Навдивовижу логічний розум немовлят

Як немовлята так швидко вчаться з такого малого обсягу інформації? У веселій, експериментально обґрунтованій промові Лаура Шульці демонструє, як наші малята приймають рішення, застосовуючи сильну незаперечну логіку, ще задовго до того, як вони навчаться розмовляти.

Марк Твен блискуче виклав суть

фундаментальної проблеми когнітивістики

буквально однією фразою.

Він сказав: "У науці справді є
дещо захоплююче.

Такі далекосяжні та всеохопні гіпотези

вона здатна будувати на підставі
дріб'язкових статистичних даних."

(Сміх)

Твен, звичайно, жартував, але він правий:

В науці насправді є дещо захоплююче.

За декількома кістками ми зробили
висновок щодо існування динозаврів.

За спектральними лініями ми
визначили структуру туманності.

Спостерігаючи за плодовими мушками,

виявили механізми наслідування.

За відтвореними зображеннями кров'яних
потоків у мозку,

або, як у моєму випадку, за поведінкою
маленьких дітей,

ми можемо дещо сказати про фундаментальні механізми

людського пізнання.

У моїй лабораторії в Департаменті мозку
та когнітивних наук в МІТ

останні десять років
я намагалася осягнути таємницю:

здатність дітей так швидко і багато
вивчати майже з нічого.

Виявляється, що дивовижність науки

є також дивовижною особливістю дітей,

яка полягає, повертаючись до
Марка Твена,

у їх здатності робити складні та
абстрактні судження

швидко та безпомилково, виходячи з
невеликої кількості інформації.

Сьогодні я покажу вам лише 2 приклади.

Один стосується узагальнення,

інший - причинно-наслідкового зв'язку.

І, хоча я збираюся говорити про роботу
в лабораторії,

насправді, я в боргу перед людьми, що
надихали мене.

Я вдячна менторам, колегам та
співробітникам з усього світу.

Дозвольте мені почати з проблеми
узагальнення.

Для науки узагальнення на основі невеликої вибірки даних - хліб насущний.

Ми опитуємо невелику частку електорату

і прогнозуємо результати національних
виборів.

Ми бачимо, як жменька пацієнтів реагує на ліки під час випробувань,

і ми виводимо ці ліки на ринок.

Але це працює тільки тоді, коли зразки є
випадковими.

Якщо ж ми застосовуємо вибірковий підхід,

наприклад, ми опитуємо лише жителів
міста,

або, в клінічні випробування лікування
серцевих хвороб

ми включаємо лише чоловіків,

тоді результати можуть не поширитись
на широкі верстви населення.

Отже науковці переймаються щодо
того, чи є вибірка випадковою,

але як це пов'язано з малюками?

Малюки постійно мають узагальнювати
інформацію з маленьких зразків.

Вони бачать кілька ґумових качок
та розуміють, що вони плавають,

або бачать декілька м'ячів та розуміють,
що вони стрибають.

І вони розвивають очікування щодо
качок і м'ячів,

які вони будуть поширювати на всіх
качок і на всі м'ячі

до кінця свого життя.

Узагальнення, які вони зробили щодо
качок та м'ячів,

вони мають робити буквально
щодо всього:

щодо туфлів, кораблів, сургучу,
капусти та королів.

Чи турбуються малюки про те,
чи їх маленькі спостереження

розповсюджуються на більшість?

Давайте розберемося.

Я покажу вам 2 фільми,

кожен з яких демонструє одну з умов
експерименту,

і через те, що ви побачите лише
два фільми,

ви побачите лише двох малюків,

а будь-які дві дитини неймовірно
відрізняються одна від одної.

Але ці малюки, звичайно, представляють
групи малюків,

і відмінності, що ви побачите,

представляють середні розбіжності поведінки малюків за певних умов.

В кожному фільмі ви побачите,
як малюк робить, мабуть,

саме те, чого від нього чекають,

і ми навряд чи можемо зробити малюків
більш чарівними, ніж вони вже є.

Але прекрасним є те, -

і на що я хочу звернути вашу увагу, -

це контраст між цими двома умовами,

тому що єдине, що розрізняє ці 2 фільми,

це статистичні дані,
за якими вони будуть спостерігати.

Ми покажемо малюкам коробку блакитних та жовтих м'ячиків,

і моя, тоді ще аспірант, а нині колега зі
Стенфорду, Хайвон Гвеон,

витягне з коробки
три блакитних м'ячі поспіль,

і коли вона витягне ці м'ячі,
вона їх стисне,

і м'ячі почнуть пищати.

Якщо ви - це малюк,
це ніби виступа на TED.

Краще не буває.

(Сміх)

Важливо зауважити, що це справді легко -
витягти три блакитних м'ячі поспіль

з коробки, що містить переважно
блакитні м'ячі.

