03 儿童大脑发育重要阶段的起始学习

在婴幼儿到学龄前这个阶段的学习中，大脑发育一直贯穿着两个主题：统计学习和社交学习。

（1）统计学习

“统计学习”这个名词听起来非常深奥，实际上它的意思很简单，就是从外界事物出现的频率中寻找规律。

0 ~ 4岁婴幼儿的生长发育始终需要依赖统计学习。为了帮助您理解统计学习，请先思考这样一系列问题：

一个婴儿降生在这个星球上，刚出生的时候，这个婴儿就像一张白纸，什么都不会，什么都不知道。那么，在短短的两三年之内，他是怎么掌握语言这个庞大复杂又精细的逻辑符号系统的？

具体来说，他怎么知道他的母语里有哪些音节？这些音节怎么串成一个词？每个词是什么意思，指向哪个概念？而这些词又是怎么组成短语或句子的？句子中的每个词应该用什么样的语气说？哪个词应该发重音？

以汉藏语系里的一些语言（比如普通话、上海话、广东话等）为例，他是怎么掌握复杂的音调结构、把握语感的？

对双亲中一个说英文、一个说中文的幼儿来说，他是怎么知道“apple”和“苹果”这两个词指向同一个概念的？他又是怎么知道“apple”是英文，而“苹果”是中文的？他是怎么进行语言转换的？

更广义地说，一个婴儿是怎么知道这个星球上的物理规律的？他怎么知道物体会下坠？他怎么知道上、下、左、右有什么区别？

回答这一系列有意思的问题，要从1996年《科学》（Science）杂志上的一篇具有划时代意义的论文讲起。扎弗兰（Saffran）、阿斯林（Aslin）和纽波特（Newport）三位科学家发现，婴儿切分语言词汇，用的是概率统计的方法，也就是从外界寻找声音的规律。

这个伟大的科学发现是怎么得来的呢？

1996年，心理学家刚刚掌握了一个让婴儿“回答”问题的实验方法。在这之前，进行婴儿的行为学实验是很难的，因为婴儿不会说话，不能告诉你他究竟是怎么学习的。心理学家掌握的这个方法可以称作“扭头实验法”。实验人员让 6 ~ 8个月大的宝宝坐在家长的腿上，然后用一个玩具（蓝色企鹅）吸引他的注意力，同时在背景中播放让宝宝学习的各种声音。当宝宝听到他感兴趣或者他已经学会的声音时，就会看向另一边（没有蓝色企鹅的一边），这时一个大熊猫敲鼓的玩具就会发光，大熊猫就会开始敲鼓，给宝宝鼓励，告诉宝宝他做对了。

利用这种方法，扎弗兰等人开始研究8个月大的婴儿是怎么学习语言的。对婴儿来说，大人所说的语句就是一段音节。面对这些从大人口中发出的连续音节，婴儿要学习语言，第一步就是要进行词切分（word segmentation）。那么，一个母语是英语的婴儿听到妈妈说“pretty baby”这段音节的时候，是怎么知道“pretty”是一个词，而“baby”是另外一个词的呢？

扎弗兰等人的假设是，婴儿切分词语用的是条件概率的方法。所谓“条件概率”，是指事件A在另外一个事件B已经发生条件下的发生概率，用数学公式表示：

P（A | B）

婴儿在长期接触语言的过程中，会逐渐熟悉音节出现的概率分布。他发现，“pre”音和“tty”音一起出现的概率，远远高于“tty”音和“ba”音一起出现的概率，也就是：

P（tty | pre）>> P（ba | tty）

也就是说，“pre”音和“tty”音常常一起出现，而“tty”音和“ba”音不常一起出现。因此，“pre”和“tty”这两个音应该属于一个词，而“tty”和“ba”这两个音应该不属于一个词。

根据这种概率分布的不同，婴儿就可以切分词语。这就是我们所说的统计学习。

为了验证自己的假设，扎弗兰等人发明了几种不同的人造语言（artificial languages），然后让婴儿听这些人造语言。人造语言的单词和单词之间没有停顿，只是同一个单词内的两个音一起出现的概率大于单词边界上属于不同单词的两个音一起出现的概率。

