论心理学与计算机科学的联系

论心理学与计算机科学的联系从上世纪下半叶开始，计算机和心理学两大学科相互交叉、相互渗透。在心理学研究领域，作为人类行为统计研究的心理实验往往产生海量的数据，计算机技术在海量数据的存储、分析、信息挖掘等方面发挥着巨大的作用，使心理学研究得到飞速发展。新的计算机方法、技术原理等在心理学学科得到广泛运用，在心理实验、心理过程模拟、数据统计与信息处理、人机系统互动、多媒体教学等方面发挥着重要作用，极大地促进了心理学科学研究水平的提高。到本世纪，计算机技术作为实验工具是否被充分运用，以及计算机和心理学结合的程度，已经成为心理学学科发展水平的标志。同时，心理学理论在计算机领域的应用也得到了长足的发展，感性工学、人机交互系统、数据手套、数据头套等技术的发展与应用显示了两个学科领域结合的巨大前景。计算机模拟与心理学计算机模拟是利用计算机来模拟、检验、发现人的认知活动及其行为表现的规律的一种研究方法。计算机模拟方法的指导思想是：凡是计算机能够顺利运行的过程，必须在程序上是清晰的、有序列的，而不是假设性的或推测的。因此，可以通过计算机的运作来模拟人类认知活动的严密性和逻辑性。计算机模拟主要是用来揭示人的高级心理活动过程，特别是人脑所从事的推理、学习、思考、规划等思维活动过程。它首先把人的认知操作过程编制成计算机程序，这种程序必须是具有层次的、逻辑严密的、具有可运行性的；然后在计算机上进行实验验证，从中观察和了解人在辨别、比较、分析、推理和解决问题上的心理活动过程。我们可以用计算机模拟人的心理和行为过程，如以各个环节的效果为一定的标准，建立数学模型，有计划、分环节地分析、模拟，直到各个环节的模拟效果达到或超过标准。电脑不等于人脑，但是，它们都是信息的加工系统。计算机的高级产物智能机器人能模拟或实现人的感觉器官、运动器官的功能，从而实现与外界的联系。计算机模拟在问题解决上已取得了巨大成功，并推动了计算机辅助教学(CAI)这一崭新领域的发展。计算机模拟与认知心理学 计算机模拟和类比是认知心理学家采用的一种特殊方法.要使计算机像人那样进行思维,计算机的程序就应当符合人类认知活动的机制,即符合某种认知理论或模型.把某种认知理论表现为计算机程序就叫计算机模拟.因此,计算机模拟首先可以用来检验某种理论,发现其缺陷,从而加以改进. 计算机模拟所提供的输出可以与人类行为相比较.如果理论是正确的,那么这个输出就应当类似于人类解决同样课题时所给出的输出；如果程序的输出与人的不一样,那么找出差别也就找到了改正理论的依据.计算机模拟还可以预测复杂的行为.虽然我们理解一些概念,并能把它们按步骤变成程序,但是当步骤的系列很长,很复杂,需要大量联系时,我们往往不能预测其结果.在这种情况下,计算机模拟有时可得出惊人的结果. 有些认知心理学家常用信息系列的流程图来描述计算机程序的主要特点.但这种流程图并不具备计算机实际运算的细节,只为编制计算机程序提供了轮廓,它可以进一步化为计算机程序,而这部分工作往往是由计算机软件专家实现的. 口语记录也是认知心理学家、特别是研究思维的认知心理学家常用的一种方法.这个方法与其他客观方法相结合,可以产生良好的结果. 认知心理学是心理学发展的结果.它与西方传统哲学也有一定联系.其主要特点是强调知识的作用,认为知识是决定人类行为的主要因素.这个思想至少可以追溯到英国的经验主义哲学家如培根、洛克等人.笛卡尔强调演绎法的作用,认知心理学重视假设演绎法.康德的图式概念已成为认知心理学的一个主要概念. 认知心理学也继承了早期实验心理学的传统.19世纪赫尔姆霍茨和东德斯提出的反应时研究法,今天是认知心理学家广泛采用的方法,并已有了新的发展. 认知心理学的一个基本观点是可以用计算机来类比人的内部心理过程.