中，对一些特定的动作进行反复地

    练习，练得炉火纯青，结果在比赛中做这些动作时可以不假思索，很自

    然、流畅地完成，而且准确率极高。“肌肉记忆”其实就是因为身体不但

    参与了信息的处理过程——不断地训练，而且这些信息还留存在身体

    中，产生了记忆。于此我们普通人也都有体会：你可能很久没有骑过自

    行车了，似乎都忘了该怎么骑了，但是一旦重新骑上自行车，你的身体

    却并没有忘记，经过短暂的适应，马上能自如地骑走了。

    我们的身体和大脑一起，参与了身体的运动、用全身的感官去认识

    外界的事物(感知)，同时进行思考分析(认知)，所以具身认知可以

    用一个三明治模型来概括：感知和运动分别是两片面包，里面的火腿是

    认知过程。虽然认知是核心，但身体的感知和运动必不可少。

    11情绪和认知是硬币的两面

    具身认知把感知、运动和认知统一了起来，这说明其实在大脑和全

    身的神经系统中，这三者存在广泛的联系，而大脑内部各部分的分工也

    不像之前人们所想的那样泾渭分明。19世纪，进化论被提出来，顿时引

    人遐想无限。正如现在人们谈论完“互联网+”，之后又开始说“AI+”，那

    时人们喜欢的是“进化论+”，把进化论用于几乎所有的东西。西方社会

    理论家把它用于解释人类种族的差异，为殖民体系“背书”。

    那个时候，人们也开始逐渐认识自己的大脑。进化论把生物从最简

    单到最复杂划分为许多等级。对大脑内部的不同结构，也依样画葫芦，划分了许多等级。划分的依据很简单，我们大脑中哪些部位跟低等动物

    的(如鱼类、蜥蜴)类似，那就是在进化中很早就出现的，承担着低等

    的功能的部位，比如脑干、下丘脑，它们的作用是让我们保持清醒，维

    护身体内部环境的稳定，影响内分泌等。比这些稍微高等一点的是产生

    情绪的部位，像杏仁核、丘脑、海马体(这几个部位合在一起又叫边缘

    系统)之类，它们能够让人产生恐惧、厌恶、愤怒等情绪。最后，是一

    些高等哺乳动物才具有的部位，比如大脑前额部分的脑皮层(前额叶皮

    层)，那就是进化中很晚才出现的，负责很高级的功能，比如进行逻辑

    思维、对未来做出计划等。那些低等部位恰巧位于大脑的底部，而后越

    往上越高级。更完美的是，低等部位会把信息层层上报，最后呈递给高

    等部位——大脑皮层来做最后的决策，像极了19世纪的等级社会。

    12

    13边缘系统

    美国神经科学家保罗·麦克莱恩在其著作《进化中的三重脑》

    中提出，人的大脑由三个部分组成，第一个是爬行类动物脑，主要

    是脑干和小脑，它们控制着人体的心跳、呼吸等最基本的功能；第

    二个是古哺乳动物脑，也就是边缘系统，控制着情绪和记忆的产

    生；第三部分是新哺乳动物脑，由新脑皮构成。这种划分方法的依

    据是这些部位在进化中出现的顺序，但是目前在学术界已经很少被

    提及。

    14

    15

    员，而项目组的组长甚至可以是职位比较低的同事。这样的管理有助于

    系，大家可以根据工作需要分在同一个项目组里，都是平等的项目组成

    法，就是扁平化管理，职位高的和职位低的员工没有那么固定的汇报关

    并不只是单向交流，它们相互影响、相互塑造。用今天职场里流行的说

    认识直到现在才刚刚起了变化。人们发现那些低等部位和高等部位之间

    到了20世纪，基于等级制度的殖民体系逐渐瓦解，但对大脑等级的

    16

    来报复，才能维护自尊。

    觉得这就是在挑衅，愤怒和羞耻的感觉让他不得不做出一些极端的事情

    绕过去。就在这时候，前面那个司机突然回头看了他一眼，斯马特先生

    面的车鸣笛。他盯着前面的司机看了一两分钟，最后决定还是就从右边

    不愉快的回忆。在愤怒和焦虑的状态中，他思考着怎样反击，比如对前

    于是对这种炫富飙车行为更加感到怒火中烧。这同时勾起了他之前一些

    力高度集中，他盯着前面那辆小汽车红色的车身，认出那是一款豪车，司机就是有意扰乱秩序，应该受到惩罚。因为愤怒，斯马特先生的注意

    助。这些情绪很快地涌现出来，同时还冒出来一个想法，觉得刚才那个

    车。再回想刚才差一点撞上突然并过来的车，他又觉得有些后怕和无

    愤怒，有些义愤填膺：自己明明是规规矩矩地靠左边行驶，却不得不刹

    了自己前面，他赶紧踩了刹车。他先是觉得有些沮丧，很快又转变成了

    斯马特先生看到本来开在自己右前方的一辆车突然并线过来，挡在

    家刘易斯曾经举过一个生动的例子：

    候许多人会变得易怒，对于这种“路怒”现象，多伦多大学的神经心理学

    认知和情绪之间的互动在人们开车的时候体现得最具体。开车的时

    也立即产生了情绪，以至于情绪和认知过程相互伴生。

    来。这样步调一致的结果，就是当前额叶皮层在思考的时候，边缘系统

    来越默契，一旦其中一个部位兴奋起来，另一个部位也会马上兴奋起

    路中的部位，它们之间的神经连接会增加，久而久之，它们之间变得越

    回的双向沟通，还让对方发生了变化。科学家发现，经常处于同一个回

    责理性思考的大脑皮层和负责情绪的边缘系统之间不但经常进行来来回

    中，而在执行另一些功能的时候，它们又分别处于别的信息回路里。负

    皮层、丘脑，以及其他的部位在执行一些功能时处于同一个信息回路之

    种默契，人们发现大脑中不同部位之间的配合似乎也很“扁平”。前额叶

    由下级传给上级，单向传递。大脑与21世纪的管理思想似乎是形成了某

    信息的流通，因为信息是网络化传播的，而不像之前那样是自下而上的

    17

    皮层下面其他的部位就会兴奋起来，而且它们的活动会相互促进，让各

    统比作弹簧，给些压力就会弹起来。只要觉得秩序被打乱，大脑皮层和

    特从原本平稳的精神状态中唤醒，进入亢奋状态。因此刘易斯把生命系

    能保护自己。比如刚才说到的这个例子，旁边的车子突然并线，把斯马

    干扰之后会激起情绪，因为秩序被打乱了，人们需要对环境更加敏感才

    在描述了这个例子之后，刘易斯指出，当人们正当的行为被打断、自变得更加活跃。边缘系统让身体保持高度的警觉，前额叶皮层让人注

    意力集中并且回忆起许多相关的事情。斯马特感觉被侵犯了行驶权，产

    生愤怒，而愤怒让他注意力集中，关注那个给他带来威胁的红色跑车和

    跑车司机。他意识到那是辆豪车，于是觉得不公平，让他更加怒不可

    遏。愤怒还唤醒了他之前的不愉快经历，他也许会想起之前遇到的类似

    的人和事。情绪激发了注意力并激活了回忆，而注意力和回忆这两个认

    知过程反过来又为情绪火上浇油。

    在这个例子里，身体驾驶着汽车，情绪让身体处于高度警觉状态，这个状态激活了认知活动。相对应地，负责情绪和认知的大脑部位也相

    互促进，进入一种持续的兴奋状态。认知与情绪之间这种同时发生、并

    且相互促进的关系，让一些科学家开始反思：我们是否有必要人为地把

    这两个过程区分开，或许认知和情绪本来就是同一个过程的两个方面？

    另外，在上面这个例子里，大脑皮层和大脑内部的不同部位组成了

    一个贯穿整个大脑的神经回路，不仅局限在某个特定区域，而是让各个

    部分都同时参与到产生认知情绪的过程中来。

    18我们的左脑和右脑

    认知和情绪需要贯穿整个大脑的神经回路的参与，但我们经常听到

    有人说因为人脑有两个半球，所以左右脑有截然相反的功能，甚至不同

    的气质。左右脑的存在激发了许多人的想象力。你一定听过这样的说

    法：左脑负责感性认识，右脑负责理性思维，所以惯用左脑的人有艺术

    天分，惯用右脑的人适合做科学家、工程师。甚至还有形形色色的测试

    来告诉你，自己是属于哪一类人。这些说法当然都只是“传说”。

    比左右脑决定气质这种简单粗暴的说法更精致一些的，是认为大脑

    各个部位各司其职，可以在大脑表面画一张地图来表示各部位的功能。

    这种观点有许多证据支持，比如来自对大脑损伤病人的观察。许多我们

    现在所知道的具有特殊功能的区域，比如大脑左半球中和语言相关的布

    洛卡区的发现，就是来自对语言障碍病人的观察。但是通过这样的方式

    来了解大脑某部分区域和特定功能之间的关系也并不总是有效。在这些

    病人中，最传奇的是菲尼尔斯·盖奇。盖奇本来是一名普通的铁路建筑

    工人，参与修建美国佛蒙特州的一条铁路。1848年9月18日，25岁的盖

    奇和其他工人为了修铁路，需要用炸药开山洞，让铁路穿过去。他们在

    山岩上凿开了一个孔，盖奇用一根铁棍把炸药填进去。就在这时，铁棍

    因为摩擦岩石而擦出了火花，引爆了炸药，剧烈的爆炸使铁棍击穿了盖

    奇的头。

    “那根铁棍被炸飞到10米开外，后来他的同事把铁棍找回来，上面

    满是血。”后来赶到现场的哈尔洛医生回忆道。“铁棍穿透了他的颅骨，穿过了大脑左前叶，并在冠状和矢状缝交界处穿出，撕裂纵窦，头盖骨

    和额骨大面积损坏，造成广泛的脑损伤，并打掉了左眼。”哈尔洛医生

    在随后给《波士顿医学外科学期刊》的一封信中详细描述了病情。

    19尽管伤势很严重，盖奇却奇迹般地活了下来。在事故发生几分钟

    后，他就醒过来，而且居然可以站起来走动!

    哈尔洛医生随后给他处理了伤口。几天后，盖奇因为伤口感染而陷

    入半休克状态。他的家人看到状况危急，已经开始给他准备棺材了。可

    是过了不久，盖奇又从感染中恢复了过来。到了1849年1月，盖奇似乎

    重新过上正常的生活，但是他身边的人觉察到了有些异样，盖奇不再是

    他们熟悉的那个人了。

    20

    化：

    20年后，哈尔洛医生给马萨诸塞医学会的通讯中这样描述盖奇的变

    21

    平时闲置的部位作为备用，否则，长期的进化也许会让我们有更长的四

    迹”(但是阑尾是许多体内益生菌的“大本营”)。我们的大脑更不会有

    并不会有多余的部位，除了少数例外，比如阑尾，那是进化的“遗

    和产出斤斤计较，才能用最经济的方式生存下来。这就意味着我们身上

    包括人在内的生物，在长期的进化中面临生存的压力，必须对投入

    位来执行功能。这当然又是一个谜思。

    结论，认为大脑似乎有许多平时闲置的脑组织，可以随时顶替损坏的部

    认知或者是身体机能上的障碍，但过不了多久就恢复了。于是有人得出

    人的观察，因为有些病人大脑的某些部位被切除后，一开始会出现一些

    潜能的20%，或者是10%、5%等。这样的说法最早也是来自对神经科病

    曾经(或者是直到现在)很流行的观点是我们平时只用了大脑所有

    性格与盖奇受伤的部位之间有什么关系。

    随着时间的推移变成悬案了，后来的医学研究也没有找到足够证据证明

    变化都只是在他受伤后很短暂的一段时间出现。事实究竟是怎样，已经

    定究竟是不是受伤导致他的变化。而且有心理学家曾经指出盖奇的这些

    盖奇在受伤之前究竟是什么样的一个人，我们不得而知，也无从判

    关于盖奇大脑被损坏的部位跟他的性格变化之间的联系。

    许多心理学家和神经病学家开始用他的案例来证明自己的理论，特别是

    全没有自制力，变得暴力，甚至开始虐待儿童。由于他的案例太离奇，当时，周围的人都觉察到盖奇的性格在受伤后完全不同了，似乎完

    奇了。”

