（发展与教育心理学专业论文）逻辑训练后演绎推理过程中语义表征的神经机制.pdf

两南人学硕十学付论文摘要 逻辑训练后演绎推理过程中 语义表征的神经机制 发展与教育心理学专业硕士研究生罗俊龙 指导教师张庆林教授 摘要 演绎推理通常是假设在某些前提成立的条件下，让个体从隐含的前提中推测出一个 逻辑结论。心理学关于演绎推理的研究主要集中在范畴三段论推理和条件推理等类型。 按形式逻辑的观点，不同的推理类型都有一套做出正确推断的逻辑规则。一般情况下， 人们被认为能进行合乎逻辑的推断。但实际上，人们的推理往往不符合形式逻辑规则， 而似乎经常受到知识经验的影响。究竟个体推理的加工过程是怎样的机制，目前尚无定 论。集合映射模型( 也称问题空间模型) ，主要阐述了人们怎样基于知识经验而形成的 语义表征来进行推理。基于该理论，本研究试图利用脑电手段分别对范畴三段论推理和 条件推理的认知过程进行记录，来探讨逻辑训练后语义表征对逻辑加工过程作用的神经 机制。 实验l ，通过“推测一判断”两阶段实验范式，以具体内容填充的范畴三段论推理题 目作为实验材料，利用e r p 技术记录该推理过程中语义表征的脑内时程动态变化。结果 发现：与基线条件相比，语义表征阻碍和语义表征促进在3 0 0 - 5 0 0 m s 和i 0 0 0 1 6 0 0 m s 诱发 了更正的e r p 成分，可能反映了该推理过程不同的加工阶段，同时，3 0 0 6 0 0 m s 内，在大 脑额中部语义表针阻碍比语义表征促进诱发一个更正的e r p 成分( p 5 0 0 ) ，可能反映了 关系整合阶段对自动激活的知识经验的抑制。 实验2 ，在实验1 范式的基础上，进一步探讨语义表征在条件推理过程的作用机制。 实验2 中我们又引进了推理形式( m t 和d a ) 这一自变量。结果发现，约4 0 0 m s 以后，m t 下 语义表征阻碍比语义表征促进诱发了一个更负的e r p 成分，其中，4 0 0 6 0 0 m s ( n 4 0 0 6 0 0 ) 内主要激活了中线附近区域，偶极子溯源分析显示n 4 0 0 - 6 0 0 主要起源于左下颞叶皮层 附近，可能与语义信息的激活有关。8 0 0 1 6 0 0 m s ( n 8 0 0 - 1 6 0 0 ) 内，该负成分在中线附 近特别是额中部区域有明显激活，偶极子溯源分析显示n 8 0 0 1 6 0 0 主要起源于扣带前回 附近，可能与对冲突的觉察以及心理资源的付出有关。而d a 下语义表征阻碍和语义表征 两南大学硕+ 学位论文 摘要 促进诱发的e r p 成分似乎趋于一致。 本研究表明，虽然给被试进行了逻辑训练，但他们在面对具体的推理题目时还是不 可避免受到知识经验的影响。脑电结果显示，基于知识经验下的语义表征对推理过程作 用机制因不同的演绎推理以及不同的推理形式而有所不同。 关键词：演绎推理集合映射模型语义表征逻辑训练事件相关电位 i i 两南人宁硕十学伊论文 a b s t r a c t t h en e u r a im e c h a n i s mo fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n so f d e d u c t i v er e a s o n i n gp r o c e s sa f t e rl o g i c a lt r a i n i n g m a jo r ：d e v e l o p m e n t a la n de d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y a u t h o r ：l u oj u n l o n g t u t o r ：p r o f e s s o r z h a n gq i n g l i n a b s t r a c t d e d u c t i v er e a s o n i n gs t a r t sw i t hp r e m i s e sa n dy i e l d sal o g i c a l l yn e c e s s a r yc o n c l u s i o nt h a t i sn o te x p l i c i ti nt h ep r e m i s e s p s y c h o l o g i c a lr e s e a r c ho nd e d u c t i v er e a s o n i n gm a i n l y c o n c e n t r a t e di nt h ea r e a so fs y l l o g i s t i cr e a s o n i n ga n dc o n d i t i o n a lr e a s o n i n g a c c o r d i n gt o l o g i c a lp o i n t ，d i f f e r e n tf o r m so fr e a s o n i n gt om a k e t h er i g h tl o g i c a la n s w e ra r ea l lh a v eas e t o fl o g i c a lr u l e so fi