高级心理学复习.docx
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高级心理学复习
一.评述认知科学的基本假设
认知科学用信息加工的观点解释人的心智（mind），将人脑看成一个接收、存储、提取、转换、传递信息的复杂系统。
信息加工理论的四个基本假设：
1）、形式的信息加工（FormalInformationProcesses）
信息和信息加工能够看作“模式和对模式的操作”来研究。
这种对信息的操作是通过一系列的规则（也可叫做算法或形式程序）来执行的，因为这种操作只与符号的形式有关，而与意义无关。
认知科学家关注信息加工形式方面的原因主要有三个：
一、由于信息加工的形式化，使得尽管规则本身是有限的，但可产生无限的结果和行为；二、算法（形式）的执行无需对执行内容意义的理解，因此这一过程可以由机器完成，这为计算机与计算机程序提供了智力基础。
三、最重要的一点，理解了系统的形式规则也就意味着理解了这个信息加工系统。
2）、形式加工过程的可表征性（FormalProcessesCanBeRepresentational）
为了理解信息加工我们将符号与他们的意义分离开来，但认知科学必须是有意义的理论化的，这样才是有用的。
因此，认知科学通过表征来使符合和形式意义化，即符号和形式加工能够表征它们所代表的事物（“同构主义”，Isomorphism），包括两层含义：
一、符号能够准确的映射它所代表的真实世界物体（如字符串“11”可代表数字11）；二、系统的形式信息加工方式应与它所代表的真实世界对信息的加工方式相同。
认知科学家通过分辨“符号的形式加工”和“符号与它所代表物体的表征关系”来了解信息加工。
3）、把形式加工与其物理基础相分离（SeperatingFormalProcessesfromTheirPhysicalBasis）
对信息加工的研究应该或在一定程度上必须独立于系统的物理和生理基础。
尽管人脑和机器的物理结构和特点不同，但在进行一些任务（如加减运算）时却使用着相同的算法。
因此，为了理解为什么相同的算法能够同时在人脑和计算机中执行，我们必须独立于物理基础来定义这种算法。
4）、认知科学是基础科学（CognitiveScienceIsaBasicScience）
认知科学家寻求发现信息加工的高度一般和可解释的基本原则，即信息加工最本质的规律。
尽管人的思想和行为是很复杂多变的，受到多种文化和历史因素的影响，但认知科学家相信其基本加工过程存在着一致性。
如对言语获得机制的解释，研究表明确实存在着“语言共性”（linguisticuniversal），它在儿童母语获得的过程中起着重要影响。
二．、Searle是如何回答“Isthebrainadigitalcomputer?
”这个问题的？
Searle：
目前的计算机程序能够通过图灵试验，但它并没有智能。
认为人类心智就是计算，这是一种图灵机的概念。
人类思维确实包括计算，但它不仅仅是计算，人类思维具有创造性。
计算机模拟思维，但不是真正的思维，正如它模拟消化并不是真正的消化一样。
目前的数字计算机仅仅是执行句法的机器，它没有语义。
人类的理解不仅是句法的理解，更重要的是语义的理解。
我们说今天的数字计算机没有智能，并不是说机器永远不可能有智能。
基于神经网络连接和能量传递的计算机也许真的会思考，这方面我们寄希望于认知科学的发展。
（
认知科学建立在错误的基础上。
在认知科学的例子中，它错误的所在就是假定大脑是数码计算机而心智是计算机的程序。
要证明这种假设是错误的方法有很多，但最简单的就是去指出运行的计算机程序是按照符号或句法运算定义的，它独立于硬件物质。
“同一执行的程序”定义了这样的相当层次，它完全以给定形式的或句法的步骤，独立于具体的这样或那样的硬件物质来执行。
这一原则成了著名的计算机程序“多元可实现化”特征的基础。
同一个软件可以在不限定的各种硬件上运行。
但心智并不能由一个或众多的程序所构成。
因为程序的句法运算并不能自身就足以构造或保证实际心智过程的语义内容。
另一方面，心智包含了比符号和句法更多的成分，它们通过思想、情感等形式，以语义的内容包含了实际的心智状态，并且它们产生于非常独特的大脑内的新生物学程序。
心智不可能由程序组成，因为在执行程序的句法过程自身不能产生任何语义内容。
几年前我通过所谓的“中文屋论证”证明过这点。
三、功能主义是如何解释认知心理过程的？
试讨论功能主义对于心理学研究的影响。
四．知识表征的方法，命题表征的实验证据，概念的语义网络表征
表征是指信息在人脑中的记载和呈现的形式。
