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清华大学教授蔡曙山:经验、认知与大数据

本讲座选自清华大学心理学系教授委员会主任、心理学与认知科学研究中心主任蔡曙山教授于2015年12月10日在清华大数据“技术·前沿”系列讲座上所做的题为《经验、认知与大数据》的演讲。

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  蔡曙山:很高兴清华大学大数据科学研究院提供了这次和各位老师、同学交流的机会。我今天这个题目讲两个当前最热门的学科,一个是认知科学,一个是大数据,讲两者的关系。

刚才我看了一下调查的情况,大部分同学或者老师第一次参加认知科学的学术报告,对于大数据,大部分同学也是第一次参加,这应该说是当前最前沿的两个学科,二者之间有什么关系呢?这个关系就是“经验”,“经验”把他们联系起来,“经验”在我的报告当中始终扮演最重要的角色。

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  先自我介绍一下,我在清华讲了16年的课,讲过20多门课,知道我的,人文社会科学领域多一些,具体情况我就不念了,前面是在清华担任的职务,中间是国际上担任的职务,下面是国内的学术职务。

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  这是我的学术成果。

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  我个人的学术生涯,比较杂,讲得好听一点是比较综合交叉的学科背景。认知科学就是一个综合交叉的学科,我做过哲学、数学和逻辑学、语言学,语言学主要做语用学,也做过长时期的计算机科学与人工智能,自己编过程序,做过软件。来清华大学以后组建心理学,认知科学。为什么喜欢认知科学?因为我的背景做认知科学比较有优势。

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  今天我的报告分为七个内容,首先是导言,简单介绍一下背景,然后讲人类认知五个层级与高阶认知;二、理性与经验、逻辑与心理;三、认知科学的经验转向;四、大数据的经验性质、五、语言层级;六、思维层级;七、文化层级的认知。

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  一、人类认知五个层级与高阶认知

简单介绍一下认知科学产生的背景。在上世纪50年代,我把它称之为“轴心时代”,是“心智探秘的启航”的时代。这个时代在计算机科学、语言学、心理学、生物学和生命科学这些领域都发生了重大的变化,发生了革命。计算机科学是50年代在美国第一台计算机出现,计算机逐渐演变为日常生活中必不可少的东西,离开计算机寸步难行。再后面出现了网络、手机,都是这次革命带来的结果。

语言学,在上世纪50年代主要是掀起的语言革命,使我们彻底认识了语言的本质。语言是我们最亲密的东西,我们每天都和语言打交道,离开了语言,人就不能称其为人,它的探秘是在上世纪50年代。

心理学,从行为主义心理学专项到认知心理学,也是发生了革命。社会学和生命科学,大家知道生命遗传的密码——DNA,从50年代开始探索它的秘密,到上世纪末,人类基因组的测序。这些领域都发生了革命。这些领域当中发生革命的共同点是什么呢?他们都把焦点对准一个共同的东西,就是Mind,这是非常神奇的。在这样的背景下,美国人感到将来的发展就是要揭开Mind的秘密。中文将它翻译成“心智”,有些文献翻译成“心灵”,我认为这个翻译是错的,因为它和古代的心灵哲学会发生混淆,心灵是有实体的,心智是没有实体的。在这样的背景下,这些学科把他们革命的目标放在心智上,要把这些学科综合起来,做一个新的学科框架,做一个新的学科的研究,这就是认知科学。

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  这是认知科学建立的三个标志。

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  这是众所周知的认知科学的学科结构框架,六个学科,哲学、语言学、人类学、神经科学、计算机科学、心理学,都把目标对准了心智。比如说哲学,近代哲学的认识论研究人是怎么认识的,这是与心智相关的。心理学,从50年代以后告别行为主义心理学的时代,进入认知心理学的时代,核心就是心智。语言学,因为先天语言能力的提出,使他去寻找语言和心智之间的关联。计算机科学,做大数据的都知道它和心智的关联是AI(人工智能)。人类学,从150亿年的漫长历史当中,生命是怎么诞生的,从最初的简单生命到现在的人,心智在哪个阶段产生的,人类心智与动物心智的区别是什么?这是人类学要研究的内容。神经科学,就是脑和神经系统,直接和心智关联的。这六大学科在认知科学建立起来之后,在各自的学科领域又产生了新学科。哲学产生的叫心智哲学,现在欧美一流大学哲学系的教授大部分都是做心智哲学的研究,哈佛大学的哲学系20多名教授,有十多名在做心智哲学。认知心理学,这是心理学和认知学结合的,认知语言学,也叫语言、逻辑与认知。认知人类学,也叫文化、进化与认知,研究心智是如何产生的。