n f e r e n c e u s u a l l y , p e o p l ea r eb e l i e v e dt ob ea b l et om a k eal o g i c a la n s w e r a c t u a l l y , t h er e s u l t so fp e o p l e sr e a s o n i n ga r eo f t e ni n c o n s i s t e n tw i t ht h el o g i c a lr u l e s a n di t s e e m st h a tt h es e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n sw h i c hb a s e do nk n o w l e d g ea n de x p e r i e n c eh a v ea s t r o n ge f f e c to np e o p l e sr e a s o n i n g n e v e r t h e l e s s ，i tr e m a i n su n c l e a rh o wt h ei n f o r m a t i o n p r o c e s s i n gs t r e a md u r i n gr e a s o n i n gd o e s t h es e t sm a p p i n gm o d e l ( a l s oc a l l e dt h ep r o b l e m s p a c em o d e l ) m a i n l ye x p l a i nh o wp e o p l ee x e r t ss e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n st om a k ei n f e r e n c e c o n t r a s tt op r e v i o u ss t u d i e s ，i nt h ep r e s e n ts t u d y , w eu s e de r pm e t h o d o l o g yt oi n v e s t i g a t e e l e c t r o p h y s i o l o g i c a lc o r r e l a t e so fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n si nd e d u c t i v er e a s o n i n g ( s y l l o g i s t i c r e a s o n i n ga n dc o n d i t i o n a lr e a s o n i n g ) p r o c e s sa f t e rl o g i c a lt r a i n i n g i n e x p e r i m e n t1 ，w ee m p l o y e da n i n f e r e n c e - v e r i f i c a t i o n p a r a d i g mr e q u i r i n g t h e p a r t i c i p a n t st oe v a l u a t et h ec o r r e c t n e s so fac o n c l u s i o np r e s e n t e da f t e rm a j o ra n dm i n o r p r e m i s e so ft h ec o n c r e t es y l l o g i s t i cr e a s o n i n g u s i n ge r pm e t h o d o l o g y , w ei n v e s t i g a t e d s p a t i o t e m p o r a lp a t t e r n so ft h eb r a i no fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n s i nt h ep e r f o r m a n c eo f r e a s o n i n gt a s k t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dam o r ep o s i t i v ee r pd e f l e c t i o nd u r i n gi n h i b i t o r yo f s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n ( t h es e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o ni si n h i b i t o r yt ot h el o g i c a lt a s k ) a n d f a c i l i t a t o r yo fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n ( t h es e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o ni sf a c i l i t a t o r y t ot h e l o g i c a lt a s k ) t h a nd u r i n gt h eb a s e l i n ec o n d i t i o ni nb o t ht h e3 0 0 - 5 0 0a n dt h e 10 0 0 - 16 0 0m s t i m ew i n d o w s ，w h i c hp r o b a b l yr e f l e c t sr e a s o n i n g r e l a t e dp r o c e s s e s m o r e o v e r ，i n h i b i t o r yo f s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o ne l i c i t e dam o r ep o s i t i v ee r pd e f l e c t i o n ( a 5 0 0 ) t h a nd i df a c i l i t a t o r y o fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o na c r o s sc e n t r a l - f r o n t a lc o r t i c a lr e g i o n sd u r i n gt h e3 0 0 6 0 0m s i n t e r v a l ，m o s tl i k e l yr e f l e c t sa l li n h i b i t i o nt ok n o w l e d g ea n de x p e r i e n c ed u r i n gl a t e rr e l a t i o n i n t e g r a t i o ns t a g e b a s e do ne x p e r i m e n tl sp a r a d i g m ，w ef u r t h e rt oe x p l o r et h en e u r a lm e c h a n i s mo f i i i 两南大学硕+ 学何论文 a bs t r a c t s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n si nc o n d i t i o n a lr e a s o n i n g i ne x p e r i m e n t2 ，w ei n t r o d u c e dan e w i n d e p e n d e n tv a r i a b l e t h ef o r mo fr e a s o n i n g ( m ta n dd a ) r e s u l t ss h o w e dt h a tag r e a t e r n e g a t i v i t yi nt h ei n h i b i t o r yo fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n - m t ，i nc o m p a r i s o nt of a c i l i t a t o r yo f s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n - m t ，d e v e l o p e di nb o t ht h e4 0 0 - 6 0 0a n dt h e8 0 0 0 - 16 0 0 m st i m e w i n d o w s d i p o l es o u r c ea n a l y s i sl o c a l i z e dt h eg e n e r a t o ro fn 4 0 0 - 6 0 0i nt h el e f ti n f e r i o r t e m p o r a lc o r t e x ( b a 2 0 ) ，w h i c hw a sp o s s i b l yr e l a t e dt or e t r i e v a lo fs e m a n t i ci n f o r m a t i o n ，a n d t h e g e n e r a t o ro fn 8 0 0 - - 1 6 0 0i n t h ea n t e r i o rc i n g u l a t ec o r t e x ( a c c ：b a 2 4 ) ，w h i c hw a s p o s s i b l y i n v o l v e di n d e t e c t i n go fc o n f l i c ta n de f f o r t sw e r ed e m a n d e d h o w e v e r ，t h e c o m p o n e n t se l i c i t e