認知:人行為背後的思維與智能

核心提示: 本書是著名心理學家和人工智能開創者赫伯特•西蒙關於人類認知的作品。本書介紹了人的認知結構,包括注意力、記憶等方面,然後分析了人們思維過程中問題解決的途徑和策略。

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認知:人行為背後的思維與智能

作者:赫伯特·西蒙  

內容簡介

本書是著名心理學家和人工智能開創者赫伯特•西蒙關於人類認知的作品。本書介紹了人的認知結構,包括注意力、記憶等方面,然後分析了人們思維過程中問題解決的途徑和策略。書中進一步分析了對於複雜問題,專家和普通人不同的心理表徵,以及應該如何應對複雜問題。最後,作者介紹了學習的基本原理和過程,並説明如何探索發現新規律。無論是關注人工智能還是關注心理學的讀者,本書都是不可多得的經典讀物。

作者介紹

赫伯特•西蒙(Herbert A.Simon)

心理學家,決策管理大師,諾貝爾經濟學獎獲獎者,人工智能之父。

他曾先後在加州大學伯克利分校、伊利諾伊理工大學和卡內基-梅隆大學任教。他在卡耐基-梅隆大學開創了組織行為和管理科學兩大學術領域的研究,指導並幫助該校研究生院成為美國最好的商學院之一。他在心理學領域造詣高深,曾榮獲美國心理學會傑出貢獻獎和終身成就獎。他率先提出“決策模式理論”這一核心概念,為當前受到極大重視的決策支持系統(DSS)奠定了理論基礎。由於他在人工智能、人類心理識別等方面的卓越研究,他曾榮獲計算機科學最高獎——圖靈獎及國際人工智能協會傑出研究獎。

西蒙的研究成果涉及科學理論、應用數學、統計學、運籌學、經濟學和企業管理等方面,在所有的這些領域中他都發揮了重要的作用,正如諾貝爾獎頒獎詞所説:赫伯特•西蒙的科學成就遠超過他所教的任何一門學科——政治學、管理學、心理學和信息科學。

目 錄

第一章緒論 /

科學理論的層次和規律 /

心理學的派別 /

認知心理學的任務和方法 /

物理符號系統 /

人類智能的計算機模擬 /

第二章人類認知系統的結構 /

人腦的基本機能 /

注意分配機制 /

EPAM系統 /

系列加工與平行加工 /

遺 忘 /

第三章問題解決 /

產生式系統 /

聯 想 /

問題空間 /

問題解決的途徑 /

問題解決的策略 /

問題解決策略的產生式系統 /

第四章口語記錄分析 /

口語記錄與內省 /

口語報告的用途 /

口語記錄的分析技術 /

附錄Ⅰ解決河內塔問題的口語記錄示例 /

附錄Ⅱ解決物理問題的口語記錄示例 /

第五章語義豐富領域 /

專家的知識 /

專家的直覺 /

心理表徵的作用 /

物理直覺問題 /

對問題的理解 /

問題同型 /

結構不合理的問題 /

第六章學習 /

學習的基本原理和分類 /

學習過程 /

第七章概念的形成 /

概念的歸納 /

順序模式 /

歸納推理和演繹推理 /

第八章發現過程 /

材料驅動歸納 /

理論驅動歸納 /

結束語 /

致謝 /

參考文獻和計量單位換算表 /

精彩樣章

認知心理學是心理學研究的新方向。它的主要理論是信息加工理論,因此又可稱為信息加工心理學。信息加工理論研究人如何注意和選擇信息,對信息的認識和存儲,利用信息制定決策、指導外部行為等。信息可能來自外部環境,也可能是身體內部的生理和心理狀態,信息加工心理學借用計算機科學、語言學和信息論的概念來説明人的認識能力和適應行為,包括各種心理過程和智能行為。信息加工理論是現代實驗心理學的主導方向,在知覺、記憶、注意、語言、思維、問題解決等方面都作出了貢獻。

認知心理學受心理學史上行為主義和格式塔心理學的影響,繼承了行為主義的經驗主義和操作主義的方法論。但是,行為主義的理論和方法在研究人的內部過程方面遇到了困難,必須用其他的理論方法對其加以補充,因而認知心理學又接受了格式塔心理學對內部過程的研究。它不僅把知覺、表象、記憶等基本內部過程作為研究的對象,而且把決策、策略、計劃等高級心理活動也納入自己的研究範圍,特別是利用口語記錄,對問題解決過程進行了研究。

認知心理學的產生也受到心理學以外的其他科學的影響。20世紀通信技術的迅速發展,要求通信工程師描述通信系統的特性和規律。心理學家看到信息通道的特性和人類認知過程的相似性,因而利用通信技術與信息論的概念和規律來描述人類系統。克勞德·香農(Claude Shannon)等人把人的認識過程看成信息通道處理信息的過程,研究了有機體傳遞信息的過程及其限制。從此,輸入、輸出、編碼、譯碼、噪音、信息等概念就被移植到心理學中。與此同時,諾姆·喬姆斯基(Noam Chomsky)把語言學和心理學結合起來,形成了心理語言學。這一學説改變了傳統的行為主義的語言學習理論,提出語言的掌握不僅是一種積累的過程,而且有某種先天的內在規律性;語言的結構規則的內化是語言學習的基礎,在語言的理解和發生中深層結構起主要作用。認知心理學依據心理語言學的理論,研究人的言語過程的心理結構和智力操作,因而概念掌握、理解過程、語義知識等都屬於認知心理學研究的範圍。

