左腦人?右腦人?別再用過度簡化的二分法 《為什麼有點變態

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這是指大腦的左半球和右半球,就和一般人常見的大腦圖像一樣。

圖/遠流出版提供. 左右半腦構成大腦皮質,而大腦皮質是腦部最大 ... 010文字分享友善列印010人體解析好書搶先看活得科學科學傳播透視科學左腦人?右腦人?別再用過度簡化的二分法──《為什麼有點變態,反而很可以?》遠流出版・2018/12/15・1986字・閱讀時間約4分鐘・SR值523・七年級+追蹤左腦人?右腦人?這種二分法真的對嗎? 圖/ElisaRiva@Pixabay關於大腦,一個最常見的迷思(大概就和「人的一生當中只使用了大腦的10%」這個謠言一樣熱門)是:人類可能有左腦人和右腦人之分。

根據這個迷思,你的個性和「認知方式」會由你哪一邊的大腦比較強來決定,而左右兩邊大腦有明顯不同的功能,左腦據說主管分析和語言,右腦則負責創意和情感。

這個迷思到底是從哪裡來的?又有多少真實性呢?地球分南北,大腦分左右?首先,大家必須先理解左腦和右腦是什麼。

這是指大腦的左半球和右半球,就和一般人常見的大腦圖像一樣。

圖/遠流出版提供左右半腦構成大腦皮質,而大腦皮質是腦部最大、最外層的部分,分成左右兩個半球,中間以一道溝(或說裂縫)分隔兩半。

正常來說,左右半腦之間會以神經纖維束作為橋梁連接,尤其是稱為「胼胝體」(corpuscallosum)的神經纖維束,裡頭有超過六億個神經纖維,左右半腦便是藉此溝通、協同合作,而外在世界的感知訊息也會因此同時進入左右半腦,所以左右半腦通常會獲得等量的訊息輸入。

人腦的正中橫切面,胼胝體是圖正中白色的弧形結構。

 圖/wikipedia有鑑於此,好奇心旺盛的科學家們自然會想知道,如果胼胝體斷裂,而形成所謂的「裂腦」,會發生什麼事?於是,美國神經心理學家斯佩里(RogerSperry)在1960年代開始實驗裂腦的貓隻(他後來以這項研究獲得諾貝爾獎),最後,他和認知神經科學之父葛詹尼加(MichaelGazzaniga)受邀在人體上進行實驗,受試者為患有可導致殘疾的癲癇病人,為了減緩症狀,兩人透過手術切斷了患者的胼胝體,造就出一連串影響深遠的研究。

實驗證明,左右腦的功能的確有所不同,最明顯的發現是,大多數病人的右腦難以製造語言。

這些實驗的結果很細微複雜,若是直接刊登在科普報導裡頭,勢必晦澀難懂,於是,許多過度簡化,甚至以偏概全的學說開始流傳。

偏側化只是小區域的局部現象輕易將大腦分為左右,並將人格分為理性與感性,是粗略且危險的二分法。

 圖/Arcaion@Pixabay1973年,《紐約時報週報》(NewYorkTimesMagazine)刊登了一篇千古留名的文章,標題為〈我們是左腦人或右腦人〉(WeAreLeft-BrainedorRight-Brained),開頭便寫道:「我們的腦袋住著兩個極為不同的人(中略)……一個擅長語言、分析,一個擅長藝術……。

」在這之後,《時代雜誌》(Time)、《哈佛商業評論》(HarvardBusinessReview)、《今日心理學》(PsychologyToday)也刊登了類似文章,這個廣為人知的科學迷思就此誕生!左腦和右腦的分野,如今已成為「認知方式」最籠統的概論:左腦是聰明但無趣的會計師,有自閉傾向;右腦則是呆呆傻傻但心靈奔放、情感強烈、有創意的藝術家。

但斯佩里本人也提出警告:「實驗觀察到的左右腦認知方式二分法只是個大致的概念,這樣的二分法很容易失控。

」斯佩里如果地下有知,大概也沒料到自己的學說竟然會失控到這種程度吧?此後,心理學家一再指出左右腦二分概論的謬誤。

2013年,一份明確的證據出現於猶他大學(UniversityofUtah)神經科學家的研究中。

他們掃描了超過一千個人的大腦,得到的結論是:「腦部功能的偏側化[1]顯然只是發生於小區域的局部現象,而不是整個腦部網絡的普遍特性;研究數據無法佐證人的整體腦部表型(phenotype)有出現左腦比較優勢,或右腦較占上風的情況。

