推薦序　大腦從來不是一臺孤立的思考機器

萬維鋼

科學作家

“得到”App《精英日課》專欄作者

現代社會中的大部分人在某種意義上都已經是腦力工作者，但我們對“如何使用大腦”的認識可以說才剛剛開始。近年來，腦科學研究日新月異，一方面有了像實時的腦成像掃描、腦機接口這樣更好的觀測工具，另一方面又可以跟計算機、跟人工智能研究交叉對比，相關的資金和項目也特別多，可以說是突飛猛進，正處于黃金時代。我感覺自己已經做過大量的調研，結果一轉頭又發現一本好書。

這本書就是科學作家安妮·墨菲·保羅的《思考如何超越思考》（The Extended Mind: The Power of ThinkingOutside the Brain）。英文版書名不足以表達它的新意和價值。此書對我的第一個直接影響是，我剛讀到一半，就趕緊買了個顯示器。本來我為了讀電子書已經在用一個32寸的大顯示器，但這本書以強有力的證據說明，屏幕越大越能提升大腦性能，我感覺需要建一面屏幕墻。

這本書的核心思想是，大腦不是一臺孤立的思考機器，它的性能會受到身體、周圍的環境、周圍的人的強烈影響。

高敏感度大腦——大腦有大腦的用法

你只要把大腦跟計算機對比一下就知道二者的差別了。計算機的特點是只要機器能運行起來，計算結果就都是一樣的：它不會因為今天下雨或者偶爾發脾氣就把賬算錯，它也不會因為你擦拭了機箱就給你一個更漂亮的輸出。它是一臺永遠恪盡職守、發揮穩定的機器。

可是，人的大腦不是這樣，它存在不同狀態。狀態好，你能靈感爆發，以極高的效率進行創造性工作；狀態不好，你連最簡單的知識都記不住。藝術家和科學家早就知道應該特別注意大腦的狀態，正如運動員一直都知道身體狀態會極大地影響比賽的發揮。但大多數人不太在意大腦狀態，這可能是因為沒有測量手段而對狀態差異的感覺不明顯，也可能是平時用腦功率本來就不高……

如果你的工作要求你高功率用腦，你就得對環境和心境高度敏感。

先說說為什么你需要大屏幕。按理說，大部分工作都跟文字操作有關，而當你集中精力做文字操作的時候，你盯住的只是屏幕上很小的一塊地方。那大屏幕有什么意義呢？想象你正在寫一份報告，為此你必須隨時查閱各種數據圖表。所以你的計算機屏幕上大概要開幾個窗口：一個是文本編輯器，一個是網頁瀏覽器，一個是整理出來的資料，等等。對這些窗口有兩種操作方式。

如果面對的是一塊小屏幕，你要做的是切換窗口。這很容易，直接用鍵盤快捷方式操作就行。你的身體、頭部、眼睛都不需要怎么動，是不同的窗口在你眼前換來換去。但如果你有幾臺顯示器，又或者有一面超大屏幕墻，就可以把所有窗口同時展現出來。你的頭必須左右上下轉來轉去，甚至可能要走上幾步，才能在各個窗口間切換。你需要物理上的移動。這似乎更麻煩，那我們何必呢？保羅在書中列舉研究表明，第二種操作方式更有利于大腦發揮。

想象你面前有一塊寬1米、長2.7米、分辨率為3 150萬像素的超大屏幕。研究表明，這樣的超大屏幕把被試執行“基本可視化任務”的平均速度提高了10倍，把執行像尋找圖案那種更有挑戰性的任務的完成速度提高了200%～300%。而且面對超大屏幕，你會有更高層次的思考，提出綜合性更強的觀點。

這恰恰是因為超大屏幕要求你“移動”：移動給你眼前的信息都附加了一個“空間位置”。記錄空間位置是大腦的本能，是無須努力、不必占用思考資源就自動進行的操作；而讓新信息和空間位置互相映射，會顯著加深你對信息的印象。這就是如果你一邊散步一邊聽有聲書，以后一想到書中的內容，你很可能首先想到的是你當時在什么地方的原因。空間位置給信息提供了方便的掛靠點，一旦你要調用什么信息，身體就會給你提供直觀且毫不費力的導航。對比之下，如果用小屏幕，各種信息沒有掛靠點，就只能直接映射在大腦里，不但費力，而且容易發生扭曲。

