顾春芳和杨升华:超智能人群调查(二)----寻找心算超人

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超智能人群调查(二)----寻找心算超人 http://www.waama.org.cn  2010年7月14日  《走近科学》

内容提要:在2007年11月在中央电视台正大综艺节目挑战吉尼斯记录现场,一个文静的女生出现在大家的面前。她叫陈冉冉,有着超越计算机的心算能力。最终她成功的创造出了新的世界心算记录,成为世界上心算最快人。我们对于像陈冉冉这样具有超强心算能力的人群进行了研究发现他们的大脑在计算的时候与普通人有着明显的区别。大脑中一片神秘的区域起到了决定性的作用。这片区域到底是做什么用的呢?

主持人:从古至今,计算能力一直伴随这人类的进化。从古代的筹码算盘到现代的计算机。没有最快只有更快的计算速度一直促进着人类的发展。时至今日,计算能力对以每个行业来说都十分重要。从高楼大厦到买菜做饭。没有一样离得开计算。那么如果人类的进化没有停止,那么在未来的人类中很可能会出现拥有超强计算能力的超智能人。他们拥有着超越如今计算机的心算能力,任何难题到了他们的面前都会瞬间迎刃而解。这样的人放在如今看来就是心算超人。也许这些拥有特殊本领的超智能人类已经出现,没准他们就在你我的身边。

2007年月11日中央电视台正大综艺节目挑战吉尼斯记录现场,一个文静的女生出现在大家的面前。她叫陈冉冉,据说她有着超强的心算能力,她在这里是要创造一项史无前例的吉尼斯世界纪录,如果这次陈冉冉挑战成功,她将成为这个世界上心算速度最快的人。这次挑战的题目是多位数字的加减,一分钟做出并且正确6道题目就能够创造出新的世界记录,最终陈冉冉以做对8道题目的成绩创造了新的吉尼斯世界记录,成为世界心算最快的人。她的心算速度到底有多快?

2008年1月 北京 曾经打破世界心算记录被喻为世界上心算速度最快的心算超人陈冉冉来到了《走近科学》演播室,记者将对她进行心算能力的测试。

我们发现陈冉冉几乎都是在说完题后毫不犹豫的就说出了答案,好像这些答案就在她的脑子里,只需要读出来就行了。

从加减到乘除位数不断的上升,可是陈冉冉还是瞬间得出了答案。计算过程仿佛消失了一样。我们可以看到这是十个十二位数的加减计算,陈冉冉用了不到10秒的时间就写出了答案。据陈冉冉说,拥有超强心算能力的人有很多她只是其中的一个,这群心算超人中最优秀的都集中在一所特殊的学院里。为了了解这些心算超人,我们决定到那里找寻答案。

2008年2月我们来到了位于湖北武汉的军事经济学院,这所学院是当地有名的军事院校。在学院的一个僻静角落我们找到了军事经济学院珠心算队。接待我们的是主教练王卫达。从王教练的介绍中我们了解到,陈冉冉所用的计算方法叫做珠心算。

随后王教练为我们展示了珠心算的神奇之处。

王教练:珠心算是以珠算为基础,将算珠呢,转化为大脑中的算珠影像,然后按照珠算的原理来进行计算。通俗的说呢,脑子里打算盘。

珠心算其实来源于珠算是我国古代计算技术的一项重大发明,在汉代的数术记遗一书中就曾记在了十四种上古算法,其中有一种就是珠算。大约到了宋元时期,珠算盘开始在中国流行,可以说珠算是我国一项历史悠久的文化传统。珠心算来源于珠算,曾经有人发现在熟练的掌握了珠算后都会不自觉的发展出心算的方法。当时有人掌握了其中的奥妙,但是这种心算的方法并没有被广泛的流传。直到近些年才有人提出了珠心算的叫法。原来神秘的心算方法也被人们所掌握。

为了了解陈冉冉所说的计算超人的训练过程,我们记录了王教练的上课的全过程。我们发现,只要掌握了珠算的运算法则,得出结果并不难。训练珠心算队员进首先要学会用算盘进行珠算。渐渐地开始脱离算盘,最后达到心算的程度。珠心算省略了打算盘的过程,因此计算的速度就加快了。

