《我们如何学习》5：旧脑的新用。6：电子游戏能提高专注力吗？

《我们如何学习》5：旧脑的新用

学习带给我们的新能力，不管多么高级，都是对人类大脑中早就存在的旧脑区的新利用，而不是开辟一个新的脑区。你不是在白纸上建设一个新功能，而是把大脑已有的功能区域给来一个重新定向使用。

这个关于人类学习的关键思想，叫做“神经重用假设“。这个假设如果成立，就说明学习改变不了大脑的根本结构，只是把大脑的神经网络变得更敏锐、更精细化而已。而这也就意味着，我们的学习要受到大脑结构的限制。

学习给大脑带来的变化。也就在一百年前，世界上大部分人都是文盲。人们做的都是一些粗糙的工作，主要靠力气谋生，而今天相当大比例的人是从事脑力劳动，做非常精细的工作。这个变化不可能是自然选择的结果，生物进化太慢了。这是教育的力量，是学习的力量。

学习，只需要不到二十年，就能把一个父母都没上过学的人变成数学家。

这是怎么做到的呢？我们设想，数学家的大脑跟没上过学肯定有重大的区别……那是什么区别呢？斯坦尼斯拉斯·迪昂在《我们如何学习》这本书中说，区别的确是有区别。只要扫描一下大脑，任何一个脑科学家都能看出来谁是数学家谁没上过学 —— 这个区别是硬件水平的差距。但是，这个区别不是什么本质的不同。数学家的大脑也是他父母给的，后天的学习并不能彻底改写大脑结构……

就好像孙悟空学会了七十二般变化也不得不保留自己的尾巴一样。你再怎么学，也会偶尔流露出原始大脑的本性。

1.数量本能

在做加减乘除计算的时候，是在做数字符号式的计算呢，还是模拟生物式的计算？算乘法都是背口诀，八九七十二，二六一十二，8×9 和 2×6 这两道题的难度对你好像是一样的，你并不关心其中数字的大小，顺着口诀就说出来了答案，数字对你来说只是符号。如果是这样的，那就叫符号计算。

但是对加减法，通常不是靠口诀。算 2+1=3，好像就是想象两个东西加一个东西是三个东西，好像产生了某种“数量”的直观感受。

算加减法是模拟生物式的运算。科学家有充分的证据表明，人们算 9 - 6 所花的时间比算 9-4 要长，而算 9-4 又比算 9-2 用的时间长。我们就好像刚学算数的小孩用手指头算减法一样，先想象 9 个东西，然后一个一个地拿掉 6 个、4 个或者 2 个东西。要拿掉的东西越少，计算时间就越短。

数字在大脑中并不是单纯的、抽象的符号，而是真的代表数量 —— 这是原始人、包括动物也有的数量感。

因为我们对数量有直观的“感”，我们有时候会做一些事后想想有点怪的事儿。比如有一天上午你去签约买房。房子成交价是两百多万，其中有个小细节涉及到一万多块钱的争议。你心想两百多万的房子都买了也不差这这点钱，就直接同意了。

然后当天下午你在淘宝买一根二十多块钱的数据线，你花了五分钟又是琢磨性能又是评估质量货比三家，终于节省了两块钱。

如果你不在乎一万多块钱，为什么要在乎那两块钱呢？根本原因就是我们的大脑对数字*本身*的感觉，比数字的*单位*强烈得多。200万和200元给我们的数字感差不多，两块钱之于二十块钱的比例对我们的刺激很深。

学习再高级的数学，也离不开这个数字感。

2.神经重用假设

一个关于人类学习的关键思想，叫做“神经重用假设（neuronal recycling hypothesis）”。

学习带给我们的新能力，不管你是数学家、音乐家还是抽象艺术家，不管多么高级，都是对人类大脑中早就存在的旧脑区的新利用，而不是开辟一个新的脑区。你不是在白纸上建设一个新功能，而是把大脑已有的功能区域给来一个重新定向使用。

这个假设如果成立，就说明学习改变不了大脑的根本结构，只是把大脑的神经网络变得更敏锐、更精细化而已。而这也就意味着，我们的学习要受到大脑结构的限制。

脑神经科学的新研究给迪昂提供了有力的证据。

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数字感来自大脑的顶叶皮质（parietal cortex）和前额叶皮质（prefrontal cortex）中的神经网络。每个数字都对应特定的神经元，当你看到阿拉伯数字“5”的时候，你大脑中并不只是一个符号，而是一个数量。原始人和动物不会掌握精确的数字，有些原始部落里的人无法表达比 3 大的数 —— 但是，他们都有一个“近似的”数字感。他们对 5 和 6 之间的差别确实不敏感，但是 5 和 10 的差别很大，他们完全能感受到。