利用扭头实验法，他们让8个月大的婴儿“回答”哪里是单词的边界。实验结果是惊人的，8个月大的婴儿可以根据条件概率毫不费力地切分“外星语言”的所有词语。

这篇论文彻底颠覆了人类在脑认知科学领域的很多认识。人们渐渐发现，很多情况下，婴幼儿学习语言是利用统计规律的。

比如，一些语音只在某些语言里有所区分，而在其他语言里并不区分，如“r”和“l”这两个音在英语里是区分的，在日语里却不区分。​

刚出生的婴儿能听出所有音的区别，他们是“世界公民”，只不过他们的大脑会把那些母语中不存在的音去掉。​怎么去掉呢？就是利用统计规律。

研究人员进行过一项实验，让一位美国妈妈和一位日本妈妈分别读同样的音，以此研究她们声音频谱的异同。结果显示，美国妈妈的发音中，“r”和“l”这两个音都呈现出波峰（美国妈妈把这两个音区分得非常清楚），而日本妈妈的发音只有在“r”和“l”中间呈现出波峰（日本妈妈不区分这两个音）。由此可以推断，日本的婴儿根据这个统计规律，就知道“r”和“l”这两个音的区分在日语中不重要，就会在自己的语言系统中自动去除这个。

我国的婴幼儿学习汉语，也是靠统计规律来区分四个声调（比如mā、má、mǎ、mà）的。

婴幼儿利用的统计规律，可以是一个事件出现的频率（frequ-ency，比如你每天吃一根香蕉，你吃香蕉的frequency就是每天一次），也可以是两个事件同时出现的频率（occurrence frequency，比如你只有周三吃香蕉的时候才喝茶，那么吃香蕉加喝茶的occurrence frequency就是每周一次），还可以是上面提到的条件概率（conditional probability）。

除了学习语音，婴幼儿还可以利用统计规律来学习每个词的意思。词语被切分之后，婴幼儿就会把切分好的词语当作新的符号单元来做更深入的理解。

比如，当孩子面前有一个苹果和一根香蕉，他的妈妈说“香蕉”，那么“香蕉”这个词到底是指黄色的条形水果，还是红色的圆形水果，对孩子来说是不明确的。但是下一次，当他面前有一根香蕉和一个橘子，他的妈妈仍然说“香蕉”的时候，他就懂了，“香蕉”是指黄色的条形水果。

孩子的视野里有很多不同的事物，很多时候，妈妈没办法用手指着每个事物去告诉他这叫什么（实际上也不需要这么做），孩子能够通过一个事物和一个词同时出现的统计规律（香蕉这个东西和“香蕉”这个词同时出现的概率是100%，而其他事物和“香蕉”这个词同时出现的概率不是100%）来认知事物。

利用统计规律，孩子甚至可以学习语法和语言结构。

比如，孩子掌握了一些基本的语言规律之后，当他听到“the apple and the jabberish”这个短语时，虽然他没见过“jabberish”这个词，但他会知道“jabberish”是个名词；当他听到“I qacked you”的时候，他会知道“qacked”是个动词。（当然，“jabberish”和“qacked”这两个怪词都是我自造的。）母语是英语的孩子，在知道名词之间用连词连接或动词后面跟宾语的语法之前，是通过不断从大人的话里提取统计规律来学习这些语言模式的。

可见，所谓“语感”，其实是从常常听见的某种语言的很多样本中总结出来的这种语言的规律。

进而言之，孩子认识各种规律，比如物理规律，就是靠统计学习的方法。孩子常常把手上的东西扔到地上，每次扔东西，东西都下落，他们就渐渐知道了这个世界是有重力的。但他们并不知道“重力”这个概念，只知道枯黄的树叶最终会落下来。

从这个角度讲，很多时候，我们的学校教育体系是不符合人脑学习规律的，因为孩子是靠总结统计规律的直觉来学习的。A和B总在一起，所以A和B应该有关联—这种思维模式是人类在进化过程中形成的。但学校教育常常抹杀这种直觉式的统计学习，让孩子用代数式的逻辑符号系统（algebraic symbolic system）来学习。孩子用统计学习的方法总结出一些规律，却往往会被老师打击。

所以，如何平衡其中的矛盾，让儿童的统计学习系统和逻辑符号系统都得到健康的发展，是脑科学和教育心理学研究者要共同解决的难题。

（2）社交学习

与人交流也是婴幼儿学习中的一大主题，因为婴幼儿学习语言、理解事物的运动变化规律，都依赖于大人。伴随着这个过程，孩子长到5岁时，脑容量就达到了成年人脑容量的92%。在这段时间里，大脑相当于经历了一次“宇宙大爆炸”：突触的数量迅速增加，并且疯狂地进行突触修剪（建立有效的连接）。

