認識心智運算:大腦如何像電腦一樣處理信息?

在認知心理學中,信息處理是一種旨在理解人類思維的方式,將認知視為本質上類似計算的本質,其中心智為軟體,而大腦則是硬體。這一理論的根源可以追溯至1940年代至1950年代,二戰後的這段時間為資訊科學的發展奠定了基礎。

信息處理的方法不僅與心理學中的認知主義息息相關,還與哲學中的計算理論密切聯繫。

信息處理可分為垂直或水平兩種模式,並可進一步劃分為集中式或分散式。1980年代中期,水平分佈處理方法以「連結主義」的名義受到廣泛關注。連結主義網絡由多個節點組成,通過「啟動效應」進行信息處理,當一個「啟動節點激活一個連接節點」時,信息便得以流轉。

在連結主義中,知識的表示並不是來自單一節點,而是在不同激活的節點組合中。

模型與理論

關於信息處理的模型或理論有許多,目前的研究顯示每個個體對於相同的信息負荷有不同的處理限制點,因為個體的信息處理能力不同。

Sternberg的三元智力理論

Sternberg的智力理論由三個部分組成:創造性、分析能力和實用能力。創造性是指產生新穎獨特想法的能力,而分析能力則幫助我們判斷想法的可行性。實用能力則是實施這些想法並說服他人其價值。

Sternberg的理論中,信息處理包括三個不同的部分:元組件、表現組件和知識獲取組件。

這些過程從高階執行功能轉向低階功能。元組件用於計劃和評估問題,表現組件則根據元組件的指示執行,而知識獲取組件則學習如何解決問題。以從事藝術項目為例,首先是決定要畫什麼,然後是計劃與草圖。在此過程中,同時需監控是否實現理想效果。

信息處理模型:工作記憶

信息處理的過程包括「收集、處理、存儲、檢索和分類」記錄的信息。根據Atkinson-Shiffrin記憶模型,為了將信息牢固地植入記憶中,必須經過感官記憶、短期記憶和長期記憶三個階段。

在工作的記憶模型中,中央執行系統像是大腦的幫手,決定需要注意的事項及如何反應。

中央執行系統劃分為三個不同的子部分,包括語音循環、視空間草圖及情節緩衝器。語音循環協助我們理解詞語、將信息存入記憶並保持記憶。視空間草圖則用於儲存視覺圖像,最後的情節緩衝器則可以將信息輸入到長期記憶中。

認知發展理論

另一種看待人類信息處理的方式是Jean Piaget提出的認知發展理論。他根據成長與發展劃分出四個不同的階段:感知動作期、前運算期、具體運算期和形式運算期。這些階段各具特徵,反映了不同年齡段的思維方式及信息處理的能力。

在感知動作期,嬰兒依賴感官進行信息處理,而在形式運算期,青少年開始理解抽象概念,並能夠形成反駁。

這些多樣的認知能力隨著發展而變化,成年後我們能更好地進行計劃和風險評估,這是未成年時期無法做到的。

在計算機領域,信息處理通常指使用算法來轉化數據,這正是計算機的定義活動。無疑,我們的心智與計算機之間的相互關聯引發了更多思考。或許下次在使用電子設備時,你是否能更深刻地理解自己大腦的運作方式?

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