2133568157

四.學習的機制

人的一生，時時刻刻都在學習，甚至於睡覺時，依然在進行。然而，學習對於人們來說，卻是一件辛苦的事情，因為很多時候，人們把大部份的時間，都花在重覆的練習及背誦上，纔能把某件事物學起來、記起來。

很多人都拿電腦來與人腦比較，認為人腦實在是很沒有效率，因為電腦可以一下就可以把很多東西記起來，而人腦卻要花費很多時間，纔能記住，更糟的是，好不容易記起來的事情，卻一下子就忘記了。因此人們都認為，在未來的世界，電腦的這項優點，將會展現在機器人身上。

許多人都認為人腦沒有效率的學習，是要改善的目標。事實上，這是動物進化後的一項結果：「透過沒有效率的學習，達到有效的資料庫管理。」聽起來很奇怪，而其原理卻很簡單，因為大腦的容量有限，而且對於一個大腦來說，每一份資料都很重要，沒有哪一份資料可以被列入優先，或是最後調用，所以只能夠透過重覆學習的方式，來讓大腦認知，這份資料很重要，一定要把它的優先度往前排，在搜尋時纔能儘快找到。

以前曾有不少老師為了鼓勵學生學習，都會這樣告訴學生：「在上下學，坐車的時間，背英文單字，如果一天背五個，那麼一週便可背三十個，一個月便可以背一百二十個．．．．。」現在來看，每日背頌這樣的行為，從師長的教誨角度來說，或許值得聽從，但是從人工智慧的角度來看，很愚蠢，毫無效率可言，個人比較建議，那些背誦的時間，倒不如拿來睡覺，或者是去背一些其他要考試的資料，來得划算。

個人必須在此說明：「學習英文，有些基本的單字，確實是要背起來的，以便進一步的學習，這是無法避免的。」然而，就像前面個人所解釋的，人腦在學習的過程中，會不斷的把學習到的資料，往暫存區送，所以當你花了很多時間，好不容易記下一個單字後，也只能在那幾天記得，然而在以後的日子卻用不到它，那麼你的大腦，便會把它列為不重要的資料，把它的優先度往後排。因此，就算是半年後，你再看到這個單字，你仍要想很久，纔會想起來它在中文的意思，更糟的狀況是：「因為太久沒用這個字，大腦認為這樣的資料，可能用不到了，在晚上睡覺時，把這段記憶資料進行壓縮，放在更深處的永久記憶區去，或是直接就刪除了。以致於你怎麼都想不起來，這個單字的中文意義。」所以，個人纔說，與其花大量的時間去背一些單字，倒不如拿來睡覺，會實際些。

當然，這樣子就會有人反問，如何纔有效率、不愚蠢？這個問題，老實說，各人看法不一，很難說如何才是最好的。但是，我們可以反過來問：「如何纔能讓大腦，快速的調出我要的資料，即使它的優先度排在很後面，或是避免它被刪掉？」這個問題，我倒是可以先回答。舉個實際遇到的例子：「在大賣場中，有一個不到六歲的小孩走失了，嚎啕大哭！被帶到櫃檯。該名小孩不知家中電話，父母姓名，要如何將小孩交還該父母？」我先問小孩：「小朋友，你住哪裏？」小孩說：「不知道！」廣播人員播放了小孩的穿著樣式，沒人來認領。小孩依舊哭泣，我再問：「你是讀大班還是小班？（幼稚園）」小孩答：「中班（好像是這樣子說）。」我再問：「你們老師叫什麼名字！」小孩答：「XXX老師。」我再問：「那你們幼稚園叫什麼名字？」小孩答：「XXX幼稚園！」問到這裡，大家纔鬆了一口氣，隨後我又問了小孩幾個簡單的問題：「你有沒有同學？住那邊？．．．」之後，就請櫃檯報警處理。

各位可以看到前面個人說的：「走失的小孩。」也許我不能一下就找到小孩的父母，但是我可以透過小孩子他就讀的幼稚園、老師這兩個部份，把家長的關聯性找出來，最終再把小孩透過警方，交回父母的手上。現在回來講：「快速的調出需要的資料」這部份，道理也類似於找回小孩的父母。因為人腦會評估每一份資料的重要性，與什麼樣的資料有所聯繫，逐一做成整理，所以當它在搜尋資料時，會往順位比較高的方向著手，不成功時，纔會往其他順位低的方向尋找。因此，要讓大腦，可以輕易的把資料找出來的最好的方式，就是儘量，把要記下來的事情，跟其他的事物進行關聯，當關聯越多時，大腦就越把該事件列為優先度越高的順位，再者因為與其他的事物關聯了，腦部在找尋資料時，也容易從不同的排序順位找到它。

