מארק טוויין סיכם את מה שאני מחשיבה
כאחת הבעיות הבסיסיות של מדע הקוגניציה
במשפט שנון אחד.
הוא אמר, "יש משהו מרתק במדע.
אדם מקבל החזרה כה גדולה של השערות
תמורת השקעה כל כך זעומה בעובדה."
(צחוק)
טוויין התכוון לכך כאל בדיחה, כמובן, אבל הוא צודק:
יש משהו מרתק במדע.
מכמה עצמות, אנחנו מסיקים על קיומם של דינוזאורים.
מקווי ספקטרום את הרכב של ערפיליות,
מזבובי הפירות,
מנגנוני התורשה,
ומתמונות משוחזרות של דם שזורם דרך המוח,
או במקרה שלי, מאופן ההתנהגות של ילדים קטנים,
אנו מנסים לומר משהו על המנגנונים הבסיסיים
של הקוגניציה האנושית.
במיוחד במעבדה שלי במחלקת מדעי המוח והקוגניציה
ביליתי את העשור האחרון בניסיון להבין את המיסתורין
של איך ילדים לומדים כל כך הרבה מכל כך מעט, כל כך מהר.
משום שמתברר שמה שמרתק במדע
הוא גם משהו מרתק אודות ילדים
אשר, אם עושים ספין עדין יותר על מרק טוויין,
זו בדיוק היכולת שלהם להסיק, מסקנות מופשטות עשירות
מהר ובמדויק מנתונים זעומים ורועשים.
אני הולכת לתת לכם רק שתי דוגמאות היום.
האחת היא בעניין בעיה של הכללה,
והשנייה היא בנושא ההיגיון הסיבתי
ולמרות שאני הולכת לדבר על עבודה במעבדה שלי,
העבודה היא בהשראתה ובזכותה של עבודת שטח.
אני אסירת תודה לחונכים, לעמיתים, ולמשתפי פעולה ברחבי העולם.
הרשו לי להתחיל עם הבעיה של הכללה.
הכללה מדוגמאות קטנות של נתונים היא הלחם והחמאה של המדע.
אנו סוקרים חלק זעיר של הבוחרים
ואנו צופים תוצאות של בחירות ארציות
אנו רואים כיצד קומץ של חולים מגיב לטיפול בניסוי קליני,
ואנחנו מכניסים תרופות לשוק לאומי.
אבל זה עובד רק אם המדגם שלנו נלקח באופן אקראי מהאוכלוסייה.
אם המדגם שלנו נבחר בקפידה בדרך כלשהי -
למשל, אנו מסקרים רק בוחרים עירוניים,
או למשל, בניסויים הקליניים שלנו לטיפולים במחלות לב,
אנו מכלילים רק גברים --
התוצאות אולי לא יכלילו את האוכלוסיה הרחבה יותר.
אז למדענים אכפת אם ראיות נדגמו באופן אקראי או לא.
אבל מה לזה ולתינוקות?
ובכן, תינוקות צריכים להכליל מדגימות קטנות של נתונים כל הזמן.
הם רואים כמה ברווזי גומי ולומדים שהם צפים,
או כמה כדורים והם לומדים שהם קופצים.
והם מפתחים ציפיות לגבי ברווזים וכדורים
שהם הולכים להרחיב לגבי ברווזי גומי וכדורים
למשך שאר חייהם,
ואת סוגי ההכללות שתינוקות צריכים לעשות לגבי ברווזים וכדורים
הם צריכים לעשות לגבי הכל כמעט:
נעליים וספינות ושעוות-חותם וראשי כרוב ומלכים.
אז האם לתינוקות אכפת אם טיפת ראייה שהם רואים
היא מייצג סביר של אוכלוסיה גדולה יותר?
בואו ונגלה.
אני הולכת להראות לכם שני סרטים
כל אחד מהם משני מצבים של ניסוי
ומשום שאתם הולכים לראות רק שני סרטים,
אתם הולכים לראות רק שני תינוקות,
וכל שני תינוקות שונים זה מזה בדרכים רבות מספור.
