天生学习家系列(套装共三册)
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年轻的大脑天生就要探索

“可进化性”对物种的具体作用方式仍有争议。我们需要做大量的科学研究,才能弄明白环境变迁是如何影响随机突变的。无论如何,毋庸置疑的是,学习和文化让人类可以自我进化,无须一味等待自然选择,这大大加快了我们的进化速度。

人类不是被动等待自然选择将其变成适应环境的人的,而是通过尝试用不同的方式来描述世界、建立不同的理论,并对观测数据进行对比,排除出格的,留下吻合的。用哲学家卡尔·波普尔(Karl Popper)12的话来说,科学让想法替我们试错。

文化变迁也是一样。既然我们可以描绘不同的世界,就可以尝试建立不同的世界。我们既可以运用新工具、新科技,也可以采用新的政治与社会理念,包括法律、制度和习俗,并观察哪一种可以帮助人类蓬勃发展。


人类的发展策略有两步:先随机生成多种可能性,再保留可行的选项。这一策略很成功。需要指出的是,我们并不会完全淘汰失败的选项,相反,我们会把它们储备起来,为新环境和新问题做准备。


上述策略有一个弱点。父母都知道,混乱和高效是矛盾的。不然,为什么收拾孩子身后的一片狼藉会让人心力交瘁?要么给未来生成更多可能性,要么现在就有敏捷高效的系统,两者之间必有取舍。计算机科学家和神经科学家把这称为“探索和运用之间的张力”13

无论是探索新理论、新科技、新性格还是新文化,都可以带来创新。在环境发生变动时,它能让人拥有不同的选择。但是,在当下迅速行动也是必要的。这时,探索无济于事。没人会在面对一头咆哮的乳齿象时把所有的逃跑方式都先思考一遍,伟大的将军和决策者也不会把所有的解决方案都详尽地考虑过,再选出绝对的最优解。他们往往会挑一个还不错的方案,自信而坚决地执行到底。哪怕是像我这样深陷选择困难症的科学家,也需要在所有可能的实验中做出选择,挑一个进行到底。

交替地进行探索和运用是一个解决办法。14先探索再运用的策略非常有效。我们可以先随机生成好多选项,再全神贯注于管用的那一个。

问题在于,哪怕在探索时,也要保证生存。一个人不可能一边抵抗乳齿象的进攻,一边思考弹弓和长矛哪个更有用,更不可能先花点儿时间学习它们的使用方法。

人类对这个问题的答案是:“找爸爸妈妈!”


受保护的儿童时期是解决“探索/运用”困境的方案。儿童期的探索是为了成年后的运用。童年和养育是硬币的两面:没有养育,就没有儿童。如果孩子拥有一个受保护的、需求可以被持续且无条件满足的幼儿时期,他们就获得了混乱、变化和探索的空间。


无疑,人类是最喜欢探索的物种,我们可以极致地适应生存环境。人类永远都在流浪,现在是,未来也是。从一个环境游荡到另一个环境,发现什么问题就解决什么问题。森林、草原、北极荒野、撒哈拉沙漠……任何地方都有人类在生活。而且和其他物种都不一样的是,我们还会自己创造新的环境,即使在太空中,也能看到点亮地球的城市灯光。想象力和创造力是人类成功的关键,我们需要设想成功探索和建设新家园的方式。

人类拥有一个非常漫长的童年,比其他任何物种都要长得多。这并不是巧合,漫长的童年为我们提供了探索的良机。

如果孩子的天职是探索,那他们自然就会比成年人更加混乱。最新的科学研究发现,孩子的混乱天性为人类的可进化性做出了特有的贡献。在孩童时期,人类变化和探索的能力都达到了顶峰。

幼儿多姿多彩的性格就是最好的例子。孩子们的不同个性源于基因的细微差异,以及基因和幼儿经历的相互影响。有些特性本身就和基因有关,比如胆子大小,以及其他种种早期优势和劣势、敏感性与适应性。15更进一步讲,不同基因和环境之间复杂的相互作用也会为性格带来丰富的变化。


