人类思维心理机制的新探索，本文主要内容关键词为：思维论文,机制论文,人类论文,心理论文，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。
中国分类号：B842.5 文献标识码：A 文章编号：1000－2677（2000）06－0112－06
或许人类的视觉不如鹰，嗅觉不如犬，但人类是万物之灵，那是因为人类独有的本领——思维。思维是人猿揖别的里程碑。
人类凭借思维创造了现代精神文明和物质文明。在知识经济时代，思维是经济和社会发展的本源性动力。未来的市场竞争，特别是国际市场的竞争，从根本上说就是人类思维潜能开发的竞争。所以，研究人类思维的心理机制是十分重要的课题。它能为人类思维潜能的开发提供坚实的理论基础。本文将综述关于人类思维心理机制的一些新探索。
一、关于人类思维推理的心理逻辑
按照著名的瑞士发展心理学家皮亚杰的观点，成人的思维发展已达到的“形式运算”的阶段，能够依据形式逻辑规则进行抽象的合乎逻辑的判断和推理[1]。然而最近的研究发现， 人类（包括大学生在内）在现实生活中并不遵照形式逻辑的规则来思维，似乎有另一种大家公认的“心理逻辑”。关于这一点，最典型的证据来自于四卡问题的实验研究。
四卡问题最初由P.Wason于60年代提出来[2]。实验时，先向被试者呈现如下4张卡片：
，然后告诉被试者：所有卡片都是一面写有字母，另一面写有数字，如果要检验“所有一面是元音的卡片反面都是偶数”这句话对不对，那么应该翻哪几张卡片？按照形式逻辑的规则，正确答案应是选E和7。但国外许多实验证明，一般只有10%左右的被试者能作出正确的选择，而且学了逻辑学之后正确率并不会有多大的提高[3] 。以中国大学生为被试者的两项研究，其正确率分别为10%和17.6%[ 4][5]。 这样的结果的确说明了大多数人（哪怕是大学生）在日常生活中并不运用形式逻辑进行思维。许多心理学家认为，人的思维受思维内容的影响很大，并不单纯依据形式进行思维。最有力的例证是，如果把四卡问题的命题表述为“凡是金额超过500元的发票都是厂长签了字的”，并且4张卡片分别改为“500元”、“100元”、“签了字”、“未签字”，那么，正确率就会明显上升[6]。
为什么具体内容会提高四卡问题的正确率？现在，在国际上影响最大的理论解释是“图式理论”，认为人不是依据形式逻辑去思维，而是依据在生活中积累起来的“图式”（Schemata）。图式是几种相关观念在头脑中形成的一个“认识模块”。以“厂长签字”为例，人头脑中有4个密切相关的观念：
①超过500元的发票必须厂长签了字才能报销， 否则就违反了规定；②未超过500元的发票，厂长可签也可不签； ③厂长签了字的发票可能超过500元，也可能不足500元；④厂长未签字的发票不能超过500 元，否则就违反了规定。
这4种观念紧密结合成一个整体， 被称为“义务图式”（报账人员必须遵循的义务）。图式中的任何一个观念被激活，其余3 种观念都会被激活，所以能正确地发现：观念②和④表明“厂长签了字”和“ 100元”两张卡片不必翻；根据观念①和④，“500 元”和“厂长未签字”两张卡片必须翻。
的确，图式理论能够解释为什么具体内容能促进四卡问题的正确解决。然而，国内两项研究[4][5]，运用一种形式的抽象命题（一面是元音，另一面是偶数）和五种形式的内容具体的命题（包括“报账由厂长签字”）对大学生进行四卡问题测试，结果证明，五种形式的内容具体的四卡问题的正确率虽都高于抽象命题的四卡问题，但都未达到显著水平。因此，能否用“图式理论”来说明人的“心理逻辑”，能否用“图式理论”来解释人类判断、推理的心理机制，还是个问题，尽管这一理论在国际上的影响很大。
