從打「高爾夫球」看「人工智慧」與人類學習之差異─科技智慧（3）

作者：陳華夫

我樓下有家經營兩年的「兒童圍棋學院」，唯一的老師也是老闆的年輕人的棋力是台灣業餘棋力最高的六段。雖然，他經常看我電腦圍棋的文章（如「人工智慧」的AlphaGo「圍棋革命」─圍棋的本質（1）），但對我大力提倡的「現代流圍棋」因為不能教小孩子賺錢，並沒啥興趣。

有一天，經過「棋院」，透過玻璃門看到已是下課了，只有幾位兒童在等家長來接回家。

我就推門進去與老師寒暄：
「生意還好吧？」
「還不錯，這兩年都有盈餘。」老師答說。
他話還沒說完，三五位兒童撲向我：
「爺爺，和我下一盤嘛！」「爺爺，你幾段？」「爺爺，你幾級？」
老師忙著幫我解圍：「爺爺還有別的事！。」

我則懷著沒有關愛兒童的內疚，趁隙奪門而出，心中卻是百感交集。

我接下來以自己30年高爾夫球的生涯，來說明「刻意練習」如何讓我領悟高爾夫的「揮桿」（Swing）的要訣。

我每天早上6─7時，在「竹科高爾夫練習場」運動，打高爾夫。30年期間，球友來來去去，連經營者都換了6位，我可說是六朝元老、少數至今仍然在場「揮桿」的倖存者。。

剛開始學高爾夫球，並沒啥遠大目標，只憑著直覺「揮桿」，避免在友人面前一再揮「空桿」─打不到球。但打著打著才發現，要用隻桿子每次都能敲起地上的小白球，竟然是天底下少數萬分困難的事。我是朋友眼中樣樣都通的《百戰天龍》「馬蓋仙」，又曾是大學桌球、網球選手，不禁大為驚訝，連忙蒐羅閱讀中外高爾夫球書籍，並花錢拜高爾夫球教練學藝。

但令我更驚訝的是，中外高爾夫書籍或高爾夫教練那裡，都學找不到真正有用的 「揮桿」（Swing）原則及練習方法。

怎麼說呢？

我平均每天約打100個球，剛開始階段，很講究「正確」的姿勢，都是用教練教的、書上看的姿勢去打球─如何握桿，如何上桿，如何下桿，轉腰，但打了約10年「正確」姿勢，約30萬個球，卻心裡卻還是空空的，自覺比初學高爾夫時還退步，打出好球的機率是令人沮喪的 5% 以下，而且因為「正確」姿勢有誤差，造成手、腿、肩、及腰的全身運動肌肉幾乎都用力過度而受傷，但打高爾夫的人都是肌肉酸痛了，就去推拿或貼「沙隆巴斯」止痛，不痛了就再打，周而復始。

但在有一次養傷時，痛定思痛，決定要改弦易轍。摒棄所有「正確」姿勢，採取「元學習」的方法─其關鍵就是要「有意識」的歸納出高爾夫的練習方法，如:

1）初始(initial)下桿的力量決定後續打球的遠近。所以，要打遠球，必需在初始的剎那，用最大力量，其它時間用力都是浪費力氣。也就是，上桿時，手臂、肩、身體要放鬆的把球桿及手拉至最高點，下桿時要有爆發力。常見的錯誤是，上桿時全身僵硬，以致手不能拉至90度的最高點（見下圖）。

2）並沒有所謂「正確」姿勢，好的擊球姿勢是手腕、手臂、腿、肩、及腰在「桿頭」擊到球的剎那，同時配合放出最大的力量，這是依據「力」（Force）的大小是向量加成的原理推論而來。

3）學習數學很困難，學習高爾夫球也很困難，但困難之處不一樣。學數學是一點一點的循序漸進的學，算數、向量、微積分，微分方程式等。而學習高爾夫，你可點擊此「完美揮桿」的連續動作影片，但你觀看上千遍揮桿影片或拜師學球，仍難領會其要訣。 為什麼呢？ 因為肌肉有「記憶」，而學習高爾夫揮桿，就是要練習你的手腕、手臂、腿、肩、及腰的肌肉，「記憶」住最有威力的擊球姿勢，也就是要採取「雙鐘擺高爾夫擊球模式」的故事基模，人的「記憶」及「知識」事由故事「基模」（Schema）所編織成的「腦神經元網絡」（見拙文什麼是「記憶」？如何「記憶」？「記憶」的本質？─開悟的本質（3），及什麼是「思考」？如何「洞識」？何謂「思想家」？─開悟的本質（2））。必須腦中有了「雙鐘擺高爾夫擊球模式」故事「基模」，再加上「刻意練習」，肌肉才能「記憶」住「雙鐘擺高爾夫擊球模式」（如下圖），而執行此揮桿模式的關鍵在手腕用力的時機（延遲, delay）及抖動的大小。（見書本《刻意練習：原創者全面解析，比天賦更關鍵的學習法》（Peak: Secrets from the New Science of Expertise））

