认知 人行为背后的思维与智能

因此，刺激和被试当前心理状态这二者共同决定着被试作出什么反应（见图1-1）。这正如要知道行星的运行轨迹，就必须知道行星当前的运动状态和外界的作用力这两个方面一样。

格式塔心理学则强调研究复杂的心理现象，而这些现象有时是很难用客观的术语和客观的方法加以描述的。考夫卡(K.Koffka)、科勒（W.Köhler）等格式塔心理学家认为在问题解决的复杂过程中，不要只靠简单的尝试错误，而且还要通过顿悟。格式塔心理学区分完好图形和不完好图形。所谓完好图形，就是一些很简单的、对称的，而且容易认出来的图形，但格式塔心理学对此并没有一个很精确的定义。格式塔心理学认为知觉的基本规律是机体生来就有的，并不受经验的影响。格式塔心理学也不同意把复杂现象分解为刺激-反应之间的关系。认知心理学与格式塔心理学一样，目标是要解决复杂行为的问题。例如，在解释顿悟中的理解过程时，我们承认格式塔“完好图形”的概念，同时又试图把这个“完好图形”分解为最基本的过程，以了解“完好”究竟指的是什么。又例如，格式

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塔心理学认为学习有机械学习和理解学习之分，而机械学习和理解学习是不被行为主义所强调的。信息加工心理学则认为机械学习和理解学习很重要，应该研究二者的具体过程到底是什么，它们的区别又是什么。

总之，认知心理学是用信息加工过程来解释人的复杂行为的，它吸收了行为主义和格式塔心理学的有益成果。这一心理学是在前人的基础上进行研究的，并不是完全无视前人的工作一切重新开始。

认知心理学的任务和方法

我们看到，心理学问题可以从不同途径进行研究，心理活动也可以分为不同层次。心理活动的不同层次的关系可以和计算机相比。心理活动的最高级层次是思维策略，下面一级是初级信息加工过程，最下层是生理过程，即中枢神经系统、神经元和大脑的活动。计算机的最上层是计算机程序，下面两层是计算机语言和计算机硬件。人类认知活动和计算机的对应关系如图1-2所示。

认知心理学主要研究高级层次的思维策略和初级信息加工过程的关系。我们可以用计算机程序模拟人的策略水平，用计算机语言模拟人的初级信息加工过程。

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在自然科学中常用数学方程式来描述一些现象。若以时间(T）作为变量，认知操作x的变化即等于当时机体的状态（S)和外界刺激（R）的函数。S指的是机体的生理心理状态，大脑里的记忆存储等。当外界刺激作用于处于某种特定状态的机体时便产生结果，发生变化，即：

$$
\begin{array} { l } { T \to T + I } \\ { } \\ { \Delta x = f ( S , R ) } \end{array}
$$

计算机的工作原理也是一样的，在规定的时间里，计算机存储的记忆相当于机体的状态；计算机的输入相当于给机体施加的某种刺激。当给计算机某种输入时，计算机便进行操作(operation)，其内部发生变化，从而得到结果。计算机的操作过程可以看作是每一个单位时间内其状态的变化，我们可以从不同

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层次来研究这样一个系统。可以用心理学的一个简单例子来说明这个过程。

要被试把一系列数字加起来，心理学常用的方法是观察被试给出什么答案、在多少时间内得到结果。心理学中大量研究应用类似的方法得到关于被试的情况。但是，使用这种传统方法只能得到很少的信息结果和时间。事实上，在被试的演算过程中所发生的不仅仅是这两件事，机体的状态就产生了很多变化。如果我们想了解被试在这段时间内更多的情况，如他进行了哪些活动、过程如何等，可以用口语记录的办法。

口语记录法就是让被试在做题时说出头脑内进行的一切活动，予以记录，然后进行分析。例如，让被试做加法时，记下他的口述，7+8=15，15+3=18等等。当被试计算的项目越来越多，如算7十7十3十8=?时，用口语记录法就可以知道有些被试使用了累加法，而另外一些被试则可能注意到了另外一个策略，他先做7+3=10，7+8=15，再做10+15=25。

