认知心理学是20世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，在20世纪70年代成为西方心理学的一个主要研究方向。它研究人的高级心理过程，主要是认识过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等。
以信息加工观点研究认知过程是现代认知心理学的主流，可以说，认知心理学相当于信息加工心理学。认知心理学将人看作是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的变换、简约、加工、存储和使用的全过程。按照这一观点，认知可以分解为一系列阶段，每个阶段是一个对输入的信息进行某些特定操作的单元，而反应则是这一系列阶段和操作的产物。信息加工系统的各个组成部分之间都以某种方式相互联系着。
第一节 认知心理学概述
一、认知的含义及表现
（一）“认知”的涵义
“认知”是近几十年来由心理学家提出的一个描述人的认识能力的新概念，源于英文cognition一词，有广义和狭义之分。
1.广义的“认知”
随着关于人类智力的思维研究的信息加工理论的出现和相关研究技术的引入，心理学家们目前更倾向于用“认知”这个词来描述个体在认识方面的能力。这一方面是因为这个词的含义比较广泛，“认知”——认识和知识，它既包含了一种动态性的加工过程（认识），也包含了一种静态性的内容结构（知识）；另一方面也是为了能将在学术意义上进行讨论的内容与在较为通俗意义上使用的名词（认识）区分开来。
从广义的角度看，认知几乎包含在所有的认识活动中。例如，在获得信息、理解信息、验证信息等过程中包含着认知的成分；在制定计划、执行计划、评价计划的可行性和修改计划的过程中也离不开认知的参与。
2.狭义的“认知”
狭义的认知具体是指那些能使主体获得知识和解决问题的操作和能力。认知是人类个体内在心理活动的产物。虽然不能直接看到主体内在的认知过程，但可以通过观察、分析主体认知活动的外在行为来推断在其大脑内部进行的认知活动本身。
（二）认知加工的两种表现方式
在通常情况下，心理学家所能观察到的是主体认知活动的外显行为。可以从意识和无意识两方面来看。
1.有意义的识记
个体所能记住的某个词表的数量，如在辨认某些图片、字词时所花的时间或计算某道算术题的正确性等，表明个体有意义识论的能力高低。但心理学家所真正感兴趣的并不是这些容易被观察到的内容，而是那些潜藏在这些行为下面的加工过程和技能。例如，6岁儿童和14岁少年在完成某项认知任务时，所使用的认知操作各是什么？对词义的辨别速度是如何反映主体对信息的不同贮存方式的？婴儿是如何利用其关于自己母亲的心理表象去区别其他形象的？这种心理表象又是如何产生的？如何被不断精确化的？等等。简言之，认知心理学家所关心的问题是，个体进行认知活动的内在过程以及导致个体认知发展的内在机制。
2.无意识的加工过程
认知不仅寓于意识水平之上的那些认识活动中，同时也寓于人们日常生活的某些非意识行为的过程中。例如，当我们平时在听收音机或看报纸时，对每一个声音或字符的辨认都似乎是在不知不觉中进行的，其实，在这些活动中包含着非常复杂的认知机制。
（三）认知与智力、思维的关系
在较通常的意义上，智力（intelligence）、思维（thinking）、认知（cognition）这三个术语之间具有很大的相似性，即都表示人在认识方面的特点和能力。因此，在一些不需要作严格区分的情况下，这三个概念常被混用。但是，从较严格的意义上看，在这三个概念间还是存在着区别的。“智力”是指人认识、理解事物和现象并运用知识、经验解决问题能力的总和，它包括所有的与认识活动有关的能力；“思维”是人运用表象和概念进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程，是智力的最高级和核心的部分。因此，“智力”与“思维”间的关系应该是：智力包含思维，思维是智力中的灵魂。而当从广义的角度使用“认知”这个概念时，其含义与“智力”的含义等同；当从狭义的角度使用时，其含义与“思维”更接近。
实际上，关于智力与思维的研究正是当代认知心理学研究的热点和难点。心理学家们为了弄清智力的本质，揭开思维的谜团，正在不断深入地研究着。
二、认知心理学的研究对象
1.广义的研究对象
从广义上讲，认知心理学的研究对象包括测量理论（最早的测量学派认为认知能力是由各种亚认知能力构成的）、皮亚杰（J。Piaget）的发生认识论（以生物、数理逻辑为基础，认为人的认知具有不同的性质，处于不同的年龄阶段的人的思维有本质差异）、生态学理论（由吉布森〔J。J。Gibson〕提出，认为心理学研究不应局限于实验室内，更重要的是生态学效度，即在自然环境、没有严格的条件控制下，能够发生和实验室条件下相同的结果就说明具有较高的生态学效度）和信息加工理论（即狭义的认知心理学）等。
2.狭义的研究对象
从狭义上讲，认知心理学的研究对象仅指信息加工理论。信息加工的观点就是将人脑与计算机进行类比，把人脑看作类似于计算机的信息加工系统。因此，认知心理学的主要研究包括：人如何获取信息；这种信息怎样表征，从而转变为人脑中的知识；知识怎样贮存，又是怎样用以指导注意和行为。它涉及心理过程的全部范围：从感觉到知觉、模式识别、注意、记忆和学习、思维、表象、语言和情绪以及人工智能领域的计算机模拟等。
