第十章 認(rèn)知心理學(xué)的兩大范式08

第10章認(rèn)知心理學(xué)的兩大“范式”第1節(jié)認(rèn)知心理學(xué)的起源一、計(jì)算機(jī)的發(fā)明和“人工智能”的產(chǎn)生1、“圖靈機(jī)”的概念：圖靈所說(shuō)的“機(jī)器”并不是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的物理對(duì)象，而是一臺(tái)數(shù)學(xué)上理想化的機(jī)器，它可以通過(guò)不同的物理形式實(shí)現(xiàn)自己?！皥D靈機(jī)”是一種抽象的計(jì)算機(jī)模型。（1）圖靈機(jī)的構(gòu)成：（A）一條一維的帶子（“磁帶”），它被分為許多方格；（B）一個(gè)掃描器/打印器，它在任何時(shí)候總是指向一個(gè)方格；（C）一有限的內(nèi)在狀態(tài)：q0……qn;(D)一有限的字母表。（2）圖靈機(jī)構(gòu)成的“前提條件”：一個(gè)并且只有一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)在每個(gè)方格中。（3）圖靈機(jī)的運(yùn)作機(jī)制：（A）、在每一時(shí)刻，機(jī)器一定處于某一內(nèi)在狀態(tài)q；它的掃描器/打印器同時(shí)掃描帶子上的某一方格。（B）、在一給定時(shí)間t，機(jī)器所做的事情完全由它在t的內(nèi)在狀態(tài)和它的掃描器/打印器正在掃描的那個(gè)符號(hào)所決定。（C）、在內(nèi)在狀態(tài)和被掃描的符號(hào)的決定作用下，機(jī)器做三件事情：第一，它的掃描器/打印器用字母表中的一個(gè)符號(hào)取代另一個(gè)符號(hào)。這兩個(gè)符號(hào)也可能是相同的（即意味著：它擦去了正被掃描的那個(gè)符號(hào)并打印一個(gè)新符號(hào)，這個(gè)新符號(hào)可以和被擦去的符號(hào)相同）；第二，機(jī)器的掃描器/打印器逐格地移向左邊或右邊；第三，機(jī)器進(jìn)入一個(gè)新的內(nèi)在狀態(tài)。見(jiàn)下圖表:

機(jī)器的內(nèi)在狀態(tài):q0q1q2機(jī)器字母表符號(hào):11Rq02R

q1+Halt+1Lq11Lq2例如，輸入指令1Rq0，意思是：如果掃描器掃描到符號(hào)1并且在狀態(tài)q0的話，用1取代1（實(shí)際上保持不變）；向右移動(dòng)一格；進(jìn)入狀態(tài)q0（實(shí)際上保持不變）。其特點(diǎn)：第一，對(duì)圖靈機(jī)工作的描述是一種抽象的描述，它涉及的只是計(jì)算機(jī)的邏輯狀態(tài)（或功能狀態(tài)）；第二，這種抽象的邏輯狀態(tài)可以由幾乎無(wú)數(shù)不同的具體方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即可以與幾乎無(wú)數(shù)不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)（“硬件”）相對(duì)應(yīng)。

