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第十章 认知心理学 认知心理学（ cognitive psychology） 有广义和狭义之分，广义泛指一切以认知过程为对象的心理学 研 究，包括皮亚杰的发生认识论，亦称结构主义认知心理学；狭义的认知心理学专指信息加工和联结主义心理学。. 第一节 思想渊源与历史背景 第二节 信息加工的认知心理学 第三节 联结主义的认知心理学 第四节 对认知心理学的评价. 第一节 思想渊源和历史背景. 一、认知心理学的开始 二、认知心理学的哲学渊源 三、现代心理学自身的发展和矛盾运动 四、相关学科的研究和社会需要的影响. 一、认知心理学的开始
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第十章 认知心理学认知心理学（cognitive psychology）有广义和狭义之分，广义泛指一切以认知过程为对象的心理学 研 究，包括皮亚杰的发生认识论，亦称结构主义认知心理学；狭义的认知心理学专指信息加工和联结主义心理学。 第一节 思想渊源与历史背景 第二节 信息加工的认知心理学 第三节 联结主义的认知心理学 第四节 对认知心理学的评价
第一节 思想渊源和历史背景 一、认知心理学的开始 二、认知心理学的哲学渊源 三、现代心理学自身的发展和矛盾运动 四、相关学科的研究和社会需要的影响
一、认知心理学的开始 1、1956年 “美国心理学界发表了一系列以信息加工观点为基础的心理学学术研究成果”暗示着一种新的心理学方法的诞生。 • 乔治·米勒《神奇的7±2：我们加工信息的容量限制》将信息论的概念应用到人类信息加工中。 • 杰罗姆·布鲁纳倡导的“知觉的新观察运动”(New Look Movement in Perception)，暗示着心理表征功能的存在。 • 斯蒂文森(S.S.Stevens)于1956年发表的心理物理学方面的研究显示了人对刺激的知觉量与物理刺激强度之间的非线性关系。 • 1956年西蒙和纽厄尔“逻辑理论机”(The Logic Theory Machine，LTM)的成功开始为后来的信息加工心理学(processing information psychology)准备了语言和框架。
1956年，对认知心理学的发生来说最具影响力的还是三个方面的研究：费斯廷格的认知失调理论（cognitive dissonance theory）、西蒙和纽厄尔的人工智能逻辑理论的程序、乔姆斯基的语言学理论——“转换－生成语法”。 2、1967年奈瑟尔出版的《认知心理学》标志着认知心理学新思潮的形成 • 它“是信息加工的认知心理学发展过程中的一个里程碑，它标志着信息加工的认知心理学正式作为一个学派而立足于西方心理学。” • “认知心理学”杂志和“认知科学”杂志分别从1970年和1977年开始出版发行。
二、认知心理学的哲学渊源 • 认知心理学的哲学渊源是一个复杂的问题，因为各种哲学思想在其发展中都是相互斗争又相互交融的。 • 认知的研究可以追溯到古希腊的柏拉图和亚里士多德 • 从更一般意义上分析，认知心理学的哲学渊源首先是经验主义，以及与之一脉相承的实证主义、逻辑实证主义、行为主义。 ——西方心理学自产生之日起就在研究对象和研究方 法方面表现出明显的经验主义取向。 ——科学的发展从经验主义或实证主义那里继承的主 要是“实证性的”原则。 ——逻辑实证主义是现代认知心理学主要的哲学基础 • 理性主义在纠正和否定行为主义的机械论和还原论过程中也起到了关键作用