在人脑的长时记忆系统中的信息又称为表征的内容。
1知识表征的方法有以下几种：
命题表征，图式表征：
包括概念图式和复杂图式（脚本、个人图式和自我图式），心理表象、产生式表征。
『命题指语词表达意义的最小单元。
命题由两个成分构成。
一个成分是关系,另一个是一组论题。
论题多是由名词、代词表示（有时也可以用动词和形容词表示）。
“酸是一种化合物”中的论题是:
“酸”和“化合物”。
命题中的关系多以动词表示,有时也用形容词和副词表示。
关系对论题起限制作用。
如“酸是一种化合物”这个命题中“是一种”表示关系,显著地限制了“酸”的所属种类。
一个命题大致相当于一个观念。
许多简单句子,如象“酸是一种化合物”表达一个意思,仅含有一个命题。
』
2命题表征
实验证据
【实验一】
Sach（1967），支持内部命题表征理论。
让被试听一段话，然后再认句子。
给出句子的时间有3种，原句子出现了0，40，80个音节以后。
给出的句子有四类，一类是与原文完全一样，两类意思一样，但是句子结构变化，还有一类是意思不同。
结果发现，在80个音节（20－25s）以后，被试很少在句子4上犯错，但经常在句子2和3上出现错误。
在此实验条件下，被试能够记住句子的意思，而没有记住语言形式。
解释：
句子的意义以一种内在的非语言形式表征，它能够转换为多种语言形式。
【实验二】
ExperimentalEvidenceforPropositionalUnit
KintschandGlass（1974）:
在单词数大致相同时，比较含命题多的句子与含命题少的句子的回忆情况。
1thesettlerbuiltthecabinbyhand;（onepropositioninvolving3-placerelationBUILD）
2thecrowdedpassengerssquirmeduncomfortably.（threepropositioninvolvingthree1-placerelationsCROWDED,SQUIRM,andUNCOMFORTABLE）
Result:
subjecttendedtorecallthefirstkindsentencebetterthatthesecond,whichindicatingthatithadmoreunitinanunderlyingrepresentationthatdeterminedthesubjects’memoryperformance.（假设：
在单词数大致相同时，含命题多的句子需要更多记忆资源，回忆效果会差一些。
结果证明：
命题在人脑中作为知识表征的存在，但未证实知识以网络方式存在。
）
【实验三】
McKoonandRatcliff（1980）:
subjectsreadtheparagraphslike:
“thebusinessmangesturedtoawaiter.Thewaiterbroughtcoffee.Thecoffeestainedthenapkins.Thenapkinsprotectedthetablecloth.Thebusinessmanflourisheddocuments.Thedocumentsexplainedacontact.Thecontractsatisfiedtheclient.”
Immediaterecognitionmemorytest:
36testwordsappearedonthescreen,oneatatime.Subjectshavetoresponse“Y”iftheythoughtthewordhadappearedintheparagraph,or“N”ifnot.Responsetimewasrecorded.
启动:
testwordwasprecededbyatestwordfromthestory;
未启动:
testwordwasprecededbyatestwordfromanotherstories.
结果：
（启动词和反应词间距越大，启动效果越小，反之亦然。
）
Waiter-document:
4linksand3nodes;Rt（document）=736msunprimed,
665msprimedwithwaiter;
primingeffect=71ms.
Coffee-contract:
8linksand7nodes;primingeffect=47ms.
Napkins-client:
12linksand11nodes;primingeffect=30ms.