在这5年里，孩子将基本完成语言学习，具备基本的认知能力。而这一系列高效的学习过程，离不开社交。可以说，0 ~ 5岁的婴幼儿主要是靠和大人交流来学习的。认知科学家把这种学习方式叫作“社交学习”。

西雅图华盛顿大学的认知与脑科学教授帕特里夏·库尔（Patricia Kuhl）做过一个实验，她让一个研究生用中文给一些美国家庭的9个月大的宝宝（母语为英语）讲故事，在1个月的时间里讲了12次故事，每次1个小时。这个研究生就像这些宝宝的亲戚一样，常常见到他们，每次见面都给他们读书，陪他们玩玩具（实验组）。

为了控制其他可能影响实验结果的因素，帕特里夏·库尔教授设置了三个对照组：一组宝宝看同一个研究生讲完全一样的故事的视频（对照组1），一组宝宝听同一个研究生讲完全一样的故事的音频（对照组2），还有一组宝宝听另一个研究生用英语讲完全一样的故事（对照组3）。

实验结果显示，只有和中文老师互动的宝宝学会了中文，并且听力水平达到了母语是中文的同龄宝宝的水平，其他对照组的宝宝则一点儿中文也没学会。这个实验表明，只有一个办法能帮助这个年龄段的孩子学会语言：与人互动。

从这个实验中，我们知道了社交对学习的重要性：社交驱动了学习。

婴幼儿就是通过与大人互动来学习的，这个过程从孩子降生到这个世界上的那一刻就开始了。一个孩子降生到这个世界上，盯着父母看、对父母微笑，让人觉得他真能明白大人的意思。

以前很多儿科医生认为父母所说的“我的宝宝会跟我‘调情’”这种话是没有道理的，他们认为婴儿的视觉没有发育完全，看不见什么东西，他对父母微笑，不代表他理解父母的意思，这只是一种面部动作的条件反射。但父母却不理解，他们觉得孩子明明很懂自己的意思，怎么可能是条件反射？

西雅图华盛顿大学的学习与脑科学专家安德鲁·梅尔佐夫（Andrew Meltzoff）做了一个经典实验，他发现新生儿可以准确地模仿大人的动作。比如，你冲新生儿吐舌头，他就会冲你吐舌头；你冲新生儿张嘴，他就会冲你张嘴。为了证明人天生就能模仿别人的表情，他甚至把实验室建在了医院产房的外面，去测试出生不到一天的新生儿。实验表明，出生不到一天的新生儿确实能够模仿大人的表情。

这个简单的实验结果引出了很多非常有意思的问题，其中最让人难以理解的就是，子宫里没有镜子，出生不到一天的新生儿从没见过自己的脸，他怎么知道自己脸上有和大人一样的五官？他看见大人吐舌头，又怎么知道自己的舌头在哪里，怎么吐？

对于这一系列问题，目前科学上的假说是，人在出生的时候，就“装配”了社交功能。婴儿可以和人交流，可以逗人笑，甚至可以和人调情（flirt）。

假设你抱着一个3个月大的婴儿，当你说“啊”的时候，他也会发出“啊”的声音；当你对着他“哈哈哈”的时候，他也会模仿你发出“哈哈哈”的声音。这种有节奏的互动，和大人之间的调笑（或者说调情）毫无区别。

当成年男女调情的时候，女孩甩一下头发，男孩就会笑一下；女孩身体前倾和男孩说话，男孩就凑近倾听……这些动作都是有节奏的。心理学家发现，动作越同步的人，相互之间的好感越深。

婴儿和父母也是如此，他们之间的互动是有节奏的，甚至是同步的。帕特里夏·库尔实验室的人员让父母和孩子进行互动，并记录下他们的脑电和脑磁信息，结果发现父母和孩子的脑电波是同步的。正是这种同步使孩子可以和父母产生亲密关系。

