心理與邏輯：人類認(rèn)知的兩個(gè)重要通道

蔡曙山

一、心理與邏輯：先天的自然聯(lián)盟。

心智（Mind）是具有腦或神經(jīng)系統(tǒng)的動物的智能行為。腦與神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生心智的過程叫認(rèn)知（cognition）。認(rèn)知科學(xué)（cognitive science）就是研究心智和認(rèn)知原理的科學(xué)。腦、心智與認(rèn)知的關(guān)系如右圖所示。

腦與神經(jīng)系統(tǒng)是自然界長期進(jìn)化的結(jié)果。在這個(gè)過程中，逐漸產(chǎn)生了腦與中樞神經(jīng)系統(tǒng)。最近的腦與認(rèn)知科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，早在5億年以前，脊椎動物大腦的左右半球就已經(jīng)開始分工協(xié)作，后來，在達(dá)爾文的“后代漸變”過程中，大約在500萬年前，人類大腦的左右半球結(jié)構(gòu)形成了。人的大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)處于進(jìn)化系列的頂端。

左右腦的分工也是自然進(jìn)化的產(chǎn)物。

美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校進(jìn)化心理學(xué)教授麥克尼利奇（Peter F.MacMeilage）、澳大利亞并英格蘭大學(xué)神經(jīng)科學(xué)和動物行為學(xué)教授羅杰斯（Lesley J. Rogers）和意大利心理-腦科學(xué)研究中心和特蘭托大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教授瓦洛蒂加拉（Giorgio Vallortigara）的合作研究表明，脊椎動物左右腦的分工來源于動物的兩個(gè)最基本的功能。他們說：

早期脊椎動物中，當(dāng)某個(gè)大腦半球在特定環(huán)境下表現(xiàn)出發(fā)揮主導(dǎo)作用的趨勢，兩個(gè)大腦半球的分工可能就開始了。我們推測，右腦最初主要在危急情況下發(fā)揮任用，這需要?jiǎng)游镒龀隹焖俜磻?yīng)，比如偵測周圍環(huán)境中的獵食。而在非危急情況下，主控權(quán)將由左腦接管。換句話說，左腦進(jìn)化成為自發(fā)行為的控制中心，即對行為“自上而下”的控制（我們要強(qiáng)調(diào)的是，自發(fā)行為不一定是與生俱來的，其實(shí)很多自發(fā)行為都是后天學(xué)會的），而右腦則是環(huán)境誘發(fā)行為的控制中心，也即“自下而上”的控制。其他特化程度更高的功能，比如語言、工具制作、空間定位及面孔識別，都是從這兩種控制能力進(jìn)化而成的。

動物的兩種基本行為和生存手段是捕食和防止被捕食。我們先來看動物的捕食和左腦的進(jìn)化。研究表明，動物的捕食行為是一種日常的、自發(fā)的行為，它們是由左腦控制的，體現(xiàn)出右側(cè)偏向性。大多數(shù)脊椎動物的日常行為都具有右側(cè)偏向性，其中包括捕食。證據(jù)表明，所有五類脊椎動物（魚類、爬行類、兩棲類、禽類、哺乳類）的捕食都具有右側(cè)偏向性。美國著名心理生物學(xué)家斯佩里（Roger Wolcott Sperry，1913—1994）通過割裂腦的實(shí)驗(yàn)證明：左腦主要負(fù)責(zé)理解、記憶、時(shí)間、語言、判斷、排列、分類、邏輯、分析、書寫、推理、抑制、五感（視、聽、嗅、觸、味覺）等，思維方式具有連續(xù)性、延續(xù)性和分析性。因此左腦可以稱作“分析腦”、“邏輯腦”、“意識腦”、“學(xué)術(shù)腦”、“語言腦”。

下面再來看動物的防止被捕食和右腦的進(jìn)化。防止被捕食是右腦最原初的功能?？茖W(xué)家研究了各類動物對掠食者的反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)掠食者從視野的左側(cè)出現(xiàn)時(shí)，無論魚類、兩棲類、禽類還是哺乳類動物，都會出現(xiàn)更為強(qiáng)烈的回避反映。這是因?yàn)樵谶h(yuǎn)古時(shí)代，對脊椎動物來說，沒有任何其他事情比掠食者突然出現(xiàn)更讓動物感到驚恐，更能喚起它們的快速回避反應(yīng)。腦與神經(jīng)科學(xué)的研究表明，右腦主要負(fù)責(zé)空間形象記憶、直覺、情感、身體協(xié)調(diào)、視知覺、美術(shù)、音樂節(jié)奏、想象、靈感、頓悟等，思維方式具有無序性、跳躍性、直覺性等。斯佩里認(rèn)為右腦具有圖像化機(jī)能，如企劃力、創(chuàng)造力、想象力；與宇宙共振共鳴機(jī)能，如第六感、透視力、直覺力、靈感、夢境等；超高速自動演算機(jī)能，如心算、數(shù)學(xué)；超高速大量記憶，如速讀、記憶力。右腦像萬能博士，善于找出多種解決問題的辦法，許多高級思維功能取決于右腦。把右腦潛力充分挖掘出來，才能表現(xiàn)出人類無窮的創(chuàng)造才能。所以右腦又可以稱作“本能腦”、“綜合腦”、“潛意識腦”、“創(chuàng)造腦”、“音樂腦”、“藝術(shù)腦”。

