第十章 认知心理学的两大范式

第十章认知心理学的两大“范式”

第一节认知心理学的起源

一、计算机的发明和“人工智能”的产生

1、“图灵机”的概念：

图灵所说的“机器”并不是一个现实的物理对象，而是一台数学上理想化的机器，它可以通过不同的物理形式实现自己。“图灵机”是一种抽象的计算机模型。

（1）图灵机的构成：

●一条一维的带子（“磁带”），它被分为许多方格；

●一个扫描器/打印器，它在任何时候总是指向一个方格；

●一有限的内在状态：q0……qn;

●一有限的字母表。

（2）图灵机构成的“前提条件”：

一个并且只有一个符号出现在每个方格中。

（3）图灵机的运作机制：

（A）、在每一时刻，机器一定处于某一内在状态q；它的扫描器/打印器同时扫描带子上的某一方格。

（B）、在一给定时间t，机器所做的事情完全由它在t的内在状态和它的扫描器/打印器正在扫描的那个符号所决定。

（C）、在内在状态和被扫描的符号的决定作用下，机器做三件事情：

●它的扫描器/打印器用字母表中的一个符号取代另一个符号。这两个符号也可能是相同的

（即意味着：它擦去了正被扫描的那个符号并打印一个新符号，这个新符号可以和被擦去的符号相同）；

●机器的扫描器/打印器逐格地移向左边或右边；

●机器进入一个新的内在状态。

见下图表:

机器的内在状态:

q0 q1 q2

机器字母表

符号:

1 1Rq0 2R q1 +Halt

+ 1Lq1 1L q2

例如，输入指令1Rq0 ，意思是：

如果扫描器扫描到符号1并且在状态q0的话，用1取代1（实际上保持不变）；向右移动一格；进入状态q0 （实际上保持不变）。

●其特点：

◆对图灵机工作的描述是一种抽象的描述，它涉及的只是计算机的逻辑状态（或功能状

态）

◆这种抽象的逻辑状态可以由几乎无数不同的具体方式来实现，即可以与几乎无数不同

的结构状态（“硬件”）相对应。

2 、“人工智能”的产生：

1956年的达特茅斯（Dartmouth)“夏季人工智能研究计划”，是计算机科学史上的一个里程碑。

目标是思维的形式模型，最终是要制造和编程一种智能的、思维的机器。

二、“功能主义”的心理哲学

1、“机器思维”问题的提出：

1950年，图灵在《MIND》上发表《计算的机器与智能》，提出“模仿游戏”的思维实验，现今成为众所周知的“图灵测验”（Turing Test)

2、“功能主义”的基本观点：

Putnam: “人类心理状态就是大脑的计算状态。要理解它们，就必须对神经学的具体内容进行抽象，就像我们在编程序或使用计算机时通常要对‘硬件’进行抽象一样，并且完全以所涉及到的那些计算的术语来描述心理状态。因此，心理状态就像是软件。”

简言之，心理之于大脑如同计算机软件之于硬件。

三、心理学和语言学：反叛行为主义的“认知革命”

1、皮亚杰的“发生认识论”：

“发生认识论”是认知心理学经典研究范式——“符号加工模型”——的最早表达。

2、乔姆斯基的“普遍语法”理论：

（1）语言的模块性：

●Ch omsky:“我们可以把心理想象成一个‘心理器官’的系统，而语言能力是其中之一。这些

器官中每一个都有它的特殊的结构和功能”。

●像语法的基本成分，就是“普遍语法这一模块系统中的各种子系统的参数，而普遍语法本身

又是人类心理的一个子系统，是人类所独有的。”

●大量语言现象“说明语言官能结构内部呈模块性（modularity)，而总的认知结构系统也量

模块性。我想，对后一个假设其实不该有太多分歧。随着我们对各个认知系统的认识的提高，会越来越显得有根据，而且不勉强，很自然。”

（2）“普遍语法”：

●语言知识可以用“生成语法”恰如其分地反映出来，生成语法是一个由规则和原则组成的系

统，可以对各个语言单位作结构描写。

●人脑都具有某种天赋的、全人类共同的心理状态。进而可以提出一种标志着人脑“初始状

态”的特征图式。“我们把这种图式叫做‘普遍语法’。我们实际上可以把普遍语法看成遗传的程序，看成决定可能的人类语言可能实现的范围之图式。每一种这样的可能的实现，是一种可能的最终稳定状态，是某一特殊语言的语法。普遍语法是一种在初始状态中遗传地决定的系统，它在经验所树立的条件下被具体化、提炼、整理、加工，从而产生在达到稳定状态时所表达出来的特殊语法。”

第二节认知心理学的经典范式：“物理符号系统假设”(PSSH)

●PSSH也称“符号系统范式”，其相关术语有：

◆心理学领域：physical symbolic system hypothesis; information processing; symbolic

processing models; serial processing formalisms; doctrine of symbol systems.

◆计算机科学或人工智能领域：symbolic AI; Good Old-Fashioned Artificial Intelligence

（GOFAI）;

◆心理哲学领域：cognitivism; computational theory of the mind.

●PSSH的实质性观点是：MIND 内部具有对世界的“表征”，并根据“规则”操作或操纵

这些表征。一句话：“认知即计算”。

一、“PSSH”及附带推论：

1、“物理符号系统”：

（1）“物理符号”：

西蒙说：“所谓符号就是模式（pattern)，任何一个模式，只要它能与其他模式相区别，它就是一个符号。”如：

●可以是物理的符号（如书写的文字、光波和声波等）

●可以是头脑中的抽象的符号（如语言、表象等）；

●可以是计算机中的电子运动模式；

●可以是头脑中神经元的某种运动方式。

所谓对符号进行“操作”，就是对符号进行比较，即找出哪几个是相同的符号，哪几个是不同的符号。换言之，就是按一定的“规则”对符号进行转换。

正是在符号能够进行物理操作的意义上，便在“符号系统”前加上“物理的”这一形容词。

●物理符号系统有两个重要特点：

◆它遵从物理规律，它是可以由任何可能的物理基体（人脑或机器）来实现的系统；

◆它不局限于人的符号系统，任何可以为认知器官或认知功能所分辨的有意义的模式都

可以归入符号这一范畴。

PSSH是关于一切可能的形式的智能的一个假设。

（2）、物理符号系统的6大功能：

（A）输入符号（input)；

（B）输出符号（Output）：

（C）存储符号（Store）：

（D）复制符号（Copy）：

（E）建立符号结构（Structure of symbol）：通过找到各种符号之间的关系，在符号系统中形成符号结构。

（F）条件性迁移（Conditional transfer）：

●根据原来存储的信息加上当前输入而进行一系列活动。换言之，就是依赖已掌握的符号而

继续完成行为。

●亦称“产生式系统”：“是指计算机所能执行的一组活动，它的基本原理是一个条件能产

生一个活动，即C—A（condition-act).”

2、物理符号系统假设的三个“附带推论”：

●既然人具有智能，它就一定是个物理符号系统。

●既然计算机是一个物理符号系统，它就一定能表现出智能，这是人工智能的基本条件。

●既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么我们就能用计算机来模

拟人的活动。

二、“PSSH”的理论优势和应用前景：

1、“信息处理”基础假定的合理性：