顶叶皮质里的神经活动是一维的，专门处理数量关系。哪个小哪个大，从低到高的排序，甚至包括社会地位的高低顺序，只要跟数量和大小有关，就归顶叶皮质管。你是再厉害的数学家，没有这个区也不行。

顶叶皮质本来是动物们用来模模糊糊地评估数量大小的，学了数学以后，它就好像焕发了第二春一样，获得了思考高精度数学问题的能力。职业数学家考虑数学定理也用顶叶皮质，就跟小学生算算术一样。这就是神经重用。

当然数学计算还需要调动其他的脑区。后顶叶（posterior parietal lobe）本来是帮助动物转移凝视的对象和注意力用的，而现在它开始参与数学计算了：要算个加减法，你得想象数字在空间移动，你的注意力一次处理一个数。

为什么一个从小失明的人长大之后成了数学家，还研究几何？因为几何调动的关键脑区不是视觉之类的感官区域，而是顶叶、后顶叶和前额叶。迪昂认为盲人也能成为数学家这件事恰恰说明每个人对数学都是本身具足：要不是他们已经拥有抽象思维的能力，又怎么可能只靠那么有限的感官经验掌握数学呢？事实上失去视觉对盲人搞数学可能还成了一个优势：本来视觉信号进入大脑之后要在皮质进行分析，现在大脑皮质不用管视觉了，就可以更多地用来做数学。

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有些看似简单的能力，都是基于特定脑区的。为什么你能看懂二维的东西，比如说地图、表格和统计分布图？因为你的大脑中有个“内嗅皮质（entorhinal cortex）”，其中的神经元编码是二维的。否则要是光靠顶叶皮质，就只能理解一维的数学。

类似地，腹侧视觉皮层（ventral visual cortex）善于思考线条和形状，布若卡氏区（Broca’s area）善于处理语义树。不同的脑区对世界的逻辑结构有不同的假设：有的认为世界是一维的，有的认为是二维的，有的认为是树状的……你得先拥有产生这些假设的能力，才能去验证、去理解相关的知识。

原始人用这些脑区去识别动物花草和区分大概的数量，今天的人们才能用它们来做计算、编程和搞艺术创作。但我们并没有脱离它们。

3.大脑变“弱”了吗？

民间哲学家王东岳发明了一个说法叫“递弱代偿”，说生物的生存能力总是一代比一代弱，同时越来越依赖外界的支持。神经重用假设是一种递弱代偿吗？我们把那些脑区都用在学习新知识上了，它们原本的功能会不会因此减弱呢？

“递弱代偿”既不符合进化论也不能解释所有的相关现象，根本就不是一个科学理论，没有预言能力，只能让人拿来对社会变迁发发感慨。没有任何证据说因为人脑学了新知识，旧的功能就变弱了。

不要低估大脑的潜能。

视觉皮质里有一个小区域，本来是专门识别人脸和给各种物体分类用的，它位于大脑的左半球。学习文字、把文字转换成声音和意思，也用这个区域。把它称为“文字区”。

迪昂专门去葡萄牙和巴西研究了几个从来没上过学的成年人，扫描发现他们的文字区已经被识别人脸和物体的功能占满了。他们面对文字就好像《侠客行》里的石破天一样，只能看见各种线条和形状。而对比之下，识字的人看文字能看出声音和意思来，不管文字是大是小、变换字体、位置和大小写，你都不在意。你的文字区里除了人脸和物体分类功能之外，多了一个文字功能。

这个过程是小孩从六七岁上学开始逐渐进行的 ——

上学之前，这片区域中有物体、有人脸、有地点专属区，同时还留有一些空白。上学之后，空白的地方就慢慢被文字所占满。而那些从来没上过学的人，则继续用物体、人脸和地点占满剩下的空白区。文字，抢占了其他功能的地盘。