大腦左右半球的主要功能可以列表對照如下：

左腦(理性的)右腦(經(jīng)驗(yàn)的)語言腦 音樂腦理性的 直觀的文字的 形象的分析的 綜合的記號的 繪畫的邏輯的 心理的

由此看出，心理與邏輯是人類心智的兩種主要能力，或者說，是人腦的兩種主要功能。

人類心理過程包括感覺、知覺和表象三種基本形式。人類的思維（邏輯）過程則包括概念、判斷和推理三種基本形式。它們的關(guān)系如下圖所示。

可見在人的大腦中，心理與邏輯是彼此緊密聯(lián)系、不可分割的、統(tǒng)一的心智過程。因此可以說，在人類的心智和認(rèn)知中，沒有任何東西比心理與邏輯的聯(lián)系更加密切。

二、分道揚(yáng)鑣：心理學(xué)與邏輯學(xué)。

不幸的是，19世紀(jì)末到20世紀(jì)上半葉的半個(gè)多世紀(jì)，心理學(xué)與邏輯被人為地割裂了，始作俑者和代表人物是德國數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家弗雷格。

弗雷格拒斥心理學(xué)是與他的客觀主義的數(shù)學(xué)立場相關(guān)的。首先，弗雷格認(rèn)為數(shù)是實(shí)際存在的事物，而不是一種心理現(xiàn)象。其次，弗雷格認(rèn)為數(shù)學(xué)與感覺和心理毫無關(guān)系。他說：“不，算術(shù)與感覺根本沒有關(guān)系。同樣，算術(shù)與從早先感覺印象痕跡匯集起來的內(nèi)在圖像也沒有關(guān)系。所有這些形態(tài)所具有的這種不穩(wěn)定性和不確定性，與數(shù)學(xué)概念和對象的確定性和明確性形成強(qiáng)烈對照?？疾鞌?shù)學(xué)思維中出現(xiàn)的表象及其變化，可能確實(shí)有些用處；但是不要以為心理學(xué)能對建立算術(shù)有任何幫助。這些內(nèi)在圖像、它們的形成和變化對數(shù)學(xué)家本身是無關(guān)緊要的?！?、在《算術(shù)基礎(chǔ)》一書序中，他提出研究數(shù)學(xué)哲學(xué)三條原則中的第一條，就是“要把心理學(xué)的東西和邏輯學(xué)的東西，把主觀的東西和客觀的東西明確區(qū)別開來?！?、特別值得指出的是，弗雷格在研究數(shù)學(xué)和邏輯時(shí)，并非完全沒有認(rèn)識到感覺和心理因素的存在，但他從各個(gè)方面堅(jiān)決地抵制和反抗感覺和心理因素對數(shù)學(xué)和邏輯的影響。他說：“在數(shù)學(xué)家面前，反對這樣一種觀點(diǎn)大概是沒有什么必要的；但是，由于我還想為哲學(xué)家們盡可能解決上述這些有爭議的問題，我就不得不稍微涉足心理學(xué)的討論，即使僅僅是為了阻止它進(jìn)入數(shù)學(xué)?！?、他說：“這樣一來，在涉及數(shù)學(xué)真的時(shí)候，問題就會擺脫心理學(xué)的領(lǐng)域，而轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)的領(lǐng)域?！?、在20世紀(jì)初，弗雷格的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出數(shù)學(xué)和邏輯的范圍。他的拒斥心理學(xué)的數(shù)學(xué)和邏輯的立場，經(jīng)羅素、懷德海等人的發(fā)展，被演變?yōu)橐环N哲學(xué)觀點(diǎn)和方法，這就是邏輯經(jīng)驗(yàn)主義或稱邏輯實(shí)證主義的觀點(diǎn)和方法。邏輯經(jīng)驗(yàn)主義將數(shù)學(xué)邏輯的真理普遍化和絕對化，把數(shù)學(xué)邏輯當(dāng)作理性思維的普遍規(guī)律，當(dāng)作唯一的邏輯真理，同時(shí)也當(dāng)作探求真理的有效工具。由數(shù)學(xué)邏輯產(chǎn)生的這種信條，經(jīng)過邏輯實(shí)證主義的推動，演變?yōu)?0世紀(jì)席卷西方學(xué)術(shù)的分析哲學(xué)運(yùn)動。弗雷格以后，邏輯學(xué)與心理學(xué)徹底地分道揚(yáng)鑣。這種影響至今未被肅清，尤其是在中國的學(xué)術(shù)界。

