《深度學習的藝術》讀書筆記

作者:采銅
版本:最后修訂于2014年10月14日
來源:下載的 Kindle 電子版

采銅的《精進》最近很火,《深度學習的藝術》是采銅較早寫的一本小冊子,大約50分鐘就可以讀完,由于還沒有讀《精進》,所以還不知道兩者的關系。

對于深度學習,我也是最近一年才有切身的體悟,尤其是“提問”的這個點,是一年前學習 Coaching 才知道其價值的,前幾天閱讀《Asking the Right Questions》更進一步加深了對其在深度學習中價值的認可,可以說,一個人提問的能力,代表著一個人溝通能力的大部分,代表著一個人深度溝通能力的絕大部分。

另一個想強調的點,是“閱讀經典”的重要性,尤其是在剛開始構建自己的學習能力的時候。每個人的學習能力開始的時候都很弱,資源也相當有限,比如我自己最開始的時候一年最多能讀5-6本,但是卻在有限的時間內達到了知識的有效沉淀,記得自己最開始讀的經典是《國富論》《論法的精神》《社會契約論》《菊與刀》《月亮與六便士》《新教倫理與資本主義精神》,到現在依然是我無法封存的知識儲備。

摘錄:

這些疑問對于教育心理學家來說已經司空見慣,他們一直在研究和反思這類學習模式——它被稱為「直接傳遞模式」,即認為學習的過程就是簡單、線性的「傳遞—接受」的過程,學習的目標只是用靜態的知識把頭腦裝滿(《變構模型——學習研究的新路徑》)。他們認為,更合理的模式應該是「建構主義」的模式,即學習者的知識不是簡單地吸收而來,而是主動地建構而來,學習者必須充分地調用他們的已有知識,在一個主動性目標的指引下,在一個豐富的情境中,去探索甚至撞擊那些新接觸到的知識,在經過一系列復雜的交互之后,把這些知識納入到原有的知識體系中。

所以在我們學習的過程中,可以經常去思考以下四個問題:

  1. 針對當前的學習材料,我已具備了哪些相關的知識?
  2. 針對當前的學習材料,我又學到了哪些新的知識?這些知識對原有知識構成了何種補充或者挑戰?
  3. 針對當前的學習材料,還有哪些未知的東西,且這些東西我通過簡單的探索就可以了解?
  4. 針對當前的學習材料,還有哪些未知的東西,無法輕易地獲得解答,同時又有價值成為我長期去探索的問題?

然后回答第二個問題。戴森的這段話讓我接觸到了一個全新的概念——「本質安全性(inherent safety)」。并且由他自己的這段經歷可以看到,一個具有本質安全性的產品,即便是像核反應堆這類看上去比較危險的東西,也可能被設計得接近于絕對的安全。這個概念對我非常有沖擊力,就像上面所說的,我的心理學背景讓我只關注于事故背后人的因素,卻不曾想到另外一種可能,通過某種更有價值的設計,連讓人犯錯的機會都沒有,這是一件多么有魅力的事情!
對于第三個問題,我自然地想去了解「本質安全性」這個概念更多的知識,所以做了簡單的搜索,百度百科上寫的是「本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性,即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能」,然后就馬上切入了防爆設備和煤礦等特定領域中,感覺解釋得還不是很清晰。又用谷歌查,維基百科上的定義是用來描述「即便出錯仍舊保持低水平危險的過程」(a process has inherent safety if it has a low level of danger even if things go wrong),然后又解釋,一個本質安全性的設計是「避免危險而不是控制危險,尤其是通過減少危險性的物質或者危險性的操作來實現」(An inherently safer design is one that avoids hazards instead of controlling them, particularly by reducing the amount of hazardous material and the number of hazardous operations in the plant)。也就是,如果設計的時候,把所有構成危險的因素全部去除(如果可能的話),那么意外就不會發生。這些解釋就把本質安全性的「本質」說得比較清晰了,我理解,「本質安全性」是一種重要的思想,不僅是一種術,而是一種道,觸及到了非常根本的東西。當然我現在對此了解的只是皮毛,但已經讓我感到非常的震撼。
在第三個問題的基礎上,更進一步,回答第四個問題。在我看來,我可能不會真的去從事安全相關的工作,因此也可能不需要像一個安全專家一樣,對「本質安全性」這個概念作太深入的了解,但是「本質安全性」這個思想卻對我構成了某種啟示。在過去的概念中,受專業視角的局限,致力于通過減少「人誤」的幾率來提升安全的思想,只是一種在「量」上進行改進的設計,而「本質安全性」的思想卻是一種從「質」上進行根本性改變的設計。那么如果類推開來,有沒有可能存在一種「本質娛樂性」,一種「本質信任度」,一種「本質健康法」,一種「本質智慧術」,一種「本質和平」?先別說這些都沒有可能。也許未來哪一天,其中的某幾項真的會實現呢?比如,「有沒有可能發現一種『本質智慧術』?」就是一個值得我為之長期思考和探索的問題。

