深度学习的方法
1．何为熟练
2．技能的自动化与动作记忆
3．直观能力从何而来
“学习”和“掌握”是表象与内在的结合。我们为了熟练掌握而学习。学习的过程，也是熟练掌握的过程。提到“熟练者”一词，一般会想到那些熟练掌握运动、艺术、传统工艺等特殊领域的达人。但任何领域的学习，都是一个达到熟练的过程。人类从出生开始，就要学习各种知识和本领，并熟练运用。让身体随着自身意识和意愿行动、说话，学习各种知识、母语、外语、听说读写……这些都是熟练的过程。
熟练，是指逐步构建该领域知识系统的框架。在此过程中，学习者为了提高学习效率而建立图式，寻找学习方法。前面讲过，有时候学习者需要在学习过程中，打破陈规建立新的图式。本章将进一步阐述，“熟练”将对认知造成怎样的变化。
1．何为熟练
熟练者的两个阶段
没有人一开始就能做到完美。相信每个人都有这样的经历：在反复做某件事情积累了一定经验之后，再回过头看刚开始的样子，会发现自己的做法发生了很大的变化。
以餐饮来举例：一个从来没有做过饭的人很难想象出，自己可以用到什么食材、采用什么烹饪方式、做出什么口味的饭菜。即使拿出食谱看着说明和配图操作，一开始也不知道该怎么把食材切成什么样的形状和厚度。切菜的速度会很慢，形状、厚度等参差不齐。食谱中虽然写着“根据个人口味，放入适量的酱油等调料”，然而，“适量”却并没有一个可衡量的标准。
随着经验的不断积累，菜刀用得越来越熟练，不但切菜速度飞快，切出来的形状也变得很漂亮。在调味的过程中，也学会了根据自己的口味来调配。而且，即使手边没有食谱上的食材，也会用现有的食材或是其他食材来代替。
这样下去，烹饪新手就可以成为高手了。然而，天外有天，人外有人。对普通人来说，在自己家里能够做得一手好菜已经很不错了，但对于专业的厨师来说则远远不够。当然，专业厨师的水平也是参差不齐。作为一名专业厨师，如果没有一道他人模仿不了的、自己专属的菜品，就不能称为一流的厨师。
语言学习也是同样的道理。能够流利地使用自己的母语交流、阅读文章，意味着一定程度上的熟练，但只要付诸努力并积累经验，每个人都可以达到这种水平。而在此之上还有一个更高的阶段，比如那些能够写出自己独特风格的俳句、诗、小说等作品的作家，还有做语言研究分析的语言学者，以及专业编辑等，这些人以语言为工具，在各个领域进行专业的研究。
总之，熟练就是经验的积累。初学者从刚开始的不明就里，到能够正确应用的过程，是熟练的第一阶段。而超越这一阶段，在某领域达到一流甚至超一流的水平时，便是熟练的第二阶段。当然，这两个阶段是连续的过程，我们在思考熟练者的认知特点和学习方法技巧时，很重要的一点便是将这两个阶段区分开来。
初学者与熟练者的区别
从小学到大学，再到大学毕业之后，我们学习了各种科学解释方法与理解方法，学到了很多运动方程式、位置方程式、速度公式、能量保存公式，等等。但正如前文所述，学过公式和能用公式解决问题是两件完全不同的事情。从知道公式但不一定会用，过渡到能够熟练应用公式解决问题的阶段，究竟是一个怎样的过程？在这个过程中，人的认识又会怎样变化？首先，让初学物理的大学生和作为物理熟练者的大学物理老师来回答以下问题。之后，思考这两类人解决问题的方法有哪些不同。
问题
某人驾驶飞机执行投弹任务。飞机以相同的速度飞行，并在同一高度投弹。以下5个选项中，炸弹从投出到接触地面，飞行速度最大的为哪一项？
①飞机降落的时候
②飞机上升的时候
