学习的本质是不是“能理解就理解,不能理解的就硬背”?
“本质”不是一个好词。一旦祭起“本质”,很容易把讨论变得极端化、引出一帮故作神秘的家伙相互攻扞。
因此,我就不说“本质”,谈谈学习的“表象”吧。
首先是物质前提。
我们知道,人是一种动物,和猫、狗、猩猩相比,除了脑子更大更聪明,并没有本质的区别。
而脑子由神经细胞构成;这些神经细胞组成的网具有模拟或者说拟合外部环境的能力。
因此,较为聪明的动物,比如大多数哺乳动物以及鸟类等等,往往会有一个明显的特征,就是幼年时好奇心旺盛、会游戏——而游戏的本质,就是通过嬉闹、模拟捕猎、模拟追踪猎物、躲避敌害以及和环境各种互动,获得各种经验。
这些经验,是哺乳动物在地球上繁荣昌盛、乃至出现了人类这种有能力大规模改变自然环境的bug物种的基础。
而所有经验,又来自动物的感官——包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉乃至热冷等等感觉;基于这些感觉,又发展来了空间感、方位感、距离感……
然后,通过游戏,以及真实的捕猎/伏击/被伏击等等方面的经验总结出规律,从而动态、模糊但又较为及时、正确的完成态势感知、威胁分析和策略选择等更高级的智力活动。
这种能力,给了大脑聪明的动物更强、更广泛、更普适的适应能力;尤其人类,通过衣服和各种工具,几乎可以适应地球上几乎所有不能快速致命的环境。
然后,是我们模糊总结出来的、关于学习的基本规律。
这个规律大致可以分为三条:
1、我们的感官可靠但不精确
不可靠,就无法保障基本生存;但没有必要过度精确,够活着就行了。
2、我们总是倾向于归类一切;或者说,归纳
包括但不限于把动物、植物分门别类;或者把自然界物质形态归纳为固、液、气,并总结出各自的性质,等等。
包括我们猜想的、用数学公式搞出来的人工神经网络,也表现出了极其强烈的、自动归纳相似事物/属性的倾向!
3、当我们自以为看透了一切时,总想用经验指导实践;或者说,推演
比如,你不识水性,这样修渠/坝是不行的!遇到大水马上冲垮!
再比如,屋梁吃力最重,你别用构木!那玩意儿脆,挑不了大梁的!得用槐木、松木!
你看,如果没有“捡根棒棒就想挥舞两下”这种“童心”方式获得的经验,以及借助这些经验、对不同树种的材料性质方面的归纳总结,是不是就没有能力挑选更适合做屋梁的木料了?
然后,归纳并不容易:
刘宝瑞 经典相声《蛤蟆鼓》。
甲:你说这蛤蟆个儿这么小,为什么叫唤出声音来这么大?
乙:因为蛤蟆嘴大、脖子粗、肚子大。
甲:那我们家那字纸篓子就是嘴大、脖子粗、肚子大,为什么搁那儿响都不响?
乙:这个嘛,字纸篓子是竹子编的,竹子做的东西不响。
甲:那人家吹的笛子,也是竹子做的,为什么这么响?
乙:笛子上边有窟窿眼儿,有窟窿眼儿就响。
甲:我们家有一筛子,从没听它响过。
乙:筛子那是圆的、扁的,又圆又扁的东西不响。
甲:那人家剧团利用的锣,也是圆的、扁的,敲着好大响声哩!
乙:你看那锣它有个特别的形状,中间有个锓儿,有锓儿的东西就响。
甲:我们家用的铁锅,中间有个这么大的锓儿,为什么不但不响,还一打就碎?
乙:铁锅它不是铁的吗?铁的东西不响。
甲:那庙里挂的大钟,也是铁的,一撞那声音可响啦!
乙:钟那是挂起来的,悬挂的东西才响。
甲:我们家门后头挂一秤砣,挂了十来年了它从来没响过。
乙:秤砣要响不成了妖精吗?秤砣是个铁疙瘩,实心的怎么会响?