問題可以引導我們進入涉入更廣、更深的領域,我們不再是被告知去學習什么東西,而是去探索尋找知識,尋找構筑我們答案的材料。在問題引導下的學習的最大的特點是,它所希求的知識是沒有邊界的,為了找到問題的解,我們可能會尋訪任何可能的線索,查閱任何可能的有益的資料,而不受既定的觀點的束縛。劉未鵬就是一個很好的提問者和回答者,原本他是一名優秀的程序員,與心理學沒什么交集,但是研一的時候一次偶然的機會,讓他開始思考一個深刻的問題:「我們如何思考,如何正確地思考」,這個問題令他如同著了魔似地集中大量地閱讀各種與之有關的書籍,不斷地思考和總結,在 Mind Hacks 上有條不紊地更新一篇篇高水準的文章,最后寫出了《暗時間》。

琳達·達林 - 哈蒙德(Linda Darling-Hammond)是斯坦福大學的教育學教授,也是美國教育政策的主要制定者之一,她在建構主義理論背景下,大力倡導「基于探究的學習 (inquiry-based learning)」的觀點。并且,她提出基于探究的學習已經有三種比較成熟的教學方法,分別是基于項目的學習、基于問題的學習和基于設計的學習。三種教學方法雖然形式上有所不同,但本質上都是以問題、情境引導下的主動式、建構式的學習。就拿基于問題的學習來說,美國的醫學、商業、法律等方面的教育,已經廣泛使用這種教學方法。這種方法的關鍵之一,是提出一個現實場景下的、可能具有開放性解答的問題,而非一個純理論的或者封閉性的問題。例如,如果我們問:「速讀是不是一種好的讀書方法?」,那么一旦我們得出「好」或者「不好」的結論,那么這個問題在很多人看來就可以關閉了;而如果我們問的是:「讀書時應如何選擇和調整閱讀的速度?」,我們就可以比較容易地探究下去。在美國教育科學研究院(Institute of Education Sciences)于 2007 年發布的一份研究報告中,教育學家和心理學家們系統比較了幾種主要的學習方法的成效,結果發現,「提出深入的探索性的問 題」(Ask deep explanatory questions)被證明是一種效果非常好的學習方法。
事實上,在偉大的數學教育家波利亞看來,任何一個問題都可以無限地探究下去。他在名著《怎樣解題》中寫道:

「沒有任何一個題目是徹底完成的了。總還會有些事情可做;在經過充分的研究和猜測之后,我們可以將任何解題方法加以改進;而且無論如何,我們總可以深化我們對答案的理解。」

這實際上點出了問題導向學習的另一個益處,就是問題可以幫助我們形成長期的、一貫的思考路徑。問題構成了學習的連續性。當沒有問題引導時,可能我們常常只是零散、「隨機」地去涉獵學習材料,甚至有點率性而為地,去了解一些不相干的知識。這種學習的結果,就是得到一盤知識的散砂。而在問題牽引下的學習,則是在不停地構筑知識之間的聯系,使它們以一種有意義的方式組合在一起。
特別是那些適合長期探索的元問題,不僅可以引發沖動式的求知事件,更有可能迫使我們持續地思考和探索。這個過程可以是幾個月、幾年,甚至貫穿我們的一生。這些問題就像一根根富有韌性的細線, 幫我們把各種知識、經驗、觀念和方法串在了一起,使散落的砂礫變成一串串富有光澤的珍珠項鏈。可以說,一個學習者越是成熟,他就越擅長做這類長時程的知識結構化的工作。有教育學研究比較了在物理學領域以及歷史學領域,專家和新手在知識組織上的差異,發現「專家的知識不是對相關領域的事實和公式的羅列,相反它是圍繞核心概念或大觀點(big ideas)組織的,這些概念和觀點引導他們去思考自己的領域」。(《人是如何學習的》)