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  刚才大家看到的那六个角上的学科互相交叉形成的11个圆圈就是这些新的学科,控制论、神经语言学、神经心理学,认知过程仿真,计算语言学,心理语言学,心理哲学,语言哲学,人类学语言学,认知人类学,脑进化。这是我们迄今知道的认知科学的一些发展。

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  认知科学要做什么呢?我曾经概括了一句话:揭开人类心智的奥秘。作为一门新兴交叉综合学科,认知科学的目标是揭开人类心智的奥秘。通过你的基因信息,就可以把这个人给复制出来,这是揭开人类生命的奥秘。还有一个是揭开人类心智的奥秘,如果通过我的DNA克隆出我来,肯定不是我,因为缺少我的心智,同卵双胞胎他们是不同的个体,区别就是在心智,心智是个体差异性最重要的根据。人和人之间为什么会形成差距?就是因为心智。

刚才这个图有没有问题呢?我做认知科学16年,在这之前也没有提出过异议,我认为这是理所当然的,认知科学就是这样的东西,由六大结构组成,诞生出新的学科,他们之间又交叉出更新的学科,有没有问题呢?经过这十多年的思考,我认为是有问题的。这是认知科学的学科结构,认知科学由这些学科来支撑,认知科学研究的对象是什么呢?是研究哲学、语言学、心理学、计算机科学、人类学、神经科学的吗?不是。认知科学的研究对象是人类认知的五个层级。认知科学的目标是什么?不是那六个学科,而是这五个层级的心智和认知。

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  人类的Mind可以分成五个层级,研究人的大脑对信息加工的过程才是认知科学研究的对象。

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  人类大脑对信息的加工过程在脑子里是交融在一起的,但是我们的研究可以将不同的认知方式区分为五个层级,从初级到高级。最初级是在神经层级的认知。动物心智的进化是一个漫长的过程,最初级的动物只有神经认知,没有心理认知,心理认知是进化到比较高级的阶段才产生的。这两个层级是人和动物所共有的,但是人的心智不仅仅是神经认知和心理认知。

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  人和动物的认知最重要的区别是上面这三个,一个是人类有语言,我们有语言的认知。有的同学可能会问,狗叫难道不是语言吗?鸟叫不是语言吗?是语言,我一会儿再跟大家讲我们的语言和它们的语言有什么区别。人类的语言是表意的符号语言,是动物的语言所没有的。在语言基础之上是思维层级的认知,“我思故我在”这是关于人类思维的名言。再上面是文化认知,人类有这三个层级的认知,这是人类特有的,也是我今天的报告要重点给大家剖析的。这样的说法有没有问题呢?可能大数据的老师和同学会说,六大学科有计算机,你把计算机搞哪儿去了?实际上这三个层级计算机科学都要涉及,思维不是单独的,思维比较复杂,计算机科学就是由语言、思维和文化映射过去的,那六大学科在科学学科的关系当中,谁是根本的?谁是决定的?谁是派生的?大家可以看我写的文章,学科和科学的关系当中,科学是第一性的,学科是第二性的,学科是人为的,而科学是客观存在的。清华大学新生入学教育的时候,第一堂课的第一句话我就讲,今天来到心理学系,请忘记你们所在的学科。对于科学来说,只有问题的存在,没有学科的存在,我要研究问题可以把这些学科都拿来用,发射一个航天飞机需要将多少学科拿来用,所以科学只有问题,没有学科。六个学科的框架是对认知科学的学科划分,而不是科学划分。我今天会展开上面那三个层级的论述,虽然这里没有计算机科学,但是它却是实实在在存在着,因为计算机的研究和语言、思维、文化都有关系,最有关系的是语言和思维。

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  低层级的认知决定高层级的认知,神经认知决定心理认知,心理认知决定语言认知,如此类推。上面的认知要影响下面的认知,文化对思维是有非常重要的影响,思维对语言是有非常重要的影响。语言和思维到底谁决定谁?我有逻辑学的背景,我做报告的时候,逻辑学的人跟我说,到底谁决定谁?我可以告诉大家语言决定思维,但是思维会影响到语言。低级认知是人类以外的动物所具有的认知,高阶认知是人类所特有的认知。

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  大家记住两个关键词:心智和认知。什么是认知科学呢?首先定义认知,然后定义认知科学,认知必须用心智去定义。有脑或者神经系统的动物所具有的智能行为称之为心智,不仅是人类,还有动物,甚至是一条毛毛虫都有心智。脑和神经系统的动物所具备的智能就是心智,智能是脑的功能,它能脱离脑而存在。中间的桥梁就是认知。不光人有心智,动物也有心智,只要有神经系统,蚯蚓、毛毛虫都有心智。火接近毛毛虫的时候毛毛虫会卷曲起来,这就是一种心智行为。人工智能所讲的Inteligence,Inteligence是比较高级的,特指人类高级的心智,计算机要一下到达人的Inteligence可能是太难了,所以不妨先模仿动物的心智,这样比较容易一些。

