利普斯的心智逻辑理论，本文主要内容关键词为：心智论文,逻辑论文,理论论文,利普论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1674-7062(2014)01-0006-06
一、背景介绍
人类的思考能力让自己感到惊诧不已。在字面意义上可以这么说，开启现代性的笛卡尔甚至以人的思考来证明人的存在。很多人将思维视作人类心智的最核心所在。然而，到底是在哪些机理的控制下，我们才得以有效地思考?这个问题却一直是个谜，在过去的很多个世纪里，很多先哲都试图解答。比如亚里士多德的三段论、康德的先天综合判断、休谟的归纳难题、黑格尔的辩证逻辑、维特根斯坦的逻辑哲学论等等。但是，他们无一例外地给出来的是规范性的论证而不是经验性的描述。也就是说，他们都预设了人人都是齐一化的逻辑推理水平出色，从这个角度说，他们追寻的是柏拉图理念世界中的那个理想状态下的人类思维服从的规则，准确无误地演绎，观察十足地归纳，恰到好处地类比等等。
从皮亚杰(Jean Piaget)开始，人们开始意识到，我们并不生来都是逻辑学家，与其说逻辑是我们的天性，毋宁说逻辑是对我们并不规则并不逻辑的头脑的一种理想化模拟。那么，作为常人的思考，究竟是怎么样的?是像皮亚杰所主张的从心智操作中被构建出来的；还是就像联结主义声称的，是从事例中归纳出来的；抑或正如很多进化心理学家和一大批追随康德的哲学家们所说的是我们先天的能力?
关于各种类型推理所占的地位，具体的研究或者确切地说对人类推理的模式的经验化说明的历史则并不久远。弗雷格的反心理主义浪潮的一直波及20 世纪整个上半叶，直到维特根斯坦语言游戏论和乔姆斯基(Avram Chomsky)的心理主义语言学导致了认知心理学的产生，心理学才重新进入到逻辑学研究领域中。
逻辑推理在心理学上有两种不同的说明，即心智逻辑理论和心智模型理论。简而言之，心智逻辑理论声称人类推理就类似于逻辑运算的语法过程，而此语法是依赖于形式规则推理的；而心智模型理论则认为推理是依赖于心理模型的语义过程，而这更类似于推理者在他们的计算中把语义作为公式来运用的模型。
这一差别的来源其实来自当代逻辑理论对传统逻辑的补充：20世纪30年代时塔斯基(Alfred Tarski)指出，形式证明的观念和附带着的“语义”系统的可演绎性，其核心概念是句子的真值和论证的有效性。[1]在语义结构中，论证的演绎正确性是关于前提的真值和结论真值之间关系的东西。特别是在当且仅当结论在所有的前提为真的事态下都为真时，该论证演绎性地为真。在这种情况下，结论就被(语义上的)由前提所蕴涵，并且整个论证都是有效的，我们也说这样一个单句是有效的，只要它在任何事态下都为真。当然，相比在实际的事态中一个句子简单的真值而言，这是一个更强的针对一个句子的语义正确性。
然后，在这个二重设置中，我们拥有了两个演绎正确的标准：可演绎性和有效性。我们可能会希望这两个标准在严格确证相同的论证中保持一致。对于简单的逻辑体系——比如说，经典命题逻辑和谓词逻辑——它们确实会重合；这样的体系被称之为是完备的。在这些体系中，我们用什么样的标准并没有关系，只要我们对决定那些论证是正确的感兴趣就行。由上，我们可以总结出以下三点。第一，证明-理论的描述是演算相关的：该描述包含了产生一个演绎论证的有限证明的规则。与此相反，语义的描述却是独立于演算的，因为它给出的有效性标准并不取决于是否存在有限证明的程序能够到达它。第二，存在着更复杂的逻辑系统，其中这项标准并不一致——不完备的系统中一些蕴涵关系是非演绎的。第三，根据约翰逊-莱尔德(Johnson-Laird)提出的理论，正是语义而不是证明-理论的标准在人类推理中占据着重要地位，而兰斯·利普斯(Lance J.Rips)的说法正好与之相反。
国内对莱尔德的心智模型理论介绍已有数篇。但是对于利普斯的心智逻辑理论却鲜有，所以本文旨在补充这一方面空白。利普斯在1994年出版的《证据心理学：人类思维中的演绎推理》是他1983年在演绎推理的心理学研究雏形作出总结后的成果。该书中利普斯将演绎作为认知能力的核心，而其中形式规则扮演了最基本的认知级层结构的符号-操作符，而这些指导演绎思维的是一些低层次的改造后的一阶逻辑的规则。