用口语记录法对任何随时间变化的动力系统都能得到较高密度的信息。目前对脑的活动虽然可以进行电记录，但是却无法把脑的电活动所代表的心理内容翻译出来。在人类还没有办法做到记录脑内每时每刻的所有变化时，用口语记录法是可以得到较丰富的信息的。格式塔学派采用过口语记录法，以后被行为主义否定了。录音机的出现，为精确地记录和分析被试的口语报告提供了新的手段。认知心理学从新的角度利用了口语记录法，使心理学的研究水平大大提高了一步，能够研究人类的初级信息加工过程、思维策略以及它们之间的相互关系了。运用口语记录法研究解决河内塔(Hanoi Tower）课题的过程就是一个实例。

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河内塔是在一块木板上有几根立柱，另有几个圆木盘，按大小顺序串在一根立柱上，形成梯形。要求被试一块一块地挪动木盘，把整个塔由A立柱移到C立柱上。中间一个立柱可以临时放置木盘，每次移动都不允许大盘在小盘的上面。我们可以一般地了解，也可以详细地了解被试是如何完成这个任务的。例如我们可以观察被试每次移动哪个木盘，一共移动了多少次等。总的来说，被试为了把这个四层的塔由位置A移到位置C他首先要把上面三块木盘挪到位置B，再把下面最大的一块木盘挪到位置C。此后再用相似的方法逐步地把中间几块也挪到C上。这是对被试做法的总的描述。但是这个一般的观察不能告诉我们他的具体心理活动是什么，因为每一个人在完成这个任务时都需要采取同样的步骤。

如果我们要了解这个被试是怎样作出下一步该如何走的决定的，还需要有更多的信息。为了获得这样的信息，我们可以让被试在做每一个动作时大声说出他是怎样想的。如被试说：“我想把底下的大盘挪到右边去，可是有三个木盘挡住了，过不去。”这样一说，我们就能了解到他所采取的策略，同时也多少了解到一些他的初级信息加工过程。当他说“我想把底下的大盘挪到右边去”时，我们就知道他头脑里已经提出了一些任务和目标，包括大的目标及一些次要的小目标。当他再说“有三个木盘挡住了”时，我们就注意到被试是看到了上边三个木盘与下边大木盘的相互关系，而且也知道了上边的对下边的起着阻挡作用，以及当时的难题所在。

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从这个题目中我们可以看到，被试已经完成了一些初级的信息加工过程。这里包括知觉过程，他知觉到当时情景的一些相互关系，作了一些比较，即上边的木盘小，下边的木盘大。为了最终解决这个课题，他还需要用这些知识去和完成这个课题所规定的条件进行比较。通过比较，他认识到不能先将小的挪到C上。只能先将它们挪到B上，才能再把大的挪过去。

认知心理学的目的就是要说明和解释人在完成认知活动时是如何进行信息加工的，如他知觉到物体的哪些特征，看到了事物间的什么关系；外界信息是怎样存储在头脑中的；他在解决课题时利用了哪些信息，采取了什么样的思维策略等。

认知心理学研究的另外一个重要课题是学习问题。人在活动过程中，机体本身会发生一定的变化，这些变化使他在以后的活动中能更快、更灵活地完成某种作业，并且不经练习也能完成其他同类的作业，这就是学习。学习问题在心理学中始终占有非常重要的地位。从历史上看，心理学的研究差不多有一半是关于学习的。这有几方面的原因，第一，心理学起源于哲学，认识论是哲学的根本问题之一，认识论要说明外界信息是怎样存放在脑内的，实际上这就是学习问题。第二，学习与教育密切相关，社会需要科学的学习理论，以便于建立合理的教育制度，因而学习问题自然就会引起人类极大的关注。历史上曾出现过一种原始的学习理论，认为教师的讲话就像细菌一样会传染给学生，使学生学到东西。这个理论现在看来当然是荒唐的。现在已经有了比较科学的学习理论，它对社会能起到有益的作用。第三，人类的学习活动是那么广泛，它贯穿于人的一切活动领域中，而学习者之间的差别又是那么大，人们总希望能从差异之中找到学习的一般规律，以指导教育实践。