」換句話說,某些功能的確與大腦某些小區域的活躍活動有關,但並沒有證據顯示人的某半腦強過另外半腦。

打破左右分野,柯斯林提出新分法頂尖認知神經科學家費德梅爾(KaraD.Federmeier)則表示:「看起來比較安全的說法是:大多數情況下,我們幾乎每次都是同時使用左右兩邊的腦。

」儘管「裂腦」病人的腦部的確在某些區域有差異,但也不是分得那麼涇渭分明,也就是說,雖然右腦無法言語,但仍然會參與處理語言的某些層面,例如語調和重音。

另一方面,有別於「右腦有創造性、左腦缺乏想像力」的普遍認知,葛詹尼加從裂腦實驗得到的結論是:左腦才是「創造力、敘述能力」的中心。

既然各種理論都無法周延,或許打破左腦和右腦的分野會有幫助。

頂尖認知心理學家柯斯林(StephenKosslyn)和米勒(WayneMiller)合寫了一本《上腦與下腦:人類思維方式新洞見》(TopBrain,BottomBrain:SurprisingInsightsintoHowYouThink,2014),他們提出另一個方法來取代左右腦的分法,強調:「上腦負責擬定計畫,以及在情況不如預期時修改計畫;下腦則是分類、解讀我們所感知的事物。

」注解:[1]:即腦側化(lateralization),意指左右腦各有專司職掌。

 本文摘自《為什麼有點變態,反而很可以?》,2018年3月,遠流出版。

數感宇宙探索課程,現正募資中!相關標籤:偏側化右腦左右腦左腦裂腦熱門標籤:大麻NASA女科學家量子力學CT值文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論遠流出版56篇文章・ 19位粉絲+追蹤遠流出版公司成立於1975年,致力於台灣本土文化的紮根與出版的工作,向以專業的編輯團隊及嚴謹的製作態度著稱,曾獲日本出版之《台灣百科》評為「台灣最具影響力的民營出版社」。

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採訪撰文|郭雅欣、簡克志美術設計|林洵安、蔡宛潔在學術與搖滾的多重維度上行走還記得美劇《TheBigBangTheory》嗎?劇中常常出現的物理名詞「弦論」,是描述物理世界基本結構的理論。

中央研究院「研之有物」專訪院內數學研究所程之寧研究員,她正是研究弦論的科學家,也是熱愛音樂的搖滾樂團鼓手,這種跨領域身份並不衝突,兩邊都需要創造力與紀律。

由於天生斜槓的性格,讓程之寧在數學和物理領域大展身手,透過數學的深入探討,她試圖將弦論更往前推進。

最近程之寧更跨足到人工智慧領域,為學界提供理論物理上的貢獻。

中研院數學所程之寧研究員,主要研究K3曲面(特殊的四維空間)的弦論,她發現模函數和有限對稱群之間有23個新的數學關聯,稱之為「伴影月光猜想」(UmbralMoonshine)。

圖/研之有物萬有理論和難以捉摸的「月光」世界從那裡來呢?物理世界的本質是什麼呢?回答這樣的大哉問,一直是理論物理學家所追求的目標。

從牛頓力學(日常應用)、廣義相對論(探討很重的物質)到量子力學(探討很小的物質),隨著物理學不斷發展,我們似乎一步步接近答案,但至今卻還未走到終點。

舉例來說,如果有個東西很重又很小,就像「黑洞」,或是大爆炸時的宇宙,我們要怎麼用數學描述?於是科學家試圖整合廣義相對論和量子力學,找出所謂的「萬有理論」(TheoryofEverything)──能完全解釋物理世界基本結構的核心理論。

程之寧研究的「弦論」就企圖發展成這樣一個萬有理論。

弦論一如其名的「玄妙」,它設定宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成,每一種基本粒子的振動模式不同,產生不同的粒子特性。

「人類一直以來的夢想之一就是,如果能用一句話解釋所有事情,那該有多麼美好。

」中研院數學所研究員程之寧說道。

程之寧的研究牽涉到數學上的「月光猜想」(Moonshine)與弦論中K3曲面的連結。

月光猜想是存在於模函數係數與特殊群之間的數學關聯,程之寧與其研究夥伴共發現了23個新的關連,並稱之為「伴影月光猜想」(UmbralMoonshine)。

基於弦論的假設,我們的世界是十維的,除了人們在日常生活中可以感知到的3+1維(空間+時間),還有六維是因為尺寸太小而無法用肉眼觀察的,這些看不到的維度影響著物理世界,最終也產生了我們這個物理世界所需的各種條件與特性。