三、认知心理学的发展史
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。
在西方的文明中，对人的认知的兴趣可以追溯到古代的希腊。柏拉图（Plato）和亚里士多德（Aristotle）在他们关于知识的性质和由来的论说中，曾经推究了记忆和思想。这些实质上属于哲学性质的早期论说，终于演变为延续很多世纪之久的论争。对立者是经验论者——这些人相信一切的知识都来自经验和先天论者——这些人认为儿童出生时就具有大量的先天知识。这种论争在17世纪、18世纪和19世纪时由于英国的哲学家洛克（J。Locke）、休谟（D。Hume）和穆勒（J。S。Mill）等人维护经验论的见解和哲学家如笛卡儿（R。Des-cartes）及康德（I。Kant）等人提出先天论的见解而日益加剧。虽然这些论辩的核心都是哲学的，但它们常常滑入关于人的认知的心理学构思。同时，笛卡儿所强调的演绎法作用、康德的图式概念已成为认知心理学的重要方法和概念。
认知心理学是当代心理学发展的新方向，20世纪中叶兴起于美国，同时对美国心理学影响最大，扩展至欧洲，波及苏联。80年代传入中国，以1983年中美科学院联合召开“认知心理学讨论会”为标志。1986年，著名的认知心理学家、诺贝尔奖得主西蒙（H。A。Si-mon）曾到西南师范大学讲学，其信息加工的观点使人耳目一新。
四、认知心理学产生的条件
任何事物的产生都有其外因和内因，认知心理学的兴起也离不开孕育其诞生的外部条件和内部条件。
（一）认知心理学产生的外部条件
认知心理学产生的外部条件主要是指邻近学科的发展对心理学的影响，从某种意义上讲，特别是新“三论”、计算机科学以及语言科学成为了认知心理学的“助产士”。
1.新“三论”对心理学的影响
科学的发展往往与实际需要有关。第二次世界大战期间，商农（Shannon）和维纳（Winner）分别从事于改进通讯效率和火炮追踪目标的研究，并分别于1948年和1949年创立了信息论和控制论，而控制论又为系统论奠定了基础，此“三论”极大地影响了心理学的发展。
信息论着重研究信息的传送，即通讯技术问题，在20世纪50年代曾一度盛行，后来它的影响才逐渐下降。该理论能够较好地说明被动的信息传输系统，但不能为人的心理机能提供合理的模型，因为它忽视了人的主观能动性。信息论对认知心理学主要是思想上的影响。认知心理学把人的信息加工系统比作“通讯通道”（communica-tion channel），并借用了大量的术语，如信息量、信息编码、通道容量等。
控制论和系统论对心理学的影响主要也表现在思想上。控制论主要研究系统的控制过程，认为控制是通过信息反馈实现的。系统论则强调系统的作用。系统把有关过程的当前状态反馈给中枢，以实现对过程的控制。人的认知系统在执行过程中同样需要监视和控制。它们推动了自动控制理论、心理学的系统观的发展。
2.计算机科学
计算机科学对心理学的影响是另一外部因素。早在心理学家讨论计算机之前，计算机科学家就大声讨论心理学了。不管采取什么具体观点，计算机科学家总要这样或那样将计算机与人进行对比。这充分体现在人工智能的发展上。人工智能是企图使计算机进行智力的行为。
图灵于20世纪30年代发表后来被称为“图灵机”的数学系统，对心理学也发生了影响。数量逻辑和图灵机使人们想到，人类的认知系统也可以视为符号运用系统，人类的某些观念可以用符号来代表，而且这些符号可以通过确定的符号运算过程加以变换。这些思想不仅在理论上而且在具体研究上对认知心理学都有重要的作用。
艾伦·纽厄尔（Alien Newell）和赫伯特·西蒙（Herbert Simon）在卡内基-梅隆（Carnegie-Mellon）大学，已经花费了25年的时间来培养懂人工智能的认知心理学家，而且也培养懂认知心理学的人工智能的工作者。计算机的基础理论对认知心理学的直接影响始终是极小的，然而，间接的影响却一直是巨大的。很多概念已经从计算机科学中采用过来并且用之于心理学的理论中。也许更重要的是，观察分析一部机器的智力行为，已在很大的程度上使我们从分析自己的智力时的各种约束和错误想法中解放出来了。
从解决计算机能否思维的理论问题到智能计算机的研制都要涉及心理学，需要与计算机科学有某种“共同语言”的心理学。这对认知心理学的出现是一个巨大的推动力量。计算机科学对心理学的影响同时就包含了它对心理学的需求。
3.语言学
对认知心理学有影响的另一个领域是语言学。在20世纪50年代，美国麻省理工学院的一位语言学家诺姆·乔姆斯基（NoamChomsky）开始发展一种分析语言结构的方式。他的工作表明，语言要比以往所设想的更加复杂，而且许多盛行的行为主义的表述公式是不适宜解释这些复杂性的。乔姆斯基的语言学的分析，在使认知心理学家们能够击退盛行的行为主义的想法方面已被证明是带有关键性的。哈佛大学的乔治·米勒（George Miller）在20世纪50年代和60年代初期，在使心理学家注意这些语言学的分析，以及识别各种研究语言的新途径方面发挥了作用。
（二）认知心理学产生的心理学基础
