第四节　认知心理学理论

一、概述

认知是一个复杂的心理系统，它包括感知、注意、学习、记忆、语言、推理、决策、问题解决等心理过程。认知在人的心理系统中占有重要地位，既是情绪、动机、需要、人格产生的基础，又受到这些心理现象的影响。认知无时无刻不存在于我们的生活中。例如，当我们一边逛街一边打电话时，涉及了如下认知过程：

1.感知周围的环境，包括用眼睛扫视琳琅满目的商品，用耳朵倾听电话里传来的声音；

2.注意身边发生的每一件事情，比如跟自己擦肩而过的行人、自己感兴趣的商品、通话对方说了什么；

3.记忆已经发生的事情，比如自己以前是否使用过某种商品、这个商品品牌的口碑如何；

4.想象可能发生的事情，比如朋友会对某种商品做何评价、通话对方的神情和情绪；

5.通电话需要理解谈话并产生语言；

6.当货比三家时，我们做了推理；

7.当决定是否购买某种商品时，我们做了决策。

Ulric Neisser于1967年出版了《认知心理学》专著，它标志着认知心理学（cognitive psychology）的诞生。在书中，作者将认知定义为感觉输入的转换、减少、解释、储存、恢复及使用等全部心理过程。其中转换是指将刺激的物理能量转换成神经能量，一些无意义的或者不被需要的物理能量则不会被转换，即减少。转换了的刺激信息被传输到中枢神经系统，人会根据已有的知识经验去理解这些信息，即解释。这些独特的解释会以某种形式在记忆中储存，当我们需要它的时候，记忆就会将它恢复。可以说，认知心理学是一门研究人怎样学习知识、储存知识及运用知识的学科。

认知心理学有广义和狭义两种理解。广义的认知心理学指以认知为研究对象的心理学，其探讨人类内部的心理活动过程以及个体认知的发生与发展过程，包括众多心理学理论和流派，如格式塔学派、拓扑心理学、皮亚杰学派、信息加工理论等。狭义的认知心理学指信息加工心理学，其以个体的心理结构与心理过程为研究对象，以信息加工理论为核心，将个体的认知过程分解为对信息的获得、编码、操作、存储、提取和利用等过程。现代认知心理学特指狭义的认知心理学，将人看作是一个积极地、主动地知识获得者和信息加工者。

二、人的信息加工模型

信息加工系统是指能够接收、储存、处理和传递信息的系统。Newell和Simon提出物理符号系统假设（physical symbol system hypothesis），认为信息加工系统也具有操作符号的功能。在这里，符号是泛指代表他物的一切东西，符号既可以是物理的符号，或计算机的电子运动模式，也可以是人脑中的抽象符号或神经元的某种运动方式等。符号自身具有物理的特征，可以标志信息加工的操作，符号也具有表征外部事物的功能。按照这一假说，计算机可以操作符号，人脑可以操作信息，计算机和人脑都可以看做是物理符号系统，它们的功能可以做类比，即所谓的“计算机隐喻”。人的信息加工模型就是建立在“计算机隐喻”基础上的。

完整的符号操作系统具有以下六种功能：

（1）输入符号：计算机可以通过光电、声控、键盘、鼠标等输入信息，人可以通过眼睛看、耳朵听、肢体触摸等来接收外界信息。

（2）存储符号：计算机的存储装置分为主存储装置和辅助存储装置。前者可以接受、输出常用的信息，后者可以存储大量信息。人则是把接收的信息存储在短时记忆和长时记忆中。

（3）建立符号结构：计算机和人可以通过寻找各种符号间的关系，在符号系统中确立符号结构。

（4）条件性迁移：整合已经存储的符号和当前输入的符号，继续完成行为。

（5）复制符号。

（6）输出符号：计算机可以通过显示器、打印机等输出结果，人则可以通过语言、行为等输出结果。

符号操作系统范式认为，一个系统如果具有以上六种功能，它就能表现出智能的特征。反之，一个系统如果能表现出智能，就必须具备上述六种功能。人的各种认知活动都具备智能的特征，即可以看做是一个符号操作系统的信息处理过程。于是，Newell和Simon认为，和计算机一样，人脑的信息加工系统包括感受器、效应器、加工器和记忆，并且这四个组成部分是以各种形式相互作用的（图1-4）。接收器和效应器具有输入外界信息和输出反应活动的功能，加工器执行操作工作，即按照特定的指令程序对符号和符号结构进行控制或处理，记忆装置储存大量的符号和符号结构。

图1-5则是一个更为具体的人的信息加工模型图。人的眼、耳、鼻、舌、皮肤是接收外界刺激与信息的器官，它们的感受器分别接收相应的物理刺激，输入的感觉刺激必须在人脑中短暂保留一段时间，即感觉登记，以便做进一步加工处理。经过注意的选择作用后，将有意义的物理刺激转化为神经能量后才形成知觉进入人脑以作进一步的加工处理。模式识别把输入人脑的感觉信息与先前储存在长时记忆系统中的信息进行匹配、分析、转换，以便将新信息纳入或扩展到人脑的认知结构中。信息经过模式识别后被传递到短时记忆系统并以特定形式（意义、形状、图像等）被保存、加工。由短时记忆系统加工后的信息传递到长时记忆系统被永久保存。在适当的情景里，从长时记忆中提取相应的知识经验，再经过一系列推理和决策，将内部的概念转化为语言或其他行为，成为输出的信息，对外界刺激做出相应的行为反应。以上信息的输入、加工、输出的全部过程，也就是人脑的信息加工过程。

