2西蒙
西蒙(中國名為司馬賀)是美國科學家，信息加工心理學和人工智能的開創者之一。他生於威斯康辛州的密爾沃基。1943年獲芝加哥大學政治科學博士學位。在伊利諾理工學院擔任政治學教授多年。從1949年開始，一直任卡內基-梅隆大學心理學和電腦科學教授。西蒙是美國心理學會、經濟學會、社會學會等六個學會的特別會員。1968～1972年任美國總統的科學顧問。在心理學、電腦科學、信息論、人工智能、組織管理及哲學、社會學、經濟學等多種學科領域均有很高造詣。在50年代，西蒙和紐厄爾等人共同創建了信息加工心理學，提出了物理符號係統假設。他們把人腦和電腦都看作是加工符號的物理係統，而人腦的心理活動和電腦的信息加工都是符號的操作過程，因而人的思維活動便可成為能夠進行客觀描述的具體信息過程。這一理論開辟了從信息加工觀點研究人類思維的取向，推動了認知科學和人工智能的發展。主要著作有：《人類問題解決》、《思維模型》等。西蒙除了在1986年獲美國總統頒發的國家科學獎而外，還是世界上第一位榮獲諾貝爾經濟學獎金的心理學家。
此外，美國心理學家在建立信息加工心理學過程中有貢獻者還有一些代表人物。例如，以研究心象著稱的謝帕德；以研究注意和記憶著稱的米勒、特雷斯曼、阿特金森、洛夫特斯、奎連、柯林斯；以研究思維著稱的肖(和紐厄爾、西蒙合作)等。
二、研究對象與特點
認知心理學的對象，就是運用信息加工觀點研究認知活動，其研究範圍主要包括注意、知覺、心象、記憶、思維和語言等認知曆程，以及兒童的認知發展和人工智能。
為了深入把握認知心理學的研究對象，必須明確下述兩點：
1信息加工觀點
所謂信息加工觀點，就是將人腦與電腦進行類比，把人腦看作是類似於電腦的信息加工係統。盡管在硬件上電腦的電子元件和人腦的神經細胞不相同，但在軟件上人腦和電腦的功能結構和認知曆程的確有許多類似之處。例如，電腦和人腦都有信息輸入和輸出、信息貯存和檢索(或提取)，都需要根據一定的程序對信息進行加工。因此，信息加工觀點就是將電腦作為人的心理模型，企圖對人的心理和電腦的操作做出某種統一的解釋，發現一般的信息加工原理。它是信息加工心理學與一般認知心理學根本區別之處。
紐厄爾和西蒙認為，信息加工係統應是由感受器、交應器(或反應器)、記憶和處理器等四部分構成，。感受器接受外界信息，效應器做出反應，記憶可貯存和提取作為外部事物內部表征的符號結構。處理器包括三個因素：
(1)、一組基本信息過程，如製作和銷毀符號，製作新的符號結構和複製、改變已有的符號結構，以符號或符號結構來標誌外部刺激並依據符號結構做出反應，以及貯存符號結構，進行辨別、比較等；
(2)、短時記憶(簡稱STM)，它保持基本信息過程所輸入和輸出的符號結構；
(3)、解說器，它將基本信息過程和短時記憶加以整合，決定基本信息過程的係列。對基本信息過程係列的規則的說明即構成程序，它是信息加工係統的行為機製。這也是解說器名稱的由來。信息加工係統的上述功能也可概括為輸入、輸出、貯存、複製、建立符號結構和條件性遷移。
2認知心理學的特點
認知心理學主要的特點有五，列述於下：
(1)強調知識對認知和行為的決定作用與行為主義心理學強調外部環境而排除內部因素的立場相反，信息加工認知心理學強調人腦中已有的知識和知識結構對人的行為和當前的認知活動的決定作用。認知心理學家提出一種激活的圖式(或基模)指導知覺的理論，認為當人進行知覺活動時，作為外部世界內化了的有關知識單元或心理結構的圖式被激活，使人產生內部知覺期望，以指導感覺器官有目的地搜尋和接受外部環境輸入的特殊信息。這就是說，隻是在環境信息與個體所具有的圖式有關或適合進入這種圖式的意義上講，環境信息才是有意義的。