Ви можете зробити це з закритими очима.

Ймовірно, це випадкова вибірка
з цієї множини.

І якщо ви навмання витягуєте щось
з коробки і воно пищить,

тоді можливо все, що лежить
в коробці, пищить.

Можливо, малюки очікують,
що жовті м'ячі також будуть пищати.

Жовті м'ячі мають смішні палички на кінці,

так що малюки можуть робити з ними
щось інше, якщо захочуть.

Вони можуть бити та калатати ці м'ячі.

Але подивимось, що роблять малюки.

(Відео) Хайвон Гвеон: Бачиш це?
(М'яч пищить)

Бачиш? (М'яч пищить)

Круто.

Бачиш цей?

(М'яч пищить)

Вау.

Лаура Шульц: Я ж вам казала.
(Сміється)

(Відео) ХГ: Бачиш цей?
(М'яч пищить)

Кларо, цей м'ячик для тебе.
Можеш ним гратися.

(Сміх)

Коментарі зайві, так?

Це добре, що малюки поширюють
властивості

блакитних м'ячів на жовті м'ячі,

і вражає те, що малюки можуть навчатися
шляхом імітації наших дій,

але ми вже давно це знали.

Але цікавим є питання:

що трапиться, коли ми покажемо малюкам те саме,

і ми можемо впевнитись, що це те саме,
бо у нас є таємний відсік

і ми дістаємо м'ячі саме з нього,

але цього разу ми змінили лише
видиму сукупність,

з якої малюки витягують
докази.

Цього разу, ми покажемо малюкам три
блакитних м'ячі,

витягнутих з коробки, що
містить переважно жовті м'ячі,

і що, як ви думаєте?

Ви, певно, не зможете випадково витягнути три блакитних м'ячі

поспіль з коробки, що містить переважно
жовті м'ячі.

Ймовірно, вони не були випадково вибрані.

Можливо, Хайвон свідомо витягує
блакитні м'ячі.

Можливо, в цих блакитних м'ячах є
щось особливе.

Можливо, лише блакитні м'ячі пищать.

Давайте подивимось, що робить малюк.

(Відео) ХГ: Бачиш?
(М'яч пищить)

Бачиш цю іграшку?
(М'яч пищить)

Це було класно. Бачиш?
(М'яч пищить)

Цим можеш гратися.
Бери його і грайся.

(Занепокоєння)
(Сміх)

ЛС: Отже ви щойно побачили
двох 15-місячних малюків,

які діяли по-різному,

в залежності від того,
що вони спостерігали раніше.

Дозвольте показати вам результати
експерименту.

По вертикалі ви бачите відсоток
малюків,

що стиснули м'яч в обох випадках,

і, як ви бачите, малюки радше
узагальнюють тоді,

коли щось наявне в вибірці з великою
вірогідністю,

ніж коли ми застосовуємо вибірковий
підхід.

І це приводить нас до кумедного
передбачення:

Припустимо, ви витягнули блакитний м'яч з переважно жовтої коробки.

Ви, певно, не витягнете 3 блакитних м'ячі
поспіль з жовтої коробки,

але можете випадково вибрати один
блакитний м'яч.

Це не є неймовірним.

Якщо ви навмання занурили
руку в коробку

і витягнули дещо, що пищить,
можливо, все в коробці пищить.

Незважаючи на те, що діти побачать менше доказів пищання,

і мають набагато менше дій для
імітації

в цих умовах, ніж в тих,
що ми щойно побачили,

ми передбачили, що малюки будуть
більше стискати,

і саме це ми і виявили.

Отже, 15-місячні малята,
в цьому відношенні, як науковці,

цікавляться, чи є вибірка випадковою,

і використовують це, щоб мати
очікування щодо навколишнього світу,

що пищить, а що - ні,

що досліджувати, а що ігнорувати.

Дозвольте показати вам інший приклад,

цього разу щодо проблеми
випадкових міркувань.

І все починається з проблеми
заплутаності доказів,

що всі ми переживаємо,

тому що ми є частиною світу.

Це може не бути проблемою для вас, але, як більшість проблем,

проблема є тільки тоді,
коли щось пішло не так.

Візьміть для прикладу малюка.

Щось пішло не так.

Він хоче, аби іграшка працювала,
але не може так зробити..

Покажу вам декілька секунд кліпу.

Тут є 2 можливих варіанти:

Можливо, він робить щось не так,

або, можливо, щось не так
з іграшкою.

Отже, в цьому експерименті

ми дамо малюкам небагато
статистичних даних,

що будуть підтверджувати одну
з гіпотез,

ми побачимо, чи зможуть малюки
користатися ними для прийняття рішень

щодо того, що потрібно робити.