等孩子再大一点儿，这种和父母之间的亲密关系就可以帮助他们通过与大人交流来理解世界。

比如，1岁左右的婴幼儿已经会“指示”了，他会通过指着某个东西来告诉你，他对什么事物好奇，他想吃什么，等等。

同时，他还会通过追踪你的眼神来认识各种事物、学习各种物品的使用方法，比如勺子怎么用、牙刷怎么用、剪刀很危险……这些都是他通过追踪你的眼神学会的。

1岁的婴幼儿也开始理解感情了，“快乐”“悲伤”“想要”这些词语，都是他们最早理解的词语。这个时候，他们可以根据父母的感情来判断一个事物的好坏。

安德鲁·梅尔佐夫曾做过一个实验，他让成年人当着婴儿的面看两个完全封闭的纸盒，看到一个纸盒后，做出开心的表情；看到另一个纸盒后，做出恶心的表情。婴儿看完这个“表演”，就会急着去开第一个纸盒，而避开第二个纸盒。

对于1岁左右的孩子，你给他一个眼神，他就能理解你的意思，特别可爱，像天使一样。

但是，到了2岁，“小天使”突然就变成了“小怪物”，开始故意惹你生气。他把墙涂脏、把台灯砸坏，而且干坏事的时候还会故意看着你，好像在表示这些坏事就是做给你看的。也就是说，他并不是对干坏事本身感兴趣，而是对你看到他干坏事的反应感兴趣。这就是所谓的“可怕的2岁”（terrible two）阶段。

其实，这个阶段是一个重要的发育阶段，婴幼儿开始迈出学习与他人相处的重要一步。1岁婴幼儿的感情和态度，与家人的感情和态度是密切相关的：爸爸妈妈对事物的感情和态度，就是我对事物的感情和态度；我喜欢的东西，就是爸爸妈妈喜欢的东西。而到了2岁，孩子就开始理解人们对事物的感情和态度可能是不一样的。

儿童学习与发展研究专家艾莉森·戈普尼克（Alison Gopnik）做过一个实验，她在1岁和2岁的孩子面前放两盘食物，一盘是孩子最爱吃的甜饼干，另一盘是孩子最讨厌的西蓝花。艾莉森面朝孩子吃甜饼干的时候，表现出“好难吃”的样子，而面朝孩子吃西蓝花的时候，表现出“太好吃了”的样子。然后，她伸手向孩子要吃的。尽管她表现出喜欢吃西蓝花，1岁的孩子会给她甜饼干，因为孩子认为“我喜欢甜饼干，那么大家都应该喜欢甜饼干”；而2岁的孩子会给她西蓝花，这说明他开始明白“我喜欢的，并不一定是别人喜欢的”。

艾莉森还讲过一个故事，作为一名职业女性，就像很多职业女性一样，她承受了不少压力。有一天，她的论文被期刊拒稿了，实验室的博士生还跟她吵架了，回到家，她想做饭，发现忘了解冻冰箱里的肉……她觉得自己的人生很失败，她是一个失败的科研人员、一个失败的导师，还是一个失败的妈妈。于是，她坐在沙发上哭了。

这个时候，艾莉森处在“可怕的2岁”阶段的儿子走了过来，拍了拍她。发现无效之后，儿子又去急救箱里拿了很多创可贴往她身上贴。显然，他认识到“妈妈受到了伤害，需要很多创可贴才可以解决问题”。

这就是2岁孩子身上发生的“奇迹”。孩子开始明白：即便我不知道别人为什么悲伤，即便我没有感到悲伤，我也可以去安慰他们。这就是所谓的“同理心”，即便我和你的感受不同，即便我感受不到你的感受，我也可以通过理解你的感情去安慰你，去爱你。

所以，家长不必害怕处在“可怕的2岁”阶段的“小怪物”，他只是在不断地测试，以便理解别人的感情。“我觉得砸了这个台灯很好玩，你却觉得很愤怒，这太有意思了”—这就是孩子学习理解他人的过程，只有经历了这个阶段，他们才能成长为真正的“天使”。

孩子到了3岁，这个过程就变得更有意思了，他们不仅能够理解别人的感受，还能够分析别人得到了什么信息，别人的信息是否和自己的不对称。比如，你和3岁以下的孩子玩捉迷藏，会发现他们经常把头藏起来，屁股还露在外面，因为他们还不能理解“别人会看见我的屁股露在外面”，而3岁以上的孩子就学会了分析别人知道什么信息。