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（H。L。Helmholtz）和唐德斯（J。C。Donders）提出的反应时研究法，是今天认知心理学家广泛采用的方法，并已有了新的发展。
冯特（W。Wundt）是现代实验心理学的奠基人，认知心理学对心理学的对象和方法的看法与他的观点很接近。他认为心理学的对象是经验，是意识内容，方法是控制条件下的内省。有些心理学家说，认知心理学又返回到冯特的意识心理学上去了，所不同的是方法更加可靠，更加精巧了。詹姆斯（W。James）关于两种记忆，即初级记忆和次级记忆的提法，今天已成为认知心理学关于记忆研究的基础。
格式塔心理学对认知心理学的影响很明显。它以知觉和高级心理过程的研究著称，强调格式塔的组织、结构等原则，反对行为主义心理学把人看成是被动的刺激反应器。这些观点对认知心理学有重大影响，如认知心理学把知觉定义为对感觉信息的组织和解释，强调信息加工的主动性等。
在方法上，格式塔心理学主张研究直接的生活经验，主张把直接的生活经验材料与实验资料结合起来，如重视观察者对自己知觉内容的直接描述，并把这个方法称为现象学方法。这种观点，既不同于冯特和铁钦纳（E。B。Titchener）只承认经过严格训练的被试的内省，也不同于行为主义只重视实验室实验的做法，却与认知心理学的基本观点相一致。
认知心理学是反对行为主义的，但也受到它的一定影响。认知心理学从行为主义那里接受了严格的实验方法、操作主义等。近年来，认知心理学已不专注于内部心理过程的研究，也注意了行为的研究。一般认为，人们使用从环境得来的信息，结合记忆内存储的东西，指导未来的行为，并塑造生活环境。
早期实验心理学的心理主义方向被行为主义切断了将近半个世纪之久。今天，认知心理学延续了这一方向，同时又保持了新行为主义的严格的假设演绎法，增加了机器模拟法。这就在认识过程的分析方面扩大了研究课题。
第二节 认知心理学的研究方法
一、认知心理学研究的一般原理和原则
（一）信息加工的一般原理
1.符号系统
关于信息加工的一般原理，纽威尔（Newell）和西蒙（Simon）提出了迄今最为完整的说明。他们认为，无论是有生命的（人）或人工的（计算机）信息加工系统都是操纵符号（Symbol）的。符号是模式，如语言、标记、记号等。在信息加工系统中，符号的功能是代表、标志或指明外部世界的事物。一些符号通过一定联系而形成符号结构（Symbol Structure）。符号结构又可称作语句（Expression）。符号和符号结构是外部事物的内部表征。但是，符号不仅可以代表外部事物，而且还可以标志信息加工的操作。一个符号结构可以标志另一个符号结构，或标志一个程序。信息加工系统得到某个符号就可得到该符号所代表的事物，或进行该符号所标志的操作。纽威尔和西蒙进而认为，信息加工系统也就是物理符号系统（Physical symbolSystem）或符号系统。之所以冠以“物理”一词，目的在于强调这种符号系统确实存在于现实世界之中，或者在现实世界中是可以实现的。
2.加工系统构成
纽威尔和西蒙认为，包括人和计算机在内，信息加工系统都是由感受器（Receptor）、效应器（Effector）、记忆（Memory）和加工器（Processor）组成的。感受器接收外界信息，效应器做出反应。信息加工系统都以符号结构来标志其输入和输出。记忆可以贮存和提取符号结构。加工器包含3个因素：
[1]一组基本信息过程（Elementary Information Processes），如制作和销毁符号，制作新的符号结构和复制、改变已有的符号结构，以符号或符号结构来标志外部刺激并依据符号结构做出反应，以及贮存符号结构，进行辨别、比较等。
[2]短时记忆，它保持基本信息过程所输入和输出的符号结构。
[3]解说器（Interpreter），它将基本信息过程和短时记忆加以整合，决定基本信息过程的系列。对基本信息过程系列的规则的说明即构成程序，它是信息加工系统行为的机制。这也是解说器名称的由来。信息加工系统的上述功能也可概括为输入、输出、贮存、复制、建立符号结构和条件性迁移。照纽威尔和西蒙看来，凡具有这些功能的系统必然表现出智能行为；同样，表现出智能行为的系统必然具有这些功能。这样，以符号操纵为基础的信息加工系统就具有对环境的适应能力，表现出目的性行为。这种系统的加工能力是有限的，加工方式是系列的。
（二）认知心理学的研究原则
认知心理学作为心理学的一门分支学科，有其特殊性。在进行认知过程的研究时，除了遵循心理学研究的一般法则，还必须注意下面三条原则：
1.经验性原则
经验性（empirical）原则是相对于哲学思辨而言。认知心理学强调以实验、统计为主，用实证、科学的方法来研究人的认知过程，这就是经验性原则。比如说，一个实验要经得起重复验证，多次相同条件下的实验结果应该一致才能说明问题；一个理论假设应该能够证真，也能够证伪，即不仅能够证明它在什么条件下成立，也能够证明它在什么条件下不成立。
2.分解性原则