db yi n h i b i t o r yo fs e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n d aa n df a c i l i t a t o r yo f s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n d aw e r en o ts i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t t h i ss t u d ys h o w st h a tp e o p l ew e r es t r o n g l ya f f e c t e db yt h e i rk n o w l e d g ea n de x p e r i e n c e e v e nt h e yh a v ea c c e p t e dl o g i c a lt r a i n i n g t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h em e c h a n i s mo f s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n si nd e d u c t i v er e a s o n i n gp r o c e s sv a r yf r o mad i f f e r e n tr e a s o n i n ga n d d i f f e r e n tf o r m s k e yw o r d s ：d e d u c t i v er e a s o n i n g s e t s m a p p i n gm o d e l s e m a n t i cr e p r e s e n t a t i o n l o g i c a lt r a i n i n g e v e n t - r e l a t e dp o t e n t i a l ( e r p ) i v 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。 对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文中作了明确 说明并表示衷心感谢。 学位论文储l 号爱勿签字日期劲。7 年午月2 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被 查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书， 期限至年月止) 。 学位论文作者签吁釜勿 签字日期渺1 年相乙c 日 本论文：口不保密，口保密 导师签名： 签字日期： 扣淄二 呷年中肥7 日 两南大学硕十学何论文1 文献综述 1 文献综述 演绎推理是一种重要的思维形式，它的研究范式通常是假设在某些前提成立的条件 下，让个体推测必然会出现的结论【1 1 。其心理学研究范围主要包括两大方面：三段论推 理的研究和复合推理的研究。其中范畴三段论推理和条件推理是两类研究中较为常见的 类型。范畴三段论推理是由两个包含共同项的命题为大、小前提来推出新的命题为结论 ( 例如：所有a 是b ，所有b 是c ，故，所有a 是c 。) 。条件推理是根据小前提的不同， 区分出以下四种推断形式。例如对于命题“如果p ，那么q 。如果给出条件p 肯定 前件式( m o d u sp o n e n s - - m p ) ，那么被试应得出结论q ；给出条件非卜否定后件式 ( m o d u st o l l e n s - - m t ) ，那么应得出结论非p 。m p 和m t 都是有效的推理形式。另外， 如果给出条件非卜否定前件式( d e n y i n gt h ea n t e c e d e n t d a ) 和给出条件卜 一肯定后件式( a f f i r m i n gt h ec o n s e q u e n t a c ) ，就形式逻辑而言，这两种情况下都 不能得出确定的有效结论。 按形式逻辑的观点，不同的推理类型都有一套做出正确推断的逻辑规则。一般情况 下，人们被认为能进行合乎逻辑的推断。但事实上，人们的推理往往不符合形式逻辑规 则，而似乎经常受到非逻辑因素( 如：知识经验) 的影响。张庆林等人于1 9 9 4 年提出 了集合映射模型( 也称问题空间模型) 【2 】，主要阐明了人们是怎样基于生活经验对前提 形成的语义表征进行推理。该理论认为，被试在进行推理的任务中，往往会对前提进行 语义加工从而形成一个心理表征，然后在这个心理表征中做出推理判断。而对前提的语 义加工( 或心理表征) 会受已有知识经验的影响。这具体表现为，当基于知识经验形成 的语义表征与逻辑规则一致时，语义表征对逻辑任务的解决起着一种促进作用；反之， 不一致时，则起着阻碍作用【3 j 。 1 1演绎推理中知识经验对推理的影响 1 1 1 知识经验对范畴三段论推理的影响 研究表明【4 1 ，人们通常不顾及逻辑规则去接受可信的结论和拒绝不可信的结论。 