心智駭客的日常

太長;沒讀完:

1. 認知心理學實驗的日常大概就是我某一個充滿實驗的周三的樣子吧

2. 認知心理學思考的日常大概就是我某一個盡情吐槽的周五的樣子吧

3. 所謂研究的日常,就是漫長的平凡和庸碌中偶爾迸裂智慧和創造力的火花的樣子。90%的看似平淡無奇的分分秒秒,只是為了那10%的靈感乍現做準備。而大多數人,如我,可能需要花費99%的時間來找到那1%的發現和對於知識的擴展。但趣味就在這裡。

填滿實驗的星期三

三月八日,星期三。溫和的春風沐浴了巴爾的摩兩周之後,撒手而去,把小城留給了寒風,低溫和降雪。天氣的反覆無常真是令人煩惱。且不說久違的降雪到了三月才姍姍來遲,搞砸了整個冬天的滑雪體驗,氣溫的升降也影響了人們的健康和出行。作為一個研究強烈依賴人類被試的博士,我主要還是希望今天的實驗能夠順利進行。

7:30AM,鬧鐘和陽光共同將我從迷糊中喚醒。睜開雙眼,看到一旁的雪子用她碧藍的雙眼盯著我。我摸摸她的頭,轉身繼續去睡了個回籠覺。非常詭異地,我迅速迷失在邁阿密的Ultra音樂節。我從來沒參加過這個節日,今年也沒有準備去,我在這裡幹什麼?在我還沒有想明白的時候,手機再次把我拖回了巴爾的摩,雪子已經在一旁的椅子上坐了很久了。她今天早上難得地乖巧,我也得以多了一個小時的睡眠,畢竟昨天晚上想新的實驗想到了凌晨兩點才入睡。

10:30AM,我在認知科學系一樓等待M先生的到訪。M先生是一位患有阿爾茲海默症的物理學博士,他長期從事科研工作,但是數年前發現自己的知覺、行為和記憶開始退化。神經科醫生診斷出他患有阿爾茲海默症,但是與常見的阿爾茲海默症不同,他的病症起源於大腦頂葉和枕葉的退化,而不是常見的海馬回的退化。我們已經跟蹤測試M先生一年半了,但是我們仍然對於他的認知和行為上的異常知之甚少。現在已知的現象是他無法正確地定位出現在外周視野的物體,只要他不盯著一個物體看,他就一定無法準確地伸手觸碰,或者抓取這個物體。另外,他總是會看漏一些物品,無法正確地識別擺在眼前的複雜物體,閱讀和書寫也不順暢。更要命的是,我們設計的一些簡單的視覺認知任務,對他來說異常的困難,有時候我們反覆地解釋,都沒法讓他理解。

現在我們研究的焦點是希望弄清楚M先生到底是在視覺知覺上存在問題,還是由視覺引導的運動執行階段存在問題,還是對於位置的記憶存在問題。一個小時前,我已經在眼動實驗室把今天的實驗設置好了。我們將監控M先生的眼動,來了解M先生是否能夠正確地眼跳到之前刺激出現的位置。這個實驗已經是第10個版本了,我們從去年開始到最近的測試得到了一系列一致的結果,但是這些實驗結果仍然沒有能夠清楚地告訴我們如何區分知覺與運動上的問題。只有精巧的實驗設計才能夠深入我們對問題的理解,但是沒有人知道『精巧的實驗』到底長什麼樣,我們只是在未知的道路上一邊鋪路一邊前行——研究大概就長成這樣。

1:30 PM,Ames樓142號房間迎來了它今天的第一位被試。我每周三會花兩個小時測試M先生,之後則回到心理學系繼續研究一般人的認知功能。說是『一般人』,我們實際上指的是本科生們和Amazon Turk上面的參與者。我們的本科生通過參與實驗獲得額外的學分,額外的學分加上親身參與前沿實驗的快樂,有時候比得上價值10美元的報酬——起碼研究者會這樣天真地假設。當然,我們更在意的是本科生能夠老老實實地按照我們的指令完成電腦上測試。