    做事情毫无计划和条理。他好像完全变了一个人，大家都说这不再是盖

    样)，很不尊重同事。听不进别人的劝告，十分顽固，却又喜怒无常，稳定，而且桀骜不驯，有时候会很暴躁地辱骂别人(受伤前从不这

    工，但受伤之后性格大变，他们不愿意再聘用他了。盖奇变得情绪很不

    “受伤之前，盖奇的雇主认为他是他们见过最能干、最有效率的员肢、更小的头部。虽然大脑的重量只占体重的2%，却每天消耗人体20%

    的能量。之所以把资源优先分配给大脑，是因为每一块脑组织都很重

    要。而人类的大脑与体重的比例是所有灵长类动物中最高的，在进化上

    这给我们带来了很高的风险，因为颅骨也必须随着大脑变大，新生儿也

    是这样，这就导致新生儿出生时难产的概率增大，在医疗水平不发达的

    情况下，会带来很高的死亡率。反过来看，人类在进化上的成功似乎表

    明，冒这么大的风险是值得的。

    22

    23

    起，不论轴突和树突，都没有真正连在一起，它们之间会有一个小小的

    让我们来看看这些树突和轴突组成的连接是什么样的。其实这些突

    新的连接，也叫突触。

    元是这个网络上的节点。当我们学习到新知识时，神经元之间就会形成

    突起连在一起，于是许许多多神经元发出的突起组成了一个网络，神经

    像长长的电缆，伸到很远的地方，叫作轴突。这些突起与其他神经元的

    元会发出长长的突起，有的像树枝一样伸展开来，叫作树突；另一些则

    大脑是由神经细胞组成的，神经细胞包括神经元和胶质细胞。神经

    的，就像团队中的人一样，这是通过学习来实现的。

    不过现在我们更关心的是大脑中这些不同部位是怎样去承担新功能

    味着每一部分都承担着多重角色，甚至要同时完成不同的任务。

    免顾此失彼。大脑中各部分组成的是一个十分紧凑而高效的团队，这意

    影响，其他人必须投入更多的时间和精力，但工作质量却不能保证，难

    能够高效工作的精力有限，时间也有限，所以为了弥补有人请假带来的

    他人身上。为了不耽误团队整体的效率，其他人就必须加班。但每个人

    职，互相协作，如果其中一个人请假了，他所承担的工作就会分摊到其

    的效果肯定是不一样的。这就像平时在工作中，一个团队的同事各司其

    本来是执行其他功能的部位就会承担起损坏部位所执行的功能，但最后

    改变自己，尽量满足要求。如果大脑某部分损坏了，那另外一个或几个

    简单来说，就是大脑本身是在不停地变化，根据情况需要，大脑会

    答案：神经可塑性。

    那么关于大脑各部分功能和潜能的真相究竟是什么？

    人类学习的本质间隙。这个间隙就像是一条河，要保持两岸的沟通需要靠摆渡船。这里

    的摆渡船叫作突触囊泡，它们携带着信息——一种叫作神经递质的化合

    物。我们知道神经信号是以电脉冲的形式传递的，这些电脉冲沿着长长

    的电缆——轴突传递，一旦传到突触，因为两个轴突并没有连在一起，所以就必须转化成化学信号来传递。每次穿过突触间隙的囊泡数量越

    多，传递的信号就越强烈。

    我们学习时，新的突触形成，随着不断地复习，这些突触得到了强

    化：不但每次穿过突触间隙的囊泡增加，而且穿过的次数也更频繁。相

    反，如果学习之后没有再复习，那么刚形成的突触就会减弱甚至消失。

    在神经元之间，突触的形成和消失是时时刻刻都在发生的，如果不经常

    使用，那么突触的连接就会解开，而形成突触的轴突就会转而与其他神

    经元的轴突形成新的突触，这样资源就可以重复利用，十分经济。这种

    机制也印证了长期以来我们对学习的看法，学习知识或者技能是需要通

    过不断复习来强化的。

    在我们一生中，大脑中不但时时刻刻都有新的突触形成或者消失，神经细胞也不断地产生出来。这又与之前科学界流行的观点不同。之前

    的观点是神经元基本只在大脑发育的早期形成，而后神经元的数量只会

    随着衰老和创伤减少，不会再产生新的细胞。但后来科学家们在大脑中

    发现了神经干细胞，它们可以不停地分裂、分化形成神经元和胶质细

    胞。这告诉我们，只要方法得当，我们不仅仅在早年的某个关键时期，而是一生都有很强的学习能力。

    24神经元之间依靠突触来通讯

    25神经元的一端是像树杈一样的突起，叫作树突，而另一端像长长的尾巴，是轴突，轴突

    上包裹着一截一截的髓鞘，它们让电信号传递得更快。

    26

    27

    的机械臂，才发现对于不同形状的物体，机械臂经常不知道该怎么拿，们把这种能力看成是理所当然的，直到工程师们想要开发能做同样事情

    做到，他们知道怎样把不同的玩具从箱子里一样一样拿出来玩。通常我

    然。比如从一箱杂物中把不同形状的物体取出来，这即使是幼儿也能够

    地做出许多精细的动作，并且让这一系列动作越来越熟练，习惯成自

    感官一样，能够通过神经可塑性来塑造我们的大脑，让我们能够很敏捷

    具身认知的观点认为，身体的运动和对外界的感知就和我们的其他

    围内各个部位的神经网络。

    知伴随着情绪同时发生。大脑的大部分功能都像这样，需要涉及全脑范

    大脑内部的杏仁核中的神经元处于同一个回路中，它们的兴奋导致了认

    一个回路中的神经元总会同时产生兴奋，比如位于大脑皮层的神经元和

    了一个新的神经回路，而同一个神经元可以处于不同的回路中。处在同

    它们伸出的轴突与大脑其他部位的神经元形成突触连接时，它们就构成

    神经可塑性是学习的关键，大脑中的神经元具备这样的可塑性。当

    包含化学物质的小泡(囊泡)穿过突触之间的间隙，将信号传递给另一个神经元。

    28

    说到学习，不论是科学界还是普通大众都喜欢说到大脑，但是

    被忽略的小脑

    者。”看来人工智能的先驱们也早就意识到了具身认知的优势。

    了认知。因此他总结道：“所有思想者都首先应该被看作行动

    人工智能系统所处的环境紧密相关，它们对这个环境里的活动产生

    象符号的处理上，因为认知本身是一个情境化的活动——与人或者

    里兰大学的麦克尔·安德森，他认为人工智能不应该局限在对于抽

    (Embodied Artificial Intelligence, EAI)的概念。代表人物之一是马

    初，学者们将具身认知理论应用于人工智能，提出了具身人工智能 学家们逐渐意识到感觉运动技能对于智能的重要性。到了21世纪

    望。在那之后，模仿人类的学习方式成为人工智能研究的方向，科

    象符号运算，这种方式效果并不理想，没有达到人们对它们的期

    谓的“AI寒冬”，因为那个时候的人工智能主要是基于逻辑推理和抽

    过程就像在教孩子学说话一样。在那以后，人工智能领域经历了所

    备最先进的感觉器官，这样才能教会它们理解和使用英语，而整个

    20世纪50年代，人工智能之父阿兰·图灵曾经指出机器需要具

    具身认知与人工智能

    式的颠覆。

    单纯是怎么从箱子里取玩具，把具身认知用在学习上，是对现有学习方

    塑性和具身认知一起，让人具备了非凡的能力。我们能够做到的当然不

    物体的拿法。但如果物体是柔软的，那就又把它难倒了。这说明神经可

    法让机械臂稍微有所进步，在进行了几万次练习之后，终于掌握了12种

    习，寻找最好的方法，而不是提前编好程序告诉它们该怎么做。这种方

    体的拿法。后来工程师们开始使用机器学习的方法，让机械臂自己去学

    的“手”上掉下来。通过编写复杂的程序，机械臂只能掌握3～4种形状物

    如果拿的方法不对，或者不是最佳方法，那么物体就很容易从机械臂人脑中还有一个古老却又不起眼的器官——小脑。最近科学家们发

    现小脑的学习方式非常特别。

    大家都知道小脑跟人的运动有关，一般认为小脑掌控着身体运

    动的协调性。不过小脑能做的还不只这些。当我们学习一项运动的

    时候，小脑会在我们做一个动作之前先预测这个动作的结果。比如

    我们在学打篮球的时候，总要投掷很多次才能命中一个，这个过程

    就是小脑在不断试错的过程。在做出投掷姿势时，随着身体和手臂

    的运动，小脑会在每次投篮前的一瞬间预测轨迹和落点，而后把所

    做的预测跟实际情况做对比。如果投偏了，眼睛和手臂会把实际情

    况反馈给小脑，小脑就让身体稍微调整姿势，让下一次投出的球往

    相反方向偏一点，或者调整力度和出手的时间。

    29

    浦肯野细胞群就发出了第二种信号。

    度，让它突然加速，这样猴子的预测就失误了，这时候猴子小脑的

    测猴子眼球的运动方向。研究人员控制电脑屏幕上的小点移动速

    动。研究人员发现猴子小脑中每个小组的浦肯野细胞都可以准确预

    授的团队用猴子做实验，让它们的眼睛跟着电脑屏幕上的小点运

    同时对一个动作做出预测，也都同时收到一样的反馈。沙德梅尔教

    样，浦肯野细胞在小脑中被分成小组，每50颗细胞分成一组，它们

    则对学生的作业给出反馈，告诉他们做得对不对。而且就像学生一

    第一种信号比作“学生”，第二种信号是“老师”，学生做作业，老师

    前的预测与实际情况之间的差异。主持这项研究的沙德梅尔教授把

    递的信息是对动作结果做出的预测，第二种信号所传递的信息是之

    两种信号与大脑中的神经细胞所发出的很不一样。第一种信号所传

    金斯大学的科学家发现浦肯野细胞会发出两种截然不同的信号，这

    ——浦肯野细胞(Purkinje cell)独特的工作方式。美国约翰·霍普

    这种在不断地尝试中做微调的能力来自小脑中特殊的神经细胞在这个过程中，研究人员发现不同的浦肯野细胞小组收到的错

    误反馈是不一样的。如果猴子眼睛的关注点落在屏幕上小点的后

    面，就有专门一组浦肯野细胞收到这个错误反馈；而如果眼睛关注

    点落在小点的前面，那又专门有另一组细胞收到这个错误反馈，不

    同的小组负责不同类型的错误。这样做的好处是每一种错误都被不

    同的细胞小组记住了。如果是所有的浦肯野细胞都收到错误反馈，那么也许这一次它们记住的是一种错误，下次犯另一种错误的时

    候，新的记忆会把旧的记忆覆盖，那样就只能记住最近的一次错

    误。所以浦肯野细胞这样分组来专门处理不同类型的错误就像是学

    习时我们做的错题集，把自己做错的题目按照错误类型分类记录下

    来，便于从错误中学习，这就是我们的小脑学习一种新动作的方

    式。

    30图中被染成绿色的就是小脑中的浦肯野细胞，它们的细胞核被染成了红色。

    31学习方法

    具身认知的理念和STEAM十分吻合。STEAM是科学、技术、工程

    学、艺术和数学这几个学科的英文首字母的缩写(Science, Technology,Engineering, Arts, Mathematics)。STEAM的学习方式强调动手实践和多

    学科融合，打破传统的学科界限，综合运用各种知识来解决现实问题，所以这种学习方法是在动手实践中学习。因为强调动手和与实际结合，所以STEAM很适合跟具身认知的学习方法结合起来。这部分我们就列

    举几种主要的基于具身认知的学习方法。

    1. 数学学霸的动作学习法

    数学难吗？学霸们对这个问题不以为然，但对于许多人来说，数学

    是挺让人头疼的，因为它很抽象。做数学题的时候，我们经常坐在那

    里，一只手托着头，甚至抓耳挠腮、绞尽脑汁地想。但现在我们知道了

    具身认知，就应该用身体来做一些更有用的事情。要是通过身体的动

    作，配合生动的语言描述把数学问题变得形象，应该就可以把问题变得

    简单且好玩吧？

    比如在做几何证明的时候，用动作来帮助思考，能够很快让你产生

    直觉，比如在证明“三角形的任意两条边的边长之和大于第三条边”，可

    以试试看像下面这样做：

    32如果只是对着几何命题的文字表述，可能会觉得这个证明无从下

    手。可是一旦动手比画一下，你很快就知道该怎么做了。尽管做这些动

    作本身不等于在证明几何问题，但这可以让很多复杂的问题变得一目了

    然，给你带来方向或者解题的灵感。我们再来试试下面几个例子[1]

    ：

    33

    34在做动作的同时，你可以跟自己或者别人讨论，自言自语也能够帮

    助你解决问题，比如在证明上面第1个命题的时候，有个同学是这样边

    做边说的：

    35

    president's palace in a new African republic. When the article arrived, the

    been instructed by a well-known magazine to write an article on the

    their readers with unimportant facts and statistics. Last year a journalist had Editors of newspapers and magazines often go to extremes to provide 3册的一篇课文：

    尤其适合。这里我们就拿学英语做例子，下面这段是《新概念英语》第

    讲故事方法可以用来学习STEAM的各个学科，对于5～12岁的孩子

    和运动，还需要调动想象力。

    用抽象的语言所表述的知识，整个过程不但涉及听觉、视觉、躯体感觉

    再创作、创新，目的是调动各种感官，用感知和运动来理解和体会那些

    种学习方法包括一系列的步骤：听读、图像化、表演、复述和演绎、具身认知鼓励动手和动脑，讲故事教育就是这样一种学习方法。这

    2. 复合式学习：讲故事教育

    题，还能够促进活学活用，把几何知识运用到实际生活中。

    有研究表明，这样边做边说的方法不但能够帮助掌握几何证明问

    边把两只手放在一起，然后在向两边放下，表示更大的三角形。

    “同样的三个角，可以有更大的三角形，但形状都是一样的。”边说

    36

    还是没有回复。编辑无奈，勉强按原样发稿了。一周之后，编辑终

    一份传真，通知那位记者说，若再不迅速答复，将被解雇。但记者

    印。他给记者先后发去两份传真，但对方毫无反应。于是他又发了

    把数字寄来，在此期间，编辑等得不耐烦了，因为杂志马上要付

    记者立即出发去核实这些重要的事实，但过了好长时间不见他

    他核实一下台阶的确切数字和围墙的高度。

    阶通向环绕总统府的高墙。”编辑立即给那位记者发去传真，要求

    辑看第一句话就拒绝予以发表。文章的开头是这样的：“几百级台

    写一篇关于非洲某个新成立共和国总统府的文章。稿子寄来后，编

    实和统计数字而走向极端。去年，一位记者受一家知名杂志的委托

    译文：报刊杂志的编辑常常为了向读者提供一些无关紧要的事

    steps leading to the fifteen-foot wall which surrounded the president's palace.

    he informed the editor that he had been arrested while counting the 1084 prison as well. However, he had at last been allowed to send a fax in which

    journalist.Not only had the poor man been arrested, but he had been sent to been written. A week later, the editor at last received a telegram from the failed to reply, the editor reluctantly published the article as it had originally that if he did not reply soon he would be fired. When the journalist again faxes, but received no reply.He sent yet another fax informing the journalist for the magazine would soon go to press. He sent the journalist two more took a long time to send them. Meanwhile, the editor was getting impatient, The journalist immediately set out to obtain these important facts, but he find out the exact number of steps and the height of the wall.

    palace. The editor at once sent the journalist a telegram instructing him to Hundreds of steps lead to the high wall which surrounds the president's

    editor read the first sentence and then refused to publish it. The article began:于接到记者的传真。那个可怜的记者不仅被捕了，而且还被送进了

    监狱。不过，他终于获准发回了一份传真。在传真中他告诉编辑，就在他数通向15英尺高的总统府围墙的1084级台阶时，被抓了起

    来。

    接下来我们用讲故事的方法来学习这篇课文。首先是读原文，并且

    记住故事里的要点，如果觉得理解上有难度，可以参照译文。要读出声

    来，然后想象一下这个故事的画面，这很重要，因为把抽象的语言变成

    图像，要依靠想象，而这跟接下来的一步密切相关。

    在听完故事之后，根据自己的想象，把故事里的要点用简单符号来

    表示。这里不是要考验你的绘画天赋，不需要把人物或者自己想象的场

    景完全画出来，或者画得多逼真，而是抓住人物或者事件的要点，用符

    号、图形表示出来。对于学习英语词汇来说，这样做也可以帮助你用自

    己的方式来记忆相关的词汇。在把故事的关键信息用图形表示出来之

    后，再把这些图形根据故事的主线串起来。对于这篇课文，我们可以挑

    选其中重要的信息，像下面这样画：

    37

    38

    程变成一种独特的体验。从具身认知的理论来看，不论是讲故事的人还

    来，综合运用口头语言和身体语言，来与环境(听众)互动，把整个过

    只要能够配合关键信息的传达就好了。配合动作的目的是让身体参与进

    些画出来的图形。这些动作是用来配合口头表达的，所以做出来的动作

    下一步是继续开展想象力并发挥创造力，看看怎么用动作来表示这

    故事。

    象力，将文字用图像表示出来，最后再把图像串起来，变成一个完整的

    这样做首先能够鼓励孩子在阅读的时候找出关键信息，而后开动想

    39

    结合身体动作来讲故事则比单纯地讲故事更进一步，把人带到故事

    的人能够在现实中更好地理解别人，并且站在别人的角度看问题。

    互对话时，这些神经网络同样会被激活。心理学家们还发现经常读故事

    经网络是用来理解和估计别人的意图和感受的。在读到故事中的人物相

    正在跟别人对话。在现实中人与人之间进行对话时，大脑中有一部分神

    当故事中的人物之间相互交流、对话的时候，读者也会觉得仿佛是自己

    入故事里，体会故事人物的感受。加拿大约克大学的心理学家还发现，状况的变化一样，都是一种模拟。而通过这种模拟，读故事的人可以进

    于是有心理学家认为，人们读故事的时候很像是计算机在模拟大气

    分清这个人是在做运动、闻各种气味还是他只是读到关于这些的描写。

    是自己在做这些动作一样。也就是说，如果单纯观察人的大脑，你很难

    住那个东西”“巴伯罗踢球”这样的句子会激活人的运动皮层，就好像人

    象还有描写动作的词汇。法国语言动力实验室的科学家发现像“约翰抓

    的歌声很悦耳”或者“他的手很粗糙”，感觉皮层则毫无反应。同样的现

    样柔滑”和“他的手像树皮一样粗糙”时，感觉皮层被激活。只是读到“她

    打算看看人们对于比喻的反应，结果发现当人读到“她的歌声像丝绒一

    匙”，嗅觉皮层就没有什么反应。后来美国埃默里大学的神经科学家们

    层“亮了”，也就是说被这些词汇激活了；相反地，读到“椅子”或者“钥

    汇时大脑的反应。当人们读到“香水”“咖啡”时，他们脑中的嗅觉皮

    西班牙的科学家在2006年的时候曾经用fMRI来研究人们在读到一些词

    讲故事的学习方式还有一个重要优势，那就是人天生喜欢听故事。

    还涉及大脑中的镜像神经元的功能，我们会在后面的章节详细讲解。

    的、个人化的联系，巩固对知识的理解和记忆。对于听故事的人，这里

    相关的神经回路。这种方法可以让使用的人与学习的知识之间建立独特

    和神经回路，比如跟注意力、记忆、词汇、阅读和写作、视觉、运动等

    是在听故事的人，在这个交流过程中都需要调动大脑和身体的各种感官的情境里，这样即使是离现实生活很遥远的事件也会变得很亲切，对于

    学习自然科学更有帮助——能够让人进入原子或者细胞的世界里。所以

    讲故事教育可以用来学习不同类型的课文，既可以是虚构的文学作品，也可以是自然科学的内容。在学习科学知识的时候，这种方法将微观

    的、抽象的知识变得更好理解。讲故事对于培养创新能力也很有帮助，它鼓励孩子们“进入”故事里，而一旦把自己置于故事之中，按照自己的

    理解重新演绎、自由发挥也变得很自然。在经过改写故事这个阶段之

    后，就是创作自己的故事，这样就从模仿过渡到了创造。讲故事教育的

    方法在世界上已经被广泛使用，比如英国的克里斯·史密斯博士成立的

    Storytelling Schools将讲故事教育发展成一套完整的体系，用于培训教师

    和教育学生，并融入英国K12教育的课程中去。

    [1] 参考文献：M. Nathan, C. Walkington, Grounded and embodied mathematical

    cognition: Promoting mathematical insight and proof using action and language,Cognitive Research: Principlesand Implications (2017).