例如：没有a 是b ( 大前提) ，一些c 是b ( 小前提) ，因此，一些c 不是a ( 结论) 。 条件1 ：没有香烟( a ) 是不贵的( b ) ，一些上瘾品( c ) 是不贵的( b ) ，因此，一 些上瘾品( c ) 不是香烟( a ) 。 两南大学硕十学位论文1 文献综述 该u j 信的结论在9 6 的情况卜被视为有效的推理结果。这表明，当知识经验和逻辑 一致时，会促进逻辑任务的解决。 条件2 ：没有上瘾品( a ) 是不贵的( b ) ，一些香烟( c ) 是不贵的( b ) ，因此，一 些香烟( c ) 不是上瘾品( a ) 。 该不可信的结论在4 6 的情况下被视为有效的推理结果。这表明，逻辑结论和知识 经验不一致，知识经验就会阻碍逻辑问题的解决。此外，对于中性的推理题目的成绩是 介于这两种情况之剐5 1 。 1 1 2 知识经验对条件推理的影响 课堂上，如果某老师说：“如果是女生，那么举手”。一般人会认为“男生不应举 手( 违反逻辑的结论) 。如果某个男生问“我是男生是否需要举手 ，反而会被问：“你 是女生吗? 。但对于大前提“如果下雨，那么打伞 而言，一般人会认为“不下雨也 可以打伞，比较容易得出“不一定 的结论( 符合逻辑的结论) 。因为否定前件“下雨”， 多数人会想到“不下雨”之外包括多种与“打伞 相关的状态，例如，“大太阳”、“下 雪”、“下冰雹 等等，此时人们就不会从否定前件的信息中推理出否定后件的错误逻辑 结论。 在现实生活中同时还存在着另外一种情况，例如对于“如果是女生，那么就会 成功”，一般人会认为“男生也会成功 ，比较容易得出“不一定 的结论( 符合逻辑结 论) 。 由此可见，同样是生活中常见的例子，在相同的推理形式下人们的推理有时是符合 逻辑的，有时则不符合逻辑。 1 2演绎推理认知机制的解释理论 1 2 1 规则理论 规则理论( r u l et h e o r y ) 认为人们的推理过程类似于逻辑证明过程，所使用的推理 规则( 抽象形式) 存储于某种心理逻辑体系当中。推理时，个体会首先去鉴别前提的逻 辑形式，然后选用相应的逻辑规则来完成推理任务【6 1 。持该理论观点的b r a i n e 等人认为 某些推理过程简单直接，推理规则简单有效，容易被人们所掌握，如m p 规则；而另一些 则要求个体进行间接的假设推论，没有单独的规则可以使用，如m t 规则。另外，由于人 们对于具体内容的条件命题会做出各种各样的假设，使得他们可能会错误地理解或表征 推理任务，从而也会做出无效的逻辑推理，如a c 、d a 规则。因此，如果缺乏相应的推理 2 两南大学硕十学位论文1 文献综述 规则或规则所要求的步骤太长就容易导致各种错误，甚至得不出任何的结论【7 l 。 1 2 2 模型理论 2 0 世纪8 0 年代，j o h n s o n - l a i r d 等人提出了推理的模型理论i s , 9 ( m o d e lt h e o r y ) ， 对规则理论进行了全面的否定和批判。该理论认为演绎推理基本上不具有逻辑性质，也 即在推理过程中无须应用逻辑规则。推理过程就是对心理模型的表征和操作。人类在进 行条件推理“如果p ，那么q 的时候，首先会建构关于前提的外显心理模型( pq ) ， 接着判断该模型是否可以得出相应的结论；如果工作记忆容量允许的话，个体会进一步 建构关于前提的内隐心理模型( 非pq 、非p 非q ) 来对所得出的结论进行证伪。因此， 推理过程主要是通过搜寻反例来证实结论是否成立的非演绎过程。对于m p 推理而言， 个体只需要建构一个外显模型( pq ) ，就可以得出正确的结论；对于m t 、a c 和d a 推理 而言，个体必须在外显模型的基础上，继续建构内隐模型( 非pq 、非p 非q ) 才能得 出正确的结论，但由于工作记忆容量的限制以及认知负荷超载，在实际的推理过程中， 个体常常不能同时建构另外两个内隐模型，因此m t 、a c 和d a 推理会时常犯错。 支持模型理论的学者【1 0 , 1 1 1 认为，范畴三段论的结论判断作业的具体推理过程是：首 先被试根据前提构建一个心理模型，接着判断结论是否同这个模型的逻辑一致；如果结 论可信的话，人们就倾向于接受这个结论，如果结论不可信的话，人们也不会直接否定 结论，而是构建其他的心理模型，如果结论在构建的所有心理模型中都成立，那么被试 才会最终接受结论，反之则否定结论。模型理论认为演绎推理的难度主要是由人们所必 须建构的模型数目决定的。它还预测知识会影响演绎推理的加工，如果所得出的结论不 符合事实，被试就会竭力搜寻其它模型，从而对最初的结果进行修正。它虽然考虑了内 容本身可能会对推理产生的影响，但是对于相同内容在不同的情境下，个体的推理行为 为什么会表现出这些差异，却不能给予合理的解释。 1 2 3概率理论 从概率的角度探讨条件推理的认知机制是一种全新的尝试，它试图揭示条件推理中 的若干概率因素，如前件概率p ( p ) ，即p 发生的可能性；后件概率p ( q ) ，即q 发生 的可能性；条件概率p ( qp ) ，即在p 成立的条件下，q 发生的可能性等对推理过程的 影响，从而重新建构有关演绎推理的理论模型。o a k s f o r d 考察了不同前后件概率组合的 条件规则对四种条件推理的影响，结果表明概率理论可以比形式逻辑理论更好的解释人 们的推理行为【1 2 】。