Hailiang's Blog

我们感知的不是世界本身,而是脑中的世界模型

正如印度裔美国神经科学家拉马钱德兰博士所言:我们的大脑是“构建模型的机器”,我们构建了对应外部世界的“虚拟现实”,然后依此做出反应。思维的基本任务不是认识客观事物的本来面目,而是找到适应现实的模型,做出恰当的行为。

##我们的感知是一种与现实相符的幻觉

我曾在去年12月写过两篇关于世界观的文章:

  • 我们不断询问“是什么”是在打破大脑创造的“虚拟世界”

  • 我们操作概念,实际上就是操作世界

在这两篇文章里,我写道:或许,就像楚门和尼奥一样,我们生活在大脑创造的虚拟世界里。我们通过不断追问“是什么”,逼近现实世界,不断纠正认知偏差,认识真实世界。

最近接连阅读了几本书籍,有神经科学的《心智的构建》、量子物理方面的《大设计》、人工科学方面的《理解信念》、经管方面的《超常思维的力量》。它们的作者神经科学家克里斯·弗里斯(Chris Frith),物理学家史蒂芬·霍金,美国人工智能学会前主席尼尔斯·尼尔森,沃顿商学院市场营销系主任杰里·温德,都有一个共同观点:我们所感受的世界并非真实世界,而是大脑这个虚拟现实发生器所模拟出来的虚拟世界。

“事实上,我们一直生活在幻觉中。当我们认同我们的幻觉时,我们称之为‘现实’。”2017年4月,认知神经科学家阿尼尔·赛斯(Anil Seth)在TED的演讲,也向我们讲述了我们的大脑如何幻化出我们所意识到的现实。

他通过一系列的声音、图像和实验,向我们证明了,我们对世界的体验和对自我的感知,都是被控制的幻觉体验,这种幻觉的产生和体验与我们拥有的有生命的身体息息相关。而且,有关这方面的科学研究,最近25年有了爆发性的进展。(也就是说,我们关于自我和意识的认识需要更新换代了。)

大脑给我们最大的错觉就是,我们直接和外界接触,即我们生活在真实世界当中。实际上并非如此。在《理解信念》里,尼尔森用飞行员和飞机的例子说明我们所处的虚拟现实。

想象一名驾驶客机的飞行员飞行在天空当中。在驾驶舱内,飞行员并不能看清飞机之外的景象——哪里有云彩,哪里会出现飞鸟和高山——他只能通过仪表盘、显示器等来获取飞机的位置、速度和周围地形的关系。尽管飞机是存在真实世界的,但飞行员所处的环境却是飞机仪表、显示器和力反馈机制所制造出的虚拟现实。

我们所处的环境和这个飞行员类似。我们通过手足、眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤等感官系统、神经信号了解外部信息,我们的大脑就是驾驶舱,意识是飞行员。我们生活在大脑创造的虚拟现实当中。

这样的错觉如此真实,以至于我们很难发现。正如生物学家理查德·道金斯在《解析彩虹》所言:

当然,我们感觉就像我们稳稳地置身于一个真实世界中——如果我们的受限制的虚拟现实软件还有点儿用的话,的确应当这样。这个软件非常之好,只有当它在极少数场合弄错什么的时候,我们才能注意到它的存在过。

我们的头脑以构造模型来解释感官的输入

我们知道,颜色是我们对光的视觉感受,眼睛作为光波接收器,不同的波长会让我们看到不同的颜色。长波形成红色,短波形成蓝色,其他颜色在两者之间。

那么西红柿是什么颜色呢?在白光照射下(比如太阳光),我们看到西红柿是红色的。假设我们用蓝光照射呢?西红柿的颜色会怎样呢?按照我们对光波和颜色的认识,西红柿的颜色应该在反射光里。即在蓝光之下,西红柿的颜色应该是蓝色的,但为什么我们看到的还是红色的呢?

