人脑的局限性——勤奋与事业成功的关系

勤奋和事业成功的关系是为人们所公认的，有关的名人话语更是不计其数，比如“业精于勤而荒于嬉，行成于思而毁于随”（韩愈），“哪里有天才，我是把别人喝咖啡的功夫都用在工作上的”（鲁迅），“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的勤奋”（爱迪生），“勤奋是好运之母”（富兰克林），等等。爱因斯坦在他列出的成功所需的三大要素中，头一个也是努力工作。

当然勤奋并不就等于成功。也就是说，勤奋是成功的必要条件，但不是充分条件。事业成功需要许多条件，并不仅限于勤奋一种。首先目标必须是正确，不违背自然规律的。凭空创造出能量的“永动机”就是因为违背能量守恒定律而成为一个不可能达到的目标。如果你的目标是造出“永动机”，那无论你如何努力，如何勤奋，都不可能成功。

第二个是在当时的条件下（包括在当时的环境中可以创造出来的条件），这个目标是可以达到的。发射探测器到火星上去，看看那里有没有生命存在，或生命是否曾经存在，是人类目前的知识和技术水平可以做到的事，但是放一个探测器到地球的内核去看那里的情形目前就办不到。

第三是所用的方法要正确。举行各种仪式来“求雨”就不是得到降水的正确办法。无论场面有多大，无论人们在这上面花多少功夫，都不会影响降水的自然过程。

成功与否还与当事人的教育程度、知识水平、思维方式，自身条件、以及偶然因素（包括机遇）有关。而且由于人类的知识有限，在目标达到之前，许多事情是当事人所不知道的，所以上面说的三个条件是不是正确，一开始也不一定知道。比如许多人在耗费无数的时间和精力去造“永动机”失败后，人们才认识到能量守恒定律。在真正的病因找到以前，无论医生如何努力去治疗，病人如何努力配合，病情也难以好转。

尽管成功需要这么多条件，但是勤奋还是必需的。做出伟大贡献的科学家，发明家，无不全心投入，专心致志，持之以恒，百折不挠。这是为什么呢？这就和人脑的工作特点和获取知识的过程有关。

人脑在信息处理速度上的局限性

人的大脑无疑是地球上（也可以说我们的太阳系内）最高级，功能最强大的信息处理结构。我们能够对周围的世界进行识别、分析、推理，能够想象、预见、设计和制造各种工具和仪器，也能够灵活地，而不是反射式地面对和解决问题，能够进行抽象思维，使用语言文字来表达和记录信息。人脑还有艺术的创造力和欣赏能力。

但是和计算机相比，人脑也有巨大的局限性，就是速度太慢。无论是信息输入，信息“加工”（理解和思考），还是信息输出，速度都是很慢的。几十页的文件，计算机不到一秒钟就可以输入或输出，但要是人来阅读，就需要几十分钟或更长。文字信号首先要转变成为视觉信号，视觉信号又以神经脉冲的方式，传递到视觉中枢。而许多传输信号的神经纤维，每秒钟只能把信号传递几米远。文字信号从眼睛的视网膜传递到位于大脑后部的视觉中枢，就需要十几个毫秒的时间。信号到了视觉中枢以后，还要和储存在脑中的文字信号进行比对。这就需要信号在与储存视觉信号有关的大脑皮层区域中来回交换信息。

由于这个原因，我们要“认识”一个字，需要大约100毫秒的时间，也就是每秒钟我们只能读十个字左右。而且光是认识每一个字还不够，还要根据这些字出现的顺序，用储存在脑中的“语法”来分析，才能知道一个句子的意思。一些简单的陈述句，比如“今天是8月26号”，“我的名字叫某某某”，意思明白易懂。但是如果句子谈的是新概念，或者是在进行推理，就需要动用脑中已经有的知识才能理解，需要的时间就更多了。比如“这里的海拔高，所以水不到100度就开了”，就不是每个人都能理解的。这里需要知道液体“沸腾”和外部压力之间的关系，以及气压随海拔高度降低的知识。