三、现代心理学自身的发展和矛盾运动 （一）与早期实验心理学的联系 现代认知心理学继承和发展了早期实验心理学对感知觉、反应时间、注意等问题进行研究的传统，可以说现代认知心理学是实验心理学在推翻行为主义之后向早期实验心理学的回归。 早期实验心理学把主体的直接经验作为心理学的研究对象，提倡实验加内省（introspection）的方法。认知心理学在对其批判和改造的基础上，继承了冯特的内省法，提出了“口语报告分析法”（protocol analysis）或“出声思考法”（think-loud），即要求被试通过原始性的口头陈述来报告思考时的内部信息加工，特别是短时记忆的内容。
（二）与格式塔心理学的联系 认知心理学与格式塔心理学的研究领域比较接近。格式塔心理学对知觉、思维等问题进行了大量研究，强调完形的组织、结构等原则，认为思维是‘情境的改组’或整个问题情境的‘顿悟’。这些观点对认知心理学产生了重大影响，甚至认知心理学的有些概念明显带有格式塔的内涵，如主观轮廓、模式识别、心理图式等。 格式塔心理学和信息加工心理学同属于广义认知心理学的范畴。格式塔心理学集中于知觉、思维和学习等领域的研究，认知心理学则涉及到表征、注意、记忆、问题解决和创造性思维等认知过程的研究，强调对信息的破译、编码和整合，重视内部心理活动之间的相互联系，研究采用模拟的方法进行综合性研究，这与格式塔心理学的观点是一脉相承的。
（三）与行为主义心理学的联系 认知心理学是在对行为主义的斗争中形成和发展起来的，它与行为主义有着密切的联系，信息加工心理学对行为主义理论是在否定层次上的扬弃和继承。 1、行为主义的研究为认知心理学提供了有效的实验方法学体系。 • 从方法上，认知心理学是对行为主义的深化。 • 认知心理学承袭了客观、实证原则。 • 信息加工心理学在刺激－中间变量－反应模式的基础上提出了输入－内部信息加工－输出这样一个与计算机的操作相似的研究模式。 2、在理论方面，新行为主义者托尔曼所倡导的目标－对象－手段的整体行为观和带有认知综合特征的目的行为主义对信息加工心理学的兴起产生了一定影响。
（四）与皮亚杰的发生认识论的联系 1、皮亚杰的发生认识论与信息加工认知心理学都关注认知的内部结构或机制，它们是“认知革命”的同盟者。 2、皮亚杰的发生认识论充满着辩证法，带有明显的系统论和整体论思想。信息加工心理学也充分体现了系统论、控制论、信息论的思想，认为人的信息加工是认知结构中的信息选择、接受、编码加工、贮存、提取和使用的过程。 3、皮亚杰的发生认识论和信息加工心理学都表现出对行为主义方法论的改良并表现出完全相似的兼容性。但是，皮亚杰更多地受到生物学机能主义的影响，信息加工心理学则更受计算机功能类比的启示，它们是两种不同的认知心理学发展模式，在研究领域、实验操作方法、成果表述方面很少相同之处。
四、相关学科的研究和社会需要的影响 20世纪上半叶科学技术的发展为认知研究提供了技术上的可能性，而相关学科如语言学、计算机科学等也为认知研究提供了思想、隐喻，甚至表述语言。信息加工心理学的发生与发展还受到当时社会需要的巨大推动，特别是与系统论、控制论、信息论等有关的人因学研究的需要。 （一）心理语言学的影响 乔姆斯基著名的转换生成语法理论，认为句子的结构可以分成表层结构和深层结构。人的语言能力主要是天赋的……乔姆斯基的理论对信息加工心理学的形成和发展起到了积极的推动作用。
（二）人因学及相关理论研究的影响 1、20世纪40年代科技的迅速发展推动了信息论、控制论、信号检测等理论的发展，如何提高人对信息处理的能力成为一个紧迫的社会需要。 2、英剑桥大学的心理学家布鲁德本特运用信息加工观点处理人的知觉、注意以及信息通道等心理学问题，开创了信息论在心理学中应用的先例。 （三）计算机科学或人工智能研究的影响 1、计算机科学对信息加工理论的形成提供了技术工具、描述性的语言和有关计算理论方面的基础，对其形成和发展起到了决定性的作用。 2、图灵的图灵机(Turing machine)和图灵检验(Turing test) 及西蒙和纽厄尔的人工智能研究，促进了认知心理学的发展，从六十年代后期开始，信息加工认知心理学逐步成为心理学发展中的主流。