三、認(rèn)知科學(xué)誕生以后…

變革來自于新的思想，那是在認(rèn)知科學(xué)誕生以后。

20世紀(jì)50年代以來，眾多學(xué)科包括語言學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人類學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和哲學(xué)先后將它們的關(guān)注點(diǎn)指向同一個(gè)目標(biāo)——人類心智。1975年，美國人感到將這些學(xué)科綜合為一個(gè)新的學(xué)科框架，共同探索人類心智的奧秘，于是，認(rèn)知科學(xué)誕生了。經(jīng)過30多年的發(fā)展，認(rèn)知科學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)新的學(xué)科。2011年11月，中國認(rèn)知科學(xué)學(xué)會在北京成立，但認(rèn)知科學(xué)至今仍未進(jìn)入幾十年不變的中國學(xué)科目錄。

認(rèn)知科學(xué)給眾多學(xué)科的發(fā)展帶來機(jī)會。首先，認(rèn)知科學(xué)6大來源學(xué)科在認(rèn)知科學(xué)方向上都發(fā)展出自己的新興學(xué)科，如心智哲學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知語言學(xué)（或稱語言與認(rèn)知）、人工智能、認(rèn)知人類學(xué)（或稱文化進(jìn)化與認(rèn)知）和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。其次，認(rèn)知科學(xué)的6大來源學(xué)科在認(rèn)知科學(xué)框架下互相交叉，發(fā)展出更多的新興學(xué)科，如控制論；神經(jīng)語言學(xué)；神經(jīng)心理學(xué)；認(rèn)知過程仿真；計(jì)算語言學(xué)；心理語言學(xué)；心理哲學(xué)；語言哲學(xué)；人類學(xué)語言學(xué)；認(rèn)知人類學(xué)；腦進(jìn)化。

認(rèn)知科學(xué)也對眾多學(xué)科的發(fā)展提出挑戰(zhàn)。在21世紀(jì)，如果不與認(rèn)知科學(xué)相結(jié)合，很多學(xué)科將無法發(fā)展，例如心理學(xué)和邏輯學(xué)。

萊考夫在《體驗(yàn)哲學(xué)：涉身心智及其對西方思想的挑戰(zhàn)》（1999）一書中，開篇就指出認(rèn)知科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)是：

心智本來就是涉身的；

思維大多數(shù)是無意識的；

抽象概念大部分是隱喻的。

其中，“思維是無意識的”這一論斷對邏輯學(xué)提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。自從亞里士多德以來，思維傳統(tǒng)地屬于邏輯學(xué)的領(lǐng)域。邏輯學(xué)是研究“思維形式及其規(guī)律”的科學(xué)（金岳霖，1977）?，F(xiàn)在，認(rèn)知科學(xué)提出“思維是無意識的?！蔽覀儜?yīng)該如何應(yīng)對這種挑戰(zhàn)？

著名的沃森選擇任務(wù)實(shí)驗(yàn)（Wason selection task）就是這樣的一個(gè)挑戰(zhàn)。沃森實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙，他用4張紙牌的翻牌游戲來對應(yīng)充分條件假言推理的4種可能選擇，即肯定前件式、否定前件式、肯定后件式和否定后件式。邏輯學(xué)家告訴我們，只有肯定前件式（Modus Ponens, MP）和否定后件式（Modus Tollens, MT）是正確的推理形式，并且兩者是等價(jià)的，而其他兩種形式都是錯(cuò)誤的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎邏輯學(xué)家的想象。