אבל תינוקות אלה, כמובן, מייצגים קבוצות של תינוקות,
וההבדלים שאתם עומדים לראות
מייצגים הבדלי קבוצה ממוצעים בהתנהגותם של תינוקות לאורך מצבים שונים.
בכל סרט אתם הולכים לראות תינוק עושה אולי
בדיוק רק מה שאתם עשויים לצפות מתינוק שיעשה,
ואנחנו בקושי יכולים לגרום לתינוקות להיות יותר קסומים ממה שהם כבר.
אבל לדעתי הדבר הקסום,
ומה שאני רוצה שתשימו לב אליו,
הוא הניגוד בין שני מצבים אלה,
כי הדבר היחיד ששונה בין שני סרטים אלה
הוא הראיות הסטטיסטיות שהתינוקות עומדים להבחין בהם.
אנחנו הולכים להראות לתינוקות תיבה של כדורים כחולים וצהובים
והסטודנטית המתמחה שלי אז, שכיום היא עמיתה חדשה בסטנפורד , היווון גוואון,
הולכת לשלוף 3 כדורים כחולים בזה אחר זה מתוך תיבה זו,
וכאשר היא שולפת כדורים אלה החוצה, היא הולכת למעוך אותם,
והכדורים יצפצפו.
ואם אתם תינוקות, זה כמו הרצאה ב-TED.
זה לא נעשה יותר טוב מזה.
(צחוק)
אבל מה שחשוב זה שממש קל לשלוף שלושה כדורים כחולים ברצף
מתוך תיבת כדורים בעיקר כחולים.
תוכלו לעשות זאת בעיניים עצומות.
זה מדגם אקראי סביר מקבוצה זו.
ואם אתם יכולים להושיט יד לתיבה באקראי ולשלוף ממנה דברים מצפצפים,
אז אולי כל דבר בתיבה חורק.
אז אולי תינוקות צריכים לצפות גם מהכדורים הצהובים שיצפצפו.
עכשיו, לכדורים צהובים אלו יש מקלות מצחיקים בקצה,
כך שתינוקות יכולים לעשות דברים אחרים איתם אם הם היו רוצים.
הם יכולים לחבוט בהם או להצליף איתם.
אבל בואו נראה מה התינוקת עושה.
(וידאו) היוון גוואון: רואה את זה? (כדור מצפצף)
ראית את זה?
מגניב.
רואה את זה?
(כדור מצפצף)
וואו.
לורה שולץ: אמרתי לכם? (צוחקת)
(וידאו) ה.ג. רואה את זה? (כדור מצפצף)
היי קלרה, זה בשבילך. את יכולה להמשיך ולשחק.
(צחוק)
ל.ש.: אני אפילו לא צריכה לדבר, נכון?
בסדר, זה נחמד שתינוקות יעשו הכללה של תכונות
מכדורים כחולים לכדורים צהובים,
וזה מרשים שתינוקות יכולים ללמוד מלחקות אותנו,
אבל ידענו דברים אלה על תינוקות מזה זמן רב.
השאלה המעניינת באמת
היא מה קורה כאשר אנו מראים לתינוקות בדיוק את אותו הדבר,
ואנחנו יכולים להבטיח שזה בדיוק אותו הדבר כי יש לנו תא סודי
ואנחנו למעשה שולפים את הכדורים משם,
אך הפעם, כל מה שאנו משנים זה את הקבוצה
שממנה ראייה זו נמשכה
הפעם, אנחנו הולכים להראות לתינוקות שלושה כדורים כחולים
שהוצאו מקופסה בעיקר של כדורים צהובים
ונחשו מה?
אתם (כנראה שלא) תשלפו 3 כדורים בזה אחר זה
מתיבה של בעיקר כדורים צהובים
זו לא ראיית דגימה סבירה באופן אקראי.