Ось де пастка.

Хайвон прагне, аби
іграшка працювала, їй це вдається.

Я спробую двічі і обидва рази
зазнаю невдачі,

потім Хайвон ще раз спробує
і досягне успіху,

і це приблизно характеризує мої
стосунки зі всіма моїми

студентами-технологами.

Але важливим є той факт, що
ми не бачимо доказів тому,

що проблема в іграшці,
проблема в людині.

Хтось може її увімкнути,

хтось не може.

Тепер, коли малюк отримує іграшку,
у нього буде вибір.

Його мама сидить поруч,

отже він може передати іграшку
і змінити людину,

але на другому кінці скатертини
буде інша іграшка,

і він може, потягнувши за скатертину,
змінити іграшку.

Давайте подивимось, що зробить малюк.

(Відео) ХГ: Два, три! Поїхали!
(Музика)

ЛС: Раз, два, три, поїхали!

Артур, я спробую ще раз.
Раз, два, три, поїхали!

ХГ: Артуре, я спробую ще раз, добре?

Раз, два, три, поїхали!
(Музика)

Подивись на це. Пам'ятаєш ці іграшки?

Бачиш ці іграшки? Так, я покладу
одну ось тут,

а цю я дам тобі.

Ти можеш гратися нею.

ЛС: Добре, Лауро, звичайно,
малюки люблять своїх матусь.

Звичайно, вони віддають іграшки
своїм матусям,

коли не можуть їх увімкнути.

Знову, найважливіше питання:
що буде, коли ми трохи

змінимо статистичні дані.

Цього разу малюки побачать, як іграшка
працює і не працює в тому ж порядку,

але ми змінимо розподіл результатів.

Цього разу Хайвон одного разу увімкне
іграшку, одного - ні, і я так само.

І це підтверджує той факт, що не важливо
хто грається, іграшка зламана.

Вона не працює кожного разу.

Так само, малюки матимуть вибір.

Її матуся сидить поряд,
отже вона може змінити людину,

а також на іншому кінці скатертини
лежить інша іграшка.

Подивимось, що вона зробить.

(Відео) ХГ: Два, три, поїхали!
(Музика)

Дай мені спробувати ще раз.
Раз, два, три, поїхали!

Хмм.

ЛС: Дай мені спробувати, Кларо.

Раз, два, три, поїхали!

Хмм, я спробую ще раз.

Раз, два, три, поїхали!
(Музика)

ЙГ: Я покладу цю ось тут,

а цю віддаю тобі.

Ти можеш тепер гратися.

(Оплески)

ЛС: Дозвольте показати вам результати
експерименту.

По вертикалі ви бачите
розподіл

вибору дитини в кожній з умов

і ви бачите, що розподіл виборів,
які роблять діти,

залежать від того, що вони
спостерігають.

Отже, на другому році життя

малюки здатні використовувати
статистичні дані,

аби зробити вибір між двома
фундаментально різними стратегіями

поведінки у світі:

просити допомоги чи досліджувати самому.

Я щойно продемонструвала вам
2 лабораторних експерименти

із сотні експериментів в цій
області, що демонструють те саме,

тому що вирішальним аргументом

є те, що здатність дітей робити
цінні висновки з розсіяних даних

лежить в основі всього
нашого культурного пізнання.

Діти вивчають новий інструмент лише
після декількох прикладів.

Вони розуміють випадкові зв'язки
після лише декількох прикладів.

вони навіть вивчають нові слова,
в цьому випадку, мову жестів.

Я хочу завершити,
зробивши 2 акценти.

Якби ви слідкували за мною,
у вивченні мозку та когнітивістиці,

протягом минулих двох років,

ви би помітили 3 великі ідеї.

Перше - ми живемо в еру інтелекту.

Більш того, були зроблені приголомшливі
відкриття в неврології:

локалізація функціональних областей
кори головного мозку,

досягнення прозорості мозку мишей,

активація нейронів за допомогою світла.

Друга важлива ідея полягає в тому,

що це ера величезних даних та
машинного навчання,

і це навчання в перспективі
різко змінить наше розуміння

всього: від соціальних мереж
до епідеміології.

І можливо, це вирішує проблему
інтерпретації сцен

та природної обробки мови,

аби пояснити нам дещо
щодо людського пізнання.

І, нарешті, останнє, що
ви почули -

можливо, це добре, що ми дізнаємось багато чого про наш мозок

та матимемо доступ до великих
баз даних,

тому що, кинуті напризволяще,

люди помиляються,
використовують легкі шляхи,

ми помиляємось,

ми упереджені,
і, у багатьох випадках,

ми неправильно розуміємо світ.