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  第二,理性与经验、逻辑与心理。

讲心智的进化,左右脑的分工,在过去几千年,人类由左脑控制。今天所讲的内容都要落实到经验上面去,每一个层级都可以看到经验所起的作用。

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  脑与神经系统的动物都具有心智,人类要揭开这个奥秘,这就是认知科学的使命。

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  我们可以画一个心智进化图,除了单细胞动物之外,其他具有神经细胞和神经系统的动物都具有心智和认知,果蝇是具有神经系统和大脑的最小的动物,神经科学家常常用它来做研究。后来出现两栖类、哺乳类动物,然后是灵长类动物,进化的最高端是人类和复杂的大脑。

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  今天虽然我不讲神经,但是我要为大家介绍一下人左右脑的分工,因为这和大家的日常生活联系非常紧密。我要为大家讲些已经定论,没有任何异议的知识,,有争议的东西今天不讲。社会进化当中,出现大脑之后很快分化为两个半球,为什么呢?这是进化的结果,这是造物的智慧。

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  什么东西都要问为什么,怎么说清楚呢?就是要溯源。进化的结果一定是相同的功能放在同一侧脑管理,这样的管理是最有效的,左脑的功能都是相类似的,而右脑的功能也是类似的。为什么会是这样的进化结果?过去对这个问题有很多猜测。经过40多年的研究,我们终于能够给出回答。大脑最初的功能是什么?最紧要的功能是什么呢?左右脑,进化的最初它的功能是要管人类生存的两件最重要的事情,第一件事情是捕食、进攻。任何物种如果不能捕食,这个物种一定会灭亡,捕食也是人类最重要的功能。中国人也早就知道“民以食为天”,”食”不是天上掉下来的,而是自己去捕食。如果进攻是人类生存最重要的功能,左脑如果管这个,右脑应该管什么?右脑负责防止被掠食——防守。在丛林时代,人处于食物链的底端,不是高端,那时候人还没有发明用火,我们是食草动物。火的使用使大脑进化,因为火使人类可以摄入更易吸收的动物蛋白。那个时候右脑最初的功能就是防止被掠食、防守。这是可以证明的。用化石来证明。考古的化石发现,不管是在陆地上的动物还是在海洋里的动物,都是右边牙齿首先磨损。左右脑对肢体是交叉管理的,左脑管右边肢体,右脑管左边肢体,左脑负责进攻、捕食,动物都是毫无例外的向右边捕食,所以是右边牙齿先磨损。

有一个实验,有一只青蛙,饿几天以后让它捕食,左脑控制它应该从右边捕食,先让它喜欢吃的蚂蚱从左边进入它的视野,它没有任何反应,因为左眼进入它的视野,是右脑管它的视野,右脑不管进攻。这个蚂蚱如果从右边进入视野,一进入视野马上被捕食。左右脑的分工是上世纪神经科学领域最重要的研究结果。左右脑分工有趣的事情太多了,大家的身上也有很多例子,由于时间原因我就不一一举例了。

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  第三,认知科学的经验转向。

为什么今天要强调“经验”这两个字?在认知科学建立起来以前,人们是不够重视右脑的,人们重视的是左脑,所以上世纪,乃至于上上世纪,甚至两千年以来,人们重视的是左脑,重视的是理性思维。在人的左右脑发育进化过程当中,左脑发育的更充分还是右脑发育的更充分?左脑。为什么?为了生存,在过去的时代,人类处于食物不足,或者是饥饿的时代,捕食是第一要务,左脑发育的更充分,我们的逻辑思维、进攻能力很强,右脑往往被忽略。认知科学建立之后,要充分重视右脑,充分重视经验、直觉、心理的能力。

下面讲一下经验转向。如果用一句话来概括认知科学的特征,重要的就是经验转向,从唯理的科学转向经验的科学。数理化天地生、文史哲政经法是寻求统一的科学原理,用统一的原理来解释人类的活动,这种统一科学原理越来越受到挑战,统一科学原理解释不了个体差异性,认知科学要解释个体差异性。如果我们按照统一的数学和逻辑思维来认知人类本身的话,人类就千篇一律了。我们看同一部电影、同一本书应该有完全相同的看法,但是不可能,原因就是在于你的右脑让你所表现出来的心智、情感、情绪和你的亲兄弟、亲姐妹都会不同。