(2)強調認知結構和曆程的整體性與傳統心理學的元素主義相反，現代認知心理學強調對人的認知結構、曆程和功能進行整體的綜合分析。一方麵要揭示各種認知活動之間的相互作用。譬如，在研究知覺時，既需要各種感覺器官的活動，又需要對信息進行中樞處理，與過去的知識相對照，進行分析綜合，以確定知覺對象的意義。另一方麵要揭示認知曆程中各種情境(或脈絡、前後關係、上下文關係)的影響。它所指的前後關係外延很廣，不僅包括人們在理解語言時語言材料的上下文關係，而且也包括人們在認知客觀事物時客觀事物所具有的前後、上下、左右各種背景關係，甚至還包括從事認知活動的人的頭腦中原有知識之間、原有知識與當前認知對象之間的關係及先後具有的情緒狀態之間的關係。例如，在知覺時，知覺項目的各種不同背景關係甚至可決定人們對於它的意義的理解。在記憶中，情境的作用實際上就是一種所謂編碼的作用，它既可影響記憶痕跡的內容，又可作為一種重要的提示而影響回憶的正確性。因此，認知心理學強調情境對於人們的知覺、記憶、語言理解等活動的重要影響。
(3)強調產生式係統70年代初，紐厄爾和西蒙將電腦科學的術語產生式係統引入認知心理學，用以說明人在解決問題時的程序。他們認為，人的信息加工是靠產生式係統來實現的。在一個產生式係統中，一個條件係列產生一個活動係列，即條件-活動(C-A)。例如，早上天氣預報說有雨你該如何辦?你在頭腦中存貯有解決這個問題的產生式係統：“如果要下雨——那麼就帶上雨傘”。這種產生式係統既對應於一個問題解決的程序，又實現了認知曆程的形式化。況且引起活動的條件，除了外部刺激，還包括當前心理狀態即短時記憶保持的信息。可見，產生式係列突出了認知活動的整體性、內在性和概括性，因而現代認知心理學彌補了行為主義心理學局限於外部事件、單一刺激和具體反應之不足。
(4)強調表征的標誌性表征是人的認知曆程的一個重要標誌和步驟，也是信息加工認知心理學的核心概念之一。所謂表征，指信息在心理活動中的表現和記載方式。故又稱心理表征。這些表征代表了外部世界存貯在頭腦中的信息。一個外部客體在心理活動中可以具體形象，或者以語詞和概念的形式表現出來。這些形象、語詞和概念等都是信息的表征。表征既是反映和代表相應的客觀事物，同時又是內部加工的對象。不同的表征所具有的共同信息稱為表征的內容，而每一不同的表征形式稱為編碼。大體上，信息加工模型依其表征形式可分為三種類型：
①命題表征：指人類認知中一種不帶有任何感覺道特點的抽象的意義表征。言語信息、視覺信息均可由命題來表征。例如，人們聽一句話或看一幅畫，記住的常是句子表達的思想和畫的主題，即抽象的意義。命題表征是長時記憶(簡稱LTM)中重要的信息表征方式。
②類比表征(或摹象表征)：指一種與被表征的東西有某些類似的信息表征方式，如地圖、藍圖、比例模型等。類比表征在記憶中是以心象來對信息編碼的。心象編碼有著與實際知覺相似的性質，並且可以表征某種連續的信息，如人們記住許多常見物體(西瓜、牛、羊、雞等)的大小。在心象編碼中包含著大小值的類比，以表明每一物體的大小。這些都是類比表征和符號表征(或象征表征)不同之處。因為符號表征是運用符號、語言對信息進行編碼，故它常常與被表征的東西毫無相似之處。
③程序表征：指一種與命題表征、類比表征相對立的表征，即不可明確表述的表征。如果說數字式電腦和模擬式電腦在功能上分別對應於命題表征和類比表征，那麼電腦的內部結構與程序的區別則可用類比程序表征的特點。網球選手擊球的熟練技藝，科學家對研究對象的直覺洞察，都是難以詳細描述的程序表征。弄清程序表征的性質，努力構建程序表征的模型，是現代認知心理學中一個具有重大意義的課題。