    40第二章 我们都是视觉动物

    41

    42我们经常说人是视觉动物，不过这一般是说大家都喜欢好看的东

    西。在人类的灵长类亲戚中，人类的视觉皮层是最发达的，所以我们的

    确可以说是视觉动物——高度依赖视觉的动物。我们喜欢看图胜过阅读

    文字，因为图片直观得多，要是学习的书都是连环画该多好啊。但现实

    是许多我们不得不读的书看起来很枯燥，没有太多图片。这时候，我们

    就需要通过“自行脑补”来解决问题。

    爱因斯坦最重要的发现并不是得益于实验室里设计精巧的实验，也

    不是来自细致的演算。从16岁开始，爱因斯坦就在自己脑海中想象一个

    场景：他看见自己在高速飞行，飞得很快很快，跟光的速度一样快，这

    时候，他发现自己和光之间是相对静止的，就像骑着一匹马追上了汽车

    一样。跟光相对静止，这个场景在爱因斯坦的脑海里挥之不去。但是根

    据之前英国物理学家麦克斯韦的电磁方程，这种场景是不可能发生的。

    爱因斯坦把他这种活灵活现的想象称作“思维实验”(Gedanken

    experiment)。他认为数学是一门用来描述大自然种种神奇现象的语

    言，因此他可以通过想象，把数学语言还原成自然现象。这样的思维实

    验在随后的10年里指引着他提出了狭义相对论。

    43

    44

    改”来自眼睛视网膜的信息!

    ——这当然不是像打电话查询快递什么时候送到，而是让中转站“篡

    不只是被动接收从眼睛传来的信息，而是同时也会发出信号给中转站

    科学家们经过仔细研究，发现这里面还有惊人的秘密：视觉皮层可

    视觉皮层，另一部分继续传给右脑。

    一部分继续传到左脑的视觉皮层；来自右眼的信息一部分传给了左脑的

    ——来自左眼的信息有一部分从这里出发，传给了右脑的视觉皮层，另

    这两个中转站的快递分拣员看上去很马虎，总是把“包裹”的目的地弄混

    两个中转站在大脑底部的丘脑中，左右脑一边一个，叫作外侧膝状体。

    眼睛直接原封不动地传到大脑的视觉皮层，而是先传到两个中转站，这

    递到大脑，但这个过程并非简单直接，而是非常曲折。视觉信息不是从

    我们的视网膜接收了外界的视觉信息之后，这些信息通过视神经传

    各种“猫腻”。

    拍照之后存下照片一样。实际上，在我们“看”的过程中，大脑中充满了

    息以后直接就传给大脑，于是大脑里就存了一张图片，就像我们的手机

    一般我们会觉得眼睛就像是照相机一样，眼睛里的视网膜接收了信

    图像，都是一部分来自眼睛，另一部分来自视觉皮层的“想象”。

    这里必须要先说一说我们是怎样看到东西的。其实我们看到的所有

    的外界图像信息，也可以自己合成图像——就是我们想象的图像。

    脑中发达的视觉皮层的信息处理能力。视觉皮层不但可以处理我们看到

    问题，这种方法叫作视觉化思维(Visual thinking)，正是利用了我们大

    去思考那么深奥的问题，但我们同样可以通过鲜活的想象来学习和解决

    爱因斯坦早就已经是天才的代名词了，对于我们普通人，并不需要

    人类天生爱“脑补”

    45

    们“看到”了一样东西，如果我们此刻继续找这个东西，那就会不停

    找水源的人，经常会有“看到”水的幻觉。我们的大脑总是先假定我

    大像垃圾桶。直到最后发现，那是个消防工具箱。同样地，在沙漠里寻

    步步逼近，我们看着那个铁皮箱子的形状，似乎有点矮、有点扁，又不

    于是我们走过去，一开始还满心欢喜，终于可以把垃圾脱手了，但随着

    们会看到好像在电梯的旁边角落里有个铁皮箱子，看上去很像垃圾桶，掉手上的纸团，但是人太多了，商场又大，所以一直没找到。这时候我

    然后再看看究竟是不是这样。比如说我们在大商场里找垃圾桶，急着扔

    测。在这个过程中，大脑还会根据我们此刻的需要，来做大胆的推测，看到了什么，而后再通过视网膜接收到的信息来印证和修改自己的推

    所处的环境、气味、声音，还有在这之前我们看到的东西，来推测我们

    不完全是在瞎猜。大脑皮层和丘脑会综合各种提示信息，比如当时我们

    吗？视觉的确没有我们想象的那么靠谱，但令人感到安慰的是，大脑也

    的图像。听上去好像视觉很不靠谱啊，不是说眼见为实、无图无真相

    靠猜测，来重新组织这些视觉元素，把它们重新合成一幅自己觉得完整

    有这样的“图纸”吗？其实没有什么固定的图纸，我们一半靠经验，一半

    我们在网上买拼装的家具回来，要自己根据图纸来组装。我们的大脑也

    的那些“零件”，到了最后要再组装起来，但它是根据什么来组装的呢？

    另一个办法更出人意料：视力不够，想象来凑。刚才说的视觉信息

    同时被生产出来，最后再组装起来。

    间。这就像是有好几条处理信息的流水线，不同的零件在不同流水线上

    等，这些信息在好几条平行神经通路中同时进行处理，节省了很多时

    来处理，比如色彩、光线明暗、物体的形状、物体的移动方向和速度

    大脑想出了两个办法来对付它。一个办法是把我们看到的图像信息分开

    网膜每秒钟接收相当于1000万比特的信息量。要处理这么大的信息量，网上看视频的流媒体一样，源源不断的信息流。有人估算过，我们的视

    作量太大了。首先，从眼睛传到大脑的并不是静态的“照片”，而是像在

    我们的大脑为什么要这么做呢？简单的答案是大脑想偷懒，因为工地“看到”这个东西，比如沙漠里的水源、商场里的厕所或者垃圾桶。而

    在大脑提出假设之后，会慢慢根据所掌握的越来越多的信息来印证或者

    修改自己的假设，有时证明看错了，有时完全是幻觉，我们“看到”了根

    本不存在的东西。这听上去很疯狂，但提出假设再逐渐求证的过程却又

    像个严谨的科学家。我们的大脑就是这样的疯狂科学家。而这样做的好

    处是，如果我们根据很少的信息一下就蒙对了，那就很省事，大脑既不

    需要处理大量的信息，又能短时间内很快地找到我们需要的东西，一举

    两得。更进一步来说，在一些特殊情况下，比如在沙漠里找水源，那我

    们宁可把一片洼地错看成是一摊水，也比错过真正的水源要好得多。

    46

    脑皮层，另一部分则到达同侧的大脑皮层。

    每只眼睛接收到的视觉信号都分成了两部分，一部分经过外侧膝状体交叉到了对侧的大人脑的视觉神经回路(图中绿色的部分就是丘脑——信息的中转站，而外侧膝状体就位

    于丘脑内)

    所以视觉和想象本身是分不开的，所有我们觉得是亲眼看到的东

    西，背后多少都有些想象的成分。正是这种视觉自带的想象力，让视觉

    化思维变得自然而然，这是一种我们天生具备、但没有很好地利用的能

    力。

    47在上图中你看到了几个三角形？其实图上一个三角形都没有，但我

    们却可以看到好几个不同的三角形，这都来自我们的“自行脑补”(想

    象)，或者说是一种推测，也就是根据很少的提示(那些折线和缺了一

    角的圆形)来推测“实际上”的图形。

    上图中这只大象有几条腿？这幅画利用我们“自行脑补”的能力来捉

    弄大脑。一开始我们不觉得有什么问题，实际上这只大象的腿和脚并没

    有画在一起，在腿的下面没有画脚掌，在两腿之间的间隙中却画了脚

    掌。

    48再回来说视觉皮层和丘脑的膝状体串通起来修改视觉信息。这种修

    改是在传达到膝状体的海量信息中挑选出大脑皮层最关心的那部分信

    息，并忽略掉其他信息：在我们走向那个疑似的垃圾桶时，我们最想弄

    清楚那究竟是不是个垃圾桶，于是我们需要更多的关于形状轮廓的信

    息。这时候，视觉皮层要求膝状体提供更多这方面的信息，同时忽略掉

    其他信息，比如周围的人和商店的广告。这些信息被传递到大脑皮层之

    后，被拼接成一副简明扼要的图像，这个图像重点突出，主要呈现我们

    此刻最关心的信息，对其他信息视而不见。不过如果是这样的话，为什

    么我们看到并不是像速写那样简单的图像，而似乎是完整而丰富的图片

    呢？因为大脑是在不断地利用视觉信息来进行拼接，也就是说，当我们

    觉得自己看到一幅图像时，其实已经看了大脑播放的好多帧的电影了!

    49从手指算术到心算

    大脑给我们“放电影”的特点可以被用来促进更高效的学习。

    小的时候，我们都会掰着手指来做算术，有的人甚至还把脚趾也用

    上。用手指来算很直观，我们可以一下看见数目的变化。这种方法看上

    去很幼稚，很快就被老师禁止了。老师告诉我们要完全用数字来计算，毕竟数学运算是一种抽象思维，而且手脚并用也最多只能算到20，更复

    杂的计算就不能靠这些了。这是我们一贯的看法，但事实是这样吗？

    50

    51

    “活”在我们心中。研究发现成人和儿童在想到数量的时候，都用到了

    更关键的是，我们普通人计算时，虽然没有用到手指，但手指一直

    自己并没有意识到这一点。

    觉皮层的视觉信息处理回路。而这些做心算的人和我们大多数人一样，他们尽管都是在心算，比如计算12×25，却用到了大脑中从膝状体到视

    都是成人，他们并没有掰着手指来做算术。但奇怪的是，脑科学家发现

    脑科学研究人员趁人们做数学题时，对他们的大脑进行扫描。这些

    52

    时的方式很不一样，成人最主要用到的是新脑皮层，而不是海马体。也

    需要“脚手架”了。这在成人的大脑中就很明显。和孩子在思考数学问题

    分巩固学到的各种数学知识，一旦这些知识被吸收和巩固之后，就不再

    的“脚手架”，就像在建筑中一样，这个“脚手架”可以帮助大脑的其他部

    自多种感官的记忆来思考数学问题。海马体为学习数学提供了一个记忆

    更紧密了，这种联系越紧密，数学能力就越强。这说明孩子们正通过来

    皮层和前额叶皮层。但海马体与前额叶、颞叶和顶叶皮层的联系却变得

    生了显著的变化，更多使用海马体来做数学，而不是用用来数数的顶叶

    答数学问题，而不用通过数手指。在这个过渡中，大脑的活动方式也发

    岁就会自然过渡到使用心算，这时候他们已经能够通过记忆来更快地解

    算，而且丝毫不影响数学能力的发展。在自然状态下，孩子们到了8～9

    展。但研究发现，即使放任孩子们用手指数数，他们也会自然过渡到心

    许多家长担心一旦孩子依靠手指来做算术就会阻碍数学能力的发

    是让我们手眼协调的关键。

    身认知其实要用到整个大脑的各个区域，视觉系统也是其中之一，而且

    他代表数量的东西，还同时在大脑中模拟使用手指。前面我们说过，具

    具身认知密不可分，因为我们不但是在心中看到了手指、数轴或者是其

    这个现象除了凸显视觉对学习的重要性之外，也和我们前面说到的

    字。

    在开始学数学的时候不使用手指，那么他们大脑就不能很好地理解数

    成绩越好!这个领域的神经科学家布莱恩·巴特沃斯指出，如果学生们

    这样不自觉地用“心中的手指”在默默计算，而且竟然“手指”用得越多，指做算术的时候一样。研究发现就连大学生在做高等数学运算时，也是

    活动的区域(躯体感觉皮层)在这个时候也参与进来，就跟我们掰着手

    轴，或者这个数量的其他物体。不仅是这样，我们大脑中负责控制手指

    现出跟某个数量相关的图像。这个图像常常是手指，但也可以是一条数

    视觉皮层的一个区域(图中绿色区域)，这个区域能够让我们脑海里呈

    53

    . 回忆起了谈话当时的场景 A

    . 回忆最近跟别人的一次谈话。 4

    . 脑海中没有出现图像或者手指 B

    . 脑海中浮现出图像或者手指 A

    . 你的邮编是多少？ 3

    . 在想12星座的名字的时候，没有回忆起图片或字母 B

    . 在想12星座的名字的时候，回忆起的是图片或字母 A

    . 说出12星座的名字。 2

    . 在想自己生日的日期时，脑海中没有出现图像或者手指 B

    . 在想自己生日的日期时，脑海中浮现出图像或者手指 A

    . 你的生日是什么时候？ 1

    这里我们做一个小测试：

    这两种人究竟有多大区别？你是属于哪一种人？

    把人分成两种，一种人习惯用图像来思考，另一种人则依靠语言。

    助，但并不是每个人都习惯这样思考。按照思考问题的方式，可以

    种种证据表明，借助视觉来思考问题能够对我们的学习有帮

    视觉化思维VS语言思维

    概念来思考。

    就是说，成人已经把来自各方面的数学信息抽象化了，可以用这些抽象B. 没有回忆到任何画面

    5. 计算一下25×25是多少。

    A. 脑海中浮现出图像或者手指

    B. 脑海中没有出现图像或者手指

    在这几个问题中，选A，得1分，选B得0分。如果你的分数大

    于等于3分，那么你就是依赖视觉化思维。相反，要是得分小于等

    于2，那就是依赖语言思维。

    日本神户大学的研究人员就是用上面这些题目来区分人们的思

    考习惯。

    54学会把数字变成图形

    我们知道手指对于计算的重要性，并不是说就要真的用手指来做数

    学，而是要顺其自然，当孩子使用手指的时候，不要强行去纠正他们。

    这是一个对数字的感知和适应的过程，直到他们把这种数字的感知内

    化，做到“手指在心中”，就不再需要真的掰着手指来算了。

    经过借助手指的阶段之后，还可以利用其他的视觉工具来培养图形

    化思维，帮助学习数学，比如美国斯坦福大学的神经教育学家波勒等人

    就用下面的图形来教学生代数。他们先是让学生观察图中第一个正方形

    的红色边缘，让他们计算这里面有几个小正方形，而不是直接把小正方

    形的数量数出来。在第一个正方形下面的6个方格中，是学生们提出的

    不同方法来计算边缘小正方形的数量。可以看到，他们先是找出了其中

    的规律，而后用代数的方法把这个规律抽象出来。

    55

    56比如在上面第一格的方法中，学生们用不同的色彩把边缘小正方形

    分成两类，红色的是水平边缘的小正方形，蓝色的是垂直边缘的小正方

    形。通过比较两类小正方形的数量关系，总结出规律，归纳成代数公

    式。

    用图形一样可以做常规的加减乘除，我们分别用一个红色的大正方

    形表示100，绿色的条带表示10，黄色的小正方形表示1，那么用这些图

    形来做运算，可以把很复杂的运算变得一目了然。

    57

    的小正方形加上8个小正方形，这样就化繁为简，5个绿色条带是50，剩

    么26就是两条绿色的小正方形加上6个黄色的小正方形，而38是3条绿色

    比如说上图里要计算26+38，一条绿色的小正方形代表的是10，那下的小正方形是14，那么答案就是64。

    同样地，乘法也可以用这些方格来表示，比如简单的3×4，就可以

    用长和宽分别是4和3的矩形来表示。那么对于更复杂的乘法也一样，比

    如下面的12×13，就是长和宽分别是13和12的矩形，这个矩形又可以被

    拆分成我们前面用到过的图形，即一个代表100的红色大正方形和5个代

    表10的绿色条带，然后是黄色小正方形。这样就可以把像12×13这样不

    能一下通过心算得出的乘法运算也变得很直观，就是

    100+5×10+6=156。

    58

    能够做简单的乘法运算也就一样可以做代数运算，比如要是把上面的红色正方形的边长10用x来表示，那么整个图形就是(x+2)