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  心智在本质上是涉身的。正是因为心智的差异性决定了个体的差异性,否则无法解释为什么会有这么多不同。人和动物的心智有些什么不同呢?人类的心智是以语言为载体的、是以思维和文化为特征的,动物是没有的,动物有心智,但是它的心智是行为的心智,它的心智只是一种刺激反应的行为方式。罗素讲过一句非常深刻的话,狗对主人的忠实不会用语言来表达,但是它会用行为来表达,它偶尔也会发出一些声音表达它对主人的忠诚。但是狗不会说“亲爱的主人啊,我和我的父母虽然很贫穷,但是我对你是无比的忠诚的啊!”,狗无法表达这样的思想,我们看到欧美的流浪者,他身边都有一条非常漂亮的狗忠实的趴在他身边,它们用行为来表达对主人的忠诚。东方人和西方人具有不同的心智。这个图是很有意思的,在解决问题的方式上,西方人一根筋,直接从起点到达目标。东方人到达目标要绕十万八千里。西方人是左脑型的,东方人是右脑型的,有证据吗?巴黎的典型建筑是埃菲尔铁塔,中国是万里长城,我上长城的时候就在想一个问题,这个长城到底用过吗?还有大学校园,西方人是开放的,东方人都用围墙围起来。在思维上,西方人重演绎,东方人重类比和归纳。不同民族有不同的心智特征,我们是农耕的民族,农耕民族和游牧民族有不同的文化。汉族和少数民族也有不同,中国在清朝以前的朝代主要防备从北方来的,当时是冷兵器时代,骑射是南方人对抗不了的。南方人和北方人具有不同的心智。南方是这样的民居,北方是四合院,北京的街道是正南正北,南方是依河而居,南方比较充足,冬天也不冷,并不在乎采光,北方认为采光是非常重要的,一个房子的南屋比北屋要暖和好几度,正房一定是朝南的,四合院是最合理的北方民居,完全符合进化的规律和逻辑。男人和女人具有不同的心智,因为心智是涉身的。女性在科学领域的成就很少,是因为身体的差异造成的,这不是歧视女性。女性相对于男性而言,更多的是右脑发达,所以在心理学系,女性占绝对多数。心智的种种差异决定了个体的差异性,个体差异性绝不可能由统一科学来提供答案,而是由认知科学来提供答案,因为认知科学提供经验,只有从人的右脑才能更多的解释。

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  思维大多数人是无意识的。我现在的讲课到底是处于意识的状态还是无意识的状态?过去大家认为人在清醒的时候是有意识状态,人只有在睡眠和催眠这两种状态下是无意识的。但是认知科学建立起来以后,彻底推翻了大家对于有意识和无意识的判断。人在清醒的时候,很多行为都是无意识行为,比如说第一语言的加工是无意识的。我在这里说我的第一语言汉语,大多数情况下是无意识的,属于自动加工,没过脑子就出来了,所以我们会有口误,不仅一般人会有口误,思维严谨的政治人物和领导人也会有口误。

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  第一语言的加工,看一下乔姆斯基树状结构,这个是唯理主义和心理主义的语言学,认为语句是从树根向树梢方向生成的,语言能力是先天遗传的,与此不同,过去的行为主义语言学却是从树梢向树根,认为母亲教孩子一个一个句子的学,学多了他就懂得了语言结构。乔姆斯基说不是这样的,如果这样的话回答不了两个问题,第一个问题,母亲并没有教孩子所有的语句,只教他几个语句他就能造出无穷多的语句来。第二个问题,不同的自然语言之间为什么能够互相理解、互相翻译。为什么你能学懂法语和俄语?同样是学习,你能学得懂狗和老鼠的语言吗?因为他们处于不同的进化树上,是不可能懂得的,懂得的只能是同一个物种的语言。

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  先天语言能力迫使乔姆斯基寻找证据来支持他的理论,说明语言能力是遗传的,人类学和心理学的研究小组跟踪了一个北欧的民族,有先天家族语言障碍,表现为某个辅音或者音节发不出来,而且这是无法治愈的。

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  研究小组跟踪了三代人,划横线的是有遗传疾病的,32个病例,发现语言缺陷障碍疾病的遗传和基因缺陷的遗传是一样的,因此证明语言能力是先天遗传的。再说一个实验得出的证据,孩子刚刚生下来,让婴儿听各种各样的声音,在各种噪音中有一种声音是母语。完全噪音的时候,婴儿没有任何反应,噪音的背景当中一旦出现母语的声音,婴儿有反应。所以,胎教是有道理的。

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  再说一个经典的实验,英语的七个单词构成一个语句,The pizza was too hot to eat;the pizza was too hot to drink;The pizza was too hot to cry。被试听到这三句话时的脑电振幅不同,说明语言是自动加工的,我在跟你说话,大脑在内部自动加工,只是借我的嘴巴说出来而已,我不说话,大脑还是在运转的。人们在做风险决策的时候实际上并不是逻辑计算的,而是心理主导的,这些领域都说明了认知科学是经验转向,从重视左脑转向重视右脑。经验对你的认知有多么大的影响,过去可能我们没有认识到,认为人的理性是那么崇高,听德国的古典音乐完全是符号化的方法做出来的,认知科学建立起来之后,过去我们对经验和右脑的忽视得到了扭转,这就是认知科学的意义。认知科学根本的转向是经验转向。

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  抽象概念大部分是隐喻的。我今天在这儿跟你们讲课,我使用的都是抽象概念,没有这些概念无法讲任何一句话。概念组成词语,词语组成语句,语句组成句群,句群组成语篇,如果概念是思维的起点,没有抽象概念人根本不可能思维,就变成动物。人为什么能掌握这么多的抽象概念?

