儿童归纳推理基础理论探索
作者: 李红 陈安涛 / 2446次阅读 时间: 2016年11月23日
来源: 陕西师范大学学报:哲社版200204 标签: 概念 儿童认知 归纳推理 概念发展 知觉特征 认知心理
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儿童归纳推理基础理论探索
An Exploration of the Basic Theory of Children's InductiveInference
陕西师范大学学报:哲社版200204
LI Hong,CHEN An-tao
(Department of Psychology,Southwest Normal University,Chongqing400715,China)

【作 者】李红 陈安涛

【作者简介】李红(1965-),男,四川武胜县人,西南师范大学心理学教授,教育学博士。西南师范大学 心理学系,重庆 400715

【内容提要】儿童归纳推理基础之争,实质是信息加工自上而下还是自下而上的问题。在儿童归纳推理研究中应该重视概念知识的作用。概念发展对归纳推理研究有决定性的影响。将归纳推理按个体的知识领域丰富与否进行划分,分成知识丰富领域归纳推理和知识贫乏领域归纳推理。在知识贫乏领域内进行的归纳推理可能是基于知觉信息的,形成类似“像某某的东西有……属性”概念;在知识丰富领域内进行的归纳推理可能是基于概念或理论的,形成类似“某某类的东西有……属性”的概念。

【摘 要 题】理论研究

【英文摘要】Disputes over the bases of children's inductive inference actually focuses on whether information processing goes fromtop to bottom or from bottom to top.Therefore,in the study ofchildren's inductive inference,emphasis should be laid on thefunction of knowledge of concepts because development of conceptsexercises a decisive effect on the study of inductive inference.Based on this understanding,inductive inference can be divided,by the quantity of knowledge of individuals,into the inductiveinference of the well knowledgable and the inductive inferenceof the poorly knowledgable.An inductive inference of the lattermay be based on perceptual information,forming something like a concept that"Something like such and such is characterstic of……"whereas an inductive inference of the former may be basedon concept and theory,forming a concept that"A particular kindof things is characterstic of……".

【关 键 词】儿童认知/概念/归纳推理/概念发展/知觉特征/认知心理

children's cognition/concept/inductive inference/devlopmentof concept/perceptual characteristic/cognitive psychology

【正 文】

人类思维的基础是确证各种关系,关系的确证涉及到分类,而分类的核心心理过程正是归纳推理,无论是人工智能,还是早期教育,都需要深入研究个体早期归纳推理发展规律及机制等问题。归纳推理是一种松散的推理,归纳推理的心理学研究针对的是个体以从特殊到一般的方式得出某种结论时的归纳信心或力度(inductive confidence or inductivestrong),由它所得出的结论不像演绎推理那样,只要前提正确,结论就一定正确,而是前提正确,结论只是可能正确。归纳推理的心理学研究就是要探讨这种心理可能性(把握或力度)大小受什么约束,其机制是什么。[1]目前心理学界对归纳推理的深层约束机制问题仍存在不少争论。回顾近20年来的有关研究,可以发现基本上有两种观点:知觉相似性基础观点(perceptual similarity-based view)和概念(理论)基础观点(concept-based view)。知觉相似性理论以欧希森和斯洛曼为代表,他们提出了基于特征的归纳模型(FBIM)和相似性复盖模型(SCM)。[2][3]基于特征的归纳模型认为,影响个体作出归纳力度判断的是客体之间的特征相似等性程度,而不是类别相似性。相似性复盖模型认为,个体做出归纳力度(信心)大小判断的依据有两个因素:前提类别和结论类别的相似性,前提类别与包含前提和结论类别的最低水平类别的成员的相似性,如果这两个因素的值越大,即相似性程度越高,那么个体将会做出更大力度的判断。这两个模型都严重地依赖类别或客体之间的相似性――相似性是推动归纳推理的基础。