2、“人工智能”的產(chǎn)生：1956年的達(dá)特茅斯（Dartmouth)“夏季人工智能研究計(jì)劃”，是計(jì)算機(jī)科學(xué)史上的一個(gè)里程碑。目標(biāo)是思維的形式模型，最終是要制造和編程一種智能的、思維的機(jī)器。二、“功能主義”的心理哲學(xué)1、“機(jī)器思維”問(wèn)題的提出：1950年，圖靈在《MIND》上發(fā)表《計(jì)算的機(jī)器與智能》，提出“模仿游戲”的思維實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)今成為眾所周知的“圖靈測(cè)驗(yàn)”（TuringTest)2、“功能主義”的基本觀點(diǎn)：Putnam:“人類心理狀態(tài)就是大腦的計(jì)算狀態(tài)。要理解它們，就必須對(duì)神經(jīng)學(xué)的具體內(nèi)容進(jìn)行抽象，就像我們?cè)诰幊绦蚧蚴褂糜?jì)算機(jī)時(shí)通常要對(duì)‘硬件’進(jìn)行抽象一樣，并且完全以所涉及到的那些計(jì)算的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述心理狀態(tài)。因此，心理狀態(tài)就像是軟件?！焙?jiǎn)言之，心理之于大腦如同計(jì)算機(jī)軟件之于硬件。三、心理學(xué)和語(yǔ)言學(xué)：反叛行為主義的“認(rèn)知革命”1、皮亞杰的“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”：“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”是認(rèn)知心理學(xué)經(jīng)典研究范式——“符號(hào)加工模型”——的最早表達(dá)。2、喬姆斯基的“普遍語(yǔ)法”理論：（1）語(yǔ)言的模塊性：Comsky:“我們可以把心理想象成一個(gè)‘心理器官’的系統(tǒng)，而語(yǔ)言能力是其中之一。這些器官中每一個(gè)都有它的特殊的結(jié)構(gòu)和功能”。像語(yǔ)法的基本成分，就是“普遍語(yǔ)法這一模塊系統(tǒng)中的各種子系統(tǒng)的參數(shù)，而普遍語(yǔ)法本身又是人類心理的一個(gè)子系統(tǒng)，是人類所獨(dú)有的。”大量語(yǔ)言現(xiàn)象“說(shuō)明語(yǔ)言官能結(jié)構(gòu)內(nèi)部呈模塊性（modularity)，而總的認(rèn)知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也量模塊性。我想，對(duì)后一個(gè)假設(shè)其實(shí)不該有太多分歧。隨著我們對(duì)各個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)的提高，會(huì)越來(lái)越顯得有根據(jù)，而且不勉強(qiáng)，很自然?！保?）“普遍語(yǔ)法”：語(yǔ)言知識(shí)可以用“生成語(yǔ)法”恰如其分地反映出來(lái)，生成語(yǔ)法是一個(gè)由規(guī)則和原則組成的系統(tǒng)，可以對(duì)各個(gè)語(yǔ)言單位作結(jié)構(gòu)描寫。人腦都具有某種天賦的、全人類共同的心理狀態(tài)。進(jìn)而可以提出一種標(biāo)志著人腦“初始狀態(tài)”的特征圖式?！拔覀儼堰@種圖式叫做‘普遍語(yǔ)法’。我們實(shí)際上可以把普遍語(yǔ)法看成遺傳的程序，看成決定可能的人類語(yǔ)言可能實(shí)現(xiàn)的范圍之圖式。每一種這樣的可能的實(shí)現(xiàn)，是一種可能的最終穩(wěn)定狀態(tài)，是某一特殊語(yǔ)言的語(yǔ)法。普遍語(yǔ)法是一種在初始狀態(tài)中遺傳地決定的系統(tǒng)，它在經(jīng)驗(yàn)所樹(shù)立的條件下被具體化、提煉、整理、加工，從而產(chǎn)生在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所表達(dá)出來(lái)的特殊語(yǔ)法?！钡?節(jié)認(rèn)知心理學(xué)的經(jīng)典范式：“物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)”(PSSH)PSSH也稱“符號(hào)系統(tǒng)范式”，其相關(guān)術(shù)語(yǔ)有：心理學(xué)領(lǐng)域：physicalsymbolicsystemhypothesis;informationprocessing;symbolicprocessingmodels;serialprocessingformalisms;doctrineofsymbolsystems.計(jì)算機(jī)科學(xué)或人工智能領(lǐng)域：symbolicAI;GoodOld-FashionedArtificialIntelligence（GOFAI）;心理哲學(xué)領(lǐng)域：cognitivism;computationaltheoryofthemind.