我們的大腦不習慣各種窗口在眼前換來換去，我們更傾向于用到什么東西就去它所在的地方找。這不僅是個方法，還代表了一個更深的道理：你不應該把大腦當機器用，應該把它當成一個活的、有個性的東西，順著它的脾氣用。

想更好地動腦，先主動去動身

大屏幕這個例子的反直覺之處在于，你做了更多的動作，反而減輕了大腦的認知負荷。其實很多科學用腦方法都是這樣。

比如做手勢。我們知道在演講的時候做手勢可以更好地表達意思，但很多人可能不知道的是，做手勢對學習知識和加深記憶也很有幫助。老師講新概念的時候讓學生用手勢把那個概念“演”出來，比如模仿一個生物大分子的樣子，會顯著加深理解。把一個東西比劃出來，那種感覺跟只是在頭腦里想象一個東西，效果截然不同。生物教授讓學生用手勢動作模擬各種解剖學概念，測驗成績居然比只用術語教學提高了42%。

這是因為做手勢不但提供了一種能勾住信息的“視覺魚鉤”，還附帶手這個“身體裝置”在空間所處位置的“本體感覺”——這也是一種位置感，所以新信息也可以掛在上面，從而加深記憶。專業演員很容易就能記住好幾頁的臺詞，就是因為他們會首先設計配合臺詞的身體動作。他們每一次演練都是讓動作和臺詞同步。

這些會讓你想到“具身認知”。是的，這本書中列舉的研究也證明了身體對大腦的強烈影響。我們專欄有句話叫“不是愛情導致心跳，而是心跳導致愛情”，這本書中則引用了美國心理學家威廉·詹姆斯（William James）一個更激進的說法，即“感到傷心是因為我們在哭泣，感到憤怒是因為我們在進行攻擊，感到害怕是因為我們在顫抖”——而不是反過來。

那既然如此，要想更好地動腦，就得先主動動身。

其實哪怕僅僅是從坐著改成站起來，也能讓你的思維敏捷很多。在一項讓放射科醫生檢查X線片的研究中，坐著的醫生找到了85%的異常，而站著的醫生找到了99%。再考慮到久坐對身體不利，你真的應該嘗試站立辦公。站立能提高大腦性能，是因為人站著的時候更容易“動”起來。比如扭扭腰、擺擺手，比如把重心從一條腿換到另一條腿上，像這種“低強度活動”能增強大腦對當前任務的參與度。為什么呢？因為“動一動”反而解放了大腦的認知。

對大腦來說，坐在那里不動并不是最自然的狀態：人的自然狀態其實是動來動去，你大腦的前額葉皮層必須不斷向身體發出“不要動”的指令才能保持不動，而那些指令都在耗費認知負荷。每個孩子都在踐行這一點。做小動作其實是對大腦的松綁。

再進一步，像散步這樣的“中等強度運動”能讓大腦更清醒，提高專注力。這可能是因為中等強度運動是一種輕度的“生理喚醒”，大腦的血液流量增加，信息傳輸速率提高，促進神經元再生的化學物質也得到了更多釋放。如果是跑步那樣的“高強度運動”，就不能用于思考需要專注力的事兒了，因為跑步時你專注不了。但有一種思維恰恰不需要專注，甚至不專注反而更好，那就是創造性思維。跑步狀態能幫你放空自我，產生不容易出現的靈感。

我用站立狀態工作已經好幾年了。如果你旁觀我工作時的樣子，你看到的我絕不是老老實實地面對屏幕，我大概是時而向前、時而退后，時而猛擊鍵盤，時而雙手插兜走來走去，甚至可能一驚一乍的。

大腦最喜歡的并不是極簡，而是自然的情境

這也是你最好有個比較獨立的辦公環境的原因。現在很多公司推崇所謂的“開放式辦公”，讓所有人在一個大廳里，彼此都能看見。這種布局可能有利于員工之間橫向交流，但肯定不利于獨立思考。我們的大腦需要四周有墻壁的環境。