概念(理论)观点目前尚没有形成成熟的理论模型,它们散见于一些最近的研究当中,以曼德拉和麦克多洛夫为代表[4]。这种观点认为个体(包括婴幼儿)的归纳推理是建立在其对世界分类所形成的概念基础上的,他们提出了分类任务当中的类别边界问题。他们认为,如果个体头脑中没有与真实客体相对应的概念,或者存在相应的概念但并没有在归纳推理当中起作用,而归纳推理只受到外界客体的知觉信息的支配,那么个体将不知道自己的推理到什么地方应该停止,即,归纳推理将得不到保证,推理可能提前中止,也可能越出边界。曼德拉等的研究发现,3岁以下的婴幼儿的归纳推理是受到概念边界控制的,他们能够准确地在概念的边界停止归纳。这是归纳推理基于概念的有力证据。[4]

  一、归纳推理基础之争的本质及相关问题

现在,我们已经知道归纳推理研究基本上可以以两个取向来进行,那么这两种取向哪一个更切合实际呢?我们怎样在实验当中提出相应的假设,并设计相应的任务来研究这一问题呢?在幼儿的归纳推理研究中,传统看法认为幼儿的归纳推理是受知觉的相似性决定的。昆内(1977)提出的动物相似性感觉和凯尔(1991)提出的类别相似性计算函数(SIM)即是这种看法的例子。幼儿看到一只狗饮水,便把此联想概括到所有狗身上,因为它们看起来相似。因此,概括的停止规则(stop rule)或者是狗的类别边界或者是围绕这只特定狗的视觉相似递变度。也就是说,与狗相似的事物将被假定为能饮水,但当事物在知觉上变得缺少相似性时,这种推理将变得不确定或者根本就不能做出这样的推理。随着经验的增长,幼儿观察到更多的狗和猫饮水(当然也有人),并且最终做出缺少知觉的跳跃,因而做出了更困难的跨越式归纳――所有动物都能饮水。根据这种看法,有人就假定是这些联想推理的积累产生了动物的概念。但是,这种假定不能说明为什么幼儿会在此动物领域的边界停住。因为,当一个人在动物领域中从哺乳动物向鸟和鱼移动时,例子的表面相似性会稳定地减少。如果个体对一个动物除了它能饮水,别无所知,那么,判断表面相似性何时不再足以允许做出概括将没有原则性基础;个体可能会过早停止做出概括并假定鸟不能饮水,或者概括做得过于宽泛而假定从未遇到过的客体也能饮水[4]。

事实上,个体的归纳推理还可能有另一种解释,特别在动物领域[4]。实验已经证明7个月和11个月的幼儿能区分动物和车辆,但不能区别对待狗和别的哺乳动物,而且还发现2岁幼儿还不能区分狗和马或兔子。这似乎意味着幼儿知道动物不同于车辆,但他们不能肯定某一种动物不同于别的动物。这意味着他们超出了狗和猫的水平而做了更宽泛的概括。这些结果,连同在9个月和11个月幼儿身上的相似发现,说明幼儿是在整个领域概括其所观察到的属性。所以,新的研究对传统看法提出了挑战,这是两种关于归纳推理基础的争论。我们先将两种关于归纳推理基础的争论表达如下:

1.根据婴幼儿归纳推理基于知觉相似性观点,个体会做出这样的归纳:A1有属性S,A2有属性,S,A3有属性S,(因为A1、A2、A3看起来相似)所以和它们相似的东西都有属性S。比如,婴幼儿看到白狗、黑狗和花狗都能饮水,会得出这样的归纳结果:和白狗、黑狗和花狗看起来相似的东西都能饮水。

2.根据婴幼儿归纳推理基于概念(理论)观点,个体会做出这样的归纳:A1有属性S,A2有属性S,A3有属性S,(因为A1、A2、A3可构成类别A)所以和A同类的东西都有属性S。这样,从上面的例子中,婴幼儿得出的归纳结论就是:狗(或者动物)能饮水。

可见,由于个体在归纳推理时受到的约束条件不同,所以做出的推论结果是不同的。我们先讨论这一差异,再讨论这种差异的本质。

根据知觉相似性理论,个体归纳推理将得出这样的结论:“像某某的东西有……性质/特点”;根据概念或类别理论,个体的归纳推理将得出这样的结论:“某某类的东西有……性质/特点”。

