王立銘：擁有了這種思維，讓你的孩子掌握通向未來的鑰匙
為人父母的你，是否想過你的孩子所要面臨的未來世界，會變成什麼樣？面對無法預知的未來，孩子需要學多少的知識才能應對？
語數外、物理化這樣的課內知識要學好還不夠，天體運動、AI編程、機器人設計這樣的知識也樣樣不能落！
但是這些知識，真的都有必要學嗎？
機器人專家漢斯·莫拉維克繪製過一張「人類能力地形圖」，裡面列出了很多能力，不同的海拔高度代表了它們被機器取代的難度，其中有兩座最高峰，分別是科學和寫作。
科學和寫作，代表了人類思維和創造力的兩大高峰，有沒有可能抽象成具體的方法論，教給孩子呢？
有的，今天，28歲就當了博導，浙江大學的神經生物學家——王立銘，就為我們帶來了他的科學方法論。
熟悉童行的童學們一定知道，王教授不僅是頂尖的科學家，在頂級科學期刊發表了多篇paper，同時還是暢銷書作家，科普圖書《吃貨的生物學修養》、《上帝的手術刀》都備受追捧，被稱為「中國最會講科普的科學家」，可以說，科學和寫作的高峰，他都攀登了。
王教授自認從科學思維中受益良多。小到做事的條理性，大到正確把握事情的發展方向，科學思維能讓我們認識到一個更真實的世界，也能幫我們找到正確的行事方式，看透事物背後的原理，把握萬物運轉的本質。
「科學思維，是讓孩子掌握通向未來的鑰匙」，王立銘教授如是說。作為兩個孩子的爸爸，他也在家庭教育中身體力行的實踐對女兒們科學思維的培養。不需要每個人都做科學家，但幫助孩子懂一些科學思維，可以幫助他們撥開眼前的層層迷霧，更清晰地看到事物的本質。
講座預告：如何在家中給孩子開展科學思維啟蒙，王立銘教授將傾囊相授。5月25日晚19點，童行《你的眼界，孩子的邊界》系列大師啟蒙講座將邀請立銘教授，和童行家長們分享他的獨家科學思維課程。免費收聽，參與方式請至文末。
Part 1、日常生活里的「不科學」
讓我們先幻想一個小場景：
「今天早上出門太慌張忘了戴手錶，結果開車上班的路上居然就被連環追尾了。我可是十年不違章、無事故的老司機啊！我的那塊表是老爸送的，一定能辟邪，以後一定得常戴著。」
現在讓我來考考你，上面這種說法，問題出在哪裡？
我們來簡單分析一下這件事情的邏輯：
發生了一件事A（忘了帶爸爸的手錶）；同時或者隨後發生了另一件事B（出了車禍）。於是A導致B，A是B的原因，B是A的結果。
用通俗易懂的話來說，這個邏輯就是，相關等於因果。但其實，兩件事同時或者先後出現，和兩件事有因果關係，這裡面的差別大了去了。
這裡咱們先討論討論，如果兩件事A和B同時或者先後出現，除了因果關係，它們之間還可能有什麼關係？
巧合：一個最直接的可能性當然就是，兩者純屬偶然的巧合。
相關：兩件事也許確實有關聯。但是兩件事總是同時出現也確實不是純粹巧合，它們倆都是另外一件事的結果。
因果：真正的因果聯繫，是一件事導致了另一件事，缺了它另一件事就不會發生，也是我們想要知道的，導致結果的真正原因。
現在讓我們帶著這些基本的理論儲備，再回頭看開篇所提到的場景。在這個場景里，當然有一種可能性，忘帶爸爸的手錶和出車禍是有因果關係的，確實是沒帶爸爸的手錶的那天出了車禍。
除此之外，我們再把上面的幾種可能性套進去試試看：
一個可能性當然是純粹的巧合。
另一個可能性是忘戴手錶也好、開車出事故，都是另一個隱藏的比較深的因素，比如加班太多」「精神渙散」的結果。
類似的可能性還可以列出一大堆，我們暫且不談。說到這你可能會覺得很奇怪。把類似的事情掰開揉碎了給我看，好像我也能明白這裡面玩了相關性=因果性的把戲。
但是為什麼每次看到，我都會上當？那接下來我們就談談我們為何一再被「相關」欺騙。
Part 2、我們為什麼會
被巧合和相關一再欺騙？
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相關與學習
