知识

• 信息在记忆中的存贮、整合和组织
• 信息——来源于感觉
• 知识 = 信息
• 知识 = 经过组织（领悟）的信息

• 语言和知识
• 语言作为种系发生学的划分标准
• 人类的语言发展水平远远超越了其他物种
• 语言帮助我们了解我们的知识是怎样存储的
• 语义结构使我们能够辨认出哪些类别的事物被记忆存储，以及被存储的事物如何与头脑中的其他东西相联系
• 内容、结构、加工过程

• 陈述性知识和程序性知识
• 在任何一种知识表征的理论中，都有必要涵盖这两种类型的知识
• 陈述性知识：知道是什么 如，我把雨衣放在浴缸里，因为它是湿的。
• 程序性知识：知道怎样做 如，怎样洗澡
• 知识在头脑中可能以多种不同的方式得到表征，包括：
关系 词汇表征 命题关系 图像 神经学成分

早期研究

语义组织

• 在聚类模型中，语义组织通常被理解为
• 对意义相近的元素的分类和聚类
• 如，里根，布什，尼克松（共和党总统）；克林顿，卡特尔，肯尼迪（民主党总统）

联想主义取向

• 组织性变量 (Bower)
• 记忆中语义内容的组织化，对于记忆和回忆的实际影响远远大于人们此前的认定
• 概念层次对回忆产生的潜在影响(Bower et al., 1969)

• 聚类模型 (Bousfield & Bower)
• 概念倾向于聚集成类
• 对“无关”单词的自由回忆表明，在类别上相似的单词会被一起回忆出来
• 骆驼，驴子，马
• John, Bob, Tom
• 卷心菜，莴苣，菠菜

语义记忆：认知模型

集合-理论模型 (Meyer)

• 语义概念由元素（即信息的集合）来表征
• 样例集合 鸟= 金丝鸟、知更鸟、鹰…
• 属性集合 鸟 = 翅膀、羽毛、鸣叫、飞行…

• 记忆提取是一个查证过程，即对两个或两个以上的信息集合进行搜索，找到其中重叠部分的样例 如，“知更鸟是鸟”
• 将两个集合的属性加以比较 集合属性的重叠程度构成了对命题正确性作出判断的基础 随着集合间距离增大，做出判断的反应时也会增加

• 两种逻辑关系 全称肯定(UA): 所有S都是P “所有金丝雀都是鸟” 特称肯定(PA): 一些S是P “一些动物是鸟“

语义特征—比较模型 (Smith & Rosch)

• 与集合-理论模型在结构上相似，但是在一些重要假设上存在差别
• “单词的意义并非不可分析的单元，而是可以由一个语义特征集合来加以表征”

• 单词的意义可以由一个语义特征集合来加以表征
• 定义性特征 — 重要的，定义性的
• 技术层面而言：“鸡是鸟。”
鸡有喙，翅膀，羽毛
• 描述性特征 — 偶然的，描述性的
• 宽泛而言：“蝙蝠是鸟。”
蝙蝠会飞，有翅膀，看起来似乎是鸟

• 正确陈述的定义性特征和描述性特征均有很大重叠

• 特征—比较模型可以解释这样的现象：一个类别中的某些成员要比另一些更加典型 (Rosch,1977)

• 语义特征-比较模型的弱点 (Collins & Loftus, 1975)
• 没有任何一种单一属性是在定义某项事物中必不可少的
• 人们似乎很难判断一个特征到底是定义性的还是描述性的

• 集合-理论模型&特征-比较模型
两种模型都增进了人们对于语义记忆的理解：
1. 它们提供了关于语义记忆的多个维度的特定信息
2. 它们将语义分类的信息作为语义记忆的完整理论的起点，这种理论可以包容记忆技能的庞大网络
3. 由于这两个模型关系到复杂的记忆操作，因而他们触及了我们的知识表征这一更大的课题，其中最重要的部分涉及语义符号的存贮以及语义符号的回忆规律