几个代表 人物 • 赫伯特·西蒙-----是一个传奇式的人物，很难用一个具体的头衔来形容他：他1943年获得了美国芝加哥大学政治学博士学位，但现在，他却在卡内基一梅隆大学任计算机和心理学教授。那么，他就是一个计算机学家和心理学家吗?也不完全正确。事实上，他在1978年获得了诺贝尔经济学奖(世界上第一位获奖的心理学家)。他的研究领域横跨了心理学、计算机科学和经济管理学。他传奇式地将这几个领域的研究整合到了一起，并在每一个领域都取得了专门从事该领域的人都难以企及的成就。除诺贝尔经济学奖外，他还获得了美国心理学会杰出贡献奖(1969年)，美国心理学会终身贡献奖(1993年)，计算机领域的国际最高奖项——图灵奖(1975年)以及其他大大小小数不清的奖项。
西蒙1916年6月15日生于美国威斯康星州密尔沃基市。西蒙的父亲是于1903年获得工程专业毕业文凭后由德国移居美国的，他是一位电气工程师、专利法律师、当地的学术界和社会事务界的活跃的领导人。西蒙的母亲是典型的第三代美国人，是一位极有才华的钢琴家。在父母的熏陶下，西蒙从童年就与书籍和其它智力活动结了缘，并显示出极强的独立学习能力。 西蒙在密尔沃基公立学校接受了很好的基础教育，他读了许多书，尤其是经济学和心理学方面的书。
第十届获奖者赫伯特·西蒙——经济组织决策管理大师第十届获奖者赫伯特·西蒙——经济组织决策管理大师 • 赫伯特·西蒙的科学成就远超过他所教的任何一门学科——政治学、管理学、心理学和信息科学。他的研究成果涉及科学理论、应用数学、统计学、运筹学、经济学和企业管理等方面，在所有的这些领域中西蒙都发挥了重要的作用，人们完全可以以他的思想为框架来对该领域的问题进行实证研究。但西蒙首先是一位经济学家，因终生从事经济组织的管理行为和决策的研究而获诺贝尔经济学奖。 ——1978年瑞典皇家科学院贺辞
1933～1936年，西蒙就读于芝加哥大学政治系并获得文学学士学位。在芝加哥大学期间，西蒙获得了大量的经济学和政治学方面的基础知识，并相当熟练地掌握了高等数学、符号逻辑和数理统计等重要技能。 在西蒙大学毕业后的1937年12月，他与政治系秘书多诺西娅结婚，这对夫妻在他的研究领域里相互合作，有大量的论著发表。
其主要理论 • 有限理性理论 西蒙认为现实生活中作为管理者或决策者的人是介于完全理性与非理性之间的“有限理性”的“管理人”。“管理人”的价值取向和目标往往是多元的，不仅受到多方面因素的制约，而且处于变动之中乃至彼此矛盾状态；“管理人”的知识、信息、经验和能力都是有限的，他不可能也不企望达到绝对的最优解，而只以找到满意解为满足。
但是这两类决策很难绝对分清楚，它们之间没有明显的分界线，只是像光谱一样的连续统一体。 C不同类型的决策需要不同的决策技术。决策技术又分为传统技术和现代技术。传统技术是一种古典技术，是从有记载的历史到目前这一代一直为某些经理和组织所使用的工具箱。现代技术则是第二次世界大战后发展起来的一系列新技术。
艾伦·纽厄尔（Allen Newell）1927年生，1949年毕业于斯坦福大学。在开发早期预警系统过程中，系统需要模拟在雷达显示屏前工作的操作人员在各种情况下的反应，这导致纽厄尔对“人如何思维”这一问题发生兴趣，并和卡内基—梅隆大学的西蒙建立了合作关系，提出了“中间结分析法”作为求解人工智能问题的一种技术。利用这种技术，他们成功地开发了最早的启发式程序“逻辑理论家”和“通用问题求解器”。在开发逻辑理论家的过程中，他们首次提出并成功应用了单链表作为基本的数据结构
纽厄尔生前是美国科学院院士，又是美国工程院院土。他是美国人工智能学会AAAI的发起人之一，并曾任该会主席(1979—1980)。他还曾出任美国认知科学学会(Cognitive Science Society)的主席。除了和西蒙共享1975年的图灵奖外，1971年AFIPS授予他Harry Goode奖，1992年6月，当时的美国总统布什向他颁发了全国科学奖章(National Medal of Science)。在接受了美国科学界的这个最高荣誉之后一个月，即7月19日，纽厄尔因癌症去世，享年65岁。