二、目标与宗旨
利普斯在该书中完成了如下有几个目标：
1.构造一个和近似于一阶逻辑的人类演绎推理的理论来描述依据命题联结词和量词变量进行的推导过程。
2.用PSYCOP(Psychology of Proof的缩写)这一系统，并用Prolog(Programming in Logic的缩写)计算机程序来模拟和检验该理论所描述的人类推理的心智过程。
3.应用该理论对演绎推理现有的数据进行解释，并且给出预测。
4.在细节上完善这个理论，尽量使其具有可评估的形式化的属性。
5.表明该理论能够作为认知过程体系的一个基础，从而指导其他思维方式。
该书第一部分回顾了推理心理学，形式逻辑和自动定理证明。第二部分着手描述PSYCOP，并用实验说明其优势所在。第三部分则考虑其他与形式规则相平行的推理理论——实用主义图式或者生产图式的理论，还有心智模型理论。表明PSYCOP在这些对手中更有利的地方。以下我们稍微具体地来介绍利普斯的工作。
利普斯的工作基础是“演绎系统假设”即：推理的形式规则，是人类认知的核心基础，尤其是肯定前件式(modus ponens)，它不仅是作为推理的基础，也是人类的其他认知活动的核心基础。[2]viii形式规则作为认知级层结构的一部分构成了一个普适性的程序化系统，内嵌于人脑中。构造出并检验其这一系统的合理性，正是该书的宗旨。
三、重要概念及思想脉络
以下我们先简单介绍利普斯的几个重要概念及其思想来源。
构造由一系列原理来执行的程序化思考的推理机制这一思想，利普斯并不是第一人。他这一思想的直接来源是南威尔(Allen Newell)的SOAR理论(State，Operator And Result的缩写，人工智能主要利用的认知构架理论之一)。[3]该理论是一个生产系统，利普斯讨论了南威尔的工作框架，并认为其在说明诸多不同推理时，所用的“问题空间”的概念太松散了，而不能很好地与经验上相符，特别是不能说明什么在推理中是重要的而什么是不重要的。[2]28
利普斯演绎推理的概念中有一个中心观念是心智证据：他给出的经过改造的一系列演绎规则构成了心智证据。“我假定当人们面临需要演绎推理的问题的时候，他们倾向于通过引发工作记忆中的一系列联系着该问题所给出的前提和结论的命题来解决。在这个网络中，每一个联系都体现着一个推理规则……这些对于个体而言，被视为直观可靠的。”[2]104也就是说，这些证据就好像是形式逻辑中的证明一样，那么对于利普斯来说，就是要设计出推理心理学的准规则和心理学的准机械性，并将其用于心智证据中。
而构成心智证据的那一系列形式规则，利普斯选取的是自然演绎系统。这条进路是由逻辑学家根岑(Gerhard Gentzen)和雅斯科夫斯基(Jas kowski)在30年代建立起来的，是对当时公式系统的一种反抗，因为自然推理系统能够产生直观的证明，而且最关键的是，每一个逻辑联结词都有其自己的规则，而且有固定的规则是用于引入和消去联结词的。比如说：析取引入、合取引入、蕴涵引用；析取消去、合取消去、蕴涵消去。与自然演绎系统功能基本相同的另一种方法，即树形方法，则遭到了利普斯的摒弃。他认为树形方法是一种对搜索反例证明的模拟，并反映不了实际的心理过程：“树形方法是建立在归谬和反证策略基础上的”[2]75，“是一种非直观的论证”[2]77。
自然演绎系统除了直观，规则是关于联结词的规则之外，还有更为关键的一点便是使用假设。命题都是作为一个论证环节，在从前提到结论的论证过程迟早都会被“脱卸”(discharge)。而脱卸某假设的方式是将其纳入一个条件式结论中(即条件句证明)，或者它与其否定命题发生了冲突，要么是归谬，要么是反证。比如说我们讨论一个最常见的否定后件的论证：
1.如果天下雨，那么地面就湿。
2.地面没有湿。
3.天下雨了。(假设)
4.地面应该湿。(应用1和3于肯定前件式)
5.没有下雨
