2014年1月17日星期五,江苏卫视《最强大脑》再度掀起热议,22岁的山西小伙周玮曾经被诊断为中度脑残,却展现了强大的心算能力,轻松地算出了13次方、对十几位数字开14次方和开13次方,被誉为“中国雨人”。他的事迹感动了以理性冷静著称的科学裁判魏坤琳,魏教授大声疾呼要尊重和保护我们身边的弱势群体。
节目播出后,观众也为“中国雨人”和他的家人不离不弃的关爱所感动。不过也有一些观众提出问题“他是怎么做到的?”,还有一些干脆认为这个挑战有作弊嫌疑,可能是靠背下来的。面对连数学教授都自叹不如的这位“心算天才”,我们该如何理解呢?
【“雨人”现象】
“雨人”的名称来自汤姆·克鲁斯和达斯汀·霍夫曼主演的电影《雨人》(RainMan)。“雨人”是一位自闭症患者,孤僻内向,难以与正常人交流,却具有超强的记忆力,对数字尤其敏感。“雨人”的事迹是根据真人事迹改编的。原型叫吉姆·皮克(KimPeek,1951—2009),他能记住超过7600本书的内容,说出美国所有的县级以上的高速公路编号、电话、邮编等,能立刻说出来任何一天是星期几。
实际上,具有某种特殊天赋的“雨人”现象并非一两个特例,在科学文献中已经记录了约100人。他们的智商在40~70之间(个别的也高达114),男性出现的比例比女性高出三五倍。这种现象可以是天生,也可以是后天原因形成的(比如生病或受伤导致的脑部损伤)。这种“智商低下”的天才,被称为“阿斯伯格综合症”或“学者综合症”,还曾有个不太好听的名字叫做“白痴天才”。
在《最强大脑》节目中,据周玮的姐姐讲述,周玮是6个月大时受到惊吓,生了场怪病而导致这个样子的。由于他们的智商(通过正常标准测出来的)较低,和普通人交流会发生很大的困难,往往具有先天或后天的自闭症。
所以,持“作弊说”的观众应该是多虑了,要让周玮“作弊”其实都无法配合。
【难以理解的大脑】
对大脑的研究表明,我们的大脑皮层有数千亿个神经元,分布在不同的区域。利用磁共振成像(MRI)进行脑部扫描可以查看我们在进行各项工作时,哪些区域处在活跃状态。这是一种从外部对脑活动进行观察的方法。
魏坤琳在接受果壳网专访时指出,对周玮做的脑部扫描发现,在做简单计算时,他的脑区激活跟正常人一样;但在做开方、乘方等复杂运算时,脑区活动区域和强度反而变小了。常人题目越难、脑区越亮,但周玮却正相反……
其实大脑的可塑性很强。我们人类的祖先在非洲草原上曾生活了几百万年,进化出了我们今天具有的大脑。人类的大脑容量相对于其他动物都要大。而为了适应大脑容量的增长,人类婴儿必须在具有自主活动能力之前就出生。“三岁不离父母之怀”,是人类大脑进化的需要。正因为大脑足够大、足够复杂,我们的祖先才能在危机环伺的草原上生存下来并发展壮大。足够复杂的大脑让我们得以适应复杂环境,甚至了解整个宇宙。
大脑中神经元网络一直都在变化,搭建新的回路,形成记忆。根据“功能代偿”理论。虽然特定的大脑区域有特定的功能,但当大脑受到损伤后,其功能可能通过其它脑区实现。另一些神经科学家认为,人脑中存在一个“天才区段”,它位于大脑右颞叶下的一个特别区域,但它不容易被“启动”;脑部损伤有可能开启这个“按钮”。周玮是不是意外地开启了“天才区段”?我们只能猜想,但不能确定。现代脑科学才刚起步,对大脑的运作机制了解还不够。像周玮这样的“特殊大脑”是求之不得的研究样本,说不定有助于发现大脑更深层的秘密。某些先天的优势,再加上他几乎把所有的精力都专注地用于算术学习,能够发现一些快速运算的方法也不奇怪。
北师大的心理学院刘嘉院长推测,周玮对复杂算术题的计算,可能是太自动化了,像被固化的CPU。说来也巧,因为在数学中确实有对付复杂算术题的方法,这就是对数。
