人类认知的基本原则和基本数学模型

      2013年开始,“人际”成为一个主题,需要我在工作中进行科学管理。所以,我一直在探索“人际关系”的模型。在两年多的时间里,从形而上的学科:“行为统计”,到逻辑分析的学科:“心理学”,以及“信息学”、“哲学”等学科逐步被我借鉴。

      最终,我将“人际关系”的模型,建立在“人的认知结构”上。

一切历史,都是人类认知的堆砌。

      认知科学在最近的三十多年里(1980年起)已经走出了“心理学”范畴,融合了许多“强大的科学”,并且在“信息学”的实用领域(IT行业)取得了非常了不起的成就。


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


      从1985年的“认知六边形”我们就可以看出,“认知科学”的体系,凝聚了这个世纪人类知识的精华。

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

——在终极的分析中,一切知识都是历史;

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

——在抽象的意义下,一切科学都是数学;

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

——在理性的世界里,所有的判断都是统计学;

C.Radhakrishna.Rao:《统计与真理》

      在人类对“科学”研究的漫漫征途上,对于“知识”、“数学”、“哲学”的共识,已经达到了非常璀璨的高度。

      如此一来,新生的“认知科学”,恰好可以借鉴牛顿先生的态度,“站在巨人的肩膀上”,遵从与运用已有的科学结果,为人类探索“自然”创造新的“知识”。

——在终极的分析中,一切“认知”都是历史;

基于对“知识与历史”的哲学逻辑的认可,我们从这个角度可以推断出:

认知的基本公式:

新的认知=f(已有认知结论 + 新的感知)

认知=f(认知 + f(感觉))

      感知:人体神经系统通过“感觉器官”获得的“感觉”,而“感觉”是原始的“神经电信号”,只有运用已有的“认知结论”进行判断后,变成“感知”。

      “感觉器官”的“神经电信号”,等同于人类“测量世界”的方法,“测量结果”可以是“真实的存在”。但是,由于“已有的认知结论”不同,对于“真实的存在”的判断也不同,所以,同样的一个“存在”,会有千差万别的“认知结论”。

      关于基本的“认知结论获取的方式”,可以参考前文:《人类认知的第一个模块:相信》

      基于这样一个逻辑情况,通过对人类已有的科学研究的结果的借鉴,我们可以推导出一系列的认知的逻辑规律:

第一个规律:不确定原则

      在前文:《人类认知的工具:漫谈大数据2》中,我提到,“人类在数学和物理学的领域中,通过不断的探索和挖掘,终于挖到了一个“科学的边界”。这个“边界”,最早出现在“量子物理学”领域。”

      关于这个“边界”的争论,或者说探讨,已经有几百年的时间,核心的论点就是,“我们的世界究竟是波还是粒子”。

简单介绍一下这个“电子双缝干涉实验”


      当,电子枪,发射电子,通过双缝,在底片成像,连续发射电子流的时候,底片上会呈现很明显的“明暗相间的条纹”,这是典型的“波”的行为 特征,“波的波峰与波谷的叠加”造成了这样的结果。

      但是,如果只发射一个电子,却只能在底片上呈现一个亮点,这又是典型的“粒子”行为。如果在两条缝上安装精密的测量仪器,会发现,不论怎么精密的监测,一个电子只能通过一个缝隙,而不是同时通过两个缝隙,这完全不同于“波的行为”

      后来,以波尔为首的“粒子派”,名将海森堡,通过对“动能*位置”的矩阵计算,得出了电子的分布特征,同样符合实验观测的结果。而以爱因斯坦为首的“波派”,名将薛定谔,发布了优美的超出“智慧”的“波动方程”,同样也用数学的方法演算了观测的结果(这个方程先问世)。

      但是,最终“粒子派”的大将波恩,一阳指戳中波动方程的“Ψ”实际上是“粒子的运行概率”。

      1926年,这个怪兽被波恩放出来以后,“上帝掷骰子么?”就成了量子物理学界头疼不已的难题。

      这个难题的一个核心的问题就是:由于电子的体积和能量过于微小和原始,现在还没有方法能够“观测”电子的结构而不影响电子的状态。

      同样的难题也困扰着“认知”的观测。由于信息的“非物质特征”,我们要观测“认知”,就必须使用“认知”去衡量,这就相当于,用一个电子去观察另外一个“一摸一样”(“大小一样”,现在的科技还不知道细节到底怎样)的电子。能够得到的结果就是“我还是我,他还是他”!