四卡问题所测的是条件推理的逻辑思维水平。国内关于三段论条件推理的一项以大学生为被试者的实验也证实了人并不遵照形式逻辑规则进行思维，也不按照所谓的“图式”进行思维[7]。 实验中的命题（大前提）举例如下：
命题Ⅰ：如果下雨，那么打伞。
命题Ⅱ：如果不下雨，就去逛公园。
实验的每个大前提都配上4种不同的小前提：①肯定前件（如， 现知下雨了）；②否定前件（如，未下雨）；③肯定后件（如，打了伞）；④否定后件（如，未打伞）。对于命题Ⅰ来说，4 种小前提的推理正确率分别为81.1%、52.0%、60.6%、69.3%。这一结果表明4 个题全对的人数不超过52%。对于这样一个最简单的三段论推理题，受测大学生的正确率如此低，足以证明许多人在日常生活中既不用形式逻辑进行思维，也不存在“图式”（因为如果存在图式，一个观念被激活，相应的另外3个观念也应该被激活，4个题的正确率就不应该存在显著差异）。而且，对命题Ⅱ的测验结果更能说明问题：4 种不同小前提推理正确率分别是82.7%、28.3%、27.7%、59.8%。为什么对于肯定前件的小前提（“现知下了雨”）的推理错误率那么高（正确率仅为28.3%，69.3%的受测大学生不合乎逻辑地认为结果是“不去逛公园”），对于肯定后件的小前提（“去逛了公园”）的推理错误同样高（正确率仅为27.7%，71.1%的受试者不合逻辑地认为结论是“未下雨”）？似乎相当多的大学生并不用形式逻辑也不用所谓“图式”来思考（当然不排斥有些大学生能遵循逻辑规则进行思考），他们的“心理逻辑”似乎是一种“朴素生活逻辑”。根据这种“逻辑”，如果某人说“不下雨我就去”，人们会推断他的言下之意是“下雨就不去了”。有趣的是，这种“朴素生活逻辑”虽然不合乎形式逻辑规则，但人们却在广泛使用，且一般情况下不会出现什么交流上的障碍与问题。关于人们的“朴素生活逻辑”的具体形式、特点及产生根源，目前，还搞不清楚，有待更深入地研究[7][4]。
二、关于人类解决问题的顿悟机制
逻辑推理属于线性思维，相对于问题解决而言，是比较简单的思维。问题解决的思维过程更加复杂，它不仅包含大量的逻辑推理，而且还涉及到关于如何进行推理的很复杂的思维策略。
最早对顿悟的心理机制进行系统实验研究的是德国格式塔心理学家苛勒。他以黑猩猩为实验对象，得到的结论是：问题解决并不像行为主义心理学家所说的那样是一个“尝试错误”的过程，而是一种顿悟。然而，苛勒的研究和行为主义的研究一样，都以动物为研究对象，因此不可能真正揭示人类顿悟的心理机制。
当代认知心理学家、人工智能研究创始人之一、诺贝尔奖获得者西蒙及其同事最近以人类为实验对象，结果提出了顿悟的“问题表征方式转变理论”[8]。 他认为过去的许多关于问题解决的实验都涉及这种问题表征方式的转变，例如，苛勒的黑猩猩实验，邓克尔的功能固着实验，梅尔的双绳问题，还有经典的6 根火柴搭四个等边三角形问题和四笔划去九点的问题，都涉及到问题表征的转变（顿悟）。为了深入研究顿悟的心理机制，他们在实验中让受试者解决“残缺棋盘问题”，即问被试：像下图那样的“棋盘”在左上方和右下方各去掉一个方格之后，剩下的62个方格能否用31个左上方那样的长方形来覆盖（长方形的两个小格子不能断开）。