分解性（analytic）原则是指分解实验，研究大问题中的小问题，即把复杂的心理活动分解为一个个小的部分来研究。这样做有一个好处，那就是题目小，便于严格控制实验条件。当然，过于严格的实验控制带来较低的外部效度，这又带来另一个令人头疼的问题。因此，一般来说，一个大的研究课题首先要“分解”成若干小题目，当小题目的研究取得结论之后再进行“组装”，即从整体考察大题目下小题目的一致性和内在联系，才能形成比较完整系统的理论。
3.过程性原则
什么是过程性（process）原则呢？例如，给你一张某人静态的照片，你恐怕不易看出他的个性特征，外向与内向、场依存型与场独立型等。但如果是很多张照片甚至是一连串的摄影镜头呢？显然就容易多了。因此，必须在动态的过程中分析问题，分析变量的作用、交互作用。一个过程的理论模型代表了假定的信息加工阶段。
如果说经验性原则和分解性原则是大多数心理学研究都应该遵循的话，那么过程性原则更加体现了认知心理学的研究特色。从过程的角度研究人的认知具有重要意义，可以简单概括为以下三点：
[1]关于过程的理论比关于内容的理论更具有概括性、恒定性，这类似于计算机方面程序与数据的关系；
[2]过程的研究有利于确定信息加工各阶段的顺序，有利于建立精细的理论模型；
[3]具有实践意义，特别是应用于智力开发、人工智能等。
然而，追踪过程又存在着相当的困难。主要是逻辑上的自相矛盾，因为可见的S与R之间的O是不可见的，只能间接测量，而现在又必须去研究它。所以说，人的心理是一个“黑箱”，研究目的就是要使它尽量变成一个“灰箱”，也就是弄清它的内部过程。
综上而言，认知心理学的研究原则就是用实验、分析的方法研究过程。
二、认知心理学的主要研究方法
认知心理学家往往把信息加工过程分解为一些阶段，这就使他们注意到信息在人体内流动有个过程。他们常用计时研究法。首先要测量出一个过程所需要的时间，并以此来确定这个过程的性质。
假定一个人看屏幕上投射的字母E，如果投射时间很短，比如1毫秒，那么这个人就不会看到什么，这说明知觉不是瞬时的；投射时间长一点，比如5毫秒，那么这个人就会看到某种东西，但不知是什么，这说明知觉产生了，但辨别尚未产生；如果投射时间长度足以使人看出这个字母不是O或Q，但看不出是E还是F或K，那么这个人就产生了部分的辨别。由此人们就可以确定完全辨别、部分辨别或刚刚看出有东西所需的时间。这一切表明，知觉是累积的，它包括几个特定的阶段。
认知心理学家关心的是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。但是人们不能直接观察内部心理过程，只能通过观察输入和输出的东西来加以推测。所以，认知心理学家所用的方法就是从可观察到的现象来推测观察不到的心理过程。有人把这种方法称为会聚性证明法，即把不同性质的数据会聚到一起，从而得出结论。
（一）反应时研究法
反应时研究法是一种会聚性证明法。认知心理学家使用较多的是选择反应时，而不是简单反应时。因为选择反应时可以提供更多的有关内部状态的信息。而且在几种研究方法中，反应时（ResponseTime，简称RT）是认知心理学研究认知过程最重要的外部指标，体现了大脑活动的复杂程度。该方法往往是通过假设检验来实现的。从它的发展历史上来看，1796年，格林尼治天文台台长发现助手观察星体运动的时间和自己相差0.8秒，于是辞退了该助手，由此引发了“人差方程”的研究。荷兰生理学家唐德斯（Donders）把生理学中测量神经冲动传导时间的思想方法引入心理学研究，反应时技术从此诞生。
1.相减因素法实验
相减因素法又简称减法法。在研究快速的信息加工过程如模式识别、短时记忆时，常应用这种反应时实验。这个方法最初是荷兰生理学家唐德斯提出的，目的是测量包含在复杂反应中的辨别、选择等心理过程所需要的时间。相减因素法的理论逻辑是这样的：通常安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个心理过程，即所要测量的过程，而在其他方面均相同，这两种反应时的差即为该过程所需的时间。
具体地说，在一个反应时实验中，要求被试觉察一个灯光刺激并以右手按键做出反应，这样就测得一个简单的视觉反应时（RT1）。如果实验安排红、绿两个色光刺激，并要求被试看到红光时以右手按键来反应，而看到绿光时不反应，这样测到的复杂反应时（RT2）要长于前面的简单反应时（RT1）。这两种反应时作业的区别仅仅在于后者需要将红、绿两色光刺激区分开来，所以这两个反应时的差就是辨别过程所需要的对间，即RT2-RT1=辨别过程时间。同理，如果实验仍安排红、绿两色光刺激，但要求被试在看到红光时，以右手按键来反应；而在看到绿光时，以左手按键来反应，这时被试不仅要对两个色光刺激进行辨别，而且还要对反应做出选择，将这样测到的复杂反应时（RT3）减去含有辨别过程的复杂反应时（RT2），就可得到选择过程所需要的时间，即RT3-RT2=选择过程时间。从上述实验可以看出，减法反应时实验起初是用来确定某个心理过程所需的时间的，但是反过来看，也可以从两种反应时的差来判定某个心理过程的存在。认知心理学正是这样来应用减法反应时实验的。
2.相加因素法实验
相加因素法又称加法法，是对相减因素法的一种延伸，试图在减法法之前证实各加工阶段的存在。
相加因素法的理论逻辑为：如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素各自作用于某一特定的加工阶段。这样通过单变量和多变量的实验，从完成作业时间的变化就可以确定这一信息加工过程的各个阶段。
