
‘新三才编译’据科学日报2011年6月3日报导 - 在过去的二十年里,科学家已经证明,只有几个月大的婴儿能够牢固掌握物质世界的基本规则。他们明白,物体不能顷刻之间存在和消失,不能从一个地方“瞬时传送”到另一个地方。
现在,由麻省理工学院约什.特内邦木(Tenenbaum)合作领导的一个国际研究小组发现,婴儿能利用其知识形成令人惊讶的复杂期望:那就是新的情况将如何展现。
此外,科学家们开发出一种婴儿认知的计算模型,对那些违反物质世界概念的事件,该模型可以准确预测出婴儿对它们的惊讶程度。
麻省理工学院的认知科学和计算机副教授特内邦木说,该模型模拟一种被称为纯粹推理的智能。假如该模型知道物质是如何表现的话,它就能计算出一个特定事件的可能性。该模型的预测和婴幼儿对这种事件的实际反应之间的密切关系说明,婴儿也是以类似的方式认知事物的。
他说,“真正的智能是在各种情形中寻找你自己,而你从来没有经历过这些情形,但它们有些抽象的原则与你的经验有共同之处。在新的情形下,运用抽象的知识作出富有成效的推理,”
通过研究3个月,6个月和12个月大的婴儿(还有生命头两年的主要阶段),绘制出他们所知道的自然和社会的世界。这项研究出现在5月27日出版的科学杂志里。它是一项“逆向工程”,研究婴儿的认知能力,这是经过长期努力的第一步。这种“3-6-12”项目是麻省理工学院的一项更大智力倡议项目的一部分,是今年才推出的,目的是了解智力的本质,然后用机器将其进行复制。特内邦木和巴塞罗那庞培法布拉大学的卢卡法布拉.鲍纳提(Bonatti)是该科学文献的资深合作作者,共同作者还有匈牙利中欧大学的艾尔诺.泰戈拉斯(Teglas)和爱德华.法尔(Vul)。爱德华.法尔原是麻省理工学院的学生,曾与特内邦木一起工作过,现在加州大学圣地亚哥分校工作。
哈佛大学的心理学教授伊丽莎白.斯派而克(Spelke)做了许多开拓工作。这些工作结果显示,婴儿懂得物质世界的抽象原则。斯派而克也展示,婴儿的惊喜度可以用它们注视事物的时间长短衡量出来:意想不到的事件发生越多,他们关注的时间越长。
特内邦木和法尔开发了一个计算模型,被称为“理想的观察者模式”,用来预测婴儿会有多长时间来看动画或场景,这些动画和场景与他们对物体表现的认知差不多。该模型一般是以物体如何表现的抽象原则开始(即与斯派而克显示婴儿具有相同原则)的,然后在特定情况下,对物体如何表现进行多种模拟试验。
举一个例子,给12个月大的孩子看四种物体 - 三个蓝色,一个红色 – 这些物体在一个容器里反复弹跳。一段时间后,将这种场景盖上,在此期间,有一个物体从容器的一个出口处跑了出来。如果该场景只简短的停止了(0.04秒)时间,如果有一个物体离容器出口的距离更远些,婴儿会感到惊讶。如果这种场景停止时间较长(2秒),物体离出口的距离就变得不那么重要,他们惊讶的只有当少数颜色(红色)物体最先出来。在中间时间长短的停顿中,物体离出口的距离和物体的数量都起着重要作用。
在不同的情景下,如物体数目不同,其空间位置不同还有时间延迟长短不同等,该计算模型能准确的预测出婴儿看同样的外出物体要多长时间。这标志着第一次对婴儿认知模拟到这样精确定量的程度,暗示婴儿可以基于一些物理原理,通过类似智力模拟可能出现的情况和计算出何种结果最有可能,作出自己的推理。
特内邦木说:“我们还没有得到一个统一理论,就是认知过程是如何运作的,不过我们描述认知核心方面已经开始有进展,以前只是直观地描述这方面。现在我们在精确的描述他们,”。
除了对更加年幼的婴儿进行类似的研究外,特内邦木计划加入婴儿似乎理解的其它的物理原理,例如,引力或摩擦力,来进一步完善其模型。 他说,“从某种意义上说,我们认为婴儿比这个模型更聪明”。 “我们现在需要做更多的实验和更广泛的扩展现有文献的范围,以测试他们究竟知道什么。”
他也在为婴儿的“直觉心理学”开发类似的模型,或者正在理解其他人是如何行为动作的。这种对正常婴幼儿的认知模型可以帮助研究人员找出诸如自闭症的问题。特内邦木说,。 “我们要更加精确的了解正常情况下的案例是什么样子,为的是要了解这种正常现象是如何被打破的”。
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