在两种支配原则控制下的归纳推理的差异不仅存在于归纳推理过程中,而且还表现在归纳结论中。以知觉相似性方式完成的归纳结论应用于新异客体时,个体形成的规则是:像前提客体的客体就具有前提客体所具有的属性。他们判断的依据是外界客体的知觉信息,因而归纳推理将受到客体可知觉信息的强烈影响。以概念方式完成的归纳结论在应用于新异客体时,个体形成的规则是,与前提客体同一类别的客体将具有前提客体所具有的属性。它认为概念知识对于归纳推理有强烈影响,个体的归纳判断是受到概念知识支配的。

现在,我们来看这两种观点差异的本质何在。在认知心理学中,存在着一个基本的也是一个重大的基本问题的争论,那就是信息加工方式是自下而上的,还是自上而下的。今天认知心理学界普遍认为二者都是不可或缺的,否则认知活动根本无法完成。我们发现,归纳推理基于知觉信息和基于概念知识争论的实质就是信息加工是自上而下还是自下而上方式的问题。

如果个体的归纳推理按基于概念知识方式来完成,则个体在推理中是自上而下进行加工的,他主要依据的是头脑中已经形成的关于类别的概念。如果个体是按基于知觉信息方式来完成的归纳推理,个体要把握的是外在客体之间的知觉相似性,他抽取外来信息中某些成分作为归纳判断的依据,这时外来知觉信息对归纳力度的判断有强烈影响。

以图1来说明我们的观点。可以看到,在信息加工过程中,自下而上的加工和自上而下的加工一直都在交互进行,二者不可或缺。试想,一个人对面前的客体没有任何的知识,他是不可能对它有多少深入的认识的,而如果没有任何环境信息的输入,一个人也无法准确地认知客观世界。如感知觉的加工过程和长时记忆有着交互作用,而工作记忆中归纳推理的加工则与长时记忆有着更多的交互作用。即归纳推理肯定受到知觉信息的影响,同时可以肯定的是它也受到个体已存在的概念知识的影响。所以在提出理论模型及进行实验设计时应该考虑这两者的作用及其关系。

附图{图}

  图1 归纳推理在信息加工过程中的位置

  二、从概念发展的角度来讨论归纳推理

在本文中,我们要特别强调概念在归纳推理中的重要作用。因为早期的研究都没有认真考虑这一问题。我们有必要对这一问题展开更多的讨论,以期对相似性复盖模型和基于特征的归纳模型提出补充或者修正。

由于儿童的认知能力和概念知识都在不断发展中,那么,他们的归纳推理的机制和约束条件必然也会随着概念知识的发展而变化。因此,我们有意将儿童的归纳推理发展首先置于概念发展的背景下来讨论。

大多数心理学家都承认,不可能完全剥离个体知识经验对智力活动的影响,所以在分类或归纳推理研究当中的空白属性实际上不是绝对的。但我们不希望只停留在证明归纳推理还受到概念知识的影响上,而应该深入地探讨个体在做出归纳论断时,影响归纳力度的各因素。比如,客体特征的代表性程度,类别之间的相似性,个体已经形成的知识经验水平,个体的认知能力。这是自上而下的方式研究所必须涉及的。

既然讨论概念知识对归纳推理的影响,那么,就有必要先对概念及概念发展研究作一些讨论。迈丁等在关于概念的综述中指出,按照结构差异的标准,概念可分为基本水平概念(basic level concept)、下位水平概念(subordinate concept)和上位水平概念(superordinate concept)三种。[5]基本水平类别是最具包容性的类别,其中可列出许多共同的特征或属性。大多数客体可以以不同的抽象水平加以描述和命名(如摇摆椅、椅子、家具、人造物),但客体的“最好名字”应处于基本水平。有关基本水平概念的内涵目前较有说明力的观点是珀林(Berlin)提出的,他认为基本水平概念在典型情况下应和类相对应(如蓝鸟、鲈鱼、山毛榉树)。而洛希等认为基本水平应处于更抽象的水平,因而应与纲相对应(如鸟、鱼、树)。对此,科利等曾使用归纳信心(inductive confidence)的测量方法对两种类型人口(现代社会人和传统社会人)进行了跨文化比较。令人惊讶的是,危地马拉的印地安土著人和美国大学生一致地表明基本水平和类相对应。那么,上面的两个例子中,基本水平概念分别是椅子和蓝鸟。

