认知科学与人工智能

认知科学是一种包括语言学、人类学、心理学、神经科学、哲学和人工智能等跨学科的新兴科学，其研究对象为人类、动物和人工智能机制的理解和认知，亦即能够获取、储存、传播知识的信息处理的复杂体系。认知科学建立在对感知、智能、语言、计算、推理甚至意识等诸多现象的研究和模型化上。

在21世纪，如果不做认知科学研究，或者不与认知研究相结合，不仅哲学、心理学、语言学、人类学、计算机科学、脑与神经科学无法深入发展，其他传统学科如数学、物理学、天文学、地理学、生物学、文学、历史学、经济学、政治学、法学、管理科学、教育学的发展也都无法深入发展，因为这些学科的深人发展都依赖脑与心智的开发，因而与认知科学相关。

而认知科学目前在前沿科技的最大应用，无疑是人工智能。

认知科学包括了对知觉，学习，语言，注意，意识的研究。

首先，知觉信息的表达是知觉研究的基本问题，是研究其它各个层次认知过程的基础。知觉过程是从那里开始的？外在物理世界的那些变量具有心理学的知觉意义？作为知觉的计算模型计算的对象是什么？这些围绕知觉信息表达的问题是建立任何知觉和跟知觉有关的学说和理论模型，无论是人类的还是计算机的，都必须首先回答的问题。而人工智能必须在计算理论层次、脑的知识表达层次和计算机实现层次上，把认知神经科学实验研究和计算机视觉研究结合起来，对上述科学问题提出崭新的理论（或思想）和解决的方法。

其次，学习提升智能。学习是基本的认知活动,是经验与知识的积累过程，也是对外部事物前后关联地把握和理解的过程，以便改善系统行为的性能。计算机的信息加工过程就是学习过程的类比。人工智能的内隐学习是一种自我反思、自我观察、自我认识的学习过程。在领域知识和范例库的支持下，系统能够自动进行机器学习算法的选择和规划，更好进行海量信息的知识发现。内隐学习就是无意识获得刺激环境复杂知识的过程。在内隐学习中，人们并没有意识到或者陈述出控制他们行为的规则是什么，但却学会了这种规则。在80年代中期之后，内隐学习成了心理学界、尤其是学习和认知心理领域最热门和最受关注的课题，成了将对认知心理学的发展产生深远影响的最重要课题之一。

第三，语言开启智能之门。人类进化过程中，语言的使用使大脑两半球功能分化。语言半球的出现使人类明显有别于其他灵长类。而人工智能必须学会如何以语言进行信息的处理。与此同时，认知科学从神经、认知和计算三个层次上研究汉语，给予我们开启智能之门极好的机遇。人们发现工作记忆与语言理解能力、注意及推理等联系紧密，所以说工作记忆蕴藏智能的玄机。

第四，记忆蕴藏智能的玄机。记忆是人脑对过去经验中发生过的事物的反映，是新获得行为的保持。由于记忆，人才能保持过去的反映，使当前的反映在以前反映的基础上进行，使反映更全面、更深入。也就是有了记忆，人才能积累经验，扩大经验。在人工智能中，工作记忆指的是一种系统，它为复杂的任务比如言语理解、学习和推理等提供临时的储存空间和加工时所必需的信息，工作记忆系统能同时储存和加工信息，这和短时记忆概念仅强调储存功能是不同的。工作记忆分成三个子成分，分别是中枢执行系统、视空初步加工系统和语音环路。

第五，注意是智能的开关。在人工智能的研究中，所有的信息都可以进入高级处理阶段，但只有最重要的信息才会引起中枢系统的反应，在引起反应后才能体现人工智能的优越性。所以如何让计算机系统对重要信息进行“注意”，也是认知科学中必须攻克的艰难课题。

最后，意识是智能的控制中枢。意识也许是人类大脑最大的奥秘和最高的成就之一，但是对意识给予统一、确切的科学定义在当前是十分困难的。不同的领域，对意识的理解也是不同的。意识是一个复杂的问题，应该找一个切入点，并且结合当前可用的认知科学的技术手段进一步深入地研究。研究意识可以将觉知和非觉知作为切入点，找到神经相关物在脑活动中的区别。实际上还有情感系统和免疫系统与智能也有密切的关系。所以只有在意识上找到突破口，才能让智能更加“智能”。