通往專家心智之路(1/3)
撰文／Philip E. Ross｜譯者／黃榮棋
轉載自《科學人》2006年9月第55期
專家的能力從何而來？科學家藉由研究西洋棋大師的思路，了解人類如何在專業領域內成為行家。
1909年，古巴西洋棋王卡帕布蘭卡（José Raúl Capablanca）在一場表演賽中，一人獨對數十位業餘棋士。卡帕布蘭卡在棋桌圍成的圈子內走著，依序輕瞥每個棋盤兩、三秒之後，下了一步，而外圍的業餘棋士則等棋王在所有棋盤都下了一步之後，開始沉思回應之道。比賽結果一面倒，棋王贏了全部28局。這場表演賽是卡帕布蘭卡巡迴比賽中的一場，他連贏了168局。
他怎麼會下得這麼好、這麼快？在這麼短的時間之內，他能想幾步棋呢？據說卡帕布蘭卡是這麼回答的：「我每次只會想一步棋，但總是正確的一步。」
卡帕布蘭卡短短一句話，正是後來心理學研究花了一世紀才得到的結果：西洋棋大師（chess master）比新手強的地方，主要在最初幾秒的思考。這種知識導向的快速感知（perception），有時稱為統覺（apperception），在其他領域的專家身上也看得到。就像大師記得住比賽中下過的每步棋一樣，訓練有素的音樂家也經常可以記住只聽過一次的奏鳴曲樂譜。而且就像大師能在瞬間想到最佳棋步一樣，有經驗的醫師有時也可以在看了病人幾眼之後，就做出正確的診斷。
不同領域的專家，如何擁有如此非凡的技巧呢？其中有多少是天生的？又有多少是密集訓練的結果？心理學家在研究了這些西洋棋大師之後，找到了答案。這類研究在一個世紀中累積下來的結果，產生了一個新的理論，可以解釋心智是如何組織並提取訊息的。更甚者，這項研究可能還對教育工作人員意義重大。也許棋士用來鍛鍊技巧的方法，也可以用在課堂上，教導學生的閱讀、寫作與算術。
認知科學的最佳研究對象：西洋棋
人類的專業技術始於狩獵，這項技巧攸關人類祖先生存。經驗老道的獵人不僅知道獅子曾待過的地方，也能判斷出獅子會往哪兒去。美國加州州立大學福勒頓分校的波克（John Bock）說，許多研究指出，孩童成長的過程中，追蹤技巧會以「線性方式一直增強，直到30多歲才停止」。腦外科醫師都不用訓練這麼久。
如果無法證明自己具有遠遠超越新手的優勢技巧，就不能算是個真正的專家，充其量不過是個有證書的外行人罷了。當然囉，這類人比比皆是。20年來的嚴謹研究指出，專業選股投資人的投資不比業餘人士來得成功；著名品酒師的品評能力也與村夫差不多；而擁有一疊證書的精神疾病治療師，也不會比認證較少的同業，更知道怎麼幫助病人。毫無疑問，像是在教學或商業管理的領域中，的確有專家的存在，但也經常難以測量，更不用說去解釋他們的專業能力從何而來了。
但西洋棋技卻可以測量，並且能將棋技分解、個別進行實驗測試，也很容易在自然環境（比賽廳）中觀察。正是這些原因，讓西洋棋成了檢驗思考理論的最佳單項實驗，有人稱之為「認知科學的果蠅」（果蠅是生物學重要的實驗動物）。
比起其他的遊戲、運動或競賽活動，西洋棋技的測量更進一步。統計結果可以用來評估棋手最近與先前的表現，再根據對手的程度，來決定勝局的機率。統計結果得出的選手評分，能夠預測比賽結果，而且出奇地可靠。如果甲選手的評分比乙選手高出200分，甲選手就有75%的機會贏乙選手。這樣的預測適用於排名最前面的或是一般的選手。蘇俄西洋棋特級大師（grandmaster）卡斯帕洛夫（Garry Kasparov）的評分是2812，若與評分2616、排名第100名的荷蘭西洋棋特級大師亭曼（Jan Timman）較量，將有75%的勝算。同樣的，在美國的賽場，評分為1200的中等程度棋手，在面對評分為1000（排名約為後40%）的棋手時，也一樣有75%的勝算。評分制度讓心理學家可以用專精程度、而非名聲，來評估一個棋手，同時也可以針對特定的棋手，追蹤其職業生涯的棋技變化。