在确定了基本水平概念后,就可以容易地确定上位水平概念和下位水平概念。可以认为比基本水平更具概括性、更抽象的概念就是上位水平概念,相反,更具体、更少概括性的概念就是下位水平概念。马克曼观察到集合类别很可能是上位水平类别,如洛希等提出的纲(如鸟、鱼、树),而具体的一只麻雀就是下位水平概念,如表1示。

  表1 三种概念水平

水平   上位水平概念   基本水平概念    下位水平概念

举例   鸟、鱼、树   蓝鸟、鲈鱼、山    某只具体的蓝鸟、

             毛榉树        鲈鱼、山毛榉树

那么,儿童获得这三类概念的顺序是怎样的呢?虽然洛希等认为儿童首先获得的概念是基本水平的。但最近的研究已增加了上位水平类别早期获得甚至比基本水平还早的可能性。比如,曼德勒等发现18个月儿童能够在上位类别区分动物和车辆的成员,但他们不能区分这些类别内的成员(比如,狗和兔子,汽车和船)。[6]曼德勒从这个发现中得出结论:儿童获得一定的上位水平类别概念要早于基本水平类别。综合来看,儿童的概念发展很有可能是这样的图景:最初获得的是上位水平概念,然后才是基本水平概念,当对类客体了解较多后,会形成下位水平概念。

因此,个体在婴幼儿时期就已存在一定的概念,也许是这些非常原始的概念在控制着最初的归纳推理,这样婴幼儿最初的归纳活动就可能是基于理论的。新生儿将世界和自己分不开,他们将一切都看作是相同的东西。他们的头脑中存在着一些原始的无条件反射图式。这是否就是最初的概念呢?如果这是最初的世界同一的概念,那么概念的分化和具体化是不可避免的过程(如图2所示)。我们认为,概念的发展基本上是以上位水平概念、基本水平概念、下位水平概念的顺序进行的,即从粗糙到精细,从含糊到明确,概念边界从宽到窄的过程,这条发展线索是认识客观世界(分类)的线索;同时,有一条抽象理论知识的认识发展线索,即从把握客体内特征和客体间关系角度来讲,这个概念发展的顺序则相反,最初是下位水平概念,然后是基本水平概念,最后形成更概括的上位水平概念。这是两个同时进行、相互促进的过程,它们都包含了归纳和演绎两种推理过程。必须说明,概念形成是归纳和演绎两种推理方式共同作用的结果,由归纳形成原始的、边界不清楚的结论(概念),然后通过演绎推理,将结论运用于现实当中,得到检验,并对概念加以修正和精确化。这样婴幼儿的概念将逐渐分化、精确化,形成日渐丰富的庞大的概念系统――知识结构。

附图{图}

  图2 概念发展示意图

儿童概念发展是否按这样的顺序进行可以通过归纳推理研究来验证,同时也可讨论儿童归纳推理发展的影响机制。

  三、归纳推理基于概念的研究存在的问题

从曼德勒等的实验结果分析[4],幼儿把他们的归纳恰恰限定在上位水平概念内,没有越出这个边界,并且在此边界内他们似乎是自由地有保证地运用其判断,证明幼儿已形成了某种概念。在这个研究中,幼儿先看到一个模型:如,狗喝水,然后向幼儿出示模型当中的杯子,但将玩具狗换成了猫和汽车,让幼儿选择。这实际上是单前提归纳论断。我们认为这是不够的,有必要研究多前提的归纳论断。

关于幼儿归纳推理受概念知识支配的实验,我们认为存在着两个问题:首先,在实验中向儿童展示归纳推理的操作前提之前,儿童头脑中如果已经形成了相应的概念,比如,在曼德勒等和海曼等所做儿童归纳推理实验中,儿童如果已经有了动物、车辆的概念和区分亲社会与反社会的心理特征的知识,那么就不能肯定地说儿童是通过归纳形成这个判断的,因此也就谈不上归纳推理的基础是什么的问题了。[4][7]对于年龄较大的儿童这种情况更可能出现。第二个问题是,即使采用空白属性作为归纳推理的内容,还要面对两种情况,其一,儿童可能利用相近知识,采用类比等方式做出判断,这时也谈不上归纳推理问题;其二,儿童确实是刚刚形成归纳判断,这时我们才能间接地测到归纳推理。

因此,我们必须面对这样的问题,如何在实验中将归纳和演绎过程分离?如何来确定归纳和演绎的关系?怎样直接检测归纳推理过程?如果不能直接检测,又如何间接检测,以什么标准来判断检测到的是归纳推理而不是演绎或类比或别的推理过程?