ראייה זו מצביעה על כך שאולי היוון דיגמה במתכוון את הכדורים הכחולים
אולי יש משהו מיוחד בכדורים הכחולים.
אולי רק הכדורים הכחולים מצפצפים.
בואו נראה מה התינוקת עושה.
(וידאו) ה.ג.: רואה את זה? (כדור מצפצף)
רואה את הצעצוע הזה? (כדור מצפצף)
הו, זה היה מגניב. רואה? (כדור מצפצף)
עכשיו זה בשבילך לשחק. את יכולה לשחק.
(התרגשות) (צחוק)
ל.ש: אז אתם ראיתם שני תינוקות בני 15 חודשים
עושים דברים שונים לחלוטין
שמבוססים רק על ההסתברות של הדוגמה שהם ראו.
הרשו לי להראות לכם את תוצאות הניסוי.
על הציר האנכי, תראו את אחוז התינוקות
שמעכו את הכדור בכל מצב.
וכפי שתראו, סביר הרבה יותר שתינוקות יעשו הכללה
כשזה ייצוג מתקבל על הדעת של האוכלוסייה
מאשר כשהראייה נבחרת בקפידה
וזה מוליך לחיזוי מהנה:
נניח ששלפתם רק כדור כחול אחד מהתיבה שבה רוב של כדורים צהובים
אתם (כנראה לא) תוציאו 3 כדורים כחולים בזה אחר זה , באקראי מתוך תיבה צהובה.
אבל יכולתם באקראי לדגום רק כדור כחול אחד.
זה לא מדגם בלתי סביר.
ולו יכולתם להגיע לתיבה באקראי
ולהוציא משהו שחורק,מצפצף, אולי הכל בתיבה מצפצף.
אז למרות שתינוקות הולכים לראות הרבה פחות ראיות לצפצופים,
ויש להם הרבה פחות פעולות לחקות
במצב זה של כדור אחד מאשר במצב שראיתם זה עתה.
חזינו שהתינוקות עצמם ילחצו יותר.
וזה בדיוק מה שמצאנו.
ובכן, לתינוקות בני 15 חודשים, בהקשר זה, כמו מדענים,
אכפת אם ראיות נדגמו באקראי או לא,
והם משתמשים בזה כדי לפתח ציפיות לגבי העולם:
מה חורק ומה לא,
מה לחקור וממה להתעלם.
הרשו לי להראות לכם דוגמה נוספת עכשיו,
הפעם על חשיבה סיבתית
וזה מתחיל עם בעיה של ראייה מבולבלת.
שיש לכל אחד מאיתנו.
שהיא שאנחנו הננו חלק מהעולם
וזה עשוי לא להיראות לכם כמו בעייה, אבל כמו רב הבעיות,
זו רק בעיה כאשר דברים משתבשים.
קחו את התינוק הזה לדוגמה.
דברים משתבשים עבורו.
הוא היה רוצה לגרום לצעצוע זה לפעול, ואינו יכול.
אראה לכם סרטון של כמה שניות.
ויש שתי אפשרויות, בגדול:
אולי הוא עושה משהו לא בסדר.
או שאולי יש משהו לא בסדר בצעצוע.
אז בניסוי הבא,
אנחנו הולכים לתת לתינוקות רק טיפ-טיפה של נתונים סטטיסטיים
שתומכים בהשערה אחת לעומת השנייה,
ואנחנו הולכים לראות אם תינוקות יכולים להשתמש בזה כדי לקבל החלטות שונות
מה לעשות.
הנה המערך.
היווון תנסה לגרום לצעצוע לפעול ותצליח.
ואז אני אנסה פעמיים ואכשל בשתי הפעמים.
ואז היווון תנסה שוב ותצליח.