處在一個能看到很多人，同時還能被很多人看到的環境中，你會非常警覺，你會自動留意別人在干什么，尤其是是否正在看著你，這是巨大的認知負荷。墻壁的作用就是減輕認知負荷。要促進獨立思考，你需要一間屬于自己的辦公室，而且這個辦公室最好完全是按照你的喜好布置的。

蒂姆·哈福德（Tim Harford）在《混亂》一書中講過一個關于辦公室的研究，結論是你對辦公室的布置越有自主性、越能隨便擺放物品，以及越能進行各種折騰，你的工作效率就越高。保羅在書中也引用了這項研究，還特別強調了“主場優勢”：如果你感到這里是你的主場，你的發揮會好得多。

腦力勞動者最好的主場就是一間私密的書房。這里的裝修設計完全符合你的心意，擺放的都是你的東西，你有絕對的所有權和控制感。這個擺件也好，那幅畫也好，各種紀念品，符號、藝術，全都體現了你的身份認同，不是為了向什么客人炫耀，而是為了給你自己看。

因為大腦要高效工作，就需要一個穩定的身份感。每個人都有很多個身份，但如果你是個作家，你會希望書房只提醒你自己是個作家。有人調查發現，像工程師和創意總監這樣的專業人士，在工作場所放置的個人標識物中，有70%都放在別人看不到的位置：它們被用于時刻提醒主人自己的目標和價值觀。

整潔不是腦力工作者的優良品質，那些在辦公桌上擺放各種怪異物品的人才是善于用腦的人。

所以建筑設計不但要考慮美學，更要考慮腦神經科學。又或者說美學的本質就是腦神經科學。如果這個環境讓你感到不舒服，那這里顯然不利于思考。進化的歷史讓我們天生喜歡看綠色植物，而研究表明，在植物園中散步1小時，能讓你的工作記憶測驗得分比那些在繁忙的城市街道上散步的人高出20%……

多一個屏幕也好，做幾個動作也好，運動一下也好，把辦公室好好布置一番也好，這些行動都要求你做點什么，可是恰恰降低了大腦的認知負荷，能讓大腦變得更靈敏。這個規律很有意思，說明大腦最喜歡的并不是極簡的、沒有任何“干擾”的情境：大腦喜歡自然的情境。

這也說明你需要做點什么才能讓大腦發揮最大的潛能。那就做吧，都是值得的。

他人的存在，影響大腦最重要的一種環境

我讀這本書的另一個突出感受是，現代學校教育的失敗簡直太正常了——老師在上面照著書本講，幾十個學生在下面試圖理解老師在講什么，最后專門針對書本內容做一番測驗。學生上學不是為了學會什么真本領，更不是為了塑造人格，而是為了通過考試、拿到資格、進入游戲的下一關。這個游戲的終點是就業，人們在意的是學校教育能把你送到哪個工作崗位，而不是教會你什么工作技能。

一方面是大量的大學畢業生找不到工作，而且他們大都也知道自己其實缺乏工作技能；另一方面是用人單位抱怨招不到真正會干活兒的人。大學似乎只是一個智商篩選器，而不是一個賦能機構。這種教法，能教出真本領才是怪事。這是違反大腦認知天性的教法。

現代學校的教學方式不是為了方便學生學習而優化的。它是為了方便學校管理，方便老師交差，方便把一茬茬的年輕人批量地、標準地、安全地、低成本地送入社會而優化的。學校教的不是數學，而是數學題型；不是藝術，而是藝術理論；不是編程，而是編程課。你自己能從其中悟到多少真東西那是你自己的造化，學校在意的只是把你平安送入下一關。

這不是真正的教育，這是教育的異化。

你想必也早就意識到這些了，但我們又能怎么辦？這本書提供了正確教育方式的線索，我們必須考慮影響大腦最重要的一種環境，也是所有社會中的人們都必須面對的一種環境，即他人的存在。我們的大腦是個非常喜歡跟人互動的設備，而正確的教育需要互動。