这一个问题的正确答案是“这个问题不可能解决”。但是，所有的受试者都是从试图覆盖（拼凑）开始思考。这个题的关键是如何从“几何拼图”这样的问题表征转变到“对等性”表征（左上方和右下方各去掉的都是个黑方块，剩下的黑白方块不对等，所以不能用31个长方形来覆盖）。按照西蒙及其同事的观点来看，人在解决问题时，往往根据题目本身所提示的方式（能不能覆盖）来表征问题，并在相应的问题空间中进行搜索。如果在这个问题空间中长时间地找不到解，或找不到新的办法能使问题解决取得新的进展，就应该寻找新的问题表征方式。而潜在的可能的新表征方式是很多的，这就需要在元水平空间（meta- levelspace）中搜索一个恰当的表征。就残缺棋盘问题而言， 被试一开始在“覆盖”问题空间（covering space）中进行搜索，一旦被试发现“总是不成功”时，就可能放弃这一表征，进入元水平空间。如果被试在元水平空间搜索中发现“对等性”表征，就会产生顿悟。表征方式的转换就是顿悟的心理机制。
关键问题是如何才能防止在错误的问题空间里过长时间地搜索。西蒙及其同事认为，人在解决问题时，适时地提醒自己不要囿于一种思路，不要被“定势”所束缚，是促进“表征转变”的重要思维策略。这就是他们所说的“试图转变”元启发（try a switch meta heuristics）。促进“表征转变”的另一个重要策略是“不变性启发”（覆盖图1 时总是剩下两个白的小方格，覆盖图2时总是留下顶角相连的两个小方格，结果总是“不变”）。善于观察到“总是那样”（不变性）的受试者，更容易放弃原问题空间，转而寻找新的问题表征方式。
这一研究成果是很重要的，用“表征转变”来解释顿悟产生的心理机制，也是很精彩的。但这一研究似乎存在一个缺陷。当他们发现像图1那样的“棋盘”比图2那样的棋盘更容易顿悟到“这个问题不可能解决”时，他们判断是因为图1 那样的图形提供了“知觉线索”（黑白线索），所以认为顿悟是由知觉驱动的。这一结论似乎有失偏颇。国内的一项关于残缺棋盘问题的实验，向西蒙等人的结论提出了质疑，并用精心设计的实验巧妙地证明了概念驱动的顿悟的存在，而且证明概念驱动的顿悟比知觉驱动的顿悟的迁移效果更好，更能把顿悟到的知识迁移到新问题的解决之中去[9]。
值得进一步讨论的是，顿悟过程中的“表征转变”是一次性完成（是有或无的区别），还是逐步完成（包括一系列不同水平的顿悟）。一项关于河内塔问题的顿悟机制研究发现[10]，受试者在刚刚着手解决河内塔问题时，往往先从最高几层入手，盲目尝试（可称为“知觉策略”），并不像西蒙所说的那样[11]，运用“目标一手段”分析（从最底下一层入手进行思维）。在其后的尝试过程中，会发现新的启发信息，因此换用新的启发式思维策略（如，组块策略、同化策略、规则策略等），最后获取最关键的启发信息，因此最终采用最成功的递归思维策略（相当于西蒙所说的“目标—手段”分析）。这一实验证明在复杂的问题解决过程中，顿悟不是一次完成的，而是在思考过程中逐步获取更多的启发信息，因此对问题的表征逐步发生一次又一次的变化，采用的思维策略也随之一次又一次地向启发性更高的方向转化。国外也有类似的发现，例如，Nilsson 1983年提出了顿悟的“层次发生理论”。他将顿悟看成是在不同的工具水平上完成表征的过程[10]。
三、人类探索未知的思维机制
人类解决问题的过程就是使用“已知”去探索和发现“未知”的过程。就连学生解答应用题的思考过程也是探索如何从“已知条件”推理出“未知条件”的思维过程。那么，人类是如何探索未知的？换句话说，人们探索未知的思维机制是什么？心理学家几乎都认为人类在探索未知时，是使用“假设—检验”的思维策略来进行的。