וזה בערך מסכם את מערכת היחסים שלי עם הסטודנטים שלי לתואר שני
בטכנולוגיה באופן כללי
אבל הנקודה החשובה כאן היא שזה מספק מעט ראיות
שהבעיה אינה עם הצעצוע. אלא עם האדם.
יש אנשים שמסוגלים לגרום לצעצוע לפעול.
ויש כאלה שלא.
עכשיו, כשהתינוק מקבל צעצוע, הולכת להיות לו בחירה.
האמא שלו היא ממש שם,
אז אני יכולה לתת את הצעצוע ולהחליף את האדם.
אבל הולך להיות צעצוע אחר בקצה הבד הזה,
והוא יכול למשוך את הבד אליו ולהחליף את הצעצוע.
אז בואו נראה מה התינוק עושה.
(וידאו) ה.ג.: שתיים, שלוש. צא! (מוסיקה)
ל.ש: אחת שתיים שלוש, צא!
ארתור, אני הולך לנסות שוב. אחת, שתיים שלוש, צא!
ה.ג: ארתור, תן לי לנסות, טוב?
אחת, שתיים, שלוש, צא!
תראו את זה. זוכר את הצעצועים האלה?
רואה את הצעצועים האלה? אני הולכת להניח את זה כאן.
ואני הולכת לתת את זה לך.
אתה יכול להמשיך ולשחק.
ל.ש: טוב, לורה, אבל כמובן, תינוקות אוהבים את האמהות שלהם.
כמובן שתינוקות נותנים צעצועים לאמהות שלהם
כשאינם מצליחים להפעיל אותם.
אז שוב, השאלה החשובה באמת היא מה קורה כאשר אנו משנים
מעט את הנתונים הסטטיסטיים .
הפעם, תינוקות הולכים לראות את הצעצוע פועל ולא פועל בדיוק באותו הסדר,
אבל אנחנו משנים את חלוקת הראיות.
הפעם, היווון הולכת להצליח פעם אחת ולהיכשל פעם אחת, וגם אני!
וזה מציע שלא משנה מי מנסה את הצעצוע הזה. הצעצוע שבור.
הוא לא פועל כל הזמן.
שוב, לתינוק הולכת להיות ברירה.
אמא שלה נמצאת ממש לידה, כך שהיא יכולה לשנות את האדם
והולך להיות צעצוע אחר בקצהו של הבד.
בואו נראה מה היא עושה.
(וידאו) ה.ג.: שתיים, שלוש, צא! (מוסיקה)
תנו לי לנסות עוד פעם אחת. אחת, שתיים, שלוש, צא!
המממ.
ל.ש: תני לי לנסות, קלרה.
אחת, שתיים, שלוש, צא!
הממ, תנו לי לנסות שוב.
אחת, שתיים, שלוש, צא! (מוסיקה)
ה.ג.: אני אשים את זה כאן,
ואני אתן את זה לך.
את יכולה להמשיך ולשחק.
(מחיאות כפיים)
ל.ש.: תנו לי להראות לכם את תוצאות הניסוי.
על הציר האנכי תראו את החלוקה
של בחירות הילדים בכל מצב,
ותראו שחלוקת הבחירות שילדים עושים
תלוייה בראיות שנצפו.
אז בשנה השנייה של החיים,
תינוקות יכולים להשתמש בטיפ-טיפה של נתונים סטטיסטיים
כדי להחליט בין שתי אסטרטגיות שונות במהותן
כדי לפעול בעולם:
לבקש עזרה ולחקור.
הראיתי לכם זה עתה שני ניסויי מעבדה
מתוך מאות, בשטח שמראים נקודות דומות,
בגלל שהנקודה הקריטית ממש
היא שיכולתם של הילדים להסיק מסקנות רבות מנתונים דלים
נמצאת בבסיס כל תרבות הלמידה ייחודית-למינים שאנו עושים.
ילדים לומדים על כלים חדשים מתוך כמה דוגמאות בלבד.
הם לומדים קשרי גומלין סיבתיים חדשים מכמה דוגמאות בלבד.