人類自古以來最自然的教學方法只有一種，那就是“學徒制”。師傅演示一遍，學徒跟著做一遍，之后直接上手操作——師傅先拿些簡單的活兒給學徒干，讓學徒慢慢過渡到干大活兒。這種方法如此簡單，但在當下如此難得。

很多真東西就是必須在現場跟著做才能掌握，因為大量的知識是無法用言語表達的。有研究表明，專家只能用言語表達出約實際掌握內容的30%。比如你讓一個外科醫生描述如何把分流管插入股動脈，他會不自覺地忽略手術中70%的操作。僅靠從書本中學，學到的都只不過是皮毛。

那么，有些抽象的、高級的概念是不是就沒法用學徒制教呢？其實學徒制什么都能教。德國波茨坦大學嘗試把理論計算機這門特別抽象的課用學徒制的方法教，把像“線性有界自動機”（linear- bounded automata）之類的概念具體化成可操作的例子，讓學生通過上手去掌握，結果掛科率從60%下降到了不到10%。

這就叫紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。模仿是大腦最愛做的事情，其學習效率最高。學徒制唯一的缺點是成本太高。但我相信人工智能很快就能提供幫助，或者說人工智能已經能給你當師傅了。還有另一個辦法，那就是“討論制”，也就是學生之間互相學習。這與一位物理學家的發現分不開。

卡爾·威曼（Carl Wieman）因為用實驗驗證了玻色-愛因斯坦凝聚現象而獲得了2021年的諾貝爾物理學獎。他對物理學的教學也非常感興趣，做過一些教學實驗。威曼想攻克的難題是“怎樣讓學生學會像物理學一樣思考”。他嘗試過用各種方法講解物理學概念，發現怎么都不行。最終，他有了一個頓悟。

威曼自己帶的那些研究生，剛來的時候也不知道怎么搞科研。他們掌握了很多標準化的物理知識，但不知道怎么把那些教條跟實際科研聯系起來。中國讀者對這個現象肯定不陌生：考試成績好的學生不一定會搞科研，而會搞科研的學生也不一定擅長考試……所幸的是，大學本科教育雖然弊端重重，但是不少大學的研究生教育值得肯定，因為用的恰恰就是學徒制。

不過威曼發現，他帶的研究生的科研技能，大部分并不是由他親自傳授的。他并沒有整天手把手地教學生搞科研。但是學生進了研究組，往往一兩年之內就開悟了，會做研究了。這是怎么回事呢？原來是實驗室里同門師兄師姐教的，或者干脆就是學生們通過互相討論學會的。實驗室就是這么一個實操環境，你看著別人干活兒，有意無意地模仿，問幾個問題，聽人閑聊，慢慢也就會了。2019年的一項專門研究證明威曼的洞見是對的：理科研究生4年中的智力進步主要來自同門師兄弟姐妹的影響，而跟從導師那里得到的指導關系不大。

威曼據此發明了一種討論式的教學方法：讓物理系本科生每次上課都分組圍坐在一起，互相討論甚至辯論課堂內容，教授只提供必要的答疑解惑。這種更主動的學習方法取得了很好的效果。

這種方法的適用性顯然并不限于科研類的學習。有研究表明，醫院里的護士有很多真本領都是跟同事學的，尤其是比如有人昨天剛剛處理了一個緊急狀況，今天給你講講其中的故事和心得。那些都是書上沒有的寶貴經驗。討論式學習最重要的特點可能還不是討論，而是社交。

得社交者得天下

大腦在社交狀態下的認知過程和神經活動跟在獨自狀態下是不一樣的。如果你正在跟一個人對話，因為你必須預測對方下一句會說什么，而且還得組織語言回應對方，你的大腦就必須更積極、更靈活，也更細致。大腦中更多的區域被激活，會產生連接。

你還可以利用大腦的“社交編碼”。大腦有個專門的區域用于存儲社交信息，這使我們總是對社交信息更為敏感，記憶更準確，計算速度也更快。這就正好起到了跟前文說的“空間位置”類似的作用，你可以把新信息掛靠在社交編碼上，從而加深印象、加快處理速度。