但是！人脸、物体和地点功能并没有就此止步 —— 它们在人的右脑对称的位置，开辟了新的领地。我理解那片领地本来是个冗余，现在因为你受教育，而变得有用了 ——

所以学习文字并没有让你损失人脸识别能力，只是让你的大脑更有用了。

不过问题并没完。要是用得再狠一点，会怎么样呢？职业数学家阅读数学公式是个超能力。普通人看公式如读天书，数学家扫一眼就知道怎么回事儿。这个功能也是长在识别人脸的那个区域，而且数学家用得比较狠，把大脑左右半球的两个相关区域都用上了……那么数学家在识别人脸上会不会有困难呢？

没有证据能证明这一点。是，有些数学家好像有社交障碍，不怎么在意人脸 —— 但是别忘了，很多不懂数学的人也这样。而且也有很多数学家非常善于交际。

不管怎么说这都跟“递弱代偿”没关系，科学结论是多学点东西对大脑根本不是负担。多数人只会一种语言，但大脑不是只为一种语言准备的：有些人从小听着两种语言长大，大脑不但够用，而且语言学习潜能还被开发出来了，将来再学第三门、第四门外语都很容易。教育对绝大多数人的作用只是开发大脑，不是挤占大脑 —— 大脑里的神经元很多，原始人会的那点技能很少。

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“神经重用假设”给我们的教训和启发大概有这么几个。

一个是大脑发育“敏感期”很重要。六七岁开始学文字是一个非常恰当的窗口期，文字区没被占满而且正在成长之中，这就是为什么小孩学得快。等到长大成人，文字区变“硬”了，再学认字可就难了。从小学音乐的人读乐谱的速度都比后学的人快。

迪昂研究过两个成年以后才学认字的人。一个人是从来没上过学，他最后费了很大的劲，竟然在通常的文字区之外新开辟了一个记录文字的脑区，但是学得很慢。另一个人则是因为中风把文字区整个破坏了……他努力了，但是终究没有长成一个新的文字区。

一个启发是所谓“数学家的直觉”，到底是什么呢？机械化的计算谈不上直觉。现在我们知道大脑是个模拟设备，那些区域里本来一切都是形象化的东西，那么直觉也许就是某种形象思维。

既然我们学会的每项新技能都对应大脑里原有的一个脑区，那有没有可能存在这么一种知识，它根本无法对应到原始人的脑区上，那这样的知识是不是我们根本无法理解的呢？

脑科学家也许没研究过这个问题，但这是一个合理的疑问。量子力学中微观粒子“鬼魅般的”行为是日常生活没有的，也是原始人不需要考虑的，也许就没有一个相应的脑区。平时我们可以用类比和比喻的方法想象一些抽象概念，但并没有一个定律说一切概念都能用打比方的方式让大脑理解。

没人观察的时候电子到底在干什么？也许这样的问题，是我们这个旧大脑永远都无法理解的。

《我们如何学习》6：电子游戏能提高专注力吗？

学东西最好不要默默地学 —— 应该有一惊一乍的感觉。

高水平的学习者必须善于控制自己的注意力。所谓“如何注意”，靠的是大脑的“执行控制系统”。这是大脑最高级的功能，由额叶皮质主导，作用是督导大脑的活动。

对专注的自控包括两个方面，一个是控制自己做该做的事，一个是抑制住自己，不去做不该做的事。

迪昂的《我们如何学习》这本书比较侧重于科学的视角。有些结论一听觉得挺符合直觉，但是把人脑的学习机制解释到这个程度，对科学家来说是非常了不起的成就。我们知道这些研究还在进行之中，但是现有的这些论断，就已经非常有用了。脑科学对学习实践有四个指导，迪昂称之为学习的四个支柱，缺一不可。这一讲说第一个，专注力。

讲学习方法没有不强调专注力的。专注力是最硬的学习功夫，是比智商更重要的能力，对普通人的学习成绩有决定性的作用。学习需要专注，这个道理谁都赞成，但是魔鬼在细节之中。脑科学能回答一些有争议的问题，比如说，打电子游戏能不能提高专注力。

专注力（concentration）是使用注意力（attention）的能力。而注意力是对信息的选择。我们每时每刻都在接触大量的信息，而大脑处理能力有限，所以必须有选择地接收。这表现在各种信息进入大脑的深度不一样。

有的信息到达感官 —— 比如听觉、视觉、触觉 —— 就打住了。引起你充分注意的信息，才能从感官形成概念，再由概念形成解读，一直进入到前额叶皮质之中。前额叶皮质中有大量的神经元能够更长时间地被激发，信息深入到这里你才能记住和学到。