学术界为了悼念他，由米其翁(J．A．Michon)编辑．出版了一本纪念文集，书名为《SOAR：对认知体系结构的展望：悼念艾伦·纽厄尔》(SOAR：A Cognitive Architecture in Perspective：A Tribute to Allen Newell，Kluwer A cademic Pub.,1992)。书中，他的同事、学生、朋友，以不同方式表达了对这位敏于思考和发现，又虚怀若谷、平易近人的长者的尊敬和思念。
ACM是在1975年10月20日在明尼苏达州的明尼阿波利斯(Minneapolis)举行的年会上向西蒙和纽厄尔颁发图灵奖的。西蒙和纽厄尔联合发表了演说，题为“计算机科学作为按经验进行探索的科学：符号和搜索”(Computer Science踢Empirical Inquiry：Symbols and Search)，刊载于Communications of ACM，1976年3月，113—126页，也可见《前20年的ACM图灵奖演说集》(ACM Turing Award Lectures—The First 20Years：1966—1985，ACM h．)287—318页。
说中，西蒙和纽厄尔解释了他们之所以把计算机科学定义为“按经验进行探索” 的科学的理由，因为在他们看来，现实世界中所存在的对象和过程，都是可以用符号来描述和解释的，而包含着对象和过程的各种各样“问题”都可以通过以启发式搜索为主要手段去获得答案。对这种搜索进行公式化的技术则取决于对对象和过程理解的深度。根据上述概念，西蒙和纽厄尔认为程序可以在专家水平上，或者在有能力的业余爱好者的水平上去解决问题。
1957年他在布兰代斯大学开始自己的第一份教学工作，虽然当时的系主任斯洛对他影响很大，但他并没有因此而转入人本主义阵营，相反在这一阶段他因在视知觉研究领域进行了大量的探索而崭露头角。1967年，他出版了被誉为认知心理学界“圣经”的《认知心理学》一书，这也成为心理学发展史上的一座里程碑，他因此而被誉为认知心理学之父。随后他曾在康奈尔，亚特兰大，乔治亚，宾州和艾姆力等多所大学任教，研究范围从早年的视知觉研究，注意、记忆、语言、自我概念的研究等转移到晚年的智力测量的研究。奈瑟从不盲目跟随主流，但却总能引领心理学研究的潮流。他对心理学的贡献主要有以下几点方面:1957年他在布兰代斯大学开始自己的第一份教学工作，虽然当时的系主任斯洛对他影响很大，但他并没有因此而转入人本主义阵营，相反在这一阶段他因在视知觉研究领域进行了大量的探索而崭露头角。1967年，他出版了被誉为认知心理学界“圣经”的《认知心理学》一书，这也成为心理学发展史上的一座里程碑，他因此而被誉为认知心理学之父。随后他曾在康奈尔，亚特兰大，乔治亚，宾州和艾姆力等多所大学任教，研究范围从早年的视知觉研究，注意、记忆、语言、自我概念的研究等转移到晚年的智力测量的研究。奈瑟从不盲目跟随主流，但却总能引领心理学研究的潮流。他对心理学的贡献主要有以下几点方面:
第二节 信息加工的认知心理学 ——从现代认知心理学产生至20世纪80年代中期，信息加工心理学的理论研究和实验研究几乎都采用了计算机类比的方法，强调人脑对信息加工的系列性、层次性、有限性和信息的符号化特征。 一、信息加工心理学的基本观点 二、信息加工心理学的主要研究 三、信息加工心理学的主要研究方法
一、信息加工心理学的基本观点： 1、计算机为信息加工心理学提供了最便利的隐喻——人脑是一个类似电脑一样的信息加工系统，信息加工的结构和过程可直观地表示成流程图（flowchart）或称为“箭框模型”（boxes-and-arrows models）如图10-1所示。 2、信息加工理论强调：信息的描述、不断分解、信息的连续性、信息的动态性、物理具体化。 3、认知心理学是指感觉输入被转换、约减、精制、储存、提取和使用的所有的加工过程。——奈瑟尔《认知心理学》 4、信息加工心理学就是研究信息在信息加工系统中的传递、转换、贮存和作用机制。
