如何学习自己能力之外、晦涩抽象的知识？

编者按：专业人士比起大众，到底“高超”在什么地方呢？很多人对于专业人士的印象就是，道理讲起来一套一套的，左一个概念右一个术语，信手拈来不费吹灰之力。但是同样是人，同样的大脑，为何他们“聪明”这么多？或许他们确实“天资聪颖”，但学习的方法也助力不少。本文的作者认为，“比喻”不仅是文学中的一种修辞手法，更是人类认识世界最根本的方式之一。搭好比喻的“脚手架”，你想成为博学家也并不难。本文编译自medium的原题为“Use 'Metaphorical Scaffolding' to Learn Hard Stuff”的文章。

社会学家、理论物理学家、数学家，光是听到这些词，我们都可能心生敬意。仿佛他们身上有魔术师一样的天分，他们做的事情不是我们这些麻瓜可以理解的，尤其是提到一些抽象概念的时候，人家秒懂，理解起来易如反掌，而我们就被秒杀。

没错，有些人确实比其他人要聪明，但是如果你认真观察他们学习的过程，就会发现，他们也是凡人。

正如MIT是数学家Gian-Carlo Rota所说，每个数学家都只有几个“把戏”：

“很久以前，一个老的的数论学者在贬低匈牙利数学家埃尔德什·帕尔的研究。这个老学者语气平淡、十分肯定地说，帕尔的研究归根结底就是几个“小把戏”，他证明自己的其他结论，全是基于这几个结论。我听得很不耐烦，因为他没有意识到，所有数学家，包括最顶尖的数学家，也只不过是反复用同样的几个小把戏，来支持自己的其他理论。”

其实，深刻睿智的思想家并没有什么魔法，他们是很聪明，但是除此之外，也跟你我一样是凡人，只不过他们手里有几个小把戏。

本文中，我希望解开深度思考的一些谜团。

错误的“湿件”

可能光是听到量子物理学和行为神经科学，就足够让有些人觉得头疼了，我们的第一反应，就是这类型知识很难理解。但是这样的学科，本身就是难的，就连业内的专家，也觉得很复杂。

就像诺贝尔奖获得者费恩曼说的，“我觉得，没有人理解量子力学。”

科学家在面对抽象概念的时候，其实跟你我一样，都会觉得困难。澳大利亚理论物理学家尼尔森在《极端思考》一书中说：

很多科学家在面对这样的抽象概念的时候，没有比普通人高超到哪里去。我们手头的“装备”跟其他人的没有两样。可想而知，科学家面临的特殊挑战就是，他们的“装备”不是专门为理解抽象概念打造的，但这个宇宙的基本法则却全是抽象的。

尼尔森所说的“装备”，就是黑客有时候说的“湿件”。

湿件（Wetware）是从”硬件“软件”等计算机用语中衍生出来的，指的是人身上和硬件及软件相等同的元素，尤指中央神经系统和人类大脑，也可以用来制所有生命形式。湿件内的硬件可以有神经元来体现，而神经元的放电次序则表现了其软件属性。

湿件就是人类用来理解时间，与世界交互的装备。

人类其实是个很年轻的物种，从游牧民族祖先决定种植农作物、定居，直到现在，不过传了300代左右。换言之，人类的身体和思维并非为现代生活打造的。像虚拟货币、正交矩阵和星际旅行这样的概念，理解起来可能十分困难。

“我们没有理由假设，认为自然法则是人类思维可以理解的。人类思维的发展是为了赢得与其他物种之间的竞争，只是在此过程中，意外地理解到了宇宙的法则。人类的大脑擅长的是识别人脸、制造工具和理解社交情景，而不是解数学方程，或者理解抽象的推理过程。在科学研究的过程中，我们使用的工具本是作他用的。既然不是专门为科学研究打造的工具，那有时候用的不顺手，也是很自然的。”

有些概念很难理解：想象一下，六维空间是什么样子？很难想象？不只是你，大家都觉得很难想象，不管他们是不是学理论物理的。

但是，理论物理学家确实“在六维空间”里思考，他们是怎么做到的？

欺骗大脑

如果老师会告诉孩子们，进化和现代社会对于大脑的要求是不匹配的，那么我们就知道为什么有些书上有些概念这么难理解。我第一次了解到这一点，是在阅读哈佛语言学家Pinker的书《白画布》（The Blank Slate）的时候：

有时候我们迷惘，是因为我们的认知进化旨在达到的目的，与我们在现代社会中使用思维想要达到的目的，是不相匹配的。我们的思维让自己能与现实的某些方面相接触，比如客观存在的物体，动物和其他人，这些是我们的祖先在几百万年来需要面对的。但是，科学和技术打开了新世界的大门，我们的“原始”思维自然会感到陌生。

人类思维本不是为解决线性代数、达尔文进化论、奥地利经济学或者基因测序而生的，要解决这些问题，我们需要些特殊的工具：

“我们没有思维上的工具，帮助自己直观地理解（这些学科）。我们依靠的是类比，旧瓶装新酒，用已知衡量未知，把其他感官都用上，搭建起”思维装置“，捕捉新概念的各种细节，帮助自己“理解”。这些陌生领域里的“理解”，通常是不均衡、浅薄，而且有原始直觉痕迹的。”

Pinker在这段话中提到两点，

• 类比

• 思维装置

说到底，就是比喻接着比喻。

上语文课的时候，老师常常提到比喻作为一种修辞手法，“眼睛是心灵的窗口。”，“时间如白驹过隙。”，再看看成语，心如死灰，面如土色，但比喻不是语文老师、诗人和词作者的专利，我们的语言和生活当中有很多比喻。

