中国科技报 06月19日 02:22
[国 际] 遇到难题,大脑如何临场应变
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本文探讨了人类大脑在解决复杂问题时的策略,通过实验揭示了人们如何将大问题分解为小任务,并灵活应对。研究发现,人们倾向于采用“分层”和“反事实”推理策略,根据情况调整判断。此外,研究还表明,即使是人工智能,在面临类似限制时,也会采用与人类相似的“够用就行”策略。这揭示了大脑在有限资源下的高效运作方式。

🧠实验设计:为了研究大脑如何解决复杂问题,科学家设计了一个“声音版走迷宫”游戏。志愿者需要根据提示音的时间间隔,判断看不见的小球在迷宫中的路径。由于任务难度极高,参与者无法完美解答,这使得科学家能够观察他们如何逐步做出决策。

💡推理策略:研究发现,人们倾向于采用“分层”和“反事实”两种推理策略。在解决问题时,人们会先假设一个方向,然后顺着推演;如果发现不对,会倒回重算其他路线。这种来回推演,体现了大脑的灵活性。

🤖AI的启示:为了验证人类策略的普遍性,科学家训练了一个神经网络来完成相同的任务。结果表明,当AI面临与人类类似的限制时,也会放弃完美解法,转而采用“够用就行”的策略。这说明,在有限资源下,人类大脑做出了最聪明、最实用的选择。

🔄记忆与判断:人们是否愿意改变判断,取决于对自己记忆的信心。如果记得清楚,就会修改;如果模糊不清,则可能将错就错。这说明大脑在决策过程中,会综合考虑记忆的可靠性。

【科普园地】

    ◎本报记者 张佳欣

    我们每天都在解决复杂问题,只是自己没太察觉。比如去买杯咖啡,看似轻而易举,实际上背后牵涉一系列步骤:出门、走路、点单、付款……

    一旦中途遇到状况,比如电梯坏了、门店关了,大脑迅速调整策略,以保障你能喝上咖啡。

    这是人类大脑的拿手好戏:把大问题拆成小任务,再逐个攻克。

    但科学家一直想知道,大脑是如何做到临场应变的?这些策略怎么运作,至今仍是谜。

    为了解开这一谜题,美国麻省理工学院科学家设计了一个实验。他们请来约150位志愿者,请他们判断,一个看不见的小球,在一个迷宫中穿行,究竟走的是哪条路。小球每经过迷宫中的关键节点,就会发出一声“叮”,整个迷宫有4条可能路径,参与者要凭提示音的时间间隔来做出判断。

    听起来像是在玩声音版走迷宫游戏,但其实这任务难得离谱。

    这就像要同时在脑中演练4种可能走法,好比同时参与4场对话,没人能撑得住。但正因为没人能完美答对,科学家才能看清,他们到底是怎么一步步做决定的。换句话说,正是因为任务“超纲”,才逼得人们不得不见招拆招、灵活应对。科学家正是通过这种游戏,观察人脑是如何做出“还不错”的解答。

    实验开始后,每当听到两个提示音,参与者就要猜测小球走的是哪条路。与此同时,科学家为每个人构建了思维模型,模拟他们在不同策略下可能出现的误差。

    结果,科学家发现一个有趣的趋势:大多数人不是从头到尾只用一招,而是看情况见招拆招。他们常常先假设一个分岔口的方向,再顺着往下推。如果中途发现不对劲,会倒回重算另一条可能的路线。

    这种来回推演,正是“分层”和“反事实”两种推理策略交替使用的体现。而是否愿意回头想一想并改变判断,又取决于参与者对自己记忆的信心。要是觉得记得清楚就改,模糊不清,就干脆将错就错。

    为了验证这种策略是否是人类专属,科学家还训练了一个神经网络来完成同样任务。结果发现,只要对AI施加与人类类似的限制,它也会放弃完美解法,转而采用人类的“够用就行”策略。

    看来,遇到复杂问题时,人脑可不是算不过,而是在有限资源下做出了最聪明、最实用的选择。

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