綜觀程之寧的研究,橫跨了物理與數學兩個領域,她笑稱自己「天生斜槓」。

在學術上,程之寧原先喜歡文學,之後卻走上數理研究的道路;在音樂上,程之寧喜愛搖滾樂,至今仍在自己的樂團裡擔任鼓手。

她如何看待自己一路走來的各種轉折?游徜在數學與物理之間,她又對這兩個領域的連結有怎樣的體會?在與「研之有物」的訪談中,程之寧侃侃而談她的經歷、想法,以及對學術研究的熱忱所在。

在弦論的設定中,宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成,每一種基本粒子的振動模式不同,產生不同的粒子特性。

圖/iStock請問您是如何對數學及物理產生興趣?從何時開始?一開始考大學時,其實我想去念中文系(笑)。

不過,因為我高中是選理組,而且只念了一兩年,對文科考試比較沒把握,加上對工程科系沒興趣,最後就選擇臺大物理系就讀。

後來發生兩個轉折,第一個是我很認真的去修了大學中文系的課,結果發現真的沒有想像中容易。

第二個就是我發現物理系的課還蠻有趣的,像量子力學和相對論,讓我覺得還想再多學一點、多知道一點。

我開始覺得如果念完臺大物理系就停下來,好像有一種小說沒讀完的感覺,所以就想繼續讀碩士班。

那時還沒有覺得自己會走上學術研究的路,單純抱著想把故事看完的想法。

後來是如何接觸到弦論?弦論是如何引起您的興趣?後來我去荷蘭念碩士,指導教授是諾貝爾物理獎得主 Gerard’tHooft。

他其實蠻不認同弦論,但他對於如何處理量子力學與相對論很有興趣。

當時’tHooft教授在建議我碩士題目時就說:「你也知道我不太認為弦論是一條正確的道路,不過聽說弦論最近真的在量子重力這一塊有一些成果。

不如妳去讀一讀,看看是不是真的有一些東西在那裡,也可以比較一下其他量子重力理論。

」在我很認真的比較各個量子重力理論之後,就變成弦論派了(笑)。

’tHooft教授對此也保持開放態度,他有幾個不錯的博士生後來也變成弦論學家,之後我在ErikVerlinde的指導下念博士時,就完全以弦論為研究主題了。

研究理論物理會影響您對現實世界的理解嗎?蠻多人會問我說,妳學了量子力學,是不是就會比較了解這個世界不是非黑即白?或問我量子力學跟宗教是不是有關?可是我覺得我分得很開,我不會去做這樣的連結,我還是活在現實裡,走路時大部分都在專注於自己不要跌倒之類的。

如果真的要講,我蠻感激我們的存在,因為我所學的東西讓我知道這是沒有必然性的。

我們能這樣以一種人形的很奇怪的生物的形式存在,然後在這樣一個環境過一輩子,是機率很低的事情,而且我還蠻開心我是當人,而不是奇怪的阿米巴蟲或外星生物!有些人會從這裡連結到宗教或轉世,但我不會,我就停在這裡。

來談談您的研究,伴影月光猜想與K3曲面弦論之間是什麼關係?弦論中有很多的可能性,我們可以挑選特定的四維,然後假設這四維空間是個K3曲面。

例如說,我們可以把兩個甜甜圈乘起來,在上面做特殊的奇異點,來製造出一個K3曲面。

這個曲面有一些很有趣的對稱性。

從弦論的角度來講,我們可以透過這個過程,找出一個解釋為何有伴影月光猜想的框架。

「把維度乘起來」這個概念很難想像,但這在數學上是成立的。

我舉例一個我們能想像的「乘起來」:如果有一個空間是一條線,另一個空間是一個圓,乘起來就變成一個圓柱形,從一個方向剖面可以切出圓,另一個方向則切出線。

而在數學上,不管幾維,能不能在紙上畫的出來,都可以這樣操作。

程之寧向「研之有物」採訪團隊解釋「把維度乘起來」的概念。

圖/研之有物如何透過計算,發現捉摸不定的「月光」?有時候這看似湊巧,一個數學上的函數正好就是弦論某個問題的答案。

但其實並不是真的那麼巧,弦論看起來很有彈性,好像什麼都可以解釋,但它其實有非常多結構及限制。

當我在計算一個弦論理論時,它的內部結構可能原本就具有某些特定的性質,然後我再去觀察數學中,有這樣性質的函數可能就只有一兩個,只要再初步算一下,就能知道哪一個是答案。