这种证明方式的实质就是我们用的楔形证明。不过，利普斯引入了一个新的“域”(domain)概念来说明。如上，1处于主域中，2、3、4步就构成一个子域中，3是假设，2和4归谬后，脱卸下一个子域，到达结论5。
为了很好地符合人类推理的实际过程，利普斯对规则的选择是由经验决定的。要求是这些规则我们“看起来必须是直观可靠的”[2]104。从人工智能中获得灵感，利普斯将他的使用规则的证明运行过程分了两类，第一类式前进式的，从前提到结论顺延向下；第二类式回溯式的，从结论到前提逆向而行。比如说，如果我们想要证得A且B，那么，只需要这两个子目标成立，即A成立，和B也成立，就可以应用回溯的析取引入规则来得到结论A和B了。[2]113-118
PSYCOP的工作进程是，应用所有前进式规则到前提中评估所给的结论，直到可以产生新的结论，然而检查该新结论是中是否有最后想证得的结论，如果没有，就将回溯规则用于该结论上，看看需要哪些子目标成立，就可达成目标。如此往返，寻找一个链条，直到所有的命题都满足了子目标，或者所有规则都应用完毕。如果所有子目标都失败了，那么放弃证明。
四、SPYCOP最大优势：无量词化
相较其他人，尤其是南威尔提出的形式规则系统而言，SPYCOP的最大优势莫过于其对量词的处理。利普斯对量词的处理的基本思想来自计算机技术。他指出为了避免传统形式规则逻辑中量词引入和消去规则的繁琐易错，必须引入一套无量词的规则。[2]186
他的具体策略是两步走的柯林斯化。首先，将所有的命题改写成量词在前的前束式，可以分成三种情况：第一种，如果命题中只有量词与合取或者析取联结词，那么可以直接将量词及其辖域提到前面，后方联结词不变；第二种，如果是在条件句中带着量词，又分为两种，可以用一句口诀说明，即前变后不变。意思就是说，如果量词出现在条件句中，那么前置时全称量词变为存在量词，存在量词变成全称量词，而如果量词出现在结论句中，则直接前置，无须改变。第三种情况，否定词和量词同时出现，否定词在最前方，此时需要将否定词后移，量词前置，规则是全称量词变成否定量词，否定量词变成全称量词。另外，把握一条规则是，存在量词尽可能的往后靠。第二步，用变量取代量词，即用变量来表示量词之间的相互依存关系。具体的方法为：“直接去掉每一个全称量词，换之以相应变量；去掉每一个存在量词，换之以它所联系着的边边的一个临时名称，并以变量作为该名称的下标。比方说：
x 
y(人(x)→父亲(y，x)该命题的意思是，所有人都有自己的父亲。依据上述方法，我们可以将其去变量为：人(x)→父亲(ax，x)。
以上只是在命题中实现了无量词化。随后，利普斯将其拓展到核心系统SPYCOP中，首先要做的是，将无量词命题的记法限制在逻辑上等同于经典谓词逻辑的命题。这是因为，无量词形式提供了表达在经典谓词逻辑中临时名称和变量之间的依赖性。然而，假如我们想要操作无量词命题用我们目前所用的自然演绎规则的类型时，这些依赖性同时也制造了困难。比如，一些规则需要我们否定任意性命题或者从一个任意的、条件性的命题中提取先行词，并且这些操作无法在无量词形式中表达出来，假如非否定命题或者先行词在经典谓词逻辑中也无法表述的时候，因此我们需要无量词命题在经典谓词逻辑中可以表达。这样，就需要一些章程来匹配或统一量词留下的变量和临时名称，必须从一个更普遍的前提推演出一个特定的结论。于是，继续修改了一部分命题规则以捆绑变量，使其从规则的一部分传送到另一部分。
下面我们举个例子来看利普斯处理量词的一步步变化。比如以下三段论：
(1)
所有方砖都是绿色的方砖
有大砖是方砖
————————————
有大砖是绿砖
确定(1)是不是正确的，我们可能会这样推理：“有些大砖是方砖；所以称任意大方砖为b，砖b必须是绿色的，因为b是方的，而所有方砖都是绿色的。所以，一些大砖(比如说是b)是绿色的，正如结论中所说的那样。”利普斯认为我们在推理过程中的策略正是如此，考虑一个前提的任意的例子或示例，然后将其一般化到整个结论中。
将其改写为带变量的(量词暂时不变化)的三段论时如下：