斯腾伯格（Saul Sternberg）最初将这个反应时实验用于研究短时记忆信息提取。在他的实验里，先给被试看1个～6个数字（识记项目），然后再看1个数字（测试项目），并同时开始计时，要求被试回答该测试数字是否是刚才识记过的，按键做出是或否的反应，计时也随即停止。这样就可以确定被试能否正确提取以及所需要的时间即反应时。通过一系列的实验，斯腾伯格从反应时的变化上确定了4个对提取过程有独立作用的因素，即测试项目的质量（优质的或低劣的）、识记项目的数量、反应类型（肯定的或否定的）和每个反应类型的相对频率。因此，他认为短时记忆信息提取过程包含相应的4个独立的加工阶段，即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。照他的看法，测试项目的质量对刺激编码阶段起作用，识记项目的数量对顺序比较阶段起作用，反应类型对决策阶段起作用，反应类型的相对频率对反应组织阶段起作用。
图中箭头表明信息流动的方向，虚线表明起作用的因素。从图中可以看出，在从短时记忆中提取信息时，被试先对测试项目进行编码，然后将它与所识记的项目顺序进行比较，再做出决定，最后进行反应。现在一般都将斯腾伯格的上述短时记忆信息提取模型看作应用相加因素法实验的典型。
3.开窗法
前面所说的两种反应时实验都不是直接测到某一特定加工阶段所需的时间，而要间接地通过两种作业的比较才能得到，并且相应的加工阶段或操作也要通过严密的推理才能被发现。如果有一个实验技术能够直接地测量每个加工阶段的时间，从而能明显地看出这些加工阶段，那就好像打开窗户一览无遗了。现在发展出来的这种实验技术即称“开窗”（Open Window）实验，它是反应时实验的一种新的形式，能够比较直接地测量每个加工阶段的时间，是对减法法和加法法的发展。运用开窗法测量反应时，需要事先对被试进行训练。
现以一种字母转换实验为例加以说明。在此实验里，给被试呈现1个～4个英文字母并在字母后面标上一个数字，如“F 3”、“KENC 4”等。当呈现“F 3”时，要求被试说出英文字母表中F后面第三个位置的字母（“I”），换句话说，“F 3”即将F转换为I，而“KENC 4”的正确回答则是“OIRG”，但这4个转换结果要一起说出来，凡刺激字母在一个以上时都应如此，即只做出一次反应。实验的具体进程如下：现以“KENC 4”为例，4个刺激字母相继呈现，被试自己按一下键就可看见第一个字母K并同时开始计时，接着被试做出声的转换，即说出“LMNO”，然后再按键来看第二个字母（E），再作转换，如此循环直至4个字母全部呈现完毕并做出回答，计时也随之停止。出声转换的开始和结束均在时间记录中标出来。根据这种实验的反应时数据，可以明显地看出完成字母转换作业的3个加工阶段：[1]从被试按键看一个字母到开始出声转换的时间为编码阶段，被试对所看到的字母进行编码并在记忆中找到该字母在字母表中的位置；[2]被试进行规定的转换所用的时间即为转换阶段；[3]从出声转换结束到被试按键看下一个字母的时间为贮存阶段，被试将转换的结果贮存于记忆中，从第二个字母开始还需将前面的转换结果加以归类和复述。在4个刺激字母实验里，可以获得12个数据，从中可以看到完成字母转换的整个过程，经过对数据的归类处理则可得到总的实验结果。
这种“开窗”实验的基本思想可以概括为，在各个加工阶段的转换之际给一个外部指标（如按键），以便直接记录下每个阶段的反应时（RT），其优点是引人注目的。但它也存在一些问题，例如，可能在后一个加工阶段出现对前一个加工阶段的复查等，在后面字母的贮存阶段还会包含对前面字母转换结果的提取和整合，并且它难以在最后与反应组织区分开来。尽管如此，“开窗”实验具有其他反应时实验所没有的特点。只要将它运用得当，是可以获得有用的资料的。
前面介绍了3种反应时实验。现在需要着重指出，对于任何一个反应时实验，不管其具体形式是怎样的，都应要求被试在保证反应正确的前提下，尽快做出反应。一个实验的反应时数据的收集也应限于正确的反应，并将错误的反应排除。这个道理是很简单的，只有正确反应的时间进程，才能反映实验作业的内部操作，其反应时数据才是有意义的。如果在一次短时记忆信息提取的测试中，被试提取失败，那么这一次测试的反应时就没有意义了。但是，由此却引出一个十分复杂的问题：在一个反应时实验中，通常要进行多次测试，被试以降低反应正确率为代价可提高反应的速度，或者相反，为了达到较高的反应正确率而减慢反应的速度。这就是反应时实验中普遍存在的一个速度——正确率权衡（Trade off）问题。它表明被试在反应时实验中，可有不同的速度——以正确率权衡标准来指导。
（二）出声思考
出声思考又叫做出声思维、口语记录或口语报告等。