הם אפילו לומדים מילים חדשות, במקרה זה בשפת סימנים אמריקאית.
אני רוצה לסיים עם שתי נקודות בלבד
אם עקבתם אחרי העולם שלי, תחום מדעי המוח והקוגניציה
בשנים האחרונות,
הייתם שמים לב לשלושה רעיונות גדולים.
הראשון הוא שזה עידן המוח.
ואכן, היו תגליות מדהימות בחקר מדעי המוח:
לוקליזציה של תפקודים מיוחדים באזורים של קליפת המוח,
הפיכת מוחות של עכברים לשקופים.
הפעלת נוירונים עם אור.
רעיון גדול שני
הוא שזה העידן של נתונים גדולים ולמידת מכונה,
ולמידת מכונה מבטיחה לחולל מהפיכה בהבנה שלנו
של כל דבר, החל מרשתות חברתיות לאפידמיולוגיה.
ואולי, בעת התמודדות עם בעיות של הבנת סצנה
ועיבוד טבעי של שפה,
לספר לנו משהו על קוגניציה אנושית.
והרעיון הגדול האחרון שהייתם שומעים עליו
הוא שאולי זה רעיון טוב שאנחנו הולכים לדעת כל כך הרבה על מוחות
ויש גישה רבה כל כך לנתונים רבים,
כי אם ניעזב לנפשנו
בני אדם נוטים לטעות, אנחנו עושים קיצורי דרך,
אנחנו שוגים, אנחנו עושים טעויות,
אנחנו מוטים, ובמובנים רבים מספור,
אנו תופשים לא נכון את העולם.
אני חושבת שאלה כולם סיפורים חשובים,
ויש להם הרבה מה לספר לנו על מה זה להיות אנושי,
אבל אני רוצה שתשימו לב שהיום סיפרתי לכם סיפור שונה מאוד.
זה סיפור על המודעות ולא על המוח,
ובמיוחד זה סיפור על סוגי חישובים
שבאופן ייחודי התודעה האנושית יכולה לבצע,
שמעורבים בו ידע מובנה עשיר, והיכולת ללמוד
מכמויות קטנות של נתונים, ראייה של רק מעט דוגמאות.
וביסודו, זה סיפור על איך מתחילים כילדים קטנים מאוד
וממשיכים כל הדרך להישגים הגדולים ביותר
של התרבות שלנו.
אנו תופשים נכון את העולם .
התודעה האנושית לא רק לומדת מכמויות קטנות של נתונים,
התודעה האנושית חושבת על רעיונות לגמרי חדשים.
התודעה האנושית יוצרת מחקר ומחוללת גילוי.
והתודעה האנושית יוצרת אמנות וספרות ושירה ותיאטרון,
והתודעה האנושית דואגת לבני אדם אחרים:
הזקנים שלנו, הצעירים שלנו, החולים שלנו.
אנו אפילו מרפאים אותם.
בשנים הבאות, אנחנו עומדים לראות חידושים טכנולוגיים
מעבר לכל מה שאני יכולה לדמיין,
אבל מאוד לא סביר שאנחנו
נראה משהו שמתקרב אפילו לכוח החישובי של הילד האנושי
בחיים שלי או בשלכם.
אם נשקיע הרבה בלומדים אלה ובפיתוחם
בתינוקות ובילדים
ואימהות ואבות
ובמטפלים ומורים
בדרך שאנו משקיעים בצורות האחרות האלגנטיות ורבות העצמה שלנו
של טכנולוגיה, הנדסה ועיצוב,
לא רק נחלום על עתיד טוב יותר,
נתכנן כזה.
תודה רבה.
(מחיאות כפיים)
כריס אנדרסון: לורה, תודה. למעשה יש לי שאלה אליך.
ראשית המחקר הוא מטורף.
אני מתכוון, מי היה מעצב ניסוי כזה? (צחוק)
ראיתי את זה כמה פעמים
ועדיין איני מאמין בכנות שיכול להיות שזה באמת קורה.