 

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认知科学的结论是通过隐喻,隐喻的形式是“A是B”,逻辑基础是类比推理。认知科学告诉我们,掌握这么多科学概念,完全来源于隐喻。我们自己最熟悉的是身体各个部分,首先拿来做隐喻的是我们自己的身体,小孩学习语言就是这么学的。认知科学家经过他们的研究,认为人类就是拿我们最熟悉的东西来打比方,逐渐的学会更多的抽象概念。

 

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  第四,大数据的经验性质。

我今天的题目叫经验、认知和大数据,大数据和认知科学是现在两个最热门的学科,这中间的关联就是经验。

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  大数据是和过去的关系数据相对比的,关系数据是唯理的,是左脑思维的一种模型,而大数据更多的重视右脑。

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  大数据并没有关系结构,就是一种原始的经验数据,后来可以给它建立某种关系,但是它呈现给你的是原始的数据,这是它的经验性。

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  第五,语言层级的认知。

语言层级处于五个层级的中间,又是高阶和低阶的分界,又是高阶认知的基础,所以它非常重要。无论怎么强调语言的重要性都不过分,因为人之所以为人,是因为我们有语言。

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  如果认为只有人类有语言就是语言中心主义。绝对不是这样,动物也有语言。

这是我做的语言分支图。肢体语言是最初级的语言,它使一切动物都具有的语言。但人类还进化出其他更高级的语言,我说话的时候用肢体语言,如果一种动物仅仅只有肢体语言,这种动物一定是低级动物。比如说蚯蚓、蚂蚁只有身体语言,而没有符号语言。这种语言有很大局限性,当危险来临的时候,交流信息太慢了。要进化出高级的物种,有一本书叫《脑与语言的双重进化》,为了进化出更高级的物种必须进化出更高级的语言,声音语言出来了,像鸟叫,交换信息快多了,物种也要高级一些。这两个有一个共同的缺陷,这种语言是无法脱离个体而存在的,个体死亡的时候这种语言没了。我们看到小鸟也好,猴子也好,老鼠也好,狗也好,他们个体发育到晚年的时候积累了很多的经验,如何捕食,如何躲避追杀的经验,从来没听说老鼠写一本书让小老鼠看的。这种动物每一代都得从经验开始学习,经验无法形成知识,所以他们是基因层次的进化。而人类不一样,人类有了语言这个东西以后摆脱了基因层次的进化,语言是人类进化成人的三大事件当中的最后一件,此后再也没有改变人类进化方向的事情发生,这三件事情就是直立行走、火的使用和语言的发明。语言发明之后人类交换了信息,发明文字以后人类的经验可以形成知识了,大家所学的知识99%都是间接知识,从书本上学来的,每天看到太阳东升西落,就说地球围绕太阳转,不说太阳围绕地球转,就是书本上学来的,人类进化摆脱了基因层面的进化,进入了语言、思维、知识、文化的进化模式。语言是非常重要的,使人最终进化成人。这是中国最古老的文字,诞生于三千多年前,甲骨文。我们有学校,有图书馆,有人文科学,有知识、有文化。

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  上世纪语言学的进展有三大层次,第一个是乔姆斯基的句法学,乔姆斯基说语言是生成的,是从树根来的,按照这个树的模型可以说无穷多的语句。根据这个理论,英语只需要四棵树就可以说无穷多的语句,比如说主谓、主谓宾、双宾语等。我在2004年MIT拜见过他,参加过他的语言学习班,这是我一生中值得骄傲的一件事情。

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  这是他的著作LanguageandMind(1968),由于他的理论需要寻找语言和心智之间的关系,所以他写了这本书。先天语言能力的重大发现,使得语言革命引起了心理学的革命,心理学从行为心理学发展到了认知心理学。

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  奥斯汀、塞尔他们最重要的贡献是发现人类是用说话来做事的,这是上世纪语言学最重大的发现,语言是我们最重要的东西,是我们最亲密的东西,但是我们知道它多少呢?上世纪在这个领域当中成就很大。人用语言来建构一切事情,美国的《独立宣言》、《宪法》、议会、世界认知科学大会、世界大数据的大会,都是语言来建构的,人民币、美元都是语言系统,街上的交通是语言系统,所有的都是语言,人用语言来建构一切事情。人类用语言来建构了整个人类社会,这叫语言建构论,在这方面也有一些重要的研究,如果人类不发明出这种强大的语言,我们无法建金字塔,也无法建长城,你不会相信除人类以外其他的动物可以建成金字塔,你也不会相信除了人类之外其他的动物能够建成万里长城,就是因为他们没有这种语言,他们无法协调这么一致的行为。如果我们对语言不能说出一二三来,真是辜负了对语言的认识。

