信息加工

现代哲学家和心理学家已经有力地论证了在所有机器中,计算机和人脑最为相像。这听起来可能有些奇怪,但人类和计算机确实有很多相似之处。它们都有硬件,人类包含大脑,而计算机包含复杂的电路。它们也同时配备软件,在这部分,思考能力可以和计算机中的程序对应。人脑是我们迄今为止发现的最复杂的结构。思考能力更是不可或缺。作为人类的内置硬件和软件,大脑和思考能力处理着海量的信息。

之前,我们也许还能争论计算机和神经系统在信息加工上是否有共性。但现在来看,二者存在共性已是证据确凿。

——赫伯特·西蒙(Herbert Simon)

现在来看看我们是如何处理视觉信息的。你的眼睛先是通过收集光线来获取颜色、轮廓、移动和纵深的数据。但仅仅靠光线无法辨认出眼前之物,你还需要加工这些视觉数据。想象你正在看一场橄榄球比赛,阳光在物体的表面发生反射,四散而去。你的眼球正好收集到了一些飞来的反射光,大脑的硬件——视觉通路(visual pathway),便开始工作。信息加工也由此启动。首先,眼球接收到外来的刺激。眼睛的外保护层——眼角膜对图像进行了聚焦和锐化。就像一台照相机有透镜,眼睛凭借晶状体也能实现精确聚焦。光线随后到达眼球壁里层的视网膜。在这里,光线会激活感光细胞。它们作为信息处理器,其中的一部分反映明暗,另一部分反映颜色。细胞把光线转换为神经信号,信号负责将电脉冲经由视神经送至脑后的视觉皮质(visual cortex)。此外,你还有软件的助力,大脑其他部分也会提供信息来帮你推测和理解你所看到的事物。视觉皮质通过拼凑起所有的信息完成了加工过程。此时,仅仅在球场上的光射入眼球的瞬间,你看见一名球员接球成功。触地得分!

如果我们接受人脑与计算机相似的观点,信息就可以被定义为穿梭于神经元网络之间的感官数据。光线射入眼球,声波传入耳朵,分子进入我们的嘴巴和鼻子,都是活生生的例子。信息还包含一切感官数据引起的神经冲动,例如,在视觉神经中穿行的电信号。信息加工即指这些数据的变化和转变。如果想要这个类比成立,那么我们必须假定人脑也包含某种机制或是软件,用于处理信息。这种加工过程被称作认知,从广义上来讲,认知涵盖了我们对于这个世界的所有思考。

把你自己想象成计算机,任务是将两个数字相加,然后产出结果。相加就是一种信息加工,因为它转变了原始的数据。你接收到任意两个数字,如2和4。要将二者相加,你就得先将它们与自己的加法程序适配。理论上讲,大脑确实能够储存所有的加法答案(如1 + 1 = 2, 8 + 2 = 10, 83+ 91 = 174),但这对于记忆的负担太大。所以人脑只储存一个计算式,用来解决所有两数相加的问题。这就是认知过程。此外,人脑需要把相加问题转化为一个符号式,如A + B = C。在2+4的例子中,把A换成2,B换成4,就能得到结果C为6。

要点

• 信息加工包含所有感官刺激的变化、转变,以及由感官刺激导致的神经冲动。

• 信息加工方法把人脑比作机器。人脑被看作是人类版本的计算机,而思考能力则是处理数据的软件。

• 通过信息加工方法,心理学家可以用计算机这样的实体来解释无形的心灵。

• 认知心理学家认为大脑将信息符号化,再将它们交由人脑加工。

• 认知心理学家通过考察客观结果来反推主观结果。他们运用康德的先验法(transcendental method),基于一系列事实,提出了信息加工活动的可能顺序,这样得到的结论是可供检验的。

• 信息加工方法被广泛运用于许多领域,包括感知、注意力、记忆、心理表征、问题处理及语言。

• 联结理论(connectionist theory)认为是神经细胞组成的网络在加工信息。这种理论对于人工智能和语言学等领域有重大影响。

• 还原论(reductionism)是反对信息加工方法的主要理论之一。批评家认为直接把适用于非生命体的物理规律运用到生命体身上太过草率。