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你的大脑是如何学习物理的

点击数:148 次   录入时间:2016/9/20 9:29:00   编辑:宁莉xkw  

  早期的智者不了解爱因斯坦的广义相对论,然而,如今在物理课上的任何一个人都希望明白其基本原理。“我们的大脑能够学习新科学并且描绘抽象概念,是怎么回事呢?”卡内基梅隆大学的神经学家马塞尔?贾思特问道。在《心理科学》六月刊发表的一项研究中,贾思特和同事罗伯特?梅森发现,思考物理学促进普通的大脑活跃模式,这些模式就是每天的神经功能——例如,用于处理节奏和句子结构——重新设定学习抽象科学。
  贾思特和梅森扫描了九个高等物理和工程学学生的大脑,在他们思考30个物理概念如动力、熵和电流的时候。研究者将扫描数据输入机器学习的电脑程序,基于他或她大脑的活跃,最终可以确定志愿者在思考哪个概念。为什么有这种可能?因为涉及到思考一种特定主题——例如,地心引力——的神经模式在所有参与者中都是一样的。“每个人在不同的教室和不同老师以不同的速率学习物理,”梅森说道。“所以,在所有这些学生中,相同的大脑区域为理解一个物理概念而开发,这令人惊讶。”
  为了更深入了解,科学家们接着将他们之前与神经相匹配的研究扫描与思考过程相比较。他们发现,与“频率”或“波长”的科学概念相对应的大脑反应,发生在当人们观看舞者、听音乐或听到有节奏的模式如骏马奔腾时相同的活跃区域——可能因为这些都涉及到感知“周期性”。而且,当学生们思考数学方程时,用到的大脑区域和处理语句的一样。这些结果表明,一般的神经结构为处理高级科学而重新构建。
  “所以,尽管其中一些概念在过去的几个世纪只是被形式化了,我们的大脑也已经能够处理它们了。”贾思特说道。
  这些发现也许有一天能帮助确定哪些学校功课应该以简单的消耗被一起教,梅森说道。他和贾思特打算与其他科学家们继续他们的工作,这项工作我们的祖先知之甚少,包括遗传学和计算机科学。
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