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  第六,思维层级的认知。

思维也是人类和动物区别的一个更高的层级,思维的一些名言,最经典的就是我思故我在,Ithink,thereforeIam.therefore是因果关系,因为我思考了,所以我存在,我思考是我存在的原因,如果我停止思考了,我就没有存在的意义了。这是16世纪提出来的,现在很多国家定义死亡都是脑死亡,即使心脏还跳动,但是脑子已经死亡了,变成植物人,存在已经没有意义了,抢救只是一种人道行为。上世纪最重要的语言学家就是维特根斯坦,他的两本书《逻辑哲学论》和《哲学研究》标志着当代西方哲学的两个重要发展阶段:分析哲学和语言哲学。

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  推理的分类,推理可以分为演绎推理、归纳推理、类比推理,溯因推理四类。全世界所有的民族,包括东西方的,所有的推理只有四种。演绎推理是用左脑,在西方特别受到推崇,西方人说他们被左脑控制了2000多年,表现在思维上就是重视演绎推理。欧式几何,亚里士多德的三段论,近现代发展出来的现代数学,都是左脑思维。中国人在这方面的成就不如西方人,我们擅长的是另外三种推理,归纳、类比和溯因。归纳推理,这儿的天鹅是白的,那儿的天鹅是白的,千千万万的天鹅都是白的,得出结论所有天鹅都是白的,最后在澳大利亚发现了黑天鹅,这个全程就被推翻了。类比推理就是打比方,儿童是花朵,他们这个年纪是人生当中最辉煌,最灿烂的时候。归纳推理、类比推理,溯因推理是从经验事实开始的,如果下雨地面就湿,现在地面湿了是不是下雨呢?中国人擅长这三种推理,这是有数据支持的。过去认为这后面三种或然推理都是不可靠的,自然科学就轻视他,但是今天认知科学建立起来之后,要重新看待这三种推理,恰恰是现在这三种推理受到特别的重视。认知科学从根本上来说和过去2000多年以来的发展完全是背道而驰,我们更重视右脑的认知功能,中国人的世纪到了,因为我们这个能力强于西方人。

过去认为推理是必然的,完全是左脑支配的,没有右脑的任何活动余地,现在我来告诉大家,这个结论可以推翻了。看一下三段论,这是人类使用最多的推理。三段论为什么重要?因为人类进化的早期,分类是关系到人生死存亡的,首先要会分类,所有食肉动物都是危险的,老虎是食肉动物,所以,老虎是危险的。因为那个时候人还不是食肉动物,而是食草动物。后来会用火以后变成杂食动物,比食肉动物还是弱小。三段论在人类进化早期非常重要。第一格AAA式,所有M都是P,S在M当中,S都是P,这也是很重要的。所有杀人犯都要被处以极刑,法官就是这么来判的,大前提是法条,小前提是事实,结论必须推出,没有例外。

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  所有圆都是正方形,所有三角形都是圆,那么所有三角形都是正方形吗?这个推理正确吗?逻辑推理只讲形式正确,而且逻辑推理前面两个命题是假设,这是一个著名的实验,在两个假设之下就必然得出这个。这是一个美国的心理学家做的,让东西方的被试来做对比,西方的被试是美国的大学生,东方的被试是香港和台湾的大学生。美国的大学生96%认为这个推理正确,中国的大学生是只有6%认为是正确的,这说明东方人演绎推理的成绩不如西方人。

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  香港的心理学家说这主要产生于语言——东方被试把两个前提当成事实了,这个事实是错的,违背了事实,怎么能够推理正确呢。因为英语是虚拟语气,大家就会认为是假设的。把这个句式改一下,如果所有的圆都是正方形,如果所有的三角形都是圆,那么所有的三角形都是正方形,东方被试的成绩有所提高,但是差距仍然是非常大,说明不是在语言的层次上,而是在思维层次上,东西方被试有差异,结论是什么呢?东方人就不善于做演绎推理,但是我们善于做类比、归纳、溯因。现在拿实验来做,这个实验设计得非常棒,选择任务实验,现在有一副牌,上面这一组,A、B、4、7,如果一面是大写英文字母,翻过来是数字。要验证的规则是:如果一张牌的正面是A,那么,任务是翻开这组牌中的一张或者几张来验证或者推翻这条规则。翻哪张牌可以验证或者推翻这条规则?大部分人认为应该翻A,翻A是对的,表明你懂得使用肯定前件式,翻开是4证明规则,翻开不是4,推翻规则。翻7,表明你懂得使用否定后件式,同样正确,和翻A是等价的,但翻7的人只有翻A人数的50%。这个是肯定式的推理,A在规则中得到体现,我的解释比他们的有利,这是先天逻辑能力,你们可以拿小学生来做实验,甚至拿学龄儿童来做,不能用语言做,而是拿玩具做。

