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图2-1 谢帕德的实验
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如果幻灯片上的字母属于正常样式（如图2-1中的上一排F），被试需要按动一个按钮；如果字母属于翻转样式（如图2-1中的下一排F），被试则需要按下另一个按钮。要完成这个工作，被试必须将幻灯片中的字母与自己脑海中正面朝上的原字母进行比较。显然，正面朝上（即0°倾斜）的字母的辨认时间最短，因为它与被试脑海中的字母完全一致。但是对于其他样式的字母，被试就必须先在心里把它摆正过来。许多被试表示，为了摆正这些字母，他们会像那些著名的雕塑家和科学家那样，对这些字母进行“心理旋转”。通过检测被试的反应时间，谢帕德和库珀发现这种内心活动是真实存在的。就心理旋转的速度而言，正面朝上的字母最快，接下来依次是45°、90°和135°的字母，而180°（即上下倒置）的字母最慢。换句话说，字母旋转的角度越大，他们花费的时间也越多。根据实验的统计数据，谢帕德和库珀估算出了字母的心理转速：每分钟56转。
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值得注意的是，如果被试是通过语言描述来进行字母的对比，例如把F描述成“一根垂直的直线，其上部有一根向右伸出的横线，其中部也有一根向右伸出的横线”。那么实验的结果恐怕会完全不同。比如说，在进行字母对比时，上下倒置（即180°）的字母应该是最快的。因为被试只须简单地将“上”与“下”互换、“右”与“左”互换，就可以得出一个与脑海中正面朝上的字母完全匹配的形状描述。相对而言，左右平躺（即90°）的字母则要稍慢一些，因为被试需要根据字母平躺的朝向（是顺时针+90°还是逆时针–90°），将“上”换成“左”或“右”。最慢的是斜角倾斜（即45°和135°）的字母，因为语言描述中的关键词都要被替换，比如“上”要换成“右上角”或“左上角”，等等。因此，就语言描述而言，字母对比的难易顺序应该为（从易到难）0°、180°、90°、45°、135°，而非心理旋转的0°、45°、90°、135°、180°。许多实验也证实，视觉思维的工具不是语言，而是一套心理图形系统，它可以对图形进行旋转、缩放、平移、扫描、替换、填充等一系列操作。
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语言本能：人类语言进化的奥秘 [:1705239611]
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语言本能：人类语言进化的奥秘 心智计算理论
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如果图像、数字、血缘关系或者逻辑问题能以非语言形式表征于大脑之中，这又能说明什么问题呢？在20世纪上半叶，哲学家们对此还不以为然。他们认为，将思想观念物化为脑中事实的做法是一个逻辑错误：我们的大脑里必须住着一个小人，由他来解读大脑中的一个画面、一张图谱或一个数字，而这个小人的脑袋里是不是还应有个更小的小人，替他解读这些画面呢？这种推论显然站不住脚。直到英国天才数学家、哲学家艾伦·图灵（Alan Turing）的出现，“心理表征”的观点才获得科学上的尊重。图灵设想出了一种可以进行逻辑推理的机器，后来，人们为了纪念他将这台机器命名为图灵机（Turing Machine）。这套装置虽然看似简单，但却具备超强的功能，它能解决世界上任何一台计算机所能解决的一切问题，无论是过去、现在，还是将来。它依靠的不是神秘的小人或其他超自然的运作，而是一套内置的符号表征系统（即“心语”的一种）。通过考察图灵机的工作原理，我们可以洞悉用心语思考和用英语思考的区别。
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从本质上说，所谓的推理，就是从已知的判断中推导出新的结论。例如逻辑学中最为常见的一个入门级推理：已知苏格拉底是人（Socrates is a man），且所有的人都会死（all men are mortal），那么苏格拉底也会死（Socrates is mortal）。但是，像大脑这样的物质实体是如何完成这一智力表演的呢？一个首要的概念就是表征（representation），即客观事物的组成部分和排列方式与大脑中的某组观念或事实形成一一对应的关系。例如图2-2上的一行字迹。
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图2-2 “苏格拉底是人”
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它所代表的就是“苏格拉底是人”这个观点，其中“Socrates”这组符号代表“苏格拉底”的概念，另一组符号“isa”代表“是什么”的概念，第三组符号“man”代表“人”的概念。现在需要牢记的一点是，为方便起见，我选用的是英语单词来代表这些概念，这样读者就可以毫无障碍地理解这个例子了。但真正重要的是，这些符号其实可以有不同的形态。我完全可以用犹太人的大卫之星、奔驰车的标志或者一个笑脸来替换它们，只要我从始至终都使用这些符号。
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同样，在这张纸上，“Socrates”这组符号位于“isa”的左边，“man”位于“isa”的右边，这代表“苏格拉底是人”这个概念。如果我对这个表征的任意部分进行改动，例如把“isa”换成“isa son of a”，或者将“Socrates”和“man”的位置进行调换，它所表示的概念就不再是“苏格拉底是人”了。还须说明的是，在这里，从左至右的排列方式只是为了方便读者的阅读和记忆，其实我完全可以采用“从右至左”或“从上至下”的排列方式，只要我自始至终都这样做。
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现在请将这些惯例记在心里，然后想象图2-2中出现了第二行字迹，它代表的是“所有人都会死”的概念（见图2-3）。
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图2-3 “所有人都会死”
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为了进行推理，我们现在需要的是一个处理器。这个处理器并不是一个小人（因此不必担心出现“小人里面住着小人”这样无穷倒退的逻辑悖论），而是一个稍显笨拙的装置，它连接着固定数量的反应器，能够对表征的不同部分做出反应，并予以一定的回复，包括变更原有表征或制造新的表征。例如，假设有一台可以在纸上来回移动的机器，它配备了一个形如“isa”的切口和一个传感器，当这个切口与纸上的“isa”字符相互重叠时，传感器就会识别出来。此外，这个传感器连接着一台可以复制任何符号的小型复印机，它既可以在纸张的其他位置复制出相同的符号，也可以把它们转换成一个新的切口。
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让我们设想一下，这台由传感器、复印机和移动器构成的机器连接着4个反射器。首先，这台机器顺着纸张向下移动，每当侦测到“isa”的符号时，它就会向左移动，并将位于“isa”左侧的符号复制到纸张的左下角。这样一来，纸上显示的内容将变成图2-4）。
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图2-4 “苏格拉底”
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第二个反射器也会对符号“isa”做出反应，不过它是让机器移动到“isa”的右侧，并将“isa”右侧的符号复制下来，然后将其转换成一个新的切口。在这个例子中，这个新切口的形状为“man”。第三个反射器的功能就是继续扫描，搜寻形状为“every”的符号，如果它找到目标，就会检查这个符号的右侧是否连着与新切口形状相同的符号。在这个例子中，它找到了一个，即第二行中间的那个“man”。在实现了这样的匹配之后，第四个反射器就会移动到“man”的右侧，并将“man”右侧的符号复制到纸张的底部中心，在这个例子中，这组符号是“ismortal”。经过这几个步骤，纸上的内容就变成图2-5。
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