布鲁纳及其同事最早对“假设—检验”的思维策略进行研究，并总结出了四种策略：同时性扫描，继时性扫描，冒险性聚焦，保守性聚焦[12]。但是，他们使用的问题是无意义的人工概念（合取概念）的形成，与科学发现的“假设—检验”相去甚远。于是，最近有人用更类似于科学发现的问题情境来研究人类探索未知的思维机制[13]。例如，克拉克用计算机呈现一个模拟的“宇宙飞船”，受试者可以通过按特定的几个键来编制出一条“命令”语句从而“操纵”宇宙飞船的飞行。特定的几个键中有一个键的作用不知道，其余几个键的作用都是已知的，受试者的任务是通过自己编制命令语句并实际运行来进行观察、比较，力求最终发现那个作用未知的键在操纵宇宙飞船中的功能。这一项研究对于人在“假设—检验”过程中如何使用启发式思维策略的探究上得到了许多有益的发现。
但是，上两项研究都可以看成是一种“两阶段”模型，即让受试者形成一个假设，然后去试一下，获得反馈之后再继续这种“假设—尝试”的“两阶段”探索。国内一项研究根据科学探索的实际操作过程提出了“三阶段”模型：提出假设——设计实验——实验操作[14]。该模型有利于考察受试者在形成假设、设计实验、实验检验三个阶段上的思维策略。该研究运用自己设计的“炮打飞机”计算机游戏，受试者通过操纵R和T两个字母的取值变化来探索“R和T成什么关系时炮才能打中飞机”。实验时，先向受试者演示一次击中飞机时的R和T的取值和一次未击中飞机时的R和T的取值，然后让受试者就“怎样才会击中飞机”提出假设；再要求受试者设想：“如果连续尝试三次，会怎样试”；最后让受试者实际去尝试（此时可以修改此前“设计”的三次尝试）。每尝试一次均能获得反馈。该项实验得到了许多有意义的结果，例如，在假设形成阶段，受试者喜用“变化性启发”（看R和T取值变了，炮弹和飞机的飞行有什么变化），而西蒙等人提出来的“不变性启发”[8] 此时并不重要了；在实验设计阶段，最常用的成功思维策略是“聚焦于自己的假设”（一种“证真偏向”，这和过去认为“证真偏向”是一种不好的“偏向”的观点正相反）；在实验检验阶段，最常用的成功策略是可得性启发（avaiabilityheuristics）、正例启发、求异启发。总之， 该项实验是对人类探索未知的思维机制的一项更深入的研究。
在该项实验中发现，大学生受试者有一种偏向：找到一个解之后就会停止思考。此种思维偏向适合于传统的问题解决（例如，学生的应用题作业往往只有一个“正确”答案），但现实中的问题往往不会只有一种解决办法。所以，研究者们随之又做了一个“析取”人工概念形成问题的研究[15]。这类问题有两个解（可用“或”来表示，例如，“圆的”或“方的”）。该研究以布鲁纳研究合取概念的实验材料（四个维度，每个维度3个值，共81个几何图形），对合取（只有一个解， 可用“并”来表示，例如，红的并且是方的）和析取同时进行研究，实验结果的确证明了“析取”比“合取”更难，寻找两个解的问题比寻找一个解的问题更难。这既与大学生思维方式有关，也与问题本身的特点有关[15]。就思维策略而言，该实验发现：大学生在形成假设阶段上偏向于使用“简易优先”启发式策略，并不对所有可能性作出反应；在实验设计阶段上，采取“聚焦于自己的假设”启发式策略，几乎没有人采用决策式的方式对所有可能性作出分析；在实验检验阶段上，一般采用单维度思考，如果在一个维度内找到解（哪怕不是惟一的解）就会停止搜索。大学生的这些启发式思维策略有利于简单问题的解决，可以防止认知上的浪费。有人认为人类在思维时是“认知吝啬者”，总是遵循“经济原则”[16]，该研究似乎也证实了这一点。但是，这样的思维方式却不利于复杂问题的解决（所以出现“析取”问题正确率显著地低于“合取”）。此项研究也向我们说明了一个事实：即使是大学生，他们的思维（特别是探索未知的创新性思维）也有待于更严格的训练。
四、人类思维能力训练研究