基于此，o a k s f o r d 提出了条件推理的概率模型( c o n d i t i o n a l 两南大学硕十学何论文 1 文献综述 p r o b a b i l i t ym o d e l ) ，认为人们对四种推理的认叮程度与范畴日，j 提的概率基本成_ l e 比， 具体为：m p 与p ( qp ) 成正比，d a 与p ( 非ql 非p ) 成正比，a c 与p ( pq ) 成正比， m t 与p ( 非pj 非q ) 成j 下比【12 1 。国内学者的一项研究也验证了概率对推理的影响【1 3 】。 但现实生活中，人的推理似乎并不总是按照概率原则进行的。许多情况下，并不是在对 前后件信息的概率进行估计后再做出推理的。例如“如果是男生，那么举手 ，在d a 推 理中，人们很快得出结论，而不是在对“不是男生一不举手 的概率进行计算后作出推 论。 1 2 4双加工理论 双加工理论( d u a lp r o c e s sr e a s o n i n g ) 1 4 - 1 8 1 来源于多个研究者的观点，但总的来讲， 该理论认为人们出现错误的理性思维是由于采用了不同的推理系统( 系统1 和系统2 ) 。 系统1 ：信念系统( t h eb e l i e f - b a s e ds y s t e m ) 是通过人们知识和信念来解决问题的，是人和 动物共同拥有的普遍的认知形式，即包括先天获取模块和对特定领域知识的学习机制， 它也被称为启发系统( t h eh e u r i s t i cs y s t e m ) ，该系统被认为是快速、平行、自动的加工 过程。只有他们的最终产品是意识性的。系统i 是通过人们知识和信念来解决问题的。 系统2 ：逻辑系统( t h el o g i c b a s e ds y s t e m ) 是通过逻辑规则来解决的。亦被称为分析系统 ( t h ea n a l y t i cs y s t e m ) 。系统2 是人类特有以及最新进化的，它包含了抽象推理和假设 思维，但受制于工作记忆容量和智力的相关策略。它是缓慢、系列，需要工作记忆参与和 控制的加工过程。尽管它的操作缓慢以及受限于认知资源，但系统2 允许人们进行抽象 的假设思维，而系统1 是无法完成的。 1 3 演绎推理的脑机制研究 按照不同的理论观点，人们在进行演绎推理时的大脑激活区域应当存在明显的差异 【1 9 加1 。规则理论认为推理过程是一个受句法约束的规则加工过程，被试在推理过程中将 会激活负责言语加工的区域。心理模型理论认为推理是一个受语义约束的视觉空间搜索 过程，与加工视觉空间的脑区将会激活。双加工理论认为人类有两套不同的推理加工系 统，两个系统将会对应不同的加工脑区。针对不同的理论解释，研究者们开展了一系列 的推理脑机制的研究。例如，1 9 9 7 年g o e l 等人研究结果表明【2 1 1 ，演绎推理激活左腹侧额 叶( b a4 7 ) 和左枕上回( b a1 9 ) ，g o e l 等人认为，这个实验结果与推理的心理模型理 论预期不符，因为推理不但没有激活以往在空间工作记忆中观察到的右腹侧额叶 ( b a 4 7 ) ，右侧顶叶( b a 4 0 ) 和右侧枕叶( b a l 9 ) ，而且也没有激活在物体的空间位 4 而南大学硕十学何论文1 文献综述 置表征中全关重要的后部的顶叶。g o e l 等人从进一步的实验【2 2 j 中总结说出，推理似乎是 一个言语信息加工过程而非一个空间信息加工过程。而k n a u f f 等人站在推理的，t l , 理模 型理论的立场上，主张推理过程其实最终都是通过一个空间信息加工过程来完成的【2 3 1 。 k n a u 孵人的脑成像结果从另一个侧面支持了他们的推测。他们的研究发现的脑区激活 中，顶叶和楔前叶，被认为是典型的参与视觉空间信息加工的脑区。双加工理论所假定 的两个推理系统同样得到相关研究的证据，其中系统i 是快速、平行、自动的加工过程， 主要与额颞通路( f i ：o n t a lt e m p o r a lp a t h w a y ) 有关；系统是缓慢、系列、需要工作记忆参与 和控制的加工过程，主要集中在项枕区域( p a r i e t a lo c c i p i t op a t h w a y ) 1 5 2 0 1 。 两南人学硕+ 学何论文2 问题提与研究假设 2 问题提出与研究假设 2 1 问题提出 有关演绎推理的理论解释都有其合理之处，但它们似乎只是强调了影响推理某一或 某些因素的作用，而认为这一因素就是影响推理过程的原因。这就导致对演绎推理认知 加工机制看法上的不统一。例如，规则理论借助一些抽象的逻辑规则来解释条件推理的 认知加工机制，可以较好地预测人们的一些推理行为，但是由于该理论强调逻辑规则的 领域一般性，认为个体完成推理任务的时候不会考虑前提的内容，因此它不能很好地解 释具体的内容、情境等因素对推理产生的影响。相对而言，模型理论似乎一直占据着理 论解释的统治地位，它认为人们的推理过程主要是基于对前提的理解，然后通过模型的 建构和操作来进行。它可以解释很多推理现象，如否定词效应，范畴前提肯定偏向以及 反事实条件推理等。尽管它为研究者们提供了一种探察推理内部表征本质的新思路，但 它近来却不断受到概率理论的挑战和质疑。