看文字信息如此，通过语音获得信息也类似。语音首先要在耳蜗内转换成为神经脉冲，再传输到大脑中的听觉中心。信号还必须与储存在脑中的音-意联系相比较，才能知道大概是什么字。由于中文同音字多，大脑还必须根据字音之间的组合和上下文才能准确知道话语的意思。所以从话语获得信息比阅读还稍慢一些。

人的思考过程在很多情况下是通过无声的语言来进行的。有的人在思考时，会不自觉地把思维时所用的语言说出来，这就是“自言自语”。用语言思考的速度和阅读或倾听的速度差不多，也就是每秒钟十来个字。而且人脑在思维时还有一个“缺点”，就是单线思维。就像在任何时刻我们的眼睛只能注视一点一样，我们在思考时，在任何一个时刻也只能想一个问题，即我们平常说的“一心不能二用”，而不能像计算机那样，同时做多件事（把处理器的工作时间迅速地分配给不同的任务，或者多个处理器同时工作）。

与人交流时，这些过程就和信息的输入反过来。思想先要转换成输出到发音器官的神经信号，或控制手写字（或打字）的神经脉冲。写作的速度比阅读或倾听更慢。人在一分钟内一般只能写几十个汉字，打字快的人，每分钟也就打一百多个字。

人脑处理信息的缓慢就限制了我们获得知识的速度。获得已有的知识必须通过语言和文字来进行，其中包括与人交流。由于人脑输入输出和处理语言文字信息的速度很慢，所以我们必须在获取知识上投入大量的时间和精力。一个人要获得从事一项专业工作所需要的知识，需要十几年的时间！没有持之以恒的努力，这个目标是达不到的。

人脑的记忆会随时间而衰减，也能通过多次信息输入和“调取”而增强。

人脑“收发”信息和处理信息的缓慢使我们要用相当长的时间来学习人类已经获得的知识。但是即使是花费了十几年的时间，学习时的态度和方法也会对知识的掌握有很大的影响。

这是因为人脑还有另一个“缺点”，就是记忆不像储存在计算机硬盘里的程序那样可以长期保存而不衰减，一“调”即出，而是会随着时间逐渐淡化。先是“调”不出来，然后是真的消失。一个信息在脑中能储存多久，首先取决于信号输入时的强度。强烈的信号，我们高度关注的信息，以及经过反复思考理解了的信息，可以在脑中保持很长的时间，甚至终生不忘。比如你接收到大学录取通知书的那个时刻，你和配偶确定关系时的场景、重大的灾难事件等等，都很难忘记。不太重要的信息，或没有太过脑子，单纯记忆的信息，就会逐渐衰减（比如小学同学的姓名，某种元素的原子量）。先是信号还在，但是已经弱到有时“调”不出来了。比如某个人的姓名一时想不起来了，但是过一段时间，或经人提醒，又会想起来，说明该信息在脑中还没有消失。到了该信息真的在脑中消失，那就经人提醒也想不起来了。

不过这个“缺点”也有弥补的方法，就是信号被反复输入，或被反复“调用”后会增强。所以看一遍记不住的东西，过一段时间（比如到第二天）再看就会加深记忆（连续多次的效果不如隔一段时间重复好）。曾经想不起来的人名，如果想起来后又多次去“调”（也不是连续想多遍，而是过一段时间再去“调”），就会在想“调出”的时候立即能够“调出”。许多公司在做广告时也懂得这一点，会让电视台反复播放它们的广告，以给潜在的顾客重复的刺激，在他们脑中产生和维持尽可能强的记忆。

由于人脑中储存的信号会衰减，我们学习书本知识的过程不仅是很缓慢的，而且在学习时输入的信号强度和质量（包括某个信号与其它信号的关联。关联越多，以后越容易通过联想被“调出”）也会因人而异。在学习过程中，是否精力集中，是否认真理解和思考，是否多次复习，是否能够应用于实际（应用也包括“调取”信号的过程，而且在应用过程中知识被再思考和检验）决定了一个人能通过学习掌握多少知识和运用这些知识的能力。

