熟能生巧之生物註腳

偶然的失誤是必然，出槌反映的不是機械的失敗，而是生物應付環境變遷的彈性。

撰文╱曾志朗

從小我就很好動。那時候住在山邊的小鎮，只等放學鐘一響，就和同學們飛奔回家，把書包一擱，逕往山林跑，穿梭在山上的相思樹中，伸長脖子、豎直耳 朵，一路尋找著斑鳩被我們身影嚇得沖天而去的叫聲；若不往山裡跑，則大夥兒就會在阡陌之間奔走，一面追逐白鷺鷥，一面就在不到一尺寬的田埂上翻筋斗，把身 手練得像平衡桿上的選手一般。夏天一到，河中心，浪裡白條無數，我當仁不讓，潛水、捉魚兼摸蛤蜊，無一不精通。

也因為好喜歡運動，從小學到大學，各種球類都參一手（乒乒乓乓不在話下），加一腳（足球），除了閃開、擲回、得分（躲避球），也會又投、又接、打帶 跑（棒球），更會雙手推出大鐵鎚（排球）；班隊、系隊、院隊、校隊都當過，還曾代表縣裡參加過全國區運會，是羽毛球選手呢！雖然過了幾關之後就被斬將，但 數十年後遙想當年一拍在手、飛躍跳殺的英姿，仍然是感覺特別良好！

隨著年歲漸長，工作也更忙，對運動的熱情則絲毫未減。為了展示「除了年齡，老化與我無關」的精神，我每週仍固定打兩個晚上的羽毛球，當然與單打已絕 緣，更不再有後場跳殺的功力，但雙打廝殺，少鬥力，多用智，前彎後仰，左弓右拉，步換身移，也總是一身大汗。賽後泡個熱水澡，手上清茶一杯，芳香撲鼻，精 神奕奕，硬是好漢一條，開夜車，趕寫稿，用功不輸少年家。

最近為了一年一度的清晨盃羽球公開賽即將來臨，大福教練（廖焜福）與小鳥教練（黃麗鶯）訂下了冬季訓練方案，勤練發球、接球、殺球，再練短球、長 球、吊球，還有後場切球，然後拍檔互換，先來個車輪賽，再整裝出發到別的球場去當別人的靶子，順便也探探他隊的底。雖然是聯誼性質比賽，兩個教練為了保住 我們「教育之友隊」的名氣，對我們幾位打得一「口」好球的球員，特別嚴格訓練。

我的弱點是切球，所以教練不停的餵球讓我從不同的角度切至網前，一次又一次，我也真的很認真練習，一球又一球追著切，練了不下百次，進步是進步了， 卻總是準頭不對，一不小心就把球扣在網上；再練幾十次，雖然還是有進步，準頭仍然不一致，挫折感油然而生，練得全身都累，但「practice」就是不能 「makes perfect」。想起了那些揮桿千百次的高爾夫球手，在果嶺上把一個該一次進洞的球推了三、四次還進不去，他們臉上的挫折感我相當可以體會；想想王建民 投球數萬次，控球絕對一流，卻有時在關鍵一刻出槌，臉上的懊惱扣人心弦，我頗能感受那「養兵千日，『錯』在一時」的無奈。為什麼再多的練習也不能使操作臻 至完善？做為科學家，總不能沒有答案！

這個問題初看很簡單，答案也好像呼之欲出，不必再做什麼複雜的實驗去探源了。比如說，揮一桿的作業，需要全身好幾百個肌肉骨骼的環節一齊共同運作， 不但要同步，還要協調各環節力量的分配，所以出槌是「機械運作的失敗」！投球也是一樣，投手站在高出平地的投手丘上，先把身體穩住，再舉前腳、側身、揮手 向後成弧形，然後全身旋轉、彎身、握球的手由耳朵後方跟著身體向前彎而用力把球投出去，這整個動作一氣呵成，但分解動作過程中，身體各部位的組合與協調， 需要成千上萬的運算，其中只要有一個差錯，則失之毫釐、差之千里的現象就出現了。所以，失準是機械運作的缺失所產生的。

對於這套機械運作失調論，當然不是每個科學家都能接受。美國史丹佛大學電機系教授謝諾（Krishna V. Shenoy）帶著博士後研究員邱吉藍（Mark M. Churchland），以及一位醫學院學生艾夫夏（Afsheen Afshar）就提出另一個想法，他們認為失準不是產生在身體牽動肌肉骨骼的執行中，而是產生在腦神經啟動協調策劃的前置作業中。

這個想法很新穎，因為從生物對環境刺激的反應而言，其基本策略就是要有能力針對環境的不確定性有所回應，因此趨向固定的作業型態，反而對生存不利； 反過來說，隨時能應變，才是永續的利基。所以腦神經的某一作業的執行，總是一波又一波，練習使波與波越來越像，但波與波又各自獨立，保持彈性。練習不能臻 於至善，其實是維護了一個最佳（optimal）狀態。

史丹佛大學團隊的想法有趣，也能和生物演化的理論搭上關係，接下來就是要有實驗的證據來支持了。他們在實驗室中訓練一隻恆河猴，使牠用手去碰觸面前 不定時出現的紅點或綠點，紅點出現的時間較長，出手行動可以慢慢來，碰到就好；但綠點出現，則必須出手很快，否則就碰觸不到，當然也得不到任何報酬了。恆 河猴很快學會這個遊戲，而且速度也真的越來越快，但即使在上千次訓練後，速度忽快忽慢以及出手方式的變異也持續存在。這些外在的行為當然容易測量（反應時 間、出手的弧度，都可以客觀的被記錄下來），但如何測量腦神經運作就要多花一點心思了。

其實，把電極插入動物的腦裡去測量某一些神經細胞的活動，已經是個相當成熟的電生理技術，史丹佛大學電機團隊發展出來的是一套複雜的統計方式，去測 量一組負責猴子手動的腦神經細胞的個別及整體活動。以這些測量到的電生理活動，根據統計公式去計算出策劃階段和執行階段的指標，然後再把這兩個階段的神經 活動指標和外表行為（反應時間、出手方式）的指標做比對，計算其間的相關係數，結果果然和他們的預測非常一致，即行為的變異源自神經啟動策劃的階段，而不 是來自執行的階段；也就是說，長期訓練之後的出槌，反映的不是機械的失敗，而是生物應付環境變遷的彈性！

這個研究的結果並不能告訴我們如何不出槌，但其中的含義不可被忽略，即用外顯行為做為測量「智慧」的指標，得到的結論就是要標準化、一致性，練習才 可以臻於至善；但用腦神經的內隱指標，就會告訴我們，策略的前置作業才是生物進展的原動力，認知科學家已經知道「meta-cognition」（後設認 知）在人類智慧的重要性。從史丹佛大學團隊的實驗中，我們其實是看到了「彈性」為「創意」之本的神經基礎，中國古代成語「熟能生巧」真是形容得太恰到好處 了！

下次，切球再掛網，我不會再那麼有挫折感了，我會對兩位教練說：偶然的失誤是必然的！嘻嘻！

【本文轉載自科學人2007年3月號】