互动科普

人类改进技术可以不需要真正理解它们

相较于对事物本质的深刻理解，细微的调整能够带来技术的革新。

关键词：认知科学；文化利基（culture niche）；认知利基（cognitive niche）；

早期人类的发明——弓箭、房屋、独木舟——真的是源于超越了黑猩猩、狮子和其他物种的先天智慧吗？还是源于数代人集体智慧的逐渐积累与不断改进调整呢？这样的信息共享并不要求每个人都能对缓慢发展的技术背后的机制有基本的了解。

在学术界，这两种大相径庭的猜想来自于不同的思考方向。“认知利基”猜想的支持者们认为，人类中每个个体独立策划与理解因果关系的能力让他们可以创造出能轻松适应广阔环境的技术，即技术具有跨越了整个地球的环境适应性；而“文化利基”理论的支持者们则认为，即使是像弓箭这样的早期技术创造都是高度复杂的发明，超出了任何一个单独个体的能力范围——哪怕是青铜时代的爱因斯坦。

这一分歧要怎样化解？有一个解决方案是进行实验模拟多代人中技术的发展情况。一位年轻的法国科学家Maxime Derex完成了这样一组实验，成为了文化推动技术发展这一假说的有力证据。

在这项研究中，Derex和他的同事们召集了不同世代的志愿者——每个世代都由一名法国大学生代表。每位学生有五次尝试机会做一只轮子，他们需要不断调整四根辐条上的砝码的位置以让轮子可以在一米长的轨道上跑得更快。最后两次尝试中的重量设置将被视频记录下来并展示给由五名学生组成的“世代链”中的下一代。共有十四个这样的“世代链”参与了第一期实验。

调整重量可以让学生们控制轮子的质心与惯性，这并不像看上去那么简单。“如果你认为你可以轻松完成这个任务，你需要再想一想，即使是物理或是工程专业的学生都无法快速解决这个问题。”在一篇随研究一同发表在《自然·人类行为》（Nature Human Behaviour）上的评论文章中，英国杜伦大学（Durham University）的Rachel L. Kendal这样写道。

来源：Maxime Derex

结果显示，经过五代人的发展，每一“世代链”中轮子滚动的速度都得到了提升。平均速度从第一代时的123.6m/小时上升到了第五代时的145.7m/小时。（可以达到的最大速度为154m/小时。）

研究者们同时评估了被试者们对于何种质量的排布可以提升滚轮速度这一问题的认知。每一“世代链”的最后一代学生需要从两只质量分布不一致的轮子中选择他认为可以跑得更快的那一只。忽略掉每一代间的细小差别，学生们并未展示出对于前述问题认知的提升。“他们并不知道为什么会这样。”Derex说，他现在是法国图卢兹高等研究所文化演进方向的研究员，也是法国国家科学研究中心（CNRS）的成员。这一实验在另外十四个“世代链”中进行了重复，这一次，研究者们要求受试者将自己所认为的可以加快轮子滚动速度的理论写下来并传给下一代——但下一代并不能利用这些信息去更好地理解实验。

这一研究逐渐被广泛接受。苏格兰圣安德鲁斯大学（University of St. Andrews）行为学与进化生物学的教授Kevin N. Laland（未参与这项研究），称赞Derex和他的同事“是一支强大的科学家团队，所有人都不断地做出杰出的工作。”Laland和这项新研究的通讯作者，英国埃克塞特大学（University of Exeter）的Alex Mesoudi曾合作过多篇论文，他认同这一新发现。 “人们总是习惯性地接受那些不经意间不合常规的行为，很少明白为什么那些他们已经接纳的文化信仰和行为会行之有效，并总是对他们的行为作出没有科学依据的虚假解释。”他说。

Olivier Morin并未参与这项研究，身为德国耶拿市马克斯-普朗克人类历史科学研究所(Max Planck Institute for the Science of Human History )的一位团队负责人的他认为这项研究“极为聪明并且被完美地完成了。”但他同时补充道，研究成果并不是对于认知利基假说的完全否定——在他看来，这一假说并不与文化利基学说相矛盾。“寻常人对于技术的理解不完美并不意味他们对它的理解不存在。”他说，“学习者们并不会胡乱地去发展无意义的技术。”Morin以实验中的学生为例，指出，他们在实验中总是会避免采用同时降低加速度与速度的重量调整方案。

Derex和他的同事们并不否认人类个体的智慧在其中起到了一定的作用——甚至这两种解释应当一同存在。但这篇文章的共同作者，Derex在亚利桑那州立大学（Arizona State University）2014-2017年间的博士后导师Robert Boyd仍然认为，总的来说，研究的成果是向文化利基理论一方倾斜的。他回溯了与Derex在2015年共同进行的一项实验，这项实验表明，随着技术的投入越来越复杂，群体学习就越能胜过个人的单打独斗。此研究在电脑上进行，要求参与者们建造虚拟的图腾柱。为此，他们必须通过完成一些复杂的任务，比如说制作工具以制造其他的工具来实现它。“通过比较那些参与了社会学习的人群和那些没有参与的，这项实验清晰地展现了在任务更为复杂的情况下，相比于个人学习，群体智慧累积的优越性。”Boyd说。

“车轮研究”也带来了其他的问题。在接下来的实验中，Derex希望研究他在观察知识如何在世代进行传承的过程中所产生的一个想法：那些向自己的“后辈”传递了部分正确理论（如充分利用轮子的惯性而不是质心）的参与者提高了他们的成绩，但这样的提高却阻碍了他们进一步的思考——是否在调整的同时改变质心会获得更好的结果呢？“他们止步于一个部分正确的解决方案，”Derex说，这一结果产生了一个颇具争议的问题，是否在某些情况中，教育本身会因为限制了未来的创新而适得其反。

作者：Gary Stix

Gary Stix是《科学美国人》的资深编辑，他同时也在ScientificAmerican.com上更新博客Talking Back。

翻译：谢瑾仪

审校：王艺静

原文链接：https://www.scientificamerican.com/article/humans-can-improve-technology-without-really-understanding-it/