但是，人是有生命的有机体，同时也是社会生物，每一个人与其他人、环境都有着相互作用；而计算机模拟难以把握情绪、需要、动机、性格等心理现象和因素。将人与计算机作类比是有局限性的。Norman就对符号系统假设提出了批判意见，他认为有生命的系统和人工的系统有根本的区别。有生命的系统需要维持其生命，比如保护自己、从环境中取得食物、繁衍后代，这些都可以通过调节系统（regulatory system）来实现。根据Norman的观点，人的信息加工系统包括调节系统、认知系统以及情绪系统（图1-6）。调节系统处于主导地位，信息的输入和输出直接与调节系统相连；认知系统是调节系统对智力因素的需要不断增长的结果，只有当认知达到一定的质量以后，它才有自己的独立存在并具有自己的功能和目的；情绪系统处于调节系统和认知系统之间，是这两个系统相互作用的桥梁。

三、人的信息加工类型

现代认知心理学将人的信息加工划分为三种类型，它们是自下而上加工与自上而下加工、系列加工与平行加工、控制性加工和自动化加工。

（一）自下而上加工与自上而下加工

自下而上加工（bottom-up processing）又称数据驱动加工（data-driven processing），指感觉器官直接向人脑输送信息的过程，它依赖于刺激的物理特性、感受器的特性及神经系统的编码特征，如刺激的强度及其时空分布、清晰度等。自上而下加工（top-down processing）又称概念驱动加工（concept-driven processing），依赖于人已有的知识经验、期望、动机引导他们在知觉过程中进行信息选择、整合和表征的建构。

下面以人的知觉过程举例。当看到一个汉字时，视觉系统先确认构成该汉字的各个笔画，如横（—）、竖（|）、点（、）、撇（丿）、折（乛）等，然后将这些特征结合起来确认一个汉字，这就是自下而上加工。汉字“已”和“己”在笔画上仅有细微的区别，如果仅仅依靠自下而上加工，很容易发生误认。但是当它们分别出现在词语中时，人们依赖对词语的知识经验，更容易把“已经”的“已”看成“已”，把“自己”的“己”看成“己”，这就是自上而下加工。只有自下而上加工与自上而下加工结合才能形成统一的知觉过程。在不同的情况下，这两种加工有不同的侧重。Eysenck（1984）指出，在良好的知觉条件下，知觉主要是自下而上加工，随着知觉条件恶化，自上而下加工的参与将逐渐增多。

除了知觉过程，人的其他认知活动在多数情况下也同时包含着自下而上加工和自上而下加工这两种加工活动的相互作用。以下我们用心理医生对患者进行精神状态检查来说明这两种加工的不同特点。当一个患者走进治疗室时，心理医生可以通过直接的视觉刺激观察其外表，包括年龄、身高、体重、衣着等，也可以直接观察到其行为，这些都属于自下而上加工。当这名心理医生将观察到的患者情况与自己对精神疾病的知识和经验进行匹配时，这就是自上而下加工。例如，该医生观察到这名患者是一位严重偏瘦的女性、头发稀薄、皮肤暗黄干燥，并且一直在谈论卡路里、节食等话题，医生根据已有的知识经验可能初步判断此患者患有某种饮食障碍。当然，在不同的认知活动中，下而上加工和自上而下加工这两种加工的相对重要性是有区别的。例如，一个实习医生由于缺乏丰富的临床经验，自下而上加工对他们可能显得更重要；一个有多年临床经验的医生就可能更依赖自上而下加工。

（二）系列加工与平行加工

系列加工（serial processing）指人对信息依次一个接一个地进行处理，平行加工（parallel processing）指人同时对所有信息进行处理。早期的认知心理学强调系列加工，认为人只能依次接受外界输入的信息，前一阶段的加工完成后才能开始后一阶段的加工。一般认为，计算机就是这种系列加工的系统。例如，幼龄儿童在阅读时，他的眼睛注视点是从左到右一个字接着一个字阅读，形成一定的扫描路线。但是，认知心理学的研究也证实了平行加工的存在。

（三）控制性加工与自动化加工

控制性加工（controlled processing）指有意识地、努力地认知加工，通常需要注意来发动和维持，其容量有限，受目的和意图的支配，可灵活地应用于变化着的环境。自动化加工（automatic processing）指无意识地、不需努力地认知加工，通常不需要注意的参与，没有一定的容量限制，不受目的和意图的控制，一旦形成就很难改变。日常生活的经验和实验研究结果告诉我们，人们起初同时进行两种任务时会很费劲且任务表现低下，但随着练习的开展，个体会觉得轻松且任务表现会逐渐提高。练习之所以起到有利的作用，一方面它改善了能量分配方案，使能量分配更适合当前的任务需要，另一方面练习改善了完成任务的操作过程，减少对能量的需求，甚至使某些加工过程自动化了。例如，幼龄儿童的阅读活动往往是一种有意识、有目的的控制性加工，但是一个资深编辑从文字中提取信息的过程非常熟练，往往是一种无意识地自动性加工。

（陶 倩）