《认知心理学》阅读报告.docx

大类通识课程读书报告题目认知心理学阅读报告课 程 人工智能与认知科学姓 名 西木小卒 学 号 - 教 师 日 期 2016年10月22日 认知心理学阅读报告姓名 西木小卒 学号-阅读书目：心理学导读系列认知心理学编者：John B. Best出版社：中国轻工业出版社第一篇 导论Neisser对认知的定义是：认知是感觉的变换、减少、解释、贮存、恢复和使用的所有过程。对这句话中变换的理解是认知始于感觉输入，感官将外界的物理能量输入我们的神经和认知系统，并由系统对物理能量进行加工，加工的第一步是将物理能量转化为神经事件的模式（一种神经能），而原先的未被转化的物理能量完全丢失；减少可以视为衰减，事实在感觉世界里我们不断处于刺激的包围中，为了避免认知系统处理冗余的信息，有大部分物理能量没有被转化，在工作记忆中我们视为“遗忘”的现象其实是认知系统的有意衰减，一些信息会在这个过程中丢失；认知系统对转化的能量进行分析并产生表象，这些表象会随着我们的使用发生变化；在信息的处理过程中存在着精致化，精致化与衰减相对，它会将信息与表象联结，其意义是便于更精确地理解当前的问题以及便于今后的提取与学习。认知分析可以划分为心理、神经、认知三个层次，我们认为的认知分析是指神经信息能被抽象地描述。认知事件总以神经事件为基础，神经事件均是认知事件，但是并非所有的认知事件是心理事件，因为很多时候我们意识不到自己的认知过程。认知心理学的论题有注意、模式识别、记忆、知识的组织等。在注意的方面本书介绍了注意的分配与心理聚焦的问题；对象识别讲到了不同的识别理论；在记忆部分的内容里介绍了记忆的组织、贮存形式以及记忆的分级。当代认知心理学存在有两种认知取向，信息加工取向与联结主义注意取向，前者认为认知很多过程是以系列和序列的方式进行的，一些认知过程以等级的方式指挥着其它过程以及认知系统而作为一个整体拥有构成的组织，它存在着互相分离的组成部分或次级单元，趋向于强调认知的抽象，系列的分析；后者强调神经与数学基础，认为真实神经系统可以进行类似于理想化系统的运算，在每个认知行为中神经与认知系统作为整体单元而非成分组成而起作用，趋向于认为神经元的平行加工。思考及质疑从导论来看，Neisser的定义是倾向于认同心理活动像计算机的观念的，认知是一个单向性的串行过程，而非我们平常对人类大脑活动的并行工作的特点的认识，从感觉捕捉到事件的能量转化，神经事件的表象、分析贮存，各个过程环环相扣，仿佛具有时间和空间上的不可逆性，要注意到这只是一种相似，而实际上认知的过程是十分复杂的，在书的后续部分的各种模型也是在不断修正与检验中才逐渐接近对原始现象的刻画，那么问题便是我们是否在研究认知的过程中本末倒置，即为了让一个模型更贴合实验现象而去不断修正模型，实验却是有限的而无力代表普适的事实，心理学是实验科学，实验方法是心理学最主要的方法。【1】那么基于实验建立的现代认知心理学从行为研究转入个人的内在研究，个人的行为无法有力代表自己的思维认知过程，那么研究的切入点在哪里呢？本书通过实例与有限实验事实解释的定义阐述的可能性是一定会引起争议的，关于知识分类的说法就表明了当前的研究从行为上入手是会碰到很大障碍的，基于生理学研究建立结构决定功能意识可能才是有效的研究方式。在认知取向的部分，笔者认为两种取向应该有机结合起来，这种说法的理解应该是这样的，认知过程存在细微的、量子化的模块，这些模块是不具有独立的功能的，依赖于认知系统的组织功能，这不是说依赖于信息取向的控制，而是说这些模块的组织依赖于某种规则，既有类似于算法的结构又依存于系统本身的结构，因为事实是有很多的认知过程是复杂并行的，而细分到每个可发现的阶段又可以发现各个阶段是彼此独立的。