③飞机水平飞行的时候
④无论何时都没有变化
⑤信息不足无法判断
几乎所有的大学生都会选择①，而大学物理老师的答案则是④，因为物理老师是熟练者，很清楚这是一个考察能量守恒定律的问题。并且，在这个问题中，符合该定律的是炸弹而不是飞机，如果认识不到这一点，便无法得出正确答案。而作为熟练者的物理老师，在看到问题进行计算之前，相关的公式就已经浮现在脑海里了。
老师是这样理解的：假设一个物体在运动，则需要求出时间t1到时间t2的速度。如果动能不变，那么从t1到t2的这段时间里，此物体适用能量守恒定律。因此就可以在一瞬间得出结论：如果力学概念上的能量守恒定律能够适用于两个物体，当它们的质量、初始速度、落地时的高度、最终的高度是一定的，且物体A和物体B为确定的物体，物体A和物体B的最终的落地速度是一样的。
然而，作为初学者的大学生，无法判断出这个问题要从能量守恒定律的角度来考虑。如第3章 中所述，许多学生错误地认为：物体在运动的时候，会受到运动方向上的力。因此他们很容易认为，在选项②③的条件下，炸弹下落速度会因受到该方向上的力的作用而减小。
接下来，通过思考子弹速度的问题，来分析初学者和熟练者的思考过程有着怎样的区别。
问题
从长度为0.5米的枪筒中，射出一颗以400米／秒的速度飞行的子弹，子弹在枪筒中的加速度始终相同。那么，子弹在枪筒中的平均速度为多少？此外，子弹在枪筒中停留的时间是几秒？
面对这个问题，初学者和熟练者的大脑中会有着怎样的思考过程呢？
表4-1 初学者和熟练者在解决物理问题的时候的思维过程
表4-1显示，熟练者在计算正确答案的过程中，会毫不犹豫地直接想出解决问题的方法。他们在看到问题的一瞬间，就已经想好了用哪个速度公式。不仅如此，他们并非先回想起使用教科书中的公式，然后再对其进行变形处理，而是从一开始就直接把数值代入变形后的公式中。总之，在思考物理问题的时候，熟练者会将“知道X和Y，就能求出Z”及“X=Y+Z”“Y=X-Z”等公式的变形与含义同时记在脑中。因此，当需要求某一个值的时候，脑海中便会直接浮现所需的公式。不仅如此，当看到问题之后，一瞬间就能想出解答方法，然后把数字代入进去，用最快的办法解决掉。
与此相反，初学者虽然能立即想起解答问题的公式，但却无法立即想到使用方法。因此，不得不从“现在必须求出的是公式中的哪一项？题目给出的数值分别对应公式中的哪几项？”等问题开始思考。通过这些事例可以看出，“知道”和“会用”是两个完全不同的概念。
熟练者的随机应变
如前所述，物理问题的熟练者在解题时，可以说是随心所欲，或者说是随机应变。这反映了熟练者具有能够抓住问题本质的能力，在看到问题的一瞬间，就明白什么是最重要的，知道应该解决什么问题，以及如何解决。
当然，熟练者拥有的随机应变能力，不仅仅体现在解答物理问题上。在能乐方面达到熟练水平时，会产生什么样的变化呢？关于这个问题，笔者采访了金春流的第八十代宗家的金春安明先生。
能乐表演，需要主角、配角，以及笛、太鼓、大鼓、小鼓演奏者进行配合。但大家很难凑出会聚一堂共同练习的时间。演员只能通过各自的练习来积累经验，努力接近舞台表演的水平。并不是每一次表演都能凑齐有舞台经验的人，于是常常出现不同流派的演员凑在同一个舞台上表演的情况。此时，熟练（能力）所发挥的作用，就是让初次合作的演员能够像共同呼吸一般，即兴地配合表演。当然，不仅限于能乐表演，在需要与他人协作的情况下，熟练者能够随机应变这一大特点便能体现出来。在足球、橄榄球等团队运动中，协同作业、相互配合的意义更加重大。