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物理符号系统

我们把人看成一个信息加工系统。信息加工系统也叫“符号操作系统”(symbol operation system)，更常称作“物理符号系统”(physical symbol system)。用“物理符号系统”主要是强调所研究的对象是一个具体的物质系统，如计算机的构造系统、人的神经系统、大脑的神经元等。所谓符号就是模式(pattern)，任何一个模式，只要它能和其他模式相区别，它就是一个符号。不同的英文字母就是不同的符号。一页书上有许多不同的符号，也有重复出现的相同的符号。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。物理符号系统的基本任务和功能就是辨认相同的符号和区分不同的符号。为此，这个系统就必须能辨别不同的符号之间的物理差别，如光波和声波的差别。人的眼睛无论在物理光学上或在知觉上，都能认出“心理学”和“心电图”两个词中的“心”字，虽然这两个“心”字严格说来并不完全一样。人类机体能够学会认识同类的符号和区分不同类的符号是一个很大的成就。纸页上书写的文字符号是物理的符号，即用物质的铅笔写在物质的纸上的符号。符号既可以是物理的符号，也可以是头脑中的抽象的符号，也可以是计算机中的电子运动模式，还可以是头脑中神经元的某种运动方式。纸上的文字是物理符号系统，但这是一个不完善的物理符号系统，因为它的功能只能是存储符号，即把字保留在纸上。一个完善的符号系统还应该有更多的功能，归纳起来有下列六种：

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(1)输入符号(input)：纸、铅笔加上手的运动，可以给白纸输入符号。

(2）输出符号（output)：纸本身并不能输出符号，但我们的眼睛可以使之输出。当我们阅读时，文字符号就从纸上输出而进入眼睛了。

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(3)存储符号(store)。

(4）复制符号（copy)：认出“心理学”三个字，并把这三个字复制出来，存储在某个地方就是复制符号。

(5)建立符号结构（buildsymbolstructure)：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。

(6)条件性迁移（conditional transfer)：依赖已掌握的符号而继续完成行为。如果在记忆中已经有了一定的符号系统，再加上外界的输入，就可以继续完成这个活动过程。

如果一个物理符号系统能够完成上述全部六个过程，它就是一个完整的物理符号系统。人能够输入符号，如用眼睛看，用耳朵听，用手触摸等；计算机也能输入符号，它是通过卡片打孔或用键盘打字输入的。人说话、写字、走路等动作都是输出；计算机的输出在显示器上显示出来，也可以打印出来。人类可以把输入保存在头脑里，叫作记忆。遗憾的是，我们只能假定记忆是神经元的作用，还不十分清楚其生理过程是什么。计算机可以用许多不同的方式存储信息，过去老式计算机用电子管和二极管，后来计算机用磁带上的磁场，或用其他方式存储信息。计算机的存储就是把模式存进去，并且长时间保存起来。以上是物理符号系统的输入、输出和存储三项功能。人可以通过自学接收信息，然后对符号进行不同的组合，得出新的关系。学生听教师讲课时，脑子里进行不同的活动，组成新的符号系统，这是第四项和第五项功能，即复制和建立新的结构。一个物理符号系统可以根据原来存储的信息加上当前的输入而进行一系列的活动，这就是条件性迁移。可以用一个很简单的例子来说明人类的条件性迁移。给被试一个只有四个指令的程序：“迈开左脚”，“再迈开右脚”，“重复做”，“一直走到屋子的一端就停止”。条件性迁移有个假定：如果满足了某种条件，即如果有了条件A，就去进行活动B；如果没有条件A，就不要进行活动B。在上例中，告诉被试“向前走”，“继续向前走”，如果没有“走到屋子的一端就停止”的指令，被试就要撞到墙上。这里，“走到屋子的一端”就是条件A，有了这个条件就引出来B，即“停止”。计算机是能够完成这种所谓条件性迁移的。正因为它有这种本领，所以它就获得了很大很大的能量和灵活性，可以完成多种功能。事实上，无论是现代的大型计算机还是小型计算机，都具备物理符号系统的这六种功能。

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我们现在可以提出一个叫作物理符号系统的假设（physicalsymbol system hypothesis)。这个假设简单说，就是任何一个系统，如果它能表现出智能的话，它就必能执行上述六种功能。反过来也可以说，任何系统，如果具有这六种功能，它就能表现出智能。我们这里所指的智能就是人类所具有的那种智能。人类能够观察、认识外界事物，接受智力测验，通过考试，料理生活中的事情等等，这些都是人的智能的表现。

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