認知表征是指個體經知覺而將其外在環境中的物體或事件轉換為內在心理事件的過程,人類獲得知識的過程就是對事件進行認知表征的過程。認知表征的實質其實就是，觀念、事件和事物在心中是如何被儲存和被概念化的。
基本介紹
- 中文名：認知表征
- 外文名：Cognitive representation
- 理論：內省主義、經驗主義、自然主義等
基本概念,產生與發展,認知表征理論,
基本概念
認知表征是認知科學的核心問題。從古希臘到現代的認知哲學家和認知科學家都對這個問題進行過探討，提出了認知表征的內省主義，經驗主義，自然主義，行為主義，功能主義，聯結主義等理論，這些理論一般是基於某些隱喻提出假設，然後建立模型而完成的，體現了認知研究的方法論意義。
認知心理學的先驅美國科學教育家布魯納認為，認知表征是指個體經知覺而將其外在環境中的物體或事件轉換為內在心理事件的過程，人類獲得知識的過程就是對事件進行認知表征的過程，任何表征都依賴一定的結構，即表征方式。布魯納認為個體的認知表征方式主要有三種：動作表征、形象表征和符號表征。並且人類的認知表征方式具有年齡特徵，隨著年齡的發展而發展。
產生與發展
心理過程的概念化是認知表征問題，也即知識表征問題。這個問題激發了哲學家和科學家探討知識如何被獲得，被儲存，被轉化和被使用。
對於知識形成和表征問題，古希臘的亞里士多德相信知識存在於心中,而柏拉圖則主張知識的場所是大腦。後來的經驗主義主張知識來自經驗，自然主義則堅持知識是基於大腦的固有特性(生物特性)。文藝復興時期的哲學家一般認為，知識存在於大腦。 17世紀有人甚至給出了大腦中心智的結構和工作機製圖，認為知識不僅通過生理感官獲得,也源於某種超人的力量。 18世紀的貝克萊(George Berkeley)、休謨(David Hume)和米勒(Miller)父子認為內在表征具有三種類型：一是直接感覺事件；二是儲存在記憶中的感知對象；三是感知對象的轉化。休謨指出：形成心理圖像及連線不適宜形狀和表征所耗費的想像力，不比構思最自然和最熟悉的物體更麻煩。這個關於內在表征和轉化的觀點假定：內在表征是根據確定規則形成的;這種形成和轉化花費時間和精力。這是現代心理學的兩個基本假設。
到了19世紀，心理學開始與哲學分離，形成一個基於經驗而不是思辨的學科。 19世紀下半葉，知識表征理論出現了兩個分支：一個是德國心理學家馮特(Wilhelm Wundt)和美國心理學家迪徹訥(Edward Titchener)倡導的心理表征的結構理論；另一個是奧地利心理學家布雷塔諾(Franz Brentano)倡導的過程或行動理論。布雷塔諾認為內在表征作為靜態實體在心理學中沒有意義，他把對比較、判斷和感覺的認知行動的研究看做是心理學特有的主題。與先前哲學思辨的心理學不同,兩種理論都依賴實驗。在同一時期，美國的詹姆斯(WillianJames)批判性地分析了正在德國發展的心理學，並在美國建立了第一個心理學實驗室，創建了一個有充分根據的心智模型，把對外部客體的經驗看做是心理學的主題。
同年，劍橋大學的巴特里特(Bartlett,SirFreder-ick)提出了一個描述經驗本質的概念———圖式(Schema)，這個概念在當代記憶理論中起核心作用。為了研究記憶，巴特里特讓被試者讀一則故事，然後儘可能回憶故事情節。他發現，記憶故事的重要因素是被試者對待故事的態度，也就是說，記憶故事的東西是基於這個故事創造的整個印象，回憶特殊事實傾向於確證其主題。巴特里特反對記憶和遺忘能夠通過無規則的音節進行研究的流行觀點,主張若在記憶研究中使用自然主義條件下的豐富而有意義的材料會產生重要的結論。
20世紀50年代，心理學家開始研究除注意、記憶、模式識別、表象、語義組織、語言過程、思維、意識以及實驗心理學之外的其他認知方面，這就是認知心理學的發展。 1956年米勒提出了著名的“神奇數字7± 2”規則，描述了人的信息加工能力的某些限制，引發了一場新認知革命，其重要性表現為：其一宣布了行為主義的失敗，因為內在心理表征的確是心理學的核心部分，可以精確地操作定義且歸併到一般的心智研究範圍;其二通信理論的出現促使了信號探測、注意、控制論和信息理論的實驗,正是認知研究的重要領域；其三現代語言學作為新方式成為評價語言和語法結構的認知態度；其四言語學習和語義組織方面的研究為記憶理論提供了堅實的基礎，這導致記憶系統模型的發展和其他認知過程檢驗模型的出現；其五計算機科學,特別是人工智慧的發展和其他技術進步，使得認知科學家重新檢驗關於問題解決、記憶加工和儲存以及語言處理和獲得的基礎假設；其六從兒童到成人認知發展的研究揭示了人如何獲得概念和進行推理的過程。