双加工理论尽管在一定程度上整合了规则理 论和模型理论的观点，但是它必须进一步阐释两种加工过程在大脑内的相互作用过程， 特别是在这两个系统存在冲突和竞争的时候，比如当系统1 会导致推理发生错误时，系 统2 可以在多大程度上通过何种方式来抑制系统1 的这种认知反映偏向，使个体做出正 确的推断。 脑机制方面，双加工理论得到的证据似乎很充分。按双加工理论，人们既可以基 于形式逻辑结构进行推理，也可以基于以往的经验进行情景一特异的启发式 ( s i t u a t i o n s p e c i f i ch e u r i s t i c ) 的推理【2 4 1 。g o e l 等人假设，基于情景一特异启发式 的推理依靠一个额叶一颞叶系统来实现，而基于形式逻辑结构进行的推理则推理通过一 个额叶一顶叶系统的空间信息加工系统完成。他们2 0 0 0 年的一项脑成像研究表明，具体 内容下范畴三段论推理主要由负责语言信息加工的脑区来实现，而抽象概念的范畴三段 论推理可能借助于空间信息加工过程来实现【19 1 。不过这也从另一个角度告诉我们，不能 抽象地谈论参与推理的脑区，而应该在明确人们所采用的具体推理策略的前提下谈论推 理的大脑机制。这可能意味着人们采用不同的信息加工策略解决不同的推理问题。 我们日常生活中的推理更多的是在有具体内容参与下的进行的。这就涉及到了知识 经验对推理过程的影响。张庆林等人于1 9 9 4 年提出了集合映射模型( 也称问题空间模型) 【1 ，2 】，似乎很好的解释了人们的知识经验是怎样的影响推理过程。该模型认为，被试在推 6 两南大学硕十学位论文2 问题提出与研究假设 理任务中，往往先对大酣提进行语义加上，并形成一个心理表征( 3 pi 、u j 题空| 日j ) ，然后 再依据小前提在这个问题空间中搜寻答案。大前提的命题语义加工( 心理表征) 决定了 推理者在怎样的一个问题空间中搜索答案，问题空间的性质( 前件和后件之间的映射关 系) 决定了如何进行下一步的推理和推理的结果。问题空间的大小取决于原因( 或条件) 和结果( 或动作) 之间有多少联系，即一个结果有几个原因或者一个原因有几个结果。 而日常生活中的经验能直接影响因果关系的理解，所以会影响对其前提的语义加工或表 征，即影响问题空间的大小。这里所说的集合映射关系，是指大前提的前件集合的表征 ( 分为p 、非p 两个子集) 、后件集合的表征( 分为q 、非q 两个子集) 以及两者之间的映 射( p 与q 的联系) 。 下雨 r 打伞 不打伞子集 熟盯 l 穿雨农 下雪戴斗笠 i r i下雨 。小逛商店 烈夕。 形r 飞掣 名。 一 7云逊阈j占 l 去公园小m 不去公园子集 l 去商店 、去学校 下i 面 、一凉r ； a lb 、 ， 非a子集， 褰 非b 子集 。c2 c i 。 e d 。i 多d 2 e 2 l l l 图1 不同命题的不同表征( 集合映射关系图) 图1 分别是“如果下雨，那么打伞 、“如果不下雨，那么去公园”、“如果下雨，那 么不去逛商店 、“如果a ，那么b 四个命题的在大多数人头脑中的集合映射关系图。这 种集合映射关系形成了被试完成推理任务的一个问题空间。在图1 中，命题表征中的映 射关系体现了被试在日常生活经验中所体验到的“前件 集( 含肯定与否定两个子集) 与“后件 集( 含肯定与否定两个子集) 之间关系的多少，这将进一步影响推理的结果。 例如，对于命题“如果不下雨，那么去公园 的表征而言( 见图1 ) ，多数人会觉得，说 “不下雨去公园”就意味着“下雨就不去 ，因为他们觉得：如果“下雨也去 ，那么“如 果不下雨，那么去公园”就是多余的了，反正下雨、不下雨都要去。在这种情况下，集 7 两南大学硕十学位论文2 问题提出与研究假设 合映射关系中就没有“下雨”剑“去公园”的映射。这种表征在其后的推理中成为一个 搜索答案的问题空间。例如，如果出现的小前提是“下雨了 ( 否定前件) ，那么会得出 “不去公园 ( 否定后件) 的不符合逻辑的结论；如果出现的小前提是“去公园了 ( 肯 定后件) ，那么，会得出“未下雨 ( 肯定前件) 的不符合逻辑的结论。此时，出现阻碍 效应。但是，就“如果下雨那么不去逛商店 而言，根据同样的原理，被试在小前提是 “去逛了商店”( 否定后件) 的条件下更容易得出“未下雨 ( 否定前件) 的符合逻辑的 结论。此时，出现了促进效应。 集中到一点，该理论认为，已有的知识经验会导致人们对前提产生不同的语义表征， 进而决定了被试的推理判断。该理论模型能较好地解释人的推理的适应性特点。张风华 的研究表明【2 5 1 ，人们的生活经验决定了对不同前提命题有不同的语义表征，从而导 致了不同的推理结果。集合映射模型在行为研究层面上得到一定程度的验证。 如前所述，无论是范畴三段论推理还是条件推理都有受到知识经验影响产生非 逻辑性的推理现象。那么，人们的知识经验究竟是怎样来影响推理过程的，其作用 机制如何?当前心理学的研究大多是通过将人的推理过程与逻辑规范进行比较，来探 明推理是否偏离逻辑规范及其内在机制。本研究将从一个全新的角度对演绎推理的认 知机制进行揭示。本研究中，我们全部以日常生活中常见的推理题目为材料。但在 实验之前，我们统一的给被试进行逻辑训练，以使他们很好的掌握相应的逻辑规则。 