【对数的发明——普通人的选择】
数量级的概念每个人都熟悉。1,10,100,1000,10000……又可以写成10^^0,10^^1,10^^2,10^^3,10^^4……。也就是说,10^^1x10^^2=1000=10^^3,这样的乘法可以用它们的指数进行加法计算(指数1+2=3)。这是10的次方,其他数值的次方也一样;这里的指数是整数,那么能不能取非整数呢?把乘法转换为加法,有些计算就简单多了。
16世纪,随着大航海的开展,欧洲的商业和科学活动对于数学计算提出了更高的要求。特别是在天文学中,存在复杂而繁重的计算任务。对计算进行简化要求迫切。1614年,纳皮尔(Nieper)首次提出了“对数”方法。对数最拿手的就是化乘除法为加减法。纳皮尔的朋友布里格斯(Briggs)教授真正认识到了对数的实用价值,他们一起编制了以10为底的常用对数表。
对数发明了不到一个世纪,就传遍了世界,成为必备的计算工具。著名天文学家开普勒就是用对数表计算了《鲁道夫星表》,并题献给了纳皮尔。伽利略甚至说:“给我空间、时间和对数,我就能创造一个宇宙。”直到20世纪中期,用原子弹、阿波罗登月等计划的计算任务仍必须用对数表完成。
以周玮挑战第三题为例,32134789587114这样一个14位数取对数,跟只要把3.2134789587114的对数再加上13就行了。也就是说,对普通人比较困难的反而是计算lg(3.213)。后面的数字舍弃了,因为有效数字用不了那么多。现场陪同周玮一起挑战的徐振礼教授面对这个计算都放弃了,因为现场不能查对数表!对数表是数学家们花了很大力气才建立起来的,是数学家们的集体智慧。普通人不可能在现场重新算出一遍对数表。
查对数表做速算,是我们作为普通人面对这些题目采取的策略。而假如周玮没有超强的记忆力记住整本对数表,就需要能够用心算对数和非整数次方,才能得到最终结果。这意味着,周玮的大脑负责数学运算的模块,可能有着能够直接进行对数和非整数次方的能力。常人难以手算的高次开方,在他看来可能比我们算加减乘除还要轻松。
网上许多人认为,既然普通人都可以用对数表迅速开高次方,所以周玮的能力没什么了不起——这种观点是建立在普通人受过教育,会使用数学工具的基础上。而周玮可没受过系统的数学教育。他能够在没人教导的情况下,无论是自己又发明了一次对数算法,还是大脑确实与常人有异、内置了对数算法,都是惊人的,非常了不起的。
数学家兼天文学家纳皮尔经过多年的运算研究才提出了对数概念,而数学家们计算常用对数表又花费了好几年。周玮从未受过系统的训练,如果他大脑没什么不同,但又确实独立发现了对数计算这种方法,那么虽然对社会已不再具有实用意义,但他个人足以称得上是天才!而瞬间计算对数,这项本领确实只有“雨人”才能做得到。
无论周玮如何计算,他的成绩都是令人惊叹的。可惜的是,虽然周玮有着如此的特长,由于沟通能力的缺失,可能永远无法告诉我们。
其实就像魏坤琳教授在现场的“激情”解说一样,周玮的遭遇,更揭示了我们社会道德和教育建设方面的缺憾。当地学校不肯收周玮上学,这其实也有一定道理,因为像周玮这样的人应该上的是特殊教育学校。特殊教育学校要能够为周琳提供更周到的照顾和因材施教。也许在周玮家人所了解的范围内里,根本就没有特殊学校可以选择。
除了家人以外,大多数人对周玮的印象是“傻子”。在我们身边,这样的弱势群体很庞大。对弱势群体的保护和关爱程度,才是衡量一个社会文明程度的尺度。我们需要“最强大脑”,更需要每个孩子都能平等、幸福、快乐地成长。