熟练者的随机应变能力是怎样形成的呢？首先，为了获得这种随机应变的能力，需要条件反射般地想起必要的步骤并很快付诸行动。而此时，需要准确把握自己所处的状况，对于下一步要做的事，要迅速而确切地判断出来，做到心中有数。虽然尚未有认知科学方面的相关研究，但每个人都能凭经验领会到这样的结论。而关于做出随机应变的判断并行动之后，内心会发生怎样的变化，将在后文中揭晓。
2．技能的自动化与动作记忆
何为动作记忆
如前所述，熟练者无须考虑太多，就能采取必要的行动。这就是认知科学中的“技能自动化”，对于必要的事情，能够无意识地在后台程序中完成。
人类可以进行信息的并行处理。但是有意识地（在留意的同时）处理的计算量，是有一定的界限的。记忆有两种储藏方式：一种是将信息长期存储在仓库中；另一种是，只将实时信息处理所需要的信息临时储存在仓库中。其中，前者被称为长期记忆仓库，后者被称为短期记忆仓库。关于这一概念，在第1章 中已有所说明。
人们在会话交流、读书，或者看报纸、听广播、新闻以及计算的时候，会通过这些活动吸收一些信息，进而从长期记忆仓库中调取其他必要的信息，之后把这些信息结合起来，对信息进行及时处理。例如，在听新闻的时候，从内容中把听到的且应该被处理的信息输送到大脑中的短期记忆仓库；进而从长期记忆仓库中检索出语法规则、单词含义的相关信息，以及与内容相关的图式等处理语言信息所必要的各种知识。然后，把输入大脑中的信息，与从长期记忆仓库中调取的信息统合起来进行信息的处理。这一系列的过程被称为动作记忆。
人在每次动作记忆中能够处理的信息量都是有限的。因而，无意识的后台操作越多，就越能够做到把注意力只集中在必要的事情上。这一点是良好表现的铁则。
母语的习得与信息处理系统
小孩对母语的学习正是如此。对于语言的信息处理，包括：①音乐的识别；②单词的辨别；③对于词性和助词等的语法判断；④通过单词的排列把握文章结构；⑤通过声调和用语的选择等判断说话人的意图和可信度；⑥判断说话人的意思应按照字面直接理解，还是从比喻、讽刺的角度来理解；⑦对于说话者所说全部内容的理解。各种各样的判断，几乎需要同时地、超高速地进行。此时，如果有意识地去处理所有信息，那么信息处理很快就会失败。通常，①～⑤是在无意识的情况下进行的，为此才能完成⑥⑦这种性质的信息处理。
为了能够更好地使用语言，比起记住语法书中的解释和词典中的释义，更重要的是，建立一个能够基本实现自动高速处理这些认知过程的信息处理系统。
语言的习得和熟练过程，不仅仅体现在能够流畅地讲话。小孩子能在一定程度上做到流畅讲话之后，就要学习读书写字。为了能够流畅地阅读文章，学习者必须建立起一个更复杂、更精致的信息处理系统。
高效阅读的本质
能够流利地阅读之后，眼睛的移动方式也会发生变化。阅读者不可能逐字阅读。顺畅阅读新闻等的阅读者，能够在同一时间超高速地处理以下这些极其复杂的环节：
①将文字的视觉信息转换为语音信息。
②调动记忆库中的单词释义词典，将文中单词的释义与词典中的释义相对照。
③通过图式来理解字里行间的含义。
④粗略地理解单词组合起来的文章的含义。
⑤预测将会出现的单词，控制视线使其流畅运动。
阅读的习得过程，正是高速处理一长串复杂信息的过程。