园丁实验室

近年来,表观遗传学领域的进展令人振奋。基因对体貌和精神特征的影响十分复杂,就像蜿蜒曲折的十万八千里长征。其中,最重要的一段路叫作基因的表达。在童年时期,人的基因可以被启动或关闭,从而显著地影响成年后的性格。这一开关正是由成长环境决定的,哪怕是很小的因素,比如养育质量,都会起作用。如果小鼠在幼年时承受了压力,16它们的特定基因的表达就会发生改变。孩子也是如此。总结起来就是,先天的基因特点和后天的不同经历共同决定了基因的表达。

不仅如此,遗传还会决定孩子是否容易受到环境的影响。有些孩子很皮实,17在什么环境下都能茁壮成长,就像四处盛开的蒲公英;有些孩子则很敏感,他们在良好的环境下如鱼得水,在糟糕的环境下一塌糊涂。他们更像兰花,在精心照料下盛开,在无人理睬时凋零。


行为遗传学18的研究者们试图揭开这背后的奥秘。他们分析了同卵和异卵双胞胎、兄弟姐妹、亲生孩子和收养孩子之间的异同,并和他们的父母进行了比较。其中双胞胎可以说是自然的对比实验。研究结果表明,并不能简单地把基因和环境区分开,先天禀赋和后天养育之间的互动很复杂,而且不可预测。

比如说,就像家长影响孩子一样,孩子也在影响着他们的父母。很多时候,表面上看起来是基因的差异,实际上是基因影响环境后的结果。如果你家老大比较胆小,老二喜欢冒险,你可能就会有意无意地用截然不同的方式对待他们。这种养育方式上的不同又会不断放大先天的差异。

最令人印象深刻的发现是“非共享环境”(nonshared environment)19。如果教养理论是正确的,那么共享绝大多数基因和同一对父母的兄弟姐妹就会和彼此非常相似。然而行为遗传学家发现,兄弟姐妹间的差别可能远远大于我们的想象。非共享环境指的正是在基因和共同经历之外,家庭给孩子带来的其他所有影响因素。养育是其中之一。这类因素还包括胎儿期的影响、后天的转变、大小排行,乃至事故、疾病这样的随机事件,连孩子对家长行为的解读都在其列。同样是把婴儿放到秋千上,爱冒险的孩子会兴高采烈,胆子小的孩子则会惊恐万分。


在行为遗传学中,非共享环境对孩子的成长有着出人意料的强烈影响。这意味着,哪怕是兄弟姐妹,长大后也会截然不同,并且无法预测他们之间的差别。这一系列的研究也说明,多样性和可变性是人类发展的基本规律。


在儿童学习的研究中,我们也看到了类似的早期可变性。孩子们对世界的运作方式总是有一箩筐的想法,他们经常在这些不同的想法之间跳来跳去。如果你拿同样的问题反复去问一个还没上学的孩子,很可能每次得到的答案都不一样。起初,这种明显的随机变化让皮亚杰等儿童心理学家认为孩子是非理性的,毕竟,随时改变答案的做法听起来可并不理性。但近期的研究表明20,这可能正解释了为什么孩子如此擅长学习。

发育中的大脑就可以说明这一点。稚嫩的大脑比成熟的大脑更加可塑,它们会生成更多的神经连接,也更加灵活。事实上,一岁孩子大脑中的神经元连接数目是我们成人大脑的两倍。不止于此,年轻的大脑还拥有更多连接的可能。这些连接很弱,已有的连接可以根据新的经历更迅速、更容易地发生改变。因此,年轻的大脑可以毫不费力地随着环境的变化而改变。

在成长过程中,21常用的神经连接会变得灵活高效,并能横跨更远的距离。不用的神经连接会被“修剪”掉,从而消失。成熟大脑的灵活性低,神经连接从曲折狭窄的小径变成了笔直的长途信息高速公路。成人的大脑仍能改变,但大多发生在压力之下,并且要付出努力和注意力。

总之,年轻的大脑天生就要探索,成熟的大脑则负责运用。