我们还必须面对另一个问题,我们认为这也是心理学特别是认知心理学研究中的一个重大问题。在归纳推理基于类别的理论中,实验者先要求一些被试对特定类别特征的类别代表值或者类别之间的相似性做出评定,然后用这些评定值以某种方式加以计算,得出论断力度或信心值。然后实验者又要求另一些被试直接判断这些论断的归纳力度或信心,记录其结果。最后将计算的结果和直接判断的结果加以比较,以证明自己提出的计算方式是否正确。从这个程序中,我们发现了循环论证的问题,实际上是以数字来代表个体头脑中的某种概念或知识,然后又用这些数字来证明个体根据自己知识做出的判断,这是一种用A的另一种形式来证明A的方式,是不符合科学逻辑的。

  四、归纳推理研究的有效途径

在建立归纳推理理论模型时,应从发展的角度来探讨之,可能存在随年龄变化而变化的阶段性模型;并且对概念混杂的情况――如类别成员资格、类别标签、特质、内在属性、概念和理论――要加以明确区分和概括,界定各自在推理中的作用;同时要考虑推理过程的机制问题,对推理过程本身进行细致考察,探讨其中关键变量变化的过程。

在幼儿归纳推理研究领域中,曼德勒和麦克多洛夫的研究具有代表性。[3]他们创造性地应用动作研究(研究幼儿复杂认知能力的新技术:模仿化技术)于前言语的幼儿身上,得出了有关婴幼儿归纳推理的某些结论。他们的结论认为婴幼儿的归纳推理建立在其对世界的概念分类基础上,他们的结论支持归纳基于类别的观点。但由于研究手段和技术水平有限,目前无法将归纳推理从分类过程当中分离出来,但可以发现,以两种方式完成的归纳推理形成的结论是不同的。这是一个突破口,可以通过个体经归纳推理形成的概念来研究两种模型中哪一种更接近事实,或者为新的研究提供新的思路。我们尝试将归纳推理按个体的知识领域丰富与否进行划分,分成知识丰富领域归纳推理和知识贫乏领域归纳推理。在知识贫乏领域内进行的归纳推理可能是基于知觉信息的,形成类似“像某某的东西有……属性”概念;在知识丰富领域内进行的归纳推理可能是基于概念或理论的,形成类似“某某类的东西有……属性”的概念。

不过,这种设想存在以下问题:首先,个体的推理能力随年龄增长肯定会有变化,这种能力的变化会导致归纳推理基础发生变化吗?其次,也是最棘手的,怎样来界定知识丰富领域和知识贫乏领域?对第一个问题,可以认为归纳推理建立在什么基础上与推理的形成和个体的能力不是一回事,这样的问题属于归纳推理中另外的方面,需要别的研究来讨论。而第二个问题则是困难的,在研究中可以采用操作性定义加以界定,但外部效应得不到保证。这些有待进一步研究来讨论。

【参考文献】

[1] Lance J.Rips Reasoning[J].Annual Review of Psychology,1990,41.

[2] Osherson,D.N.,Smith,E.E.,Wilkie,O.,Lopez,A.,Shafir,E.Category-based Induction[J].Psychological Review,1990,97.

[3] Sloman,S.A.Feature-based Induction[J].Cognitive Psychology1993,25.

[4] J.M.Mandler,L.McDonough.Studies in Inductive inference inInfancy[J].Cognitive Psychology,1998,37.

[5] Douglas L.Medin,Elizabeth B.Lynch.Are There Kinds of Concepts?[J].Annual Review of Psychology,2000,51.

[6] Mandler,J.M.How to build a baby II:Conceptual primitives[J].Psychological Review.1990,99.

[7] Grail D.Heyman,Susan A.Gelman.Prescholl Children' Ues ofTrait Lables to Make Inductive Inference [J].Journal of Experimental Child Psychology,2000,77.

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