怎样成为专家——神经科学的解释

上一次你抓着头皮惊讶于自己刚刚看到的一幕是什么时候？很可能是你看到某个领域的绝顶高手的惊人表现。你甚至不必看到英国流行歌手阿黛尔· 阿德金斯（ＡｄｅｌｅＡｄｋｉｎｓ） 完美地唱出一个又一个音符，或者国际象棋冠军马格努斯· 卡尔森（Ｍａｇ

ｎｕｓＣａｒｌｓｅｎ） 蒙上眼睛同时与１２名棋手对弈并完胜他们，又或惊为天人的小威廉姆斯（ＳｅｒｅｎａＷｉｌｌｉａｍｓ） 如此频繁地连续赢得网球大满贯赛事，到本书上架的时候她的单打冠军数量（目前为２１个） 可能还会增加。如果你去自己所在地的音乐学校、棋艺学校或网球俱乐部，很可能会发现有些人的技艺如此高超，观看他们的才艺展示，你不禁会认为里面肯定隐藏了某些花招或者戏法。本书致力于探讨这些专家的特长，以及这些高超技能背后的脑机制。

特长是一个吸引人的话题，原因很多，比如了解专家们获得惊人技艺的方法能满足我们的好奇心。不过，这种了解还有助于我们为获得特长而更好地训练，几乎任何岗位都要求广泛的专业性和熟练技能。因而，对特长的科学研究与心理科学本身一样漫长，就一点也不奇怪了。如今，专家特长已是心理学确定的主题，也是任何认知心理学课程或教材的组成部分。仅在２０１７年，就有三大部关于专家特长的手册计划出版。不过，在以科技进步和神经科学研究兴起为标志的２１世纪里，你手头上拿到的却是本探讨专家特长的神经科学的图书，不过这也是我所擅长的知识领域。

与其他诸多认知心理学家一样，神经成像设施的广泛普及以及近来神经科学技术的进步都让我很兴奋。神经成像技术为我们洞察复杂的主题（如特长） 展现了令人兴奋的方法。不过，神经成像技术并不是灵丹妙药，也不能为我们探寻了一个多世纪的问题突然提供答案，也不可能使之前的行为研究显得多余。我坚信，要理解某些事情的运转，尤其是如特长一样复杂的事物，我们必须汲取多方面的信息。神经成像的数据非常有价值，不容忽视，而传统的认知研究方法与新兴的神经成像技术可以相互补充，取长补短。

本书用大量例子生动地说明了，为何理解某种现象背后的认知过程，对于了解其背后的脑机制至关重要。《怎样成为专家：神经科学的解释》以传统的专家特长研究为基础，阐明某些基本的认知过程（如记忆、注意、知觉） 如何协同作用， 以保证专家的杰出表现。读过本书之后，你将理解为何某些运动员在瞬息万变的竞技场显得游刃有余；为何国际象棋大师无须挪动接下来的几步棋却能预见将来的棋局；为何放射科专家只需片刻就能察觉放射影像里存在的问题。有些读者觉得专家某些方面天生与众不同，读完本书后可能立刻就会感到失望。专家的认知能力与普通人一样，都是有限的。成为专家并不需要所谓的超能力或者超自然的捷径。但特长的奇妙之处恰恰在于专家即使如此也能机智地避开认知有限这一缺点，努力实现他们令人惊异的技艺。特长的终结果可能看起来异常简单，甚至不费吹灰之力，但施展特长的整个过程却需要各种基本认知过程间复杂的相互作用，从而保证特长任务完成。我们的大脑能容纳如此复杂的机制，这也是其难以置信的适应能力的一种证明。

本书的首要主题是特长背后认知过程之间的联系以及特长在大脑里的实现方式。特长的表现形式多样，种类繁多，但其基本原理则是相通的，无论我们探讨放射学、国际象棋还是网球。本书也围绕着这三个领域组织，因为它们反映了我们在日常生活中的行动方式———一般先感知世界（知觉） 和理解世界（认知），之后作用于外部环境（动作）。放射学是典型的知觉特长（ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌｅｘｐｅｒｔｉｓｅ），这种特长的发挥主要依赖于我们的感官。除了放射学专家之外，在第２章我还将探讨许多其他方面的知觉专家，从品酒师、调香师到触觉能力高度发达的盲人。知觉在国际象棋中起着一定的作用，但要成为高手还要有想象能力和在内心掌控各种策略的能力。第３章介绍认知特长（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｅｘｐｅｒｔｉｓｅ），特别探讨棋盘游戏专家、超常的记忆大师、杰出的心算者和的士司机。接下来的第４章探讨动作特长（ｍｏｔｏｒｅｘｐｅｒｔｉｓｅ），包括运动、音乐和涉及动作的其他领域（如舞蹈） 里的专家。