Я вважаю, що це дуже важливі історії,

і вони багато про що нам говорять,
про те, як це - бути людиною,

але я хочу, аби ви зрозуміли,
що я розповіла вам зовсім інше.

Це історія про розум, а не про мозок,

і зокрема, це історія про розрахунки,

що може зробити лише людський розум,

що включає в себе обширні, структуровані
знання та здатність до навчання,

використовуючи невелику кількість
інформації з кількох лише прикладів.

Принципово, що це історія про те,
як починаючи шлях дитиною,

і продовжуючи увесь шлях
до найбільших досягнень

нашої культури,

ми правильно розуміємо
навколишній світ.

Люди можуть не тільки вчитися,
використовуючи невеликі дані.

Людський розум думає
про нові ідеї.

Людський розум генерує
дослідження і відкриття,

генерує мистецтво, літературу,
поезію та театр,

людський розум піклується про
інші людські створіння:

про старих, молодих, хворих.

Ми зцілюємо їх.

В наступні роки ми побачимо технологічні
інновації

за межами того,
що я можу собі уявити,

але навряд, чи ми

побачимо щось навіть приблизно схоже
на обчислювальну силу малюка,

протягом мого чи вашого життя.

Якщо ми будемо інвестувати в найбільш
потужних учнів та їх розвиток,

в малюків та дітей,

в матусь та татусів,

вихователів і вчителів,

так само, як ми інвестуємо у потужні
та витончені форми

технологій, інженерії та дизайну,

ми не тільки будемо мріяти
про краще майбутнє,

ми будемо готуватися до нього.

Дуже вам дякую.

(Оплески)

Кріс Андерсон: Лауро, дякую вам.
Я маю до вас питання.

По-перше, ваше дослідження,
воно божевільне.

Справді, хто міг зробити такий
експеримент? (Сміх)

Я передивлявся кілька разів,

і до цих пір не можу до кінця повірити в
те, що це по-справжньому,

але люди проводили схожі експерименти;
це виправдано.

Малюки насправді є геніями.

ЛС: Знаєш, вони вражаюче виглядають
в наших експериментах,

але подумай, якими вони є
у житті?

Спочатку це малюки.

Через 18 місяців
вони розмовляють,

і перші слова малюка це не просто
"качка" або "м'ячик",

а речі типу "все",
що означає зникнення,

або "о-оу", що має означати
ненавмисну дію.

Це дуже сильно.

Це, мабуть, набагато сильніше,
ніж все, що я вже показала.

Вони починають розуміти цілий світ.

Чотирирічна дитина може говорити з
тобою про все, що завгодно.

(Оплески)

КА: Якщо я правильно тебе розумію,
ти наголошуєш на тому, що

ми пройшли через всі ці роки,
коли всі розмови

про те, яким винахідливим є наш мозок,

що поведінкова економіка та
всі теорії за нею,

ми не є раціональними.

Ти кажеш, що найважливіше
в цій історії те, що існує

незвичайний геній,
якого недооцінили.

ЛС: Моя улюблена цитата з
психології,

сказана соціальним психологом
Соломоном Ешем.

Він сказав, що основним завданням
психології є зняття

вуалі очевидності з речей.

Кожен день ви приймаєте
мільйони рішень,

через які ви
розумієте світ.

Ви все знаєте про об'єкти
та їх властивості.

Ви знаєте, коли вони закриті.
Ви знаєте їх у темряві.

Ви можете зайти
в кімнату.

Ви можете з'ясувати, про що думають
інші люди. Можете розмовляти з ними.

Ви можете полетіти в космос.
Знаєте арифметику.

Знаєте причинно-наслідкові зв'язки.
Про моральність суджень.

Ви легко все це робите,
і ми цього не помічаємо,

саме так ви правильно розумієте світ,
і це дивовижне

та дуже складне для розуміння
досягнення.

КА: Я підозрюю, серед аудиторії є люди,
які мають

погляди на прискорення
технологічної потужності,

які можуть заперечити ваше судження,
що ніколи в житті

комп'ютер не зробить того,
що може трирічна дитина,

але зрозуміло,
що в будь-якому випадку,

машинам є чого повчитися у наших
повзунків.

ЛС: Я згодна.

Ніколи не тримайте парі проти
малюків або шимпанзе,

або технології.

Але це не тільки кількісна різниця,

це якісна різниця.

У нас є надзвичайно потужні
комп'ютери,

і вони виконують
дивовижно складні завдання,

зазвичай з величезною
кількістю інформації.

Я вважаю, людський розум робить дещо
інше.

Структурована та ієрархічна природа
людського розуму

залишається справжнім викликом.

КА: Лауро Шульц, чудовий матеріал
для роздумів. Величезне вам дякую.

ЛС: Дякую.
(Оплески)