事实上，每个人都在使用比喻，作为理解周围世界的思维工具。

Kevin Simler在文章《诚实和人体》中提到，

“在个人的发展中，身体先于语言和复杂思维。孩子一开始理解世界，是通过他们的身体。他们后来对世界的理解，建立在身体的理解之上。正如George Lakoff说的，我们的抽象思维能力，完全扎根于（概念的）比喻。我们在抽象领域内做推断，其基础是更为具象、有形体的领域。‘表意明晰的想法之基石，本身就是比喻，这些比喻深深地扎根于人的身体和人的经验。’Lakoff 引用了McGilchrist的这么一句话。”

简单说来，我们理解某些概念，是建立在对其他概念的理解基础之上的。要理解“爱”这样看不见摸不着的概念，我们需要像“旅程”、“疯狂”，“战争”等比喻。

但是，仔细想想，我们对爱的理解不能只是空中楼阁，由一大堆比喻交织形成的“大网”吧。这些比喻也是有来源的。

比喻的来源就是我们自己的身体。

我们唯一能实实在在感受到的，就是自己身体体验。通过这些体验，我们试图理解艰深、复杂的概念。人类生活在三维世界里，要想象六维空间，肯定不容易。

Pinker认为，借由（来自经验的）类比，将它们串联起来，就能“欺骗大脑”，建立思维装置，帮助我们理解复杂抽象的概念。下图就是个很好的说明，由最底层的经验，我们创造比喻（第二层），将比喻叠加（第三层），最后构成复杂的概念。

图片来源：medium-Use 'Metaphorical Scaffolding' to Learn Hard Stuff

这让我想起盲人摸象的故事，在看不见的情况下，一群盲人摸象，试图猜测自己摸的是什么。如果他们能相互沟通，或许就能想象出大象的全貌，但是这样的想象并不是完美的。

如果概念越复杂、越抽象，我们理解起来，就需要叠加更多的比喻，理解起来也就越困难。也许这就是量子力学不好理解的原因，因为我们对世界的理解和穴居人没有太大区别，而量子力学离我们身边自然、有形的世界太遥远了。

想象一下，假如刚摸完象的这群盲人，找到一群哑巴，用手语向哑巴形容自己摸到的“大象”，那哑巴想象出的大象，又会是什么面貌？

总的说来，要理解复杂概念，在脑海中构建出概念的楼阁，就需要用上比喻“脚手架”——将比喻叠加起来，直到自己理解复杂概念为止。

具体操作

理论讲完了，比喻脚手架在现实当中具体如何运用呢？

在美国物理学期刊上发表了这样一篇论文，研究的是还没成为专业人士的学生，思考方式和教他们的教授有什么分别。

学生如何思考

大多数物理专业毕业出来的邪恶生，都跟自己入学时水平相差无几。假如一个学生想解决某个问题，他们会怎么办？论文中说：

学生在常规的学习之后，知识架构还不完善。他们对专业的理解，只有零零星星的一些事实和等式，这些知识对于理解概念用处不大。如果学生需要解决某个问题，他们通常会识别出问题里出现的结构性特点。然后他们就随便找自己知道的与结构性特点相关的等式，往具体的问题上套。

这就是经典的“按部就班”、“按套路”解决问题的方法，但是只要问题转变形式，换个面貌，他们就解不出来了。

专业物理学家会怎么做？

他们会利用比喻脚手架：

“物理学家依靠的是质量分析和问题呈现方式（比喻、可视化和直觉），来理解和构造物理过程的数学表达。下图就有好几个功能：1. 总结出一个物理过程最突出的特征，除去其他无关细节的干扰，图有助于理解，在物理上很直观；2.这些图表可以“串联”在一起，从而让物理学对更复杂的过程做质量分析（通过比喻脚手架）；3.运用特殊的规则，得到启发，用图表构建对过程的详细数学表达。”

我刚读完这一段的时候，觉得真是酷毙了。物理学家的高深，就在于他们善用比喻脚手架来理解和解决问题：

• 从直观、形体可感、基于经验的图表入手，帮助自己理解。

• 如果遇到更复杂的概念，就将j几个图表联系起来看，形成比喻脚手架，帮助自己理解。

• 最后，把图表中得出的理解转化为数学表达，得出答案。

a为图示，b为数学表达。

就算数学表达你不明白，但图表看起来还是很直观，更容易理解的。

最后的启示

这么多年来，我一直觉得依靠图表和直觉来学习是很“弱”的，这说明我“不够聪明”。但是我错了，我们都只是普通人，所有人都需要借助直觉来理解复杂概念。

比喻脚手架确实是个有效的方法。

我个人非常崇敬的老师每次在讲理论以前，都会举很多例子，让理论变得形象生动。我在自己写作的过程中，也希望由浅入深。如果你能看到本文的末尾，说明我做的还算不错吧！

我永远不会忘记教授转小说家的Umberto Eco说过的一句话：“只有出版商和记者觉得大众喜欢简单的事物，但大众对简单的事物其实厌烦的很，他们希望受到挑战。“

文章几乎每段都是物理学家，最后还是借物理学家的光环，升华一下主旨。伟大的物理学家理查德·费曼（美国理论物理学家，量子电动力学创始人之一，纳米技术之父）曾说：

“人类这个物种才刚刚看见曙光，对有些问题摸不透，也合情合理。但是我们的未来还长远着呢，我们的使命就是尽己所能，努力学习，改善解决问题的方法，并把知识传递下去。”

编译组出品。编辑：郝鹏程