科學(xué)家提出“隨機(jī)樹”模型，揭示人類如何記憶故事

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科學(xué)家提出“隨機(jī)樹”模型，揭示人類如何記憶故事-肽度TIMEDOO

在日常生活中，我們不僅能記住事實(shí)、日期、事件，還能牢牢記住那些意味深長(zhǎng)的故事。理解人類是如何記住這些復(fù)雜敘事的，一直是認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域的重要課題。

近日，美國(guó)艾默里大學(xué)、以色列魏茨曼科學(xué)研究所及高等研究院（Institute for Advanced Study）的研究人員，聯(lián)合提出一種數(shù)學(xué)模型，嘗試解釋人類如何將故事類信息存儲(chǔ)于記憶中。這項(xiàng)研究已發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上，為人類記憶機(jī)制研究提供了一個(gè)融合數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與物理的新框架。

“我們的目標(biāo)，是建立一個(gè)關(guān)于‘有意義記憶材料’的數(shù)學(xué)理論，尤其是敘事類內(nèi)容，”論文資深作者M(jìn)isha Tsodyks教授在接受Medical Xpress采訪時(shí)表示?！斑^去的共識(shí)認(rèn)為，故事結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，不可能建模。但我們證明這是錯(cuò)誤的——盡管復(fù)雜，人們?cè)诨貞浌适聲r(shí)存在可預(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)模式，這些可以由少數(shù)幾個(gè)簡(jiǎn)單原則解釋?！?/p>

用“隨機(jī)樹”還原人類記憶結(jié)構(gòu)

為了驗(yàn)證這一理論，研究團(tuán)隊(duì)借助亞馬遜（Amazon）和Prolific等在線平臺(tái)，對(duì)大量受試者進(jìn)行故事回憶實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)素材取自語(yǔ)言學(xué)家W. Labov于上世紀(jì)60年代錄制的11段真實(shí)口述故事，長(zhǎng)度從20到200句不等。研究人員共邀請(qǐng)100名參與者聆聽或閱讀這些故事，并隨后記錄他們的自由回憶內(nèi)容進(jìn)行分析。

“我們很快意識(shí)到，面對(duì)如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)，必須使用最新的人工智能工具，尤其是大型語(yǔ)言模型（LLMs）進(jìn)行處理?！盩sodyks解釋說。

通過分析，他們發(fā)現(xiàn)人們?cè)诨貞洉r(shí)往往不會(huì)逐句逐句復(fù)述，而是傾向于用一句話概括整個(gè)段落或事件，這種“壓縮”現(xiàn)象啟發(fā)了他們構(gòu)建記憶模型的新思路。他們提出，人腦在理解故事時(shí)，會(huì)以“樹狀結(jié)構(gòu)”形式將故事存儲(chǔ)于記憶中：越靠近樹根的節(jié)點(diǎn)，代表對(duì)故事更抽象、更宏觀的總結(jié)。

“隨機(jī)樹”模型：不同人，不同樹

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，個(gè)體在初次接觸敘事時(shí)，就會(huì)在大腦中生成一棵代表故事結(jié)構(gòu)的樹狀圖。而由于每個(gè)人的理解方式不同，即便是同一個(gè)故事，其內(nèi)部的“記憶樹”結(jié)構(gòu)也不盡相同。

Tsodyks解釋道：“我們把這個(gè)理論形式化為一組具有特定結(jié)構(gòu)的隨機(jī)樹集合（ensemble of random trees）。這種模型的美妙之處在于，它具有數(shù)學(xué)可解性，其預(yù)測(cè)也可以直接通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證——我們已經(jīng)做到了?！?/p>

研究還指出，這種“隨機(jī)樹”模型并非只適用于某些特定故事，而可能是人類普遍處理復(fù)雜敘事信息的一種方式。換句話說，我們不僅用故事理解世界，也以“樹狀”結(jié)構(gòu)記住故事。