前 言
本書簡介
2003年，我受聘為西大助理教授。7月到任后，我便與系主任詹姆斯·奧爾森（James Olson）見面商談要教授的課程。作為終身教職制度下的新聘教師，我第一年可享受學術假期，只需教授一門課程。我應該教什么呢？當時課程目錄中列有一門間歇開設的課程，通常由兼職教師或研究生教授。該課程名為思維心理學，內(nèi)容涉及推理、決策和其他復雜認知，似乎很是有趣。
獲聘助理教授得益于我在概念心理學領域的專長，這一課程似乎很適合我。因此，我決定教授這門課程。我對心理學的概念和類別了解頗多，對記憶和決策也多少了解一些，但對一些主題卻不甚了解，只得像許多新教師那樣，為此做充分的準備。我閱讀了大量有關高階復雜認知的書籍和論文，還準備了講義和高射投影儀透明膠片。可能有些人并不記得高射投影儀，這是一種帶有透鏡、燈和鏡頭的投影設備，可以將塑料透明膠片（類似透明的紙）投射到屏幕上，供人觀看。高射投影儀透明膠片類似于手寫的幻燈片。當然，如今已采用后者進行數(shù)字化投影，但二者原理相同。透明膠片的一個好處是可以邊上課邊寫，但膠片也可能散落在地，亂了順序，這便不是什么好事了。
2004年，我?guī)е�一小沓講義和稍厚的一疊高射投影儀透明膠片，走上西大社會科學學院一間小教室的講臺，準備講授我教師生涯的第一門課程。第一堂課的效果還可以，只是一些內(nèi)容講得有些許磕絆。某些環(huán)節(jié)本可以更加順暢，但好在學生很喜歡這堂課，并且大家都學到了關于認知的有趣知識。第一年
末，一名學生在課程評價中寫道，這門課不像我想的那樣無聊。我深受鼓舞！
自那時起我便一直教授思維心理學，至今超過15年。在校內(nèi)，我也積極投身科研項目，但教學尤其是這門課程的教學給我?guī)�來極大滿足。思維心理學從一門僅30名學生的課程發(fā)展到現(xiàn)在的三門課（兩門線下課和一門線上課），每一門課均有學生百余人。一年中的大部分時間（有時暑假也開課），我每周都在思考如何將認知心理學的新興理論和經(jīng)典研究結(jié)合起來，以及這些研究如何看待思考、行為、行動與生而為人的意義。我投入了大量時間思考思維這一主題，并設法將研究和概念變得通俗易懂，使其學起來輕松愉快，所以決定為我的課程和其他類似課程編寫一本教科書，書名為《思維心理學》。這本書于2015年首次出版，2020年刊印第二版。它的受眾為本科生，是一本為高等教育課程設計的教科書，假定讀者對心理學有一定程度的了解�！端季S心理學》是本好書，一直頗受學生歡迎。但我還想寫一本教科書以外的書一本人們暑假期間會翻開閱讀或者在飛機上閱讀的書；一本適合那些心存好奇，想了解思維和大腦如何運作、心理學家如何研究思維和大腦，以及科技如何助推人類產(chǎn)生新認識、新發(fā)現(xiàn)之人的書。
這本書的主要目的是讓讀者輕松愉快地了解人類如何思考。你是否想了解大腦的不同區(qū)域如何工作，世界萬物如何辨別？而你又如何利用記憶來指導自己的行為？本書將討論上述話題。你是否想了解人們?nèi)绾芜\用理性對事物進行預測和推理？本書也將對此進行闡述。在本書中，我將論及認知心理學的歷史、感知、語言、決策、認知錯誤和大腦，講述我們?nèi)绾问褂谜Z言來指導自己的行為并影響他人的行為。坦率地說，我已盡可能涵蓋更多內(nèi)容，但我認為目前這些也只是觸及一些皮毛。
盡管如此，我仍想在本書中提出兩個廣泛的觀點。第一，我發(fā)現(xiàn)人類天生對人們（包括自身）的行為方式及其背后的原因感興趣。人類是社會動物，也是認知動物。我們想了解自己和他人的行為，想知道人們?yōu)槭裁磿�做出某些舉動，想預測他們下一步可能會做什么。但要了解人們的行為方式及其背后的原因，就必須了解他們的思維方式；而要了解人們的思維方式，則需要了解一些認知心理學的知識。