大多數人不知道認知心理學實驗到底是怎麼回事。聽到我們對人類進行實驗的時候,也容易想起瘋狂科學家把人綁在病床上,拿電鋸準備開腦的瘋狂場景。事實上,我們通過Matlab、Python等程序語言將我們的實驗設計編寫成計算機程序,然後請被試來,坐在屏幕面前,根據我們的指令完成計算機程序所呈現的一系列任務。有時候,他們需要在看到圖片之後儘快做出反應;有時候,他們需要判斷一閃而過的圖片裡面藏有什麼信息,並盡量做到正確;有時候,他們需要判斷兩堆圓點中哪一堆有更多的圓點;有時候,他們要在一堆物體中找到要求的目標;如此這般,跟外人瘋狂而浪漫的想像比起來,這樣的實驗研究方式實在是平常而寡淡。於是為了增進『用戶體驗』,我們會盡量把實驗程序編寫的像一些簡單的小遊戲。

3:30 PM,今天就來了4個本科生,所以實驗到3點半就結束了。剩下的實驗就交給我的本科生助手吧!我收拾好書包,走向了Gilman樓的閱讀廳(下圖,Photo Credit)。這是我最喜歡的自習場所。閱讀廳寬敞安靜,如果幸運的話,我會選則一張面窗的沙發,面朝樹林,手寫代碼。因為四月就要畢業設計開題了,今天還有5篇文獻要讀完,而我的To-do列表上還需要設計20個實驗。

盡情吐槽的星期五

三月十日,星期五。

10:00AM,開始於10:00AM的視覺科學研討會,本質上是一個吐槽同好組織集會。我們每周會選擇一篇發表的文獻,然後圍坐一堂,對這篇文獻展開犀利的批判性思考。一篇優秀的文獻在我們吐槽中仍然保留它的可取之處,而一篇不太好的文獻則往往會迎來狂風驟雨般的掃蕩。這樣的吐槽集會已經在霍普金斯心理系延續了20多年,也成為了很多教授和學生每周最享受的一個小時。

今天的吐槽對象是一篇發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的文獻。參與集會的除了常見的吐槽主力以外,今天又來了幾位新面孔。

坐在圓桌左前方的是從上個世紀60年代就開始在霍普金斯心理系任教的Howard Egeth教授。Dr. Egeth在系裡德高望重,對學校、院系、和心理學研究的歷史淵源了如指掌。你每一個自鳴得意的點子,都可能聽到他輕輕地說:『我197x年左右做過這麼一個很類似的實驗。』他可以輕易地指出從上個世紀40年代開始的相關文獻的作者和研究範式,從而提出一針見血的吐槽。

下一位是Justin Halberda教授,他坐在了圓桌的主位,經常如亞瑟王一樣統領著這場吐槽大會。擁有四個本科學位的他思維極其活躍(或者說是跳躍),對於問題的剖析也十分深刻。他的吐槽範圍從研究問題的表述,到數據的分析和解釋,到文章的書寫。在他吐槽蓄力到達MAX之時,他會用笑話,擬聲,擬態,手舞足蹈等方式生動地展示一篇文章是多麼地槽點滿滿。

在Justin一旁坐著即將上任的助理教授Chaz Firestone,他正在不停地咬著指甲,快速地思考吐槽的方式和內容。在吐槽方面,他顯然也是頗有心得,畢竟他最近剛剛在《行為與腦科學》(Behavioral and Brain Sciences)上發表了目標文章(Target Article),一次性p了一整個研究領域的近200篇文章。

Chaz旁邊坐著年輕的助理教授Jason Fischer,他看起來就顯得溫和很多,是個大好人。性格溫和的他通常會使用出其不意的方式給文章來個當頭一棒,而今天的討論文章正好和他當年的研究有所關係,大家都很期待他的表現。

系主任Susan Courtney今天也加入了我們的行列,蓄勢待發。剩下的就是一些不太需要介紹的博士生們了,他們雖然不常常是吐槽的主力,但是也都助得一手好攻。比較可惜的是Justin的好基友,雙口相聲好搭檔Jonathan Flombaum教授並未出席今日的吐槽大會。於是我們就無緣雙口相聲,主要看Justin的單口相聲了。

果然,10點的鐘聲剛剛敲響,吐槽的群眾就按耐不住:『這篇文章有好幾個問題呢。』『是啊,這個解釋怪怪的啊,圖2圖3太不直觀了。』『我也不太理解圖2,而且這個實驗看起來就是兩個研究組在開會的時候遇上了,一看對方的Poster傻眼了,發現「我擦,大家做的得一樣啊」。於是轉念一想乾脆合作一起發paper好了』『看起來是這樣的,要我說,幸虧他們合作了,不然不可能發PNAS。但是還是有好幾個錯誤。』『是啊,這個曲線擬合的不對啊,那個圖3的相關根本就是扯淡吧。』『圖3真的是呵呵噠,不過這個圖2的結果還蠻有意思的』……