当我们使用实验去建立模型或者修改它的时候就要注意到我们对于实际问题的简约与模型的仿真是否兼顾了着两种倾向。第二篇 知觉知觉过程是接纳感觉输入并将之转化为抽象代码的过程。注意注意是心理学家用来描述和解释集中和转移到心理现象，在注意理论建立的第一阶段认为刺激除非被注意否则不能完全加工，并且注意机制仅限于加工少量的刺激，这一阶段被称为信息加工系统的瓶颈，理论构建的第二阶段补充了注意是资源分配这一概念。那么注意是什么呢？注意的一般定义是心理努力的集中和聚焦是一种由选择性、转移性和可分解性的集中。书中在选择性注意的方面介绍了理论构建第一阶段的三个逐渐改善和修正的注意的瓶颈理论：过滤器理论认为人类在信息加工的最早阶段就进行了一些操作来筛分刺激；Treisman指出在信息加工的早起进行了复杂的前注意分析，留下的信息已系列方式沿有限的通道传递并进行识别；晚期选择理论假定，所有信息都以平行的方式被传递到识别器再做出筛选。在第二阶段提出的过渡器理论的替代：能量模型。这一理论认为注意是对刺激分类并进行识别的认知过程，这需要一些认知资源，而认知资源是有限的，资源在注意的时候被分配，我们可以有意识将一些资源转移到重要的刺激上，认知系统存在有分配策略，长期倾向与暂时意愿决定这种策略。瓶颈理论认为新异刺激在单通道中竞争空间因而会产生干扰，而能量模型假设刺激对能量的需求不进行竞争。生理活动和心理事件达到自动化的途径是相同的，包括感觉和记忆中的心理行为是可以类似于运动技能那样训练来提高认知技能的。复杂的感觉分析通过训练可以自动化完成。自动化过程对于能量模型的意义是：在能量模型中，复杂的任务需要更多的资源，但经过练习用来完成需求任务的心理努力会减少，再持续下去，任务的加工将会成为自动化的过程。能量模型的也是存在问题的，它还不能解释资源的来源问题等等。物体识别接着注意的部分，书中介绍了对象识别来讨论识别与对新异刺激归类的几种理论。模板匹配理论认为对象的识别是对象与记忆模板的完全对照，它是缺少灵活性的；特征检测理论假设所有的复杂刺激都是可以由一些可以区分的、互相分离的特征组成，通过计算特征的出现与否，使用特征与事物属性的映射来完成模式识别，简单来说是，刺激中有什么样的特征，根据这些特征找到拥有这些特征的对性的描述，当两个对象有较多的相同特征时会耗费较多的时间来识别两者的不同；部件识别基于一种操作，这种操作把复杂对象的结构拆分为简单的部件结构，就可以进行对象识别。这些识别模型基于一个模式库，这个库中贮存着许多物体的特征与构成元素，这些内容可以帮助我们识别这些物体。这表明着人类认知系统有着一种把外界能量形式转换到我们认知系统的内部世界的能力，Marr试图通过人类视觉来解释这个问题，他认为视觉系统会产生一系列表象，每个表象都有其目的以及每个水平的特征与本原。另外几乎所有的对象识别中加工特征信息或者几何元素的同时或许会用到背景信息。这里我们来理解两种加工方式：材料驱动加工与概念驱动加工。特征分析被理解为材料驱动加工，至下而上特点是搜集和加工零碎信息，最后汇聚到工作记忆中；背景分析被视为概念驱动加工，是至上而下，可以看做期望或计划的。这样双重加工模式存在的作用是减少在识别过程中消耗的精力与时间，使识别更加有效。思考及质疑选择性注意是怎样做到的？我们时刻处于刺激当中，然而我们却只对某些特定的刺激做出了反应，比较合理的说法是在考虑新异刺激竞争资源的情况下，瓶颈理论使用单通道竞争的的假设解决了问题，就像一个瓶颈只有恰当的刺激被送进“瓶”中，从而进入我们的意识；如果竞争不存在，刺激都会根据分配原则被给予资源，能量模型合理解释了能量干扰的现象，即我们会受到环境干扰而不能聚精会神于一件事情，在干扰过强时我们会消耗很多资源给无用的刺激，这时就无法给予需要我们专注的事情以足够的资源。