為什麼在現實生活中，看到「別人家孩子」的育兒體驗，看到各種標題黨的文章，我們的焦慮情緒還是會被激發，我們的大腦還是會上當？
說來很有意思，動物的神經系統——當然也包括人類的大腦——本質上其實都是巧合學習者。換句話說，我們的大腦天生就很容易把巧合理解成相關，把相關理解成因果！
我們先來看看兩種經典的學習行為。
1、「巴甫洛夫的狗」。
用一條狗做實驗，搖鈴鐺的同時給狗啃骨頭，時間久了，狗聽到鈴鐺聲就會自動流口水，鈴聲和食物出現這兩件事總是一起出現，讓狗認為鈴聲會帶來骨頭。
2、「斯金納的鴿子」。
一隻封閉的箱子裡面有一根可以按動的槓桿，按一次就會掉出一塊食物。在箱子里訓練幾次，住在箱子里的鴿子就能學會自己按槓桿找食物吃。因為鴿子發現按槓桿這個行動和掉食物這件事總是一起出現，按槓桿就會帶來食物。
對這兩類學習行為的生物學研究貫穿了整個二十世紀，並深刻影響了教育學、心理學、經濟學等等學科。在人類的學習行為中，這兩種學習都會出現。
但是你可能已經發現了，不管是鈴聲和骨頭，還是按槓桿和掉食物，本質上並沒有什麼強有力的因果關係在驅動——就算有，也是人類觀察者有意設置的。
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相關與大腦
我們人類也是相關性學習者。赫布定律（Hebb』s rule）認為，大腦里兩個神經細胞同時被激發的話，它們之間的聯繫就會被加強。
雖然這背後是有很多的約束條件的，但是我們仍然可以這樣理解赫布定律，它就是微觀層面的「相關性學習」，兩個毫無因果聯繫的事件只要總是成對出現，我們的大腦就會建立起兩者間的聯繫來！而且，在漫長的自然進化歷史上，我們的大腦天然地關注相關性，很可能是對的！
比如，一個原始人正在草原上追逐羚羊，這時候突然聽到了一聲響亮的虎嘯。他應該怎麼做？
如果這個原始人是個巧合或者相關性的信徒，他估計會朝著掉頭就跑。在他的邏輯里，響亮的虎嘯和「附近出現老虎」這兩件事是會一同出現的，甚至是高度相關的。附近出現老虎則是一件要命的事，因此三十六計走為上策。
但是如果這個原始人是一個死理性派，對於真實的因果關係特別在意，他的選擇就應該是不管不顧繼續追羊，或者是停下來向著虎嘯的方向去探究一下看看究竟有什麼。
在人類數百萬年的進化史上，在地球生物數十億年的進化史上，能夠活下來繁衍後代的大概率是巧合和相關性信徒，而不是死理性派——後者很可能在一次次逼近真相的探究中葬身虎口。
對於今天的我們來說，每個人都長著一顆對巧合和相關性信息異常敏感、對因果關係比較遲鈍的大腦。
所以，我們特別需要用這顆歷經億萬年進化打磨出來的相關主義大腦，不情不願地做個死理性派，小心翼翼地用人類獨一無二的理性，來看穿相關性的重重迷霧，看清相關性背後的因果關係。
Part 3、如何才能發現真正的因果關係？
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真正的搞清楚因果關係，很難。
很多時候我們不得不承認，即便知道了巧合、相關和因果性的區別，要想真的確認兩件事之間有因果性，往往還是挺複雜的。
仔細想想就會明白，相比從巧合中判斷相關，從相關中判斷因果的難度要高得多。畢竟前者只需要知道兩件事總是、或者很多時候會差不多同時出現就行了，所需要的無非是細緻的觀察和記錄；而因果關係很難直接被「看」到，甚至有時候人們以為「看」到的因果關係還不一定是真的。
早在公元前4000年，古埃及人就發現當太陽和天狼星同時從地平線上升起的那一天之後沒多久（7月中 ），尼羅河水就會開始泛濫，農夫們就得開始做好播種耕作的準備了。
顯然，古埃及人並不知道太陽和天狼星一起升起（這事兒還有個專有術語叫做偕日升）與尼羅河泛濫兩件事之間到底有沒有因果關係，有什麼因果關係。他們只是單純的觀察到兩件事之間的高度相關性而已。