『等等,我們是不是應該先說明一下這個實驗到底做了什麼?』 『我還以為大家都看過這篇paper了,那好吧,我們還是從實驗本身開始吧』在吐槽進行了五分鐘以後,大家決定從基礎開始,一點一滴地吐槽這篇文章。於是大家從明白實驗設計開始,到數據的收集,數據的分析,模型的建立,模型的擬合,一步一個腳印,認真地吐槽每一個細節。其中最重要的,莫過於對於行為數據進行心理物理學曲線的擬合,這個問題上,心理物理學研究領域有自己慣例的擬合方法——只是不巧的是這種慣例方法並不是正確的,因為大量的實踐表明,在曲線擬合的過程中存在一些操作上的偏差。Justin為了確保在座的每一位研究者都明白這個問題,便以吐槽此文為出發點給大家講起了心理物理學曲線擬合的正確姿勢——他的確在說『正確姿勢』,因為他在講解正確與錯誤的擬合方法的時候,的確是擺出了不同的身體姿勢……

12:00PM, 春季學期周五的中午十二點,對於霍普金斯心理學與腦科學系的博士來說有著特殊的意義。每一個博士將在春季的某一個星期五給全系的教授和學生講解自己最新的研究。這項訓練從第一年春天開始,持續五年,每一次時長30分鐘。別慌,在每一個秋季學期,每一個博士講會在辦個系的教授和學生面前也講解自己最新的研究,這項訓練從第二個秋天開始,持續四年,每一次時長1小時。這是一次把自己置身於全系的吐槽的風險中的事件,每一個人都會以最高的標準來表現自己。雖然絕大部分的問題都是建設性的反饋,但是演講者不敢有絲毫的掉以輕心。畢竟,人在江湖,出來混總是要還的。平常總是吐槽別人的文章和研究,自己能不能經得起被吐槽還是需要拿出來測試一下。

對了,與其他學校的心理院系不同,整個霍普金斯心理學與腦科學系只有兩個主要的研究方向。一個是認知和發展心理學方向,一個是生物心理學方向發展成了現代的神經科學。至於社會心理學、臨床心理學、組織管理心理學等其他分支,我們這裡是不存在一線研究的。為了滿足本科生求知的需求,我們引入教職人員負責這些分支的知識傳授,但是他們並不隸屬於我們的一線研究人員。作為全美第一個心理學系,一百年來我們幾乎一直維持著這個傳統。所有的研究都是基礎研究,旨在理解Mind, Brain and Intelligence。然而,雖然這兩個方向都最終希望了解人類心智與行為,他們之間缺存在著明顯的取向差異。一個明顯的例子,就是認知方向的教授,並不那麼關心大腦是怎麼工作的。

今天的第一位演講者是來自生物方向的同學介紹蝙蝠是如何通過回聲在不同環境中導航,以及蝙蝠的神經系統是如何處理這一信息的。第二位演講者是來自認知方向的同學介紹人們是如何使用物體的物理屬性在一堆物體中尋找目標的。兩位同學控場都非常到位,在25分鐘的演講之後有效地控制了各方的吐槽攻勢。即使在惡意吐槽面前,也做到臨危不懼,反擊得有理有據,通過控制實驗,回歸分析等手段有效地駁回,展現了長期吐槽互搏之中積累的豐富經驗。

三個小時後,另外一場吐槽會也將進行,但是我因為在辦公室裡面跟朋友討論博士後的取向和學術人生的問題,錯過了這場吐槽會——因為我跟辦公室同事吐槽的太歡沒能及時停下來。

平凡的日常

作為一個認知心理學研究者,我們關注的問題是『心智是如何工作的』(How does the mind work)。我們的終極目標在明白認知的加工方式和手段,或者說是心智處理信息,分配信息,併產生行為輸出的一系列步驟。與入侵計算機的黑客的工作相似,我們的任務就是揭曉心智的工作原理,並且從計算的角度『入侵』這個黑箱系統。所以,作為標題黨的我,當然也就選擇了『心智駭客』這樣一個名詞。