甲:实心的东西不响?那春节我们放炮仗,那玩意儿也是实心的,为什么这么大响声呢?
乙:炮仗里面有药,有药才响呢!
甲:那药铺怎么不响呢?
乙:药铺里那药是进嘴里的啊,吃进嘴里的东西不响!
甲:吃进嘴不响?那小孩儿吹泡泡糖,叭唧叭唧不尽是响声吗?
乙:泡泡糖有胶性,有胶性才响呢!
甲:那胶皮鞋为什么不响?
乙:胶皮鞋挨着地,挨着地的橡胶东西不响!
甲:挨着地就不响?自行车轮胎放炮,声音可响哩!
乙:轮胎放炮那是因为里面有气呀!有气的东西才响哪!
甲:我问了您这么些问题您有气儿么?
乙:是啊我这气儿大啦!
甲:您怎么不响呢?
哈哈哈哈,可乐吧?
乐完了,您会不会思考一下:怎样的归纳是有效的、怎样的归纳是个笑话呢?
如你所见,归根结底,人类能够依靠的只有三板斧:
1、可靠但不精确的感官
2、反复思考、诘难,弄出来的、较为可靠的“归纳法”
其顶峰大概就是“数学归纳法”了。
3、反复质疑、辩驳、验证,证明可靠的“推演法”
其肇始,就是经典的“三段论”,在下之前做过一个简单的科普:
然后,三者并不是孤立的、“按法归纳”“依法推演”就真理在握——没这回事。
其实,三者是相互促进甚至彼此拆台的——或者,说的更专业点,三者相互之间、甚至归纳法、推演法内部,都是可以构成(对某个错误说法的)“反驳”的。
当我们已知的所有事实、逻辑,都不再能在一个理论(在宣称自己所适用的范围内)内部构成自我反驳时,我们就说这个理论是“自洽”的。
只有自洽的理论才可能是正确的;不自洽的理论肯定是错的。
现在,我们得到了如下体系:
1、(信息获取)可靠但不精确的感官
2、(数据整理/理论总结)归纳法
3、(指导实践)推演法
4、(理论验证)自洽性和正确性(与实验结果的吻合度)
其中,一二三是学习研究的方法,四是验证手段;不掌握一二三,就不可能搞出有价值的理论;而理论是不是真的有价值,就必须通过四的验证。
前面我提到过,较为聪明的动物往往会有游戏行为;这种行为就是学习。
所有的游戏,都可以分成如下阶段:
1、理解规则
2、实践规则
3、活用规则
4、争取胜利
其中,“理解规则”包含了两类事实,一是观察,也就是动用“可靠但不精确的感官”采集信息;二是理解,也就是抽象化游戏机制,归纳它。
举例来说,“好奇心害死猫”,猫咪尝试用自己的爪子拨弄蜡烛火焰、拨弄被抓到的老鼠/小鸟,观察它的反应,这都是在“理解规则”。
理解了火焰能否伤害自己、可以提供照明,将来就可以规避伤害、利用它有用的一面;理解了老鼠/小鸟能做到的事情(奔跑速度、调头速度、会飞、会用爪子/嘴如何攻击,等等),将来抓它们就能一抓一个准。
类似的,小朋友学习足球,看老师是怎么踢球的、自己踢一踢、感受一下足球的运动规律,将来上场踢球时,才会知道足球的落点是哪里、怎样精准的啪一下把足球停在脚下……
类似的,小朋友学习计数、算数,将来到市场买菜就不会被坑、也有办法规划自己的生活……
类似的,小朋友学习函数、学习物理、学习化学,才有能力更好的完成困难的工作、创造幸福生活。
然后,实践规则,活用规则——这实质上,是在吃透规则的基础上、活用推演法,从而“一眼看穿本质”(这个说法吹的有点大),从而创造性的完成工作,甚至成为科研人才、诺奖学者。
——没错,学习和游戏,它们并没有本质的区别。
它们都是理解规则、活用规则,然后更有效的取得胜利而已。
前面我提到过,人类的所有知识其实都来自如下四条规则构成的体系:
1、(信息获取)可靠但不精确的感官
2、(数据整理/理论总结)归纳法
3、(指导实践)推演法
4、(理论验证)自洽性和正确性(与实验结果的吻合度)
这四条规则看似简单,但实际上,它的使用是非常非常困难的。
