第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2认知科学的兴起 3
1.3认知科学的发展 6
1.4认知科学的研究内容 9
1.5认知科学的研究方法 10
1.5.1认知内在主义方法 10
1.5.2认知外在主义方法 12
1.5.3认知语境方法 13
1.6认知科学的实验技术 15
1.6.1单细胞记录 15
1.6.2正电子发射层析摄影术 16
1.6.3磁共振成像 16
1.6.4脑磁图 17
1.6.5事件相关电位 17
1.7认知科学的未来方向 18
第2章 认知的神经基础 20
2.1神经元 20
2.1.1神经元的基本组成 20
2.1.2神经元的分类 22
2.1.3神经胶质细胞 23
2.2突触传递 25
2.2.1化学性突触 26
2.2.2电突触 28
2.2.3突触传递的机制 29
2.3神经递质 29
2.3.1乙酰胆碱 30
2.3.2儿茶酚胺类 31
2.3.3 5-羟色胺 34
2.3.4氨基酸和寡肽 35
2.3.5一氧化氮 36
2.3.6受体 36
2.4信号跨膜转导 38
2.4.1转导蛋白 38
2.4.2第二信使 39
2.5静息膜电位 42
2.6动作电位 45
2.7离子通道 50
2.8神经系统 52
2.8.1中枢神经系统 52
2.8.2周围神经系统 53
2.9大脑皮层 55
第3章 感知与注意 59
3.1概述 59
3.2感知的基本形式 62
3.2.1感觉 62
3.2.2知觉 64
3.2.3表象 65
3.3知觉恒常性 71
3.4特征捆绑 73
3.4.1特征整合理论 74
3.4.2特征捆绑的形式模型 75
3.4.3双阶段理论 75
3.4.4时间同步理论 76
3.4.5神经网络模型 77
3.5知觉理论 78
3.5.1建构理论 78
3.5.2直接知觉 79
3.6知觉有效编码 81
3.7知觉组织 86
3.8注意 88
3.8.1注意的功能 88
3.8.2选择性注意 91
3.8.3注意分配 96
3.8.4注意系统 97
第4章 视觉和物体识别 98
4.1视觉的生理机制 98
4.1.1视网膜 98
4.1.2光感受器 100
4.1.3外膝体 101
4.1.4视皮层 102
4.2视皮层信息处理 103
4.2.1视皮层感受野 103
4.2.2特征选择性 104
4.2.3功能柱 105
4.2.4球状功能结构 106
4.3颜色视觉 106
4.4马尔的视觉计算理论 107
4.5格式塔视觉理论 113
4.6拓扑视觉理论 114
4.7视觉的正则化理论 117
4.8基于模型的视觉理论 121
4.9计算机视觉 122
4.9.1图像分割 124
4.9.2图像理解 126
4.9.3主动视觉 127
4.9.4立体视觉 128
4.9.5利用启发式知识的方法 131
4.10同步化响应 132
4.10.1概述 132
4.10.2神经生物学实验 134
4.10.3时间编码 134
4.10.4视皮层的神经元振荡模型 136
4.10.5视觉系统中的表象与尺度变换 138
4.10.6神经网络中的非线性动力学问题 140
4.11物体识别模型 142
4.12人脸识别 144
第5章 听觉和言语 147
5.1听觉通路 147
5.2听觉信息的中枢处理 150
5.2.1频率分析机理 150
5.2.2强度分析机理 152
5.2.3声源定位和双耳听觉 152
5.2.4对复杂声的分析 152
5.3语音编码 153
5.4韵律认知 154
5.4.1韵律特征 154
5.4.2韵律建模 157
5.4.3韵律标注 158
5.4.4韵律生成 159
5.4.5韵律生成的认知神经科学机制 160
5.5语音识别 160
5.5.1语音识别概况 160
5.5.2单词识别理论 163
5.5.3中文语音识别系统 165
5.6语音合成 168
5.6.1语音合成概况 168
5.6.2语音合成的方法 169
5.6.3概念到语音转换系统 173
5.7听觉场景分析 177
5.7.1初级分析 178
5.7.2以图式为基础的知觉组织 179
5.7.3初级分析与图式加工之间的关系 180
5.7.4场景分析的总体评价 181
5.8言语行为 182
第6章 记忆 184
6.1记忆过程 184
6.2记忆系统 186
6.2.1感觉记忆 187
6.2.2短时记忆 188
6.2.3长时记忆 192
6.3长时记忆 194
6.3.1长时记忆的类型 194
6.3.2长时记忆的模型 197
6.3.3长时记忆的信息提取 202