這也就可以解釋某些人為什麼？可以把撲克牌的順序輕易的記下來？這些人通常把撲克牌的花色及數字，聯想成其他的事情，再依其次序編成一連串的事件，將其記下，等到要背誦時，再依事情發生的順序，還原成每張撲克牌的順序、數字及花色。而這個道理，就是前面談到的：「增加關聯性，以提高排序順位。」

在前述說明後，個人把「學習」這個動作，分成五個階段來看待，即為「觀察」、「分析」、「比對」、「歸納」、「儲存」。

觀察：人類會把身邊的事物，進行視覺、聽覺、觸覺、嗅覺的訊息接收，即為觀察。

分析：在觀察時，同時進行事物的外觀判斷、聲音高低強弱、觸感是否舒適、冷熱、對於氣味的強弱、令人身心愉快或是作噁。

比對：對於分析後的資料，與腦中既有的資料，不斷的進行比對，以確定是否已知現行事件的資料，或是全新的事件。

歸納：比對完成後，即行歸納為已知的事件類別，或是未曾發生的新事件類別。

儲存：在歸納完成後，先行放至到暫存記憶中，等到了身邊週遭的事件，較不忙碌後，再漸行搬移至永久記憶，並且調整相關資料的記憶順位，而這個動作，大部份的時候，應該是在睡眠時進行的，因為在這個時段比較不會被其他事情中斷，較有效率，所以個人纔會說：「人即使是在睡覺時，也在學習！」

曾經有科學家認為，小孩子有著與生俱來的語言天份，這樣的科學探討，也曾在Discovery頻道播出過。然而若依個人所說的五個階段，來討論小孩子的「學習」，我們就可以瞭解，所謂小孩子的語言天份，某些程度上來說，並不令人意外，也不是因為他們是小孩子，所以就有語言天份，這應該是個天大的誤解。個人認為，小孩子之所以，能夠快速的學習語言，是在於他們腦子的永久記憶區，近乎完全沒有用過，所以從他們還不會說話時（出生至約１歲左右），就不斷的「觀察」。最初之時，因為腦中沒有任何資料及經驗（註一），因此無能力進行「分析」、「比對」，及至可以開口說話（約１歲半左右），所能表達的也極為緩慢，因為資料仍極為有限，可供「比對」的資料仍有限，隨著年齡稍長，資料與經驗及大腦，也有所成長，就可以輕易的分析出人們的表情、動作、物件，對照到語言的發音，代表是何意義？再者，因為小孩子的生活，仍侷限於家人與同齡的友人身上，要應付的事件不多，所以大腦的運作，可以較為專注在語言這一塊，吸收外界來的資料，提供較多的運算能力，並加以「觀察」、「分析」、「比對」，再去運用。因為這樣的原故，換言之，小孩子的大腦，很容易比較出語言中，新的句子，應該用在何處？或是它所包含的意義為何？以致於人們誤以為，小孩子有著與生俱來的語言天份。

所以，當小孩子，脫離了自由自在的生活，去上學後，要應付的事情變多了，比如：「上下學要注意車輛、上學時，要學新的字、要與新同學打好關係、要應付考試、考不好時，要 應付 老師、父母的不悅、學習觀察別人的臉色、生活自理、回家後還要作功課、而且以前可以自由自在的活動，上課時必須壓抑數十分鐘，乖乖坐著．．．」諸如此類的行為，迫使腦部必須進行負擔更重的工作，以達到外在情緒的協調，所以漸漸地，沒有辦法像以前那樣子，自由、快速的「觀察」、「分析」、「比對」外來的訊息，也就是語言。換言之，隨著年齡的增長，除了面對外來煩雜的訊息之外，還要面對自身的情感控制，因此工作量就越加複雜而龐大，以致於「學習」這個能力，只能分配到大腦中的一小段運算時間，再加上，腦中的永久記憶量，日益成長，而「比對」時，又因為太多資料串在一起，要花更多時間處理，最終就會呈現了，語言學習的緩慢的情形。

其實各位可以觀察身邊週遭的小孩，有許許多多未上學之前的小孩，是很喜歡閱讀的（大量吸收資訊），可是等到他們真的上了小學，你們會發現，他們視上學讀書為畏途（註二）。

再回來談莫札特的例子，我們就可以瞭解，其實這樣的天纔，他的出現，並不是因為他天生就比別人優秀，而是出於他的成長環境，提供了與眾不同的優勢，再加上自身對於音樂的興趣，讓他在很小的時候，大腦就可以專注於音樂的「學習」，亦即個人說的五個階段，讓他能夠比別人更早瞭解與整理出了音樂的「規律」而成為人人稱讚的神童。