這就是同樣是一道邏輯題，用數學形式表述時，人們就不容易答對，而用人的社交互動場景把它包裝一下，變成一道社會情境題，人們就很容易答對了的原因。這也是棋手跟計算機下棋和跟真人下棋的大腦活動非常不一樣的原因。有研究表明，當你跟一個真人而不是計算機下棋時，你大腦中與計劃、預期和共情相關的區域會更活躍；你要是贏了，與獎賞相關的腦區會被更強烈地激活。

這也是雖然我們明知人工智能下棋早已超過了人類棋手，我們還是只愛圍觀人類棋手的比賽的原因。我們真的很喜歡“人”，所以應該增加而不是減少學習的社交屬性。

其實你早就知道這些了。教小嬰兒學語言，讓孩子自己看再多的教學視頻也不行，最好的辦法就是最自然的辦法：一個大人在孩子旁邊，通過眼神和動作互動去教。有意思的是，如果經常讓家里的大孩子教小孩子什么東西，不但對小孩子有好處，對這個大孩子也有好處。研究表明，頭胎兒童的智力平均會比弟弟妹妹高2.3分，而這主要是因為他在教弟弟妹妹的同時自己也有所收獲。

如果是比較正式的教學，提供教學的一方的收獲會非常大。

世界各地很多學校都進行過讓高年級學生輔導低年級學生的實驗，這些實驗表明，哪怕某位高年級學生原本自己都有學習方面的困難，輔導活動都對他大有益處：他的成績會更好，上學出勤率會因此提高，升學率也會提高。

這是因為當你試圖教別人時，大腦會被這個社交互動激勵。你會進入一種充滿活力的警覺模式，注意力更敏銳，記憶力也加強了。你必須彌補自身的知識漏洞，發現知識點之間的深層聯系，還得迎接學生提問對你的考驗。你會被迫把那些問題全部搞懂。哪怕沒有人跟你學，你自己錄制一個教學視頻，假裝當老師，也能收到明顯的效果。

那么，既然學習可以增加社交互動，工作是否可以呢？工作本來就是社交互動。本書中有個說法叫“社會分布式認知”，意思是利用他人的想法進行思考，“使認知分析單元的界限超越個人軀體，并將團隊視為一個認知和計算系統”。比如駕駛一艘巨大的貨輪。面對海上復雜的情況，沒有一個人能單獨控制好這艘船，但幾個人聯合起來，如果配合良好，分工清楚，交流順暢——最好還能達到某種“集體心流”，那么就可以操縱自如。

分布式認知要求知識不是存儲在一個人的腦子里，而是不同人掌管不同領域的知識；決策不是由一個人主導完成的，而是來自群體智慧。然而，這個群體智慧又不能是簡單的投票表決，必須群策群議，形成有機的化學反應。

這非常困難。你需要長期的互相配合，需要同步性訓練，需要共同的生理喚醒，需要群體的身份認同，可能還需要搞個什么儀式……而這些都是值得的，因為現代社會越來越需要人與人之間的智力合作。

把人當成人，用更自然的方式用腦

總體來說，大腦不是一臺孤立的機器，它的性能表現與我們的身體狀態、周圍的環境、跟他人的互動密切相關。本書中各種提升腦力的方法可以歸結為如下兩個思路。

一個是“減少認知負荷”：就像為了釋放更多的算力，你就應該關閉計算機中多余的程序一樣，我們應該給大腦排除各種干擾，減少占用腦力的任務，這一點很容易理解。另一個是“提供認知抓手”：這個有點反直覺，為什么像看更大的屏幕、走路、社交互動這些行為明明是做了更多的動作，卻能讓大腦有更好的發揮呢？這是因為那些多做的動作不但不占用認知資源，而且還給新信息提供了掛靠點，能幫助大腦思考和記憶。

其實這些道理古人早就知道了。不妨看看孔子和弟子之間是怎么互動教學的，古代有條件的讀書人為什么都有專門的書房，甚至大戶人家還得有個密室，更不用說普遍的學徒制，再對比一下現代的學校教育、格子間式的辦公室……

我們有充分的理由相信，教育普及和腦力工作流行以來對大腦的各種異化，只是人類歷史中很短的插曲，我們很快就會回歸更自然的用腦方式。