原因很简单,一切都来自我们“可靠但不精确的感官”,以及工作原理不详、可靠性可疑的大脑——我们甚至有无数证据,证明人类的大脑不可靠。
比如,休谟是这样调侃人类的因果律的:一个农场里养着一群火鸡;火鸡科学家发现,每天人类都会给自己吃的、喝的;于是它们总结道“我们是神的选民,人类是神给我们安排的仆人;他们的出现就是为了伺候我们好吃好喝”。
然后,新年到了。人类走进来,提着火鸡的脖子把它抓出去杀掉了。
没有任何机制/承诺可以向我们保证,我们所以为的因果律不是“火鸡科学家”的臆测。
其实,不用考虑那么远。让我们看一个近的。
比如,为什么加法满足交换律?
答案是:空间存在平移不变性;换句话说就是,空间是均匀的,随便我们到哪一点,1cm永远是1cm,无需考虑顺序、方向问题。
然后,让我们考虑这么一个场景:太平洋上,密苏里号正在和大和号炮战;密苏里号自西向东,正对着大和行驶,时速50km/h;大和号自南向北,时速40km/h。两者相距20km,处于同一条纬线上。
已知密苏里号的炮弹初速900m/s,问:密苏里号应该把炮口抬到多少度、向哪个方向发射炮弹,才能命中大和号?
嗯,这是一道简单的方程题;但是,为什么我们能够这样计算射角呢?
答案仍然是——空间平移不变性!
实际上,这里不仅仅是空间的平移不变性;这里还隐含一个假设,就是时间也是平移不变、处处均一的——因此我们才能使用简单的加法作为速度合成公式。
这叫做“伽利略变换”。
这个变换是不是正确的呢?
很遗憾,并不是。
当然,因为“我们的感官可靠但不精确”;因此,哪怕借助仪器,伽利略变换对我们来说也足够用了——包括40km外动对动的一炮命中另一艘军舰(不考虑空气扰动和炮弹散布的话,命中另一艘军舰的烟囱都能办到)。
但后面的迈克尔逊莫雷实验证明,当速度达到光速时,伽利略变换失效了。
之后,爱因斯坦提出了相对论,并由此推导出洛伦兹变换:
这个理论最重要的,并不是“更精确的、高速运动(接近光速)时的速度合成公式”,而是它深刻的改变了我们对时空本质的认识——时间只对同一参照系的物体自身有意义,不同参照系时间可以不同!
继而,我们还可以推导出尺缩钟慢等等效应;结合后来的广义相对论,我们对整个时空的认识从此截然不同——时间旅行、时空旅行等等概念从此登上历史舞台。
类似的,量子力学也改变了我们对自身、对世界本质的看法。
综上,可以看到,学习实质上是对客观世界各种事物的分类、以及对客观世界各种规律的拟合。
这种拟合,起自游戏,包括小猫的嬉闹都是学习;但这种本能的学习是不够的,我们还要掌握正确的归纳法、推演法,然后再回头通过逻辑、实践验证,证明了我们理论的自洽性,这才算正确完成了拟合。
很显然,这个拟合是一个迭代过程:
1、通过我们可靠但不精确的感官,从客观世界采集信息
2、通过正确的手法归纳
3、使用归纳出来的规律推演
4、借助各种推演,验证理论本身
5、通过各种手段,推演出“可靠增强我们感官的手段”,从而加强我们的感官(提高精确度、感受/测量到我们本来感觉不到的东西,比如电磁场)
6、利用增强了的感官,重新从客观世界采集信息、然后重新归纳、推演、完成自洽性校验
7、利用更新的知识,更好的解决各种问题——包括但不限于增强我们的感官
8、循环反复,不断进步
尤其注意,我们本能的、通过类似游戏的方式学习,效率是很低的,而且可能隐藏极大的漏洞。
最典型的,中国文化本身就是有严重缺陷的——自古以来,我们有归纳法,无推演法。
因此,我们会极其可笑的用“天无二日”去论证“地无二主”,完全看不到其中的逻辑错误;甚至,哪怕仅仅100多年前,我们(官方!)仍然会通过奇葩的逻辑、论证月经布黑狗血能破洋枪洋炮、并用于战场实践!