但是到今天，天文學家會告訴我們兩者之間完全沒有什麼因果關係，說白了，兩者都是地球公轉的結果。
「地球公轉」這句話說起來簡單，但是背後支持它的是人類上千年的科學積累：對春分點和冬至點的測量、對地球形狀的認識、地心說和日心說、萬有引力、地球公轉的軌道計算……
換句話說，從認識到天狼星偕日升和洪水泛濫之間的相關性，到認識到兩者和地球公轉之間的因果性，中間差了整個人類文明數千年的不懈探索。搞清楚因果性，有時候就會有這麼困難！
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搞清因果關係的常用策略：對照實驗
不過對於我們關心的生活中的多數事情而言，搞清楚因果性不會困難到這個地步，我們還可以藉助一個常用的策略，叫做「對照實驗」。
舉個簡單的例子，如果我們想知道常吃脂肪含量很高的食物會不會發胖，一個簡單的做法就是，養上兩群小老鼠，一群天天吃乳酪，一群還吃平常吃的食物，比如糧食堅果等等。如此這般過上一個月，比比誰更胖。
如果前者確實更胖，那麼我們就可以比較放心的說，常吃乳酪確實會讓小老鼠發胖。在這個簡單的實驗里，吃常規食物的小老鼠就是「對照」，可以作為基準，幫助我們看到吃乳酪會不會影響小老鼠的體重。
這一整套「對照實驗」的邏輯可以用來作為思維實驗，幫助我們判斷生活中很多事情到底有沒有因果關係。
可以毫不誇張的說，我們當中的每一個人，之所以能活到此時此刻、讀到這段話，都要拜對照實驗的賜福。因為今天市場上所有的藥物，從抗生素感冒藥到抗癌藥降糖葯，都需要經過「對照實驗」的檢驗才允許上市銷售，保護我們每個人對抗無處不在的病痛威脅。
對照實驗至少要做到兩點——隨機和雙盲，以排除其他干擾因素。在真實世界中有太多的明顯或隱藏、立竿見影或潛移默化的因素能夠對事件的發生產生影響了，當我們看到兩件事同時出現，千萬不要立刻腦補出它們之間的因果關係，讓我們愛巧合的大腦做一點找因果的思維練習！
Part 4、思維小練習
了解了這麼多相關關係和因果關係，下面讓我們一起來做兩個小練習：
第一個小練習：有研究表明，按時吃早飯的孩子在學校各種測試中更好。我們也知道，早餐主要就是牛奶、雞蛋、穀物這些東西。那麼，這項研究是否說明多吃牛奶雞蛋穀物會提高孩子的學習能力？為什麼？
第二個小練習：有研究表明，人均GDP越高的國家，癌症發病率和死亡率往往越高。這是否說明經濟條件改善會導致癌症？為什麼？
這裡我可以給出一個參考答案來，但是實際上可能的回答有許多種。
第一個問題的答案是：不一定。比如有一個可能性是，生活較有規律的家庭里，孩子會按時吃早飯，而規律的作息時間同時也提升了孩子的學習成績。
在這個可能性里，規律作息是按時吃早飯以及學習成績好的原因，而吃什麼早餐與學習成績之間沒有因果關係。
第二個問題的答案也是：不一定。比如有一個可能性是，人均GDP越高的國家，醫療水平越高，人均壽命越長。而年齡越大的人患癌症的概率也越大。因此在這個可能性里，經濟條件改善不是癌症發病率升高的原因。
在巧合和相關背後起作用的不一定是我們的大腦默認的因果關係，但是很多時候，只要我們認真想一想，還是可以讓這顆相關主義大腦工作的更理性的。
不需要每個人都做科學家，但幫助孩子懂一些科學思維，可以幫助他們撥開眼前的層層迷霧，更清晰地看到事物的本質。
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王立銘
兒童通識教育品牌童行計劃聯合創始人
26歲在世界頂級自然科學學術刊物Nature發表封面論文
28歲成為教授博士生導師，入選「國家千人計劃」
著有科普暢銷書《吃貨的生物學修養》、《上帝的手術刀》
喜馬拉雅兒童類銷售首位節目《給孩子的萬物啟蒙課》主講人
童行福利
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