    (x+3)，这样就可以很方便地计算出这个二项式，其实就是正方形的

    面积x2

    ，加上5个绿色条带的面积5x，最后再加上6，也就是x2

    +5x+6。

    59学习方法

    1. 从视觉化思维到视觉化笔记：在做笔记的时候画画

    在学校里，你要是在上课做笔记的时候画画，肯定会被老师看成是

    在开小差。不过其实用画画或者说是图形来辅助文字的笔记，才是一种

    高效的学习方法。不信，你可以看看达·芬奇是怎么做笔记的。

    达·芬奇的笔记总是图文并茂，而且不论是文字的笔迹还是旁边的

    草图都十分细致。达·芬奇在对自然界和对人体的观察、学习中积累下

    了许多这样的笔记，这是他思考的结晶。作为文艺复兴巨匠，达·芬奇

    是利用图形化思维的成功案例之一。

    其实这位天才的学习方法我们也可以借鉴。我们不妨也用这种图形

    和文字相辅助的方法来做笔记，叫作视觉化笔记(Sketch noting)，它

    最开始被用在学习工程设计上，后来逐渐被用来学习其他所有的学科。

    下面我们来说说怎样做视觉化笔记。

    首先，你不需要画得很好，可以只是用箭头之类的简单符号，不一

    定要画漫画或者素描什么的。关键是能够帮助你自己理解和记忆，所有

    的笔记都是为了这个目的。

    在做笔记时用简单的图形来表示不同概念之间的逻辑关系，有助于

    厘清思路，帮助大脑将新接收的信息与记忆里已有的信息联系起来，促

    进理解和记忆。你可以先把自己听到的信息记录下来，然后在后续的整

    理过程中加上表示它们之间逻辑关系的符号，这同时能够帮助你梳理信

    息。

    60

    61达·芬奇的笔记

    当你接触到一个知识时，把你大脑中浮现出来的画面记住，这是你

    自发地将信息视觉化。在做笔记的间隙，你可以把这个画面中最让你印

    象深刻的图形元素提炼出来，画在笔记里。比如在下面这个笔记中，也

    许记笔记的人在某个时刻想起了自己过去的一个老师说过什么，于是在

    公式和图形旁边直接画了那个老师的头像。这些在别人看来似乎是与内

    容不相关的图形，都来自你自己的联想，与个人过往的经历和知识密切

    相关，它们能在你以后复习的时候，帮你回忆起当时听课的情境和感

    悟。

    62

    63

    人和东方人在数数或者是做心算时确实是很不一样的。科学家们用

    法国人是不是脑回路很惊奇这不得而知，但整体上来说，西方

    于是比利时人果断创造出了法语里的70、80、90，终于正常了。

    10”。这种奇葩的数数方式连同样说法语的比利时人都看不下去，说“60加10”；他们不说“80”，而是说“4个20”，而90却是“4个20加

    法国人数数的方式一直被人调侃，因为他们不说“70”，而是

    东方VS西方：图形还是语言？

    64

    解，于是科学家们推论这种方法的普及让东方人更习惯用视觉图形

    就是说这个方法更费脑子。相比之下，模型法借助图形，更容易理

    的楔前叶更加活跃，楔前叶在大脑两个半球的内侧(见图)，这也

    在解题过程中，学生用到的脑回路不一样。用符号法的学生大脑中

    成绩都一样好，所以从结果上来看也说不出哪一个方法更好。但是

    熟悉的。科学家的研究发现，用这两种方法来解决数学问题的学生

    学生把数学问题通过各种符号，转化成方程式。这个方法是我们更

    来表示不同的数量，然后再算出总数。另一种方法叫符号法，它让

    颗苹果？”根据这个问题，老师会让学生像下面这样用两段长方形

    问题是：“你有70颗苹果，我有30颗苹果，那么我们两个一共有几

    数学问题用图形来表示出来，然后根据图形来思考。比如说有一个

    学校主要用两种方法来教数学，一种叫作模型法，也就是让学生把

    坡的学校来做实验，因为新加坡学生的数学成绩一向很好。新加坡

    跟中国人和西方人从小接受的教育有关系。于是科学家们找了新加

    至于为什么会这样，科学家们提出了很多种假设。有的认为这

    解决抽象的问题。

    不习惯。这似乎说明白人更依靠语言，而东方人更借助视觉想象来

    的方法，在大声说话时他们能够更快、更准确地推理，而华裔却很

    理，一边大声地把自己推理过程说出来。美国白人明显更喜欢这样

    美国的白人和华裔在做抽象推理时的区别。心理学家让他们一边推

    些端倪。当时他们并没有用像大脑扫描成像这样的技术，只是比较

    决数学或者是抽象逻辑问题。早在2002年，心理学家们就觉察到一

    小，我们和西方人使用的脑回路也不一样。西方人更依赖语言来解

    却很不一样。其实不只是做心算，就连很简单地比较两个数字的大

    是在计算“4+4”，得出的答案也同样都是8，但得出这个答案的过程

    心算主要用的是跟视觉和运动相关的神经网络。也就是说大家同样

    西方人心算时，用到的是大脑里掌管语言的布洛卡区，而中国人做

    fMRI来扫描人们的大脑，发现同样都是用阿拉伯数字来做计算，来思考数学问题。但这个说法有明显的局限，毕竟新加坡不能代表

    东亚的广大地区。

    另一种说法是由于珠算在亚洲的普及，让人们更习惯图形化思

    维运算。也有学者将这个差异归因于东亚集体主义的文化——东方

    人更注重整体以及整体中不同个体之间的关系，而西方人更注重个

    体。近几年来，随着基因组学和遗传学的进步，生物学家们又试图

    从基因和遗传的角度来解释东西方差异的深层次根源。但不论这种

    差异的起源是什么，

    65

    简洁明了地表示出来，所以一般人们会用思维导图来对知识进行归纳和

    大家也许都听说过或者用过思维导图，它能够用图表把复杂的信息

    . 思维导图学习法 2

    点的？哪些又需要根据我们自身的特点来改进？

    也给教育提出了新的问题：西方的教育方式哪些是符合东方人的特

    东方人和西方人在思维和认知模式上的差异是确实存在的，这整理。不过归纳知识其实是学习的最后一个环节，思维导图的用处可不

    只是这些。

    大脑的思维模式是发散的，用思维导图不但可以用最直观的视觉来

    帮助这种发散思维，也能够“整理”这些发散出来的想法。这要从我们大

    脑学习和记忆的机制说起。比如说对于“猫”这个概念，在大脑中并不是

    由专门的一个区域来储存的，而是分散在大脑皮层不同的部位：猫的外

    貌储存在视觉皮层、毛茸茸的感觉储存在躯体感觉皮层、喵喵的叫声储

    存在听觉皮层，还有跟猫有关的愉快或者难过的记忆，储存在前额叶和

    边缘系统组成的回路中。其他的概念也是一样，都被分成不同的方面，储存在不同的神经网络中。当我们学习一个概念时，会了解到关于它的

    方方面面；而在回忆起它的时候，也会陆续想起这些不同的方面来。我

    们的记忆和想法都是以各种片段的形式储存在大脑网络中，而思维导图

    的结构正体现了这种网络化的记忆。

    怎样更好地使用思维导图呢？

    (1)最好是用笔在纸上或者白板上画思维导图，因为这样比在电

    脑上画更快、更方便，能够快速捕捉自己想到的东西。

    (2)从纸或者白板的中间开始画，这样可以鼓励你的思维向各个

    方向发散。

    (3)用图形来描述其中的要点，因为图形更直观，更让人印象深

    刻，也能够激发你自己的想象力。

    (4)使用不同的颜色来画，因为色彩能够使大脑保持兴奋，让你

    的思维处于活跃状态。

    66(5)把首先想到的东西画在思维导图的主干上，然后再从这个主

    干开始分支，延伸出其他的想法，这样不但符合思维发散的规律，也便

    于联想。

    (6)每个结点上最好就使用一两个词，简洁明了。

    (7)尽量多画图形。

    67第三章 在梦中学习

    68

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    慢慢睡着了。在梦里，我又看到原子们在我眼前跳动，不过这次，那些

    已经开始走神了。”凯库勒回忆说。“于是我把椅子转过去，朝着火炉，“我当时正坐在那里编写课本，但遇到了瓶颈，没有什么进展，我

    戏剧性。

    着小的原子。”这是凯库勒后来回忆起的第一场梦，而第二场梦则更富

    抱住，然后整个原子团在旋转。大的原子连接起来，形成了一条链，拉

    个大的原子抱住了两个小的原子，然后这三个原子又被一个更大的原子

    的粒子处于运动中，但在梦里不一样：不同的原子开始配对在一起，一

    “我进入了梦乡，原子们在我眼前跳跃。我之前总是看见这些微小

    场关于苯环分子结构的梦。

    子结构，这是科学史上最富有传奇色彩的发现过程。其实凯库勒做过两

    高中化学课本上曾经提到过化学家凯库勒是在梦里想出了苯环的分

    ——德国化学家凯库勒

    “让我们学会做梦吧，然后我们或许就会发现真理。”小的原子都远远地留在背景中。我在梦里仔细观察那些大的原子，这些

    大的原子组成的链条开始像蛇一样弯弯曲曲地爬行。突然，我很惊讶地

    看到那只蛇扭过头，咬住了自己的尾巴，形成一个圆环在我眼前旋转。

    这时候猛然间我就醒了，赶快提起笔，连夜把我的发现写了下来。”凯

    库勒回忆完自己的第二场梦，马上又提醒到：“让我们学会做梦吧，或

    许我们就会发现真理，但在把梦到的东西发表之前，要小心求证。”

    70睡一觉难题全解决

    在复习考试的时候，我们都会觉得时间不够，有的人干脆熬夜读

    书，而对许多不能熬夜的人来说，肯定有想过要是能在梦里学习该多好

    啊。这个想法似乎有些科幻，但我们确确实实可以在梦里学习。

    美国波士顿的研究人员招募了99位志愿者做一个关于梦的实验。首

    先，研究人员让志愿者在电脑上玩一个在三维空间里走迷宫的游戏，志

    愿者们必须以最快的速度走出这个迷宫。这个游戏很难，大家都花了很

    长时间还走不出来。玩了一阵之后，其中50位志愿者可以去睡上45分

    钟，剩下的49位志愿者必须醒着，做其他的事情，看书或者放松。那50

    位去睡觉的志愿者也并不轻松，他们会时不时地被叫醒，研究人员要问

    他们都梦到了什么。

    志愿者们玩的3D迷宫游戏

    这99位志愿者在5个小时之后又被要求玩迷宫游戏。结果是49位没

    有睡觉的志愿者在游戏中毫无长进，有的甚至不如第一次。睡觉的50位

    志愿者玩游戏的分数普遍都有提高，提高最多的是其中4位梦到自己玩

    迷宫游戏的志愿者，他们只用了别人一半的时间就走出了迷宫。

    71

    72

    投入。因为投入了大量精力，满脑子都是游戏里的事情，所以才会把它

    梦，那4位做梦的志愿者都有一个特点，醒着时，他们学习或是玩得很

    从刚才那个实验中，我们可以发现并不是只要睡觉就能做个学习的

    记忆被再次唤醒，在学习过程中形成的神经突触连接得到了强化。

    忆输送到大脑皮层存储起来。在睡眠中，我们学到的知识被重新组织，而NREM睡眠有助于巩固海马体中形成的记忆，并把这些已经形成的记

    NREM(非快速动眼)睡眠里。我们的记忆是在大脑的海马体中形成，且能发现一些看似不相关的东西之间的联系。而这些梦主要发生在

    波士顿的研究人员认为，在梦中我们会发现醒着时忽略的细节，并

    志愿者梦见了在迷宫里找东西。

    个岗亭都站着人，然后还梦见了自己曾经去过的一个蝙蝠洞。还有一个

    愉快地在迷宫里穿梭。另一个志愿者梦见迷宫的路线上有许多岗亭，每

    宫。其中一个志愿者说他梦见走迷宫的时候有音乐响起，他伴随着音乐

    而且那4位梦见走迷宫的志愿者并不是在梦里一遍一遍地走出迷们带进梦里。

    不过，在忙碌的生活中，我们也不是随时都可以放下手上的事情，睡上45分钟。没有关系，就算是花上6分钟打个盹也会很有帮助。这回

    是德国的研究人员，招募了44位大学生志愿者。学生们要在两分钟之内

    记下30个单词，然后一部分学生可以打盹6分钟，另一些学生则不行，必须醒着，还有一些学生被要求睡上半个小时。一个小时之后，所有的

    学生都参加测试，看看都记住了几个单词。没有睡觉的学生平均只记住

    不到7个单词，花了6分钟打盹的学生平均可以记住超过8个单词，而睡

    了半小时的学生则都可以记住超过9个单词。

    73

    74

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    逻辑性的，而随着睡眠的深入，进入REM阶段，梦就变得越来越离奇，当我们的睡眠处于NREM时，做的梦或者是产生的思绪还是比较有