弦論學家日常的計算常常是這樣的,所以這是巧合嗎?是也不是。

您曾經發現23個新的伴影月光猜想,您對這類題目特別有興趣嗎?我覺得數學有兩種,有些數學家喜歡系統性的事情,就像蓋房子一樣,在數學裡建造一個很美麗、非常有系統性的結構,可以把很多事情都放入這個結構來理解。

另一種比較少數的,就是喜歡獵奇,去收集分類奇奇怪怪的特殊東西,例如有這些性質的函數在哪裡?可能你算出來就是5個,你也不知道為什麼。

月光猜想很明顯就屬於這一類。

兩種的樂趣感覺是不一樣的,我覺得應該都很棒,但我可能是屬於偏好獵奇的這種。

您的研究連結了物理上的弦論與數學上的月光猜想,您怎麼看待這兩個知識體系的互動?弦論是一個需要很多數學理論配合的物理理論,它是一個有點繁複的框架,我們什麼都要會一些,才能看懂這個理論。

當你把許多不一樣的學門的知識加起來,有時候就會在某一個學門──例如幾何──有意想不到的收穫。

弦論在數學上也扮演探索與找尋新方向的角色,讓數學家有新的發現。

雖然最後數學定理的證明還是得仰賴傳統數學方法,但在這二三十年間,我們一直從弦論身上找尋數學研究的新方向或有趣的猜想,看到了弦論與數學之間的互動。

數學家有兩種,一種人喜歡建立美麗又有系統性的結構,另一種人喜歡尋找和收集奇怪特殊的數學物件(比如函數),程之寧表示自己屬於後者。

圖/研之有物剛才一開始提到,您高中只念了一兩年,是因為對學校沒有興趣嗎?其實我一直都覺得上學很無聊。

我小時候臺灣教育和現在很不一樣,一班50幾個人,老師必須盡量軍事化管理,大家最好都一模一樣,比較好管理。

我和學校一直處於互相磨合的狀況,我自認已經努力配合學校,但學校一直覺得我在反抗,這可能是一個認知上的差別。

舉例來說,我小學的時候不想睡午覺,可是老師說大家都一定要睡午覺,不睡午覺的人要罰抄課文,所以我早上到學校時就會把已經抄好的課文交給老師。

我覺得我這樣做是在配合老師的規定,可是以老師的立場會覺得我在反抗,學校教育中我遇到了很多類似的情況。

還有就是不喜歡高中的升學氛圍,同學和老師好像都只有一個活著的目標,就是「考大學」。

我當時無法習慣升學氛圍,感覺好像活在平行宇宙一樣。

高中休學後,您去唱片行工作,可否談談當時的想法?我國中開始聽音樂,這是我除了看書之外的重要興趣,我也很快就喜歡上了搖滾樂。

高中休學的時候,我唯一的謀生技能可能就是我對音樂的各類知識吧!所以我就去了唱片行,這是唯一一個我會做又有興趣的工作,還好那時候還有很多唱片行(笑)。

對音樂的熱忱,讓您與朋友共組了樂團,並擔任鼓手。

您是否比較過樂團生活和學術研究之間的異同之處?有些人覺得我這樣很跳tone,但我自己覺得還好。

音樂和學術都是我發自內心覺得好玩的東西,兩者也有相同之處,例如它們都需要創造性,也都有需要了解的框架。

數學需要嚴謹的證明,音樂演奏也需要遵循結構,例如不能掉拍。

音樂領域還有一點和數學類似──玩樂團的圈子也是以男性為主。

我們樂團則是只有一個男生,其他都是女生,可能我真的天生對框架有點遲鈍,玩團之後才發現:「怎麼大家都是男生?」程之寧表示,學術界仍有許多性別不平等問題未受重視。

圖/研之有物也就是說,目前數學學術圈仍是男性主導,在研究路上,您有因為性別而感受到一些衝擊或眼光嗎?您怎麼面對?有。

那感覺很明顯,日復一日地要去面對,尤其是年紀還比較輕、還必須每一天去證明自己的能力的時候,特別有感。

我遇到時的反應就是,在心裡暗罵一句髒話,然後繼續做我要做的事。

我不會想改變別人的想法,感覺那是浪費時間,就算環境給我的阻礙是這樣,我還是繼續去做該做的事。

可是有些事情沒那麼簡單,現在我也當過老師,有時候會看到年輕女生在學術界因為性別而被欺負,或遭到不公平待遇、甚至騷擾。

