凌寒/編譯

好奇心取決于已知

凌寒/編譯

●我們尋覓新穎事物，但所求并不多。

人類有吃的欲望、喝的欲望，以及繁衍的欲望。“人類的好奇心也是如此?！笨突仿〈髮W(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)與心理學(xué)教授喬治·勒文施泰因（George Loewenstein）如是說，我們有著無限的求知欲——去創(chuàng)造、去探索、去孜孜不倦地學(xué)習(xí)——“求知欲足可與其他欲望匹敵。”

那么，好奇心有什么稀奇的呢，難道是因?yàn)楹闷嫘乃坪醪⒉慌c任何具體回報(bào)相關(guān)？“好奇心帶來的理論難題就是，為什么人們會(huì)被按好奇心的定義來說沒有外在好處的信息牢牢吸引？”勒文施泰因曾這樣寫道。生命體尋求食物、水、性、庇護(hù)所、休息、財(cái)富或者是生活中各種其他的營養(yǎng)和使自己愉悅的事物也在情理之中。但是追溯引力的本質(zhì)或者是跑到月亮上去有什么好處呢？

有個(gè)很簡單的答案就是我們永遠(yuǎn)不會(huì)知道今天學(xué)到的東西明天是不是就能派上用場了。以蠕蟲為例，“它們是無藥可救的樂天派?！奔永Ｄ醽喫鳡柨松锟茖W(xué)研究所的神經(jīng)生物學(xué)家斯里坎斯·查拉薩尼（Sreekanth Chalasani）這樣說道。他的研究對(duì)象是秀麗隱桿線蟲，一種常見的幾毫米長的線蟲。實(shí)驗(yàn)中，他把一只線蟲放在一個(gè)大的菌斑（線蟲最喜歡的食物）上面，周圍圍繞著許多潛在的交配對(duì)象?！八鼤?huì)做什么呢？它會(huì)離開那個(gè)菌斑，四處找找有沒有更多的東西，”他說道，“沒有任何跡象表明周圍還有更好的東西。這就是你能給它提供的最好的食物。簡直是瘋了！”

不管你僅僅是放棄了你的食物，還是飛到了太空，探索確實(shí)顯得有點(diǎn)犯傻——當(dāng)然，除非你永遠(yuǎn)也不知道食物是否會(huì)被耗盡。從進(jìn)化論的觀點(diǎn)上來看，我們有充分的理由繼續(xù)探尋，查拉薩尼說道。信息幫助我們做出更好的選擇并能適應(yīng)不斷變化著的環(huán)境。說不定哪一天我們就需要一個(gè)月球基地了呢。

好奇心關(guān)乎所知所學(xué)

不過，好奇心并非漫無目的。我們總是對(duì)特定的事物感到好奇，對(duì)哪些事物感興趣則因人而異。有些人沉溺于單一愛好，是奧秘的忠實(shí)追尋者；另一些人卻涉獵甚廣，雜學(xué)旁收。興趣點(diǎn)的差異性告訴我們，某些超越于漫無目的興趣之外的東西引導(dǎo)著我們獨(dú)特的嗜好。

的確如此，研究好奇心機(jī)制的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其機(jī)制的核心為一種概率算法——我們的大腦進(jìn)行著連續(xù)計(jì)算，計(jì)算著哪條路線或哪種行為能讓我們?cè)谧疃虝r(shí)間內(nèi)獲得最多的知識(shí)。就像維基百科頁面上的鏈接一樣，好奇心立足于自身，每一個(gè)問題都導(dǎo)向下一個(gè)問題。這是一趟通往維基百科蟲洞的旅行，你的起點(diǎn)決定了你可能的終點(diǎn)。這就是好奇心的有趣之處：它更多的是關(guān)于你所知所學(xué)的東西，而非你未知的事物。

用最基本的詞匯來形容，好奇心可以描述為一種動(dòng)機(jī)加方向組成的函數(shù)。第一部分并不像它應(yīng)有的那樣顯而易見?？诳?、饑餓、色欲——我們其他的欲望都有著清晰的動(dòng)機(jī)。但是到底是什么激發(fā)了我們好奇心呢？

19世紀(jì)的德國哲學(xué)家亞瑟·叔本華認(rèn)為生命的主要任務(wù)就是“以一切維持生命”，緊隨其后的是“防止無聊，無聊就像猛禽一樣，在我們的上空盤旋，無論何時(shí)只要它從你的所需中看到了安逸的生活，就會(huì)俯沖下來?！睗M足即無聊，好奇心正是我們擺脫無聊的車票。人類學(xué)家拉爾夫·林頓（Ralph Linton）有著更深層的思考。“相比社會(huì)或自然需求，人類變得無聊的能力似乎更像是人類文化進(jìn)步的根源所在?！彼?936年曾這樣寫道。換言之，人類已經(jīng)能夠積累不可計(jì)量的知識(shí)——語言、泰姬陵、懶人毯——因?yàn)槲覀冇憛捛宦伞?/p>

