知识表征的新观点——知觉符号理论，本文主要内容关键词为：表征论文,知觉论文,符号论文,观点论文,理论论文，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。
1 前言
知识在人的头脑中是如何表征的？认知科学发展史上盛行的理论是命题符号理论（propositional symbol theory）[1]。而最近，Barsalou受认知科学主流之外的哲学传统的鼓舞，从理论上提出了一个新的知识表征理论——知觉符号理论（perceptual symbol theory），想借以取代命题符号理论[2，3]。实际上，知觉符号理论已经有了很久的历史渊源，在认知心理学发展之前，关于知识的理论基本都是知觉性的。因为国内至今还没有人专门介绍这一理论，本文拟在掌握的部分国外有关文献的基础上系统的对该理论作一阐述，以期国内研究者对该理论有所认识并进行一些相关研究。
2 知觉与认知的关系
在过去几十年中，认知和知觉领域是相互分离的。知觉和认知被认为反映了大脑独立的、不同的系统，知觉系统从环境中提取信息并将其传递到执行认知功能的系统中（如言语、记忆、思维等）。与此不同，Barsalou认为认知在本质上应当是知觉性的，其与知觉在认知和神经水平上都享有共同的系统。知觉状态包含对外界刺激无意识的神经表征和有选择的意识经验。知觉状态一旦产生，其中一些便通过选择性注意被抽取出来并储存在长时记忆中。在以后的激活中，这种知觉记忆可起到符号作用以代表外界事物，并进入符号操作过程。大量知觉符号集中起来就组成了认知表征。知觉符号具有模式性（modal）和类似性（analogical），模式性是指它们与产生其的知觉状态处于同一系统，例如在知觉中表征颜色的神经系统很大程度上在知觉符号中也表征物体的颜色；类似性是指在某种程度上，知觉符号的结构与产生它的知觉状态是对应的。
3 命题符号理论
20世纪中期认知心理学和认知科学以外的逻辑学、统计学和计算机科学的发展使理论家们就知识表征提出了许多至今仍在广泛使用的新术语，如特征列、框架、图式、语义网络等。这时的主要理论被称为命题符号理论，认为认知的构成材料是命题，然后形成命题网络，随着对命题的不同操作或操作次数的增加，命题网络会不断更新，所以它的容量无限，解释力很强[4]。命题符号理论具有功能性概念系统所需的许多重要特性，包括表征类型、特征、产生归类推断、表征命题和抽象概念等。
但命题符号理论仍面临许多未解决的问题。首先，几乎没有直接的经验性证据证明存在命题符号。许多研究者运用图片和单词加工任务验证概念符号的命题性，但对这些研究的深刻分析却发现概念符号具有知觉特性[5]。命题符号理论还受到神经科学研究的挑战。许多研究证实有关归类的知识位于大脑的感觉运动区，感觉运动区受损会影响运用该部位知觉客体以及归类过程，这些研究结果强有力的表明归类知识不是命题性的[6]。命题符号理论的另一缺点是难以对知觉事物向命题符号转换的过程做出令人满意的描述。如果我们无法解释这些符号是怎样在认知系统中产生的，那么我们又怎能相信它们是存在的？正是因为研究者看到了命题符号理论面临上述难以解决的问题，所以知觉符号理论应运而生，而且不同领域越来越多的研究者开始关注和发展这一理论[7]。
4 知觉符号理论的主要特征
4.1 知觉符号是感觉运动系统的神经表征
知觉符号不是客观的图片，也不是心理表象，而是以知觉为基础的神经表征。在知觉过程中，感觉运动区域中的神经系统从外界环境和自身知觉中获取信息。现代知觉理论认为，知觉符号就是对知觉引起的神经冲动的一次记录。同样，这一假设也成为有关表象的依据。表象和知觉共享同一神经系统，这个神经系统另外也与概念知识有关。但这并不表示知觉、表象和知识具有完全相同的神经系统，它们在许多地方是有差异的[8]。
4.2 知觉符号是图解式的（schematic）