主持人:著名作家谢尔顿在他的小说《假如明天来临》里讲过一个故事:骗子杰夫向经销商兜售一种袖珍计算机,说它“价格低廉,绝无故障,节约能源,十年中无需任何保养”。当商人打开包装盒一看,这台“计算机”原来是一把来自中国的算盘。说杰夫是一个骗子也真是冤枉了他,他的广告词用在算盘上真是毫不夸张。算盘在中国也是非常古老的发明,最早可以追溯到距今3000多年前的西周。它利用进位制记数,通过拨动算珠进行运算:上排的珠子每一个珠当五个,下排的珠子每一个珠当一个,每一档可当做一个数位,这样就能够进行运算了。操作算盘必须记住一套口诀,口诀相当于算盘的“软件”。虽然算盘是一种方便的计算工具,但是为什么学习了珠心算的人能够在计算的时候几乎是一说题目立即得出答案而且全部正确,这种速度和正确率似乎已经超越了人类的极限。在笔算的时候我们给出了大量的数字,每个都在10位以上,有的甚至超过了15位数,普通人在那么短的时间内看清这些数字都很困难而珠心算队的队员能够轻易得出答案,这种心算能力到底是如何得到的呢?加入计算口诀

在采访世界冠军陈冉冉时,像我们描述了她在学习珠心算时心中的图像。

陈冉冉:刚开始会心算的时候,我的脑海里面,算盘的印象就是跟普通的,实物的算盘差不多的。我脑海里面大概也只能记个六位左右,然后那个珠子是非常大的,而且算盘横梁都会在我脑子里面。

随着我计算速度的提高,水平的加强,水平的提高,我的脑海里面算盘珠子的形象会越来越小,而且,算盘其他构造都会相应的消失了。本来说只能记六位的算盘的形象,现在基本上可以记到了十几位。然后计算速度,算盘跳动的速度也会加快,这样的话,才导致我计算速度的提高。

而且在我们采访其他珠心算队员的过程中发现,经过长时间练习的珠心算队员在学习其它某些知识的时候和普通的学生好像有些不同了。

陈冉冉:平时记当时比别人记得快,记得多,记得牢。我也不是一个单词一冒出来,形象记忆特别好。你放在那儿,一个数码十个放在那儿,我一眼就能看到,就像英语单词一样,你放在那儿一秒,我能看出是什么。

陈冉冉:平常我们见到数字都比较敏感,像记别人的手机号什么的,我们都不用记,他说一遍,我们就记住了。然后过一会儿再回家,想起来就把它记下来,就这样子。然后有时候见到数字我都会,比如说347,我会平常拿来玩,347加347喽,347乘347,再乘347,就这样子,就觉得这个很好玩,平常是这样玩。

为了测试这些珠心算队员所说的记忆能力,记者做了一次简单的测试,测试的内容是记忆数字。根据已知的结论人的短时记忆能力为5到9个,我们故意将测试的数字位数加长到最长15位,看看珠心算队员是否能够超过这个人类极限。

从结果看他们每个人基本上都能够记住12个以上的数字,其中有两个人在记忆15个数字的时候也保持了很高的成功率。

根据我们了解在中国还有一些人也具有超强的计算能力。在广州我们找到了一个心算能力超强的孩子,他叫做顶超。我们在现场对这个孩子进行了测试。首先是两位乘两位的乘法,

测试现场:77乘以77等于多少?5929。99乘以99等于多少?9801。算出来没有?没有我没有这么快,结果全部正确。

随后我们的记者对顶超传说中的多位乘法进行了测试。顶超一边唱着歌一边写出了几道超长的乘法题。而且一个比一个难。记者还没有计算出答案的时候 顶超已经计算出了所有的结果。

随后记者安排了顶超和一个同龄的孩子进行比较,同样是计算看看他们之间到底有什么不同。题目是109876463除以89等于多少。对于两个只有9岁的孩子这种大位数的除法最能够考验他们的计算能力。在题目一出完,普通的孩子就开始计算起来,他用的是普通的计算方法。然而在一边的顶超却并没有急于计算,而是四周看了看突然直接写出了答案。此时其它人正在忙着用计算器演算。结束出来了顶超的答案完全正确。接下来记者又出了几道题都是五位数 六位数 除以两位数或者乘以两位数的题目。每次顶超都是心算然后直接写出正确答案。在测试的间隙,我们发现顶超还在不停的计算着。从结果看顶超似乎非常喜欢结果是一串9的题目。

为了解开顶超超强计算能力的秘密,我们准备对他的大脑进行一次功能核磁扫描。功能核磁是一种没有损伤的最直接捕捉人类大脑活动的技术。只要顶超能够在这个机器中进行计算,那么我们就能够捕捉到他脑部的活动,从而揭开他超强计算能力的原因。测试开始了所有人都在期待着有所发现,然而专家停了下来。从屏幕上看影像一片模糊。顶超一直无法控制自己在机器中乱动,最终我们不得不放弃这个测试。经过这次测试我们发现,顶超竟然是一个自闭症患者。

