人類認知的基本原則和基本數學模型

? ? ? 2013年開始,“人際”成為一個主題,需要我在工作中進行科學管理。所以,我一直在探索“人際關系”的模型。在兩年多的時間里,從形而上的學科:“行為統計”,到邏輯分析的學科:“心理學”,以及“信息學”、“哲學”等學科逐步被我借鑒。

? ? ? 最終,我將“人際關系”的模型,建立在“人的認知結構”上。

一切歷史,都是人類認知的堆砌。

? ? ? 認知科學在最近的三十多年里(1980年起)已經走出了“心理學”范疇,融合了許多“強大的科學”,并且在“信息學”的實用領域(IT行業)取得了非常了不起的成就。


《The Cognitive Hexagon,From H.Gardner, The Mind’s New Science(1985)》


? ? ? 從1985年的“認知六邊形”我們就可以看出,“認知科學”的體系,凝聚了這個世紀人類知識的精華。

——All knowledge is, in final analysis, history.

——在終極的分析中,一切知識都是歷史;

——All sciences are, in the abstact, mathematics.

——在抽象的意義下,一切科學都是數學;

——All judgements are, in their rationale, statistics.

——在理性的世界里,所有的判斷都是統計學;

C.Radhakrishna.Rao:《統計與真理》

? ? ? 在人類對“科學”研究的漫漫征途上,對于“知識”、“數學”、“哲學”的共識,已經達到了非常璀璨的高度。

? ? ? 如此一來,新生的“認知科學”,恰好可以借鑒牛頓先生的態度,“站在巨人的肩膀上”,遵從與運用已有的科學結果,為人類探索“自然”創造新的“知識”。

——在終極的分析中,一切“認知”都是歷史;

基于對“知識與歷史”的哲學邏輯的認可,我們從這個角度可以推斷出:

認知的基本公式:

新的認知=f(已有認知結論 + 新的感知)

認知=f(認知 + f(感覺))

? ? ? 感知:人體神經系統通過“感覺器官”獲得的“感覺”,而“感覺”是原始的“神經電信號”,只有運用已有的“認知結論”進行判斷后,變成“感知”。

? ? ? “感覺器官”的“神經電信號”,等同于人類“測量世界”的方法,“測量結果”可以是“真實的存在”。但是,由于“已有的認知結論”不同,對于“真實的存在”的判斷也不同,所以,同樣的一個“存在”,會有千差萬別的“認知結論”。

? ? ? 關于基本的“認知結論獲取的方式”,可以參考前文:《人類認知的第一個模塊:相信》

? ? ? 基于這樣一個邏輯情況,通過對人類已有的科學研究的結果的借鑒,我們可以推導出一系列的認知的邏輯規律:

第一個規律:不確定原則

? ? ? 在前文:《人類認知的工具:漫談大數據2》中,我提到,“人類在數學和物理學的領域中,通過不斷的探索和挖掘,終于挖到了一個“科學的邊界”。這個“邊界”,最早出現在“量子物理學”領域。”

? ? ? 關于這個“邊界”的爭論,或者說探討,已經有幾百年的時間,核心的論點就是,“我們的世界究竟是波還是粒子”。

簡單介紹一下這個“電子雙縫干涉實驗”


? ? ? 當,電子槍,發射電子,通過雙縫,在底片成像,連續發射電子流的時候,底片上會呈現很明顯的“明暗相間的條紋”,這是典型的“波”的行為 特征,“波的波峰與波谷的疊加”造成了這樣的結果。

? ? ? 但是,如果只發射一個電子,卻只能在底片上呈現一個亮點,這又是典型的“粒子”行為。如果在兩條縫上安裝精密的測量儀器,會發現,不論怎么精密的監測,一個電子只能通過一個縫隙,而不是同時通過兩個縫隙,這完全不同于“波的行為”

? ? ? 后來,以波爾為首的“粒子派”,名將海森堡,通過對“動能*位置”的矩陣計算,得出了電子的分布特征,同樣符合實驗觀測的結果。而以愛因斯坦為首的“波派”,名將薛定諤,發布了優美的超出“智慧”的“波動方程”,同樣也用數學的方法演算了觀測的結果(這個方程先問世)。

? ? ? 但是,最終“粒子派”的大將波恩,一陽指戳中波動方程的“Ψ”實際上是“粒子的運行概率”。

? ? ? 1926年,這個怪獸被波恩放出來以后,“上帝擲骰子么?”就成了量子物理學界頭疼不已的難題。

? ? ? 這個難題的一個核心的問題就是:由于電子的體積和能量過于微小和原始,現在還沒有方法能夠“觀測”電子的結構而不影響電子的狀態。

? ? ? 同樣的難題也困擾著“認知”的觀測。由于信息的“非物質特征”,我們要觀測“認知”,就必須使用“認知”去衡量,這就相當于,用一個電子去觀察另外一個“一摸一樣”(“大小一樣”,現在的科技還不知道細節到底怎樣)的電子。能夠得到的結果就是“我還是我,他還是他”!