概言之，從早期的知識表征概念到現代的認知研究表明，知識一直被認為完全依賴感覺輸入。但是，人的內在表征與世界的物理特性一致嗎?越來越多的證據表明，許多內在表征與外部事實並不一致。托爾曼和巴特里特的研究已經證明,來自感覺的信息是作為抽象表征被儲存的。神經學的研究也進一步表明，來自外部世界的信息是以神經化學編碼的形式被感知、儲存的。由諾曼(Norman)和魯梅哈特(Rumelhart)1975年完成的實驗也證明，記憶表征是來自現實世界知識的信息、推論和重構的結合。這充分說明，我們對世界的表征不必然與實際世界的性質同一。信息的表征與感覺器官接受的刺激有關,但也是被修正過的。這種修正的信息似乎與我們過去的經驗有關，它們共同構成了一個豐富而複雜的知識之網。引入的信息被抽象甚至某種程度上被扭曲，並儲存於個人的記憶系統。
認知表征理論
（一）從表征系統方面來看
1.雙重編碼理論
該理論認為，人腦中存在兩個功能獨立卻又相互聯繫的加工系統：一個是以言語為基礎的加工系統，另一個是以意象為基礎的加工系統。言語系統表征和加工言語信息，由相互聯繫的言語表征組成。而意象系統專門表征和加工非言語的物體和事件，它由相互具有聯想關係的意象表征組成。
這兩個加工系統就是表徵信息的兩個單元，即適用於心理映像的“圖像單元”和適用於語言實體的“語言單元”。前者是根據部分與整體的關係進行表征；而後者是根據聯想與層級的關係進行表征。
雙重編碼理論證明：個體不僅可以在傳統教學情境下同時接受視覺(文字為主)信息和語言信息，而且有能力接受語言與圖像和事件信息的綜合，這一觀點為多媒體教學提供了理論基礎。另外其證明，用視覺和語言的兩種形式呈現信息，增強了個體對信息的表征，這一觀點使多媒體教學相對於傳統教學的優勢得以詮釋。
2.表征豐富性理論
以聯結主義模型為基礎提出信息加工和儲存的途徑是多元的。大腦對以不同方式呈現的材料進行心理表征時，越是豐富的呈現方式，信息加工和儲存的途徑方式越多，知識的獲得越好。
（二）從表征資源方面來看
信息加工理論無可爭議地承認人和計算機的加工能力有限，目前認為這種有限性主要體現在中樞加工器的能力,即中樞能量是有限的。
卡尼曼(1973)提出的能量分配模型較好地體現了中樞能量有限理論。他的實驗表明，只要不超過可能得到的能量，人就能同時接收兩個或多個輸入，或者進行兩種或多種活動，否則就會發生互相干擾，甚至只能進行一種活動。
諾曼(1975)進一步提出兩種作業水平的互補原則：一個作業套用的資源增加多少就會使另一個作業可能得到的資源作相應數量的減少。資源有限性理論認為，個體的認知資源是有限的，因此大腦在對信息進行加工時要進行自動的選擇。這種選擇主要表現在注意選擇性上。布雷德本特(Broadbent)和特瑞斯曼(Treisman)都認為，來自外界的信息是大量的，但是人的神經系統高級中樞的加工能力極其有限，只能有一部分被識別或反映。
三)從表征的方法來看
1.圖式理論
圖式理論認為個體以圖式的方式表徵信息,即以圖式的方式對信息進行加工和存儲。巴特里特(1932)提出的圖式理論，可謂是整合性的表征理論的先驅。他的研究認為，圖式是關於過去反應和以往經歷的積極組織，也可以稱為是過去的經驗。在接受知識時，人們會利用頭腦中的圖式去同化信息,此時提取的是儲存著的結構化圖式。如果人們遇到的信息與通常的理解矛盾，人們把它放到現存的圖式中就有困難，傾向於不對它加以記憶或者對它進行“規範化”，修改它的細節直到與現存圖式一致。知識以結構化圖式為主線進行表征，回憶，是對儲存的結構化圖式的提取。
2.框架理論
明斯基在1975年提出了框架的概念，實際上之前與之類似的思想在心理學和人工智慧領域中早已存在。心理學研究證明，在人類的思維活動中,當人們分析和解釋新情況時，要使用過去經驗中積累的知識,這些知識規模巨大，並以特定的結構形式保存在人的記憶中。明斯基認為這個知識結構可以用框架來表示，他認為，框架由框架名、槽及槽的值三部分組成。明斯基認為，框架作為一種知識結構，用來表示某種固定的情境；當一個人碰到某種情境時，就從記憶中選取相應的框架，並依據框架所提供的知識理解情境，作出某種預期或反應。在明斯基的框架理論中，他所關心的主要問題是，一個智慧型系統需要什麼樣的知識，有關的知識應該怎么樣相互聯繫並組織在一起，一個計算系統怎樣才能有效的利用這些知識。
3.語境有效性模型
語境有效性模型對表征問題有不同的觀點。他認為表征知識極大地依賴於語境信息，而語境信息要么呈現在刺激環境中，要么來自於理解者當時被激活的、先前的知識經驗。並不是由於分離的加工系統或不同類型的知識表征方式的作用，表征決定於語境和先前的知識經驗。
