艾莉森·戈普尼克的职业生涯始于一项她现在认为荒谬的心理学实验。为了了解 15 个月大的婴儿如何将词语与抽象概念（爸爸 = 看护人）联系起来，她决定每周拜访九个孩子一年。这位当时的牛津大学研究生将记录他们所说的一切，作为她论文的一部分。“这在一百万个方面都很荒谬，”戈普尼克说，她在伯克利加州大学（她是一名发展心理学教授）的办公室里度过了一个冬天的星期五。“如果一个孩子搬走了，如果一年后没有任何收获，或者发生任何其他事情，所有这些工作都将付之东流，”她说，然后补充道，“我今天绝不会允许我的学生做任何那样的事情。”尽管她的实验没有解开任何语言习得的谜团，但它确实颠覆了她对童年学习和智力的假设——并且改变了她的职业道路。现在，她对人工智能科学家的研究引起了他们的兴趣，他们希望将她的见解应用于他们的机器学习算法。她在研究生时学到的关于孩子智慧的东西仍然具有影响力——无论对她的领域还是对他们的领域。“我意识到他们与成年人完全不同，而不是把孩子当成初级成年人，”现年 62 岁的戈普尼克说，她自己也有已成年的孩子和孙子孙女。“他们使用语言的方式、他们表达的意思、他们表达的方式——这一切都与成年人的思维或说话方式不符。”如今，戈普尼克在加州大学伯克利分校领导着自己的认知发展实验室，是几本关于幼儿学习和发展的书籍的作者。她是 TED 的校友，是《华尔街日报》的专栏作家，并达到了一个独特的智力高度——通过出现在《早安美国》和《科尔伯特报告》等节目中，进入了流行文化领域。戈普尼克的观点是：成年人的认知至上是一种幻觉。她的研究表明，孩子们不是注意力像果蝇一样短暂的原生性成年人，实际上是我们偶尔的 superiores。
原因：大小和形状很重要。研究表明，儿童大脑的体积和结构赋予了认知优势和劣势。成年人也一样。例如，发达的前额叶皮层使成年人能够集中注意力、计划和控制冲动：这些宝贵的技能使我们能够撰写杂志文章并避免牢狱之灾。但有证据表明，发达的皮层也可能使学习新概念或令人惊讶的概念变得困难，并阻碍创造性思维。幼儿大脑中不断产生新的神经连接，更具可塑性和适应性。这使得他们不擅长记住穿裤子，但却出奇地擅长解决抽象难题，并从极少量的信息中提取不太可能的原理。
这些都是有用的技能。事实证明，很多聪明人都想这样思考——或者想制造出这样的机器。谷歌和优步等公司的人工智能研究人员希望利用对世界上最强大的神经学习机制——幼儿大脑中的机制——的独特理解，来创造更智能的自动驾驶汽车。程序员可以创建击败我们在棋盘游戏中的软件，但很难将这些技能应用于不同的任务——比如交通模式分析。另一方面，孩子在这类泛化学习方面是天才。“他们不仅仅是弄清楚一个游戏或机器是如何工作的，”戈普尼克说。一旦他们弄清楚了你的 iPhone 是如何工作的，她说，他们就能利用这些信息来弄清楚前门的儿童安全滑动锁。
破解这些小小解码器的密码并不是戈普尼克的初衷。在本科时，她开始研究生活中的重大问题，并在分析哲学领域辛勤耕耘。那时，她的同龄人中没有人思考孩子的想法。但戈普尼克坚信，孩子们是解开一个最古老的认识论疑问的关键：我们如何了解我们周围的世界？戈普尼克借鉴了“大脑即计算机”的模型，试图提出关于运行这个小小人类机器的软件的问题，使其能够执行复杂的功能。“孩子们比任何人都更能进行泛化学习，”她说，“那么为什么你不了解他们为什么这么擅长呢？”