这种硬伤,使得洋人利用两千年前欧几里得几何学测距、计算弹道,打的100多年前的清政府以为洋人会妖法!
你看,没有掌握正确的信息采集、处理、推演、验证,靠本能去“感悟自然”,基本也就感悟个婴幼儿水平了——再明显的漏洞你都看不出来、都只能当宝一样传承数千年……
而我们人类,寿命不到百年,学习时间也就7岁到20岁这十几年——不能掌握正确的方法,只靠本能……
所以,什么是学习的本……哦,表象?
学习,其实就是在我们的大脑中拟合客观世界;只不过,这个拟合是可以更科学的。在已经证明有效的理论指导下】借助正确的归纳法、推演法,我们可以把几千年来、成千上万先贤总结出来的经验、知识,快速在我们脑中重新建模。
学习成功了,那么我们就可以利用我们脑中的模型,正确推演出事物发展前景、为没人能解决的问题找到一条前所未有的道路、随机应变的应对工作/生活中遇到的各种难题……
而如果学习不成功,那自然是……张口就错。
甚至,有些人就好像一个劣质机器人一样,荒唐,无稽,混乱……
甲:今天你吃了吗?
乙:啊,我出去遛弯。
甲:到哪遛弯?
乙:电线杆!
甲:不是,我问你去哪遛弯,你电线杆?你上得去吗?
乙:我牵着狗呢!
这种逻辑混乱、不可理喻的人士,只要你经常上网,那是天天见,哈哈。
越是专业内容,这种人士越多。
为什么?
没理解,背书。压根不知道问题和答案之间的逻辑关系,反正你这样问我那样答,老师就给分!
其实,我很早就写过这样一个答案:
其中提到:
如果你真的把中小学课本读透了,那么就应该熟练掌握了正确建立、维护、更新自己思维空间内的“认知模型”的基本技巧(对现代科学来说,就是”实证“二字,以及基本的数理逻辑)。
但如果没有……
幸好,遗忘是一种非常好的解毒剂。
你应该感谢你的脑子居然会自作主张的帮你忘掉那些垃圾——没有理解的错误的垃圾,和没有理解的正确的垃圾:不管结论错误还是正确,它们都不是你的,你也不可能把它们用到正确的地方,所以,它们都是垃圾(一个典型的反面案例,就是“民科”:他们可能死记硬背了关于牛顿力学、相对论的某个正确结论,但却把这个结论用错了地方;然后,他们就拿着令人瞠目结舌的谬误,却坚信自己应该得到爱因斯坦的地位)。
如果你把数理逻辑掌握的比较实在、同时又通过读书建立了较为准确、完善的认知模型,你甚至可能得到人群中极为稀少的“判决性思维(critical thinking)”能力。
这种能力能让你通过读书来正确更新、升级认知模型的效率倍增;剔除那些滥竽充数甚至误导性信息的效率也倍增。
而更好的认知模型又反过来增强了你的判决性思维能力……一个人,认知模型的精确、完善、自洽程度,代表了他现在所达到的高度;而维护、更新认知模型的效率,则决定了他的潜力。
注意这句:一个人,认知模型的精确、完善、自洽程度,代表了他现在所达到的高度;而维护、更新认知模型的效率,则决定了他的潜力。
换句话说,你应该想尽办法的理解、思考、反思以及理解;你能把越多的知识点精确、自洽的整合在一起,你的思维效率就越高——同时,你脑中的模型就越完善、越精简。
反之,如果你的脑子里黏黏乎乎、满是没有消化的知识碎片……
满脑子都是扭曲、畸形、扭三歪四的齿轮,这些齿轮还彼此卡死、上面缠满了污物……一转起来,不是这个崩出去了就是那个被撕裂了、挤碎了……那这个机械,还可能修好吗?还可能接受新的知识吗?