其实动物就是这样的,老鼠碰这个键,食物掉下来,他就会碰这个键,碰另外一个键遭受电击,它再也不会碰这个键。我的结论是人和动物在他的头脑里都预装了这种逻辑,就像电脑一样,操作系统要预装,否则电脑开不了机。中国人思维把推理和论证当成一回事,论证需要前提真,推理不要,推理的前提是假设,这里可以验证出东西方人思维是很不同的,中国人不习惯反事实条件推理。推理只讲前提和结论的关系,这两个命题加在一起会不会蕴含这个命题?这是100%正确的推理。一个是真实的条件,如果下雨地面就会湿,现在下雨了,地面会不会湿?东西方被试没有差异,中国人的思维是不能接受反事实思维的假设。为什么这样请大家思考,我也在思考。逻辑学试图对左脑的思维进行一种完全纯形式化,和右脑无关的刻划,所以它是一种理想的模型,但是理想的模型是没有的,或者说只在逻辑学的教科书里有,人们一思维,右脑就进去,你的左脑和右脑能够不交换信息吗?人是正常的,左右脑中间是有连通的,我们做任何理性思维的时候,你的经验要不断的干扰它,认知科学认为这才是真实的人,人必须是这样的。

过去的决策是发展出非常复杂的模型,最后决策发展成这样,如果一个人的决策要用这么复杂的数学公式来表述,这个人就不用活了。我们的决策到底是服从数学还是服从直觉?现在设一个赌局,我做庄家,在座的可以选择参与或者不参与,如果你们输给我50元,你们赢我给你50元,愿意跟我赌的请举手。增加赢的筹码,赢的话是100,输的是50,愿意参加赌局的请举手。再添加赢的筹码,3倍,赢的话是150,输是50,愿意参加的请举手。实验的结果是到4倍的时候才有一半对一半的比例,为什么这样?人在失败当中承受的心理价值远远大于赢的时候所获得的心理价值的绝对值,人不能承受输。问题二,A是你肯定会得到900美元;B是你有90%可能会得到1000美元,实验结果是大多数人选择A,在面临赢的时候采取保守策略。问题三,A是肯定会输900美元,B是有90%的可能会输1000美元,实验结果是大多数人选择B,人输的时候会采取冒险策略。

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  第七,文化层级的认知。

我以中国的文化来举例,文字、语言、学习、医药、数学、逻辑、命理、科学都是经验的,这是过去被人看不起的,认为这些都是“不科学”的。鲁迅就彻底否定汉字和中国文化,他说汉字不亡,中国必亡。又说中国文化的仁义道德就是“吃人”!在今天我的课上跟大家极力宣传,要重视民族的文化宝藏。象形文字,中国的文字从根上来说跟西方不一样,是来源于经验的,就是画图。语言是经验的,语用要讲语境,语境就是经验。我们可以说吃饭、吃酒席、吃食堂,这些都是正确的语境,但是我们不能说吃教室、吃操场、吃桌子,为什么?吃酒席是宾语已经省略了,在酒席上吃饭,吃食堂,宾语省略了,只讲状语,因为状语重要,强调是在食堂吃的饭。英语要讲全了,所以英语是一种规范的语言,适合做科学的描述。

“苟利国家生死与,岂因祸福避趋之”,这种对联只有中国人能写,谁有本事把它翻成英语,要是翻成英语,诗意就完全没有了,汉语是世界上最美的文字,如果还有来世的话,我还要做一个中国人,因为汉语实在是太美了。“苟利国家生死与,敢因祸福避趋之”,这个是田家英改的,是一个才子,而且是文物收藏家,岂能因为祸福而采取避开他或者趋向他呢,“敢因”,“敢”就没有疑问的意思了,这样说有没有问题呢?——没有任何问题!因为这个太深奥了,老外没法理解。这种语言不是精确的语言,但是留下了无限的想象空间。再举个例子,学校有大小两个食堂,大食堂为学生食堂,小食堂为老师食堂。因为小食堂供应炒菜,许多学生过周末、过生日都跑到小食堂来吃炒菜,常常弄得老师反而吃不上饭,为此小食堂门口贴了一则告示:经研究决定,本食堂专卖老师,考虑到实际情况,兼卖学生,但要先卖老师,卖完老师,再卖学生。这个放在语境当中大家就能理解,不是卖老师,而是卖给老师,英文就必须说全了,中文可以不说全,这是我们语言的魅力。神农氏尝百草更是了,数学的勾三股四弦五,在人类认知的早期,勾股定理有什么重要?当时他要作出直角三角形来,这对于当时搞建筑非常重要。你怎么做出直角三角形来?取一个三单位的杆,四单位一个杆,五单位一个杆,绑在一起就得出一个直角,多聪明,不用变量。过去我们看不起这种数学,说这是初等的,没有普遍性,过去我们把科学的普遍性夸大了,科学的普遍性完全是假设出来的。勾三股四弦五是大禹治水时发现的,这三根棍绑在一起肯定得到一个直角,这对于建筑太重要了。《九章算术》也是一样的,很多东西都是用归纳得出来的,举很多例子之后得出来一个结论。

