腦與認(rèn)知-09課件

腦與認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)

自然智能導(dǎo)論鐘義信，王小捷，譚詠梅智能研究中心

腦與認(rèn)知-09目錄01、緒論09、認(rèn)知概論15、未完篇章02、腦與認(rèn)知綱要03、腦論04、新皮層05、神經(jīng)組織

06、神經(jīng)信息活動07、腦的工作機(jī)理08、一個假說10、感知11、記憶12、語言13、思維14、情緒腦與認(rèn)知-09參考書目2，腦科學(xué)導(dǎo)論，孫榮久，北京大學(xué)出版社，2001年3，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教程，羅躍嘉，北京大學(xué)出版社，2006年4，認(rèn)知科學(xué)概論，武秀波等，科學(xué)出版社，2007年5,OnIntelligence,byJeffHawkins,etal.6，MITCourse:BrainandCognitiveScience

1，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論，鐘義信等，北郵出版社，2006年腦與認(rèn)知-09第九章認(rèn)知概論腦與認(rèn)知-09本章的中心問題什么是“認(rèn)知科學(xué)”？注意從“眾家之說”中擇優(yōu)。腦與認(rèn)知-09幾個基本概念腦與認(rèn)知-09基本概念一：信息本體論信息

事物的信息，就是事物運(yùn)動的狀態(tài)及其變化方式的自述。認(rèn)識論信息

主體關(guān)于某事物的信息，是主體所感知的該事物運(yùn)動的狀態(tài)及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用，分別稱為語法信息（以下稱為“語構(gòu)信息”）、語義信息和語用信息。它們的整體稱為全信息。定義的條件定義的層次定義的適用范圍無條件

有主體

本體論認(rèn)識論無限制有主體腦與認(rèn)知-09全信息與“認(rèn)知能力要素”符號客體主體語構(gòu)信息

符號序列（形式結(jié)構(gòu)）序列內(nèi)容序列價值語義信息語用信息人的認(rèn)知能力包括：觀察力，理解力，目的性。觀察事物的外部形式，理解事物的內(nèi)在含義，判斷與自身的利害關(guān)系。腦與認(rèn)知-09基本概念二：知識經(jīng)驗(yàn)性知識

成功解決問題的程序，未經(jīng)科學(xué)證實(shí)的知識。規(guī)范性知識

主體關(guān)于某類事物的知識，是主體關(guān)于該事物運(yùn)動的狀態(tài)及其變化規(guī)律的形式、內(nèi)容和效用的表述。常識性知識

不證自明的知識。腦與認(rèn)知-09本能知識經(jīng)驗(yàn)知識規(guī)范知識常識知識知識的生態(tài)系統(tǒng)腦與認(rèn)知-09（狹義）認(rèn)知認(rèn)知信息知識認(rèn)知：（由信息）獲得知識的過程、方法和理論；知道“為什么”。腦與認(rèn)知-09基本概念三：智能智能

在給定問題-環(huán)境約束-目標(biāo)的前提下，有針對性地獲取信息、把信息加工成知識、進(jìn)而在目標(biāo)引導(dǎo)下把知識和信息激活為解決問題的策略和行為的能力。目標(biāo)約束問題分析計(jì)算推理比較智能策略知識庫腦與認(rèn)知-09廣義認(rèn)知：信息知識智能轉(zhuǎn)換認(rèn)知決策信息知識智能信息：解決“是什么（What?）”的問題知識：解決“為什么（Why?）”的問題智能：解決“怎么做（How?）”的問題廣義認(rèn)知：不僅知道“為什么”，而且知道“怎么做”。腦與認(rèn)知-09幾個“心智模型”腦與認(rèn)知-09歷史上的心智模型：諾曼模型認(rèn)知系統(tǒng)控制系統(tǒng)情感系統(tǒng)物理信號輸出（運(yùn)動，聲音）