3概念的语义网络
语义网络：
表征关于概念的语义学的一般知识而不是具体物体的事实。
（例子：
蔬菜和大豆）
语义的激活扩散模型：
在任意时刻，网络中的结点处于某种激活水平，并且激活沿着连接通路在结点间扩散。
当激活达到一定水平时，就会引起意识注意。
四个基本假设：
激活同时扩散；激活在连接中进行分配；一个结点的激活迅速消失；不同的结点和连接有不同的激活能力。
激活扩散模型用来解释网络的加工过程，自动激活vs控制加工。
在一个简单的分类任务中，比较过程从目标结点与测试结点的自动激活开始，激活沿着两个结点间所有联系通路平行扩散，激活的程度依赖通路的权重。
从两个结点出来的一些激活通路会相交，形成连接两个结点的激活通路。
决定反应的控制过程监控激活程度，当超过阈限的时候，就会做出“是”反应。
概念的语义网络模型可以预测启动效应和背景效应。
如果先前的背景激活了任务需要的通路，概念信息加工可以得到促进。
实验证据：
Loftus和Cole（1974）给被试一个高等级的类别名称和一个特征，让被试生成该类别拥有该特征的一个例子。
如：
红色，汽车result消防车。
两种情况：
类别在特征之前给出，特征在类别之前给出。
结果发现，前一种情况下被试生成例子的速度更快。
解释：
当呈现一个词后，激活扩散从该词开始，启动语义网络。
与类别相联系的词少于与特征相联系的词，当先呈现类别时，效率更好。
从特征发散的激活在更多的通路中变弱，并迅速减弱。
4.表象表征：
Paivio两个图对两个字对
四．评述认知科学的机能主义假设。
首先说明一点，认知科学的机能主义假设不同于机能主义心理学。
他一方面吸收机能心理学的一些思想，另一方面也是在心脑同一论的基础上发展起来的。
在解释身心问题上，物理主义和行为主义都遇到一些无法克服的困难，但是促进了同一论的不断的发展，并在此基础上发展成为机能主义的心智哲学。
机能主义是对身心问题（如心理的实质，什么使痛成为痛）的重要解释之一。
他是从机能的角度来看问题，强调心理活动的功能表现，并认为心智是机体和环境之间的中介。
认为人的内部心理状态（如想法、需要）依赖于其在认知系统中的功能或者作用，而非他们的内部构造。
更确切地说，该理论认为，心理状态的身份，是由他和感觉刺激、其他心理状态以及行为的因果关系决定的。
认知科学的机能主义假设把认知科学从对心理是如何构成的研究中解放出来。
认为每个人的心理本身是一个生理结构，但是它与心理的本质无根本联系，因此我们可以从生理活动的具体细节中进行抽象、发现与认知者心理直接相关，但无共同生理特征的心理活动的共同原则。
如果机能主义的假设是正确的，那么认知的最基本的特征便是独立于神经学，心理状态不需要特殊的物质载体来解释。
根据机能主义，心理是一生理系统———拥有众多的内部状态——处于一系列可能外部状态的环境中。
外部状态可导致内部状态的变化，内部状态的轻微浮动，产生内部状态变化进而产生外部行为。
关于心理的机能主义形式，一些是从图灵机的角度来阐述的，如pylyshyn。
当前，机能主义主要有以下形式，并试图结合图灵机进行初步的解释：
●机械机能主义：
20世纪60初期，美国哲学家普特南陆续发表了一系列文章，围绕当时大家关心的机器和心身的关系问题阐述了功能主义的观点。
机能主义中有一关键的概念：
功能同构性，即有两个系统，如其中一系统的状态与另一系统的状态保持对应的功能关系，那么可以认为这两个系统是功能同构的。
普特南认为人是一台图灵机，人的心理状态就是图灵机的状态或这种状态的析取。
人和计算机是功能同构的关系。
心理状态便是机器状态。
具有心理生命的任何系统就是一复杂的图灵机。
图灵机能够表征人类所能进行的任何信息加工过程。
如果如认知科学所言，我们生理上能进行信息加工系统所进行的过程，那么，在功能上讲，我们等同于某种图灵机。
对于一台图灵机讲，处于一定的机器状态，也就意味着处于一特定功能的生理状态。
同样，对于人，处于一特定的心理状态，也意味着处于一特定功能的生理状态（可能是中枢神经系统的生理状态）。
机械机能主义认为，对于心理过程或状态的心理本质，所必要的不是特定的生理现实，而是他们在信息加工系统中的计算角色。
因此，这种把功能关系归结为计算的功能主义又称之为计算的功能主义，他为人工智能的发展提供哲学上的论证。
评：
回避了物理主义还原的困难（无法说明心理现象和属性的整合与突现），也避免了物理载体的复杂结构问题（可在大脑的神经生理基础上不完全清楚的条件下，从功能的角度来研究心智功能的大脑），但是，仍然存在问题。
问题：
1、心理状态可能与神经生理的细节部分紧密联系，机械机能主义太过于自由。
功能和结构具有紧密地关系，功能最终要由结构来解释。