这三章之前是第１章的导言， 给出了专家和特长的定义， 在认知神经科学更宽泛的背景里展现特长这一领域， 提出了特长认知机制背后主要的原理，以及大脑容纳它们的方式。随后整本书都对这些原理展开论述。在后一章， 我不仅总结了本书共同的主题，而且还涉及许多高级课题， 比如特长与老化。不过，后一章大部分篇幅还是探讨如何才能成为一名专家。撰写这本书时，我心里一直想着让本科生也能读懂，对于复杂的主题他们更需要简单而生动的介绍。对于认知和神经科学方面的主题尤其如此，因为这些领域充斥着各种支离破碎的零散理论，学生要掌握这方面研究的精髓殊为不易。每个章节的前面部分我会非常慎重地介绍一些基本概念，用简单的语言解释这些概念，然后才在章节的后面将它们与更高级的主题联系起来。每章次提及这些关键词时都加以解释。每一章以一组学习目标开启该章，然后在正文中介绍重要的主题。正文还给出了大脑解剖和功能特性的概览，这是理解特长背后神经过程所必需的背景知识。重大研究和重要的概念都用图表来说明，有些以插图来展示。然后在每章的结尾部分总结了本章的主要内容，提出了供读者思考的问题以及拓展阅读的。本书结构严谨而统一，这不仅是因为每章这种连贯一致的结构，而且因为贯穿全书的整合式的框架———专家特长背后的认知过程与大脑调节机制之间的联系。

虽然如此，本书各章实际上又是各自成篇的，每一章都能分开进行阅读和教学。不可避免的是，在后面的章节会重复提到前面章节的关键术语并重新定义。不过，在刚开始提到这些术语时，我非常小心，只叙述必要的细节内容，然后在后面的章节进行扩展。比如，组块（ｃｈｕｎｋｉｎｇ） 这个术语是特长主题的一个核心概念，在第１章只是简单地进行了说明，但在后面涉及不同类型特长的三章中自始至终都会提及这个术语。在第２章探讨知觉特长时，将之与另一个关键概念即整体加工（ｈｏｌｉｓｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）进行了比较。在第３章探讨认知特长时，则对组块进行了更深入的探讨，因为这个概念通常与记忆及棋艺特长的研究有关。后，在第４章探讨运动特长时，读者应该认识到，个体能把动作行进的序列（又称为运动程序［ｍｏｔｏｒｐｒｏｇｒａｍｓ］） 视为一种特殊的组块。

对本书感兴趣的教师，可以从专门的网站下载额外的教学辅助材料，包括附有高清图片的教学ＰＰＴ、书中提及的通俗科研文章的链接以及各种相关内容的网络链接。我希望本书不仅便于学生学习，而且对于广大对特长脑机制感兴趣的普通读者也能有益。正如我所期望的，本书写作方式简单易懂，生动有趣，很多材料都来自现实生活、通俗文化和体育赛事。本书专门网站上的内容对于读者来说也是宝贵的信息源。我很容易在互联网上看到读者对本书提出的问题，也非常乐于解答。

我撰写本书花了很多年的时间， 毋庸置疑， 很多我亲爱的朋友和亲人都提供了帮助， 没有他们的帮忙， 本书不可能完成。这本书要特别献给我的妻子埃丝特， 没有她细致而耐心的帮助，本书也不可能完成。撰写这本书花了这么多时间与精力，本来可以多陪陪埃丝特， 为此我诚恳地向她致歉。我与马修·布莱登交换了无数次手稿， 他精心地修改文句， 同时常常在页边的空白处留下精彩的评论， 虽然很难在书中公开他的这些评论。感谢斯特朗· 巴德给我的无私帮助和珍贵友谊！书中大部分你感到惊叹的图片都出自我的研究助手安娜之手。她还通读了书稿，提出了自己的意见，在必要的地方重新断句，对于我的诸多要求都表现出了极大的耐心。还要感谢瓦奇和维歇尔，他们帮助我制作本书的图表，感谢格拉夫帮助我核查关键术语和参考文献。还要感谢我的三位同事坎皮特利、兰纳和图雷拉给本书的初稿提了很多宝贵的意见。他们无疑让本书变得更好。还有许多研究人员与我讨论了他们的研究工作，正如书中所述，这些对我帮助很大。有些研究人员非常友善，不仅允许我重新绘制他们