这就是所谓的“心理理论”（theory of mind）。儿童在成长过程中，会逐渐产生对他人心理状态的理解能力。简单来说，就是孩子学会了分析别人知道什么、不知道什么。对孩子进行心理理论测试的方法很简单，可以给孩子讲下面的故事：

小熊和小兔子在吃早餐。小熊吃了半个三明治，把剩下的半个放在餐桌上，就出门去玩了。小兔子怕小熊的三明治坏了，就把三明治放进了冰箱。请问，小熊回来之后，它会去哪里找自己的三明治？

2岁的孩子会告诉你，小熊会去冰箱里找三明治，而3岁的孩子会告诉你，小熊会去餐桌上找，但是它找不到。这说明3岁的孩子已经能够开始分析别人知道什么信息，不知道什么信息（他们已经能够分析出小熊并不知道小兔子把它的三明治放到冰箱里了）。

所以，3岁以下的孩子和他人发生矛盾后向家长告状，家长在分析问题的时候，要考虑到孩子还没有产生“心理理论”，他们还不明白别人会有不知道的信息。

比如，你的2岁的孩子把一个玩具放在桌子上，另外一个2岁的孩子拿起来玩。这时候，你的孩子哭了，找你告状。你不能从成年人的角度去想，认为那个孩子是故意欺负你的孩子，因为他并不知道玩具是你孩子的，而你的孩子也不知道他不知道这件事，孩子要到3岁才能发展出这种揣摩对方知道多少信息的能力。

到了5岁，孩子的能力又有了大发展，他们开始把自己的社交圈里的人进行分级，分成“自己人”和“他人”。

安德鲁·梅尔佐夫做过一个有趣的实验，他随机给5岁的小朋友发不同颜色的上衣，有的是绿色的，有的是橙色的。他发现小朋友会根据上衣的颜色来划分他人：穿同样颜色上衣的是自己人，穿不同颜色上衣的是其他人—自己人我喜欢，其他人我不喜欢。进而言之，小朋友会对社交圈子里的人产生各种偏见，他们会对自己人过分宽容，对自己人的缺点、错误视而不见，而对其他人却过分严厉，处处挑毛病。孩子的这种行为和大人的歧视行为毫无区别。

5岁的孩子不仅学会了根据衣服的颜色来划分他人，还会像成年人一样对人产生歧视。肤色、种族、性别、头发颜色，甚至口音等，都会被孩子当作歧视他人的依据。有一些公益宣传标语说“孩子不会歧视人，孩子所有的歧视行为都是大人教的”，其实是错误的。

曾有报道说，有的小朋友家里有豪车，他们看见别的小朋友家里没有豪车，就不跟他们一起玩，这种势利眼的坏毛病是家长教的。这种说法其实不对。

实际上，根据各种特征划分自己人和其他人是人的本性，是5岁左右的孩子大脑发育的重要特点。这种划分人的行为能够最大限度地保护自己，使自己不进入危险的社交圈子。

因此，孩子这种幼稚的对他人产生偏见甚至歧视的行为往往是他们自己学会的，而不是家长教的。家长要做的并不是制止孩子的这种行为，而是帮助孩子扩大社交圈，告诉他们：除了穿橙色衣服的小朋友，穿绿色衣服的小朋友也可以是你的朋友；除了小女孩，小男孩也可以是你的朋友；说话口音和你不同的小朋友也可以是你的朋友……让孩子逐渐扩大他们所认为的“自己人”的圈子，才是正确的教育方法。

5岁的孩子已经完全发展出对其他人心理状态的理解能力，他们可以和自己喜欢的人交流感情，他们能通过与他人互动来理解事物，他们能明白别人的感受可能和自己不一样，他们能知道别人掌握了不同的信息，最后，他们会开始产生偏见。这些社会能力将伴随他们一生，让他们作为社会型动物，在社会中生存。

当我博士后出站的时候，曾问我的导师马塞尔·贾斯特（Marcel Just）博士，在他近40年的研究生涯里，有没有什么研究结果是让他感到惊讶的。他说：“我在漫长的研究生涯里认识到一件事情，那就是大脑是为社交而准备的。在这之前，我从没想过大脑有那么多功能是用来社交的。”

所有学习，一开始都是被社交驱动的。孩子努力学习，很多时候是为了取悦家长，为了胜过同伴，为了获得老师的表扬，这些内心的社交需求是学习的一大驱动力。