有時候和人聊天,聊到半路,問你為什么會有這個想法,對方來一句:「你去看一下《#¥%……&》這本書就知道了!」然后如果這本書我沒看過,就不知道怎么回了。這時我更希望對方能直接把書里的觀點表達出來,然后好繼續討論下去,因為我想既然這本書既然你看過,那么稍微講一講要點應該不是難事。可沒想到,對好些人,真就是件難事。

當然,解碼是一個費時費力的過程。很多時候,我們看一本書、看一幅畫或者看一部電影,都是蜻蜓點水,獲得一些模糊的體驗、自認為足夠和旁人吹噓幾句就完事了,并不愿去深究。因為深究起來,一本書恐怕讀上一年都讀不盡,一部電影看上十遍也看不完。但是,這不是不加以深究的理由。所謂學習,本身就要注重深度和廣度的結合。廣度不夠讓人閉塞,深度不夠讓人只得皮毛。所以在時間有限的條件下,我們需要盡量去找最經典、最優秀的作品,進行深度解碼、模仿參研。卡爾維諾在《為什么要讀經典作品》一文中說:「一部經典作品是一本每次重讀都好像初讀那樣帶來發現的書」,他還說:「一部經典作品是一本從不會耗盡它要向讀者說的一切東西的書」。就是說對于經典的解碼,總是能給你帶來新的收獲,一部經典是讀不完的,它甚至可以在你人生的每個階段,都成為你的老師。所以解碼的首要原則,就是盡量去尋找那些最好、最經典的作品,然后努力參習。

對于基本的解碼方法,其實就不外乎下面三個層次:
1.它說了什么?(它原本就要傳達的信息和知識)
2.它是什么 ?(對文本的反思,以審視的目光對文本進行評價和定性)
3.它是怎么實現的 ?(對形式和構成的洞察,研究寫作、表達的手法)

生物化學家伯納德·布羅迪(Bernard B. Brodie)博士被譽為藥物代謝之父,他的一項突出貢獻是發明了血液中藥物濃度的甲基橙測定技術。事情發生在二戰期間,1942 年 3 月日軍占領了荷屬東印度群島,這對美軍是沉重一擊。因為當時治療瘧疾的標準藥物奎寧全部來自東印度群島的金雞納樹的樹皮,失去了奎寧的供應使得美軍士兵陷入了瘧疾的困擾之中,戰斗力和士氣大受影響。于是美國國內的許多醫學研究機構承擔了尋找瘧疾替代藥物的緊急研究任務。布羅迪小組的任務是檢驗南美另一種金雞納樹樹皮的治療效果,這種樹皮含有四種生物堿物質,一種就是奎寧,但含量遠遠低于東印度群島的奎寧樹,另外三種中有兩種物質用傳統方法無法測定其在血漿中的濃度。
面對這個難題,布羅迪來到了曼哈頓的中央圖書館,遍查文獻,連查了三四天一無所獲,最后他查到了德國紡織業的染料文獻,恍然大悟:「能否給化合物染色,然后利用其在溶液中的色度來測定其濃度呢?」于是,他立馬聯系藥店和化學品商店,訂購了幾百種染料然后逐一試驗,雖然這些用買來的染料進行的試驗都失敗了,但他偶然想到實驗室中經常使用的甲基橙試劑也是一種染料,于是嘗試了一下,結果大獲成功。1947 年,布羅迪在《生物化學學報》上一連發表了六篇有關甲基橙測定技術的論文,引發了藥理學的革命,而他的起點,正是將兩個原本不相關的領域融合的結果:染料知識向藥理學領域的遷移。(《師從天才》)