(2)
x(方砖(x)→绿砖(x))
x(大砖(x)∧方砖(x))
————————————————
x(大砖(x)∧绿砖(x))
对该式尚未将量词拓展到SPYCOP时证明如下：
(3)
a.+(x)(方砖(x)→绿砖(x)) 前提
b.+(x)(大砖(x)∧方砖(x)) 前提
c.大砖(b)∧方砖(b) 存在量词消去
d.大砖(b)合取消去
e.方砖(b)合取消去
f.方砖(b)→绿砖(b) 全称量词消去
g.绿砖(b)条件消去
h.大砖(b)∧绿砖(b) 合取引入
j.(x)(大砖(x)∧绿砖(x))存在量词引入
将其按照上文步骤进行无量词化后成为以下形式：
(4)
方砖(x)→绿砖(x)
大砖(a)∧方砖(a)
————————————————
方砖(b)∧绿装(b)
而对于推理者来说，该证明在大脑中推理时采取的路径可以用如下图式来表示：(5)
图1逻辑推理中的量词处理图示
其中实线表示逻辑推导关系，虚线表示变量和常量依存关系，而双线则表示已经实现了匹配。但这次匹配将会是两种，不仅仅是完全相等的命题，也包括变量和名称不同的命题。起先，证明仅包含两个前提和一个结论。演绎第一步，将第二个前提，大砖(a)和方砖(a)，通过前进合取消去进入两个合取支；没有其他前进规则在这个点上可以利用了，所以我们必须试着使用回溯规则在结论上。回溯合取引入是最显然的选择，因为结论是个合取形式，这个规则将大砖(b)?作为一个子目标。该子目标问是否有一个大砖，正如我们所见，必须有一个，因为命题3中的声称，所以实现匹配，用双实线连之。
回溯合取引入到此为止，只做了证明结论一半的工作，结论要求不仅是大砖，还是绿砖，回溯合取引入成功地证明了存在着大砖。它还得证明，这个大砖也是绿砖。(我们并不能仅仅依据展现一些砖是大的和一些砖是绿的就能得到这一结论，因为这样的话就可能会是两种不同的砖)。因为这个原因，合取引入必须保证第二个子目标是Green(a)?，就是说，合取引入在结论第二部分时，必须将b替换为临时名称a，我们需要我们需要修改回溯规则中的一项路径并作出说明。我们并没有直接可以说a是绿砖的声称，但是我们有一个条件性前提，告诉我们假如一些东西是方砖，那么它就是绿砖。这意味着我们应该在我们老的回溯IF消去策略中作出变更：因为我们想要显示绿砖(a)?，并且因为我们知道假如方砖(x)那么绿砖(x)，它会证明方砖(a)的合法性吗?此时，利用回溯IF消去规则可以实现对接。
然而，这里引发了一个普遍性的问题，即何时我们就可以讲一个命题从另一个有着相同逻辑常量但不同变量和名称的命题那里演绎过来。比如说我们考虑Red(a)?，(一切都是红的吗?)假定我们证据的断言中包括有red(y)，(一切都是红的)。直观上讲，这个断言足够证明这个子目标。但是，反过来，red(y)?作为子目标不能由断言red(a)所满足，因为第一个命题比第二个更为普遍化。
该例说明我们应该使得子目标与同构的断言匹配，但并不是所有都可以顺利匹配。利普斯给出的方法是同时考虑子目标的变量和名称。假如变量或者名称能够对接成一个在断言中的对应位置上时(根据他给出的匹配规则)[2]186，191-192，我们就能从子目标中取代旧的那个断言中产出一个新的子目标也同构与原来的，但是有着新的变量或名称。继续这样做，直到我们既不能创造出一个子目标与断言完全一致，也不能继续进行下去匹配，任务宣告完成或失败。
五、形式规则“降级”为人类推理过程
一个影响较大的对将逻辑规则作为心理学中考察逻辑思维的潜在批判来自普林斯顿大学的吉尔伯特·哈曼(Gilbert Harman)的工作。[4]为了获得其工作的合理性，利普斯先发制人地作出了回应，并根据他的批评发展了自己的元理论。下面我们简述之。
利普斯认为，哈曼的观点建立在这样的思考之上——推理的规则和证明的规则完全是不同的事物类型。前者管辖着人们面对证据时改变他们信念的方式，而后者则关注一个命题(或一组命题)蕴涵着另一个的方式。根据这样的观点，利普斯给出的心智规则将会是证明的规则，而不是推理的规则。而利普斯反问道，“难道这些规则不正是我们在推理中使用的心智装置的文字部分吗?”[2]59