人眼在场景中进行扫描时根据视觉刺激的显著性来转移注意力，而视觉刺激的显著性不仅来自于视觉刺激本身，也来自于人类大脑的影响和控制。【2】这牵扯到注意分配问题，决定分配原则的有长远倾向和暂时意愿，前者更多的是一种本能的反应与遗传有关，后者可以通过有意的练习来改变，因为心理行为与生理活动一样通过练习来实现自动化过程，所以通过刻意的训练来实现选择性的注意是有可能的，这在某种程度上是改变了分配原则。选择性注意的理论告诉我们，信息是被选择性处理的，我们的感官系统接收到完全的信息，然而只有竞争胜利的刺激或者说被成功分配了资源的刺激得以转化为表象为我们所感知，其它的都被衰退了。模式是由若干元素或成分按一定关系构成的，这些元素或成分可称为特征(feature)，而其关系有时也称为特征。特征匹配模型认为所有复杂的刺激都是由一些可以区分的、相互分离的特征组成的。通过计算特征的出现与否，并把计算数与不同标签相联系的特征的列表进行比较来完成模式识别。【3】那么结合这一点笔者认为：人在识别对象的时候存在着解构的过程，有着类似“看山不是山”的现象，以视觉为例，在我们睁眼看外界时，我们都会感觉有一张图片呈现在脑海里，然而识别的过程却是，认知系统将图像中物体的特征与库中贮存的特征比对来识别图像里的这些对象，而后对对象做出判断，否则我们只有一张无意义的图像在脑海里而不能激起下一步的心理活动，当然这只是一个浅显的例子，实际上人类的视觉功能十分复杂，另外重要的是背景对于对象识别的作用，背景的存在使得我们有效地使用了至顶向下信息，这有助于我们及时判断所处的环境，对于机器而言，需要它们及时了解自己所处的状态，要知道有很多概念与材料是互相依存的，理解这点的意义在于，当我们考虑机器视觉的时候，不仅要关注于让机器学会识别特征以及建立对象与特征之间的映射，还要考虑到要怎样让机器学会识别环境，比如让它知道一个教室和一个会议室的区别，这两个环境中会发生不同的事情，会有不同的摆设，房间有不同的功能，这时机器会产生一个预设，在识别室内对象时可以把范围缩小，加快其识别、反应速度，在同样的特征识别能力下准确度也会有优势。第三篇 作为贮存的记忆记忆不是纯正的、孤立、静态的形式存储，它总与一些已有的混合，与多个经验片段联系。信息加工观有一种记忆的信息加工观，它认为记忆可以看作是由若干互相联系但又彼此独立的贮存器组成的一个系统，每种贮存器存在其不同的容量和组织形式，产生遗忘的机制也存在差别。其中感觉贮存器是一个大容量贮存器，能以原有方式保存感觉刺激，即该系统没有对贮存在其中的材料进行明显编码，其遗忘机制是衰退，对于视觉刺激而言，衰退很快。短时储存的持续时间相对较长，材料在其中能维持30秒左右，按听觉性质进行组织，短时贮存的容量有限。短时贮存中未被复述的材料很快衰退，长时贮存保持了我们的永久性记忆，其容量很大，可以无限贮存材料，其材料按照语义性质进行组织，容易受其它记忆的干扰。多重贮存模型的当代变式一些实验证明认知系统中可能不存在与短时贮存精准对应的一个结构，不过它的某种成分产生初级记忆，另外一些成为次级记忆。初级记忆的意义是一些记忆对暂时激活很敏感，他们会迅速消失而不能为我们所提取，其次认知系统中某些成分一旦超载就会造成信息丢失，最后认知系统似乎是控制过程的贮藏室，即搜索信息是一种受容量限制的活动，我们可能回忆起生活中某个事件，而可能无力同时回忆起过去的十件事，因为初级记忆本身是有容量限制的。联想记忆搜索模型认为对具体事物的记忆贮存在互相联系的片段中，这些片段包括贮存在长时贮存中的知识，早期联系以及在短时贮存中进行的编码过程和其它一些操作。记忆内容一旦在长时贮存中得到贮存，就可以凭借提取时的线索或提示进行回忆，一些高强度的线索在把项目由长时贮存提取到短时贮存中时有较强的报告能力。