那么,认知的不确定原则包含了哪些含义呢?

一、思维的不可观测

      在现有的科技能力下,人类的观测工具对于“思维”的观测,还没有合适的工具。虽然有大量的“神经科学”运用“脑电波”、“经颅磁刺激”等方法读取神经电位变化,并绘制脑、神经节的活动。

      但是这类观测方法,仅仅类似于我们以数值标记“颜色变化”,却不能将“颜色变化”变成“信息承载”的符号,更不能解读“符号”所代表的内涵。就像“读天书”。


经颅磁刺激

二、已有观测方法的主体不可独立性

      当我们要观测一个人的认知的时候,如果没有“任何外界刺激”,或者“这个人没有任何行为”,我们是无法从静止的人的脸上读出这个人的“认知结果”的。

      一般的观测方法,是通过“刺激”、“调查问卷”、“行为观察”等方式,去观测人的“认知”,或者“心理活动”。

      但是,这个过程中,会不断产生新的“刺激”,新的“信息”。即便是最简单的“观察一个人吃饭”,这个人也会在吃的过程中,被新的因素干扰。

三、观测者、观测主体的独立分隔

      观测方法存在着必然的干扰。但是,观测者与观测主体之间,却又是两个完全独立的“认知载体”。

      在观测的过程中“观测者”往往以自己的“历史认知结论”,去理解“新的观测结果”,这种“观测者”的认知结论,与“被观测者”的认知结论,是完全不同的。

四、认知计算的递归特征

      不论是“观测者”,还是“被观测者”,在认知的过程中,总是不断将新的“感觉”信号,代入认知基本公式:认知=f(认知 + f(感觉))

      而这个过程中,新认知又被不断带入认知公式,成为历史认知。(典型的现象就是:买之前觉得非买不可,买了以后觉得“就那么回事” :D)

      我们在实验的过程中,既有希望“不干扰观测者”的难度,又有不断扩大的“理解偏差”的风险。

举个综合的案例去解释者四个含义:


     目的:观测客人是否喜欢“宫保鸡丁”这道菜

      方法:观察客人“回头点单”的比例,并通过调查问卷获得意见

分析:

      1、从模型建立的角度,主观认为客人觉得好吃了,就会第二次“点单”,那么这里就已经忽略了许多“认为好吃,但是,我因为各种原因想吃点别的”,当然也忽略了“认为好吃,但是,因为其他原因:譬如环境、价格,而不再光顾”的客人。也就是很显然,这个模型很难获取“思维”的整体样本。

      2、这个模型,是从经营者角度出发的,他没有能够洗掉除“口味好吃”这个标准之外的其他因素。譬如,有大量的客户,因为“历史认知结论”,导致“理性”约束她们不能摄入高热量食物,从而已经对饮食有了“除口味之外”的“偏见”。

      3、在“调查问卷”这个环节,因为你要采集客户的意见,你就要有这个行为,但是这个行为如果过于“生硬”,就会干扰客户的“认知”,原本觉得“口味好”,但是由于这个调查,的打扰,反而觉得“就那么回事”,原本是普通的一次“就餐行为”,但是,因为的调查的加入,变成了“评价菜品”行为,是否在发表意见的时候改变评价标准,发表意见的时候,表现出“公平、公正、更高标准”。

      4、这一次调查行为,可能让客户改变了对餐厅品牌的评价,也就是这个认知成为历史认知,被带入到下一次就餐决定。甚至这里还会出于对下一次就餐的“表征认知(联想)”而改变这一次的评价行为。

      很晕吧!哈哈,就像网络上讲的,波尔作为量子物理学的领袖,

说:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论。”

第二个规律:多维平行认知

      上个世纪中叶,对于电子的“波粒二象性”的讨论,甚至还出现了“平行”宇宙的观念,尤其上面我们提到的“双缝干涉”实验,当实验中再加入一个因素:观测者的时候,实验的“双缝干涉”结果就发生改变。


平行宇宙

      什么意思呢?就是当我们用一个精密仪器监控电子究竟从哪个缝通过的时候,也就是说,当你想弄明白,究竟电子是什么样的想法的时候,“干涉”条纹就消失了!