אבל אנשים אחרים עשו ניסויים דומים; זה עובד.
התינוקות באמת כאלה גאונים.
ל.ש: אתה יודע, הם נראים ממש מרשימים בניסויים שלנו,
אבל חישבו על איך שהם נראים בחיי היומיום. נכון?
זה מתחיל כתינוק.
18 חודש מאוחר יותר זה מדבר אליך.
והמילים הראשונות של התינוקות הן לא רק דברים כמו כדורים וברווזים,
אלה דברים כמו "הכל הלך", שמתייחסים להיעלמות.
או "או-או" שמתייחס לפעולות שאינן מכוונות.
זה חייב להיות עד כדי כך חזק.
זה חייב להיות הרבה יותר חזק מכל דבר שהראיתי לכם.
הם מבינים את העולם כולו.
בן 4 יכול לדבר איתכם כמעט על כל דבר.
(מחיאות כפיים)
כ.א.: ואם אני מבין אותך נכון הנקודה המרכזית האחרת שאת מצביעה עליה היא,
כבר עברנו דרך השנים האלה שיש בהן את כל הדיבורים האלה
עד כמה מוזרה ומטורפה התודעה שלנו.
שכלכלה ארגונית ותיאוריות שלמות עומדים מאחורי זה
שאנחנו לא יצורים רציונליים.
את באמת אומרת שהסיפור הגדול יותר הוא עד כמה יוצא מהכלל,
ויש גאון שם שאינו מוערך דיו.
ל.ש.: אחד מהציטוטים בפסיכולוגיה האהובים עלי
הוא של הפסיכולוג החברתי סולומון אש,
והוא אמר שהתפקיד הקריטי של פסיכולוגיה הוא להסיר
את מעטה הראיה-העצמית מעל הדברים.
ישנם סדרי גודל יותר החלטות שמקבלים מדי יום
שמבינים את העולם נכון.
אתם יודעים על אובייקטים והמאפיינים שלהם.
אתם מכירים אותם כאשר הם חסומים. אתם מכירים אותם בחושך.
אתם יכולים לעבור דרך חדרים.
אתם יכולים להבין מה אחרים חושבים. אתם יכולים לדבר איתם.
אתם יכולים לנווט בחלל. אתם יודעים על מספרים
אתם יודעים על קשרים סיבתיים, אתם יודעים על חשיבה מוסרית.
אתם עושים זאת בקלות, ולכן אנו לא רואים את זה.
אבל ככה אנחנו מבינים את העולם נכון, וזה מרשים
והישג קשה מאוד להבנה.
כ.א.: אני חושד שיש אנשים בקהל שיש להם
השקפה זו של האצת כוח טכנולוגי
שאולי יחלוק על ההצהרה שלך שאף פעם בחיינו
מחשב לא יעשה את מה שילד בן 3 יכול לעשות,
אבל מה שברור הוא, שבכל תרחיש,
למכונות שלנו יש כל כך הרבה ללמוד מהפעוטות שלנו.
ל.ש.: אני חושבת כך,יהיו לכם כמה אנשי למידת מכונה כאן.
כלומר, אתם אף פעם לא צריכים להמר נגד תינוקות או שימפנזים
או טכנולוגיה למעשה,
אבל זה לא רק הבדל בכמות,
זה הבדל בסוג.
יש לנו מחשבים רבי עוצמה,
והם עושים דברים מתוחכמים להפליא,
לעתים קרובות עם כמויות גדולות מאוד של נתונים.
התודעה האנושית, אני חושבת, עושה משהו שונה בתכלית,
ואני חושבת שזה המבנה ההיררכי המובנה של הידע אנושי
שנשאר אתגר אמיתי.
כ.א.: לורה שולץ, חומר נפלא למחשבה תודה רבה לך.
ל.ש.: תודה רבה (מחיאות כפיים)