認(rèn)為：認(rèn)知因素（感知、表象、技藝、思維等）和非認(rèn)知因素（情感、意志、動機(jī)、興趣等）是辯證的統(tǒng)一體。腦與認(rèn)知-09歷史上的心智模型：物理符號系統(tǒng)感受器運(yùn)動WRITEASSIGNBEHAVEQUOTECONTIN.-IFEXIT-IFDOCOPY控制記憶READINPUT腦與認(rèn)知-09思維過程歷史上的心智模型：純認(rèn)知模型感覺傳導(dǎo)效應(yīng)器模式識別初步分析附注存儲系統(tǒng)運(yùn)動控制系統(tǒng)運(yùn)動程序長時記憶–輔助記憶短時記憶–主記憶活動概念、工作記憶欲望意圖動機(jī)情感注意意識記憶過程聲音和運(yùn)動物理信號腦與認(rèn)知-09認(rèn)知心理學(xué)模型信息刺激控制系統(tǒng)長時記憶短時記憶反應(yīng)系統(tǒng)感覺系統(tǒng)記憶系統(tǒng)腦與認(rèn)知-09智能生成機(jī)制信息獲取信息傳遞信息認(rèn)知策略執(zhí)行問題/環(huán)境信息再生策略傳遞本體論信息知識智能認(rèn)識論信息智能策略智能行為目標(biāo)腦與認(rèn)知-09狹義認(rèn)知：信息-知識轉(zhuǎn)換；知道“為什么”。廣義認(rèn)知：全部智能過程；知道“為什么”和“怎么做”。認(rèn)知科學(xué)的“認(rèn)知”：廣義認(rèn)知=全部智能過程行為主義認(rèn)知（行為主義心理學(xué)）：黑箱系統(tǒng)人體系統(tǒng)刺激響應(yīng)腦與認(rèn)知-09智能系統(tǒng)（“信息加工”系統(tǒng)）感覺器官傳導(dǎo)系統(tǒng)效應(yīng)器官問題/環(huán)境思維器官傳導(dǎo)系統(tǒng)信息智能行為目標(biāo)腦與認(rèn)知-09信息

知識

智能轉(zhuǎn)換需求/約束信息獲取信息執(zhí)行信息傳遞信息傳遞預(yù)處理決策原始信息智能策略智能行為目標(biāo)認(rèn)知知識感覺器官傳導(dǎo)系統(tǒng)思維器官效應(yīng)器官傳導(dǎo)系統(tǒng)可用信息知識庫需求/約束感知信息需求/約束知識庫知識庫腦與認(rèn)知-09預(yù)處理決策智能策略目標(biāo)認(rèn)知知識信息分路知識庫檢索反應(yīng)常識庫信息常識情感表達(dá)信息智能-情感信息處理的統(tǒng)一模型腦與認(rèn)知-09認(rèn)知科學(xué)的基本問題感知、注意智能、情感問題/環(huán)境記憶、預(yù)測、思維、語言、意識信息智能行為目標(biāo)情緒經(jīng)驗(yàn)/知識/常識腦與認(rèn)知-09

認(rèn)知科學(xué)的主要觀點(diǎn)認(rèn)為：認(rèn)知是一種信息加工過程。“認(rèn)知科學(xué)”的幾個說法

“是研究人、動物和機(jī)器智能的本質(zhì)和規(guī)律的科學(xué)，研究內(nèi)容包括知覺、學(xué)習(xí)、技藝、推理、語言理解、知識獲得、注意、情感、意識和動作控制等高級心理現(xiàn)象”。[4,p.2]

認(rèn)知科學(xué)是關(guān)于心智研究的一種分支。認(rèn)知={信息知識}智能={信息知識}+{知識

智能}因此，認(rèn)知是智能的子過程；廣義認(rèn)知=智能過程。

上述定義不能準(zhǔn)確區(qū)分認(rèn)知科學(xué)與信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)與智能科學(xué)。我們認(rèn)為：腦與認(rèn)知-09本門課程的定位

從嚴(yán)格的意義上說，認(rèn)知是由信息到知識的轉(zhuǎn)換，是智能智能的一個子過程。

但是，為了有利于探討“自然智能”，為研究人工智能奠定必要的基礎(chǔ)，本門課程將采取“廣義認(rèn)知”的觀念，而且更多地從腦與認(rèn)知相互作用的角度介紹從感知到思維（包括意識和情感）的概念和理論。腦與認(rèn)知-09本章小結(jié)

本章討論和比較了“認(rèn)知科學(xué)”有關(guān)的基礎(chǔ)概念、相關(guān)模型和幾種“認(rèn)知科學(xué)”的定義，從而說明認(rèn)知科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)關(guān)注的主要內(nèi)容。需要特別注意的是，認(rèn)知科學(xué)目前仍處于發(fā)展階段，關(guān)于“認(rèn)知科學(xué)”的定義仍是眾說紛紜。對于學(xué)習(xí)和研究認(rèn)知科學(xué)的人來說，這種狀況也不是壞事。相反，只要認(rèn)真研究這些說法的實(shí)質(zhì)，就有可能從中得到比較深刻比較科學(xué)地認(rèn)識。因此，特別鼓勵學(xué)習(xí)者帶著問題學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，爭取在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地解決問題。腦與認(rèn)知-09思考作業(yè)1，什么是信息？