那么,認知的不確定原則包含了哪些含義呢?

一、思維的不可觀測

? ? ? 在現有的科技能力下,人類的觀測工具對于“思維”的觀測,還沒有合適的工具。雖然有大量的“神經科學”運用“腦電波”、“經顱磁刺激”等方法讀取神經電位變化,并繪制腦、神經節的活動。

? ? ? 但是這類觀測方法,僅僅類似于我們以數值標記“顏色變化”,卻不能將“顏色變化”變成“信息承載”的符號,更不能解讀“符號”所代表的內涵。就像“讀天書”。


經顱磁刺激

二、已有觀測方法的主體不可獨立性

? ? ? 當我們要觀測一個人的認知的時候,如果沒有“任何外界刺激”,或者“這個人沒有任何行為”,我們是無法從靜止的人的臉上讀出這個人的“認知結果”的。

? ? ? 一般的觀測方法,是通過“刺激”、“調查問卷”、“行為觀察”等方式,去觀測人的“認知”,或者“心理活動”。

? ? ? 但是,這個過程中,會不斷產生新的“刺激”,新的“信息”。即便是最簡單的“觀察一個人吃飯”,這個人也會在吃的過程中,被新的因素干擾。

三、觀測者、觀測主體的獨立分隔

? ? ? 觀測方法存在著必然的干擾。但是,觀測者與觀測主體之間,卻又是兩個完全獨立的“認知載體”。

? ? ? 在觀測的過程中“觀測者”往往以自己的“歷史認知結論”,去理解“新的觀測結果”,這種“觀測者”的認知結論,與“被觀測者”的認知結論,是完全不同的。

四、認知計算的遞歸特征

? ? ? 不論是“觀測者”,還是“被觀測者”,在認知的過程中,總是不斷將新的“感覺”信號,代入認知基本公式:認知=f(認知 + f(感覺))

? ? ? 而這個過程中,新認知又被不斷帶入認知公式,成為歷史認知。(典型的現象就是:買之前覺得非買不可,買了以后覺得“就那么回事” :D)

? ? ? 我們在實驗的過程中,既有希望“不干擾觀測者”的難度,又有不斷擴大的“理解偏差”的風險。

舉個綜合的案例去解釋者四個含義:


? ? ?目的:觀測客人是否喜歡“宮保雞丁”這道菜

? ? ? 方法:觀察客人“回頭點單”的比例,并通過調查問卷獲得意見

分析:

? ? ? 1、從模型建立的角度,主觀認為客人覺得好吃了,就會第二次“點單”,那么這里就已經忽略了許多“認為好吃,但是,我因為各種原因想吃點別的”,當然也忽略了“認為好吃,但是,因為其他原因:譬如環境、價格,而不再光顧”的客人。也就是很顯然,這個模型很難獲取“思維”的整體樣本。

? ? ? 2、這個模型,是從經營者角度出發的,他沒有能夠洗掉除“口味好吃”這個標準之外的其他因素。譬如,有大量的客戶,因為“歷史認知結論”,導致“理性”約束她們不能攝入高熱量食物,從而已經對飲食有了“除口味之外”的“偏見”。

? ? ? 3、在“調查問卷”這個環節,因為你要采集客戶的意見,你就要有這個行為,但是這個行為如果過于“生硬”,就會干擾客戶的“認知”,原本覺得“口味好”,但是由于這個調查,的打擾,反而覺得“就那么回事”,原本是普通的一次“就餐行為”,但是,因為的調查的加入,變成了“評價菜品”行為,是否在發表意見的時候改變評價標準,發表意見的時候,表現出“公平、公正、更高標準”。

? ? ? 4、這一次調查行為,可能讓客戶改變了對餐廳品牌的評價,也就是這個認知成為歷史認知,被帶入到下一次就餐決定。甚至這里還會出于對下一次就餐的“表征認知(聯想)”而改變這一次的評價行為。

? ? ? 很暈吧!哈哈,就像網絡上講的,波爾作為量子物理學的領袖,

說:“如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論。”

第二個規律:多維平行認知

? ? ? 上個世紀中葉,對于電子的“波粒二象性”的討論,甚至還出現了“平行”宇宙的觀念,尤其上面我們提到的“雙縫干涉”實驗,當實驗中再加入一個因素:觀測者的時候,實驗的“雙縫干涉”結果就發生改變。


平行宇宙

? ? ? 什么意思呢?就是當我們用一個精密儀器監控電子究竟從哪個縫通過的時候,也就是說,當你想弄明白,究竟電子是什么樣的想法的時候,“干涉”條紋就消失了!