6.4工作记忆 204
6.4.1工作记忆模型 204
6.4.2工作记忆和推理 206
6.4.3工作记忆的神经机制 207
6.5遗忘理论 208
6.6内隐记忆 212
6.7记忆的生理机制 213
6.7.1记忆痕迹 214
6.7.2海马与杏仁体 215
6.7.3记忆的存储过程 217
6.7.4记忆的保存和增强 219
第7章 知识表征 223
7.1引言 223
7.2谓词逻辑 225
7.3产生式系统 231
7.3.1事实的表征 231
7.3.2规则的表征 232
7.4语义网络模型 237
7.4.1语义网络的概念和结构 237
7.4.2复杂知识的表征 238
7.4.3常用的语义联系 240
7.4.4语义网络的推理 241
7.5图式理论 243
7.6框架表征法 245
7.6.1框架结构 245
7.6.2框架网络 247
7.6.3推理方法 249
7.7脚本 251
7.8面向对象的知识表征 253
7.9表象计算模型 254
7.9.1空间载体 255
7.9.2表象文件和命题文件 255
7.9.3表象加工过程 256
7.10双重编码理论 256
7.11空间认知和认知地图 257
7.11.1空间认知 257
7.11.2认知地图 259
7.12连接主义表征 260
7.13概念 262
7.13.1概念形成 262
7.13.2概念结构 263
7.14小结 265
第8章 语言 266
8.1引言 266
8.2语言习得和发展 268
8.3语言处理模型 270
8.4语言认知 274
8.4.1句子加工中的概率和约束问题 274
8.4.2课文表征与记忆 275
8.4.3模块理论与语言加工 276
8.4.4语言理解中的压抑机制 277
8.5乔姆斯基的形式文法 278
8.5.1短语结构文法 278
8.5.2上下文有关文法 279
8.5.3上下文无关文法 280
8.5.4正则文法 281
8.6扩充转移网络 283
8.7概念依赖理论 286
8.8语言理解 288
8.8.1概述 288
8.8.2发展阶段 290
8.8.3基于规则的分析方法 292
8.8.4基于语料的统计模型 297
8.8.5机器学习方法 299
8.9脑语言功能区 301
8.9.1经典语言功能区 301
8.9.2语义相关功能区 302
8.9.3音韵相关功能区 303
8.9.4拼字相关功能区 303
8.9.5双语者脑语言功能区 303
第9章 学习 305
9.1学习系统 305
9.2行为学习理论 306
9.2.1条件反射学习理论 307
9.2.2行为主义的学习理论 307
9.2.3联结学习理论 308
9.2.4操作学习理论 309
9.2.5相近学习理论 312
9.2.6需要消减理论 314
9.3认知学习理论 318
9.3.1格式塔学派的学习理论 319
9.3.2认知目的理论 320
9.3.3认知发现理论 321
9.3.4认知同化理论 323
9.3.5信息加工学习理论 325
9.3.6建构主义的学习理论 328
9.4人本学习理论 330
9.5观察学习理论 331
9.6内省学习 333
9.6.1内省学习一般模型 335
9.6.2内省学习的元推理 336
9.6.3失败分类 337
9.6.4内省过程中的基于范例推理 338
9.7学习计算理论 339
9.7.1哥尔德学习理论 339
9.7.2模型推理系统 340
9.7.3概率近似正确学习理论 341
9.8感知学习 342
9.9粒计算 344
9.9.1词计算理论 344
9.9.2粗糙集理论 344
9.9.3基于商空间的粒计算 345
9.9.4信息粒度格模型 345
第10章 思维和决策 350
10.1引言 350
10.2思维的层次模型 357
10.3抽象思维 358
10.3.1演绎推理 359
10.3.2归纳推理 360
10.3.3反绎推理 362
10.3.4类比推理 363
10.3.5非单调逻辑 365
10.3.6数理辩证逻辑 366
10.4形象思维 367
10.5灵感思维 369
10.6创造思维 373
10.7问题求解 376
10.7.1问题空间 376
10.7.2产生式系统 379
10.7.3启发式搜索 381
10.7.4手段目的分析法 383
10.7.5解决问题的策略 385
10.8科学发现的理论 388
10.8.1经验论 389
10.8.2唯理论 389
10.8.3先验论 391
10.8.4证伪主义 392
10.8.5结构主义 393
10.9发现策略 393
10.9.1数据驱动 394