一个记忆项目拥有的线索的数量很大程度上决定了对这个项目的记忆能力。初级记忆模型与次级记忆初级记忆与次级记忆有着短时贮存于长时贮存间的区别，但是一些研究认为两者的边界较为模糊，有研究者指出认知过程都是以同一个方式进行的。关于初级记忆，短时贮存的编码不都是语音形式，人们可以利用组块化策略显著增加短时贮存的容量，有研究中认为短时贮存中有着我们当前头脑中正在思考或当前存在于头脑中的事物。而对于次级记忆，长时贮存的贮存形式是以语义形式组织起来的，但是它不仅仅贮存了语义知识，材料一旦在其中存储便会永久性保留；永久记忆可以划分为情节记忆与语义记忆，前者按照事件的时间与地点进行组织，通常可以根据其知觉特征进行描述，语义记忆通常按照类别或其它抽象规则进行组织，其对背景不敏感，因为其不涉及特定时空的知识构成。闪光灯记忆是指在面临非常出乎意料并且引起情绪波动的事件时产生的记忆，研究表明人们对这种记忆的记忆并没有他们想象中的要好；幼年经验失忆症讲的是几乎没有人能够回忆起小时候的事件，研究表明而儿童是能够对生活中的一些具体事件做出详细描述的，但是随着时间的推移他们便不能再记得一些事情，这是长时贮存模型面临的问题；对永久记忆划分的异议是并非所有的自传体式记忆都可以归为情节记忆，只有在低生态学效度的实验室研究才能提供一般意义的发现。在神经水平的贮存的问题上，我们知道了大脑的特定部位会因学习或者记忆而产生结构或者功能的变化，神经系统与认知系统存在着复杂的联系，一些研究发现脑活动具有整体性、等势性。思考及质疑来自记忆的黑箱还从未被完备地破解过，但是如果我们不拘泥于在认知系统中找到一个精准的结构与短时贮存相对应，那么我们可以借助信息加工观的现代变式关注记忆的分级现象，记忆分为短时贮存的初级记忆与长时贮存的次级记忆。初级记忆可以为我们当前感知，并且主要以语音形式存在，短时贮存为这种记忆提供容量空间，并采用分组的形式来提高其有效容量，在短时贮存这里发生了记忆的暂时激活，这种激活很敏感，很容易消退而不能转变为长时贮存，在提取的时候记忆会被再次提取到短时贮存，因为其容量有限所以往往我们不能同时回想起太多的记忆；长时贮存的记忆组织模式是语义记忆与情节记忆，贮存于长时贮存中的记忆不会再消退，然而提取记忆却需要足够的线索以及一定的强度才能成功将记忆“唤醒”，这也许可以解释失忆的现象，不是因为我们没有记住而是我们缺少相应的线索帮助我们成功提取它们，这时我们的经验是：我们没有记住“某些东西”，因为我们回忆不起来。讲到这里应该会有一种明显的倾向，即理解记忆的原理我们可以借助冯诺依曼的程序存储原理，记忆总要经过输入、短时贮存“运算”、“结果”存储进长时贮存的串行过程，在记忆提取阶段则类似程序的调用，短时贮存相当于运算器。这时记忆储存的调用便可以以寻址的形式理解，寻不到记忆有两种原因，一是地址内容为空，而是地址描述信息不足；这两者对应着遗忘的两种原因，一是一些表象仅存在于短时贮存，这与工作记忆的说法类似，也可以联想到“海马区”的大脑结构，这是一个认知系统的缓冲系统，帮助我们以快捷、高效的方式处理面临的问题，它们在短时贮存阶段成为我们的意识，并未进入长时贮存；二是一些被贮存的长时记忆缺少足够的回忆线索，我们可以理解为一个记忆的维度较少，调用时不能凭借足够的信息找到地址中贮存的信息，比如：老师会经常叫学生通过听、说、读、写来学习外语，这样记忆的单词不容易忘，因为有至少视、听两个通道帮助我们标示了同一个内容，当一个通道受阻时，还有另外一个可用的保证我们“记住”这些东西，可以推测闪光记忆便是由一个强烈的情绪事件为一个记忆提供一个强有力的线索保证我们对于这个记忆的敏感。