認知科學家會選擇西洋棋當做研究模型，而非撞球或橋牌，有另一個理由：西洋棋的名聲。用德國詩人歌德的話來說，是「知性的試金石」。長久以來人們將西洋棋大師的棋技歸因於其魔法般的心智能力，而最厲害的表現，則是進行不看棋盤的盲棋。1894年，共同發明第一個智力測驗的法國心理學家比奈（Alfred Binet），要西洋棋大師描述他們是如何下盲棋的。比奈原先以為大師運用腦中幾近真實的棋盤影像，但不久後他就了解到，大師在下盲棋時，所「看」到的東西要抽象得多。大師看到的不是騎士（馬）的鬃毛，也不是木材的紋路，而是騎士與其他棋子的相對位置的全盤概念。這與通勤者對地下鐵停靠站的內隱知識（implicit knowledge）是類似的。
下盲棋的大師還提供了另一項知識的細節，這是有關目前的棋局與曾經下過的棋步中，重要部份的記憶。我們或許可以說，大師多少記不得士兵的確切位置，但他可以從典型的開棋策略開始（開棋部份已研究得相當徹底，沒有多少種開棋走法），找出士兵應該出現的位置。或者他可以記得之前棋步的邏輯，例如推敲著「前兩步沒有逮到主教，表示士兵一定擋在前面……」。大師不見得需要時時都記得所有細節，因為他可以透過組織良好的連結系統，重建任何特定的細節。
當然，如果擁有這種複雜結構的知識，不僅可以解釋下盲棋，還可以解釋大師的其他能力，像是計算棋步與計畫策略，那麼西洋棋的專業知識就不會是依靠天生的能力，而是特殊的訓練。荷蘭心理學家德葛魯特（Adriaan de Groot）自己是西洋棋大師，1938年，他利用荷蘭舉行的一次大型國際比賽的機會，比較了世界頂尖特級大師、一般棋手、有實力棋手後，也證實了這種想法。他所用的方法是要求比賽選手針對該場比賽的一局棋，描述他們的想法。他發現，西洋棋高手（expert，大師的次一等級）的確要比棋技較弱的選手，多考慮了幾步棋，但大師或特級大師所考慮的棋步沒有再增加。一如卡帕布蘭卡所說，棋下得好的選手考慮的不是更多棋步，而是更好的棋步。
最近的研究指出，德葛魯特的發現，也取決於他所選定的棋局。比起業餘選手，需要全面精確計算的棋局，更能讓特級大師大展身手，他們會深入探討各種棋步可能產生的變化。可以推論，有經驗的物理學家也許偶爾會比物理系學生考慮較多的可能性。不過就這兩者而言，專家依靠的比較是自己知道的結構性知識，而不是原本就比較強的分析能力。面對一盤高難度的棋局，較弱的選手可能會考慮個半小時，往往想了好多步棋，卻又錯失了該下的棋步；特級大師卻可以一眼看出來，完全不必刻意分析。
德葛魯特也讓受測者檢視一盤棋局一小段時間之後，要他們憑記憶將棋局重新排設出來。執行這項工作，就可以看出新手與大師之間棋技的差別。初學者即使是看了30秒鐘，還是只能記得極少數的棋子位置，而特級大師只看了幾秒鐘，往往就可以正確無誤地排設出棋局。這種差異代表著某種特殊的記憶，專責棋賽中經常出現的棋子位置。這種特殊的記憶必然是訓練的結果，因為西洋棋特級大師在一般的記憶測試結果，並不會比平常人好。
橋牌選手記得住許多比賽的牌局、程式設計師寫得出大量的電腦程式、音樂家記得住很長的樂曲片段，都是類似的能力。這種特定領域主題的記憶能力，很明顯就是證明專家存在的標準測試。
專家比較依賴結構性知識而非分析能力，也在一個罕見的案例研究當中得到證實。一位姓名縮寫為DH的選手原本實力不強，但在九年內，成為加拿大1987年的頂尖大師。美國弗羅里達州立大學的心理學教授查尼斯（Neil Charness）指出，DH的實力雖然增強了，但不是因為他能更廣泛的分析棋局，而是對棋局陣勢及其相關策略的知識大幅增加的結果。(待續)
(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)