? ? ? 很多科學家提出,這個結果是因為,我們生活在多個平行的“世界”,電子的不確定,是因為它要為多個“世界服務”,但是,由于 觀察者所處的世界是確定的,所以一旦觀察者將設備對準電子的時候,電子的行為就表現為這個確定的結果。

? ? ? 這個理論直接吧“觀察者”拉入了物理運算,結果導致了“意識”印象“存在”的悖論。這個悖論的一句最牛逼的話:

“宇宙大爆炸恰好是這個速度,最根本的原因是因為你!因為一旦快一點、慢一點,都不會形成現在的結果,也就不會有你在這個時刻討論大爆炸的問題。因為,不讓你誕生,大爆炸就失去了意義!”

還有一個文學一點的表達:“只為我在人群中望你一眼,宇宙準備了一百多億年!”

? ? ? 顯然,這個觀點站不住腳。但是,直到幾十年以后,才有學者發現,這種理解是錯誤的。原作者的意思是:我們可能生活在一個超過三維的時空里,但是由于各種局限,一旦這個具有多維特征的電子運動與我們的觀測設備關聯的時候,就只能表現出三維特點”

? ? ? 我們不管這個“量子物理學”的“邏輯坑”,因為和認知科學的“多維平行認知”比起來,這個“坑”算不上什么!

多維平行認知是什么含義呢

一、多可行性

? ? ? 在一個有意義的事件點,這個時間點足夠長,長到人能夠有清醒的“認知結論”,一個人的“認知結果”中,即便是“同樣的一件事”,也會有多個“候選結論”。

? ? ? 就像早上要吃早餐,在這個時間點,可有的選擇很多:煎餅、漢堡……

二、多結論參數

? ? ? 對于某個可行性的結論,也會有多個理由進行判斷。

? ? ? 并且,這些理由,并不全是“可排序、可對比”的。

? ? ? 就像對于某個具體的電子走的哪個格柵。是隨機的!

三、觀測影響 or?外因影響

? ? ? 就像用儀器檢測電子的路線的時候,會影響電子的“雙縫干涉”結果一樣。這個時候,你提出一個具體的問題“吃煎餅么?”就會打破隨機規律。

四、宏觀分布

? ? ? 雖然每一次的決策具有隨機性,不能由“觀察者”推測出“絕對答案”,但是,對于一段時間、一批人的統計,會呈現出“潛在規律”。

從以上含義,我們可以構建:

多維平行認知的結構

? ? ? 首先,由于“所要解決的問題”,不一定是單一類型答案,所以,認知結果會出現許多“結構并不相關的結果”。


多行為結果,多認知因素;離散不相關,無序

? ? ? 簡單舉例:如果問題是“周末干嘛?”,所約束的答案就非常寬泛了,包括“睡覺、學習、打球”等等,答案的分析結構可能毫無相關性,但是行為選擇卻與問題“周末干嘛?”相關。并且如此行為結果相關的“天氣、老師、球友的時間”等因素,可能相關度非常低。

? ? ? ?由于,不同的認知主體,所具備的“歷史認知結果”并不相同,所以針對同一個“觀點”進行判斷的時候。各自的“認知結構”是相互“黑箱”的。


用自己的“觀點”結構,重新構建他人的“觀點結構”。

? ? ? 并且,進行“觀點”判斷的時候,都是用自己的“觀點”結構,重新構建他人的“觀點結構”。

? ? ? 對于,兩個或者兩個以上的“認知主體”(可以簡單認為是人),互相溝通的時候,就具有一下的特征:

? ? ? 其中,甲乙雙方就“同一個事物”,進行了6個觀點的交流,但是,在交流的互動中,由于“表達、觀察”的方向不同,還是存在區別的。


溝通、交流的計算矩陣

? ? ? 上表中的黃色代表“甲表達觀點,乙觀察理解”;綠色代表“乙表達觀點,甲觀察理解”;

? ? ? 其存在著:雖然是同一觀點,但是:交流{甲,乙},并不等于交流{乙,甲}!