但是僅僅用無聊還不能完全解釋好奇心?！坝袀€(gè)很古老的觀點(diǎn)就是好奇心和無聊是同一個(gè)連續(xù)統(tǒng)一體對(duì)立的兩端?！崩瘴氖┨┮蛘f道。然而新的觀點(diǎn)是：無聊之于好奇心并不像饑餓之于飽足或焦渴之于潤澤。更確切地說，無聊是“當(dāng)你沒有充分使用大腦的某一部分時(shí)，大腦反饋的信號(hào)?！本拖衲阍谝恢荒_上坐了很久腳麻了一樣。雖然無聊提示我們需要去鍛煉自己的大腦，但是除了好奇心之外仍有對(duì)抗無聊的良方——比如說食物或性。而且，即使我們并沒有感到無聊，好奇心也會(huì)突然冒出來。實(shí)際上，我們會(huì)為了學(xué)些新東西而很輕易地放棄我們想要或喜愛的東西。

驚喜的最佳狀態(tài)：就像選擇一本好書一樣，好奇心引導(dǎo)我們尋找新的信息，但又不能新到讓人費(fèi)解的程度

好奇心如何達(dá)到巔峰

就像查拉薩尼研究的線蟲離棄了最好的食物一樣，人類以及其他靈長類動(dòng)物總喜歡以酬勞換取信息。為了衡量這種趨勢，研究者采用了“博彩任務(wù)”的方式——該方法參考了老虎機(jī)的模式——在該測試任務(wù)中，受試者必須從一些圖像或其他類型的選項(xiàng)中反復(fù)進(jìn)行選擇。不同選項(xiàng)附帶的支付酬勞（通常是金錢）可能性也不同，隨著時(shí)間的推移，受試者知道了哪些選項(xiàng)讓他們獲得酬勞的可能性最大，他們就會(huì)一直選擇這些選項(xiàng)。但是當(dāng)出現(xiàn)了受試者之前沒見過的新選項(xiàng)時(shí)，受試者通常會(huì)選擇這個(gè)，他們會(huì)放棄掉可能的酬勞以期新選項(xiàng)能帶來更好的回報(bào)。

大腦研究認(rèn)為這種“新穎的獎(jiǎng)勵(lì)”——我們賦予新選項(xiàng)的額外比重——至少有一部分源自于它帶給我們的愉悅的感覺。例如，2007年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，就像巴甫洛夫的狗聽到鈴聲會(huì)流口水一樣，當(dāng)我們期待發(fā)現(xiàn)新事物時(shí)，我們的大腦處理類似愛和糖果之類獎(jiǎng)勵(lì)的區(qū)域就會(huì)被激活，即使預(yù)期未能實(shí)現(xiàn)。研究者總結(jié)道：“這些發(fā)現(xiàn)提出了這樣一種可能性，那就是新穎事物本身就會(huì)被大腦當(dāng)作一種獎(jiǎng)勵(lì)來處理。”

在人體被泡球蚴感染后寄生蟲長期在宿主體內(nèi)寄生，能刺激宿主免疫系統(tǒng)發(fā)生特殊的變化，棘球絳蟲長期寄生于宿主體內(nèi)，為了抵抗宿主免疫系統(tǒng)的殺傷，包蟲能引起宿主免疫系統(tǒng)發(fā)生一系列免疫反應(yīng)，宿主和包蟲的免疫系統(tǒng)都做出了相應(yīng)調(diào)整才能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的“共生”狀態(tài)。在泡球蚴感染的早期，為了避免自身遭受傷害，宿主通過體內(nèi)免疫細(xì)胞的增殖及分化使淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化功能增強(qiáng)，有排除異己、控制泡球蚴早期生長和轉(zhuǎn)移的作用；而隨著病程的進(jìn)展，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化功能有所下降，宿主的免疫反應(yīng)受抑制，泡球蚴在體內(nèi)長期寄生并發(fā)育[9]。

所以也許我的確會(huì)登錄維基百科來“打發(fā)無聊”，正如叔本華說的那樣。但是接著我會(huì)在維基百科上逗留三個(gè)小時(shí)，仔細(xì)研讀蒙古對(duì)日本的侵略，這樣做一部分是因?yàn)?，下意識(shí)地，我就是喜歡點(diǎn)擊那些鏈接時(shí)多巴胺的涌動(dòng)帶給我的快感——正是這種快感促使我們的祖先在澳大利亞和北極圈開疆辟土，發(fā)明了陶器，雕刻出了維倫多夫的維納斯。