的图表，甚至还给我提供原始的研究数据。本书出现的任何错误毫无疑问都属于我自己的责任，我很高兴读者能反馈给我———我的电子邮箱地址很容易在互联网上找到。后，要感谢剑桥大学出版社的工作人员班尼特、雷耶斯和艾波比，他们对我十分有耐心，在本书整个写作过程中都热心相助。对所有帮助我创作本书的人我都心存感激，对于那些没有提到名字的人，我致以诚挚的歉意。

本书从认知神经科学角度介绍了专家的大脑为什么能够帮助他们获得无与伦比的解决问题的技能，书中以传统的认知研究为基础，解释了专家如何将知觉、注意和记忆结合在一起并获得一种卓越的技能。书中用统一的框架来整合不同领域中专家的表现，包括医生在瞬间便能根据放射片做出疾病诊断、棋类高手从复杂的棋局中迅速找到*博弈点、网球高手如何迅速接发球等。

梅里姆·比拉里齐（Merim Bilali?）是英国诺森比亚大学的认知心理学教授，他在牛津大学获得实验心理学哲学博士学位，之后长期从事研究，并在多个国家的不同大学授课。他关于专家问题解决偏好的研究获得了英国心理学会2008年的杰出研究贡献奖。

目录
第１章特长研究导言（１） 
１.１引言（１） 
１.２特长的定义及其领域（２） 
１.３特长的认知机制（６） 
１.４大脑如何适应于特长（１８） 
１.５认知神经科学中作为研究工具的特长研究（３３） 
１.６结论（３７） 
第２章知觉特长（４１） 
２.１导言（４１） 
２.２知觉系统的解剖学特点（４３） 
２.３知觉系统的适应性（５１） 
２.４视觉特长（５４） 
２.５听觉特长（９２） 
２.６触觉特长（９９） 
２.７味觉特长（１０３） 
２.８嗅觉特长（１０９） 
２.９结论（１１３） 
第３章认知特长（１１９） 
３.１导言（１１９） 
３.２记忆系统及其神经基础（１２２） 
３.３记忆特长（超常记忆） （１２６） 
３.４计算特长（１４４） 
３.５棋艺特长（１６１） 
３.６空间特长（１９１） 
３.７结论（１９６） 
第４章动作特长（２０２） 
４.１导言（２０２） 
４.２动作系统的解剖（２０３） 
４.３动作系统的适应性（２１０） 
４.４简单动作任务（技能习得） （２１２） 
４.５动作特长（２２１） 
４.６音乐（动作） 特长（２２４） 
４.７动作特长的认知成分（２２９） 
４.８动作特长的神经实现（２４３） 
４.９结论（２６２） 
第５章特长之路（２６６） 
５.１导言（２６６） 
５.２不同的专家，相同的认知和神经机制（２６８） 
５.３特长研究的不同取径（２７２） 
５.４特长之路（２７９） 
５.５神经科学中的天性与教养（２８４） 
５.６刻意练习（２９０） 
５.７结论（２９６） 
关键术语（３０１）

本书从认知神经科学角度介绍了专家的大脑为什么能够帮助他们获得无与伦比的解决问题的技能，书中以传统的认知研究为基础，解释了专家如何将知觉、注意和记忆结合在一起并获得一种卓越的技能。书中用统一的框架来整合不同领域中专家的表现，包括医生在瞬间便能根据放射片做出疾病诊断、棋类高手从复杂的棋局中迅速找到*博弈点、网球高手如何迅速接发球等。

梅里姆·比拉里齐（Merim Bilali?）是英国诺森比亚大学的认知心理学教授，他在牛津大学获得实验心理学哲学博士学位，之后长期从事研究，并在多个国家的不同大学授课。他关于专家问题解决偏好的研究获得了英国心理学会2008年的杰出研究贡献奖。