(5)強調揭示認知曆程的內部心理機製在現代認知心理學未出現以前，姑且不談行為主義，心理學家主要關心的是心理活動的生理機製或神經機製。誠然，在行為主義占統治地位的情況下，這種傾向帶有反抗行為主義的意義。但是，畢竟不能把心理活動的機製歸結為生理機製。其實，研究心理活動的生理機製隻是心理學的重要任務之一。而現代認知心理學倡導的信息加工觀點，就是在高於生理機製的水平上來研究心理活動，也就是立足於心理機製層麵來研究信息加工過程。我們在認知心理學中看到的各種心理過程的模型就是如此，如眾所周知的記憶三級信息加工模型(瞬時記憶-短時記憶-長時記憶的模型)。同時，在研究內部心理機製中，現代認知心理學還強調行動方案、計劃和策略的作用，以便發揮人的主動性和智慧性。因此，揭示認知過程的內部心理機製，即信息是如何輸入、表征、編碼、貯存、檢索和輸出的，是現代認知心理學的實質和核心，也是信息加工心理學最根本的目的和任務。西蒙指出：
認知心理學的目的就是要說明和解釋人在完成認知活動時是如何進行信息加工的，如他知覺到物體的哪些特征；看到了事物間的什麼關係；外界信息是怎樣存貯在頭腦中的；他在解決課題時利用了哪些信息，采取了什麼樣的思維策略等。
三、研究方法
認知心理學主張采用抽象分析法，即不致力於了解人在認知活動時每一神經細胞的活動情況，而是像研究電腦程序的作用那樣在較為抽象的水平上探討人的信息加工各個階段的特點。認知心理學主要有下述三種研究方法：
1實驗法
現代認知心理學非常強調將實驗條件和實驗的結果即輸入和輸出加以對照，以便推論某一心理現象的內部機製。因此，現代認知心理學對以反應時和作業成績為指標的實驗法特別重視。
(1)相減反應時實驗相減反應時是荷蘭生理學家唐德斯提出的。目的是測量包含在複雜反應中的辨別、選擇等心理過程所需要的時間。在這種實驗中，通常要安排兩種不同的反應時作業，其中一種作業包含另一種作業所沒有的某個心理過程，即所要測量的過程，這兩種反應時之差就是該過程所需要的時間。
在認知心理學中，相減反應時實驗既可用於研究某一個信息加工階段或操作，也可用於研究一係列連續的加工階段。如研究識別、短時記憶等等。這種反應時實驗雖然應用很廣，但用此法研究複雜的過程還有一定困難。
(2)相加因素法實驗相加因素法是斯騰伯格(Sternbery)首先在心理學中加以應用的。他認為，完成一項作業所需要的時間是一係列信息加工階段分別需要時間的總和。他還假定，如果兩個不同的實驗因素，彼此獨立地影響到作業完成的時間，它們的效應可以相加起來，那麼這些因素一定作用於兩個不同的加工階段。相反，如果兩個不同的實驗因素對作業時間的影響，具有交互作用的性質，那麼這些因素隻作用於同一個信息加工階段。其實，相加因素法實驗是相減反應時實驗的延伸。我們可以通過單變項和多(雙)變項的實驗，從對其完成作業時間的影響，就可確定這一信息加工過程的各個階段。短時記憶檢索模型就是應用相加因素法實驗的典型。
對這種方法也有人提出一些批評和質疑。首先，認為相加因素法實驗是以係列加工而不是以平行加工為前提的，所以很難廣泛應用。其次，認為用相加因素法實驗可以確定不同的信息加工階段，但難以確定不同加工階段的先後順序。
(3)開窗實驗開窗實驗乃是反應時實驗的一種新技術。前麵所說的兩種反應時實驗都不能直接測到某一特定加工階段所需的時間，而要間接地通過兩種作業的比較才能得到，並且相應的加工階段也要通過嚴密的推理才能被發現。“開窗”實驗通過對某種認知作業的分析，可以把每種認知成分所經曆的時間過程，比較直接地估計出來，因而比因素相減或相加實驗具有更大的優越性。漢密爾頓、哈克和裏吉曼(Hamilton)等人所做的字母轉換實驗就是采取開窗實驗的一個典型。
當然，開窗實驗也有某些局限性。如用出聲報告將轉換階段外化，可能對作業完成會產生負麵影響。另外，被試者將轉換後的字母保存在記憶中，也可能影響到對新的刺激字母的編碼，從而使不同的加工階段混淆起來。總之，上述三種實驗技術均屬於係列加工的範疇，因而難以揭示同一因素在不同階段的作用，以及前一加工階段對後一加工階段產生的影響。
除了上述三種反應時實驗外，認知心理學還應用以作業成績為指標的傳統實驗。相對來說，反應時實驗有利於揭示內部信息加工過程的諸階段，作業成績實驗則有利於揭示某一加工階段的特點。兩者不是互相排斥的，而是相輔相成的。