在研究慢速的信息加工过程如问题解决时可利用出声思考形式的观察法。慢速的信息加工过程持续的时间较长，内部操作更为复杂，存在多种选择的可能性。这给研究工作带来许多困难。人的思维活动又总是默默地进行的，可说是借助于不出声的内部言语来进行的。一个人在完成解一道数学题的思维作业时，他通过哪些内部操作来完成是别人无法直接观察到的，而事后询问所得到的回答又常常是不完整、不十分准确的。克服这种困难的一个有效的方法是让他利用外部言语进行思考，即进行出声思考，使他的思维过程外部言语化，这样就可以直接观察人的思维过程。这种出声思考的方法是德国心理学家邓克尔（Duncker）首先发展出来的，后来纽威尔和西蒙在研究问题解决时，把它当作一个重要的方法加以应用。在利用这个方法进行研究之前，应对被试进行足够的训练，使他们能较顺利地进行出声思考，否则出声思维会对正常的思维过程造成干扰。
在做这种研究时，给被试一个思维作业，如一道数学题或一种智力游戏，让他们用出声思考来完成，同时用录音机录下他们的全部口述。如果被试在进行过程中间发生停顿，实验者可以问他现在想什么。但是，除非有特殊的研究目的并事先作准备外，实验者在进行过程中，一般不应提出问题，以免干扰被试的出声思考。将录音机录下的口头报告逐字逐句整理成文字材料，就可得到出声思考的即时的口语记录。这种记录包含许多有价值的资料，更重要的是要对记录作细致的分析，才能真正掌握这些有用的资料。
（三）计算机模拟
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。
认知心理学主张建立心理过程的计算机模型。照它看来，如果认识了人的某个心理过程的规律而形成一定的心理学理论，那么根据这个理论来编写计算机程序，使计算机能以类似于人的方式来达到类似于人的活动结果，这个理论就得到证实，否则就会发现该理论的不足之处和存在的问题。在这个意义上，计算机程序也就是心理学理论。通过对心理过程的计算机模拟，也可以认识心理过程本身。所以，计算机模拟不仅是认知心理学的一个研究领域，同时也是它的一个研究方法。这实际上是一件事情的两个方面。
计算机模拟是心理学与计算机科学交叉的领域，并已成为人工智能的重要组成部分。它对未来的生产和技术的发展将有重要的影响，但它对心理学本身的意义却没有得到普遍的承认。例如，威诺加德（Winograd）将计算机程序与机械装置的蓝图作比较，认为蓝图可以帮助说明这个机械装置，但它不是关于该装置如何工作的理论；同样，计算机程序可以帮助了解某个心理过程，但它并不是一种理论。目前的实际情况是，有些心理学家如纽威尔和西蒙等极为重视计算机模拟对心理学的意义；少数心理学家如斯金纳（Skinner）等则对计算机模拟作为心理学方法，采取完全否定的态度；而绝大多数心理学家保持某种中间立场，或者说采取一种观望的态度。
现在要就计算机模拟对心理学的意义做出结论似乎为时尚早。但要看到，计算机程序包含的具体的运算步骤，它具有的严密、详尽和逻辑的性质，使计算机模拟可以在检验和发展心理学理论中，起一定的积极作用。如纽威尔和西蒙等编写的“逻辑理论家”（LogicTheorist）和后来的“通用问题解决者”（General Problem Solver）等计算机程序都产生了较大的影响。但是，并非每一项认知心理学研究都要建立相应的计算机模型。计算机模拟是一种综合性的研究，只有对某一心理过程的各有关方面或因素能加以综合时，才有条件进行计算机模拟。
不管应用哪一种方法，认知心理学都强调将条件与结果加以对照，即将输入和输出联系起来进行推理，以发现某一心理现象的内部机制。这称作抽象分析法。因此，认知心理学特别注重实验设计，以求获得判定内部心理机制所需要的材料。
第三节 关于认知心理学的争论
认知心理学兴起以后，迅即引起巨大的反响，许多心理学家赞同这个新的心理学思潮。在西方心理学中，甚至将认知心理学的出现看作心理学的“第二次革命”（“第一次革命”是指行为主义的兴起）。但也有人持否定态度，认为认知心理学是新瓶装旧酒，不过是用信息加工的新名词来代替过去的心理学名词而已。可是认知心理学并不只是增添新的名词术语，而是提出了新的研究方向。初期出现的这种一概否定的态度很快就消失了，代之而起的是对信息加工观点的深入探讨。
对认知心理学的批评可以概括为以下几点：[1]以认知为主要研究对象，对情绪、个性等其他心理现象的研究少得可怜；[2]单纯的信息加工理论把人和计算机进行类比的思想方法具有缺陷；[3]认知心理学缺乏较为统一的概念和理论；[4]方法上的日益完善导致研究领域日益分裂，实验室效应大，生态学效度较低。现在将主要讨论人机类比的局限性和加工方式上的不同观点。
（一）关于人与计算机的类比
对信息加工观点的讨论首先涉及人和计算机能否作类比的根本问题，并提出了许多批评。
1.诺曼的观点
这些批评意见可以诺曼（Norman）为代表。他认为将人看作符号系统是不够的，人有更多的东西，人是有生命的有机体，具有生物的基础和演化的历史；人还是社会生物，他与其他人、环境有着相互作用。诺曼批评认知心理学将人看作纯粹的智能有机体：可与他人进行逻辑对话，可以知觉、记忆和思维。照他看来，有生命的和人工的信息加工系统有其共同的结构，这部分可称为纯粹认知系统或认知系统。但有生命的系统与人工的系统不同。有生命的系统（人）需要维持其生命，从环境中取得食物，保护自身，繁衍和教育后代，这些都是通过可称为调节系统（Regulatory System）的生物结构来实现的。调节系统是一种内稳态系统，它与认知系统相互作用，以做出对环境的解释和维持内稳态的行动。所以，有生命的系统具有目的、愿望和动机，能选择有趣的任务以及与目的有关的作业，可以控制心理资源的分配，适时启动和结束有关的活动。