这样本研究欲在控制逻辑规则的前提下，探索人们已有知识经验对逻辑推理过程的 影响机制。 2 2 研究假设及研究框架 实验前，我们统一给被试进行逻辑规则的训练，使被试能能足够掌握逻辑规则。实 验中，当我们给被试呈现具体的推理题目时，要求被试按形式逻辑规则进行推理，那么， 被试基于已有知识经验对前提形成的语义表征将会影响人们的逻辑加工。我们的实验预 期是，当语义表征与逻辑规则一致时，被试将倾向于做出更多更快符合逻辑的判断，反 之，则相对较少较慢。更为重要的是，通过脑电记录，我们将会探测到语义表征对逻辑 加工的神经机制。总的来说，语义表征会显著的作用于人们的推理过程，但作用的形式 可能基于不同演绎推理以及同一演绎推理下不同推理形式而有所不同。本研究的实验主 要分为两个部分。 实验1 ，在“依次呈现大小前提，小前提出现时要求被试做出推理判断，然后要求 r 两南大学硕十学何论文2 问题提m 与研究假设 被试结合自己的推理结果对随机呈现的结论进行判断”实验范式下，利川e r p 手段对有 具体内容填充的一类简单的三段论推理进行研究。该实验有两个目的，第一，探讨e r p 研究语义表征机制的可行性，为进一步的实验研究做准备；第二，拓展集合映射模型的 解释范围。 实验2 ，同样实验范式下，利用e r p 对日常生活中的条件推理进行研究。本实验中选 取条件推理中的有、无效式各一种类型。该实验的目的主要有，第一，与上一个实验相 比，条件推理下语义表征的作用机制将会怎样? 不同演绎推理之间是否存在着差异? 第 二，进一步探讨条件推理下不同推理形式下语义表征的作用机制。 2 3 研究的意义 2 3 1 理论意义 规则理论、模型理论、概率理论从大量的行为研究中找到了自身解释的合理性，双 加工理论也是得到越来越多脑机制方面研究的印证。本研究同时结合行为和脑电方面的 数据，从知识经验的角度探讨人们日常推理下的认知加工机制，从而为集合映射模型提 供更为直接的神经机制证据。 2 3 2 现实意义 本研究中，我们虽然给被试提供的逻辑训练，但当他们面临具体内容下的推理题目 时，他们依旧受到了来自他们已有知识经验的显著影响。这说明人类生活中的知识经验 在推理中扮演了重要的角色。更为重要的是，通过高时间分辨率的e r p 技术，我们记录 到了逻辑推理过程中知识经验发生作用的时段，并初步揭示了该过程中知识经验作用的 神经机制。 9 两南大学硕十学位论文3 实验1 三段论推理过朽 中语义表征的腩机制研究 3 实验1 三段论推理过程中语义表征的脑机制研究 3 1 实验目的 选取三段论推理一种形式，以该形式下日常生活中常见的推理题目为考察对 象。记录语义表征促进与阻碍两条件下推理过程诱发的事件相关电位，分析不同 条件下的e r p 成分差异。首先，我们想探索利用e r p 技术对该领域研究的可行性， 为下一阶段研究做准备。再者，把集合映射模型引入该实验束形成理论假设，拓 展其解释范围。 3 2 方法 本实验采用单因素的被试内设计。自变量为语义表征的两个水平( 促进和阻 碍) 以及基线条件。因变量为被试在结论判断阶段的正确率和反应时以及小_ 日2 i t u 提 出现之后的e r p 波形。 3 2 1被试 随机选取某大学青年被试1 2 名( 6 男6 女) ，年龄2 0 - 2 5 岁( 平均2 2 4 岁) 。被 试皆为右利手，无生理或精神方面的疾病，视力或者矫正视力正常，做完实验后均 获取适量报酬。 3 2 2实验材料 选取范畴三段论推理其中一种类型为考察对象：“所有a 是b ，所有c 是b ，因 此，ac 关系不确定。该类型选择的标准是，既简单常见又能体现语义表征对其 逻辑解决的明显分离。把该类型填上日常生活中不同的具体内容：条件1 ，所有女 人都是生物，所有人都是生物，按形式逻辑规则可推出“因此，女人和人的关系 不确定。”。但生活中的知识经验下的语义表征会告诉我们“所有女人是人”这是 语义表征可能的阻碍情况。条件2 ，所有小狗都是动物，所有狼狗都是动物，按形 式规则可推出“因此，小狗和狼狗的关系不确定。”。生活中知识经验下的语义表 征也确实如此。这是语义表征可能的促进情况。 同时，为获得更为纯正的推理过程，我们设置了基线任务：“所有a 是b ，所 有c 是d ，故，所有a 是b 所有c 是d ”。基线任务的大前提和小前提无任何逻辑关系， 被试只需对两前提进行记忆保持。当然为防止被试在结论判断阶段采取策略，实 验中我们还编写了一些其他类型的填充题目。例如，( 1 ) 所有a 是b ，所有b 是c ； 故，所有a 是c 。( 2 ) 所有b 是c ，所有a 是b ；故，所有a 是c 。( 3 ) 所有a 是b ，所 1 n 两南大学硕+ 学何论文3 实验1 段论推理过稗中语义表征的腩机制研究 有a 是c ；故，一些b 是c 。两条件( 语义表征促进与阻碍) 各编写8 0 道题目。基线 题目和填充题目也各编写8 0 道。所有题目( 部分题目见附录1 ) 前提长度在6 8 个汉 字之间，结论长度在7 - 1 1 个汉字之间，统一采用1 6 号宋体呈现屏幕正中央。 3 2 3 实验预期 类型：所有a 是b ， 所有c 是b ，因此，ac 关系不确定。 条件1 ：所有女人都是生物，所有人都是生物，因此，女人和人的关系不确定。 条件2 ：所有小狗都是动物，所有狼狗都是动物，因此，小狗和狼