知觉符号的图解性来自认知心理学中公认的假设，即选择性注意将知觉中的信息分离，进而把分离的信息贮存于长时记忆中。知觉过程中，认知系统可以将注意集中于一个有意义的知觉部分。当知觉一系列物体时，注意能集中于某一物体的形状、颜色、结构、以及周围的物体。知觉的某一部分一旦被选择，就很有可能被贮存到长时记忆中。有关记忆的研究表明长时记忆的储存是跟随选择性注意而进行的，至少在相当程度上如此。对自动化的研究也表明选择性注意控制储存。当选择性注意持续的集中于部分经验时，大量的图解式表征就被储存在了记忆中，而这些表征可提供基本的符号功能。
4.3 知觉符号是多模式的（multimodal）
知觉符号的形成过程不仅可以在视觉中进行，还可以在其他感觉通道和内省中进行。例如，人们通过听觉获得各种声音的知觉符号，通过触觉获得质地和温度的知觉符号，通过躯体感觉获得手部运动和肢体运动的知觉符号。每一种符号都储存于独立的脑区，即视觉符号储存于视觉区，躯体感觉符号储存于运动区等等。神经科学有关研究支持了这一假设，例如，视觉区受损会阻碍依赖视觉特征解释的概念加工过程，同样，运动和躯体感觉区受损也会阻碍由运动和躯体感觉特征解释的概念加工过程。当人们进行有关动物的概念化作业时，视觉区会被高度激活；而进行工具的概念化作业时，运动和躯体感觉区则被高度激活[9]。
4.4 仿真器（simulators）和仿真（simulations）
知觉符号在长时记忆中并不是独立存在的，相关的符号组成一个仿真器，从而使认知系统在客体或事件不在当前出现时仍能够建构出对他们的具体的仿真。例如观察一辆汽车时首先进行知觉符号的储存过程，实现对车的不同部分、不同方位的空间整合，此后当汽车不在眼前时观察者就可以对其进行仿真。再如对事件进行仿真也有类似的过程，想象某个人踩汽车踏板并听到发动机响，然后松开踏板，听到发动机熄火这一过程，由于对每个分事件所储存的知觉信息在时间上都是统一的，此后知觉者便可以仿真出事件的过程，并且由于选择性注意的程度不同，被仿真的事件可能包括各种形式的经验，除了视觉信息，还可能包括踩踏板的躯体感觉经验、听到发动机响的听觉经验等。
4.5 框架（frames）
框架是用来对某一类别进行仿真时使用的一个整合的知觉符号系统。框架和由它产生的仿真物共同组成了仿真器，在知觉符号系统中框架和图式具有一定的相似性。知觉符号系统形成“车”这一框架的过程包括：首先，在知觉第一辆车时先对车的整体形状和部分结构形成图解式的符号，再将这些符号整合到一个框架中；接着，当知觉第二辆车时就会产生回忆，第一辆车部分整合的符号得到激活；然后先对第二辆车与第一辆车相同的形状和结构信息进行加工，再对第二辆车的其他部分进行加工，建构出新的知觉符号（如天线，油箱）；最后从两辆车提取的信息都会整合到一个知识结构中，这一结构就组成了“车”的最初框架，从两辆车相同的部分抽取出的知觉符号会对应到框架中的某一部分。
4.6 言语指示和控制
人类的言语符号和知觉符号一样，也是对知觉事物的图解式记忆，只是被知觉的事件是说出来或写出来的。当选择性注意集中于所说或所写的词时，从知觉状态中抽取的图解式记忆便会整合到仿真器中，并在此后的再认、想象中产生这些词的仿真。当词的仿真器在记忆中产生时，它就与这些词所指代的客体或事件联系起来。词的仿真器也与仿真的其他方面有联系，包括表面特征、方式、关系等。在概念的仿真器中，大量词的仿真器联系起来以产生一个反应概念的语义背景。词的仿真器与概念的仿真器联系起来就可以控制仿真。当再认一个单词时，认知系统会激活相关概念的仿真器以仿真出可能的指代物。当分析文章中的句子时，表面的句型为建立知觉仿真物提供了参考。
5 知觉符号理论的实验验证
实证性的区分命题符号理论和知觉符号理论是比较困难的，一个可能方法是深入验证它们最重要的理论差异，即内在符号与外在物体原型的关系。命题符号理论认为两者间的关系是任意的（arbitrary）、语言学模式的（linguisticlike），而知觉符号理论则认为两者间的关系是类似的（analogue）、知觉的（perceptual）[3]。例如，想象一张桌子的心理表征。根据命题符号理论，表征是任意的，只是单词“桌子”而已，不必解释为什么“桌子”就代表我们称之为桌子的物体，两者间的关系是随意产生的；然而知觉符号理论认为对桌子的表征不是任意的，这种表征看起来就是像桌子一样的东西，有一个平面和四只脚，而且这种表征不受文化差异的影响，不论哪国人，他们对桌子的表征是相似的。