功能分析是以一物具有某一功能为前提的，那么他为什么有这种功能，必须从微观结构来考察。
2、如果心理状态便是计算状态，那么一个功能强大的巨型计算机也应该有心理状态。
显然是不对的。
此外，机器不能有意识。
3、什么为机能实现？
不能是一一对应（两种状态）的关系，因为这样太廉价了。
4、计算机没有自由意志，仅可以做已编好程序的工作。
而人有，如果人的大脑就是计算机，那么人的自由意志便是错觉。
●心理机能主义
人的心理状态对于人来讲，就如图灵机的计算状态与图灵机的关系。
对人大脑的描述，应该来自于探讨他们的计算状态而非他们的机器状态。
该种观点主要来源于对认知心理理论的目标和方法的反思，认为心理状态和过程，是那些对人的行为给予最好科学解释的实体和特征。
评：
心理机能理论可以利用科学心理学中的所有查询工具，从而使所有的辨别都似乎非常科学。
但是这种方法，使它可能太过于沙文主义（Block,1980）。
因为拥有与我们大致但并非非常一致因果图示的生物，将不能被认为拥有人类的心理状态。
此外，一个更为严肃的问题需要考虑：
如果最佳经验心理理论的规则与当前我们对于心理的因果角色的认识不一致，那么，很难认为心理机能理论给予我们一个心理状态的解释。
●生理机能主义
认为特定的心理状态与图灵机（用于模拟心理）特定的计算或机器状态相一致是错误的。
而允许在一定的辨认图式或者其他特定功能图式下，所表征的心理状态与生理状态相一致。
总评价：
尽管从1970以来，机能主义作为认知科学的哲学基础，一直处于统治地位，但是他仍存在不足之处：
1、机能主义的基本假设认为在大脑外部，心理可以独立存在。
如果这种观点是正确的，那么，在原则上，存在有思想的非机体机器是没有障碍的。
2、忽视了认知的核心假设：
意识的存在。
功能上相同的个体，可能具有质上不同的意识。
3、心理状态是一具有丰富语义表征的状态。
电脑是一语义贫乏的装置，仅是设计来模拟人和人的心理状态，并不能以人的方式，通过心理状态来表征、认识外部世界。
如果人能够表征世界，但是计算机不能，那么机能主义可能未给认知中的一个重要方面与足够的重视。
4、至今尚未有人成功地把心理概念从概念上还原为机能概念。
这可能意味着机能概念的复杂性。
5、另外的批评，来自于拥有和我们类似机能的智能系统，但他们没有心理状态。
6、机能主义者必须决定如何界定系统的输入和输出。
这是个难题。
而且如何对输入和输出的物理性质进行预先的界定，也是很困难的。
五．图灵机与认知的信息加工研究
图灵机指可实现某种计算功能的数学上理想的仪器，它具有有限数字的不同可能态的集合，称为内态。
但能够在受限的计算尺度能够处理不受限的输入，产生不受限的输出。
以“图灵机算法可计算”这一核心概念为基础，认知科学领域已逐渐形成了“认知可计算主义”的研究纲领。
它的核心是“认知的本质就是计算”。
其含意是：
作为信息处理系统，描述认知和智能活动的基本单元是符号，无论是人脑还是计算机，都是操作、处理符号的形式系统，认知和智能的任何状态都不外是图灵机的一种状态，认知和智能的任何活动都是图灵意义上的算法可计算的。
丘比―图灵论点从人的认知结构、认知过程和认知能力三方面综合地刻画了人的认知本质，表明了：
（1）人的认知过程是一种递归结构；
（2）人的认知过程是一种递归计算过程；（3）人的认知能力是受递归规律限制的，即人只能对具有递归结构的事物进行认知。
“认知可计算”纲领的提出是对认知科学研究的重要贡献。
在此基础上，认知科学家们已经开始找到了一些特有的由计算派生出来的概念和理论，是得人们对智力的研究不再是思辩，而是建立在科学实验的基础上。
“认知可计算”纲领包括“符号主义”和“联结主义”。
（1）“符号主义”认为大脑、心灵和计算机一样，都是一种物理符号系统，无论它们在结构和动力机制上可能有多大不同，但在计算理论层次上都具有产生、操作和处理抽象符号的能力。
在这一层次上，大脑和恰当编程的计算机可以被看作同一类装置的不同特例，完全可以在形式系统中通过用规则操作符号演算来生成智能。
认知科学所要做的只是抽象出大脑的思维规律并编码为计算机可识别的形式，而不必考虑大脑的硬件构成。
（2）“联结主义”认为人类大脑特殊的物理构成方式对于认知起了关键作用。
应该用机器程序去精确阐明大脑的硬件结构，采取一种“内在”眼光，考察大脑的这种硬件结构是如何产生和记录我们认为是“智能”的行为的。
人工神经网络研究就是力图体现大脑的分布式并行计算和非线性等特征。
所构建的人工神经网络是一种具有大量连接的并行分布式处理器，具有通过学习获取知识并解决问题的能力，且知识是分布存储在与大脑神经元突触相类似的连接的权重中。
因此，通过人工神经网络，联结主义者探索机器体现的思维如何从连接的各种模式中以一种涌现的方式产生。
对认知可计算理论的批评