然而还不能对通道的说法做出过多的分析，它不是计算机的线程概念，视、听通道是否在记忆调用时同时作用还不清楚。另外语义信息的混淆与干扰也会导致寻址的失败，因为一些记忆被扭曲了，原来的线索可能会调用到“异常”的信息。那么按照理论，记忆由短时贮存进入长时贮存时是存在储存形式的变化的，如果类比计算机语言又会有这样的结论：按照联想记忆搜索模型，面向短时贮存的语音形式与面向长时贮存的语义与情节形式之间必然存在着汇编的语言以便表象在不同的子系统之间沟通正常，汇编语言可以初略地理解为信息的精致化，也可以理解为语音与语义、情节的映射，实际上汇编的机制正是如此，这种汇编语言存在着基本的内容，是人类进化过程中逐步积累的，而后天亦可以通过学习不断补充以便我们学习、记忆更多的复杂知识与概念。有了这样的基础我们又可以解释大多数人有的幼年经验失忆症，幼儿的确可以描述一些事件细节，却不能在很久后还记着，可能的原因便是幼儿的汇编语言丰富度较低，这意味着一些被贮存的长时记忆的线索是不可能被汇编出来，另外线索的稳定性也是不足的，然而随着后天的学习，我们会学到很多汇编的实例，这让我们有能力对记忆进行丰富的“标示”，提高回忆的能力。原先存入长时贮存的记忆会与后来存储的记忆存在相同的维度，这不可避免地出现语义的混淆，这时我们说它们受到了干扰，甚至一些记忆会被“吞并”，于是一些线索会提取到我们自己都以为忘记的东西dj vu ，所以经常有一种似曾相识的感觉，那其实是我们某个过去的时间经历过的事情，在相似的场景里被提取了出来，而由于其线索的更新，那些记忆被整合到新的记忆里，那是“吞并后”的记忆，而我们意识不到这个过程。小结在本次报告中笔者试图建立注意、识别、机会之间的联系，对于人类在漫长的进化过程中完善的选择注意、对象识别、记忆储存的系统，要想在一次讨论中找到答案的尝试是徒劳的，但是在这个寻找过程中可以建立一种立场并以此为切入点发现问题。理性认知是建立在丰富的感性认知基础上的，基于丰富的实验、观察的认知心理学研究需要留心模型方法即实验设立的可靠性，不能忽略模型对真实问题的简约可能带来的偏差，模型、理论应该可以合理解释想象，并且可以做出正确预测。对于一个身处刺激包围的人而言，有两种理论的策略帮助我们选择性关注一些价值比较大的信息并进行精致化，对这种价值的判断是主观意识控制的，同时受到视觉等感知系统局限性的约束，这种局限性可能是因为资源的有限性；做出判断的资源的分配原则来源于遗传与后天的学习习得的行为意愿，联想到我们可以正当地专注于一件事，同时又会受到外界干扰而失去这种注意集中的状态这件事就不难理解；瓶颈理论与资源分配理论互相补充，可以有效解释很多注意中的选择现象。在讨论模式识别时有一种特征识别对于机器视觉很有启发，机器也是有计算能力的上限的，同样需要对外界信息会进行筛选来判断所处环境，建立对象识别的预设，在此基础上，特征识别会有更高的准确度，这时我们可以认为机器具有了简单的概念认知能力，因为它在某种程度上是至上而下地识别对象的，而这种功能的具体实现需要建立一个丰富容量的信息库，这项工作是巨大的，因为一个正常的人在成长经历中，为了学习新的事物，了解新的现象，人们总会试着描述它们的特征，然后利用相似性或者非相似性同已知的事物或者现象进行比对，再按照一定的规则对其进行分类，从而获得对新事物或者新现象的了解和认知【4】，也就是说人类对对象的认知任务是十分复杂且繁多的，如：桌子有很多的特征叠加，一个人会在不同的地方见过许多类型的桌子，对机器而言，它需要大量的信息输入来保证做出正确的判断，把桌子这个对象横向分解，以便它抓取对象的描述，从冗余的刺激中筛选出有价值的信息，利用特征识别建立对象的表象，其后便是利用这些表象重现对象使机器“意识”到对象的存在；借助联想记忆搜索模型来理解失忆症，幼儿的