主持人:在随后的调查中医生发现顶超是一个自闭症患者。也就是说他之前所表现出啦的超强的计算能力其实是一种病态的表现。有研究表明极其各别的自闭症患者会在一些方面有特殊的能力比如极度强化的记忆力,超强的计算能力或者对于音乐有着很强的感悟能力。自闭症儿童中那些拥有特殊能力的人被称为天才型自闭症患者,描写这些自闭天才最有名的电影叫做雨人。这个电影描述了一位自闭症患者拥有超强的记忆力和计算能力的故事。在现实中雨人是确有其人,他是一位叫做金皮克的自闭症天才,他能够一字不漏的背出9000本以上的书。只要你能够告诉他日期,他就能够迅速的计算出那天是星期几,普通人看一页书需要3分钟他只需要10秒钟。他能够左右眼分别看左右两页。根据科学家对于他大脑的研究发现,金皮克的大脑有着与众不同的构造,他的左右大脑并不像普通人那样通过一个特殊的胼胝体连接,而是直接长在了一起形成超级大脑,而且他的脑部大小是正常人的3倍。这种结构也许就是金皮克具有超强的学习记忆能力的原因。天才型自闭症患者只占自闭症患者中极少数的一部分,对于他们的研究也仅仅刚刚开始,也许有一天我们会了解他们大脑的秘密然后改变我们自己的大脑,让每个人都变成超智能人类。如果能够发现这些能力的原因,也许就能够找到超人类的秘密了。用现代科技能够扫描大脑,这种技术在中国也能够做到,那么同样拥有超级计算能力的珠心算队员大脑是否也与众不同呢?

为了解开发生在珠心算队员身上的秘密,我们决定在清华大学对珠心算队的两个队员进行一次彻底的检测。

参加测试的是珠心算对的两名正式队员,在测试之前我们先对这两位队员的心算能力进行了一次粗略的测试。

张丹博士:测试的过程和结果,很震惊从来没有见过,这种计算能力超强人很少见,她的脑子应该与正常人的思考方式有区别,试验应该能显示出来。

大脑思考的过程其实是人脑内部的放电过程。在大脑中神经源细胞之间通过电流交流信息。而科学家通过先进的仪器就能够记录下人脑放电的过程。通过分析记录下来的数据能够判断出哪个区域在运动,进而分析出人脑中每个区域的作用。也就是人们长说的能够知道大脑在想什么。那么我们用这种方法是否就能够看到心算超人脑中的想法呢?

在经过两个星期的计算之后,测试的结果出来了,从结果中我们看到珠心算队员的在进行计算时大脑活动的区域,左侧为普通人在计算的时候大脑活动的区域,从图中我们看到珠心算队员的大脑右侧有明显的强烈活动。试验的难度越高这里的活动越强烈。而普通人的右脑几乎没有任何活动显示。

周文静主任,清华附属玉泉医院脑外科主任医师,他对于这次的核磁共振试验的结果有着自己的看法。

周文静:左脑完成工作困难的时候会找帮手,最快捷的帮手就在右脑。

大脑是由无数的神经元构成的。神经元细胞的生长速度在幼年时是最快的,几乎所有的珠心算队员都是在很小的时候就开始接触珠心算的,甚至有些队员在没有识数的时候就开始了珠心算的训练。随着他们的大脑发育,算盘的印象与数字构成了直接的联系。经过长时间的锻炼,左脑和右脑形成了默契的配合造就了心算超人的出现。从小接触计算所以大脑用于计算的区域会增加。但是这种增加对于她们是否有利还在研究之中。

主持人:珠心算的结果说明了人脑的可塑性,大脑就像肌肉一样,多加练习就能够自己强壮起来,越用越聪明这话一点也没错。珠心算队员从小就接受了珠心算这种图像计算方法的训练,他们每人至少都学习了5年以上。这种日积月累的锻炼让他们的大脑产生了特殊的改变,计算几乎成为了他们的一种本能反应。从我们调查的记忆超人以及心算超人中,不管是否改变了大脑的结构,他们的能力都是后天训练的结果。到底有没有天生的超智能天才呢?在东北大庆我们发现了一个孩子她对文字有着天生的感悟能力,她是神童吗?让我们下期再见。

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