我想提出的第二點更為微妙。我們經(jīng)常犯錯，我們會忘記事情、記錯事情、以偏概全、心懷成見，有時甚至無法看清自己眼前的情況。我們還會受到各種認知偏見和錯覺的影響，從而表現(xiàn)得過度自信、無法考慮到與認知相左的證據(jù)。我們經(jīng)常深受這些錯誤困擾，但這些錯誤往往是一個實際上運行
良好的系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。我們的認知架構讓我們能夠快速做出決定，做出基本準確的判斷，甚至隨機應變地做出明智的決定，這一結(jié)構對我們而言是行之有效的。但是，我們認知架構中那些幫助我們快速思考的特質(zhì)，有時也會產(chǎn)生錯誤。這些錯誤可能相當煩人，我們也可以學會如何減少犯這類錯
誤，但它們?nèi)匀皇撬季S運轉(zhuǎn)的產(chǎn)物。產(chǎn)生記憶錯誤的認知過程，讓我們能夠?qū)W習和歸納；產(chǎn)生判斷錯誤的認知過程，同樣也讓我們能夠快速做出準確評估。我們很可能無法消除認知錯誤和認知偏見，但我們可以學會識別這些錯誤，減少其影響。換而言之，我們所有人都會時不時掉入認知陷阱。
避免掉入陷阱的最好方法之一，就是搞清楚陷阱在哪里、陷阱是什么、為什么會有陷阱。犯錯乃人之常情，是人性的體現(xiàn)，我們不可避免地會犯錯，而這些錯誤就是在讓我們有學習、思考和記憶能力的認知過程中發(fā)生的。
了解的重要性
了解事物如何運作于我們大有裨益。知識就是力量這個說法最常見不過，但這并不意味著它不準確。讓我用另一個領域的故事來闡明這個觀點，另外，在本書中我會頻繁使用類比手法。我經(jīng)常用另一領域的類比來說明一個觀點，這可能是我從教多年形成的習慣。我會盡量展示概念和不同例子之間的聯(lián)系，這種方法有助于理解。在本書中，我將討論類比如何發(fā)揮作用，以及這一手法為何能產(chǎn)生這樣的效果。我對類比的依賴可以說是一個惱人的習慣。
此處我使用的類比是洗碗機。我仍記得第一次弄明白如何修理廚房洗碗機時的情景。洗碗機的工作原理是個謎，因為你從未見過它工作的過程。你只需裝入餐具，加入洗滌劑，關上門，接下來啟動機器即可。洗碗機的運行過程看不見，清洗周期結(jié)束時，餐具便清理干凈了。換句話說，這一過程
包含輸入，機器按程序運行，還有輸出。我們知道發(fā)生了什么，但不知道具體方式。我們對心理學認知的研究亦是如此。我們能夠了解許多關于輸入（感知）和輸出（行為）的信息，但由于無法直接觀察，我們對內(nèi)部原理知之甚少。但我們可以根據(jù)功能來推斷過程。
既如此，我們便遵循這一思路，稱之為洗碗機隱喻。洗碗機隱喻假設，我們可以觀察到心理過程的輸入和輸出，但無法觀其內(nèi)部狀態(tài)。我們可以根據(jù)對輸入和輸出的觀察，猜測洗碗機如何實現(xiàn)清理餐具這一主要功能；也可以查看非工作狀態(tài)的洗碗機并檢查其部件，以此進行猜測�；蛘撸�我們可以觀察洗碗機工作異常時出現(xiàn)的情況，甚至可以嘗試改變輸入來猜測洗碗機的功能。例如，改變裝入餐具的方式，并觀察此舉對輸出的影響。但這大多是嚴謹、系統(tǒng)的猜測。實際上，我們無法觀察洗碗機的內(nèi)部運行機制，其運行多隱于視線之外，無法透視。為了解洗碗機如何工作，需要設計巧妙的方法來推斷其運行過程。事實上，心理學科學與洗碗機工作原理的探究十分相似，通常需要嚴謹、系統(tǒng)的猜測。若是足夠?qū)徤�，就能做出可靠的科學推論。
我家的洗碗機是2005年前后的標準型號，多年來運行情況良好。但不知從何時起，我發(fā)現(xiàn)餐具洗得不如以前干凈了。當時不知他法，我便試著讓洗碗機空轉(zhuǎn)進行清理。這一方法并無效果，水似乎沒有流到最上層餐具架。事實上，若在洗碗機運行時將它打開，就能一探過程。門一開，水流便會停
止，但可以瞥見噴水處，可是最上層的噴淋臂幾乎沒有水噴出�，F(xiàn)已推斷出問題可能出在哪里，這時可以開始檢驗關于如何修復它的各種假設。此外，檢驗假設這一過程還有助于增進對洗碗機實際工作原理的理解。