计算机接受符号输入,进行编码,对编码输入加以决策、存储、并给出符号输出.这可以类比于人如何接受信息,如何编码和记忆,如何决策,如何变换内部认知状态,如何把这种状态编译成行为输出.计算机与认知过程的这种类比,只是一种水平上的类比,即在计算机程序水平上描述内部心理过程,它主要涉及的是人和计算机的逻辑能力,而不是计算机硬件和人脑的类比. 认知心理学认为计算机模拟对于研究人的认知活动过程已经产生了以下三种积极的影响： 第一，计算机模拟可以用来验证人的思维活动过程。 给计算机输入所编写的程序，当计算机按照程序来模拟人的思维活动，并作出人所预期的输出时，则能说明它不但能了解人的认知活动过程中从信息输入到结果输出所经历的每一步骤，而且也能从整体上来探讨人的高级心理活动过程。第二，计算机模拟可以用来修正人的认知理论或认知观点。 通过计算机模拟的输入、输出和人的思维活动及实际行动相互对照，利用知识工程等构建的专家系统，经推理搜索发现潜在的问题，从而修正某种理论假设或观点，这样就能够把心理学中那些描述性的结论加以验证。第三，计算机模拟可以增强对人的认知活动过程的了解。由于计算机模拟是一种综合性研究的手段，只有对某一心理过程的各个相关方面或各种因素加以综合考察时，才能正确。计算机科学传统与心理学对于心理学，每个学者对其都有其独特的认识，而将心理学运用到计算机科学上，却也是对人类心灵的一种运算过程。每当历史上有新的事物产生，尤其是当这种新的事物有着极强的渗透力的时候它便会弥散到人类生活的各个领域，影响它们。这种弥散的方式，或许就是隐喻。计算机也是这样有着极强渗透力的事物它对人类的影响。是全面的，彻底的。心理学的研究，也自然受到了它的强力影响。或许是计算机的高智能特性正好符合人类所谓“高级的”智慧。所以，计算机被全面地借用到了心理学被认为是心灵最好的隐喻。认为只要弄清楚了计算机的智慧本质也便弄清楚了人的智慧本质。于是人类的心智过程，被比喻成了计算机的运算过程。纽威尔(ANewell)与西蒙(HASimon)认为：心理过程可理解为信息的获得、储存、加工和使用的过程，或者一般地来说，经历一系列连续阶段的信息加工过程；认为包括人和计算机在内，信息加工系统都是由感受器、效应器、记忆和加工器组成的。这就是信息加工心理学最基本的观点，最基本的隐喻。计算机隐喻是当今心理学的主流隐喻，人类心理的无论哪一个方面，都笼罩着计算机的影子；无论哪一个重要的概念，都无不来源于计算机。以至于如果没有这些有关计算机的概念，根本就无法谈论人类的心灵。再如，斯腾伯格(SStemberg)曾假设有一个“矮人”存在于大脑之中，控制着意识的视野检查着记忆的内容。而对于记忆，研究者们也提出了大量的隐喻。例如信息加工的隐喻，将记忆看成是一些内容(实体)，可以被存储、提取，也可能丢失，或者是一个组织的空间就像由节点和线路结成的结构或者网络。人机系统与心理学 人机系统泛指由人创造出来的各种机械设备、技术手段、系统组织等与参与活动过程的人所组成的整体。人机系统是随人类活动能力的不断增长、创造力不断丰富而产生的。计算机技术指标在某一个时段内是相对稳定的，而系统中人的行为却常常能引起系统状态的改变，因为具有千差万别的人对机器系统控制、组织和管理时，可以在头脑中形成不同的理解和映象，如理解、判断及操作的正确与错误。我们可以通过对人机系统中起主导作用的人的素质与机器环境下的心理分析，合理安排人力，包括他们介入人机系统的手段、方法和任务等，使系统高效地按照人的愿望组织起来，通过人机交互、信息和知识的传递达到人们预想的目的。虚拟现实技术是人机系统的一个发展方向，已经在工业产品设计、住宅空间设计、城市景观设计等领域得到了长足发展。人机系统中人和计算机处于同一个系统中执行着同一个任务，这是人和计算机同一性的一面，在这