另外要說明的是,作為旨在了解心智的工作原理的認知科學家,我們並不見得很關心『大腦是如何工作的』(How does the brain work)。 面對那些年輕天真的,憋不住要說『不知道大腦怎麼工作,怎麼可能知道心智怎麼工作』的讀者,我有太多可以說的了,只是這裡並不適合我展開。不過如果你仔細想想,我們對於心智的工作原理的理解遠遠早於我們的對於大腦的理解。另外,心智並不等同於大腦,心智只是大腦做的很多事情中的一件事情——即使這可能是最重要的一件,大腦還有很多基本的生物學事件需要處理,比如新陳代謝。好了,這個問題,我還是在此打住吧。畢竟,如果大腦的工作方式能夠幫助我們更好地了解心智,我們還是會關心的。

認知心理學研究的日常,當你將每一天都剖析出來,實際上可能是很無聊的。因為大部分時間我們都在做一些非常基礎的、世俗的、看起來和科研結果沒什麼關係的事情。每一篇發表的文獻的背後,可能是千百個小時迷茫的思考和繁瑣的實驗。所以,讀paper,讀書,讀別人的研究,和自己真正做研究,是完全不一樣的體驗。書裡面的一個公式,可能是某個人10年的思考。如果你只是覺得關於人類心智的研究讀起來蠻好玩的,或許你讀一讀就好了。

以前,我做過的99%的實驗和嘗試都是渣渣。

後來,我不斷努力,

將這個數字提高到了99.9%。

絕大部分研究的樂趣來自於思考的樂趣。心理學本身並不是簡單地對事實的積累和發現。老實說,作為一個時間並不長的學科,並沒有那麼多事實值得去記憶的。相對的,批判性思維在這門學科中顯得非常重要。對於任何一個看似已經成立的理論,都值得從它提出的基礎開始重新檢視,雖然事實上是大多數人都更樂意將自己的研究建立在某個默認的假設上。對於那些根本就還不是理論的假設,甚至只是單純的觀點,本來更應該小心地對待,但是現狀是人們更樂意被動地接受信息,而疏於主動地批判思考。另一方面,在不了解心理學研究方法的情況下,很多人樂意用地圖炮的方式指責整個心理學不是科學,然後懶得去思考這方面的研究——畢竟如果我認為這是偽科學了,為啥還要去思考呢?

不過這也沒有什麼好奇怪的,人們通常懶得去尋找和了解世界上大多數的知識的真相,而是選擇觸手可及的信息和解釋方式。Tversky和Kahneman(1973)已經揭示這種普遍存在的認知偏差了,Kahneman(2011)的新書中對此也有所總結。如果你要問我讀一個心理學專業有什麼意義,那麼最大的意義就是通過系統地學習心理學知識來訓練你的批判性思維,所有基本的心理學結論其實不過是幫你在思考的中提供材料的。換句話說,如果四年下來,你只記住了這些那些心理學知識點,而全然沒有學會利用依據來批判地看待新的信息、科普和研究,那有可能你這四年也就白耽誤了。如果不幸你博士畢業,還沒能習得一身吐槽絕技,那可能博士這幾年也耽誤了。

最後,博士研究只是一個階段和一種生活方式,對於很多和我類似的人來說是一種大多數時間比較愉快的生活方式。這個階段本身值得人全力以赴,在知識的版圖上開疆辟野。然而,還是不要被這種名稱束縛得太緊才好。之後的路,要自己想明白。雖然有天資聰穎的人在學術界拓展人類的極限是一件非常理想的事情,但事實是沒有留在學術界的人一樣可以作出突出的學術貢獻,而留在學術界的人也有可能是處於一種慣性而非有真知灼見。在我看來,學術界真正的特別之處在於提供了一種特定的生活方式、思考環境、人際氛圍和研究場地。

選擇學術為業,好處是大部分時候不需要『上班』這件事,壞處是完全不存在『下班』這件事。。。——by 沉默的馬大爺。

人生嘛,也可以選擇什麼都試試咯。以後去噹噹遊戲碼農,搞搞量化金融,逛逛祖國各地,也沒什麼大不了的。問題是,這些事情比研究人類心智更有趣嗎?

Reference

Tversky, A., & Kahneman, D. (1973). Availability: A heuristic for judging frequency and probability. Cognitive psychology, 5(2), 207-232.

Kahneman, D. (2011). Thinking, fast and slow. Macmillan.

對了,雪子是一隻貓。以及,關於視覺工作記憶的討論馬上就會續航了……我拖了太久了。
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