我查閱參考了YouTube和一些自己動手（DIY）教程的網(wǎng)站。瀏覽后得知，有幾樣東西會影響水的循環(huán)能力，水泵就是其中之一。水泵將水注入洗碗機，并以適當?shù)乃俣认蛩闹車娝畞砬逑床途�。若水泵工作異常，水就無法噴射，也就無法清洗餐具。但維修水泵并不容易。此外，若失靈的是水泵，
洗碗機根本無法進水或排水。因此，我推斷一定是其他原因。
也可能是其他裝置和步驟出現(xiàn)故障，從而限制了洗碗機內(nèi)的水流�？赡苄宰罡叩脑�因是異物堵塞了過濾器過濾器的作用是防止顆粒進入水泵或排水道。原來，在一些噴淋臂下方裝有一個小的金屬絲濾網(wǎng)，有一小刀片與之相連，用于切碎和浸軟食物顆粒，以免堵塞濾網(wǎng)。但時間一長，小顆粒就
會堆積在周圍，阻止刀片旋轉(zhuǎn)。食物顆粒無法切碎，于是越積越多，最終限制了水流。這就意味著壓力不夠，致使水流無法到達最上層，用于清洗最上層餐具的水量不足，導致洗碗機故障。這些就是我觀察的結(jié)果。了解原因后，我便可以清洗、維修刀片和濾網(wǎng)，甚至還安裝了替換件。
了解了洗碗機的工作原理，我就能更密切地關注濾網(wǎng)，更頻繁地進行清洗。經(jīng)此一事，我便知道如何將餐具洗得更干凈，這也為我省了些錢。如此看來，知識的力量是無窮的。
這也是我想借洗碗機隱喻表達的意思。要判斷洗碗機的工作狀態(tài)或使用洗碗機，并不需要了解它如何運作。且我們由于觀察不到內(nèi)部狀態(tài)，要弄清其工作原理并非易事。然而，了解洗碗機如何運作，并參考他人是如何知曉其工作原理的，可以讓你更深入地了解洗碗機的真實工作過程。這也能
幫助你了解如何優(yōu)化洗碗機的運作，如何避免餐具清洗不凈。當然，這只是一個例子，一個簡單的隱喻。但這個例子說明了對于看不見的事物如何進行研究。有時，了解某樣東西的工作原理有助于其操作和使用。更重要的是，洗碗機隱喻有助于說明另一個理論，展示我們解釋和研究事物的方法。在收起這一隱喻之前，我要稍加變換，再用一番。這就像我將洗碗機里洗凈的餐具收起來，把它們放在櫥柜里。它們依然保留著清洗過程的效果，隨時可取出再用。餐具的干凈狀態(tài)是洗碗過程的物理記憶。
我們都知道，清洗餐具的方法、洗碗機的種類、洗碗的步驟均有不同。對于洗碗，可以從三個不同的層次來解釋和研究。首先是我們想要實現(xiàn)的基本功能，即餐具清洗功能。這樣說來比較抽象，并沒有詳述這一功能的實現(xiàn)方式，只能說餐具確實清洗了。這種功能，本質(zhì)上我們可以將其視為一種計
算。我們甚至不需要實際的餐具來理解這一功能，只需獲取一些輸入（臟餐具），指定輸出（干凈餐具），并描述將輸入轉(zhuǎn)化為輸出所需的計算：清除食物殘渣和碎屑。
不過，我們也可以用更具體的細節(jié)來描述清洗過程。例如，在洗碗過程中，應首先沖洗食物殘渣，接著用洗滌劑去除油脂，然后將洗滌劑沖洗干凈，最后還需擦干餐具。這是完成前文所述計算的一系列具體步驟。這并非唯一可能的清洗步驟，但卻可行。這便是一種算法，就好像一份食譜，遵循這些步驟，就能得到預期結(jié)果。若是想從這一層次研究洗碗，就要重點關注步驟。這一層次的分析有助于了解每個步驟的重要性，并詳細研究每個步驟的過程，從而建立一個簡單的過程模型，或者畫出每個步驟，如此便可以設計出一個洗碗機。這一算法層次可能足以創(chuàng)建一個洗碗藍圖。
若真想刨根問底，可能得從更具體的層次研究洗碗機。畢竟，構建一個系統(tǒng)來執(zhí)行算法中的這些步驟，所需計算的方式有多種。我這臺洗碗機就是實施這些步驟的其中一種方式，但另一型號的洗碗機執(zhí)行步驟的方式可能略有不同。同樣的步驟也可能由完全不同的系統(tǒng)來執(zhí)行。比如，我的孩子手洗
餐具，功能相同臟餐具 干凈餐具，步驟也一樣沖洗 清潔 再沖洗 烘干。但這些步驟是由不同的系統(tǒng)執(zhí)行的，一個是機械系統(tǒng)，另一個是生物系統(tǒng)。
