奥秘#1　从外部揭晓大脑工作原理

如果你不把黑盒子打开的话，你将如何知道它里面究竟是什么？这是大脑对认知心理学的挑战。

认知心理学是研究基本心理过程的心理学，包括知觉、注意、记忆、语言和决策。认知心理学所问询的问题是：大脑的基本运作原理是什么？

尽管你能测量某人大脑所接收的东西（输入），也能粗略地测量其反应和行为（输出），但是这并没有告诉你其中究竟发生了什么。就像一个黑盒子，这是经典的逆向工程问题[1]。如果不看代码的话，我们将如何弄明白其中的工作原理？

当然，如今我们可以借助神经成像技术（比如EEG【奥秘#2】、PET【奥秘#3】和fMRI【奥秘#4】）来观察大脑里的情况，或是通过解剖学和脑损伤个体提供的信息来推测大脑内部算法。不过，使用这类技术并非轻而易举之事，它们也绝非廉价之物。一百多年来，实验心理学家在不断地更新这些技术和方式，以在不影响大脑内部结构的条件下了解其运作原理。如今，我们称之为认知心理学。

在“hack”系列的另外一本书中，Google Hacks分享了一个具有认知心理学风格的例子。谷歌一般不会告诉别人他们的搜索算法，所以这本书的作者塔拉·卡丽沙因（Tara Calishain）和雷尔·多恩菲斯特（Rael Dornfest）不得不通过实验的方式进行推算。如果你输入两个字符，谷歌会显示一系列和这两个字符有联系的网页。不过，顺序在这里重要吗？他们做了一个实验：在谷歌里先是搜索“reverse engineering”，然后搜索“engineering reverse”，结果是不一样的。实际上，如果你对那些通常不是固定词组的单词一起进行搜索，调换顺序后得到的结果也不一样。所以，我们也许可以总结，顺序的确会有影响，而且在某种程度上，谷歌的搜索算法会考虑到顺序。如果你尝试进行精准搜索，即最后只得到几个网页，那么也许你会更清楚顺序如何影响最后的搜索结果。

这基本上就是认知心理学试图去做的事情，通过控制输入和观察输出来对大脑的基本功能进行逆向工程。输入，通常是高度限制的情景。人们会被要求在各种不同的情景下做出判断或反应。比方说，你昨天学习清单上的单词，现在还记得多少？你看见多少个红点？当你看到屏幕上出现X时，请按一个键，诸如此类。实验对象的反应速度、犯错数量、回忆模式或成功模式会告诉我们一些东西——大脑认知过程中使用的信息及使用方式。

不过，有几点使得对大脑进行逆向工程比对软件进行要困难得多。

生物系统通常复杂，且有时混乱（从技术上说）。这意味着输入对输出的影响并不一定一一对应。在逻辑系统或线性系统中，我们能清晰地看见因果关系。但是，大脑并没有这种规整的映射。微不足道的变量有时会产生巨大的影响。相反，即使环境中出现再大的变化，我们反应方式的改变有时也不那么明显。生物功能，包括认知，通常由多个过程所组成。这意味着，仅仅单个过程的改变，对整体生物功能的影响很小。这也意味着，即使如你所愿产生反应，其反应方式也可能会出人意料。

另外，人不像软件或机器一样，总是行为一致，反应一如往常。有两个变量来源，分别是噪声和学习。我们对于同一个刺激的反应方式并非恒定不变。有时，这没有明显的原因，我们把这种随机性叫作噪声。有时，我们反应方式的改变是有原因的。不是由于噪声，而是因为第一次的反应所带来的反馈会提醒我们第二次将如何做出反应。比如，你骑上一辆新的自行车。最开始，你在刹车时会注意制动距离。不过，随着次数增多，你下一次便会更好地进行刹车动作。因为几乎所有的动作都会影响未来的反应过程，所以心理学家在做实验时为了保证实验效果，要么会找做过很多次以至于反应不变的实验对象，要么会找之前从未做过的实验对象。

阻碍人们了解大脑工作原理的另一个问题便是，对于人们自认为他们做了某事或如何做的想法及意见，你无法相信。在20世纪初，心理学严重依赖于人们的内省。由此带来的混淆引发了主导心理学直到20世纪70年代的行为主义运动。行为主义认为，我们只能相信心理学中能进行测量的部分，而将内在结构等不能测量的排除在外。结果，我们假装心理学只是一门有关刺激如何与反应相联系的学科。这让心理学在实验上变得更为严谨（有人说更无趣）。虽然认知心理学家对内省主义依然持谨慎态度，但如今的心理学，已经意识到大脑不只是一个刺激-反应的机器。对于认知心理学家而言，你自认为做某件事的原因仅仅是一条数据，不比他们测量的其他数据更有发言权，或更正确。[2]

认知心理学走过了很长的一段路。许多认知及实验心理学所发现的现象在本书均有涉及，比如注意瞬脱【奥秘#39】、情景依赖型回忆【奥秘#87】。认知心理学发展出来的具有严谨性和准确性的工具依然必不可少，不过现在，它们可以与深入理解脑中结构和过程的工具配合使用，以探索现象背后更多的秘密。

[1] 丹尼尔·丹尼特（Daniel Dennett）曾撰写过一篇短文，叫作《认知科学如同逆向工程》（Cognitive Science as Reverse Engineering）。文中，他讨论了使用逆向工程研究大脑的理念。

[2] 一位叫作达里尔·贝姆（Daryl Bem）的心理学家将此总结为“自我知觉理论”。他说，“人们会通过观察自己在环境中的行为，来理解自己的态度、情绪及内在状态。当人们的内在线索不清晰、模棱两可或无法解释时，自己便和局外的观察者无异”。Bem，D.J.，“Self Perception Theory.”In L.Berkowitz(ed.)，Advances in Experimental Social Psychology，volume 6(1972).