诺曼认为，认知系统是服务于调节系统的，而情绪处于这两种系统之间，成为它们相互作用的桥梁。他甚至提出，调节系统是处于主导地位的，认知系统是调节系统对智力因素的需要不断增长的结果，只有当认知方面达到一定的质量以后，它才有自己的独立存在并具有自己的功能和目的。根据这些设想，诺曼提出了一个以调节系统为主体的人的信息系统的结构，它与通常的信息系统的结构是有很大区别的。在图中，信息的输入和输出是直接与调节系统相连的，而且调节系统的方框画得较大，以显示其主导地位。诺曼表示，我们应当重新考虑人的信息加工的作用，而现有的理论的某些方面将会发生重大的变化诺曼在上述批评意见中，对人的信息加工系统的结构，主要是增添了一个调节系统。尽管有些看法是粗略的，甚至是假设性的，但调节系统所指明的那些因素及其作用无疑是存在的。这触及现在的认知心理学的薄弱环节：它难以把握情绪和需要、动机、能力、性格等心理现象。这种情况说明，撇开人的社会和生物特性而进行人与计算机的类比是有局限性的。
即使在认知操作方面，也可以看出人脑的生物结构对其功能的制约与计算机的电子元件对其行为的制约也是不同的，出现功能区别。比较而言，人脑的操作慢，易受情绪和动机等的影响，容易分心和犯错误，可能丢失信息或错误地提取信息；计算机的操作快而精确，可以永久保持和提取信息。人的知识常常是模糊的、近似的和粗略的；而信息在计算机中的表征则是详尽的、严密的和合乎逻辑的。人具有更强的适应性，可以发现新问题和吸收新知识，而这些都不是计算机的特征。看起来，人的长处却是计算机的短处；反过来也一样，计算机的长处则又是人的短处。似乎计算机不是模拟人脑，而是补充人脑的不足。这也表明人与计算机类比，的确是有局限的。
公平地说，认知心理学即使在目前也并不是完全没有涉及情绪、动机、能力等心理现象。相反，已经从认知心理学的角度提出了情绪激活的模型，探讨了激情、认知能力、认知风格、社会性原型和图式以及社会行为等与个性密切有关的现象。但是，在这些领域里，认知心理学涉及的大多是它们的认知方面，凡是认知成分愈多的地方，它涉及得也愈多愈深入，然而它没有在整体上把握这些心理现象。与此有关，认知心理学本是研究人的信息加工过程的，但它主张进行计算机模拟，则又会抹掉人的一些特点，如认知过程受情绪、动机等的制约，这使认知心理学受到许多批评。
前面提到的人与计算机类比所存在的局限性无疑是重要的，人们不应忽视这种局限性，而应对它做出分析。在这个问题上，一些心理学家考虑对现在的理论加以改进，另一些心理学家则否定这种类比，对认知心理学产生严重的疑问。应当看到，与任何其他类比一样，人与计算机的类比也是有条件的，是在一定的范围内、在一定的水平上的类比，总要撇开一些因素，因而不可避免地会出现一定的局限性。但是，这种局限性不应用来否定类比本身，而通过类比得出的结论也不应超出一定的范围。人与计算机的类比只涉及软件而不涉及硬件，这种类比本身就具有某种抽象性质。从这种类比来看人的心理，自然不能把握它的全部，而要舍弃一些方面或因素，如结构和操作的一些特点。这就是现在所看到的，认知心理学确实可以较好地说明认知过程或心理过程，而难于在整体上把握个性心理特征等，并在建立计算机模型时，总要撇开制约某一心理过程的若干因素。固然，人的心理是一个整体，各种心理现象之间存在着相互作用和联系。但某一心理过程受到一些因素的制约还不是事情的全部，该心理过程仍有其自己的规律。使一些因素保持相对不变，而只研究某一方面或过程，这种分析性研究不仅是可能的，而且是必要的。心理学早就这样做了，认知心理学也不应例外，它不应受到特殊的责难。问题的关键似乎在于划出从人与计算机类比得出的结论的应用范围，这就需要考虑心理学研究的多水平问题。
2.诺莫夫的研究
在前面已经指出，认知心理学对心理和心理学研究采取了多水平、多层次的观点。如果认真贯彻这个观点，那么就可以合理地看待信息加工观点的应用范围和认知心理学的研究领域。苏联心理学家诺莫夫（ЛOMOB）曾将心理学的研究分为4个水平或层次，认为心理学的理论大厦是由这些层次组成的：
第一个水平：在社会关系的体系中，研究人的发展，人看作是社会系统的成分、社会成员；研究人-社会系统所产生的一系列现象，如个性发展问题、社会情绪的动力过程、心理气氛等。这些主要是社会心理学的内容，与社会科学交叉。
第二个水平：研究个性的结构，如需要与动机、能力与态度的动力过程、行为的结构和动力过程、调节机制等。
第三个水平：研究从感觉、知觉到思维、情绪等心理过程。这些过程在第二个水平上，只是作为个性的因素出现；而在这个水平上，则作为相对独立的因素。心理学过去主要研究这一水平。
第四个水平：研究心理过程的生理机制。这是与神经生理学、化学等学科交叉的领域。
现在无须对上述心理学研究水平的划分作全面的评价，但仍可以看出，这种划分与认知心理学的观点是吻合的。应当说，认知心理学主要是有关上述第三个水平即心理过程的理论。人们不应当用这个理论来代替有关其他水平的心理学理论，或者要求它成为无所不包的理论，无论是认知心理学的支持者或反对者都应如此。如果这样来看，那么信息加工观点难以应用于动机、需要乃至情绪等心理现象，就不应成为否定认知心理学的论据。
（二）关于加工方式