對此我感到心痛,覺得為何我們學術領域還是這樣的狀況?甚至為什麼性騷擾至今還是一個議題?可以確定的是,學術界許多性別不平等問題未受到重視。

您現在已經有傑出的研究成果,還會因為性別而遭受質疑嗎?我現在比較會遇到一個狀況反而是來自學生的質疑。

我在荷蘭阿姆斯特丹大學教書時,有時候學生會因為我是女教授,而且我的外表在許多歐洲人眼中看起來就像小妹妹,所以比較容易去挑我的毛病。

在課堂上,下面坐的可能都是男學生,只有一兩個女學生,那個氣氛就會變得很奇怪。

例如說偶爾會聽到學生評論我的身材或樣貌。

我有和其他一些在歐洲或美國的女性教授聊過這樣的問題,似乎不少人都有類似的不太愉快的經驗。

感覺不是很好。

看到您最近的研究和人工智慧(AI)有關,為何會想往這個方向發展?我有兩個動機。

一個就是我真的想深入了解人工智慧。

我也可以像普羅大眾,看看AI下圍棋,讚嘆「哇!好厲害!」這樣就好,可是我覺得我一定可以真的去理解它,這可能就是數學家的自大吧!另一方面,我知道對科學研究來說,未來AI將會是一個非常重要的工具。

這是「在職訓練」的概念,我可能會用到這個新工具,或以後我可能會需要教這樣的課,因為學生是下一代的科學家。

因為這些原因,我覺得我需要去訓練自己使用新的工具。

在我的領域裡,也有一些有趣的、還沒被解答的科學問題,是AI有可能幫得上忙的,我看到了一些潛力。

弦論和AI感覺差距很大,AI也可以應用到弦論的研究嗎?乍看之下,弦論的確比較抽象,也不像其他許多實驗會產生大量數據。

但其實弦論有大量的可能性,我認為使用AI來在這些巨量的可能性當中搜尋特別有趣的理論,是一個有潛力能夠加深我們對弦論理解的新的研究方法。

而且AI的應用絕不僅限於巨量資料。

如果是面對一些比較新的挑戰,在沒有現成的演算法可以用的情形之下,可以自己做出需要的功能嗎?這過程我覺得也非常很有趣,而且應該是會有成果的一條路。

這種不是那麼顯而易見的事情,我覺得很有挑戰性,也蠻好玩的。

除了用AI來幫助物理跟數學的研究之外,我也試著物理研究當做靈感來源,找出新的AI的可能性,我覺得這也是一個很有趣的研究方向。

我現在有和AI的學者合作,嘗試做出一些創新的演算法,真的還蠻有趣的。

AI對您而言是全新的領域,您如何面對跨領域遇到的門檻?一開始會覺得真的要去碰這個新的領域嗎?其實現在也還是偶爾會有這樣的懷疑。

我在弦論領域可能已經是專家,但去了一個新的領域,我學得不會比二十歲的人快,要怎麼去跟人家競爭?是不是在浪費時間?但也會想,與其想這麼多,不如先做再說。

到目前為止我做了兩年多,感覺還蠻好的,我有學到東西,也有做出小小的貢獻。

其實我還蠻感激有這樣的學習機會。

對我來說當科學家最大的好處就是,去搞懂一個新的東西就是工作的一部分。

當科學家雖然蠻辛苦,但就結果論來說,我還蠻開心能當一位科學家!延伸閱讀MoonshineMasterToysWithStringTheory|QuantaMagazineMathematiciansChaseMoonshine’sShadow|QuantaMagazine林正洪教授演講一怪物與月光(MonsterandMoonshine),《數學傳播》數感宇宙探索課程,現正募資中!相關標籤:K3曲面人工智慧伴影月光猜想弦論搖滾樂數學物理熱門標籤:大麻NASA女科學家量子力學CT值文章難易度剛好太難所有討論 2登入與大家一起討論#1鄭國威Portnoy2022/03/11回覆此文該附上歌單!#2哈士奇2022/03/11回覆#1研之有物│中央研究院56篇文章・ 19位粉絲+追蹤研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。

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