因此,我才有这个论述:
幸好,遗忘是一种非常好的解毒剂。
你应该感谢你的脑子居然会自作主张的帮你忘掉那些垃圾——没有理解的错误的垃圾,和没有理解的正确的垃圾:不管结论错误还是正确,它们都不是你的,你也不可能把它们用到正确的地方,所以,它们都是垃圾(一个典型的反面案例,就是“民科”:他们可能死记硬背了关于牛顿力学、相对论的某个正确结论,但却把这个结论用错了地方;然后,他们就拿着令人瞠目结舌的谬误,却坚信自己应该得到爱因斯坦的地位)。
当然,在过去,知识获取困难、誊抄不易;很多时候,你不死记硬背下来就意味着对你来说已经永远的失去它。这个时候你是需要“博闻强记”。
但,第一,那是过去;第二,过去那些“知识”其实是未经处理的、用以“归纳”的素材——我们没有推演法,因此不可能从中有效提取养分;只能一代代的传递下去、寄希望于后世来一个“天赋异禀”的“有缘人”,靠老天爷给他的、比其他人更优越的本能,从中学到点什么……
但现在,有了完善的归纳-推演-自洽性验证体系,我们完全可以学习一代比一代更精准、更深刻的、现成的解读方法;然后理解前人的思路,但对他们的结论说不——然后,拿着人类数千年来、无数智者千锤百炼的思想方法、重新审视我们的面对的问题、反复打磨属于我们自己的解读方法、给出当代的解决方案。
至于原始资料/思考结论……现在网络多方便啊。隐约记住点线索,用时查权威资料多好,对吧。
我们的大脑容量有限,它应该当一颗优质、高效的NPU跑最好的算法,而不是拿它当一块SSD,存满垃圾资料。
——没错,注意我的口型:垃圾资料!
——这是因为,古人毕竟见识有限;很多时候,他们压根不能理解他们看到的东西;哪怕全部据实记载……嗯,你见过不懂计算机的人记下来的计算机故障表现吗?
移动客服搞笑对话
用户:我怎么总是上不去网啊
客服询问了一下情况:“可能是你的猫的问题“
用户:好,你等一下。。。。好啦,我家的猫已经让我关门外头了
客服:!!!!!
很搞笑是吧?
其实,古人记专业数据,比如经济学数据,基本也就这个味了——他们的判断基本不用看,原始数据更能说明问题(但很可能他们根本就不知道该记什么,使得后世研究者只能透过蛛丝马迹猜测)。
典型如神圣罗马帝国的消亡——为什么他们会消亡?
历史记载不用看(看也可以;但那是后果,不是原因)。
真实原因是,他们喜欢用铅质容器装葡萄酒,通过铅盐增加酒的甜味!
当上层通过这种方式把自己集体毒傻(杀)时,这个帝国能不灭亡吗?
——他们又不知道铅中毒这么可怕,怎么可能把这种“微不足道”的小事拿出来浪费时间?
——忙着呢!我在研究自己的死因,这是极其严肃的事情!什么葡萄酒甜不甜!
——摊手。
因此,把自己的头脑训练的足够聪明敏锐,然后用自己的判断自行解读原始数据、并通过现代技术手段想办法补充证据,这才能给出更有价值的判断。
结果,你“不能理解的就硬背”——那您大脑里的一堆齿轮,现在是什么状态?
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