知觉符号理论认为符号和原物之间有类似关系意味着原物的变化将引起知觉符号的变化。例如，如果原物体方位改变（如桌子倒置在地板上），那么对其的表征也会发生变化；但命题符号理论并不这样认为（站立的桌子和倒置的桌子都是桌子）。需要指出的是，对一张桌子的知觉表征不是由单个知觉符号引起的，而是由一系列有关指代物各种组成部分（如高度、颜色、形状、纹理）的知觉符号组合而成的，其中方位只是这些符号中的一种。这种由知觉符号组合形成物体表征的过程就是上面所说的仿真。根据知觉符号理论，可以预言心理表征与原指代物间的相互作用。具体来说，仿真会模拟实际知觉中的操作过程，如果原物变高，仿真物也会变高；原物改变颜色，仿真物也会改变颜色。原物体所发生的任何转换都会引起仿真物相关的转换。
Barsalou举了一个例子来说明他的观点，当个体阅读句子"John put the pencil in the cup"，受铅笔和杯子固有属性的影响，这个句子的仿真物将会是垂直放置的铅笔。因为铅笔通常是长的，要把它放在杯子里只能垂直放置，铅笔“长”的特性使之不可能水平放置在茶杯里。然而对句子"John put the pencil in the drawer"的仿真则是水平放置的铅笔，原因与上面所说相似。值得注意的是，在上述知觉符号理论的例子中方位信息只是仿真的一部分，这在命题符号理论中是不存在的。对于句子"John put the pencil in the cup"，典型的命题表征包括PUT（John，pencil，cup），而不能出推论铅笔的方位。知觉符号理论也并不认为在仿真过程中各种知觉符号特性都会被激活，只有与阅读理解有关的那些特性才被激活[10]。
知觉符号的类似性允许研究者进一步扩展Barsalou的观点，原物的改变会引起仿真物的类似改变，那么原物描述中所暗示的改变也会出现在仿真物中。具体来说，对于句子"John put the pencil in the cup"，垂直放置的铅笔图画的再认时间会比水平放置的铅笔图画的再认时间短；而对于句子"John put the pencil in the drawer"，结果正好相反。这是根据仿真的知觉本质推理出的。正如实际看见某物体后有利于对其进行再认，对某物体的仿真也有助于之后对它的再认。
基于上述设想，Zwaan等人通过实验很好的验证了知觉符号理论[11，12]。在实验中他们检验了当图中物体方位或形状与先前阅读的句子中隐含的物体方位或形状相关时，原物体方位或形状对图画再认时间的影响。实验要求被试阅读一系列句子，每个句子呈现后都有一幅图画，被试要判定这幅图画中的物体是否在先前句子中提到过。图中物体的方位或形状是变化的，它与句子中隐含的物体方位或形状有匹配和不匹配两种情况。例如，呈现给被试“他往墙壁上钉钉子”或“他往地板上钉钉子”的句子，接着出现一幅图画，图画中钉子要么是水平的，要么是垂直的，这样就与句子所隐含的方位形成了匹配和不匹配两种情况。要求被试尽快判断图画中物体是否在之前的句子中提到过。再如，呈现给被试“护林员看到一只老鹰在天空中”这一句子，而随后呈现的却是一只合着翅膀的老鹰的图画；或者呈现给被试“护林员看到一只老鹰在巢穴中”的句子，而随后呈现的却是一只展开翅膀的老鹰的图画。在这种条件下，被试对匹配图画的再认时间会明显短于不匹配图画的再认时间。而根据命题符号理论，两种情况下反应时间不会有差异。实验结果很好的验证了知觉符号理论，不论是方位信息还是形状信息，图画和句子不匹配时的再认时间明显慢于匹配时的再认时间。
6 小结
知觉符号理论虽然提出了一整套理论框架，也有了一定的实证检验，但作为一种新的知识表征理论，当前对它的关注和研究还是远远不够的。知觉符号理论是为了批驳命题符号理论而提出的，但实际上命题符号理论是很难彻底批驳的。命题符号理论几乎也能解释知觉符号理论所解释的任何现象，由于命题网络通过对命题的操作次数的增加而不断增加，命题或者操作的数目在理论上也是没有限制的，所以命题符号理论拥有极强的解释力。当前，知觉符号理论从实证上对命题符号理论的批驳仍限制在一个很小的范围，知觉符号理论要想取代命题符号理论还有很长的路要走。