网络模型

• 在记忆中的知识，是相互独立的单元所连接而成的网络

• 单词的存储绑定到一个复杂的联系网络上
• 如，“鸟”和“知更鸟”是用两者间的关系来储存的，那就是：知更鸟是鸟

• 层次网络模型 (Collins & Quillian)
• 对于任何一个单词，都用它与记忆中其他单词的相对关系来加以描述，其意义的是由它与其他单词的联系来表征的
• 信息存储所需空间的最小化
• 被认为是计算机存储设计中的经济选择
• 信息从语义记忆中的提取方式
• 如，“鲨鱼会运动。”
• 鲨鱼——鱼——动物：会运动
• 所有这些概念结构中进行的搜索都需要花费时间
• 对层级网络模型的批评
• 典型性效应：网络中的联想强度是可变的
如，“鸽子是鸟” & “企鹅是鸟”
• 某些联想关系破坏了系统的认知经济性 “鲨鱼会动”和“鱼会动”反应一样快
• 熟悉性效应 ( Rips et al., 1973) “狗是哺乳动物” 比 “狗是动物”反应更慢，因为我们更经常接触后者
• 不能解释否定判断： 判断同一范畴的两个词比判断不同范畴的两个词需要花费更长的时间(Glass & Holyoak, 1975) “所有铁杉都是鹦鹉” 比 “所有铁杉都是雏菊”快

• 激活扩散理论
• Collins & Loftus (1975)
特定的记忆分布在概念空间里，并与其他与之有关的概念联结在一起



• 激活过程在概念间扩散，可以用来解释启动实验
• 批评
• 过于灵活、难以证伪
• 没有决定连线长度的确定规则
• 没有确定扩散后激活持续时间的规则
• 没有说明多大程度的激活量才能激活一个节点的规则

命题网络Propositional Networks

• 复杂的观点可以通过简单的关系来表达

• 命题(Proposition): 可以作为独立断言的最小知识单位 (Anderson, 1985)

• 人类联想记忆（HAM）
• Human Associative Memory (Anderson & Bower, 1973)
• 基本表征单元是将概念连起来的命题，而不是单个的概念本身。
• 命题是抽象的表征，在形式上类似句子。
• 一个命题是由一小集联想构成的，每个联想则将两个概念结合在一起或联系起来。
• 命题树：
• 结点（圆）：代表命题、上下文、事实、概念
• 指针：代表联想

• 思维的适应性控制 (ACT)
• Adaptive Control of Thought (Anderson, 1983)
• 产生系统: 人类的认知基础是一系列的条件-行动对（conditional-action pairs）
• ACT里的知识表征
• A temporal string时间串 Encodes the order of a set of items, “one, two, three…”
• A spatial image空间图像 Encodes spatial representations, e.g., the coding of a square or triangle
• An abstract proposition抽象命题 Encodes meaning or semantic information, “Bill, John, hit
• An abstract proposition抽象命题

知识表征(补充)

Connectionism (联结主义)

• William James (Psychology: The Briefer Course [1892])
“when two elementary brain-processes have been active together or in immediate succession, one of them, on recurring, tends to propagate its excitement into the other.”

• Connectionism: A theory of mind that posits a large set of simple units connected in a parallel distributed network (PDP)
• Mental operations, such as memory, perception, thinking, and so on, are considered to be distributed throughout a highly complex neural network, which operates in a parallel manner.
• Based on the assumption: Units excite or inhibit each other throughout the system at the same time or in parallel.
• Not simply sequential
• In connectionistic models the patterns themselves are not stored; what is stored is the connection strength between units, which allows these patterns to be recreated.
• Learning consists of the acquisition of connection strengths that allow a net work of simple units to act as if they knew the rules.
• Rules are not learned; connections between simple units are.
• PDP model is neurally inspired. The metaphor on which the model is based is the brain rather than the computer (see especially Collins and Quillian.)
• Learning of associative relationships involves changing the strengths between the input units and the output units.

图式(补充)

• 图式依靠一些插槽（slot）结构来表征类别知识
• 比如，房子

• 上属插槽
• 类似语义网络中的上属连接，指向上属概念
• 如果没有遇到冲突，那么一个概念就继承了其上属概念的特征
• 如，建筑物是房子的上属概念。建筑物的图式中存储了诸如房顶、墙壁以及建造在地面上这样的特征，这些信息不在房子的图式中表征，因为它可以由建筑物推论出来

• 组成层次
• 比如墙和房间是房子的组成部分，有它们自己的图式定义，储存着它们自身的组成部分（比如窗户和天花板）。通过使用组成层次，我们能够推断出房子有窗户和天花板

• 图式是从具体实例中抽象出来的，它能够用来推断其所表征概念的实例的属性
• 比如我们知道某物是房子，那么我们就能利用图式来推断它可能是由木头或砖制造的，并且有墙、窗户、天花板
• 基于图式的推论过程必须能够处理意外
• 比如想象一座没有屋顶的房子
• 必须理解图式的插槽之间的约束关系
• 比如听说一个房子建在地下，那么就可以推断出它没有窗户