      很多科学家提出,这个结果是因为,我们生活在多个平行的“世界”,电子的不确定,是因为它要为多个“世界服务”,但是,由于 观察者所处的世界是确定的,所以一旦观察者将设备对准电子的时候,电子的行为就表现为这个确定的结果。

      这个理论直接吧“观察者”拉入了物理运算,结果导致了“意识”印象“存在”的悖论。这个悖论的一句最牛逼的话:

“宇宙大爆炸恰好是这个速度,最根本的原因是因为你!因为一旦快一点、慢一点,都不会形成现在的结果,也就不会有你在这个时刻讨论大爆炸的问题。因为,不让你诞生,大爆炸就失去了意义!”

还有一个文学一点的表达:“只为我在人群中望你一眼,宇宙准备了一百多亿年!”

      显然,这个观点站不住脚。但是,直到几十年以后,才有学者发现,这种理解是错误的。原作者的意思是:我们可能生活在一个超过三维的时空里,但是由于各种局限,一旦这个具有多维特征的电子运动与我们的观测设备关联的时候,就只能表现出三维特点”

      我们不管这个“量子物理学”的“逻辑坑”,因为和认知科学的“多维平行认知”比起来,这个“坑”算不上什么!

多维平行认知是什么含义呢

一、多可行性

      在一个有意义的事件点,这个时间点足够长,长到人能够有清醒的“认知结论”,一个人的“认知结果”中,即便是“同样的一件事”,也会有多个“候选结论”。

      就像早上要吃早餐,在这个时间点,可有的选择很多:煎饼、汉堡……

二、多结论参数

      对于某个可行性的结论,也会有多个理由进行判断。

      并且,这些理由,并不全是“可排序、可对比”的。

      就像对于某个具体的电子走的哪个格栅。是随机的!

三、观测影响 or 外因影响

      就像用仪器检测电子的路线的时候,会影响电子的“双缝干涉”结果一样。这个时候,你提出一个具体的问题“吃煎饼么?”就会打破随机规律。

四、宏观分布

      虽然每一次的决策具有随机性,不能由“观察者”推测出“绝对答案”,但是,对于一段时间、一批人的统计,会呈现出“潜在规律”。

从以上含义,我们可以构建:

多维平行认知的结构

      首先,由于“所要解决的问题”,不一定是单一类型答案,所以,认知结果会出现许多“结构并不相关的结果”。


多行为结果,多认知因素;离散不相关,无序

      简单举例:如果问题是“周末干嘛?”,所约束的答案就非常宽泛了,包括“睡觉、学习、打球”等等,答案的分析结构可能毫无相关性,但是行为选择却与问题“周末干嘛?”相关。并且如此行为结果相关的“天气、老师、球友的时间”等因素,可能相关度非常低。

       由于,不同的认知主体,所具备的“历史认知结果”并不相同,所以针对同一个“观点”进行判断的时候。各自的“认知结构”是相互“黑箱”的。


用自己的“观点”结构,重新构建他人的“观点结构”。

      并且,进行“观点”判断的时候,都是用自己的“观点”结构,重新构建他人的“观点结构”。

      对于,两个或者两个以上的“认知主体”(可以简单认为是人),互相沟通的时候,就具有一下的特征:

      其中,甲乙双方就“同一个事物”,进行了6个观点的交流,但是,在交流的互动中,由于“表达、观察”的方向不同,还是存在区别的。


沟通、交流的计算矩阵

      上表中的黄色代表“甲表达观点,乙观察理解”;绿色代表“乙表达观点,甲观察理解”;

      其存在着:虽然是同一观点,但是:交流{甲,乙},并不等于交流{乙,甲}!

      天啦!这不就是“量子力学”里面,海森堡的“矩阵力学”的数学模型嘛!这下好多了,直接可以用矩阵算法来计算了!