有將近100%的被試懂得使用肯定前件式的推理。由于沃森實(shí)驗(yàn)精心挑選只使用沒有邏輯學(xué)背景的被試，因此，這一結(jié)果提示邏輯是正確思維的人們頭腦里固有的東西，而不是邏輯學(xué)家教給我們的東西。事實(shí)上，幾乎所有的人都懂得使用演繹規(guī)則MP即肯定前件式條件假言推理，這就暗示MP這樣的邏輯規(guī)則似乎是天生的，我將其稱為先天邏輯能力（Innate Logic Faculty, ILF, Cai,2007）。而對于邏輯學(xué)家證明與MP等價(jià)的否定后件式即逆否規(guī)則MT，卻只有約50%的被試予以支持，兩者差異是如此之大！心理學(xué)家解釋說，這是由于MT多做了兩次否定，其占用的認(rèn)知資源與MP相比要大得多，由此很多人感到否定后件式比肯定前件式要困難得多。問題在于邏輯學(xué)只考慮推理的正確與否，而不考慮認(rèn)知加工的難度。這樣就出現(xiàn)了盡管在邏輯學(xué)中將肯定前件式和否定后件式看作是同樣正確和等價(jià)的推理形式，但大多數(shù)人并不這樣認(rèn)為。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有超過一半的人使用了肯定后件和否定前件的“錯(cuò)誤推理”，前者占33%，后者占21%。其原因何在？這是實(shí)驗(yàn)所須檢驗(yàn)的規(guī)則“如果紙牌的一面是字母A，則它的另一面是數(shù)字4”中，由于數(shù)字4得到了表征，因此它啟動了被試對肯定后件式的認(rèn)知?！叭绻煜掠?，地面就會濕”，現(xiàn)在地面濕了，并不能由此推出天下了雨，但也不能排除天下雨是一種可能的情形。畢竟人們在日常思維中就是這樣思維的。沃森實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，人們在進(jìn)行推理時(shí)受到心理因素的影響。也就是說，邏輯不是抽象的而是具體的；邏輯不是心理無關(guān)的而是心理相關(guān)的。

另一個(gè)重要挑戰(zhàn)來自思維與決策領(lǐng)域。人們在進(jìn)行投資決策時(shí)所依據(jù)的思維是邏輯的還是心理的？卡尼曼（D. Kahneman, 2011）提出的前景理論（Prospect Theory）認(rèn)為，人們在涉及風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)濟(jì)決策中是依據(jù)可能的損失和收益價(jià)值而不是依據(jù)最終產(chǎn)出來做出決策，并且人們是依據(jù)直覺而不是邏輯推理來對損失和收益進(jìn)行評估。前景理論模型是解釋性的，它模擬真實(shí)的選擇而不是最優(yōu)方案。下面是卡尼曼在《思維：快的和慢的》一書中給出的一些投資博弈的例子。

問題1：請做選擇

A. 肯定會得到900美元，或者……

B. 有90%的可能會得到1000美元。

問題2：你會選擇哪一個(gè)？

A. 必定會損失900美元，或者……

B. 有90%的可能會損失1000美元。

問題3：不管你有多少錢，有人又給你1000美元，請從下面兩個(gè)選項(xiàng)做出選擇：

A. 有50%的概率贏得1000美元，或者……

B. 肯定會得到500美元。

問題4：不管你有多少錢，有人又給你2000美元，請從下面兩個(gè)選項(xiàng)做出選擇：

A. 有50%的概率失去1000美元，或者……

B. 肯定會失去500美元。

問題5：以拋硬幣作選擇，正面贏，背面輸，你愿意參加下面的賭局嗎？

A. 贏50美元。

B. 輸50美元。

A. 贏100美元。

B. 輸50美元。

A. 贏150美元。

B. 輸50美元。

A. 贏200美元。

B. 輸50美元。

根據(jù)卡尼曼的研究，大多數(shù)人在面臨盈利時(shí)是風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的；大多數(shù)人在面臨損失時(shí)是風(fēng)險(xiǎn)偏愛的；人們對損失比對獲得更敏感。因此，人們在面臨獲得時(shí)往往是小心翼翼，不愿冒風(fēng)險(xiǎn)；而在面對失去時(shí)會很不甘心，容易冒險(xiǎn)。人們對損失和獲得的敏感程度是不同的，損失時(shí)的痛苦感要大大超過獲得時(shí)的快樂感。

當(dāng)然，卡尼曼并不否認(rèn)邏輯推理和數(shù)學(xué)計(jì)算在決策中的作用。他認(rèn)為，我們的頭腦里有快的和慢的兩種做決定的方式，他稱為系統(tǒng)1和系統(tǒng)2。無意識的系統(tǒng)1根據(jù)情感、記憶和經(jīng)驗(yàn)迅速做出判斷和決策，它見聞廣博，使我們能夠迅速對眼前的情況做出反應(yīng)。但它也容易上當(dāng)受騙，它固守“眼見即為事實(shí)”的原則，任由損失厭惡和樂觀偏見之類的錯(cuò)覺引導(dǎo)我們做出錯(cuò)誤的選擇。有意識的系統(tǒng)2通過調(diào)動注意力，通過邏輯推理和計(jì)算來分析和解決問題，它比較慢，但更準(zhǔn)確，不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。那怕是一個(gè)簡單的運(yùn)算，其結(jié)果都比專家靠直覺做出的預(yù)測更準(zhǔn)確。