但是，阅读的本质并非止于此。不仅要理解字面意思，还要结合自己的知识理解作者的意图。对于阅读内容，要一边欣赏一边批判，并且将其纳入自己的知识体系，这才是阅读的目的。为了获得文字信息，需要由一个能够瞬时自动处理信息的信息处理系统作为支持。
成就高手的预测能力
为了保证流畅阅读，需要在阅读视线所及的单词（以及周围的单词）的同时，预测下文可能会出现的单词群。做任何事都需要随机应变地处理状况，也就是指具有判断状况的能力以及迅速而准确的预测能力。棋艺熟练者，在任何局面下都能做到，每走一步棋都能推算出这一步之后的进展。
这种预测能力，对于运动高手来说是不可或缺的。足球运动员对于状况判断的随机应变体现在：能够预测在目前的情况下，如果自己采取某种行动，对方会采取怎样的行动又会带来怎样的结果。可以说，这种能力是在心中把尚未看到的情况（将要发生的事情）演练一遍的能力。熟练者之所以能够随机应变地采取行动，正是因为能够准确进行心理演练，直觉发挥了正确的效能。
3．直观能力从何而来
培养直觉
可以说，直觉是熟练者的精髓所在。棋艺熟练者的直觉是在其基础上发展而来的。不断思考每步的最佳位置，不断积累经验。关于下一步棋的走法，乃至最终决定胜负的形式，都没有一个正确答案。但棋艺熟练者通过直觉可以推测棋局的走向，也可以推断出下一步的最佳走法。
棋艺熟练者的直觉可分为两种：关于最终胜负的直觉和关于下一步棋的直觉。拥有多项荣誉的专业棋手羽生善治先生在其所著的《大局观》中，将前者称为灵感，后者称为直觉，以此进行区分。这需要极强的洞察力。
前文中所述的物理方面的熟练者也是如此，在看到问题的一瞬间，就能从解决问题的起初一直推测到最终结果，再进行具体的步骤推进。人们在解决复杂问题的时候，不仅需要对当下的状况进行判断，重要的是，在距离终点很远的、尚不明确的阶段，也能做出发展方向判断的直觉。但是，在尚未成为熟练者的时候，只能浮现出关于当前状况的局部判断。
羽生先生所述的大局观是指，即使不去深究每一步棋，也能在一瞬间判断当时的状况，以及之后的发展方向的直觉，并通过不断积累经验，提高准确度。书中讲到，在年轻的时候，对于囫囵吞枣式的阅读比较擅长，但成年之后，就慢慢培养出了大局观。换言之，大局观即从整体上把握问题，即使在看不到目标的情况下也能大致想象出来的直觉。熟练的过程不仅仅局限于下棋，可以说，在任何领域都有一个培养直觉的过程。
认知能力不是记住，而是判断
必要的时候，从过去积累的大量经验的记忆中，提取适当的内容，能够帮助直觉发挥作用。第1章 中的记忆达人正是如此，他们拥有的卓越的记忆力，能让熟练者都瞠目结舌。这样的记忆力在所有的领域都是共通的。然而，超群的记忆力，只能用来记忆某一领域中有意义的信息。
曾有一项研究，让优秀的篮球运动员观看篮球比赛中某场景的PPT，然后做记忆测试。在篮球运动中，对战双方选手的位置关系，具有重要的战略意义。相比于非熟练者，优秀的篮球运动员只需要瞟一眼PPT，就能准确地记住选手位置的战略布阵。但是，只有在看到战略和结构上有一定意义的布阵时，这种卓越的记忆力才会显现出来。当观看那些随意的、没有特殊意义的布阵时，优秀篮球运动员的记忆力和普通人并没有差别。
关于芭蕾舞演员对于舞蹈编排的记忆，也有一项颇具意义的研究。在该研究中，让芭蕾舞熟练者和初学者共同学习一组基于复杂次序编排的动作，并再现这组动作。其中一半的动作，是在古典芭蕾的基础上形成的、具有一定结构的动作；而另一半则是随意编排的动作。此外，实验对象中有一半是古典芭蕾舞演员，另一半是现代芭蕾舞演员。