4）「雙鐘擺高爾夫擊球模式」把球桿當作第一隻鐘擺臂，而手臂當作第二隻鐘擺臂，兩隻鐘擺臂連鎖的把桿頭準確的擊出地上的小白球。它最重要的是告訴我們，擊球時要分兩次擊球，第一次是大手臂（第一鐘擺）先到小腹前的定位，然後再用手腕以球桿（第二鍾擺）用力擊球，一般人只有一次擊球，力量不夠，球無法飛遠，距離不夠。 在球飛出去後，要正確收束發出去的巨大旋轉力量，以免失去重心。關鍵就在，左腳立刻伸直，整個身體也畢挺直立，成90度垂直於地面，雙手「繞脖子」(around the neck )的舉在肩上，球桿的球頭自然下垂，這是正確而有力的「收桿」。
最重要的，「雙鐘擺高爾夫擊球模式」可以有效的應用角動量守恆的原理來增加擊球的距離，其解釋如下：在上桿時，儘量轉肩，把球桿當作第一隻鐘擺臂，而手臂當作第二隻鐘擺臂的儘量拉的越高，越向右後邊，以最大量的增加旋轉角動量。下桿時，儘量旋轉肩膀，當作第二隻鐘擺臂的手臂迅速貼身旋轉轉至小腹前的定位，然後再用手腕以球桿（第二鍾擺）用力擊球，因為角動量守恆，當在上桿時，手臂離開身體，轉動慣量變大，而下桿時，手臂旋轉至小腹前時，轉動慣量瞬間變小，因為角動量守恆，所以球桿旋轉的就速度瞬間變大。如果，揮桿得宜，有效利用角動量守恆，擊球距離可增加，4、50碼，頂尖職業高爾夫球手都深諳此法，不可不學。

5）「刻意練習」（deliberate practice）：學習與練習可以改善大腦狀況。經過精心組織的「刻意練習」，主掌腦部記憶的海馬體可以生長，神經元也變的連接更多。大腦變得更聰明，更高效。（見拙文什麼是「記憶」？如何「記憶」？「記憶」的本質？─科技與智慧（22））
「刻意練習」的要訣是3F：（1）Focus─專注學習目標，（2）Feedback─回饋達標差距，（3）Fix─不斷改善達標差距。
這個練習方法有雙重角色：在揮桿之前，擔任揮桿的目標方針，在球打出之後，就回饋所擊出去的球的品質─初始的力量是否最大，施力時間對嗎？手腕的抖動延遲、最佳化了嗎？收桿正確嗎？等，用以改善揮桿姿勢。
至於「施力的時間」及「手腕抖動的延遲」的最佳化，就要從「時間之箭」（Arrow of time）的因果論說起─時間上，發生在前（先）的事件，人們會理解為，後面事件的「原因」，以致不會去刻意「評估」這個「原因」的好壞，也就是說，不會去評估它，以致於，當連續不斷的打10盒300球的話，不僅腰酸腦脹，我們也不會去評估任何一球的品質。
直到有一天早上，轉機出現了，我打著打著球，尿急，就去上廁所。走著走著，腦筋跳出來說：「唉，竟然打了一早上「臭球」，都是手腕抖的太大！」我這時才恍然大悟，不能「貪球」。每打一球，都應該去上廁所，中斷一下，讓腦筋清醒喘息一下，檢討球打出去的品質，才不會一直都在打「臭球」。

就這樣「元學習」與不「貪球」的「刻意練習」又打了20年。就在兩個月前，我似乎已能掌握打出好球在90%以上的機率之要訣了。
有一天早上，剛揮出一個好球，正在心中檢討揮桿品質時，就聽到聲喝采；「好球！」，轉眼一看，是正巧走過的張教練，他接著說：「看到一個好球，真舒服。」我心裡更是舒服，終於能掌握了高爾夫揮桿之道─有意識的使用「元學習」基本原則，再加上不斷以之評估學習結果，持續20年的練習，才能學習好複雜的高爾夫「揮桿」。

人工智慧的深度學習，不如人類的的「刻意練習」。它雖然可以產生橫掃人類圍棋的AlphpaGo，但它畢竟不是「人工通用智慧」（Artificial General Intelligence）。有很多缺點；例如，從「圖像識別」到「視頻識別」，各種基於少量訊息輸入的「對抗性」和「干擾性」因素可以輕易地造成深度學習算法的「人工智慧系統」的判別錯誤。其主要的三個缺點：1）「有監督學習方式」（Supervising learning），需要大量人工標註數據；2）AI無法提煉出規則，無法模塊化知識；3）知識無法重用和舉一反三的學習轉移。所以，當今的人工智慧無法抽取我在50年前高中所學的「牛頓力學」知識，舉一反三的學習轉移成為上述的高爾夫球的兩個基本原則，當然無法進行進一步的「刻意練習」。（詳見拙文AI「深度學習」的缺陷及我親身的補正？─科技智慧（5））

結論:
學習高爾夫揮桿，就是要練習你的手腕、手臂、腿、肩、及腰的肌肉，「記憶」住最有威力的擊球姿勢，也就是要採取「雙鐘擺高爾夫擊球模式」的故事基模，人的「記憶」及「知識」事由故事「基模」（Schema）所編織成的「腦神經元網絡」，然後，數十年的「刻意練習」。（見拙文什麼是「記憶」？如何「記憶」？「記憶」的本質？─開悟的本質（3））

（按：請看本文「視頻版」：「陳華夫專欄」視頻版之 6 ─ 從打「高爾夫球」看「人工智慧」與人類學習之差異─科技智慧（3））

請看拙文諾貝爾獎的教育反思─「自學」與「學校教育」─科技與智慧（11）