怎样使人更聪明，怎样使人的聪明才智更好地发挥出来，一直是心理学密切关注的课题。国外已有不少著名的儿童思维训练教程，例如，费厄斯坦的《工具丰富教程》、德波诺的《柯尔特（CORT）思维教程》、利普曼的《儿童哲学》等。但是，国内外的许多实验检验证明，虽然这些思维训练能提高儿童的智力测验分数（智商），但是不能提高儿童的学习成绩。国内的一系列研究开始探索结合学科教学进行思维训练，并取得了显著的效果，例如，初中学生解答几何问题的思维策略训练[17]，初中学生解答应用题思维策略的元认知训练[18]，高中学生解答力学问题思维策略的元认知训练[19]，等等，都是十分成功的教学实验。更可喜的是，国内出现了整套的学科领域思维训练教程。例如，由张庆林领导的国家自然科学基金资助项目“儿童解决问题思维策略的发展”课题组开发了专用于小学生读写思维能力训练的《学会思考》、专用于小学生数学思维能力训练的《脑筋开窍》、专用于小学生科学领域思维能力训练的《智能训练》三套教程（共30分册），在北京、重庆、四川、贵州、广西、云南、河南等省市区200多所小学展开实验，反响很好。
课题组提出了思维能力培养的“策略性知识转化”理论。他们认为，要发展小学生的思维能力，必须从传授关于如何学习、如何思考（特别是创新性思考）的策略性知识开始，如果这些策略性知识能够真正理解、熟练运用、自觉运用，那么，策略性知识就转化成了思维能力。为此，策略性知识的学习必须做到“三化”：①经验化。策略性的知识是抽象的用文字概括的方法性知识，这种知识的学习必须和具体的经验体会结合起来，才能真正领悟。否则，只会是死记策略性知识的字词，而不是真正的理解，只能“纸上谈兵”。②自动化。只有经过实践练习和运用，策略性知识达到十分熟练的自动化程度，这种知识才能在工作记忆中所占容量较少，留下足够的容量去思考眼前问题及其与策略性知识的联系，否则，策略性知识本身会占满工作记忆的容量，就不可能留下容量去思考任何问题，策略性知识就不能用来解决任何问题。③条件化。在能够真正理解和熟练运用策略性知识的基础上，还要做到这种知识的条件化（建立起“条件—动作”的产生式系统），即知道这种知识在什么条件下使用，并且一遇到适合的条件就自觉地使用之，而不需要别人的督促或提醒。如果策略性知识做到了经验化、自动化、条件化，那么，策略性知识就转化成了能力。
为了促进策略性知识向能力的转化，课题组创造性地研究出一套思维策略教学模式。这一模式包括六个阶段；
第一阶段，策略感悟。通过一个例题的两种不同思考方法一优一劣的对比，让儿童感受和领悟到应该如何思考。
第二阶段，策略尝试。让儿童运用刚才领悟到的思考方法去思考一个类似的例题。这是一种模仿性质的从具体到具体的类比。第一二阶段的感性经验，能促进策略性知识的真正理解。
第三阶段，策略反思。在第一二阶段的具体感性经验的基础上进行比较和归纳，形成策略性知识的一种抽象，即文字表达，教材中称之为“思维诀窍”。此时，具体感性经验已上升为抽象的策略性知识，并达到了经验化的要求。
第四阶段，策略应用。这是一个从抽象到具体的过程。在老师的指导下，儿童积极运用“思维诀窍”去解决一系列由易到难的各种问题，促使策略性知识的自动化。
第五阶段，策略迁移。师生共同讨论本节课所学的“思维诀窍”还可以用于哪些地方，促进策略性知识条件化。
第六阶段，策略巩固。这一环节一般不在本节课完成，而是在一种策略教学之后的二至三周内完成。其目的是为了防止策略性知识的遗忘和促进策略性知识使用的自觉性和习惯化。虽然国内关于儿童思维训练有了许多研究，但是关于成人思维训练的系统研究尚未起步。而国外对厂长、经理、营销人员、科研人员的思维训练有不少成功的研究范例。所以，国内关于思维的研究，还只是刚刚起步，还有很长很长的路要走。