2觀察法
現代認知心理學家把研究人類行為基礎的心理機製作為己任，主要致力於揭示輸入和輸出之間發生的內部心理過程。盡管人的內部心理過程不能直接觀察到，但是他們非常重視從事能提供內部心理過程線索的觀察法。
(1)外部行為觀察法認知心理學認為，他們的抽象分析任務具有高度的推理性，必須堅持對從事智能活動的人的行為觀察入手來了解行為的抽象機製。正如通過駕駛一輛新式的汽車去研究發動機的工作模式一樣。研究者不能打開發動機去觀察發動機本身，隻能從對汽車運行情況的觀察入手而得出結論。同樣，對人的內部心理過程，也隻能通過觀察輸入和輸出的東西來掌握線索、獲取資料、積累數據、加以推測。因此，認知心理學家所用的方法就是從可觀察到的現象來推測觀察不到的心理過程。有人把這種從不同性質的數據彙聚到一起合理陳述內部心理過程的方法，稱為彙聚證明法(或輻合驗證法)。
(2)自我觀察法認知心理學家在注意觀察外部行為的同時，還非常重視口頭報告，即在解決問題時讓被試者口頭思考，把他們在進行各種實際運作活動時的想法，例如如何去做，為什麼要這樣去做，會有什麼結果，下一步怎麼辦等等，出聲地講出來，主試者將這些口述記錄下來，並結合其行為一起加以分析，從而發現人的心理活動規律。這種出聲思考、口頭報告的方法是德國心理學家鄧克爾首先提出的，1972年紐厄爾和西蒙在研究問題解決時把它當作一個重要的方法加以應用。其實，它是自我觀察法的一種形式。
3電腦模擬法
電腦模擬是現代認知心理學所特有的一種研究方法。由於認知心理學家認為人和電腦的信息加工原理一致，所以他們可以把電腦當成實驗工具，采用電腦模擬的方法，把關於人的認知過程的一些設想，在電腦上進行實驗驗證。具體來說，電腦模擬就是先推斷出人的行為的內部心理機製，提出認知理論或模型，並將其編成程序輸入電腦，然後把電腦的輸出和人的行為相比較，如果理論或模型是正確的，那麼電腦的輸出就應當類似於人類解決同樣課題時的反應(輸出)；如果程序給出的輸出和人不一樣，就說明它不符合人的認知活動機製，那麼就應找出這個差別並修改其理論依據。因此通過電腦模擬這種方法，我們可以有目的、有方向地逐漸接近人的心理活動的真實過程，從而揭示人的內在心理活動的規律。
第三節 認知心理學研究內容簡述
一、信息加工心理學研究的主要內容
現代認知心理學的研究領域很廣，本文因限於篇幅隻就信息加工心理學的主要內容，簡述為以下六個方麵：
1知覺與模式識別的研究
知覺是現代認知心理學的一個重要的研究領域。認知心理學家依據信息加工的觀點對感知覺做了新的解釋，認為感覺是對信息的覺察，知覺是對感覺信息的組織及其意義的解釋。他們除了提出知覺組織、過去知識經驗的作用、自下而上加工(或自下而上處理)和自上而下加工(或自上而下處理)以及整體加工和局部加工等一些重大問題外，還重點研究了模式識別(或形之辨識)問題，構建模式識別的三種理論：
(1)模板匹配，指當前刺激形象與長時記憶中的模板(拷貝)相匹配時才得以識別。該理論認為，貯存在長時記憶中的東西與相應的刺激模式之間是非常一致的；長時記憶中的編碼是該刺激的某種縮小了的模板或拷貝，它們之間存在著一對一的關係。人們所識別的每一個刺激模式，都有一個可以與它進行匹配的內部模板。因此，人們對某個對象的知覺是直接通過刺激信息與長時記憶中許多模板的比較來進行的。例如，人們在識別所熟悉的“門”字，由於在長時記憶中存在著一個相應的模板，當“門”字作為一個刺激模式呈現之後，它的視覺形象就與長時記憶中的許多模板進行比較，結果記憶中關於“門”字的模板獲得了最佳的匹配。因此，人們就把這個模式識別為“門”。這一理論的優點是比較簡單，在電腦上容易得到實現。但是由於它過於特殊化，缺乏普遍性而難以解釋人的全部而複雜的識別現象。