我們可以從上述各個層次研究洗碗機和洗碗系統(tǒng)，每個層次強調(diào)的是整個系統(tǒng)的不同方面。也就是說，洗碗是一項簡單的任務，但有三種方式可用于其理解和解釋：計算層、算法層與表達層。洗碗機隱喻非常簡單，甚至略帶幾分傻氣。對于理解和解釋心理學與思維的不同方式，也有理論家進行
了更為嚴肅的探討，行為就是其中可觀察的一個方面。就像洗碗機洗凈盤子一樣，我們的行為會促使世界發(fā)生一些事情，這是一種功能。如同洗碗機那樣，實現(xiàn)行為功能的方式有多種，建立行為實施系統(tǒng)的方式也不止一種。已故的杰出視覺科學家大衛(wèi)·馬爾（David Marr）認為，在試圖理解行為、思維和大腦時，科學家可從三個層次設計解釋和理論。我們稱之為馬爾的分析三層次。
馬爾致力于理解視覺。第三章將詳細討論視覺，可從三個不同層次開展研究。馬爾將計算層描述為抽象的分析層次，用于研究過程的實際功能�？蓮挠嬎銓友芯恳曈X的作用，如導航、識別物體，甚至提取世界的規(guī)律特征這一層次或無須太關注視覺的實際步驟和生物學知識。但在馬爾的算法層，則需確定過程中的步驟。例如，若想研究如何從視覺上識別物體，則需明確邊緣的初始提取、邊緣和輪廓的組合方式，以及系統(tǒng)的這些視覺輸入與儲存的信息如何關聯(lián)。像洗碗機隱喻那樣，在算法層，我們研究的是一系列步驟，但還未闡明如何實施這些步驟。步驟實施將在實現(xiàn)層進行，這一層次研
究的是視覺系統(tǒng)的生物工作原理。與洗碗機隱喻一樣，相同的步驟可由不同的系統(tǒng)實現(xiàn)（例如，生物視覺與計算機視覺）。馬爾關于如何解釋事物的理論，對我的思想和整個心理學均產(chǎn)生了巨大影響，為我們提供了一種了解事物的方法。從不同的抽象層次研究某些事物時，馬爾的理論將有助于形成對
生物、認知和行為的見解。
了解思維和大腦如何運作，以及兩者如何與環(huán)境相互作用以產(chǎn)生行為，有助于做出更明智的決定，更高效地解決問題。了解大腦和思維的運作方式，有助于理解為何有些事情能輕易記住，有些事情卻難以記住。簡而言之，若想了解人們以及自己為何會以某種方式行事，了解其思維方式將有所
幫助；而若要了解人們的思維方式，那么了解認知心理學、認知科學和認知神經(jīng)科學的基本原理會有助益。
這些便是本書的內(nèi)容。
個人簡介
約翰·斯坦貝克（John Steinbeck）在《橫越美國》（Travels with Charley: In Search of America）一書中指出，人們除非對作者有所了解，否則不會太認真地對待一本書。這是他早年還未成為知名作家時便學到的一課。對此，我頗為贊同。作者簡介有助于提供一些背景信息和個性化閱讀體驗。此書雖然并非關于我本人，但卻是從個人經(jīng)歷產(chǎn)生的某種視角編寫的。著書視角是多年逐漸形成的，無論我的背景看起來多么平凡，它都為這些想法的萌發(fā)和成長提供了思想土壤。此處便分享一些個人信息，以及我對認知感興趣的原因。
我對我的童年故事不作贅述，只簡單介紹一下自己的學術背景。20世紀七八十年代，我在賓夕法尼亞州西南部長大，那兒離匹茲堡不遠。后在俄亥俄州東北部一所名叫希拉姆學院的學校獲得學士學位。希拉姆是一所歷史悠久、規(guī)模較小的文理學院，如今這類學校已瀕臨消亡。過去，這類學校在美國東北部地區(qū)十分普遍，但在北美和世界其他地區(qū)很少見到。學校一年級到四年級的學生僅約1000人，所以我的同級1992屆畢業(yè)生僅幾百人。當時學習心理學，我最初感興趣的是心理學的人類行為分支，而非臨床或咨詢。我開展過一個關于道德推理以及人們?nèi)绾卫�用道德觀念指導決策的榮譽項目。當時研究成果一般，并未發(fā)表。我不知道項目后續(xù)如何。但它促使我開始思考行為問題，以及我們?nèi)绾卫�用記憶和概念提供指導，這最終成為個人的研究重點。