對認知心理學誕生起更大作用的是計算機科學。本書作者赫伯特·西蒙(Herbert ASimon)教授在計算機科學和心理學的結合方面作出了卓越的貢獻。他和艾倫·紐厄爾(Allen Newell)提出的“物理符號系統”的假設開闢了一條新思路。這一系統把人類所具有的觀念、概念、能力以及腦內加工的過程看作物理符號的事件,這樣就可以把人的心理事件置於物理事件的同樣理論體系中來加以探討。任何物理系統的事件、過程或操作,只要能用符號的形式表示,並能明確每時每刻的狀態,就能用計算機模擬出來。同樣,人類思維中的各種抽象概念和符號也可以像物理對象一樣加以複製、轉換、處理和相互連接。從此,符號和符號處理不再是不可捉摸的抽象的東西,而是可以客觀描述和研究的具體過程了。

赫伯特·西蒙教授在研究具體事件的計算機科學和研究抽象事件的心理學之間架起了一座橋樑,發展了不同學科之間的類比思想,促進了科學發現。如果不同學科之間的類比是合理的,那麼,從一個已知的系統就可以加深對一個不甚清楚的系統的理解。計算機是一個人工裝置,其運轉特性是已知的。計算機輸入符號,進行編碼,與內部存儲的模式進行匹配,作出決定,給出符號輸出;心理學家則利用計算機知識建立人的認知模型:接受信息、編碼和存入記憶,利用記憶材料作出決定,指導外部行為。物理符號系統的假設説明了在人工系統或人腦系統中智能和知識的存在。這一假設是信息加工心理學的理論基礎,心理學家根據這一假設來建立關於心理活動或腦的機制的理論。這一假設正在經受理論和實驗的檢驗。心理學的研究也擴展了計算機科學的研究範圍。根據信息加工心理學的研究成果,可以設計計算機程序來模擬人的心理過程,特別是思維、問題解決等高級心理活動。認知心理學和計算機科學的結合,產生了人工智能的新學科。由於赫伯特·西蒙在這方面的開拓性研究,因而被認為是認知心理學和人工智能的創始人之一。

認知心理學在20世紀80年代初被介紹到中國來。1983年春天,赫伯特·西蒙教授應中國科學院的邀請,到中國科學院心理研究所進行科研合作,其間他又在北京大學系統地講授了認知心理學。全部講座共30講,歷時3個月。北京和外地的心理學、哲學、計算機等專業的科學工作者和研究生參加了聽講和討論。在這次講演中,赫伯特·西蒙教授從理論上講解了認知科學的基本觀點,介紹了一些實際應用的問題,闡述了科學理論的層次和規律、物理符號系統、滿意的原則等理論問題,還介紹了EPAM 程序、啓發式搜索、產生式系統、手段目的分析、口語記錄分析等。在最後階段,他又討論了語義豐富領域的高級思維過程,如表徵、概念的獲得、問題解決等,並特別講了人工智能研究中的進展、關於創造發明的研究以及計算機進行創造發明的可能性。赫伯特·西蒙教授所講的許多內容是在別處沒有發表過的,我們把這個講座的內容整理成書,以介紹給更多的中國讀者。

赫伯特·西蒙教授是中國學術界的老朋友,他一向致力於中美友好和促進中美學術交流。他是美中學術交流委員會的主席。1972年以來,他作為美國計算機科學代表團、美國心理學代表團的成員,以及應中國科學院的特邀,先後十次來我國訪問。他多次對中國心理學界、計算機科學界、管理科學界演講,與同行進行接觸並交流學術思想,已為大家所熟悉。

赫伯特·西蒙教授曾榮獲1978年諾貝爾經濟學獎,他的貢獻是對經濟組織內的決策程序進行了開創性的研究,他的思想已成為現代企業經濟學和管理學研究的基礎。決策理論是應用了運籌學、統計分析和計算機程序,吸收了社會學和心理學等行為科學的思想而發展起來的。赫伯特·西蒙還榮獲了1975年圖靈獎。圖靈(Alan Turing)是英國著名數學家,他以首先設想人工智能計算機而著名於世。赫伯特·西蒙獲得此獎是由於他把心理學、計算機科學和決策理論結合起來,開創人工智能研究,取得了卓越成就。赫伯特·西蒙還獲得了美國心理學會傑出貢獻獎和美國總統科學獎。赫伯特·西蒙除1943年獲得芝加哥大學政治學博士學位外,還在世界各地多所大學獲得了名譽博士學位。赫伯特·西蒙教授在美國卡內基梅隆大學心理學和計算機科學任教多年。1985年中國科學院心理研究所授予他名譽研究員稱號。他是天津大學、中國科學院管理學院的名譽教授。他還是大約20個科學學會的會員。從赫伯特·西蒙的經歷不難看出他淵博的知識背景,以及在當代極為活躍的邊緣科學前沿的創造性貢獻。正是出於這個原因,人們把他譽為當代最著名的博學家。

本書雖然是講認知心理學的,但所涉及的知識面極廣,包括科學哲學、一般自然科學、計算機科學等。赫伯特·西蒙教授在北京大學講演時由我們擔任口譯,後來我們將之整理成書,書稿最後由赫伯特·西蒙教授親自審定。即便這樣,由於我們知識水平的限制,譯稿必有一些錯誤,甚至會有未能正確表達作者原意的地方,希望讀者給予指正。在編譯過程中得到北京師範大學部分同志的幫助,赫伯特·西蒙教授審稿時得到了張國駿同志的幫助,特在此致謝。我們相信,這本書的出版,將使中國廣大讀者得到裨益。

來源:中國人民大學出版社