所以注意力是学习的必要条件。大脑一共有三种注意力系统，分别决定了你“什么时候注意”，“注意什么”和“如何注意”。

1.刺激越激烈学得越快

能被外界信号引起注意，是我们最原始的一个动物本能。你不但要机警，还得机敏。你在丛林里散步，走着走着突然有一只老虎大叫一声蹦出来了，那你肯定会立即忽略其他一切想法而专门注意这个威胁……否则你就会被演化淘汰。

报警信号决定了我们什么时候注意。这个机制是警报一拉响，大脑马上就会释放大量的神经调节质，比如多巴胺、血清素之类，它们会让你立即产生强烈的情绪波动，调动很多个长距离的神经元连接，把信号迅速传递到整个大脑皮质之中。用老鼠做实验，如果提供一个声音信号的同时还提供神经调节质，老鼠就会更容易学会和分辨这个信号。

现在关键的知识点来了，请注意！——

这种强烈的刺激，能提高大脑皮质的可塑性 —— 包括对成年大脑也是这样。大脑皮质里总是有两个过程在同时进行。一个是激发，让神经元变得活跃；一个是抑制，让神经元变得不活跃。强烈的刺激，不但提高了激发，而且还“抑制”了那个抑制过程，这就可以暂时开启皮质的可塑性，那一刻的大脑就好像重返青春一样。现在有些研究使用药物甚至电刺激大脑的方法试图重开可塑性，就是这个原理。

但是你明白了这个原理，其实不需要那些“硬”刺激。如果你对自己所学的这个东西有强烈的兴趣和热情，你学习的时候产生强烈的兴奋情绪，那你的大脑就会更活跃，可塑性就会提高，你就会学得更好。

要这么说的话，学东西最好不要默默地学 —— 应该有一惊一乍的感觉。拿过来一个知识点应该拍案惊奇。古人听说一个快意的事儿动不动就“当浮一大白”，我们读书读 high 了应该在想象中跟作者干一杯。这样你学习效果才好。

正是在这个意义上讲，电子游戏其实是一种高效的学习方式。特别是暴力游戏，随时都有警报，一个动作没做好你就被打死了，做好了你就能把对方打死，你就立即收获多巴胺，你说打游戏的学习能不快吗？旁观高手在游戏中的微操作能让人心生敬畏。他眼神的反应、鼠标的速度、站位的选择、时机的把握，绝对不是闹着玩能玩出来的。

有实验表明，10个小时的电子游戏训练足以提高人的视觉探测能力，你扫一眼就知道屏幕上局面是怎么回事儿。游戏能最有效地提升专注水平。你能更长时间地集中注意力，面对干扰沉着冷静。你在压力面前毫不退缩，在极短的时间内能够连续做出精准决策……请问谁不想要这样的能力？

也许电子游戏能延缓大脑衰老。当然游戏有很多坏处，占用了你的学习时间和社交时间，还会让人上瘾……但是，可以把游戏思维用在学习上。老师讲课能不能讲得刺激一点？教科书能不能写得更引人入胜？教学环境能不能提供一个更沉浸的体验？

2.注意到才能学到

注意什么，是我们主动把注意力转向的能力。你去参加一个聚会，房间里有很多人在说话，你能精确地选择听谁说话。同一幅画，有的人看色彩，有的人看线条，有的人看风格，而有的人看笔法和技术。如果不是突然的刺激，每个大脑接收到的都是主动选择的东西。

专注力意味着你可以选择看什么就能看到什么，也意味着你不看什么就忽略了什么。有个著名的实验叫做“看不见的大猩猩（invisible gorilla）”，现在已经被重复验证了很多次，受试者每次都感到很震惊。

你要看一段录像，内容是两个队伍在打篮球。你的任务是数清楚穿白色球衣的那支队伍的总传球次数。这是一个简单任务，只要注意力集中就行 —— 结果受试者的注意力都非常集中……以至于大多数人没有注意到，有一个大猩猩从球场上大摇大摆地穿过。

有的研究扫描受试者眼球，发现有好几次，受试者的眼睛正好对准了那个大猩猩，但是他们视而不见。所以真正的看是用大脑去看，而不仅仅是用眼睛。你的注意力要是没到位，这件事对你就相当于不存在。

学习，得会看门道才行。同样是学单词，你要是只注重字形整体就很难学会，你要是注意其中的字母组合规律，就更容易学会发音的规则。

这么说的话教学必须管理好注意力。老师必须随时引导学生的注意力才行。

3.专注的功夫

高水平的学习者必须善于控制自己的注意力。所谓“如何注意”，靠的是大脑的“执行控制系统（executive control system）”。这是大脑最高级的功能，由额叶皮质主导，作用是督导大脑的活动。