畢業(yè)后我沒有立即讀研深造，而是決定先工作一年，賺些錢，思考自己在這世上的立身之處。一年過后，我開始懷念大學的學術環(huán)境，想更深入地了解人類行為和思維方式。也許我可以將其作為一項業(yè)余愛好，自己研究。但我想接受正規(guī)的課程培訓，所以選擇讀巴克內(nèi)爾大學的實驗心理學碩士課
程。這期間，我在一個研究音樂認知的實驗室工作。我對音樂認知本身并不感興趣，但所在實驗室研究的是人們?nèi)绾斡涀∈煜さ那�調(diào)，這進一步激發(fā)了我對人們?nèi)绾卫�用對熟悉事物的記憶來指導未來決策的興趣。然而，僅一點知識遠遠不夠。攻讀碩士不到一年，我便確信，想要理解人們的思維方式和
行為原因，需要接受更大規(guī)模的課程培訓。于是，我又攻讀了博士學位。
1995年至2000年，我就讀于布法羅大學，該校系紐約州立大學系統(tǒng)的旗艦校區(qū)。這是一所大型的研究型高校，擁有規(guī)模龐大、多元化的心理學系，以及美國歷史最悠久的跨學科認知科學課程之一。就讀期間，我在一個實驗室工作，這次似乎終于滿足了我的求知欲。這是一個認知科學實驗室，研究
重點是理解人們學習新概念的方式。在本書后續(xù)的章節(jié)，我會談及博士學習期間開展的一些研究，以及我是如何發(fā)現(xiàn)：人們在學習由少量事物組成的類別時，往往會依賴對單個事物的記憶；而在學習更龐大、更多樣的類別時，則傾向于形成抽象概念。特別是，我發(fā)現(xiàn)當人們通過具體例子學習一個概念
時，會首先學習關于概念的內(nèi)容，然后才學習具體的例子。這似乎與直覺相反，這一發(fā)現(xiàn)也十分有趣，發(fā)表后被廣泛引用。
取得博士學位后，我在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的貝克曼先進科學技術研究所任博士后研究員。2003年以來，我一直在加拿大一所最大的研究型高校西大擔任心理學教師。雖說做過很多其他事情，也從事過很多其他工作，但我可以很肯定地說，近30年，我一直沉迷于心理學研究，
尤其是對認知心理學的研究。也可以說，我?guī)缀醪豢赡軐�這一課題失去興趣。同大多數(shù)人一樣，我人們的行為、思考和行動方式十分著迷，所以決定將這一領域的研究作為自己的全職工作。
在西大這樣一所大型研究型高校，教師通常既要從事教學工作，又要從事研究工作。作為一名大學教師，我給本科生和研究生講授認知心理學；作為一名科學家和研究者，我積極開展研究項目，其中包括培養(yǎng)博士生、碩士生和本科生。我的主要研究方向是了解大腦和思維如何運作以學習新的概念
和類別，以及人們?nèi)绾卫�用概念進行思考、計劃和決策。
在本書中，我無意過多談論自己的研究，因為這只是心理學研究的冰山一角。相反，我將闡釋認知科學，描述何為認知、如何研究認知、大腦如何形成認知，并介紹如何通過研究大腦和認知來解釋思想、行為和行動。我還將展示心理學家和科學家對認知的了解，說明為何進一步了解思考與行為方式既有用又有趣，以及為何有些事情能夠輕易記住，而有些事情卻難以記住。
本書將論及你是如何學會閱讀的；為何你永遠不會忘記怎么騎自行車；為何無論你認為自己多擅長多項任務工作，一心多用總會出錯。本書將揭示你如何決策，如何解決問題，而幫助你快速做出明智決定的一般過程又如何導致犯錯。最重要的是，本書將闡述科學家如何研究這些課題和想法，以及
他們?nèi)绾卧谒季S、大腦和行為方面有新發(fā)現(xiàn)。簡而言之，我希望能提供一份內(nèi)部指南，幫助你了解思維如何運作。
我將主要從認知心理學家（研究思維過程的心理學家）的角度來闡述大腦和思維的運作方式。但正如上文所述，了解心理學、認知科學、知覺科學和神經(jīng)科學的一些基本原理確有必要。讓我們探究一下，這些不同的思維科學方法是如何形成的。為此，需要先回顧心理學這門科學的歷史，盤點20世
紀及更早時期心理學和哲學的一些見解和觀點。這本就是一段饒有趣味的歷史，對于理解當下的心理學至關重要。