再來，若是我們把莫札特的童年修改了，變成了一般人的童年，而在他十五歲時，再把音樂的環境還給他，那麼他還可以表現得那麼好嗎？老實說，我很懷疑，我相信你們也一樣會懷疑。

我們再把電腦的運作，對照到人們的大腦，也是類似的。現行電腦流行多核心，然而不論其中有幾個「中央處理器」，只要你的電腦，同時進行多項的工作時，效能就會受到影響，工作越多，電腦對你的回應就越慢，尤其在大量存取資料時，更為明顯。雖然電腦不會學習，但是，當你的電腦安裝了越多軟體，下載了越多資料，你會發現，電腦跑起來的速度，比起剛買回來的時候，慢了許多，硬碟重整就變成提升效能的選項之一。人腦也有那麼點類似這樣子，年紀越長的人，腦中的資料就越多，回想事情就越花時間，所以重整大腦資料也是睡覺的功能之一，而小孩的學習機制，同樣也得靠充份睡覺這件事，來提升資料的重整與排序，在這樣的作用下，學習的行為，纔有可能提高效率。

既然本文是在討論「學習的機制」，那我們就一定得談談「駭客任務」這部電影，這部電影，曾在裡面演過「學習新技能」的片段，像是學習功夫、架駛直昇機這類的技術，老實說：「個人以前也是這麼認為，如果有那麼一天，人類可以透過機器，直接讀取、寫入大腦資料資料，那麼「學習」就會變成了簡單的事情，人們可以販賣自己的經驗給他人，讓別人可以直接跳過「學習」階段，直接工作、玩耍。」可是，現在個人卻發現，不可行，而且很危險。因為學習，是透過一個人的全身可用的感觀：「觸覺、嗅覺、聽覺，以及最重要的一點，就是當下的思考。」當人們透過機器，讀取大腦資料時，是想要把該項技能，所有相關的資料讀取複製。那麼問題來了，什麼樣的資料？纔稱為該讀或不該讀取？簡單的比方：「戰爭即將開打，為了讓剛訓練的新兵，可以快速投入戰場，所以將身經百戰的前輩腦中資料，直接燒入新兵的大腦中。」問題來了！新兵來自四面八方不同的家庭，可能有人生性暴戾、有人天生軟弱、有人個性剛毅、有人根本是溫室的花朵，當戰爭經驗資料寫入每個人的大腦後，會不會生性暴戾的人如虎添翼？天生軟弱與溫室花朵般的人，無法承受該前輩許多的殺人記憶，以及同袍陣亡的回憶畫面、悲憤情緒，直接就發瘋了？

這是很有可能的，因為很多經驗資料都是有相互關聯的，不是要刪就刪得掉的，若是刪得掉，也就是殘缺的技能經驗，換句話說，與其承擔如此高的風險，還不如直接訓練新兵來得保險些。

再者，如果討論戰爭的事情，太過遙遠，就來談實際點的，比如學習開車。我們學習開車時，通常旁邊有個教練，每個教練的個性不一而足，有些很盡責，有些不太用心，有些喜歡亂罵人．．．，而學習者每天的心情都不可能永遠一樣，假設有人出售了他的駕駛學習經驗，我們怎麼知道？他在學習當中，遇到了什麼教練？教練跟他的對話、當時他的情緒、他所看到的事物？如果他的學習狀況一切都良好，也就無所謂，若是他那陣子的心情低落或是教練對他粗言穢語、或是考試花了很多次才通過．．．，那麼這些不良的資訊，在販賣的之時，也就連帶散佈到購買人的大腦中，那不就糟了！。

當然！控制肢體的部份，是在小腦不在大腦。然而不論是作戰或是駕駛的動作，都需要大腦來判斷要做些什麼事？或是對發生的狀況做出快速回應，所以經驗的複製，不可能只有燒錄小腦而不管大腦，這種情形是不可能發生的，換言之，要就全部複製，否則就不複製，完全不可能讓人們有挑選片段資料的機會，若是真的複製了片段資料的話，也就等於燒錄了垃圾資料進入購買人的大腦中，那是多麼浪費時間、金錢、以及人腦記憶空間的一件事啊！

每個人要學習的事情不一而足，很難說每一件事，都可以藉由作弊的方式，去提昇它的們效能。而我所謂的作弊，指的是使用機器，透過改變腦中資料的排序順位，讓它們能夠在第一時間，被大腦搜尋到。