古典芭蕾舞演员在做基于古典芭蕾结构的动作时，能够记住动作的次序；在随意编排的动作上，则与初学者的表现没有差别。与此相对，而现代芭蕾舞演员的表现始终优于初学者。这反映了古典芭蕾与现代芭蕾的区别：古典芭蕾的重点在于结构，基本不存在脱离固定结构的动作；而现代芭蕾的动作则基本不受结构的束缚。
就这样，人们在逐渐走向熟练的过程中，掌握了短时间内学会某领域（各不相同）的重要信息的技能。然而，熟练者所拥有的卓越记忆力的本质，并非指当场原封不动地记住信息的能力，而是基于现有知识，对状况进行判断的认知能力。
辨别能力与审美能力
认知能力又称辨别能力，熟练者能够看出普通人所看不出的区别。有一种叫作雌雄鉴定师的职业，工作内容是辨认刚出生的小鸡是雌性还是雄性。由于鸡的生殖器长在体内，从体外一般是看不见的。专业的雌雄鉴定师，只要学会拨开小鸡的肛门的技巧，就能根据小鸡的生殖器来辨别雌雄。听起来似乎很简单，但根据很细微的区别来进行判断，实际上对于熟练的要求非常高，想要成为专家需要经历多年的练习。
熟练者能够区分普通人无法区分的类别。熟练的鉴鸟师只瞟一眼，就能分辨出高高的树枝上的各种各样的鸟；鉴狗师能够把同一种类的狗区分开来；猴子饲养员和研究者能够在一群猴子中分辨出每一只。
熟练者的这种建立在识别能力延长线上的认知能力，被称为审美能力。熟练者能够以普通人无法掌握的、更加严格细微的标准，来判断一件事物的好坏程度。经常听说，一流的美术家毁掉了许多普通人创作的、看似不错的作品。正是因为拥有这种能够辨别最好与普通的能力，才能有一流的表现。
很久以前，笔者曾经读过中野孝次的《本阿弥行状记》。这本书是琳派的始祖，内容是关于本阿弥家的小说风格的评传。书中的主要人物是本阿弥光悦，他与表屋宗达等人共同著有《嵯峨本》，是“日本三笔”之一。同时，本阿弥光悦还是一名优秀的陶艺家，他制作出了《不二》等日本国宝级的茶碗作品，还创作了美得令人窒息的泥金画，是美的探究者、鉴赏家。本阿弥家一直以制刀和鉴刀为业，光悦本人也是极其优秀的鉴刀师。这本书描绘了本阿弥光悦及本阿弥家的人的精神和气概，以及绝不追随其他流派，悉心钻研制刀与鉴刀的修行过程。
关于刀的鉴赏，光悦的孙子光甫这样描述本阿弥家代代相传的技艺：
怎样制作，决定了它最终看起来的样子。不了解怎样的制作过程会产生怎样的结果的人，很难领会其中要义。
中野孝次在书中是这样阐述的：
看着现有的东西来判断，这件事每个人都能做到。但从这个意义上来讲，生锈的刀永远只是生锈的刀，粗抹过的墙上的花纹只是干燥后的不同样子，然而，行业内有名的达人，能从现有的锈刀之中，看出刀具原本的样子；从粗抹过的墙上的花纹中，能看出竹林、岩石山、老虎等图案。也就是说，他们能分析出，现有的结果是怎样产生的。
无论绘画、书法，还是烧制、刀道，都是同样的道理。深谙艺术之道，是指能够分辨出事物应有的样子。
上述观点，与前文介绍的羽生善治先生的“从布局看透整体的大局观”是同样的道理。
修炼心的表象
本章对于支撑熟练者的卓越表现和思考的认知能力进行了论述。迅速看透事物本质的能力、随机应变的能力、识别普通人根本看不出来的事物的能力、心中浮现出眼前看不到的事物的审美能力……在这些能力的背后，是迅速进行判断并行动成为可能的判断标准，这在认知科学上被称为心的表象。将心的表象修炼得更出色的过程，就是熟练的过程。
至于怎样才能将心的表象修炼得更为出色，会在本书的最后一章中进行解说。