比如對于潛意識在思維中的作用,數學領域和戲劇領域竟然可以相互印證。首先是,龐加萊在《科學與方法》中,用自省的方法記錄了自己的一次數學發現之旅。這個過程的第一個階段,是有意識的思考階段,龐加萊連續 15 天獨自一人坐在辦公桌前,對如何證明富克斯函數不存在而苦死冥想,最后意識到一類富克斯函數是存在的,來源于超幾何級數。第二階段,龐加萊離開了原來的住地,參加了一次地質考察旅行,沿途的風景令他心曠神怡,然后在踏上馬車的一瞬間,他突發靈感,找到了一個重大突破:把富克斯函數的變換等價于非歐幾何的變換;隨后,他又轉而研究了一些算術問題,沒有進展后去海邊度假了幾天,在懸崖旁散步時,他又突然想到,可以把不定三元二次型的算術變換等價于非歐幾何的變換。第三階段,他又回到了辦公桌前,對這個問題發起了總攻,以破竹之勢完成了最終的證明。
可以看到,這是一個「意識—潛意識—意識」的相互交替的過程,在這個過程中,關鍵的突破是找到了「級數—非歐幾何」、「非歐幾何—代數」的組合。龐加萊自己分析道,潛意識作用的發揮,并非平白無故產生的,而是有賴于在此之前,有足夠的有意識的思考,這種思考的作用,是把很多知識的「原子」激活起來,為潛意識階段的思考提供素材,然后在潛意識階段,這些原子就自發游行碰撞,在腦中快速組建各種各樣的組合,并且這些組合之間相互競爭,直至最佳的組合自動涌現出來,上升到大腦的意識層面。

我們再來看看藝術創業領域的觀點,其代表是日本藝術家村上隆寫的《藝術創業論》:

村上隆一方面批評了日本美術界的現狀,他說日本的美術大學不會教學生如何謀生,學美術的人大多數是靠教學生來賺錢,而不是靠出售自己的作品賺錢,于是,學生變成老師,老師再培育學生,構成了一個「封閉性循環」。這種美術才能沒有在市場的波濤里檢驗其價值的現狀,其實頗符合格雷厄姆「可測量性」標準。從事美術教育,其價值是不可測量的,而只有通過與市場的互動,藝術作品的價值才能被測量,也才有不斷更新和突破的可能。
村上隆又指出,一個藝術作品要能賣出大價錢,關鍵是「通過作品,創造出世界藝術史的脈絡」,也就是說,「從該作品之后,是否開創了新的歷史」。對于創作者來說,一方面它要找到進入世界藝術史的入口,能夠被藝術界包括評論家們所理解和評論,另一方面,它又要有所突破,甚至顛覆原有的觀念。更根本地講,一幅畫作的價值,不在于它的線條、顏色、構圖,而是其之后,所展現出的「觀念」,藝術品的價值就是觀念的價值。如果我們把格雷厄姆的「可放大性」觀點來補充村上隆的觀點,就可以更完整地理解藝術市場,為什么安迪· 沃霍爾的波普藝術、杜尚的小便池、達明· 赫斯特的裝置藝術這些既日常又詭異的東西可以如此被人推崇?因為它們都可以引起爭議,既有肯定的聲音,也有非常龐大的反對和質疑,這種爭論使一種新的顛覆性的觀念得以傳播、放大,顛覆了很多人原本的對藝術的理解。

同時在另一個方面,村上隆的觀點又是對格雷厄姆的觀點的有力補充。格雷厄姆所理解的價值只是:難題解決。一個小團隊用其先進的技術,解決了人們普遍面臨的問題,所以創造了價值。但是,除此之外,我們還可以發現,像iPhone的發明,并不是解決了什么難題,而是讓大家驚訝地發現原來我們和電子產品是可以以這樣一種方式來交互的!本質上一種觀念的顛覆。所以村上隆提出的「價值體現在觀念的更新」的觀點即便對科技創業也有非常大的啟示。
所以我們看到,格雷厄姆在科技創業領域的洞見和村上隆在藝術創業領域的洞見很好地融合在了一起。兩人的觀點具有很好的互補性,使我們對創業的價值的認識更為深入和全面了。

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