更廣泛的學(xué)習(xí)定義有助于促進(jìn)跨學(xué)科研究

我們經(jīng)常設(shè)想通過為考試死記硬背或教狗坐下來學(xué)習(xí)，但人類和其他哺乳動(dòng)物并不是唯一能夠適應(yīng)環(huán)境的實(shí)體——成群結(jié)隊(duì)的魚、機(jī)器人，甚至我們的基因都可以學(xué)習(xí)新行為，Jan De Houwer 和 Sean Hughes(根特大學(xué))在一篇新的心理科學(xué)觀點(diǎn)文章中解釋道。

De Houwer 在一次采訪中解釋說，采用更廣泛的學(xué)習(xí)定義，包括針對環(huán)境的常規(guī)特征而開發(fā)的任何行為適應(yīng)，可以幫助研究人員在心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、社會(huì)學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行合作。

“大多數(shù)人認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種存儲(chǔ)新信息的機(jī)制，但這使得比較不同系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)變得非常困難，因?yàn)椴煌南到y(tǒng)可能使用不同的機(jī)制來存儲(chǔ)信息，”De Houwer 說。“我們將學(xué)習(xí)定義為系統(tǒng)響應(yīng)其環(huán)境的方式的變化——即習(xí)得的行為。”

與達(dá)爾文的進(jìn)化論非常相似，De Houwer 和 Hughes 對學(xué)習(xí)的功能定義側(cè)重于系統(tǒng)如何適應(yīng)環(huán)境，而不管這些適應(yīng)可能通過何種機(jī)制發(fā)生。所討論的“系統(tǒng)”可以是單個(gè)有機(jī)體、有機(jī)體的一部分(例如基因或脊髓)或有機(jī)體群落。事實(shí)上，De Houwer 補(bǔ)充說，進(jìn)化本身可以被視為一種學(xué)習(xí)形式，在這種形式中，一種動(dòng)物被視為適應(yīng)其環(huán)境的系統(tǒng)。

“因?yàn)槲覀儗W(xué)習(xí)的定義是‘無機(jī)制的’，它允許在不同系統(tǒng)中研究學(xué)習(xí)的科學(xué)家之間進(jìn)行互動(dòng)，”De Houwer 說。“它打破了不同科學(xué)之間的障礙，并允許交流思想，這必然會(huì)促進(jìn)一般學(xué)習(xí)的研究。”

De Houwer 和 Hughes 寫道，除了支持不同系統(tǒng)學(xué)習(xí)之間的比較，這個(gè)定義還可以幫助研究人員更仔細(xì)地研究這些系統(tǒng)如何影響彼此的學(xué)習(xí)。例如，一株玉米植物可能學(xué)會(huì)變得更耐旱，因?yàn)樗幕驅(qū)γ撍斜碛^遺傳反應(yīng)，促使其細(xì)胞保留更多水分，最終影響整株植物的習(xí)得行為。

De Houwer 補(bǔ)充說，學(xué)習(xí)也可以發(fā)生在群體層面，例如在魚群中，因?yàn)樵撊后w中的一些而非所有成員都在學(xué)習(xí)。例如，在魚群中反復(fù)發(fā)現(xiàn)鯊魚后，魚群可能會(huì)學(xué)會(huì)避免沉船，而魚群后面的魚可能會(huì)做出類似的行為，只是繼續(xù)跟隨它們前面的魚而不了解沉船。

這種分析也可以應(yīng)用于機(jī)器人和人工智能的研究。研究人員解釋說，雖然每一種都可以單獨(dú)研究，但機(jī)器人學(xué)習(xí)如何越過障礙的能力還取決于它的算法如何響應(yīng)環(huán)境。

然而，重要的是要注意，一個(gè)系統(tǒng)不能僅僅因?yàn)樗男袨轫憫?yīng)環(huán)境而改變就被描述為學(xué)習(xí)。De Houwer 說，如果一個(gè)系統(tǒng)由于其環(huán)境中的規(guī)律性而改變了它對刺激的反應(yīng)方式，例如反復(fù)暴露于刺激或刺激的同時(shí)發(fā)生，那么它只能說已經(jīng)學(xué)到了一些東西。他繼續(xù)說，學(xué)習(xí)研究人員研究了環(huán)境規(guī)律改變行為的條件。

De Houwer 和 Hughes 總結(jié)說，為學(xué)習(xí)制定一個(gè)精確的定義可以幫助科學(xué)家交流現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)并促進(jìn)新的跨學(xué)科研究。

“定義是為更好的科學(xué)服務(wù)的工具，”他們寫道。“我們的定義允許科學(xué)家分享知識(shí)，從而探索在不同系統(tǒng)中研究學(xué)習(xí)的新方法。”