她说，将学前视角融入机器的优势可以通过考虑两种流行但相反的人工智能策略来理解：自下而上和自上而下的学习。前者按预期工作：假设您想让计算机学会识别猫。通过自下而上或“深度学习”策略，您将向它提供 50,000 张毛茸茸猫科动物的照片，并让它从中提取统计数据。另一方面，自上而下的策略只需要一个猫的例子。使用此策略的系统会拍摄那张照片，构建一个“猫性”（胡须、皮毛、垂直瞳孔等）的模型，然后使用它来尝试识别其他猫，就像科学家一样，在尝试过程中不断修改其关于猫的假设。
孩子同时使用这两种方法。戈普尼克说，他们擅长弄清楚事物并提取统计数据。他们利用这些数据来形成关于世界的新理论和结构化图像。成功地将这两种知识构建方法提炼成算法，可能会产生能够超越击败我们玩围棋和识别动物的人工智能。戈普尼克希望，这也可能改变我们似乎都对智力持有的过时观念。“我们仍然倾向于认为 35 岁的男性教授是人类认知的最终目标，”她说，“其他一切只是朝着那个认知巅峰迈进或从那里衰退。”
该模型出于多种原因不合理。进化生物学、神经科学和发展心理学等领域的研究表明，我们在人生的不同阶段只是拥有不同的认知优势和策略。“孩子们在 2 岁时会有一种关于人和世界如何运作的想法，在 3 岁时会有另一种想法，在 5 岁时会有另一种想法，”戈普尼克说。“就好像他们在积极地试图形成一个关于周围世界的连贯画面，然后根据他们的观察不断改变这个画面。”
这种狂热的假设形成——以及持续的重塑——不是一个 bug；它是一个高度期望的特性。如果我们希望我们的机器拥有接近人类的智能，也许我们也应该考虑给它们一个童年。
您的大脑从摇篮到摇椅
我们生来就无能且愚蠢。随着我们长大，经验和学校教给我们有用的东西，我们变得“觉醒”。然后，一年又一年，我们又退化到愚蠢。这正是我们大多数人对智力的看法。不幸的是，这很愚蠢。研究表明，每个认知发展时期都提供学习策略以及权衡。正是这种“恍然大悟”和“愚蠢”的结合，才真正使人类变得聪明。
婴儿：0-18 个月
婴儿的大脑每秒形成 100 万个新的神经连接，帮助她发展情绪、运动技能、依恋和工作记忆。在 11 个月时，她已经可以对世界如何运作形成假设。在 18 个月时，她已经有了自我意识。
幼儿：2-5 岁
在学习抽象概念方面，学龄前儿童胜过成人。在 4 岁时，66% 的卡路里都供给大脑——为这个时期的探索和创造性思维提供燃料。在她完成学前教育时，她的大脑灰质体积已经翻了四倍。
学龄儿童：6-11 岁
6 岁儿童的大脑已达到其成人尺寸的 90%。神经修剪加速，大脑丢弃未使用的连接。前额叶皮层开始更多地发育，导致注意力持续时间更长，以及对语言和逻辑的学习依赖性增加。
青少年：12-24 岁
青少年标志着神经灵活性和可塑性的一种回归，这与她学龄前时期的特点相似。但她并非生活在受保护的环境中。对杏仁核——情绪、冲动和本能行为的中心——的依赖可能会导致标志性的“冒险行为”。
成年：25-59 岁
到了成年，前额叶控制达到顶峰。发达的额叶帮助她规划未来和控制冲动，但有证据表明创造力和认知灵活性受到很大影响。学习任何令人惊讶的东西？也变得困难得多。
老年：60 岁以上
短期记忆丧失、神经退行性疾病和概念推理能力下降。尽管如此，其他认知能力仍在继续增长。词汇、数学、言语理解等技能——即所谓的晶体智力——就是其中之一。
布莱恩·加德纳（Bryan Gardiner）是《大众科学》的特约编辑。他上一篇文章是关于 无处不在的计算。
本文最初发表于《大众科学》2018 年春季刊“智识”特刊。