10.9.2理论驱动 395
10.9.3发现系统BACON 397
10.10决策理论 403
10.10.1决策效用理论 404
10.10.2满意原则 405
10.10.3逐步消元法 406
10.11智能决策支持系统 406
10.11.1智能决策支持系统 406
10.11.2综合集成研讨厅 409
10.12决策的神经机制 410
第11章 认知与情绪 412
11.1引言 412
11.2情绪的种类 414
11.2.1情绪的基本形式 414
11.2.2情绪状态 414
11.2.3情感的种类 415
11.3情绪的表达 415
11.4情绪理论 417
11.4.1 James-Lange情绪学说 417
11.4.2情绪评估-兴奋学说 417
11.4.3情绪三因素说 417
11.4.4基本情绪论 418
11.4.5维度论 419
11.4.6非线性动态策略 420
11.5情绪加工 421
11.5.1情绪语义网络理论 421
11.5.2 A.T.Beck的图式理论 422
11.5.3 J.M.G.Williams的情绪加工理论 423
11.6情绪的功能 424
11.6.1情绪的动机作用 424
11.6.2情绪是心理活动的组织者 424
11.6.3情绪的健康功能 425
11.6.4情绪的信号功能 425
11.7情感智能 425
11.8情感计算 427
11.9具有情感的机器人 432
11.10情感与认知 433
11.10.1情感优先假说 433
11.10.2认知评价观点 433
11.10.3图式命题联想和类比表征系统 434
11.10.4情绪双回路理论 435
第12章 意识 436
12.1引言 436
12.2意识理论 438
12.2.1I.B.Farber的意识观 438
12.2.2心理学的意识观 438
12.2.3还原论 439
12.2.4剧场假设 440
12.2.5意识的主动模式和感知模式 441
12.2.6微管假说 441
12.2.7量子意识观 441
12.2.8神经达尔文主义 442
12.2.9建构理论 442
12.2.10意识模型 443
12.2.11意识系统模型 443
12.3意识的神经相关物 444
12.4显意识思维与潜意识思维 445
第13章 认知发展 451
13.1引言 451
13.2智力理论 453
13.2.1智力的因素论 453
13.2.2多元智力理论 454
13.2.3智力结构论 455
13.3智力的测量 455
13.4皮亚杰认知发展理论 459
13.4.1图式 460
13.4.2儿童智力发展阶段 463
13.4.3新皮亚杰主义 470
13.5认知发展的影响因素 471
13.5.1成熟因素 471
13.5.2经验因素 472
13.5.3社会环境因素 473
13.5.4平衡化因素 474
13.6认知发展的人工系统 475
第14章 社会认知 477
14.1概述 477
14.2社会认知的内容和因素 479
14.2.1认知偏见 480
14.2.2情境效应 482
14.2.3认知者背景 482
14.2.4认知对象 484
14.3个人知觉 484
14.3.1知觉线索 485
14.3.2对他人情绪的识别 487
14.3.3对他人性格的判断 487
14.3.4印象整饰 488
14.4自我调节 489
14.4.1推理和决策的自我调节 490
14.4.2兴趣的自我调节 490
14.4.3自我调节的个体差异 491
14.5归因理论 492
14.5.1对他人的归因理论 492
14.5.2自我归因 495
14.6归因偏差 496
14.6.1归因偏差的分类 496
14.6.2影响归因的因素 498
14.7归因的影响 499
14.8内隐社会认知 501
第15章 认知模型 504
15.1认知建模 504
15.2物理符号系统 506
15.3 Norman模型 509
15.4基于记忆的认知模型 511
15.4.1联想记忆模型 511
15.4.2流程型认知模型 513
15.4.3认知-记忆信息处理模型 514
15.5 ACT模型 515
15.6 SOAR模型 516
15.7心智的社会 519
15.8动力系统理论 520
15.9大脑协同学 522
第16章 认知模拟 526
16.1概述 526
16.2图灵机 526
16.3人工神经网络 528
16.4智能计算机 531
16.5脑机接口 537
16.6细胞自动机-仿脑机 537
16.7认知机模型 540
16.8意识机 543
16.9环球心智系统 543
参考文献 546