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嬰幼兒內心世界:嬰兒有能力對物質世界如何運作做出複雜的分析

2011-06-15 作者:丽 涵 编译   
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『新三才編譯』據科學日報2011年6月3日報導 - 在過去的二十年裡,科學家已經證明,只有幾個月大的嬰兒能夠牢固掌握物質世界的基本規則。他們明白,物體不能頃刻之間存在和消失,不能從一個地方“瞬時傳送”到另一個地方。

現在,由麻省理工學院約什.特內邦木(Tenenbaum)合作領導的一個國際研究小組發現,嬰兒能利用其知識形成令人驚訝的複雜期望:那就是新的情況將如何展現。

此外,科學家們開發出一種嬰兒認知的計算模型,對那些違反物質世界概念的事件,該模型可以準確預測出嬰兒對它們的驚訝程度。

麻省理工學院的認知科學和計算機副教授特內邦木說,該模型模擬一種被稱為純粹推理的智能。假如該模型知道物質是如何表現的話,它就能計算出一個特定事件的可能性。該模型的預測和嬰幼兒對這種事件的實際反應之間的密切關係說明,嬰兒也是以類似的方式認知事物的。

他說,“真正的智能是在各種情形中尋找你自己,而你從來沒有經歷過這些情形,但它們有些抽象的原則與你的經驗有共同之處。在新的情形下,運用抽象的知識作出富有成效的推理,”

通過研究3個月,6個月和12個月大的嬰兒(還有生命頭兩年的主要階段),繪製出他們所知道的自然和社會的世界。這項研究出現在5月27日出版的科學雜誌里。它是一項“逆向工程”,研究嬰兒的認知能力,這是經過長期努力的第一步。這種“3-6-12”項目是麻省理工學院的一項更大智力倡議項目的一部分,是今年才推出的,目的是了解智力的本質,然後用機器將其進行複製。特內邦木和巴塞羅那龐培法布拉大學的盧卡法布拉.鮑納提(Bonatti)是該科學文獻的資深合作作者,共同作者還有匈牙利中歐大學的艾爾諾.泰戈拉斯(Teglas)和愛德華.法爾(Vul)。愛德華.法爾原是麻省理工學院的學生,曾與特內邦木一起工作過,現在加州大學聖地亞哥分校工作。
                                       
哈佛大學的心理學教授伊麗莎白.斯派而克(Spelke)做了許多開拓工作。這些工作結果顯示,嬰兒懂得物質世界的抽象原則。斯派而克也展示,嬰兒的驚喜度可以用它們注視事物的時間長短衡量出來:意想不到的事件發生越多,他們關注的時間越長。

特內邦木和法爾開發了一個計算模型,被稱為“理想的觀察者模式”,用來預測嬰兒會有多長時間來看動畫或場景,這些動畫和場景與他們對物體表現的認知差不多。該模型一般是以物體如何表現的抽象原則開始(即與斯派而克顯示嬰兒具有相同原則)的,然後在特定情況下,對物體如何表現進行多種模擬試驗。

舉一個例子,給12個月大的孩子看四種物體 - 三個藍色,一個紅色 – 這些物體在一個容器里反覆彈跳。一段時間后,將這種場景蓋上,在此期間,有一個物體從容器的一個出口處跑了出來。如果該場景只簡短的停止了(0.04秒)時間,如果有一個物體離容器出口的距離更遠些,嬰兒會感到驚訝。如果這種場景停止時間較長(2秒),物體離出口的距離就變得不那麼重要,他們驚訝的只有當少數顏色(紅色)物體最先出來。在中間時間長短的停頓中,物體離出口的距離和物體的數量都起著重要作用。

在不同的情景下,如物體數目不同,其空間位置不同還有時間延遲長短不同等,該計算模型能準確的預測出嬰兒看同樣的外出物體要多長時間。這標誌著第一次對嬰兒認知模擬到這樣精確定量的程度,暗示嬰兒可以基於一些物理原理,通過類似智力模擬可能出現的情況和計算出何種結果最有可能,作出自己的推理。

特內邦木說:“我們還沒有得到一個統一理論,就是認知過程是如何運作的,不過我們描述認知核心方面已經開始有進展,以前只是直觀地描述這方面。現在我們在精確的描述他們,”。

除了對更加年幼的嬰兒進行類似的研究外,特內邦木計劃加入嬰兒似乎理解的其它的物理原理,例如,引力或摩擦力,來進一步完善其模型。 他說,“從某種意義上說,我們認為嬰兒比這個模型更聰明”。 “我們現在需要做更多的實驗和更廣泛的擴展現有文獻的範圍,以測試他們究竟知道什麼。”

他也在為嬰兒的“直覺心理學”開發類似的模型,或者正在理解其他人是如何行為動作的。這種對正常嬰幼兒的認知模型可以幫助研究人員找出諸如自閉症的問題。特內邦木說,。 “我們要更加精確的了解正常情況下的案例是什麼樣子,為的是要了解這種正常現象是如何被打破的”。
 

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