這麼說吧！學習功夫以及雕刻、數學演算，這類的事情是需要經驗累積及思考判斷，才能達到熟練的境界，而功夫講的又是及時反應，它是需要反覆練習纔能達成的，若真的有機器可以調整人類的大腦資料，也不可能改變這類的資料搜尋順位後，就提昇學習效果。然而，若是背誦方面的資料，比如國文、歷史或地理知識，這方面的資料，就很有可能透過讀寫機器，去改變它們的排序順位，達成學習效率的提昇，因為你只要讀一遍，其他的就交給讀寫機器來處理就好。

但是，縱使有了這樣的機器，風險仍然很高，因為你不知道，操作機器的人，會偷偷的寫入什麼怪異念頭進入你的腦子？比如你很有錢，而他知道了，就把「送錢給○○人」的念頭寫入，讓你乖乖地捧著錢給他，或者你的女友很漂亮，為了能夠考上公家機關，也去作「改變記憶順位」的動作，結果操作機器的人，對你的女友起了壞的念頭，就把「慢慢地疏離○○人後，去與操作機器的人談戀愛」這個念頭寫入了你女友的腦中，那麼你不就虧大了？其他的，像是你帳戶的密碼，或是銀行主管的金庫密碼，均有可能被讀出來，可以想見這樣子的事情，終究導致天下大亂。

因為意識一旦可以操控，必然有人會加以利用在不正當的地方，所以個人纔會說：「不可行，而且很危險」縱使可以對操作機器的人求償，那麼也要花很多時間、精力、打官司、通緝，說不定，錢都追不回來，更糟的是，你的漂亮女友還嫁他，生了兩、三個小孩．．．．這時候，你也只能：「啞巴吃黃蓮、當作自己作了善事了！」除此之外，還能如何？

所以人們對於學習的動作，仍然必須回歸到正軌，依照正常的方式，來逐步學習，當然！仍然有些地方是可以改善的，比如像前面說的：「記憶撲克牌的方式！」就很值得參考，把文字的資料，聯結到圖像或是可視的畫面，讓大腦可以從不同的地方找到資料，舉例說：「在學習歷史時，光是中國的歷史就有五千年，可是要記那麼多人物，根本記不下。」那最好的方式，就是每看完一段書本內容，就去找相關的戲劇來看，雖然兩者的內容不會一樣，但是大腦會產生比較（分析不同處）與聯結（分析相同處）的效果，這樣的記憶會比較久遠，也容易被找到。又或者：「中國幅員遼闊，地理資料的背誦，通常記不久，也記不了那麼多。」這種情況很普遍，不要小看哦！我以前有很多同學，真的是因為記不起來，而考試考不好。這樣的小孩不是不努力，而是方式不對，因為中國那麼大，不可能有人記憶好到，每一地區都記得住，這時除非自己住過當地，否則要記住那麼多的資料，就需要仰賴圖像記憶。比較好的方式是（註三），在讀地理時，應該把相關的地圖擺在一旁，一邊讀一邊看，纔不會發生，背了好幾天的書，要考試時，仍記不起來的情形，這樣子真的很可憐，努力卻被別人認為不用功，究其原因，仍然是學習的方法不對所致。

再就個人所說的五個階段，來討論這個例子：「假設同樣一個地理知識答案，學生甲可以一秒鐘回答，而學生乙要五秒鐘纔能回答，究竟何者聰明？」我想這若是在以前的年代，很多人都會回答：「甲。」個人也會認為是甲。不過，在研究「人工智慧」這段時間之後，個人認為，沒有誰比較聰明的問題，而是每個人，腦中資料排序的問題，誰的腦子資料調整得好，誰就可以取得優勢，而讓人誤以為是「聰明」。

因此，我們可以很明顯地看出來，要提升某些學習的效果，並不是努力就好，而是要想辦法，讓大腦快速地找出資料來，這纔是比較好的解決方案。

也許有人會把個人把「學習」分為五個階段的方式，認為是一件無聊的事，然而個人認為，人們越是瞭解自己的行為，就越有助於改善自身的生活方式，可以減少些時間，在「學習」這件事情上，不儘是對於自己有益，對於將來機器人的開發也必然有所幫助。

註一：此點可與先前的標題「人類不懂語言」相印證。

註二：因為這個成長時期，不是單純的大量吸收資訊而已，還要對週遭環境作出合理的回應，並且面對以前家人替他分擔的各種生活壓力。

註三：這是我在國中時一個同學教的，當時並沒有照著做。進入社會之後，為了應付其他考試，試著這樣做，纔知道，這個方法確實比較有效。

（請點選[上一篇]接著閱讀．．．）