认知心理学当前的发展趋势
一、研究范式的转变
从计算机比拟发展为大脑比拟,即不再把人的认知过程看作在近似于计算机处理物理符号信息的过程,而看作是神经冲动沿多向、多层次的脑神经网络传导和脑神经不同部位协同运作的过程。
大脑比拟可以分三个方面:
1、平行分布处理模型
平行分布处理模型(parallel distributed processing model)简称PDP模型,也可称为新联结主义模型或神经网络模型,与传统的信息加工理论的符号主义模型相对。它的诞生与两方面的原因有关:(1)由于分子生物学的发展与电子显微镜的进步,人们对大脑的超微结构有了更多的了解,因而使有关大脑的传统观念发生了重要的变化;(2)认知心理学在探讨人类认知的微观结构与过程上取得了重要的进展,而这些研究成果难以用系列加工的原则作出解释。
平行分布处理模型的基本思想是,通过使用数量众多且独立的处理单元或处理器,在同一时间内实现众多的信息处理。它的特点主要有:(1)处理单元间的联结强度不一样,其大小可以用权重来表示,一个单元得到的总输入量是其他各单元输入量乘以各自权重的和;(2)知识的表征是分布式的储存在单元与单元的联结上;(3)联结的强度可以因学习而加强;(4)一个单元受到破坏,整个知识却可以仍然保持,信息处理仍可继续进行;(5)网络是一种层次结构,同一层次的单元间互相抑制,不同层次的单元间互相兴奋。
总之,平行分布处理模型要求更多地考虑认知系统的神经基础,希望能在更接近大脑的神经结构的基础上来构建认知的理论与计算模型。目前学者们运用平行分布处理模型已成功模拟了人类知觉、记忆、动作技能与阅读等一系列认知活动。
2、模块理论
由Fodor(1983)所提出的模块理论的“模块”是指一组具有相同功能、互相联系在一起的加工单元。在传统的神经科学中,严格的“功能定位”概念占统治地位,认为各种认知功能分别由不同的脑区负责;而模块理论认为,不同脑区按功能组织在一起,共同完成某种特定的功能。
模块理论假定,信息加工系统由三个不同的层次组成:第一层是换能器,相当于人的感官,负责检测事物的各种属性;第二层为互相独立的输入系统,各种不同的输入系统具有封闭性,只能在特定的、适宜的刺激下处理不同的信息;第三层的中枢系统是与第二层的所有输入系统都有联系的一种动力学系统,不同加工单元或模块间的关系在其中是随时都在变化的,它就是负责一般的认知加工的系统。
3、情境理论
以克兰西等人为代表的情境理论认为认知基于情境,而不是以西蒙为代表的物理符号学派所认为的基于知识表征,两派学者在20世纪90年代初曾展开过激烈的争论。情境理论认为不仅人的大脑是由神经元组成的复杂系统,外部环境也是一个复杂系统;人的认知就发生在人与环境、人与社会、以及人与人间复杂相互作用的情境中。
按照情境理论,每一次新的行为不仅要对神经系统的活动产生修正,而且会引起外部环境相应的变化;人的感知和运动也是相互作用的,学习不是简单的存储和提取,而是在人和环境的相互作用中建立感觉与运动协调;神经系统活动的机制既不是逻辑式的串联方式也不是简单的并联方式,而是一种由反馈调节的自然组织机制,在完成各种活动时就进行了学习。
二、认知的神经机制的研究
西蒙(1986)曾把认知心理学的研究分成三种不同的层次或水平:第一个层次为研究复杂行为的层次,如研究问题解决、概念形成等;第二个层次为研究简单的信息处理的层次,如研究对光点的感觉、图形知觉的形成等;第三个层次则为生理层次,如研究认知的中枢神经过程、局势结构等。三个层次是从高到低排列的,虽然心理学应该从不同层次上研究人类行为、且低层次的研究有助于高级、复杂行为的研究,但不一定非要有生理学的理论才能着手研究人类的高级、复杂行为。但近年来越来越多的心理学家对研究认知的神经机制表现出了浓厚的兴趣,他们将神经科学与认知心理学的研究逐渐结合在一起,发展出了“认知神经科学”这一新的研究趋势。
认知神经科学以系统考察各种类型的脑损伤对认知功能的影响为发端,广泛采用事件相关电位、功能性磁共振成像、正电子发射断层扫描术等技术,使人能更直观地观察到各种认知活动的脑过程,从而揭示了人类认知与特定脑结构和功能的关系,对认知心理学的研究和发展作出了巨大的贡献。艾森克(1982)曾将这种贡献归纳为四个方面:(1)它使我们能相对独立地研究复杂系统的某些方面;(2)它为认知理论提供了某些有力的证据;(3)通过一些新的发现削弱了某些认知理论的地位;(4)发现了一些有重要理论意义的现象。
三、人工智能与计算机模拟
认知心理学的产生和发展与计算机科学有着密切联系,这种联系也在当前的认知研究中表现出两方面的趋势:人工智能和计算机模拟。
人工智能(artificial
intelligence,简称AI)把人看成是一种纯粹的计算现象,它的目标是要发展人类认知模型的计算机程序,即通过开发计算机的硬件与软件使机器产生“智能”。换句话说,它只要求机器能执行具有智能的人能够完成的各种任务,而不关心人的操作实际上是怎样进行的。
与人工智能的研究有所不同,计算机模拟要求按人的认知过程的特点来设计计算机程序,再用这些程序来建构人的认知模型并检验这些模型。也就是说,计算机模拟的步骤应该与人的口述报告一致。由于计算机和人在完成同一作业时存在的速度、精确性等方面的差异,计算机模拟要求更多地考虑人的认知的特点。