比如你做一道简单的算术题，23×8。大脑会让你先算 3×8=24，然后把 24 这个数字在“工作记忆”中暂存起来，然后算 2×8=16，因为是十位，要变成160，然后你再把刚才暂存的 24 拿过来，算出 160+24=184。

整个过程中，你的注意力在不断地移动，有时候在 8 上，有时候在 3 上，有时候在 160 上。这个移动，就是执行控制系统的作用。要用电脑强行打个比方的话，执行控制系统就好像是 CPU 和内存的联合工作，它能确保你按照正确的顺序执行操作，能发现你的错误，还能随时调整计划。

执行控制系统每次只能做一个任务，所以一心多用是不可能的。执行控制系统的强弱体现在你的工作记忆能暂存多少个东西，你能同时用多少个东西思考，你的执行速度快不快，你能不能坚决有效地完成一个高水平逻辑项目，所以执行控制系统跟智商密切相关。工作记忆就好像内存一样，我以前听到一个说法认为没受过教育的人的工作记忆只能容纳 4 个东西，而受过多年教育的人的工作记忆可以容纳 7 个东西。一个研究说人每接受一年正规教育，智商提高1到5分。

所以执行控制系统是可以练的，但是它首先有一个成长的过程。对专注的自控包括两个方面，一个是控制自己做该做的事，一个是抑制住自己，不去做不该做的事。

一个特别有意思的实验是这样的。对一岁以下的儿童，研究者一开始总是把一个玩具藏在 A 地点，然后孩子就记住了这个地点，每次都去 A 处找玩具。后来研究者改为每次都把玩具藏在 B 地点，但是他每次找玩具仍然会先去 A 地点，这是为啥呢？

以前人们曾经以为这是因为孩子缺乏对物体位置的判断力，后来发现不是。从孩子的眼神之中，研究者能看出来，孩子其实已经知道玩具现在在 B 地点了，但是他还是要先去一下 A 地点 —— 因为他已经养成去 A 地点的习惯了！他的大脑里有一个去 A 地点找玩具的冲动，他必须抑制住这个冲动，才能不去 A 点直接去 B 地点。

但是不到一岁的孩子还不会抑制自己的冲动。事实上这个执行控制系统是人类特有的系统，也是人成长最慢的能力，是一直到 20 岁才长成。这就是为什么那些青春期少年能机敏地对信号发生反应、能够把电子游戏打得很好、能理解现在应该注意什么东西，但是很难长时间专注于做一件事。

那怎么练习专注力呢？打游戏是个好办法。当然练习一门乐器也是个好办法。比如每天练练弹琴，你必须控制好身体、思想和手，耐着性子执行固定的流程，这个可以提高专注力。

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老师和家长比学生本人更需要专注力的知识。你要教孩子学习必须牢记一点：孩子是通过*你的*注意力判断所要学习的东西的。光说不行，你的注意力得在这个东西上，孩子才知道你是在教他。

有个实验是这样的。老师面前摆了两个东西，如果老师只是拿起来其中一个东西，孩子对这件事的解读就是老师本人喜欢这个东西。但如果老师在做选择的时候，通过手势或者眼神向孩子做了示意，明确指出这个东西，孩子就会理解到，是这个东西本身是个好东西，他才能学会这么一条知识，才会模仿老师的行动。

所以教学的过程中，老师一定要始终让学生知道你的注意力在哪里：你的注意力应该始终放在学生不知道、但是应该知道的那个知识点上。然后学生必须知道你知道他不知道这个知识点。老师的注意力就好像是一种灵力一样，是学习的关键资源。

这就是为什么家长对孩子说话很重要，让孩子看电视听录音学语言就不行：因为电视里的话不是对着孩子说的，电视机录音机没有注意力 —— 必须得是一个真人的注意力才管用。注意力是非常微妙的互动，可能无法用视频表现。网课、视频会议效果不如真人见面，也许道理就在这里。这大概也解释了为什么成功的演讲需要眼神和手势的配合：你最好时刻让观众知道你的注意力在哪。

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学习有两个方法。自己在环境中主动试错，这种方法连动物都会。跟父母和老师学习需要你调动专注力，这个方法看似被动，却是人类特有的能力，是人类文明得以传承的关键。