遥控设备上的物块 , 使之晃动 , 也可使设备发光 。 在这种情况下 , 幼儿仍能正确判断出 , 晃动哪个物块能以更高概率使机器发光 。 虽然在实验之初 , 孩子们认为隔空控制物块是不可能的(我们曾问过他们) , 但根据事件发生的概率 , 他们能不断发现让他们感到吃惊的事实 , 从全新的角度去认识这个世界 。
在另一项实验中 , 我和劳拉·舒尔茨(Laura Schulz , 现任职于美国麻省理工学院)给一组4岁儿童展示了一个玩具 , 玩具顶部有一个开关和一蓝一红两个齿轮 。 打开开关 , 齿轮就会转动 。 这个玩具虽然简单 , 工作原理却可以有很多种:可能是开关让两个齿轮同时转动 , 也可能是开关启动了蓝色齿轮 , 蓝色齿轮再带动红色齿轮 , 诸如此类 。 我们向孩子们展示了每种原理的示意图 , 比如红色齿轮的转动可能是因为受到蓝色齿轮的推动 。 接着 , 我们拿来好几个这样的玩具 , 每个玩具的工作原理都不同 , 然后为孩子们做一些相对复杂的演示 , 暗示玩具是怎么运转的 。 孩子们会看到 , 如果我们取下红色齿轮 , 再打开开关 , 蓝色齿轮仍会转动 , 但如果先取下蓝色齿轮再打开开关 , 玩具不会有任何动静 。 让人吃惊的是 , 当我们让这些孩子挑选每个玩具对应的运行原理图时 , 他们能根据自己看到的演示过程 , 很快弄清楚玩具是怎么运转的 , 找出相应的原理图 。 不仅如此 , 当另一组孩子单独面对玩具时 , 他们会以各种方式把玩玩具 , 以便弄清楚运行原理——就像在做实验一样 。
舒尔茨用另一种玩具又做了一组实验 。 这个玩具有两根杠杆 , 分别连着玩具鸭子和玩偶 。 按一下杠杆 , 鸭子或玩偶就会冒出来 。 向一组学龄前儿童演示时 , 一次只按一根杠杆 , 相应的玩具即会出现 。 而给第二组儿童演示时 , 则同时按两根杠杆 , 鸭子和玩偶会一起出现 , 但他们从未看到单独按一根杠杆时会出现什么情况 。 然后 , 研究人员让孩子们自己玩这个玩具 。 第一组孩子花在玩具上的时间 , 远少于第二组的孩子 , 因为他们已经知道玩具的工作原理 , 兴趣大减 。 第二组孩子则面对着一个谜团 , 他们不由自主地玩着玩具 , 很快就弄清楚按下一根杠杆会发生什么事情 。
这些结果显示 , 孩子们自发玩耍的过程(任何东西都想抓来玩) , 其实也是不断实验、探究事物因果关系的过程——这是最有效的探索世界是怎么运行的方法 。
【大脑中的“计算机”】

显然 , 孩子们并非像成年科学家那样 , 有意识地开展实验或分析数据 。 不过 , 儿童大脑在无意识中处理信息的方式 , 必定与科研思维类似 。 认知科学的一个重要概念就是 , 大脑就像由进化设计出的计算机 , 运行着由日常经历编写的程序 。
计算科学家和哲学家已开始用与概率相关的数学概念 , 来理解科学家和儿童那强大的学习能力 。 在一种全新的机器学习程序开发方法中 , 科学家运用了所谓的“概率模型”(也叫贝叶斯模型或贝叶斯网络) , 这样的程序可解开复杂的基因表达问题 , 帮助理解气候变化 。 这种程序设计方法也让我们对儿童大脑“计算机”的可能运作方式有了新的认识 。
概率模型结合了两种基本概念 。 首先 , 它们用数学方法来描述儿童对人、事物和词语可能作出的各种假设 。 比如 , 我们可以把儿童的因果概念描绘成一张事物间的因果关系图 , 在“按蓝色杠杆”的图标前 , 画一个箭头指向“玩具鸭子弹出” , 来描述这种假设 。
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