    困扰我们的问题。

    不但可以让学到的东西更加巩固，还可以从不同的角度来审视那些一直

    系起来，找到它们之间的关联，甚至抽象、提炼出其中的普遍规律。这

    虑，我们可以平静地把记忆重新梳理一遍，并且跟其他的记忆知识联

    习到的东西在梦里等于是又被复习了一遍。这时候没有任何压力和焦

    关的部位(比如海马体)重新被激活了，这样我们在醒着时看到的、学

    肾上腺素被清空，大脑才能够真正放松。同时，大脑中与情绪和记忆有

    腺素，它会让我们产生焦虑，感到压力。只有在REM时，大脑中的去甲

    REM为什么这么特别呢？我们的大脑中有一种化合物叫作去甲肾上

    高了40%。

    成绩和没有睡觉的志愿者差不多，但睡到REM阶段的志愿者测试成绩提

    时之后，志愿者重新做测试，结果那些只是睡到NREM阶段的志愿者的

    入REM阶段；有的睡得时间短，只是在NREM之后就被叫醒。在几个小

    去睡觉，有的只是简单地休息一下。睡觉的志愿者有的要睡得很久，进

    是“玻璃”。他们招募了77名志愿者，在做完一轮测试之后，有的被要求

    比如说3个词分别是“破的”“清晰的”和“眼睛”，那么你给出的答案可以

    这个词在词义上与那3个词差别很大，就说明做题的人比较有创造力。

    词，做测试的人必须找到一个词，这个词与那3个词有某种联系。如果

    方法来检测志愿者们的创造力。这种测验会给出30组词语，每组有3个

    科学家们用一种叫作远距离联想测验(Remote Associates Test, RAT)的

    眼睡眠(REM)更神奇，可以激发创造力。美国加州大学圣迭戈分校的

    这些短时间的睡眠都是非快速动眼睡眠，可以增强记忆。而快速动

    快速动眼睡眠的创造力而且伴随着产生了喜怒哀乐的情绪。在NREM的慢波睡眠阶段，记忆在

    海马体中形成之后被输送到大脑皮层存储起来；而REM阶段却与之相

    反，那些之前存储在大脑皮层的记忆被重新传送回海马体，与刚刚形成

    的新的记忆混合在了一起。所以与NREM最大的不同是，REM所产生的

    梦更富有联想性，能把看似不相关的记忆联系在一起，因此也更有创造

    力。

    除了海马体，在REM期间大脑的前额叶皮层和枕叶皮层也发生了变

    化。醒着和NREM期间，前额叶皮层有一个重要的作用是能够监控和过

    滤想法，把那些看上去不合逻辑或者不相关的信息过滤掉，这个功能有

    助于排除大量信息的干扰，让我们专注于一件事情，并把它做好。但前

    额叶的这种过滤也让我们忽略了很多重要的细节，对它们视而不见。

    REM期间，前额叶皮层的活动趋于沉寂，也就是说它对思维的监控放松

    了，这让我们能够重新去发现那些在日常生活中进入我们记忆里的东

    西，并且冲破思维的枷锁，真正打开思路。

    76

    77

    捷的解法，只是他们的前额叶皮层提醒他们要用科学家们提供的公式来

    的解题方法。科学家们认为其实这些志愿者们心里早就发现了那个更快

    让志愿者们睡8个小时之后再来做题，发现有59%的志愿者找到了简洁

    能够解答。有25%的志愿者发现了这些简洁的解题方法。随后科学家们

    愿者们用一些公式来做数学题，但其实这些数学题都有一些简洁的方式

    针对睡眠的这个特性，德国科学家们曾经做过一个实验：他们让志解题，而睡了一觉之后，他们明显没有这些羁绊了。

    与前额叶皮层相反，枕叶皮层在睡眠时会变得更活跃。枕叶皮层负

    责处理视觉信息，它变得更活跃意味着我们在梦里看到的情景会变得很

    活灵活现，而且这些情景不是简单地来自记忆，而是把记忆中的画面重

    新拼接，合成了新的画面。但因为这个时候我们的前额叶皮层在休息，所以我们会觉得这些画面毫无违和感，没有PS痕迹。

    其实不论是NREM还是REM，对大脑的健康都很有帮助。在睡眠

    时，大脑的神经细胞会把代谢产生的废物和像自由基这样的毒素排出

    来，细胞就缩小了，细胞之间的空隙变大，让废物和毒素可以更方便地

    流到毛细血管，再由毛细血管带出大脑，让大脑保持清洁。

    78睡觉是为了遗忘

    除了帮助巩固学习、激发创造力，睡觉还有一个对学习来说十分重

    要的作用——让我们忘记那些错误或无用的信息。

    一般人们都觉得如果没有用心去记住一件事情，那么慢慢地就会忘

    记这件事情。要忘记一件事是毫不费力的，就像不论我们怎么跳，重力

    总是会让我们落回地面上一样。但早在1983年，曾经发现DNA双螺旋结

    构而获得诺贝尔奖的英国生物学家弗兰西斯·克里克就推测，在很多时

    候我们的大脑是很精确地要忘记一些信息，并且趁我们睡觉的时候，把

    记录这些信息的神经元连接给消除掉。这个消除记忆的过程就像是学习

    过程的“倒带”一样，把因为学习而形成的连接给“撤销”了。

    79REM，这个阶段虽然我们闭着眼睛，眼球却在快速转动。

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    81

    化，比如不断地复习一个知识，它就会转变成长期记忆，并被送到大脑

    马体也必然参与其中。新的记忆在海马体形成之后，如果通过反复强

    克里克说的，睡觉时大脑会把整个记忆形成的过程给“倒回去”，那么海

    学家们很自然地想到了海马体，因为这里是记忆形成的地方。如果真像

    许多的科学家去通过实验来发现睡眠和遗忘之间的关系。说到记忆，科

    克里克做出这个大胆的推测之后，并没有给出证明，却启发了后来

    定期清理垃圾文件，不然内存饱和了或者硬盘就满了，要死机的。

    和了，不能再产生新的连接来记住有用的信息了。这就像我们的电脑要

    么做，是因为如果不定期清除无用的垃圾信息，那么所有神经元就都饱

    克里克认为，这种有目的地遗忘发生在REM期间。大脑之所以会这

    又充满喜怒哀乐。

    在REM时各个区域都比较活跃(左)，这时候记忆和情绪都被调动起来，产生的梦既稀奇古怪

    对REM阶段和NREM阶段的人进行PET扫描，可以看到相对于NREM(右)，他们的大脑

    82

    这都为遗忘扫清了障碍，让海马体可以更方便地清除记忆。

    被清空了，同时另一种化合物——血清素也在REM的时期大幅度减少，以促进形成长期记忆。而就像之前提到的，在REM的时候去甲肾上腺素

    腺素在大脑中有一个功能是增强神经元之间的连接——突触，因此它可

    且还只能是REM呢？原因在于我们前面说到的去甲肾上腺素。去甲肾上

    既然遗忘是这么重要的一件事，那为什么只发生在睡眠的时候，并

    错误的解法，并腾出空间来记住正确的解法。

    做的，但要是后来发现这个解法是错的，那么海马体就会努力忘掉这个

    学习时经常会产生错误，比如说在做题的时候，我们会记住自己是怎么

    海马体的这种积极地把信息遗忘掉的现象也发生在学习中。我们在

    掉了。

    网页下载到手机或者电脑里，那缓存里的这个网页就没用了，可以删除

    更像是我们在浏览器里打开的网页，它在海马体这个“缓存”里，一旦把

    这个环境的神经连接消除。比起刚才说的储物柜，其实海马体里的记忆

    环境的信息就会被送到大脑皮层。这时候，海马体的位置细胞会把记录

    的记忆在睡眠中得到巩固。而一旦我们熟悉了这个环境，那么关于这个

    置细胞不但是在我们醒着时兴奋，在REM时也一样，这说明关于新环境

    奋，这不是因为它们喜新厌旧，而是要努力记住这个新的环境。这些位

    所处的环境，如果我们到了一个陌生的环境里，位置细胞就会十分兴

    海马体里特殊的一类神经元，叫作位置细胞。位置细胞可以记录下我们

    不过海马体的工作原理比储物间可要复杂得多。神经科学家们观察

    间里哪些东西扔掉，哪些东西搬到库房里，这样才能腾出位子来。

    一个很小的储物间，那么每次买了新的东西回来，就要决定把原先储物

    信息要么转变成长期记忆送到大脑皮层，要么就消除掉。这就像是你有

    的数量也是很有限的。所以海马体不能把所有的信息都保存着，里面的

    皮层保存起来。海马体神经元的数量有限，所以能够形成的神经元连接

    83

    NREM的开始阶段我们也会做梦。

    僵硬，而是可以自由活动，这时候就可能出现梦游。此外，在

    候做梦，有的人在REM的时候身体并没有像正常情况下那样麻痹、环着，要在REM和NREM之间交替4～6次。我们经常在REM的时

    段，持续20～30分钟，再进入NREM阶段。一晚上的睡眠就这样循

    睡眠(慢波睡眠)的阶段，大概持续60～90分钟。然后进入REM阶

    我们的睡眠是从NREM开始的，分别经历了入睡、浅睡、深度

    的呼吸很平缓，心跳也会放慢。

    实实的，身体却可以自由移动，翻来覆去，动动手脚。这时候我们

    速。而另一种睡眠叫作非快速动眼睡眠，这时候我们的眼珠子老老

    这时候我们的身子却很僵硬，一动不动，同时血压升高，心跳加

    然闭着眼睛睡觉，但眼珠子却转得飞快。与眼球的快速运动相反，睡眠可以分成两种，一种叫作快速动眼睡眠。这时候，我们虽

    我们的两种睡眠

    要保留的记忆，所以保证高质量的睡眠是提高学习效果的关键。

    REM中，大脑会强化那些我们需要的记忆，消除另一些多余的、没有必

    睡眠对于记忆和学习来说，是一个分类、整理的过程。在NREM和

    去的影响。

    让他们不能在睡觉的时候把和创伤事件相关的记忆清除掉，造成挥之不

    障碍的患者REM出现了异常，去甲肾上腺素水平在睡觉时居高不下，这

    后，在很长的时间里都有严重的心理障碍。睡眠研究发现，创伤后应激

    和精神分裂症。创伤后应激障碍一般是人们经历了精神或者心理创伤之

    甚至有害的记忆，会带来严重的心理和精神疾病，比如创伤后应激障碍

    经科学家们还没有发现大脑完全饱和的情况。但要是不能忘记一些无用

    脑“饱和”而不能再记住新的知识。这当然只是一个推论，因为现实中神

    克里克觉得如果我们不能在REM的时候把记忆消除，那么就会让大做梦梦见什么不是我们能够控制的，但也不一定要真的做梦，白日梦的效果也很好。

    84做梦的最高境界——白日梦

    发明家爱迪生有一个有趣的习惯。在遇到难题时，他会先仔细地思

    考一番，想想这个问题究竟涉及什么方面，然后他就释然了，慢悠悠地

    拿起一颗棒球，斜靠在椅子上，头微微后仰，开始天马行空地胡思乱想

    起来，进入白日梦状态。渐渐地，他几乎要睡过去了，手微微松开，那

    个棒球掉到地上，“啪”的一声把他惊醒了。回过神来，他赶快取出纸和

    笔，把刚才脑子里冒出来的各种想法飞快地写下来。而后爱迪生又进入

    了另一种状态：对着自己刚才写下的潦草笔记，托着脑袋冥思苦想。如

    果这一阵思考还是没有给他带来解决问题的答案，他会起身捡起刚才那

    颗棒球，再重复那个神游的步骤，直到棒球再次掉落把他从白日梦中惊

    醒。

    85

    86

    下文和段落的语法就可以弄明白它的意思，不需要进入神游状态。但如

    关系的东西上。比如你遇到一个英语阅读题，很显然只需要通过分析上

    找到答案，不需要脑筋急转弯，更不需要去联想与问题本身看似没什么

    这种思考方式适合于对付比较常见的问题，你可以在有限的范围内

    分脑细胞，会造成局部缺氧，使你觉得头晕。

    的脑细胞不多，而且都局限在大脑某一个区域。因为集中使用这一小部

    且通常会说自己死了很多脑细胞。其实恰恰相反，这种思考方式所用到

    精会神、甚至抓耳挠腮的思考方式。在这种方式里，你会觉得很累，而

    我们的大脑一直就有两种不同的思维模式。一种就是大家熟悉的聚

    到的难题。但他为什么要这样呢？

    正是用这样奇怪的方法，爱迪生解答了很多在他发明创造过程中遇

    87

    别人会怎么想，然后去推测他们的感受或者他们会怎么做，所以这也被

    什么。想象力网络的另一个功能是猜想别人在想什么，我们经常会关心

    工作、升学时，如果选择去一个地方工作或者学习，设想一下那会发生

    事情可以是我们觉得未来会发生什么，或者是在面对一个重大选择——

    有两个功能，一个是利用我们过往的经历来设想可能发生的事情，这些

    网络。顾名思义，这个网络能够让我们迸发出各种奇思妙想。这个网络

    网络。而接下来他开始神游，这就激活了第二个神经网络，叫作想象力

    是非常专注的，这样可以很好地分析问题，使用了大脑中的执行注意力

    它负责身体的感觉和运动。刚才爱迪生的例子里我们说他一开始想问题

    思考、推理、做计划等，是大脑用来做决策的部分；顶叶皮层在头顶，来。前额叶皮层就在大脑的前额位置，这个部位主要负责的功能是逻辑

    系在一起。这个网络把我们的前额叶皮层和顶叶皮层的部分区域连接起

    集中在解决一个棘手的难题。既然叫网络，就是把大脑中不同的部位联

    个叫作执行注意力网络，这个神经网络能够让我们全神贯注，把注意力

    上面爱迪生的例子里，他用到了大脑中三个不同的神经网络。第一

    用某一个部位的脑细胞以及它们组成的神经网络，那就想不出答案。

    某一本书能完全解答这个问题。我们的大脑也是一样，如果太局限地使

    徊在“体育”那个书架，来来回回，想找到一本合适的参考书，其实没有

    有没有相关的书。如果我们只从字面上去考虑这个问题，那就会一直徘

    献，可能就要到“体育”“心理学”“社会学”“商业管理”这几个书架去看看

    书馆里一样：针对刚才的那个问题，你如果要去图书馆查找相关的文

    在形成之后就被分门别类，分散地放在大脑皮层的不同区域，就像在图

    应对那些不常见的问题，需要调动大脑里不同区域的脑细胞。因为记忆

    这时候就需要用到另一种思维模式——发散的思考方式，专门用来

    一些却不能。

    动员的影响，这里面涉及的因素太多了，有些你可能很快能找出来，另

    果是要写一篇研究论文，让你研究兄弟姐妹对一个人成为成功的职业运叫作社会认知，能够帮助我们理解别人，更好地和别人沟通。

    想象力网络是把前额叶皮层和颞叶皮层以及一部分顶叶皮层连接起

    来。颞叶皮层在我们大脑的两侧，这个部位的功能比较复杂，跟语言、记忆、视觉、听觉等都有关系。想象力网络基本覆盖了大脑的大部分区

    域，是很发散的。在经过想象力网络的天马行空之后，我们肯定有了不

    少想法，但哪些想法是靠谱的、能够用来解决问题的呢？

    这就需要第三个神经网络来筛选，这个网络叫凸显网络，它能够让

    重要的信息从想象力网络产生的各种设想中凸显出来。不只是筛选我们

    自己脑海中的想法，我们日常要接触许多外界的信息，也需要凸显网络

    来帮助我们很快抓住关键信息。凸显网络把大脑的岛叶和扣带回皮层连

    接起来，这两个部位都比较隐蔽，岛叶藏在大脑两侧的颞叶下面，而扣

    带回皮层是在大脑两个半球的中间。

    这三个网络是交替工作的。科学家们对爵士乐手的大脑进行扫描，发现他们在进行即兴表演时，执行注意力网络就没有那么活跃了，这时

    候想象力网络和凸显网络占据了主导地位，后来对说唱乐歌手的大脑扫

    描也发现了一样的情形。而当这种自由创作的阶段结束，执行注意力网

    络又会重新活跃起来，让你可以审视自己刚才的想法。

    88最后的审视和评估是很重要的，胡思乱想和真正的创造之间，最重

    要的区别是真正的创造可以解决现实中的问题，而胡思乱想只是一时高

    兴罢了。

    89

    90

    又有一定的紧迫感。