推理这个层次,这三种推理我们擅长,唯理的推理我们不擅长。十二生肖,大家是相信十二生肖还是相信星座,现在大多数相信星座。星座是月相说,是用月亮的周期来算命。从属相推知生年和年龄,从属相看个性和人格,从属相可以看命理,从属相可以看人缘和朋友关系,可以看婚姻关系,比如说“白马犯青牛,羊鼠一旦休,蛇虎如刀错,龙兔泪交流,金鸡怕玉犬,猪猴不到头”。婚姻有三种,第一种是相生,第二种是相容,第三种是相克,相容就是既不相生,又不相克,可以共处。后来我找到一个依据,在我们所处的环境中有什么样的周期是12年呢?太阳黑子活动是十一点九几的周期。这就是生肖的科学解释,但我们没能必要将它纳入到西方的唯理主义的解释框架下,因为中国文化包括科学都是经验的,规律都是从经验中总结出来的。

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  这样我就把大数据和认知科学的关系讲清楚了。

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  屠呦呦,大家看一下她的报告:《中国的中医药对世界的贡献》。当时她在攻克抗疟疾新药的时候,欧美、日本这些发达国家都在做,疟疾病毒对过去那个药已经有抗药性了,要开发新药,欧美都在做,中国也在做。

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  屠呦呦的团队试了几百种药都没有效,最后从这里得到灵光一闪。东晋名医葛洪,“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”为什么用水渍?一般中草药都是煎熬,她想到煎熬可能会破坏药性,所以就用乙醚低温提取,百分之百见效。中国的语言和中国的这些东西是不是对屠呦呦起了决定性的作用呢?大家可以设想一下,如果屠呦呦当时她的英文也很好,她去看那些英文文献,跟着西医的路子走,就得不到诺奖了。她的英文可能不如母语,使得她不想跟随老外的研究,就找中国的中医典籍。中国的这些典籍当中,不知道还蕴藏着多少诺贝尔奖的素材在里面。我希望在座的各位去发掘,要从中文的典籍当中挖掘科学思维和思想。

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  谢谢大家!

 Q&A

提问:你刚才讲到东西方的心智差异,这个差异是先天的还是后天的。比如说一个中国孤儿被美国领养了,这样的会有差异吗?

蔡曙山:在美国我问过美籍华人,他们告诉我三代以后才能形成西方人的思维方式,一代肯定是不行,因为基因上已经带有了中国语言的遗传。

提问:以前都说科学是可以证实的,现在为什么说科学是可证伪的呢?

蔡曙山:这是一个好问题。你要了解科学过去被认为是发现,发现科学的规律。比如说物理学,大爆炸宇宙论这些都是发现。现在我告诉你,科学理论现在并不被看作是发现,而是发明。例如,大爆炸宇宙论成为一种科学理论,只是因为提出这种理论可以解释比较多的宇宙现象。科学理论可以表述为一个命题P,这个命题可以解释Q1、Q2直到Qm个现象;而另外一个科学理论能够解释Qn个现象,如果n大于m,人们就会认为后者比前者有价值,会把后者确定为科学理论。大爆炸理论是现在解释宇宙起源的最好理论,进化论则是解释物种进化最好的理论。这个理论出来之后,它能解释这些现象,这就说明它是能够证明的。什么叫证伪呢?证伪就是要看它的逆否命题。在前面所说的具有解释能力的科学理论中,假定发现某一个现象,这个现象与该科学理论能够解释的现象不符,根据我们前面介绍的逆否命题的推理,这个P就被证否,这就是科学的证伪理论的逻辑依据。一个科学理论,首先要有解释力,这个肯定是要成立。但请注意,尽管这个理论解释了n个现象,它也仅仅是一种理论假说。但是只要有一个反例出现,这个科学理论就被质疑,要重新提出别的理论来修改它。这也需要经验,你要通过经验去发现它推不出来的这个事实。

(整理:刘博 校对:辛洪录 编辑:张梦)

注:本稿件摘自数据观入驻自媒体—数据派

以下为PPT全文:

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