物理直觉与行动紧密相连

2019年1月13日10:37:39 发表评论
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我们人类直观地理解一个物体掉落,球的轨道是什么样的,以及我们必须花费多少力量来拾取物体。在我们的大脑里坐着掌握这种日常生活物理的中…

我们人类直观地理解一个物体掉落,球的轨道是什么样的,以及我们必须花费多少力量来拾取物体。在我们的大脑里坐着掌握这种日常生活物理的中心,到目前为止还不清楚。现在,研究人员通过一系列实验找到了这个物理中心:它位于我们的大脑皮层区域,控制着我们的运动和动作。

橡胶球弹跳在地板上跳背朝天,在浴缸里塔轰然出围绕块和水流,下面的梯度,放电:所有这些都是日常生活中的事件 - 在所有受感染的物理学。从童年开始,我们观察周围世界的过程,这些过程遵循明确的法律 - 甚至在这些不成文的规则被违反时切割幼儿,正如研究表明的那样。在不知不觉中,我们很早就认识到了基本的物理原理,例如重力的影响,动量的守恒或投掷的弹道学。“认识到这些物理规则是生存中最重要的心理技能之一,”约翰霍普金斯大学的主要作者Jason Fischer说。“在我们的脑海里,我们不断进行物理模拟,为我们做好准备采取行动。“所以我们不必长时间思考落下的杯子落地的位置或者我们需要多大的力量来投球。但是我们的大脑如何以及在何处进行这些本能的物理计算以前是未知的。

菲舍尔和他的同事现在已经进行了一系列实验来追踪我们大脑的物理中心。他们在使用功能磁共振成像(fMRI)记录他们的大脑活动时向受试者展示了不同的视频。在第一轮中,参与者看到了摇晃的黄色和蓝色木块塔的电影剪辑。您现在应该估计当塔倒塌时块会落在哪里,或者猜测塔中是否有更多的黄色或蓝色块。虽然第二个问题主要是激活视觉感知,但第一个问题是针对物理学的直觉 - 因此必须激活大脑中的物理中心。同样根据对第二个视频中的物理理解,其中受试者看到了两点,

对脑部扫描的分析表明,无论何时受试者在其估计和预测中包括物理定律,非常特定的大脑区域变得活跃。正如另一项测试所显示的那样,这些大脑区域的射击越强烈,受试者观察到的过程背后的物理学就越多。然而,正如研究人员报告的那样,这些活跃的“物理中心”并不像人们对光学成像所期望的那样在视觉皮层中,而是在大脑皮质的前运动和运动区域。这些大脑区域负责规划我们的运动,但也负责处理信息,例如关于房间中其他身体的运动。

“我们的研究结果表明,大脑中的物理直觉和行动计划密切相关,”菲舍尔说。因此,我们大脑的物理中心位于负责我们与外界的运动互动的区域。“我们相信这是因为孩子在训练他们的运动技能时学习世界的物理模型 - 当他们操纵物体时,他们学习如何表现。”例如,如果孩子伸手去抓东西,它必须是学习如何进行头脑风暴,这个物体有多难,你需要多少力量来触摸和提升。学习时需要更多物理学:你需要多少向前推力?多少太多导致跌倒?所有这些无意识的计算从童年开始经历我们大脑中的物理中心,最终塑造了我们对日常生活中物理学的直观理解。“即使我们没有有意识地考虑它,我们也会不断得出实际的结论,”菲舍尔说。

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