这是因为,我们的脑判断西红柿是受蓝光照射的,并且也知道它本身的“真实”颜色。我们所感知到的颜色取决于对这种颜色预测,而不是进入我们眼中光线波长短决定的。也就是说,我们看到的颜色是预测的颜色,而不是实际的颜色。

换句话说,颜色存在于大脑而非世界。

那么,我们的大脑如何解释感官输入的各种信息呢?霍金在《大设计》里给出了答案

我们的头脑通过对外部世界作一个模型来解释来自我们感官的输入。我们形成了我们的房子、树、其他人、从墙上插头流出的电、原子、分子以及其他宇宙的心理概念。这些心理概念是我们所能知道的仅有的实在性。不存在不依赖模型的实在性检验。

也就是说,我们大脑接收现实世界的任何信息,都会以模型或者表征的形式呈现。在《心智的构建》里,神经科学家弗里斯也结合大量的心理学实验、神经病学研究说明,我们的感知是一种与现实相符的幻觉,根据到达我们感官——手、眼、耳、鼻、舌等的信号,我们的脑建立起各种世界模型,并不断地修改这些模型。也就是说,我们的感知不是世界本身,而是脑中的世界模型。

比如,我们看见一颗树,弗里斯指出:

当我看见花园里的一棵树,我的心智里并没有这棵树,那只是我的脑建构的一个树的模型(或者表征)。这个模型则是通过一系列的猜测和预测建立起来的。

如果说“树”是有实体的、物质世界的东西,那么,精神方面诸如思想和观点呢?

弗里斯又举例:

同样,当我尝试告诉你一些事,我的心智中没有你的观点,但是我的脑能够再次通过猜测和预测,在我的心智中构建一个你的观点的模型(或者表征)。现在我的心智里有两样东西:

  • 我的观点;

  • 我构建的关于你的观点的模型。

我能直接地比较他们。如果它们相似,那么我就可能成功地把我的观点传递给你。如果它们不同,那么我一定做不到。

正如解开“幻肢”之谜的印度裔美国神经科学家拉马钱德兰博士,在英国广播公司(BBC)所作出的一系列报告中所言:我们的大脑是“构建模型的机器”,我们构建了对应外部世界的“虚拟现实”,然后依此做出反应。

那么真实的世界是什么样子呢?来看看这个图,眼睛盯住中间的十字架,你看小彩球的颜色是什么?

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眼睛盯住中间的十字架,过不了一会你就会发现,红球空白的区域变出了一个绿色的小彩球。时间越久,绿色的球就越明显。

现实世界是模棱两可的,我们的头脑以构造一个世界模型来解释感官的输入。而在构建模型方面,霍金在《大设计》中感叹,我们的大脑非常称职——如果人们配上一种能颠倒图像的眼镜,大脑在一段时间后就会改变模型,使人看起来像正常的样子。如果摘下眼镜,一开始看到的世界是上下颠倒的,不一会儿我们就会再次适应,变成正常的样子。

他举了一个椅子的例子:

当一个人说“我看到一把椅子”时,意味着大脑利用椅子散射来的光建立了一个椅子的心理图像或模型。如果模型上下颠倒,在他坐上椅子之前,大脑就会改正这个模型。

我们如何知道什么是真实的呢?

那么,模型是如何创建的呢?弗里斯在《心智的构建》里写道:

我们的模型是通过将我们感官获得的信息与我们的先验期望相结合来创建的。感觉和期望是构建模型必不可少的。我们意识不到我们的脑正在做的所有工作,只是意识到由这一工作产生的模型。这使得我们对世界的体验看起来似乎既轻松又直接。

既然,我们依据脑中的模型做出对现实世界的反应,那么我们如何知道什么是真实的?就像飞行员做在机舱里驾驶客机,可以知道道航路情况一样,我们怎么知道,脑中的模型是正确的?