(2)原型匹配，指模式識別決定於物體是否與原型中基本形式相匹配。該理論認為，存貯在長時記憶中的不是模板，而是原型。原型是從某類事物基本成分中抽象出來的共有形式，它表現出這一類事物所共有的關鍵性特征，但並不表示這一類事物中具體的某一個。例如，大象的原型是龐大的身軀、特長的鼻子、扇子似的耳朵、四條粗壯的腿、尖牙齒的動物。原型與輸入刺激之間，不是一對一的關係。人在識別模式時，盡管同一類事物中的各個模式之間有形狀或大小等方麵的不同，但隻要這類事物的原型與它們基本相匹配，這些模式就能被有效地識別。另外，在識別一個模式過程中，也往往要與幾個原型進行比較，當刺激模式與某個原型獲得最近似的匹配時，人們就會確認出這個事物。原型匹配實際上是對模板匹配的一種改進。
(3)特征分析指人接受輸入的信息(圖形或文字)後，首先須進行特征分析，然後把找出它們的特征與長時記憶中的各種特征表加以比較，一旦它們獲得最佳匹配時便被識別出來。該理論認為，每一個知覺對象或模式，均由若幹元素或基本特征按照一定的關係結合在一起構成的。同時，貯存在長時記憶中的東西既不是具體事物的模板，也不是某類事物的原型，而是各個事物所具有的那些特征的名稱。每個事物往往包含若幹特征，形成一張特征表。特征是構成任何模式的基本單元或成分。對兩維圖形來說，特征就是邊、角、曲線。英文字母的特征可分為七種：垂直線、水平線、斜線、直角、銳角、連續曲線和不連續曲線。例如，大寫的字母A便能被看成兩條45°角的斜線和一條水平線。字母A的模式是由這些線條加上它們結合在一起的形式所組成。這種假說是前兩種假說的發展，成了模式識別的主導觀點。特征分析的優點在於：
第一，因為特征是比較簡單的，所以也就容易看到。
第二，對於模式至關重要的那些特征之間的關係，能夠用特征分析說加以說明。
第三，使用特征可減少所需要的模型的數量。這時，一個人對於每一可能的模式不需要一個模型，而隻是每一特征需要一個模型。因相同的特征常出現在許多模式中，所以這是一種重要的節省。因此，能夠解釋人類有限的認知能力為何可以加工大量不同的模式，是特征分析理論的主要優點。
2注意模型的研究
現代認知心理學把注意視為對信息作用的篩選。它是由感覺登記(或感覺收錄)向知覺分析轉化和由知覺分析向信息貯存轉化的重要條件。60年代以來，認知心理學家提出了各種各樣的注意信息加工模型。他們認為注意屬於認知活動，但又不是一種單獨發生的過程，它有自己的一套程序。近年來，認知心理學把注意模型分之為兩類：一類是以過濾理論為依據的模型，由英國心理學家布羅德本特提出的一種注意選擇模型。該理論認為，注意猶如一個濾波器，它在信息加工過程中對輸入的信息具有篩選的功能。它可分為三種注意模型：
(1)、早期選擇模型指注意這個濾波器是按著感覺特征和“全或無”的原則對信息進行選擇的。這就是說，如果同時存在幾個彼此有著物理差別的信息，注意隻選擇其中之一，而將其他信息完全予以排除。因布羅德本特把選擇信息的濾波裝置放在知覺之前，故他的這一理論被稱為早期選擇模型。
(2)、中期選擇模型指中樞濾波器對語義特點是在信息加工較晚階段進行選擇的。研究者發現，注意的選擇並非都以“全或無”方式工作，而且選擇也不僅僅根據感覺特征，還根據語意特征。人對語意的分析是發生在加工信息的較晚階段。在信息加工的不同階段，存在兩種濾波器：外周波波器和中樞濾波器。外周濾波器處於知覺之前，它根據感覺特征對信息進行級差選擇。這就是說，它不按“全或無”的原則擇一而棄它，而是不安全阻斷感覺信息，隻是對某些信息的選擇予以加強或削弱，使之在進一步加工之前產生程度上的區別。中樞濾波器處在知覺之後，其主要功能是根據範疇、語意特點對信息進行選擇。另外，外周濾波器在進行級差選擇時還要受到中樞濾波器的影響。因強調中樞濾波器的作用，故中期選擇模型又被稱為中樞濾波器模型，這是特雷斯曼提出的。