符号操作系统： 图10-1所示的信息加工系统，也称“符号操作系统”（Symbol Operation System），主要由四部分组成：感受器、效应器、处理器、记忆装置。其中感受器是接受信息的装置，即感觉系统；加工器是整个信息加工系统的控制部分，决定着加工的目标、计划及计划的执行，包括图中的控制加工器和工作记忆；记忆装置，主要指永久性记忆，是信息加工系统的一个重要组成部分，其中存放大量的、由各种符号按照一定关系联结组成的符号结构，即信息；效应器是信息加工系统对信息作出反应的部分，这是整个系统的最后结构，控制着信息的输出。这里最核心的是处理器，其功能为： ⑴、一组基本信息过程 ⑵、保持基本信息过程输入和输出的符号结构； ⑶、解说器，将基本信息过程和短时记忆加以整合， 决定基本信息过程的序列。
二、信息加工心理学的主要研究 （一）知觉加工与模式识别研究 1、模板匹配模型 模板匹配模型(template matching model)是根据机器的识别模式提出来的。它的中心思想是认为人的记忆系统中储存着各式各样的刺激物的模板，当输入的刺激信息正好与某一储存的模板相匹配，该刺激信息就得到破译和识别。按照生理机制来看，这些模板是由各种具有不同结构和功能特点的细胞组成的。模板匹配模型得到一些实验结果的支持，它可能是人的多种模式识别方式中的一种或其中的一个环节。
2、原型匹配模型 原型匹配模型（prototype matching model）认为在记忆系统储存的不是与外部刺激严格对应的模板，而是一类刺激物的概括性表征——原型，所谓原型是指一类事物综合、抽象的产物。一般信息加工系统会根据输入信息与原型的匹配程度来识别信息，寻找与其最佳匹配的原型，并赋予其一定的意义，从而使之获得理解。显然，原型匹配模型克服了模板匹配模型不灵活、不经济的缺点，对其进行了改进，同时也得到了更多生活经验和心理实验的支持。
3．特征分析模型 特征分析模型(feature analysis model)认为，主体首先对所接受的信息进行特征分析，然后将分析结果与储存在长时记忆中的各事物的特征表进行比较，最佳匹配将获得识别。该理论认为，每个知觉对象或模式都是由若干元素或基本特征按照一定关系结合而成的。同时，在长时记忆中贮存的是各种事物所具有的特征及其相应的名称。 特征分析模型是前两种假说的发展，具有更高的抽象性，也更为灵活和经济，体现了符号加工意义的模式识别理论的主导观点。其优点在于： ①、特征比较简单，较容易看到； ②、可说明模式至关重要的特征间的关系； ③、使用特征可减少所需要的模板的数量。
（二）注意的研究 • 注意的心理机制是现代认知心理学最早的实验课题之一，研究目的主要在于探明注意的选择机制。 • 注意实验采用的方法主要是双耳分听技术 ——双耳分听技术(图)：双声道放音设备或两个不同的放声设备同时分别给两个耳朵播放不同的听觉材料，要求被试按照相应的指示语操作，以探明不同条件下被试分别对两耳信息的检测及加工特征。自布鲁德本特（Broadbent）最早提出早期选择模型以来，认知心理学家又先后提出了中期选择模型、晚期选择模型和资源限制理论等不同观点。
1．过滤器模型 1．过滤器模型(图) 英国心理学家布鲁德本特在实验基础上提出了注意的过滤器理论，又称单通道理论或早期选择模型，这种过滤器按照“全或无”的原则工作。该理论认为，人的大脑皮层的加工能力非常有限，为了避免系统超载，就需要过滤器加以调节，选择出一部分信息进入高级中枢的分析阶段，于是在信息输入通道出现了瓶颈口式的过滤器。通过过滤器的信息受到进一步的加工而被识别和贮存，其余信息则被阻止在高级中枢之外。