    最好设定个闹钟，给自己25分钟时间，有了时间的限制，既能够放松，着就跑题了，开小差了。爱迪生用的是棒球，我们可以用乒乓球，或者

    及时地把自己从神游中拉回来，而不是任由思绪漂移，那样多半想着想

    题，也就是在条条框框之外的意思。这里最重要的是像爱迪生那样能够

    就像英文里有一个说法叫作“Think out of the box”——在盒子之外想问

    生，不要一味地埋头冥思苦想，适当放松放松，放开约束思维的缰绳，在我们自己的学习、生活中，遇到很难解决的问题，不妨学学爱迪

    . 番茄工作法 2

    大大增加你做学习梦的概率。

    大，就像凯库勒那样。并且最好你有决心一定要梦到学习的内容，这会

    习和思考，把学习材料拿出来看一遍，要集中注意力，但不要压力太

    然后是怎样做个关于学习的梦。这需要你在睡前的一段时间认真学

    相对昏暗的灯光下看书，直到又昏昏欲睡，再回到床上躺下来。

    眠的环境。这时候最好的办法是坐起来看书，但不能看手机和电脑。在

    着，那也不要一直待在床上，因为这样会让大脑觉得床是一个不适合睡

    睡，房间里温度降低会给大脑发出信号——该睡觉了。如果一直睡不

    度调低几度，保持在18度左右，因为只有体温适当地下降我们才能入

    态。另外，跟通常大家的观念不一样的是，睡觉的时候最好把房间的温

    就必须作息规律，这样便于调节自己的生物钟在合适的时间进入睡眠状

    要睡着，而且还要睡得好，这对有些人来说并不容易。要有好的睡眠，睡眠有那么多神奇的好处，那么怎样才能做个学习的梦呢？首先你

    . 做个与学习有关的梦 1

    学习方法

    91

    这个方法在多年实践中被证明很管用，下次再遇到什么难题，你可

    钟，先去做别的事情，在半小时之后开始下一个番茄时间。

    (5)如果这样重复4次之后，还是没有解决问题，就休息15～30分

    的闹钟；

    (4)闹钟响了，停止思考，休息3～5分钟，而后再上20～25分钟

    (3)开始想问题；

    (2)然后上闹钟，时间定在20～25分钟；

    (1)首先是确定要解决什么问题，设定好学习或者工作的目标；

    5个步骤：

    喜爱番茄，他们的厨房常常会有个做成番茄样子的闹钟。番茄工作法有

    发明的。为什么叫番茄工作法呢？吃过意大利菜的人都知道，意大利人

    其实这就是所谓的番茄工作法，是意大利人西里洛在20世纪80年代

    92

    顿悟。但这些顿悟都有一个特点，就是都出现在不经意间。在日常

    笑话里的笑点，或者是突然间认出一幅模糊照片里的人像，都属于

    悟也不总是要领悟那么高深的宇宙真理，普通人突然间领悟到别人

    德在洗澡时顿悟浮力的原理，于是光着身子大喊“尤里卡!”其实顿

    这样的传奇故事经常出现在各种科学家的传说中，比如阿基米

    顿是为了让自己的经历显得更传奇而杜撰出来的。

    的时候他并没有提起过这件事，所以很多人质疑这个传说，认为牛

    顿悟万有引力。这个故事其实是牛顿在晚年自己告诉别人的，年轻

    那里，23岁的牛顿坐在一棵苹果树下思考，被掉下来的苹果砸中而

    大学也不得不暂时关闭。牛顿举家前往林肯郡的乡下躲避瘟疫。在

    科学史上最著名的顿悟来自牛顿。1666年，英格兰瘟疫横行，剑桥

    如果在梦中或者神游时，突然想到问题的答案，那就是顿悟。

    顿悟

    目标节点，反而让这10几分钟变得不那么难熬了。

    钟，会让他们觉得只要坚持到闹钟响了就可以了，所以有了一个明确的

    中注意力，真正钻进一个问题里。另外，对于好动的孩子，因为有闹

    且在这段时间里慢慢学会控制自己。这个办法的好处是可以帮助人们集

    但家长不能放弃，还是要每天这样重复几次，让孩子有了时间观念，并

    一起和孩子玩。对于注意力不容易集中的孩子，可能会一直盯着闹钟。

    动，放松一下。然后再设定10～15分钟的闹钟，换一本书或者玩具，再

    钟响了才能玩别的。坚持到闹钟响了，就休息3～5分钟，站起来活动活

    定一会儿就不耐烦了，想去玩别的，这时候提醒他还有几分钟呢，等闹

    来读书、讲故事，或者是一起玩一个需要动脑子的玩具。刚开始孩子肯

    家长应该要先定一个闹钟，比如说先设定10分钟，然后跟孩子一起坐下

    家长也可以对孩子使用这样的方法，来让他们集中注意力，一开始

    以自己试试看。

    93

    而是正在用这些动作来刺激大脑，让自己集中注意力去理解看到的

    是说他们一副坐不住的样子，并不是真的因为不耐烦、不想听了，刺激这个网络，让它正常工作，他们必须不断地做各种动作。也就

    子跟普通孩子的区别是，他们不能很好地激活这个神经网络。为了

    脑需要调动执行注意力网络来让自己集中注意力。而有多动症的孩

    需要调动自己的感官就好了。但在看数学视频时却完全不一样，大

    孩子们的大脑很轻松，因为什么都不需要想，不用去分析问题，只

    子们的大脑，科学家们却发现事实并非如此。在看科幻片的时候，认为这是因为科幻电影很有趣，而做算术比较无聊。但通过观察孩

    转睛，而在看数学教学视频时却不停地换坐姿、跺脚。一般我们会

    大脑的活动被记录下来。不出意料，看《星球大战》时孩子们目不

    老师正在教怎样做加减乘除。孩子在观看两段视频时，他们身体和

    《星球大战》里激烈追逐的情节，另一段是教学视频，视频里一个

    科学家们做了一个实验。他们让孩子们看两段视频，一段是电影

    为了解答这个问题，美国中央佛罗里达大学儿童学习研究所的

    子分明是可以集中注意力的，为什么一到学习的时候就不行了呢？

    动画片时却可以聚精会神、一动不动。这让家长们觉得很费解，孩

    不同的事情时差异很大，学习的时候总是坐不住，但在玩游戏、看

    是5.7%，其中男童的发病率是7.5%，是女童的两倍。这些孩子在做

    Hyperactivity Disorder, ADHD)。目前我国儿童ADHD的总发病率

    脚。这样的孩子经常会被诊断为多动症(Attention Deficit 易分心，而且一副坐不住的样子——转来转去、不停地摇椅子、跺

    许多家长都会注意到，他们的孩子在学习的时候好像总是很容

    执行注意力网络与多动症

    它，但这个问题一直在无意识里，直到顿悟那一刻被解决。

    生活中，有的问题会困扰着我们，虽然我们不是时时刻刻都想着视频。

    所以，作为家长和教师，在看到多动症的孩子不停地转来转去

    的时候，试图阻止他们是没有用的，因为他们要是安静下来了，反

    而不能集中注意力。而在玩游戏或者看电影时能够那样集中注意

    力，是因为这些对于孩子在认知能力上的要求没有那么高，里面没

    有深奥难懂的东西。这也就是说他们并不是在有意抗拒学习而不集

    中注意力，只能说是因为学习比玩耍要费脑子多了。

    94第四章 在团队中学习

    952014年，巴西世界杯。希腊队在小组赛中状态很差，先是惨败给哥

    伦比亚，又被日本队逼平。遇到科特迪瓦，又开局不利，中场大将和门

    将先后受伤下场。比赛在沉闷中打了42分钟，突然希腊队在前场断球，迅速组织起反击，并由前锋萨马里斯单刀面对门将轻松推射破门!在这

    之后，希腊队仿佛被注入了新的生命，完全不像之前那样死气沉沉，每

    个队员都跑得更快，拼抢更凶狠，配合更默契，甚至能够完成之前很少

    做出的动作，而且每个人都信心满满，确信自己能够拿下比赛，而他们

    最后也的确做到了。我们都知道情绪会传染，但似乎这个时候球员们不

    仅仅是情绪高涨，他们同时也变得更冷静、思路更清晰，体现在对于对

    方防守的阅读、巧妙的传球和灵活的跑位上，也就是作为一个整体，希

    腊队对于球场上瞬息万变的形势能够更快、更准确地做出分析。我们能

    够看见的是球员之间的交流变得更多，他们互相提醒，告诉队友要打什

    么战术，语言上的沟通只是一个方面。

    古人很早就在战争中认识到“气势”这种说不清、摸不着，但又确实

    存在的东西，所以才有了一鼓作气、再而衰、三而竭的说法。气势在英

    文中叫作Momentum，气势的消长可以让同一支球队、同样一批人看上

    去完全不同，似乎信心和情绪会互相感染，让团队中每个人的能力都大

    幅提升。其实不只是战争或比赛，只要是团队合作的事情，成员之间就

    存在这种神秘的影响力，彼此之间就像是通过蓝牙来“同步化”一样。这

    是人类作为社会动物，在几百万年的集体生活中进化出来的特殊能力。

    这个能力能用在学习上吗？表面上看，学习是一件冷静甚至有些沉

    闷的事情，跟战争和体育比赛的血脉偾张有点格格不入。

    96开启脑中的“蓝牙”

    一个来自荷兰和美国的神经科学家团队走进中学教室，想看看这种

    人与人之间的“蓝牙”连接现象是不是也出现在人们学习的时候。教室里

    有9名学生正在一起做生物实验。科学家们用脑电图来观察这些学生的

    脑波，看看他们在互相配合着做实验时，大脑里都发生了什么。如果两

    个人的脑电波频率和强度在他们互相合作的过程中慢慢地变得一致，在

    同一时间出现了非常相似的波形，那就说明发生了大脑之间的同步化

    (Brain-to-brain Synchrony)。随着课堂教学的进行，学生们开始分组

    合作，完成课堂作业。在这个过程中，科学家们发现了三种不同的同步

    化(如下图)：第一种是学生们似乎结成了对子，和坐在自己旁边的同

    学发生了同步化；第二种是所有的9名学生彼此之间都产生了同步化；

    第三种更有意思，是8名学生的脑波频率慢慢地都变得和第9名学生的脑

    波一致，似乎后者是他们的领袖。同步化的现象在学生们一起观看视频

    和进行小组讨论的时候最明显。

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    98

    无拘无束的波形上就可以看出是在放飞自我；而当δ波出现时，频

    波的阶段，这种波频率比α波还慢，但是震荡的强度却更高，从它

    强度要高一些；如果彻底放松了，甚至有点迷糊了，那就进入了θ

    我们坐着放松的时候，会出现α波，这种波的频率比β波要慢，但是

    中的时候，会产生β波，这种波的强度比较低，但频率却很快；当

    的放电方式，这体现在四种不同频率的脑电波：当我们精神高度集

    虽然电量比不上电鳗的放电器官，我们的大脑却有着自己独特

    这些信号来交流，而人脑中有大约1000亿个神经元。

    灯泡。这些电都来自神经元发出的电信号，神经元之间不停地发出

    在头顶插上足够多的电极，收集到的电量就足以点亮一个手电筒的

    大脑是一个电器官，它能够释放出多达10瓦的电能。如果我们

    脑电波

    来自Dikker et al.率是最慢的，意味着你已经睡着了。

    人在做不同的事情时，脑电波的频率经常会处在这几个典型的

    波段之间。比如在学习语法或者数学运算这样的复杂规则时，我们

    会做练习，知道自己做对了的时候，脑电波会出现α-β波，也就是

    说脑电波的频率处于α波和β波之间；而如果知道自己做错了，脑电

    波会出现δ-θ波，也就是脑电波频率在这两者之间。知道自己做对

    和做错时会出现不同的脑电波，说明我们的大脑正在把这些都记下

    来，而且记忆成功的经验和失败的教训是不一样的方式。在学习开

    始时，大脑中会频繁地出现α-β波，这说明大脑正在不停地总结经

    验，并逐渐找到规律。随着学习的深入，大脑一旦掌握了规律，α-

    β波就会慢慢变少。

    而人在学骑自行车时，又是完全不一样的情况。刚开始学习

    时，δ-θ波会经常出现，说明这时候我们主要是记住错误是怎么发

    生的，也就是说记住在骑车的时候怎样不断地倒向左边或者右边，然后再调整身体来避免左右摇摆。随后慢慢地掌握了骑自行车的方

    法之后，这种波形就很少出现了。

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    许多其他的失忆症患者也是这样，他们会忘了自己学过某些技能，镜子里自己的镜像。H. M. 能把这个做得很好。除了H. M. 之外，画在纸上的五角星边缘，过程中不能看着自己的手和纸，只能看着

    以在失忆之后学会并记住复杂的运动技能。比如医生让他用笔描出

    了失忆。但奇怪的是，他会忘记自己几分钟之前刚吃过早饭，却可

    裂脑人H. M.，在1953年的时候他的大脑被切除了一部分，这造成

    这样。科学家们很早就观察到这两种学习很不一样。之前我们说过

    步一步地描述出来。除了骑自行车，还有学习乐器和球类运动也是

    学到了什么，比如数学运算是怎么做的。但对于内隐学习却不能一

    车这样的学习叫作内隐学习。对于外显学习，我们可以详细地说出

    学习运算法则这样的学习方式被叫作外显学习，而像学骑自行同时又掌握了这些技能。这说明内隐学习和外显学习是在大脑中不

    同的部位进行的。

    为了研究大脑的同步化对于学习的帮助，一个由法国和意大利的科

    学家组成的研究团队对两人学习小组进行了研究。他们招募了26名大学

    生，把他们分成两人一组，每个小组共用一台电脑。他们的任务是用最

    短的时间在电脑屏幕上的各种图形中找出一个特定的图形，比如绿色的

    三角形或者是蓝色的圆形。研究人员鼓励小组成员之间展开配合，他们

    可以通过说话来提醒队友要找的图形是什么，并且在这个图形出现的时

    候提醒队友一起按下按钮。每找到一个图形，学生们都会得到成绩反

    馈，告诉他们这次找对了没有、用了多少时间，并鼓励他们继续合作。

    在整个实验过程中，这些大学生们都戴着一种特殊的头盔(运用了功能

    性近红外光滑技术，fNIRS)来检测大脑皮层各部分的活动。结果发现

    随着实验的深入，学生们之间的配合越来越好，体现在准确率提高了、所用的时间也缩短了。而且随着成绩反馈，学生们大脑前额叶皮层的同

    步化也越来越明显，下图表示的是两个人大脑皮层中活跃部分的对比，左图是在接收到成绩反馈之前，右图是在接收到成绩反馈之后。右图中

    红色弧线表示是两人大脑中同步化明显增强的部位。

    102

    要更进一步。如果说我们的朋友遇到了挫折，很沮丧，我们为他感到难

    这种同步化的现象来自人们之间的共情。共情比我们通常说的同情过和惋惜，这是同情；而如果我们不仅是感到难过，还感同身受，似乎

    自己也遇到了挫折而情绪低落，这是共情。能产生共情的当然也可以是

    正面情绪，就像之前提到的在球赛中运动员们的情绪和竞技状态互相感

    染，甚至观众的情绪也被带动起来了。共情不但会让情绪传染，也会让

    我们下意识地模仿别人的动作，比如看到身边的人打哈欠，我们也会不

    由自主地打哈欠。

    共情对于提升认知能力的影响有多个方面。它是社会的黏合剂，不

    但能够促进人们相互之间的理解，还能够缓解人的精神压力。精神压力

    会让我们的记性变差、注意力不能集中、反应迟钝，从而让学习效率降

    低。而与同伴或老师之间的共情则会缓解精神压力，这也是在一个学习

    小组中共同学习的好处。除了能够减轻压力，共情还可以让人从不同的

    角度思考问题，保持开放和活跃的思路，避免思维僵化和视野狭窄。这

    些都可以提高我们的认知能力，帮助提高学习效率。

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    运动员在观看别人投篮的视频时，他们的镜像神经元比普通球迷和篮球