四、認(rèn)知邏輯的學(xué)科框架。

邏輯學(xué)與心理學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)對認(rèn)知科學(xué)的挑戰(zhàn)？無非上中下三種選擇。上策是進(jìn)取，中策是維持現(xiàn)狀，下策是退卻。

心理學(xué)似乎采取了進(jìn)取策略。思維是傳統(tǒng)邏輯學(xué)的領(lǐng)域，心理學(xué)正在向思維的領(lǐng)域推進(jìn)。且看心理學(xué)養(yǎng)關(guān)于思維的定義。張厚粲先生在其主編的《大學(xué)心理學(xué)》中，對思維做了如下定義：

思維是一種人類特有的高級心理活動過程。

在本書中，作者從概念及其形成、問題解決、推理、決策、思維與語言等多方面涉及了心理學(xué)與邏輯學(xué)交互作用的研究領(lǐng)域和問題。

此外，在語言心理學(xué)、思維心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等學(xué)科中，心理學(xué)和問題和邏輯學(xué)的問題也在發(fā)生著交叉和融合。認(rèn)知科學(xué)建立以后，概念、判斷、推理、決策、問題解決都成為心理學(xué)的研究領(lǐng)域，取得了很多著名的研究成果，改變了人們對思維的看法。

心理學(xué)與邏輯學(xué)的交叉融合與發(fā)展，需要一個(gè)合適的學(xué)科框架。2004年，筆者首次提出將認(rèn)知科學(xué)的學(xué)科框架映射到現(xiàn)代邏輯的背景之中，由此產(chǎn)生出認(rèn)知邏輯（cognitive logic）的研究框架。2007年，筆者在第13屆國際邏輯學(xué)、方法論和科學(xué)哲學(xué)大會上報(bào)告了認(rèn)知科學(xué)的學(xué)科框架和一些研究成果，這些研究工作受到國際同行的關(guān)注。

在這個(gè)學(xué)科框架下，我們得到哲學(xué)邏輯、心理邏輯、語言邏輯、文化與進(jìn)化的邏輯、人工智能的邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯。在這個(gè)學(xué)科框架下，邏輯學(xué)與心理學(xué)發(fā)生了交叉，它能夠更加合理地解釋人類認(rèn)知活動中心理加工和邏輯加工兩種方式，也非常契合于卡尼曼的一快一慢的思維和決策模型。

在這個(gè)學(xué)科框架中，有的學(xué)科已經(jīng)存在，如哲學(xué)邏輯、語言邏輯、人工智能的邏輯，其歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，與認(rèn)知科學(xué)的起源同步；有的正在發(fā)展，如心理邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯，其發(fā)端在20世紀(jì)70年代中期，與認(rèn)知科學(xué)的建立同步；有的雖然尚未開展，但預(yù)計(jì)將來可以得到發(fā)展，如文化與進(jìn)化的邏輯等等。

現(xiàn)在，我們將邏輯學(xué)與心理學(xué)重新統(tǒng)一于認(rèn)知科學(xué)的研究框架之中。

這樣，我們就把作為人類認(rèn)知的兩種方式或兩個(gè)通道統(tǒng)一起來了。心理過程作為認(rèn)知的一個(gè)通道，包括感覺、知覺和表象的加工形式，此外還有直覺和無意識的加工形式，它們采用即時(shí)反應(yīng)的方式進(jìn)行加工，是快的通道，但它易錯(cuò)。思維過程是認(rèn)知的另一個(gè)通道，包括概念、判斷和推理的加工形式，它們采用邏輯分析與綜合、演繹與歸納、類比與溯因等方式進(jìn)行加工，是慢的通道，但它準(zhǔn)確。心理學(xué)與邏輯學(xué)則分別作為心理過程與邏輯過程的摹寫，為人們認(rèn)識人類心智與認(rèn)知提供理論模型。這兩個(gè)原本緊密聯(lián)系的學(xué)科，在20世紀(jì)以來被人為分隔半個(gè)多世紀(jì)以后，終于在認(rèn)知科學(xué)的背景下重新統(tǒng)一起來，并得到新的發(fā)展。

在21世紀(jì)，我們要認(rèn)識自己的腦與心智，特別要了解你的右腦，開發(fā)你的右腦，做一個(gè)全腦的人，做一個(gè)心理健全、邏輯嚴(yán)密的能夠正確思維和有效行動的人。