弗里斯指出,实际上脑中的模型正确与否并不重要,重要的是这个模型起作用。它能使我们做出恰当的行为就可以了。就像霍金所举的金鱼缸的例子:

假定有一个鱼缸,里面的金鱼透过弧形的鱼缸玻璃观察外面的世界,现在它们中的物理学家开始发展“金鱼物理学”了,它们归纳观察到的现象,并建立起一些物理学定律,这些物理定律能够解释和描述金鱼们透过鱼缸所观察到的外部世界,这些定律甚至还能够正确预言外部世界的新现象——总之,完全符合我们人类现今对物理学定律的要求。

霍金认为,如果存在两个都和观测相符的模型,正如金鱼(眼中)的图像和我们(眼中)的图像,那么人们不能讲这一个比另一个更真实。在所考虑的情形下,哪个更方便就用哪个。

我们通过自己的眼、耳等感官感受世界,总结经验;现代科学家用扩展后的感官感受世界。譬如望远镜、显微镜、核磁共振仪、X射线探测器、粒了加速器和超声仪,科学家依此发明了新概念、新理论,来描述他们所看到的。

也就是说,科学知识、科学理论以及所谓的真理,是一种观测所得的模型,就像人们口中的真相,不过是大多数人的共识而已。

实际上,对于科学最为常见的误解,是认为科学即寻求真理。但事实并非如此,物理学家、麻省理工学院比特与原子研究中心主任尼尔· 格申斐尔德( Neil Gershenfeld)指出,科学只是在创造和检验模型而已。真理即模型,外在的现实世界是我们模型的黄金标准。所有的模型理论都只是逼近现实,描述和解释真实世界。

而我们需要记住的,是统计学家 George Box 那句格言:所有的模型都是错的,但是有些是起作用的。

我们都倾向于从经验中获取偏见

既然,我们知道,我们处在大脑创造的虚拟现实之中,我们依据大脑创造的模型做出反应。那么,我们是否可以通过学习和掌握最接近现实的模型来预测和指导自己的生活和工作呢?

当然可以。所谓模型,我们也可以换个词汇来说,比如思维方式、比如表征、比如框架,甚至我们常说的知识。

我们认识世界的方式和手段,狭义地讲,就是我们思考问题、表述问题、讨论问题的“框架”。通过《刻意练习》、《人是如何学习的》等阐述专家和新手之类的书籍,我们知道,专家和新手之间的主要区别是心理表征的不同,专家能识别新手注意不到的信息特征和有意义的信息模式。作为新手或者初学者可以通过学习所在领域的规则、理论、方法、经验等这些框架、模型来加速成长。

但需要注意的是,我们绝大多数人都倾向于重复运用同一认知框架来赋予不同的事件以意义。换句话说,我们都倾向于从经验中获取偏见。如此反复也就形成了我们的思维模式、心智模式、认知模式。

这样的好处是,遇到类似问题,我们可以迅速解决。坏处是,有时我们会无视或忽视与已持有信念相悖的信息,陷入证实性偏差之中。即只接受支持已有信念的信息。

也因此,我们需要安装一些必要的心智程序,抵御我们的认知偏差、信念陷阱。

所谓心智程序是指,人们在进行决策和解决问题时,可以从记忆中提取出的规则、知识、程序、策略等,以辅助完成当前的认知任务。认知科学家斯坦诺维奇认为,人们未能采取优质思维方式进行思考的原因有二:

  • ①个体的心智程序还未获得足以支持理性思维的规则、策略和知识;

  • ②心智程序中的某些知识本身就是导致非理性行为和思维的罪魁祸首。

他将第一类问题称为“心智程序缺陷”,第二类问题,称为“污化心智程序”。

实际上,我们可以理解为,第一类是我们还需要学习必要的知识或模型,第二是我们需要抵御错误的、未经证实、不能证伪的迷信、迷思。关于这方面的内容,可以阅读《超越智商》了解这些必要的心智程序。

小结

我们一直认为,我们外部的是世界是客观的,实在的,与我们怎么想无关。但通过认知神经学、物理学、人工智能等领域的研究已经知道,我们的每一点外部体验并非直接,都是虚拟现实。

我们所见到的实际是我们所想的——外部的信息通过感官接收,由我们的大脑来建构生成我们所能理解的模型或表征,而这些模型和表征就是我们对外部世界的虚拟现实。换句话说,所有的知识和模型都是虚拟现实的产物,是对真实世界的映射。

因此, 我们思考或思维的基本任务,不是认识外在客观事物的本来面目,而是找到最佳的、适应外界的模型,以及由此做出的适宜行动,即找到最佳的人生活法。