    神经元会更加活跃。一项发表在《自然》杂志上的研究指出，职业篮球

    还有一个有趣现象是，当我们看到那些自己很熟悉的动作时，镜像

    样可以设身处地，通过体验的方式来领悟别人的意图。

    理去猜想别人在想什么，而是试着在脑子里做一遍别人正在做的事。这

    感知和理解别人的行为。当我们试图去理解别人的时候，并不是通过推

    释共情是怎么来的，而且也说明，我们通过在大脑中默默地模仿别人来

    己做动作和看到别人做动作的时候都会发生兴奋。这些发现不但可以解

    陆续在大脑的运动和感觉皮层发现了镜像神经元，这些神经元在我们自

    人看到别人被针扎时，前扣带回皮层也会有同样的反应。后来科学家们

    校的科学家发现，当人被针扎时，大脑的前扣带回皮层会有反应；而当

    后来在人脑中也发现了这样的镜像神经元。美国加州大学洛杉矶分

    作镜像神经元(Mirror Neurons)。

    是，猴子脑子里的这些能够跟着别人的动作而产生兴奋的神经元就被叫

    动，镜子里的人也会跟着动，只不过这个“镜子”在猴子的脑子里。于

    始终只是安静地坐在那里。加莱西觉得这就像是在照镜子，只要自己一

    一伸手，猴子的运动皮层就仿佛也在发出做同样动作的指令，虽然猴子

    看着他，这马上引起了加莱西的注意。他反复试了几次，发现只要自己

    在猴子自己伸手拿食物的时候才会这样，而猴子这时候只是一动不动地

    桌子上的午餐。这时候，他发现猴子的运动皮层也活跃起来。本来只有

    天，加莱西坐在猴子旁边，一边看着电脑屏幕，一边下意识地伸手拿起

    科学家加莱西在猴子的大脑中植入电极来记录它们的大脑活动。有一

    灵长类动物也具有类似能力。20世纪90年代，意大利帕尔马大学的神经

    我们共情的能力来源于高度社会化的大脑。其实不只是人类，其他

    “以人为镜”的学习方法

    105

    行为进行模仿，于是自闭症患者就不能形成心智理论来解释别人的

    闭症患者的镜像神经元就存在异常，不能够像正常人那样对看到的

    所以要是镜像神经元出问题了会怎么样？神经科学家们发现自

    的回应，这对我们的社交很重要。

    mind)。心智理论让我们可以猜到别人是怎么想的，于是做出相应

    理论来解释别人的意图和行为，这个理论叫心智理论(Theory of 作，这种“默默”的模仿帮助我们更好地理解别人，让我们形成一套

    镜像神经元的电活动能够让我们在大脑中模仿自己看到的动

    镜像神经元出问题了会怎么样？

    频率是3～8赫兹，也就是每秒钟说3～8个音节，这样说话不快不慢。

    合。那我们大脑接收语言信号的“固有频率”是什么？科学家们发现这个

    果你去翻物理书，它会告诉你共鸣需要振动的频率跟物体的固有频率吻

    交流的时候，我们会希望跟别人产生共鸣。产生共鸣需要什么？如

    表达很重要，但还不够。

    是传递信息，要简洁明了地让对方听懂我们要说的。这当然没错，语言

    也许你首先想到的是我们说话的内容很重要，因为毕竟说话的目的

    系。

    怎样说话才会让我们的大脑更快地同步化呢？这跟我们说话的方式有关

    们还要说话，通过语言来增加了解，让配合更默契。那么问题就来了，不过在日常与人接触的时候，肯定不只是在默默观察他们动作，我

    认知的体现。

    体的记忆又反过来影响镜像神经元，让它们更加敏感，这也是一种具身

    次的投篮训练，这些动作早就在他们脑子里根深蒂固了。而这种来自身

    评论员看同样的视频时要更加活跃。由于职业运动员每天都要进行许多行为和背后的意图，这让他们丧失了交往能力。不能够理解别人的

    动作，也影响到自闭症患者学习这些日常的动作，让他们自己的行

    动显得很不自然。这里说的动作既包括肢体的动作，也包含面部肌

    肉的动作——表情。自闭症患者不能很好地读懂别人的表情，这也

    妨碍了他们跟别人的交往。

    之前我们说到镜像神经元还可以让两个人的大脑发生同步化，这种同步化在父母和孩子之间很普遍，而如果亲子之间缺乏同步

    化，则说明孩子可能患有自闭症。

    除了自闭症，镜像神经元的异常还会增加患精神分裂症和抑郁

    症的风险。

    同时，在说话的两个人还必须面对面，这样可以看到对方的嘴在以

    3～8赫兹的频率一张一合。有人计算出：看着说话人的嘴，起到的交流

    效果相当于对方把声音提高了15分贝。如果在说话的时候配上动作和手

    势，效果就更好了。因为这个时候我们不只是在用大脑的听觉系统，还

    用到了视觉系统，这样就把接收到的信号增强了很多倍，就像第二章说

    的，我们不愧是视觉动物啊!