人工智能与计算机模拟都对认知心理学的发展产生了重要影响:(1)它促使认知心理学更强调用抽象分析方法研究人类认知,包括用数学方法描述认知、建构认知的数学模型;(2)用计算机程序来描述人的认知,有可能细致、精确、合乎逻辑而无歧义地解释认知过程,因而有助于认知心理学建立认知模型并通过硬件实现来检验认知模型;(3)它使认知心理学与现代科技建立了更密切的联系,使认知心理学得到了更有前景的应用领域。
四、生态学效度的研究
受1977年布朗芬布伦纳提出的心理学的生态系统理论的影响,认知心理学的先驱研究者Neisser(1978)在其有关记忆的一篇文章中也开始倡导认知的生态学研究,即要求认知心理学研究所获得的成果在实际生活中应该继续保持它的真实性。这是因为早期的认知心理学研究过于强调严格控制的实验条件,虽然在有关认知结构与过程的研究中取得了许多令人瞩目的成果,但其带有强烈人为性的研究条件脱离了人的实际生活,缺乏“生态学效度”,从而使得研究结果的可信性和实际应用性大打折扣。
Neisser的主张在认知心理学界引起了强烈的反响,许多研究者在研究记忆、表象、思维、语言理解等现象时都更加重视了研究方法或材料与实际生活的联系。例如,早期的认知心理学都用人工概念研究概念的形成,而今许多研究对自然概念和范畴表现出了更大的兴趣;而早期研究问题解决的密码算题等人为材料也逐渐被下棋以及物理、数学、医疗诊断等实际生活中的问题所取代。
强调认知研究的生态学效度并非否认和排斥认知心理学基础研究中的“实验室研究”的重要价值,因为严密控制的实验室条件使我们更容易确定事物之间的因果关系。将生态学价值和实验室研究结合起来后,近年来认知心理学在工业、交通、教育、大众传媒的使用与改善、职工的选拔与培训等方面,都开辟了广阔的应用领域。
反应时技术的发展
(1)移动窗口范式:
可以看作是“开窗法”的延伸,是当代阅读研究中常用的一种反应时技术。其基本程序是让被试自定步数,逐字(或词)地阅读一段文字,句子材料以字(或词)为阅读单元逐一呈现,被试每按一次鼠标当前词便消失,同时下一个新的词出现。在实验过程中,计算机自动记录被试每次按键的时间,并自动计算被试连续两次按键动作的时间间隔,并将它作为被试对每个字、词或句子阅读时间的指标。采用该技术可以测量被试加工句子的不同结构单元所用的反应时间,并据此分析阅读理解的规律。
(2)注意线索范式:
是选择注意研究领域常用的方法。其基本程序是在注意目标呈现之前,给被试呈现不同性质、特征或有效性的线索刺激,通过不同线索对注意目标的提示作用,探讨被试对注意目标进行注意加工的规律。此时选择的线索特征(包括线索的有效性、线索呈现的位置[外周还是中央]、线索与目标特征的一致性、线索有效性的概率等)会造成反应时的差异。
(3)注意追踪范式及其变式:
用于研究注意追踪。其基本程序是让被试追踪一系列由不同特征组成的、变化的、随机运动或按照特定的规律运动的目标,当目标发生特定变化时,被试的注意也会发生变化,此时要求被试根据实验要求作出不同反应,并记录其反应时和错误率。后来研究者又在其中加入了“目标融合”技术,即把两个刺激结合在一起改变追踪对象的呈现形式,通过对这种不同形式多目标融合的反应时测量,可以发现个体对不同空间组织和空间关系的若干物体的注意追踪与加工机制。
(4)空间线索技术:
是研究刺激-反应相容性的一种方法。其基本程序是在给被试呈现不同复杂程度的目标之前,先给被试呈现一个与目标特征具有一致性或部分一致的线索刺激,通过不同相似性的线索刺激对目标的提示作用,来考察被对试目标刺激的加工和识别速度。
(5)序列反应时范式及变式:
是内隐学习研究中的一种方法。其基本程序为处于不同空间位置的视觉刺激分别对应不同的反应键,每次呈现一个视觉刺激,被试按相应键尽快进行反应后该刺激消逝,短暂时间间隔后出现下一个刺激。整个实验中刺激的呈现序列是有规律的,但被试意识不到,可尽管如此,他们的反应速度还会随固定序列的重复而逐渐下降。其后为提高任务的说服力,有研究者通过改变实验材料和调整变化序列的统计结构等来完善序列反应时技术,使反应时更进一步成为内隐学习研究中的主要指标。
(6)内隐联想测验技术:
是测量个体内隐态度等内隐社会认知的方法。其基本程序为给被试呈现概念词样例和属性词样例,要求被试分别作出归类反应,其后要求其对概念词与属性词的联合作出反应。由于概念词与属性词间的关系有相容和不相容两种,因此相容和不相容任务的反应时之差就成为内隐联想测验效应的指标。
(7)速度与正确率分离技术:
由于传统实验测得的是所有加工过程完成后的速度与正确率的单个结果,不能说明信息加工是连续的还是离散性质的,因此,研究者使用了滴定的反应时程序对二者加以分离。其基本程序是先给被试进行一次普通的反应时实验,即要求其在保证正确率的前提下尽快对信号作出反应;然后再让被试进行信号试验,即在刺激呈现后的不同时间间隔内出现一个信号,当被试察觉到该信号后就要迅速对刺激作出反应,不一定要求正确,允许被试猜测。最后研究者通过利用平行精细的猜测模型对少数实验数据进行分析和处理,就可了解在信息加工过程中信息到底是怎么积累的。 |