• 布鲁尔和特莱耶斯 (Brewer & Treyens, 1981)
• 30个被试被分别带入上图的房间，告知他们这是主试的办公室，他们要在这里等候，因为主试要去实验室看一下前一个被试是否已经完成了实验
• 35秒之后，主试返回并将等待的被试带到邻近的会议室，在这里，被试要写下他能记住的主试办公室中的所有东西
• 包含在办公室图式中的项目回忆非常好
• 29人回忆出一把椅子、一张书桌和墙壁
• 不包含在办公室图式中的项目回忆较差
• 8个人回忆出公告板、一个骷髅头
• 错误记忆
• 9个人回忆出有一些书（实际上并没有）

记忆结构分类

• Squire (1986) & Squire et al. (1990)

• The brain is organized around fundamentally different information storage systems

• This system accepts both conscious and unconscious memory as serious topics for research

Amnesia

• Studying people with amnesia lends support for the existence of STM and LTM

• Retrograde amnesia逆行性遗忘
Inability to recall information acquired prior to the onset of the disorder.

• Anterograde amnesia顺行性遗忘
The loss of information presented after the onset of the memory disorder.

• Both types of amnesia can be temporary or permanent
• Temporary
• Head trauma, electroconvulsive (shock) therapy (ECT)
• Permanent
• Prolonged use of ECT, severe traumas, stroke, cerebral vascular ruptures, massive consumption of alcohol(Korsakoff’s syndrome)

• H. M. (Milner, Corkin, & Teuber, 1968) Some complex cognitive ability remained intact Episodic memory was seriously impaired (Chapter 6)

• Cohen & Squire (1980)
• Could acquire the skill involved in reading words from
• mirror-reversed display
• Could neither remember the words nor the skill thehad practiced
• Skill learning & episodic recall
• (See also K. C. in Chapter 7)

• Jacoby & Witherspoon (1982)
• Prime: “What is an example of a reed instrument(簧乐器)?”
• Spell test: spell [ri:d] (read/reed)
• Control & Korsakoff groups: reed
• Recognition test
• Korsakoff group: unable to recognized it they had heard
• Control group: able
• Priming effect is unaffected by amnesia, while reorganization is affected
• An important distinction in the way knowledge is represented may be in terms of the activation of neural pathways and the access of episodic memory

Memory Consolidation记忆巩固

• Perseveration-consolidation theory重复-巩固理论 (Muller & Pilzecker)
• Memory for new material was disrupted by the learning of new information shortly after the original learning.
• It was as if memories, like photographic images, need a period of time to become “fixed”.

• McGaugh (2000)
• STM may not be ‘bumped’ into LTM as a sequential process
• Specific drugs can selectively block short-term memory or long-term memory, which suggests that the two memory processes are independent and operate in parallel.

Organization of concepts in the brain

• How is that knowledge organized in the brain?
1.One obvious possibility is that all information we possess about any given object or concept is stored in one location in the brain.
2.Another possibility is that different kinds of information (features) about a given object are stored in different locations in the brain.

知觉-功能理论 Perceptual—functional theories

• Warrington and Shallice (1984) and Farah and McClelland (1991)
• 重要区分:
• 知觉特征 (如，那个物体看起来是什么样的?) 对生物的语义知识
• 功能特征 (如，那个物体有什么用?) 对非生物的语义知识
• 额外假设: 语义记忆中知觉属性的信息量远超功能属性semantic memory contains far more information about perceptual properties of objects than of functional properties
• 词典中对生物和非生物的解释：
• 视觉: 功能描述 生物是7.7:1 非生物是1.4:1
• 两个假设
• 脑损伤通常导致生物比非生物知识受损更严重
• 脑损伤可能损毁更多的知觉特征而非功能特征信息，因为前者原本就存储得更多.
• 脑神经成像应该能揭示知觉特征和功能特征分别激活不同的脑区
• 许多脑损伤病人显示出特定类型受损（category specific deficits）, 即他们对特定类型的物体存在认知障碍
• 请健康被试对生物或非生物提取知觉或非知觉信息（Lee, Graham, Simons, Hodges, Owen, and Patterson，2002)

多重属性取向 Multiple-property approach

• 知觉-功能理论过于简单，如许多生物的属性既不感觉也不功能 (如，肉食动物，沙漠生物)

• 对功能的定义非常广泛，通常包括一个物体的用途（uses）以及如何操作（how it is manipulated）

• Buxbaum and Saffran (2002)
• Apraxia失用症：额顶叶受损的失用症病人保留了关于物体用途的知识，但丢失了如何操作物体的知识.
• 非失用症病人：颞叶受损，表现出相反的模式

• Cree and McRae (2003): 区分知觉和功能属性过于简单，脑损伤病人表现出各种类型的知识受损

Grounded cognition扎根认知