    其实不只是人类，鸟类也是如此。20世纪80年代，有生物学家观察

    鸟类是怎么学会复杂叫声的，他们发现，小鸟如果只是通过听录音来学

    习叫声，要花很长的时间，而且学得也不像。要是让小鸟跟着成年的鸟

    面对面地来学，效果就好多了。

    106

    107

    儿子得了脑癌，只能活几个月了，他看着此刻还在无忧无虑地玩耍的儿

    个版本。一个版本是一位父亲对着镜头在跟观众描述自己的困境：他的

    实验来验证自己的假设。首先他挑选了情节曲折的电影，这个电影有两

    很快就想到，是不是看电影也能够刺激下丘脑产生催产素，他打算通过

    下丘脑也会产生催产素，并通过脑垂体分泌到血液中来镇痛。于是扎克

    除了这些，催产素还具有缓解疼痛的作用。当人感到疼痛的时候，在于陌生人之间，即使是这些陌生人只在网络上遇到、并没有见面。

    的信任感和安全感。让人意外的是这种由催产素导致的信任感还可以存

    就会产生催产素，对别人的信任做出回应，于是让人与人之间产生相互

    扎克在研究中就发现，当一个人感受到来自别人的信任时，他的下丘脑

    汁，所以才叫这个名字。但后来科学家发现催产素的功能远不只这些。

    时，知道它可以让孕妇在分娩时促进子宫收缩，还能刺激乳腺分泌乳

    是一种重要的荷尔蒙。催产素有许多功能，最早科学家们发现催产素

    产素。这种化合物由人的下丘脑产生，而后通过脑垂体分泌到血液里，作为神经科学家，扎克常年来一直在研究一种神奇的化合物——催

    己的女儿。

    都是别人的事啊，自己在看电影的时候却十分投入，仿佛电影里就是自

    泣。尴尬之余，扎克开始思考自己为什么会被电影打动，毕竟电影说的

    人觉得惊讶。扎克自己也觉得不可思议，作为成年人竟然在公共场合哭

    和曲折的情节让扎克为之动容，竟然在飞机上看得哭了起来，让周围的

    看的是著名导演伊斯特伍德的《百万美元宝贝》。影片中描述的父女情

    保罗·扎克在一次旅途中，因为在飞机上觉得无聊，就开始看电影。他

    科学家们发现，共情的背后还不只是镜像神经元在起作用。神经科学家

    镜像神经元能够促进人与人之间的相互理解，进而产生共情。不过

    共情荷尔蒙子，不禁悲从中来，不知道该怎么面对。最后，这位父亲终于鼓起勇

    气，跟儿子一起尽情享受这生命中最后的美好时光，并陪儿子走到了最

    后一刻。

    在另一个版本的电影里，同样是这位父亲和儿子，他们一起在动物

    园里度过了难忘的一天。电影没有直接提到儿子得了癌症，只是儿子的

    头是秃的。这个版本的故事比较平淡，是用来作为对照的。

    然后扎克让志愿者们看这两个版本的电影，并且在看电影之前和看

    完之后分别抽一次血来检测其中的催产素含量。实验结果不出所料，看

    完第一个版本的电影之后志愿者们血液中的催产素水平明显提高，而且

    催产素提高得越多，志愿者对影片中人物的共情程度就越高。在看完电

    影之后，扎克还号召志愿者们给慈善机构捐款，发现共情程度越高的人

    越可能捐款。这充分证明了催产素、共情以及人们的利他行为之间的关

    系。利他行为是团队合作的黏合剂，优秀的团队需要成员的自我牺牲。

    扎克后续的实验也发现，催产素水平升高之后人们变得更愿意合作。扎

    克随后把研究结果用在企业的团队建设中，这在学习中也一样适用。

    108

    109

    . 对学习更有热情。 c

    . 缓解学习过程中出现的焦虑等负面情绪； b

    . 让学习者更加自信； a

    (2)心理上的益处：

    . 好的学习方法、解决问题的方法可以在小组里共享。 d

    . 整体成绩提高； c

    . 让学生学习者更积极地参与到学习过程中； b

    . 提高批判性思维能力； a

    (1)学术上的益处：

    面：

    教育学家们总结出了协作式学习的各种好处，可以总结为3个方

    习效果。

    色，正所谓教学相长，在分享、倾听和讨论中提高自己和整个小组的学

    小组里，小组成员之间紧密交流，每个组员同时扮演“教”和“学”两种角

    习，小组成员之间互相协作，实现共同的学习目标。在一个协作式学习

    情绪，这是协作式学习的优点之一。协作式学习。就是以小组的形式学

    由镜像神经元和催产素带来的共情，能够减轻学习时的焦虑等负面

    协作式学习

    学习方法

    110

    立学习小组本身就是一个互相取长补短的过程，小组某个成员对于一些

    都可能在某个时间、某件事情上成为领袖，对于学习来说更是这样。成

    领袖对于小组的成功很重要，然而领袖的角色可以不固定。每个人

    让我们对其他团队成员产生认同。

    不同的区域，有的能促进人们之间相互理解，有的区域掌控着认同感，牙，不然它就不能跟别的手机配对。这种强烈的意愿会调度大脑中许多

    要组员们有强烈的意愿，想要合作，就像你首先必须打开手机上的蓝

    向心力，是小组整体表现出色的原因。要出现这样的小组领袖，首先需

    步化程度远不如他们各自和领袖之间那么强烈。这个现象造成了小组的

    就成了小组的领袖。小组其他成员之间也互相有交流，但他们之间的同

    过有效地沟通，让每个小组成员的大脑都跟自己发生同步化，自然而然

    的，随着成员之间交流的深入，很快就会出现一个小组成员，他她通

    究团队合作时人们发现，在一个小组中一开始大家都不知道应该听谁

    每个出色的团队都需要有出色的领袖，学习团队也是不例外。在研

    能力包括逻辑思维能力、想象力和注意力等。

    得更“聪明”了，也就是认知能力大幅提升、工作效率也大幅提升。认知

    我状态。他们称之为“浮现状态”。浮现状态出现之后，小组成员似乎变

    之间会出现一种状态——成员之间相互信任、对工作全情投入的一种忘

    开始是由组织管理学研究人员发现的，他们观察到企业高效的工作团队

    行动上也变得步调一致，最后进入了一种所谓的浮现状态。浮现状态最

    因为随着成员之间的共情而来的同步化：首先是大脑的同步化，而后在

    小组成员之间在学习上的紧密合作，之所以会带来这么多好处，是

    . 磨炼沟通和协作的技巧和能力。 b

    . 协作式学习为学习者提供了社会支持，让学习者不孤单； a

    (3)社交上的益处：问题有更独到的见解，从而获得更多成员的赞同，这让他们成为某些学

    习项目的领袖。领袖角色的轮换也更能够增加团队的凝聚力，让每个成

    员都体现自己的价值，都感觉到自己的重要性，让参与感和归属感更

    强，并形成一种良性文化。

    最近几年兴起的项目式学习(Project-Based Learning, PBL)正是基

    于这种团队合作的学习方式，它要求团队成员齐心协力来共同完成一个

    项目，在实践中学习。我们之前提到的STEAM教育也同样采用PBL，目前在欧美各国的基础教育和高等教育中都被广泛应用。这种教育方式

    缩小了理论学习和实践之间的差距，因为要解决现实中的问题，都需要

    通过团队合作、发挥不同团队成员的特长来实现。

    和具身认知一样，通过大脑同步化来提升学习效果的协作式学习也

    是更符合人类自身天性的学习方式，能够释放人们自身的学习潜力。在

    技术突飞猛进的时代，学习是最重要的能力，我们需要更了解自己，才

    能更好地学习。

    111第五章 语言的起源和学习语言

    112

    113语言的起源

    5000多年前，西亚的苏美尔人发明了楔形文字，这是人类历史上最

    早的文字。这些楔形文字就像我们现在习惯在手机上使用的表情符号一

    样，每一个符号表示的都是一个独立概念，不是对应着一个词，没有特

    定的读音。所以一开始，没有人知道这些文字该怎么读，就像接收别人

    发的笑脸表情符号，我们不会把它读出来。用符号的好处是不论你的母

    语是什么，你都看得懂这样的符号。可是慢慢地，苏美尔人发现这种文

    字用起来并不方便，不但不能读出来，而且每个人对同一个符号都可以

    有不同的解读，就像同样是笑脸符号，可以是冷笑也可以是礼貌的微

    笑。

    那个时候苏美尔人早就有了自己的口头语言了，大家都能通过口语

    交流，但书写却是极少数人的专利。书面文字是为了纪念重大事件而创

    造出来的，它独立于口语。为了让文字被读出来，苏美尔人就把楔形文

    字跟他们日常的口语读音对应了起来，比如表示嘴巴的符号(见下

    图)，对应的读音是“ka”。这样把文字和读音对应起来的好处是，在其

    他含有“ka”这个读音的词当中，都可以用“嘴”的这个符号来表示，也就

    是说图形符号在这里变成了拼音字母。

    就像后来其他的民族一样，苏美尔人这种先有语言后有文字的情

    况，和幼儿先开口说话而后才开始认字很相似。虽然古人是在创造语

    言，人类语言能力的发展却跟语言产生的过程有着相通之处。

    114

    115

    但每个音节却常常不止一个音素，比如“语言”，是yuyan两个音节，但

    单个的音节，甚至更小的单元——音素。我们汉语是一个字一个音节，每句话里用到的词语，而要听懂这些词语，就要更进一步把它们拆分成

    杂。我们日常说话会产生一连串变化不断的声音，要听懂它首先要分辨

    生存密切相关。但要听懂一种语言要比分辨这些大自然中的声音更复

    过听觉来分辨复杂的信息，比如野兽的叫声、远处的水声等，这些都和

    人类的听说能力比阅读能力更早出现。我们的祖先一开始就懂得通

    大小写。

    的区域又多了一些功能——能够辨认出不同的字体、手写笔迹和西文的

    皮层里用来识别图形的区域。一旦人们习惯了阅读文字，这些识别图形

    字。也就是说在一开始，阅读和看图片是一回事，用到的都是大脑视觉

    刚才说的楔形文字、中国的甲骨文以及早期的欧洲文字都是象形文

    区域各不相同。

    们通常把语言分成听、说、读、写4个方面，其实负责这4个方面的大脑

    专门属于语言处理的部位。那大脑是用什么部位来处理语言信息呢？我

    类几百万年的进化过程中，语言的出现不过几千年，大脑中还没进化出

    言跟古人创造和学习语言的过程很像，要从我们大脑的进化说起。在人

    学习去促进这些能力的发展。语言能力是这个争论的焦点。儿童学习语

    是白纸一张什么都不知道，还是已经有一些先天的能力、只需要后天的

    很长一段时间，学者们都在争论一个问题：我们刚出生的时候究竟

    苏美尔楔形文字的“嘴”其中却包含了y、u、a、n这4个音素。在刚开始掌握一门语言的时候，只有分辨出听到的一句话里所有的音素，才能听懂。这种分辨能力在儿

    童发育的早期就出现了，它能够让人迅速掌握母语。奇怪的是这种看似

    与生俱来的能力却不能用来学习外语。

    116

    117

    象。而且这种表观遗传上的改变是可以遗传给他们的下一代的。除了这

    变。在1932—1933年的乌克兰大饥荒中，研究人员也发现了类似的现

    弟姐妹们，发现如果他们没有在胚胎时期经历饥荒，就没有这样的改

    染色体里出现了表观遗传的改变。研究人员同时也检查了这些孩子的兄

    下来的孩子后来患精神分裂症和肥胖症的概率远高于常人，并且他们的

    荷兰人甚至开始吃郁金香种子。研究发现，在这个时期怀孕的妇女，生

    方现代史上著名的“荷兰冬季大饥荒”(Dutch Hunger Winter)。饥饿的

    年纳粹对他们占领下的荷兰实施了封锁，导致粮食严重短缺，造成了西

    的重大事件。而表观遗传性甚至在人的胚胎时期就开始起作用了。1944

    外界因素有很多，影响最大的是像饥荒和战争这样关系到生死存亡

    因被“阅读”方式的现象叫作表观遗传性(Epigenetics)。

    大脑发育的关键时期，这种影响尤其明显。这种因为外界因素而改变基

    被“阅读”的。特殊的“阅读”方式受到后天的经历和环境影响，特别是在

    果，我们身体的机能不仅取决于基因本身，还取决于这些基因是怎样

    会根据不同情况的需要，跳过或者忽略一些基因编码。这就造成一个后

    备说明书，不会每一页每一行都看完，身体在阅读基因这个说明书时也

    的说明书，告诉身体要怎么生长和工作。但就像我们自己平时看电器设

    人和动物先天具备的能力归根到底来自基因，基因就像是一本身体

    们才弄清楚了这种先天的能力和后天的学习怎样同时起作用。

    语言的需要，这是先天和后天同时起作用的结果。只不过直到最近，人

    生就具备的一种能力，在后天的学习过程中又有了一些改变来适应使用

    国认知神经科学家迪昂叫作神经元再利用。这么看来语言似乎是我们天

    的部位来处理语言，比如在阅读中我们用到了识别图形的脑区，这被法

    从人类阅读文字的方式来看，大脑其实是调用了本来执行其他功能

    先天×后天些重大历史事件，个人在成长过程中的遭遇也会留下表观遗传上的痕

    迹，比如在幼年时失去父母、被虐待和忽视等，都会造成表观遗传上的

    改变，增加患抑郁症、焦虑症和精神分裂症的风险。

    正常情况下，当人们遇到饥荒或者是其他的威胁时，大脑和身体会

    释放出一种激素——糖皮质激素，这种激素能够帮助身体更好地应对压

    力，比如可以缓解炎症，许多神经系统疾病都和大脑中的炎症有关。糖

    皮质激素还能直接作用于海马体和杏仁核。海马体我们之前说过，是大

    脑中形成记忆的部位，而杏仁核则是大脑中产生恐惧、焦虑等负面情绪

    的部位。因此糖皮质激素能够刺激这两个部位形成带有强烈情绪的记

    忆，比如一段痛苦的回忆。糖皮质激素是通过与身体各器官中的糖皮质

    激素受体相结合来起作用的，这种激素的分子就像钥匙，受体就像是分

    布在各个器官细胞表面的锁，钥匙插进锁里，引发了细胞里一系列的反

    应。但是表观遗传会影响受体细胞里的基因(见右图)，让它们被忽略

    掉，受体的数量减少，糖皮质激素没有了可以结合的受体，就不能发挥

    它缓解炎症的作用了。

    表观遗传性也同样会影响语言能力的形成。在人刚出生的时候，大

    脑中的神经元就已经基本都发育完成。但大部分神经元之间都还没有形

    成连接，神经元之间的连接是在出生后漫长的发育过程中逐渐形成的，直到青春期结束才基本完成。我们通过感官接收到的信息会刺激神经元

    之间形成连接，并进一步形成复杂的回路。在出生之后的几周之内，大

    脑中负责处理简单感官信息的区域就开始形成回路，这个过程持续大约

    两年，在两岁之后人脑中处理感官信息的回路就基本都成熟固定下来。

    用来处理语言的神经回路要更晚一些才开始形成，而整个过程也漫长得

    多。在发育阶段产生的神经回路一旦形成，在接下来的一生中就很难改

    变，这也是为什么小时候养成的习惯往往根深蒂固，童年的记忆也难以

    磨灭，因此这个阶段也是学习的关键时期。

    118形成语言回路的漫长过程让表观遗传性可以逐渐起作用。幼年时生

    活的语言环境对大脑中处理语言的部位有不可逆的影响，这让大脑对母

    语特有的韵律和音素形成专门的处理模式，产生母语特有的语感，让人

    在听到连续的一段话时，可以迅速而自然地辨认出其中的词句。而人们

    对于外语却做不到这样。一项日本的研究还发现，由于大脑在发育中对

    母语形成特殊的处理模式，导致日本人不能分

    表观遗传是怎么做到的？

    我们知道遗传信息是在细胞的染色体里，而染色体本身是由螺

    旋状的DNA组成，这些长长的DNA分子平时缠绕在组蛋白上，被“收纳”起来，要使用时再解开缠绕。DNA上携带着基因编码，表

    观遗传可以在DNA的特定基因上形成甲基化的基团，阻止这些基因

    发挥作用。表观遗传影响基因的另一种方式是在DNA缠绕着的组蛋

    白上加上尾巴，这样DNA就没有办法解开，因此也没有办法起作

    用。这些改变会在DNA复制的时候被保留下来，并遗传给下一代。

    表观遗传也是为什么孪生的兄弟姐妹在成长过程中会逐渐变得不一

    样的原因，尽管他们的基因是一样的，但如果成长环境和遭遇不

    同，表观遗传会让他她们变得越来越不一样。辨出“r”和“l”这两个

    辅音。

    119语言能力的发展受到表观遗传的影响，而不仅仅取决于基因本身，这可以让母语的语言环境对大脑进行不断地微调。因为不同语言之间的

    差异很大，而人的基因和大脑的基本构造却相对固定，所以表观遗传带

    来了关键的灵活性，适应不同语言的需要。

    120布洛卡错了吗？

    之前我们说到在语言的产生过程中，人类是借用了本来执行其他功

    能的脑区来处理语言信息。但在很长一段时间里，人们一直认为大脑中

    有一块专门用来理解和使用语言的区域，并把它叫作布洛卡区。许多证

    据也表明这个区域确实在处理语言信息时很重要。

    121

    呢？

    这听上去似乎和神经元再利用的观点很矛盾，但事实究竟是怎样的

    布洛卡区布洛卡区的名字来自19世纪的法国医生布洛卡。他遇到了两位奇怪

    的病人，他们智力正常，却都患上了失语症。第一位病人从9岁开始逐

    渐失去语言能力，到了30岁，他就只会说一个词——tan，所以布洛卡

    把这个病人叫作Tan。Tan死后布洛卡马上对他的尸体做了解剖，发现病

    人左脑额叶有损伤，是梅毒病菌感染造成的。

    122

    人，语言能力没有受到太大影响，于是人们开始怀疑布洛卡的结论是否

    字来命名这个区域。但后来的医学观察发现，在布洛卡区患脑肿瘤的病

    伤。于是布洛卡确信，是左脑额叶区域让我们能够说话，并以自己的名

    托。勒托是他自己的名字。布洛卡同样在这位病人左脑额叶发现了损

    第二位病人稍微好一些，能够说5个词：是、不是、3、总是、勒

    法国医生布洛卡准确。

    这两位病人的大脑被保存在巴黎大学。直到2007年，现代的研究人

    员又用磁共振成像技术来重新检查大脑样品上的损伤部位，结果发现这

    两人患有脑损伤的部位其实和布洛卡所描述并且命名的区域有偏差，而

    且在其他部位也有脑损伤，这些广泛的损伤一起造成了他们的失语症。

    后来的研究又发现，布洛卡区的功能不只是和语言有关，在我们观察别

    人的动作和说话时的手势的过程中，布洛卡区也非常活跃。把这些联系

    在一起，科学家们有了一个大胆的想法：布洛卡区能理解动作。

    一个来自意大利的研究团队设计了一项实验，让志愿者们分别看不

    同的视频，有的视频里是一个人在做手影，模仿动物张开嘴；有的视频

    里是人在做一系列毫无意义的手势；还有的视频里是真实的动物在张

    嘴。然后志愿者还要看同样内容的静态图片。在志愿者看视频和图片的

    同时，研究人员在用fMRI观察他们的大脑。观察结果有些让人意外，志愿者们大脑中的布洛卡区只有在看手影的视频时才被激活，在其他情

    况下，不论是看手影的静态图片，还是看关于动物和无意义手势的视频

    或者图片，布洛卡区都显得无动于衷。手影的各种手势跟聋哑人使用的

    手语有些相似，都是用一些动作来表达意思，只是手影需要借助影子。

    这些代表动物的影子和手语的手势都可以看作是特殊的符号，就像语言

    一样，用来代指其他东西。语言中的音节要是拆开来看本身并没有意

    义，一旦组合起来变成词汇就有了意义。这些手势也一样，要是两只手

    分开来做手势，或者不借助影子，也许就看不出有什么意义。这表明布

    洛卡区除了参与日常的语言交流，在手语和用手势交流的过程中也同样

    重要。但这个区域为什么会具有这样的能力呢？

    123

    124

    合，所以它们不能像人类一样发出很复杂的声音来产生口头语言，所以

    各种姿势，配上简单的叫声来沟通，由于大多数灵长类的声带都没有愈

    在观察野生黑猩猩之间的交流时，动物学家们发现黑猩猩们习惯用叫声只是对那些手势的补充。这启发了研究语言起源的语言学家们，他

    们认为在语言起源的早期，人类的祖先也同样是以手势来交流的，并且

    发出声音作为辅助，而布洛卡区对于手势动作的敏感度，说明这个区域

    在语言出现之前被用来辨别动作的意图。所以这样看来，布洛卡区的存

    在与神经元再利用学说并没有矛盾，反而是支持这个学说的证据。

    125手口并用学外语

    知道了语言的起源对于我们学习语言有什么帮助呢？首先是我们知

    道了大脑中没有完全只是用来处理语言的区域，所有参与语言处理的区

    域都曾经并且正在执行其他的功能，比如布洛卡区同时也用来理解人的

    动作，那我们学习语言的时候就可以充分利用这一点。

    大脑的语言区

    长期以来，凭借对于脑损伤病人的观察，神经科学家们发现了

    不同的脑区都跟语言相关，比如我们用来听语言的区域是在听觉皮

    层的韦尔尼克区，用来看文字的是在视觉皮层和角形脑回，用来说

    话的区域是布洛卡区和运动皮层。不过随着技术的进步，人们用

    PET成像技术发现，参与到语言处理过程中的脑区远不止这几个区

    域，而且实际情况更加复杂。比如在下一页的图中，上面两个是惯

    用右手的人的大脑，下面两个是惯用左手的人的大脑。图中表示的

    是当人们在听到一个名词、并开始思考与这个名词有关的动词时，大脑的反应。惯用右手的人这时候更多用到了左脑的额叶、颞叶和

    顶叶皮层的部分区域，而惯用左手的人则相反，用到的是右脑的这

    些区域。而不论是惯用哪一只手，所用到的都不局限于人们一开始

    发现的那几个区域。

    我们在看、听和说的时候，大脑里活跃的部位

    126当听见别人说话的时候听觉皮层——威尔尼克区

    看到文字的时候：视觉皮层和角形脑回

    127说话的时候：布洛卡区和运动皮层

    128

    子，发现他们大脑发育过程是很相似的，也就是说让婴儿学两门语言并

    家们比较了从一出生就开始同时学两门语言的孩子和只学一门语言的孩

    以知道，人在幼年的时候对于环境和学习是最敏感的。牛津大学的科学

    那么究竟应该多早开始学习外语呢？从我们对于表观遗传的认识可

    动作。

    直接观察的话，那可以在看电影和追剧时仔细留意里面的人物说话时的

    说这些词汇时常做的动作。如果你在学外语，而身边并没有外国人可以

    深刻。这里所说的动作不是随便什么动作，而是以这门语言为母语的人

    些特定的动作配合在一起时，不但会让这些词汇更好理解，也让记忆更

    德国马克思·普兰克研究所的神经科学家们就发现，当把词汇跟一没有给他们造成负担，关键是两门语言都有同样的语言环境。很多人认

    为只有身在国外才会有外语的语言环境，其实并不是这样。在互联网资

    讯发达的今天，你可以在网上找到足够多的外文资讯，包括外语的新闻

    直播、电影等。这些资讯孩子一开始是听不懂的，甚至他们也没有在

    听，但只要把纯外文的节目开着作为背景音就可以起作用，婴儿能够辨

    别一门陌生的语言中细微的语音和语调变化。这会让孩子们从小适应这

    门外语的节奏和语感，即使他们没有认真在听，他们的大脑还是会无意

    识地接收这些语言信息，直到某一天他们突然开口说一段外语，并问你

    这是什么意思，这个时候你最好要能回答他们的问题并进行引导。所以

    说到底孩子们的学习是从家长开始的。不过听和看毕竟都是被动的行

    为，语言学习的关键还是在于使用。使用语言，甚至只是在大脑中思考

    该用什么词汇，都会调动广泛的脑区参与进来。

    那么如果不是一出生就开始学外语又会怎么样？如果孩子已经基本

    掌握了母语之后才开始学外语，他们的大脑就会需要进行很大的改变才

    能真正学好外语。这种改变体现在他们大脑的左下顶叶皮层会加厚，而

    右下顶叶皮层会变薄。研究发现这种改变就和人在学习同时抛接4个乒

    乓球的杂技时发生变化一样，也就是说大脑认为这时候才学外语是有难

    度的，其复杂性相当于学习杂技，需要大脑的神经回路进行各种协调。

    而学外语的时间越晚，下顶叶皮层所需要做出的变化就越大，到了7岁

    之后就基本上错过了学习外语的最好时间。康奈尔大学的研究人员观察

    了学习外语的成人大脑，发现他们在说母语和外语的时候，使用的是布

    洛卡区里两个不同的区域，但是却用相同的韦尔尼克区来理解母语和外

    语。这可以解释为什么成人往往经过学习，可以听懂外语，却不能够自

    然地用外语来回答。而从小就学习外语的人，无论是在听还是说外语的

    时候，所用到的布洛卡区和韦尔尼克区都和说母语的时候一样。

    129左侧下顶叶皮层

    130

    131

    宏伟，所以才有了作为形容词的colossal，同样用来表示巨大。而arena

    的斗兽场有关。古罗马人把竞技场叫作Colosseum，因为竞技场巨大而

    可以在网上查到，其实这几个词之间有一个联系，就是它们都和古罗马

    几个词：colossal, arena, spectacles，现在有许多关于英语词源的书，也

    还有其他的关联词汇，这样就能真正组成一个庞大的神经网络。比如这

    的词汇。而如果去挖掘词汇背后的历史，就会牵涉出大量的知识，同时

    自己刻意杜撰出来的，比如通过谐音来记词汇，那可以帮助你记住少量

    记忆。重要的是找到词汇和其他知识(记忆)之间的关联。有些关联是

    习过程中用到布洛卡区、韦尔尼克区之外其他的脑区，可以帮助词汇的

    一个很强的神经网络，在这个网络里储存的记忆就更加牢固。所以在学

    来，如果神经网络横跨多个脑区，把许多神经元连接起来，那就会组成

    小，只要其中几个神经连接失效，网络就会中断，进而逐渐消失。反过

    形式存在的，如果这个网络里的神经元比较少，那么这个网络就很弱

    记得更牢。就像我们说过，大脑是喜欢故事的。而记忆是以神经网络的

    化、历史的理解来促进词汇的学习，不但能够让这个过程更有趣，也会

    奇心。语言是文化和历史的积淀，每个词背后都有它的故事。通过对文

    要记住这些单词，首先要把学习词汇变成有趣的事——调动你的好

    惑。

    同语言的同义词，但每个词的用法又有差别，会让学习的人感到很困

    代的诺曼人那里吸收了很多法语词汇，结果是经常会出现好几个来自不

    量的外来词，比如从古罗马人说的拉丁语里“借”来了很多词汇，又从古

    大。英文的总体词汇量在西方各语言中是最大的，这是因为英语里有大

    在学习外语，比如英语的时候，许多人会对记忆英文单词感到头

    . 如何快速记忆多国外语？ 1

    学习方法

    132

    读的方式来记住拼写。记住了一个词的词形和拼读，就可以由它们来相

    一下就认出它。这并不是说拼写不重要，第二步才是把它读出来，用拼

    体，而不要先去死记硬背它的拼写，这可以让你下次遇到这个词的时候

    个词整体的样子是最重要的，在学习一个词的时候，第一步是先关注整

    每个词具体是怎么拼写的。这为我们记忆单词带来启发，那就是记住每

    地读懂它，是因为大脑的视觉词形区域记住的是整个词的样子，而不是

    读懂它。这句话里大部分单词的字母都有颠倒，我们还是能够不费力气

    倒没有关系，只要每个词的第一个字母和最后一个字母是对的，你就能

    这段话说的是剑桥大学做的一项研究发现，一个单词里字母顺序颠

    pclae.

    are, the olny iprmoatnt tihng is taht the frist and lsat ltteers be at the rghit Cmabrigde Uinervtisy, it deosn't mttaer in waht oredr the ltteers in a wrod

    量之后，你可以轻松看懂下面这段话：Aoccdrnig to a r ......