获取新知识的过程也是困难而缓慢的

知识是人类解决问题的强大武器。过去在长时期中困扰人类的一些问题，如某些传染病（比如古代的“瘟疫”）、移动缓慢（过去最快的移动方式是骑马）、远距离通讯（过去最快的信息传输方式是“烽火台”），在新的知识面前都迎刃而解。但是人类永远不能知道关于这个世界的全部知识。我们在面临新的问题时，有关的知识总是不足的，需要获得新的知识。而且世界是变化的，昨天的一些知识也会过时，需要不断更新。而获得新知识的过程常常是困难和漫长的。

所以在科学研究的前沿，许多课题往往是“硬骨头”，也就是已有的有关知识不足，而所需的新知识又难以得到。但是人们又不能等待知识齐备了再动手去解决问题，而往往是凭借片断、零星、有时甚至是错误的知识作为线索，力求从这些知识的背后找出新的规律，所以历史上许多重大发现都是啃“硬骨头”的结果。

比如俄国化学家门捷列夫发现元素周期表的过程，就充满了曲折和困难。在他以前，就已经有人注意到化学元素按它们的原子量排列时，元素的性质会出现周期性的变化。但是要找出严格的规律却非常困难。许多元素（包括惰性气体）当时还没有被发现。最重要的是，当时人们还不知道是原子核中的质子数决定了电子层的排布，特别是外层电子的排布情形，从而导致了元素性质周期性的变化。人们只能根据元素的性质，比如化合价、熔点、金属性和非金属性这些“表面现象”来探测元素的内在规律，而且有的元素的原子量和化合价还测得不准。这相当于要在不完全，甚至部分错误的知识基础上要去发现事物的规律。

但是门捷列夫并没有气馁。他把当时已经知道的63种元素的原子量和主要性质分别写在卡片上，再把这些卡片反复地分组排列，以寻找其中的规律。他大胆地按照化学性质，而不是完全按照当时有错误的原子量来排列元素，并且亲自重新测定一些元素的原子量。他还在他的周期表中留出空位给那些当时尚未发现的元素。这些都是极有洞察力的做法。如果门捷列夫对元素之间的关系没有强烈的兴趣，就不会有持之以恒的努力，也不能排除错误信息的假象，找出事物的内在规律，周期表也不会在他的时代出现。

在许多科研活动中，大量的时间和精力都是花费在试验上，以获取解决问题所需要的新知识。没有动力和恒心，就不能有效地进行科研活动。比如人们对癌症成因的研究已经进行了几十年的时间，但是对于引起癌症的基因突变如何（以及何时）发生，癌细胞如何启动端粒酶的活性，以及癌细胞如何转移等等问题仍然有太多的未知。为了发现粒子物理学里“标准模型”中最后一个没有找到的希格斯波色子（也叫做“上帝粒子”），科学家们花费了数十年的时间和数百亿美元，将质子以接近光速的速度进行对撞，并且记录和分析了数百万亿次的粒子碰撞结果，才找到了“可能是”希格斯波色子的踪迹。

科学研究如此，其它领域也是一样。商业活动需要随时掌握市场信息，而且还必须在竞争对手隐瞒信息和误导的情况下做出正确的判断。在军事斗争中，敌我双方都要用一切侦查手段获取敌方的情况，而敌方也总是力图隐瞒真实信息和误导对方（“兵不厌诈”）。在这些领域里，能不能获得足够的信息并且加以分析，做出正确判断，就是成败的关键。而这些活动都需要全神贯注和持续不断的努力。

“潜意识思维”与灵感

许多人都有这样的经验：头天晚上的想法，第二天醒来后就有变化；写好的文章初稿，放几天后就觉得还需要修改，甚至推倒重来。所以许多人都不急于把第一反应或意见发表出去，而是要把它们“沉淀”一下。经过“沉淀”的想法或文章往往是更妥当的。在对一个问题努力思考仍然得不到答案时，把问题“放一放”，往往答案会“自己”冒出来。许多重大的科学发现都是在反复思考不得其解，反而是在放松休息期间“突然”冒出来的。我们一般把这种突然冒出来的好想法称为“灵感”。