      到这里,我们介绍完了认知科学在走向“人的社会活动”过程中,所要面临的数学模型。

回到开头的引文:

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

——在理性的世界里,所有的判断都是统计学;

      到这里已经讲了:历史认知、认知计算的数学模型,最后用“统计学”来简单收个尾。其实,统计学的一些知识、工具,在之前的《人类认知的工具:漫谈大数据》系列中,已经有了详细的介绍。

从第一篇:《人类认知的第一个模块:相信》开始,“概率”、“统计”这些词就一直和认知原理紧密相随。




画外音:

      人类究竟如何从数以亿计的“感觉”单元获取信息,并进行加工处理,最后“决定”出“最重要的信息”,交给大脑皮层进行“判断”,是认知科学的终极探讨的内容。

      认知科学,已经是二十一世纪最最前沿的科学之一了。是一个民族的“科学素养”的顶级表现。

      我曾经和小伙伴说过一个案例,在我的“销售学”(认知科学的一个应用分支)结构中,有一个典型的运算公式:“销售人员和骗子,她们基本上使用相同的方法,进行工作,这个方法就是’传递信息’。她们之间的方法区别并不大,技巧区别也不大。但,根本区别是,销售以客户正确理解信息为目的。骗子以客户错误理解信息为目的。使客户理解错误的方法有:缩短理解时间、使用偏见结论等”

      认知科学是一个应用范围非常广泛的学科,大到“法律制定与解读”,小到“夫妻间甜蜜交流”,无处不在。

      在最近一年的时间里,我们发现了大量的认知学科在人类社会的数学结构,作为与人相关的一切工作和研究的基础:认知的数学结构,直接作用于工作的目的、方式、方法以及可能取得的成就。

      我也多次犹豫,是否将这些结果写出来。甚至在考虑是和“中国的”还是和“外国的”公司合作,去实现这些数学模型。最近想开了,既然我所看到的这些结果,都是源自“互联网学习”,那我就放在互联网上吧。也算是,生于此、长于此。

      而且,由于我没有很好的英语能力,认知科学的现有讨论很多都是英语背景的,我希望,其他能看到最新消息的网友,能和我分享这个学科的发展方向。

其他:

对于思维和量子力学的很多观点的类比,还有多多很有意思的地方:

1、自由的电子,和有立场的电子

我们开头提到的双缝干涉实验,在没有“观测者干扰”的情况下,电子按照“波”的形式,在底片上呈现“干涉条纹”,一旦“观测者进行任何形式的观测”,甚至是,在电子通过格栅之后,再进行观测,底片上就只呈现“格栅的影子”。

这就像我们的思想,当不考虑别人的想法的时候,思想(在本文中称为认知活动)是可以随意进行的。但是,一旦知道别人在“偷看”的时候,立即就变成了“乖乖仔”。

2、除了观测到的结果,其他平行宇宙都是无意义的

在平行宇宙的理论中,许多人认为,去关注那些“没有观测到的结果的其它宇宙”是无意义的,因为他在多维空间中与“主人公”所在的世界并不关联,是无意义的。同样对“另外一个宇宙里的主人公”来说,我们这个“宇宙”也是无意义的。

这就像思想在大脑里,不论你怎么想,都不碍事,只要你没干出来,那些想法就都是无意义的。就像前面提到的“周末干啥?”,你可能有N种想法,但是最终表现出来,与你的老爸、老妈、老婆、孩子、房子、车子、灰尘、一切一切相关的世界,你说表现出来的结果只有一个。而其他“平行想法”都是无意义的。

3、难道“未来”真的能够影响“过去”么

跟第一条类似的,有人故意设计了“坑电子的实验”,就是在电子通过格栅以后,快要接触到底片之前,去观察电子的路线。但是电子还是会跳出“干涉现象”。这就出现了问题,“观测”这件事情,其实是发生在电子通过“格栅”之后的,那电子怎么会提前知道呢?

就像人的思想一样,在脑袋里面想的时候,可以想得任意复杂,任意“细节”,甚至可以想到“200年后”,但是,一旦回到现实,哪怕这个距离现实只有一亿分之一的尺度。一切幻想就都消失了。回到现实里成为“乖乖仔”。

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