人与计算机在信息加工上，确实是有区别的。除前面已经提到的外，还可能在加工方式上有所不同。认知心理学将心理过程看成是一系列连续阶段的信息加工过程，即认为信息加工方式是系列的或串行的，前一个阶段的加工完成以后，接着是下一个阶段的加工。这种现代计算机的信息加工方式是否符合人的实际心理活动。有些心理学家对此持怀疑态度。艾森克（Eysenck）指出，如果坚持这个系列加工方式，那么只能有刺激驱动的加工即受刺激的性质所影响的加工，而不会有概念驱动的加工，即受过去知识和经验所影响的加工。但是现在许多心理学家一致认为，人的认知活动既包含前者，也包含后者，甚至认为这两种加工可能是同时进行的或部分重叠的。这意味着一些加工阶段可以同时起作用，即存在着平行加工方式。即使不从这两种加工过程的角度来看，也仍然可以提出平行加工问题，如对多个项目的识别或提取。不过，这里涉及的主要是同一加工阶段的操作，大多具有局部的性质。平行加工方式存在的可能性是不能否定的，然而认知活动在整体上仍可保持加工的系列性。许多实验研究表明，没有前一阶段的加工，后一阶段的加工是无法进行的。如果承认信息加工系统的能力有限，那么按照一定程序进行系列加工是可以有效地完成作业的。根据目前的情况，也许可以这样说，人的信息加工在整体上是以系列方式进行的，但也包含平行加工，实际上则是系列加工和平行加工的混合。即使如此，认知心理学的主要论点似乎也不会发生根本变化。
人与计算机在信息加工上的区别还涉及模拟加工和数字加工的问题。现代的计算机是按数字原理来工作的，它所加工的是以0或1来表征的离散信息。连续的模拟信息需要通过模数转换器转换为离散信息，才能为计算机接收和加工。人具有极强的加工离散信息的能力，如语言、信息。在这个方面，人和计算机是相似的。但信息在人脑里还可以表征为连续量，而不是全或无、是或非这样的离散状态，即人可以进行模拟加工或类比加工。例如，谢帕德（Shepard）及其同事从20世纪70年代初进行的“心理旋转”实验中发现，当给被试看一个偏离正位置一定度数的正写或反写的字母，要他们判定该字母是正写的或反写的，被试做出判定所需的时间是随偏离度数而改变的，一般来说，偏离的度数愈大，所需的时间也愈长。实验数据和被试的报告都表明，被试要完成这种作业，需要在头脑里将斜置的字母连续地进行旋转，直至转到正的位置。这意味着被试在心理上所作的字母旋转就像实际的物理旋转那样，即可进行类比的加工，故而旋转的度数愈大，所用的时间也愈多。这是人和计算机在信息加工上的重大区别。瑞夫斯（Dreyfus）由此而否定人和计算机的机能等价。但是舒瑟兰德（Sutherland）认为，对人脑的物理过程来说，类比性质的机能是典型的，但对认知过程却不是典型的。这种看法有一定的根据。然而，人毕竟有不同于计算机的类比加工，这也是不容忽视的。
这里提到的人与计算机在信息加工系统的结构和操作上的区别涉及认知心理学的基本原则，有关的争论对认知心理学的发展具有重要的意义。它可以使人们看清信息加工观点的特点，引导进一步研究的开展。总体来看，认知心理学从人与计算机类比出发，主要着眼于两者具有的相近的或共同的原理，自然要带来一定的局限性。但是，认知心理学通过这种类比得出的一般心理学的结论，并不必然排斥人的心理的特殊性，它的理论框架仍然可以容纳人的信息加工的某些特点。前面提到的使矛盾变得突出的是计算机模拟，它会抹掉人的心理的一些特点，这恐怕也是计算机模拟对心理学本身的意义未得到普遍承认的一个重要原因。认知心理学在研究各种认知过程时，通常的做法是使情绪、动机等因素保持相对不变，但它也可以研究人的情绪等因素对认知过程的影响。虽然现在还不能有效地做出这种影响的计算机模拟，但认知心理学是承认这种影响的。在其他的信息加工的特点上也是这样。例如，人的记忆信息的三级加工模型是认知心理学的一个著名的模型，虽然这个模型未能全部实现计算机模拟，但许多认知心理学家目前还是将它看作较好地说明人的记忆过程的学说。这些情况提示，对认知心理学而言，计算机类比和计算机模拟具有不同的意义，认知心理学通过计算机类比得到心理学的方法学结论，而计算机模拟则是它的一个方法，两者虽有紧密的联系，但却不能等同。一些心理学家在认知心理学的框架里，仍可以研究人的认知过程，而不管是否能做出计算机模拟。这也是目前认知心理学的实际情况。
（三）未来展望
认知心理学提出了富有特色的心理学理论。它主张研究心理活动的结构和过程，因而得以成为当前占主导地位的心理学思潮。然而，认知心理学只不过有50年左右的历史，还处在发展的初期阶段，有许多不成熟的地方。可以想见，有关一些基本原则的争论还将继续下去，它本身也会发生变化。从这方面来看，在信息加工系统的结构中，除目前主要研究的操作系统以外，某种类似于诺曼所说的调节系统或控制系统将受到愈来愈多的重视。与此有关，人的信息加工操作的特点也将更明显地显露出来。同时，新一代的智能计算机的研制，也会促使认知心理学发生变化，并给正在进行的这场争论带来有益的启示。不管认知心理学将来是什么样子，它现在开拓的研究心理活动内部机制的方向无疑具有历史的意义。
复习思考题
1.如何理解“认知”？
2.如何看待认知心理学与行为主义的关系？
3.认知心理学的主要研究方法有哪些？试举例说明。
4.如何看待人与计算机在认知上的差异？