荷兰科学家Dijksterhuis对这个问题进行了研究，发现在面对困难的问题和决策时，如果不立即做出回答，而是做一些不相关的事情以后再作决定，答案往往比立即回答要好。中国人说的决策之前要“三思”，其实也就包括了让思想“自己”去活动的时间，即在没有意识到它的情况下让脑子去“思考”。对这位科学家的工作感兴趣的读者，可以去看他的原文：Dijksterhuis A, Bos MW, Nordgren LF, van Baaren RB (2006) On making the right choice: the deliberation-without-attention effect. Science, 311 (5763) :1005-7。

这也许就是所谓的“潜意识思维”，即主观上不觉得自己仍然在想这个问题，但是实际上已经启动的思维过程在我们转向其它话题，在放松休息甚至睡觉时，仍然在继续进行。而且主动思考时一次只能想一个问题，沿着一个思路，“潜意识思维”却可以不受这个限制，可以把已经启动过的思维都继续进行，而且彼此进行交汇，从而产生新的思想（即信息之间的新联系）。

但是要“潜意识思维”能够有效进行，首先要有丰富的有关知识，并且已经有了大量的主动思维，否则“潜意识思维”就没有多少思考对象和思考过程去继续。只有对一个问题有强烈的兴趣和关注，收集了大量的资料，并且在长时间中对问题的各个方面进行了大量的思考，这种“潜意识思维”才有可能产生好的结果。

与肌肉控制有关的活动也需要持续不断的努力

人类还有一大类活动与肌肉的精确控制有关。武林高手要在对敌方快如闪电的剑锋准确地做出回应，乒乓球运动员要对快速飞来并且旋转的小球正确地回击，速度稍慢或准确性稍差就意味着失败甚至死亡。所以这类比赛实际上是双方神经反应的对抗。小提琴家要在快速演奏中按准每一个音，钢琴家要用优美的节奏弹出轻重不同的琴声，画家和书法家要让笔尖完全按照自己的意志画出浓淡粗细，歌唱家要让自己发出的歌声甜美音准，雕刻家要让自己的雕刻刀走向一丝不差，舞蹈家要使自己的舞姿准确优美，都需要对有关肌肉的精确控制。除了对肌肉力量的锻炼以外，对肌肉控制的精确程度就成了艺术水平高低的关键因素。

肌肉的运动是由神经系统来控制的。想得冠军的人，就必须把这些控制回路的强度保持在远高于常人的水平，也就是达到个人的极限。但是神经系统的缺点就是控制回路的强度会衰减，所以这种极限状态是不能自动维持的，需要不断地通过使用，而且是高强度、高密度地使用这些回路，这种极限状态才能保持。这就是为什么运动员天天都要训练，钢琴家每天都要练琴，书法家每天都要练字，歌唱家每天都要“吊”嗓子。一天不练，成绩就会下降。而且每天练的时间少了还不行，许多优秀的运动员和艺术家每天都至少要练几个钟头，为的就是把自己身体中有关肌肉控制的神经回路推向极限并且保持它。

这可能就是这些领域里的人必须勤奋努力的神经学原理。如果有关的神经回路一经达到极限值就会维持不变，那继续训练也就没有必要了。

小结

由于人大脑工作的特殊性（信息的输入输出和加工过程缓慢，神经回路会随着时间衰减，记忆能通过反复输入和“调出”而得到加强，大脑也有“潜意识思维”），决定了我们必须持续不断地努力，才能获得解决问题所需要的知识，使工作所需要的神经回路和记忆达到和维持在一定的强度，也使主动思维和“潜意识思维”能有效地进行，使新想法的出现成为可能。对于那些对有关肌肉的精确控制有高度要求的神经回路，更是需要持续不断的练习来加强和维持。

人的勤奋，其实就是用持续不断的努力来“对抗”和“弥补”人脑工作的局限性。只有对一项工作有好奇心和动力，才能保证全身心投入，勤奋工作，才有可能取得成功。

初稿完成于2012年8月26日 洛杉矶