利普斯举了贯穿全书的凯文从售货机上买蛋糕的例子。当凯文投了钱却没有获得蛋糕时，利普斯认为，“我们仍然需要改变我们关于凯文的信念以此来摒弃掉不一致的来源，并且唯一的办法是丢弃一个或者多个这样的信念：如果p那么q，p，并且非q”。这一点在他后文中专门作为一条规则来提出。[2]195利普斯意识到，我们的决定应该取决于我们对一个信念相对另一个时获得了多少支持，其中支持关系应该可以参与非演绎的因素。比如你可能合理地决定放弃凯文投入了50美分的信念，在你对他的投入是模糊的，并且你并没有严格看到他放进去多少钱的基础上，或者在你知道凯文是健忘的，并且他可能没有注意到价格已经上涨了。但是一个修改的MP能够将这些纳入到考虑中不再比我们开始时的MP多；而且这也再不是纯粹的演绎原则了。
但是，这一切都并没有说明条件推理在其中没有发挥作用。“若你意识到你的信念如果p那么q以及p蕴涵着q，通常是出于相信p成立的理由。但是蕴涵不总是决定性的，就像前面例子所显示的。换言之，哈曼的观点和将表中的规则看作心理上的真实的推理成分这个观点是相符的，即使在他的意义上说，它们并不是‘推理的规则’。”[2]60
利普斯认为面对条件推理，我们既可以将其升级为逻辑学规则，同时也可以将其降级为心理学的人类推理规则。人们在推理过程中那些信念改变的规则包含了一系列的试探，为了解决信念之间可识别出的不一致性。哈曼在其文中也非形式化地描述了这类型地一些试探——比如，“对你当前的信念做一些小小的改变(增或减一点)”和“不要放弃你将会立刻返回来的信念(比如通过从其他信念而来的暗示)”[4]。这些试探在这种意义上并不担保是围绕着不一致性的，因为一些不一致性可能是现实目的中不可解决的。
然而我们也可以将这些试探可以形式化，作为计算程序来实际地修改信念。这正是利普斯最终想走向的。特别是，它们能够公式化为一个信念修改的程序系统，因为任何计算程序都能被公式化。这个系统将包含有一系列大致如下的形式：假如条件句c1，c2……ck满足当前的信念，那么修改此信念通过(内部的)行为a1，a2……am。系统通过监视信念和质性特定的行动来应用这些产物，当条件得到满足时。但是注意到这个应用这些规则的方法与条件消去几乎时一致的；唯一重要的不同是这个系统执行行动，在条件句的后件部分，而不是加入到一个新命题到证明中。如是，利普斯便论证了其将形式规则降级为人类推理的合理性。
六、可能面临的缺陷
在心智模型理论者看来，利普斯的PSYCOP系统不能解释状况如下：
1.利用合取规则的推理比利用条件规则的推理更容易，而条件规则的推理又比利用析取规则的推理容易。PSYCOP可以与这一点相融合，却不能预言这一规律。[5]
2.在利用肯定前件式作推理时，如果遇到某种类型的额外条件，则推理会被中断。[6]这一点其实利普斯已经在书中第三章和第六章中有所提及，但是他并没有给出明确的解决方案。
3.外展析取其实比内收析取推理起来更容易。[7]但PSYCOP并没有将其专门对待，而是诉诸这样的逻辑形式：A或B，非(A与B)。所以，PSYCOP中反而看起来外展析取要比内收析取还难。
4.PSYCOP缺少某种图式，能够使得可取代的可能性更明晰的——无论是可以提高速度，还是改善析取推理能力的。[8]
5.规则理论不能解释语义和语用因素对条件推理的调节作用。大多数得出错误结论的推理类型都可能与前提是一致的，即结论可能是真并但不是必然为真。(比如说如果你给我修剪草坪，我就给你五块钱。这样的命题，如果实际情况是你没有给我修草坪，那么根据逻辑推理，推不出任何结论。但我们正常人一定会推理的到我不会给你五块钱这样的结论。
形式规则的理论者们已经意识到可能某个取代理论可能产生错误的预言，然而它们的理论却不能产生任何预言。[2]368荒唐的是这一立场通过将其自身推入逻辑而获得合理性：最好的理论是没有预设的。PSYCOP预言推导难度和使用的规则多少有关，但事实上，很可能很短的推导，对于被试而言却很难应用。