PSSH的實(shí)質(zhì)性觀點(diǎn)是：MIND內(nèi)部具有對(duì)世界的“表征”，并根據(jù)“規(guī)則”操作或操縱這些表征。一句話：“認(rèn)知即計(jì)算”。一、“PSSH”及附帶推論：1、“物理符號(hào)系統(tǒng)”：（1）“物理符號(hào)”：西蒙說(shuō)：“所謂符號(hào)就是模式（pattern)，任何一個(gè)模式，只要它能與其他模式相區(qū)別，它就是一個(gè)符號(hào)。”如：可以是物理的符號(hào)（如書寫的文字、光波和聲波等）可以是頭腦中的抽象的符號(hào)（如語(yǔ)言、表象等）；可以是計(jì)算機(jī)中的電子運(yùn)動(dòng)模式；可以是頭腦中神經(jīng)元的某種運(yùn)動(dòng)方式。所謂對(duì)符號(hào)進(jìn)行“操作”，就是對(duì)符號(hào)進(jìn)行比較，即找出哪幾個(gè)是相同的符號(hào)，哪幾個(gè)是不同的符號(hào)。換言之，就是按一定的“規(guī)則”對(duì)符號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。正是在符號(hào)能夠進(jìn)行物理操作的意義上，便在“符號(hào)系統(tǒng)”前加上“物理的”這一形容詞。物理符號(hào)系統(tǒng)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：第一，它遵從物理規(guī)律，它是可以由任何可能的物理基體（人腦或機(jī)器）來(lái)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)；第二，它不局限于人的符號(hào)系統(tǒng)，任何可以為認(rèn)知器官或認(rèn)知功能所分辨的有意義的模式都可以歸入符號(hào)這一范疇。PSSH是關(guān)于一切可能的形式的智能的一個(gè)假設(shè)。（2）、物理符號(hào)系統(tǒng)的6大功能：（A）輸入符號(hào)（input)；（B）輸出符號(hào)（Output）：（C）存儲(chǔ)符號(hào)（Store）：（D）復(fù)制符號(hào)（Copy）：（E）建立符號(hào)結(jié)構(gòu)（Structureofsymbol）：通過(guò)找到各種符號(hào)之間的關(guān)系，在符號(hào)系統(tǒng)中形成符號(hào)結(jié)構(gòu)。（F）條件性遷移（Conditionaltransfer）：根據(jù)原來(lái)存儲(chǔ)的信息加上當(dāng)前輸入而進(jìn)行一系列活動(dòng)。換言之，就是依賴已掌握的符號(hào)而繼續(xù)完成行為。亦稱“產(chǎn)生式系統(tǒng)”：“是指計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的一組活動(dòng)，它的基本原理是一個(gè)條件能產(chǎn)生一個(gè)活動(dòng)，即C—A（condition-act).”2、物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)的三個(gè)“附帶推論”：第一，既然人具有智能，它就一定是個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)。第二，既然計(jì)算機(jī)是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，它就一定能表現(xiàn)出智能，這是人工智能的基本條件。第三，既然人是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)也是一個(gè)物理符號(hào)系統(tǒng)，那么我們就能用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的活動(dòng)。二、“PSSH”的理論優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景：1、“信息處理”基礎(chǔ)假定的合理性：第一，智能只有通過(guò)物理符號(hào)系統(tǒng)才可獲得；第二，計(jì)算機(jī)因編制程序而進(jìn)行思維；第三，人腦（至少）是物理符號(hào)系統(tǒng)；第四，認(rèn)知或思維是根據(jù)“規(guī)則”而進(jìn)行的符號(hào)操作；第五，“硬件的確無(wú)關(guān)緊要”（hardwaredidnotmatter):心理之于大腦，猶如軟件之于硬件。2、符號(hào)系統(tǒng)范式具有很強(qiáng)的解釋力：西蒙：“現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)基本上是串行處理。計(jì)算機(jī)也可以模擬人的并行處理過(guò)程。這是用分時(shí)(time-sharing)或時(shí)間切割的方式進(jìn)行的。因此，按串行處理原理設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)既能模擬人的并行處理過(guò)程，也能模擬串行處理過(guò)程?！?、PSSH與“聯(lián)結(jié)主義”是根本對(duì)立的嗎？J.Searle的“中文屋論證”(ChineseRoomArgument）對(duì)PSSH或“機(jī)器思維”的挑戰(zhàn)。第3節(jié)認(rèn)知心理學(xué)的新范式:聯(lián)結(jié)主義一、聯(lián)結(jié)主義模型的基本特征：聯(lián)結(jié)主義是探討MIND的一種新科學(xué)方法。其核心概念是“并行分布處理”的概念，即認(rèn)知或智能是從大量單一處理單元的相互作用中產(chǎn)生的。相近或相關(guān)的術(shù)語(yǔ)有：PDP(ParallelDistributedProcessing)、Connectionism、ArtificialNeuralNetworks、NeuralComputation、ComputationalNeuroscience。1、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡(jiǎn)況：（1）1943年麥卡洛克和皮茲發(fā)表《神經(jīng)活動(dòng)中內(nèi)在觀念的邏輯運(yùn)算》一文，系最早嘗試。（2）羅森布拉特發(fā)明的“感知器”系開(kāi)創(chuàng)性網(wǎng)絡(luò)研究。但1969年明斯基和佩伯特發(fā)表《感知器——計(jì)算幾何學(xué)引論》使網(wǎng)絡(luò)研究轉(zhuǎn)入低潮。（3）1982年霍普菲爾德提出“Hopfieldnet”，使網(wǎng)絡(luò)研究復(fù)興。其特點(diǎn)是：第一，是一個(gè)自反饋的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)；第二，使用“赫布律”來(lái)調(diào)節(jié)聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度（聯(lián)結(jié)權(quán)重）；第三，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“記憶”是分布式的。（4）1986年，拉梅哈特、麥克萊蘭德主編的《并行分布處理：認(rèn)知的微觀結(jié)構(gòu)探索》，標(biāo)志著認(rèn)知心理學(xué)新范式的形成。2、“聯(lián)結(jié)主義系統(tǒng)”的構(gòu)成和