但是，為什么我會(huì)追隨著蒙古部落的腳步進(jìn)入一片新天地？為什么我不去研究威氏黑伯勞，或者任何其他維基百科“隨機(jī)文章”按鈕推薦給我的從理論上講很有趣的課題？為什么好奇心以這種方式而不是那種方式吸引著我們？

在1994年發(fā)表的一篇論文中，勒文施泰因提出理論稱好奇心的方向是由“信息缺口”決定的，也就是對(duì)未知的突然覺醒和想要填補(bǔ)信息缺口的迫切欲望。這種認(rèn)知缺口既可能存在于物質(zhì)世界（這個(gè)奇怪的蟲子是什么），又可能存在于精神世界（愛是什么）。他的理論很好地用文字表達(dá)了為什么Upworthy網(wǎng)站的標(biāo)題如此吸引人讓人難以抗拒（該死，我可能已經(jīng)成為了海牛粉絲的22個(gè)原因是什么），以及為什么好奇心既被視為優(yōu)勢又被視為劣勢（你知道海牛的乳頭長在腋窩下么）。

然而，信息缺口甩出的魚鉤不能太大（標(biāo)題用葡萄牙文撰寫）或太小（有個(gè)事實(shí)就是，海牛生活在佛羅里達(dá)州）。在2009年的一項(xiàng)研究中，一組研究員（包括勒文施泰因）將受試者置于功能性磁共振成像儀中，然后詢問他們一系列瑣碎的問題：為了模擬人類唱歌聲而發(fā)明的樂器是什么？地球所在的星系叫什么名字？對(duì)于每個(gè)問題，受試者都需要預(yù)估一下答案的肯定程度。研究員還讓受試者評(píng)估自己對(duì)于該問題的好奇程度，并監(jiān)測他們大腦獎(jiǎng)賞中心激活的強(qiáng)度——這是另一種衡量好奇心的方法。

果然不出所料，受試者對(duì)于他們認(rèn)為自己知道的答案好奇心程度最低。但是他們對(duì)那種自己完全沒點(diǎn)頭緒的問題也不怎么感興趣。當(dāng)受試者對(duì)某個(gè)答案有了很好的猜想?yún)s又不能完全確定時(shí)，其好奇心反而會(huì)達(dá)到巔峰。好奇心的最佳狀態(tài)似乎像是信息的“金發(fā)姑娘標(biāo)準(zhǔn)”——不多不少，恰到好處。

看這兒：塞萊斯特·基德，羅徹斯特大學(xué)認(rèn)知科學(xué)家，正在利用眼部追蹤設(shè)備研究嬰兒如何集中他們的注意力

尋找恰到好處的新奇

據(jù)羅徹斯特大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家塞萊斯特·基德（Celeste Kidd）所言，嬰兒也喜歡帶有新意而非完全新穎的事物。在2012年的一項(xiàng)研究中，她跟她的同事讓一些7月和8月齡的嬰兒坐在一個(gè)屏幕前，屏幕上呈現(xiàn)三個(gè)盒子的圖案，每個(gè)盒子含有一件物品，諸如曲奇、湯匙或者玩具汽車。這些物品從盒子里以特別的方式出現(xiàn)，“類似打地鼠游戲。”通過使其中一些出現(xiàn)方式比其他出現(xiàn)方式更加頻繁，基德可以使得固有順序變得更加稀少，因此也具有更多驚喜。

基德說，我們大腦本能地尋找“恰到好處”的新奇，有點(diǎn)像我們?nèi)ヒ患視?，你不?huì)想要翻看兒童讀物，同樣也不會(huì)想看已經(jīng)翻閱多遍的書籍。另一方面，如果你選擇了一本根本看不懂的書，比如一本俄文版的天體物理學(xué)教科書，你也會(huì)遇到類似的問題。“這會(huì)相當(dāng)乏味。”想要進(jìn)行學(xué)習(xí)，你必須有能夠把握住的東西：下一步的線索不能離上一個(gè)太遠(yuǎn)——否則你永遠(yuǎn)抓不住它。所以當(dāng)你的大腦驅(qū)使你盡可能快地收集信息時(shí)，它會(huì)本能地引導(dǎo)你跳過太小或太大的差異。