? ? ? 天啦!這不就是“量子力學”里面,海森堡的“矩陣力學”的數學模型嘛!這下好多了,直接可以用矩陣算法來計算了!

? ? ? 到這里,我們介紹完了認知科學在走向“人的社會活動”過程中,所要面臨的數學模型。

回到開頭的引文:

——All judgements are, in their rationale, statistics.

——在理性的世界里,所有的判斷都是統計學;

? ? ? 到這里已經講了:歷史認知、認知計算的數學模型,最后用“統計學”來簡單收個尾。其實,統計學的一些知識、工具,在之前的《人類認知的工具:漫談大數據》系列中,已經有了詳細的介紹。

從第一篇:《人類認知的第一個模塊:相信》開始,“概率”、“統計”這些詞就一直和認知原理緊密相隨。




畫外音:

? ? ? 人類究竟如何從數以億計的“感覺”單元獲取信息,并進行加工處理,最后“決定”出“最重要的信息”,交給大腦皮層進行“判斷”,是認知科學的終極探討的內容。

? ? ? 認知科學,已經是二十一世紀最最前沿的科學之一了。是一個民族的“科學素養”的頂級表現。

? ? ? 我曾經和小伙伴說過一個案例,在我的“銷售學”(認知科學的一個應用分支)結構中,有一個典型的運算公式:“銷售人員和騙子,她們基本上使用相同的方法,進行工作,這個方法就是’傳遞信息’。她們之間的方法區別并不大,技巧區別也不大。但,根本區別是,銷售以客戶正確理解信息為目的。騙子以客戶錯誤理解信息為目的。使客戶理解錯誤的方法有:縮短理解時間、使用偏見結論等”

? ? ? 認知科學是一個應用范圍非常廣泛的學科,大到“法律制定與解讀”,小到“夫妻間甜蜜交流”,無處不在。

? ? ? 在最近一年的時間里,我們發現了大量的認知學科在人類社會的數學結構,作為與人相關的一切工作和研究的基礎:認知的數學結構,直接作用于工作的目的、方式、方法以及可能取得的成就。

? ? ? 我也多次猶豫,是否將這些結果寫出來。甚至在考慮是和“中國的”還是和“外國的”公司合作,去實現這些數學模型。最近想開了,既然我所看到的這些結果,都是源自“互聯網學習”,那我就放在互聯網上吧。也算是,生于此、長于此。

? ? ? 而且,由于我沒有很好的英語能力,認知科學的現有討論很多都是英語背景的,我希望,其他能看到最新消息的網友,能和我分享這個學科的發展方向。

其他:

對于思維和量子力學的很多觀點的類比,還有多多很有意思的地方:

1、自由的電子,和有立場的電子

我們開頭提到的雙縫干涉實驗,在沒有“觀測者干擾”的情況下,電子按照“波”的形式,在底片上呈現“干涉條紋”,一旦“觀測者進行任何形式的觀測”,甚至是,在電子通過格柵之后,再進行觀測,底片上就只呈現“格柵的影子”。

這就像我們的思想,當不考慮別人的想法的時候,思想(在本文中稱為認知活動)是可以隨意進行的。但是,一旦知道別人在“偷看”的時候,立即就變成了“乖乖仔”。

2、除了觀測到的結果,其他平行宇宙都是無意義的

在平行宇宙的理論中,許多人認為,去關注那些“沒有觀測到的結果的其它宇宙”是無意義的,因為他在多維空間中與“主人公”所在的世界并不關聯,是無意義的。同樣對“另外一個宇宙里的主人公”來說,我們這個“宇宙”也是無意義的。

這就像思想在大腦里,不論你怎么想,都不礙事,只要你沒干出來,那些想法就都是無意義的。就像前面提到的“周末干啥?”,你可能有N種想法,但是最終表現出來,與你的老爸、老媽、老婆、孩子、房子、車子、灰塵、一切一切相關的世界,你說表現出來的結果只有一個。而其他“平行想法”都是無意義的。

3、難道“未來”真的能夠影響“過去”么

跟第一條類似的,有人故意設計了“坑電子的實驗”,就是在電子通過格柵以后,快要接觸到底片之前,去觀察電子的路線。但是電子還是會跳出“干涉現象”。這就出現了問題,“觀測”這件事情,其實是發生在電子通過“格柵”之后的,那電子怎么會提前知道呢?

就像人的思想一樣,在腦袋里面想的時候,可以想得任意復雜,任意“細節”,甚至可以想到“200年后”,但是,一旦回到現實,哪怕這個距離現實只有一億分之一的尺度。一切幻想就都消失了。回到現實里成為“乖乖仔”。

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