（1）人类的心灵、大脑和计算机之间存在本质差别，大脑的功能也许可以说是一台计算机，但更深曾的智能活动，特别是以“意向性”为核心的心智活动决不是计算机的算法可穷尽的。
按照语法规则定义的计算机程序本身不足以担保心的意向性和语义的呈现，心的本质是不可计算的。
（2）与现代计算机不同，大脑不是一种通用图灵机。
人脑在进化过程中形成了许多用以解决不同问题的高度特异性结构。
认知和智能活动不是由建立在公理上的数学运算所能统一描述的现象。
无论是符号主义还是联结主义都受害于唯理主义倾向，都是用在物理学中获得成功的方法和简单而漂亮的形式系统来解释智力。
要在认知科学领域有实质性突破，就应当放弃唯理主义哲学，从生物学而不是物理学中去寻找启示和线索。
六．关于认知现象的理论解释（InterpretationStrategies）
首先，我们来看一下我们对待科学理论的两个层次。
第一种被称为是“真实的理解”（Therealisticinterpretation）。
在这个层次，我们把理论看作是实实在在的东西。
比如说，在这个层次上，我们把认知心理学中的网络模型看作是在大脑中真的有这种网络的结构，并且相应的计算过程也确实发生。
第二种被称为“工具性解释”（Theinstrumentalinterpretation）。
在这个层次，我们把理论看作是对真实的事物或现象的解释。
比如说，在这个层次上我们把认知心理学中的网络模型仅仅用以解释认知现象，但并不关心在我们的大脑中是否真的有相应的网络与计算过程。
下面，我们以计算机下棋作为例子具体的分析一下对认知现象进行理论解释的三个水平：
1.硬件水平（hardwarestrategy）我们研究计算机中的晶体管，电线，象素，电流是如何流经计算机的；按键是如何发挥作用的，而这种输入又是如何在显示器上显示出来的。
通过这种方式来解释计算机的下棋行为。
这种水平相当于认知心理学中认知神经科学的取向。
认知神经科学用神经元以及神经元的电位变化来解释认知心理现象。
其优点是预测的非常准确；缺点是并不能解释计算机是如何下棋的（某个功能是如何实现的）。
即如果两台计算机物理基础不同（比如一台是奔4，另一台是苹果），而运行相同的程序（如，CS），那么在这个水平上就不能得到很好的解释。
2.程序水平（programstrategy）我们用一条一条的语句来解释计算机如何下棋。
这类似于传统的认知心理学。
其优点是能够说明两个物理特征不同，但功能相近的计算的运算情况。
缺点是太复杂，以至于不能进行实际操作，而且也不能解释机器出现故障是怎么回事。
3.心理水平（mentalstrategy）用计划，目标，信念，知识等等解释心理现象。
对我们的启示：
1.从上面的说明我们可以看出，同一种现象用不同的语言来描述就是不同的东西。
这种用语的不同其实已经不再简单的是用语的问题了，而是不同的理论取向。
2.从水平3到水平1，抽象（或说“还原”）的程度越来越大。
纵观心理学的发展，我们对心理现象进行描述的用语却是从“目标”“信念”“知识”等到“反应时”，再到“神经元”的。
应用哪一种解释最好，恐怕是各有千秋，各有各自的应用范围，而各种范式之间最好也能采取对话的态度，这样，即使不能吸收各自的长处，那最好也能知道自己的适用范围。
3.认知心理学应该从什么层次上进行解释，才能对应用性的东西（比如说人工智能）做出最大的贡献，似乎应该是从心理水平进行考察，对具体的程序水平做出指导，这样才能设计出比较理想的硬件。
七.认知科学关于认知发展的解释：
认知结构（CognitiveArchitacture）的发展；认知发展中的质变与量变的解释；程序性知识的发展及其实验证据。
认知结构与认知发展
1.基本信息加工机能：
认知发展不是一个认知结构基本特征的成熟或物理的发展，信息加工系统的许多机能在生命的早期就运转很好了，即机能上与成人类似。
Decasper和Fifer的实验证明：
婴儿能学会辨认母亲的声音，能用母亲的声音作为强化物学习。
这里就包涵了很多认知能力，用认知能力是从无到有或是生而具备，后天只是慢慢展开的观点来解释都不合理。
出生时，在信息加工机能保证的前提下，儿童会对外界的信息重新组合，构建他们对外部世界的认知。
2.信息加工能力：
认知结构组成成分的基本能力在整个生命中保持不变。
其证据有：
激活扩散加工、近因效应、首因效应
Ornstein的系列回忆实验发现：
在3、6、8年级的被试中，总回忆量8年级被试最好，3年级被试最差；近因效应各年级的被试表现差不多，说明3－8年级，学生记忆能力有差别，但基本加工方式相同，基本认知能力保持不变；首因效应8
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