要檢驗(yàn)這一原理如何運(yùn)行，機(jī)器人無疑是個(gè)優(yōu)良的載體。但由于機(jī)器人缺乏動(dòng)機(jī)（好奇心的主要成分），你首先需要給它一些動(dòng)機(jī)?！耙龅竭@一點(diǎn)，只需要通過編寫代碼讓機(jī)器人去尋找獎(jiǎng)賞即可?！痹诘聡櫟聂敔柎髮W(xué)研究人工智能的博士后瓦倫·康培拉（Varun Kompella）說道。至于是什么樣的獎(jiǎng)勵(lì)并不重要（甚至可以是若干工作內(nèi)容），只要讓機(jī)器人知道有獎(jiǎng)勵(lì)存在，并且想要獲得它們就行。同樣地，它也不知道如何獲得獎(jiǎng)勵(lì)。就像人類從學(xué)習(xí)新東西中獲得一點(diǎn)多巴胺一樣，即使它看起來毫無用處，機(jī)器人的激勵(lì)系統(tǒng)也會(huì)使得其學(xué)習(xí)行為本身成為一種獎(jiǎng)勵(lì)。

與康培拉共事的是iCub，它是一個(gè)開源的類人機(jī)器人，有著奶油色的皮膚，銀色的關(guān)節(jié)，有頭部、眼睛、手臂、手指，甚至乳頭，但沒有頭發(fā)和腿。在他傳給我的一段視頻里，iCub直接連接在桌子后面的地板上。桌子的中央放著一只塑料杯。機(jī)器人開始來回伸展，握緊或松開拳頭。起初，每一個(gè)新的動(dòng)作都能讓它學(xué)會(huì)一些東西，并且快速獲得獎(jiǎng)勵(lì)。不過很快地，它就沒有新的肢體動(dòng)作可以學(xué)習(xí)了。

設(shè)計(jì)好奇心：人工智能研究員瓦倫·康培拉使用概率算法來模仿生物的好奇心，編程讓機(jī)器人iCub盡可能快地尋獲未知的獎(jiǎng)勵(lì)

然后突然間，正徘徊不前的時(shí)候，機(jī)器人打翻了杯子。這個(gè)偶然事件讓它獲得了獎(jiǎng)賞，更重要的是，為它提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的新途徑。就像在海上航行了數(shù)月的水手突然看到了一只水鳥。就像喬治·馬洛里（George Mallory）第一次聽說珠峰。這便是好奇心，不再是隨機(jī)的，而是直接的。

接下來怎么樣呢？答案取決于一個(gè)概率算法，該算法用于計(jì)算何種行為最有可能讓機(jī)器人獲得另一個(gè)獎(jiǎng)賞。在這種情況下，因?yàn)樵诒臃秶鷥?nèi)移動(dòng)手臂能夠獲得對(duì)新動(dòng)作的認(rèn)知（還能獲得獎(jiǎng)勵(lì)哦），所以，比起忽略杯子反復(fù)做一些完全隨機(jī)動(dòng)作，或者雖然關(guān)注杯子，但卻做一些完全不同的動(dòng)作，在這個(gè)范圍內(nèi)做一些類似的動(dòng)作更有可能習(xí)得新技能。為什么要關(guān)注杯子呢？因?yàn)楸泳驮谀莾骸?/p>

康培拉的iCub最終學(xué)會(huì)了端起杯子并將它移放到桌子上一個(gè)特定的點(diǎn)上，它所表現(xiàn)出來的這個(gè)行為，正是康培拉所期待的。但它把自己訓(xùn)練成一個(gè)端杯子的，在很大程度上是因?yàn)樗还潭ㄔ诜胖拥淖雷用媲?，除了端杯子，它幾乎沒有其他選擇。

同樣地，基德的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，用意在于追蹤給定的任何時(shí)間內(nèi)嬰兒所呈現(xiàn)出的大量信息——這讓基德掌握了大量的新材料——同時(shí)也給了嬰兒有限的選擇項(xiàng)。據(jù)她講，她之所以選7到8個(gè)月的嬰兒作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，是因?yàn)樗麄儎偤玫搅诉@樣一個(gè)最佳姿態(tài)：他們既能支撐自己頭部的重量，又尚未學(xué)習(xí)走路。對(duì)于嬰兒來說，走路本身比學(xué)習(xí)走路有趣得多。她說：“沒有什么能與之匹敵?！?/p>

預(yù)測甚至控制好奇心，將使得教學(xué)更加有效，使得精神類疾病能被更好地理解，使得人們的興趣更加專注；生活也將因此具有無窮的樂趣。但是好奇心研究的艱難，也讓我們明白了它的無限性，想要真正地管理好奇心幾乎是不可能的。如今，留下的只有更多的未解謎團(tuán)。

[資料來源：Nautilus][責(zé)任編輯：彥隱]

本文作者扎克·喬治（Zach St.George），駐加利弗尼亞自由撰稿人，報(bào)道科學(xué)和環(huán)境相關(guān)內(nèi)容。