【正文】 重要性 ： 算法所具有的不可思議的能力；有限的規(guī)則可以定義無限的結(jié)果。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 4 認(rèn)知科學(xué)通論 ? 認(rèn)知科學(xué)的特征： ? 認(rèn)知科學(xué)是研究人類感知和思維信息處理過程的科學(xué)，包括從感覺的輸入到復(fù)雜問題求解，從人類個體到人類社會的智能活動，以及人類智能和機(jī)器智能的性質(zhì)。 ? 認(rèn)知科學(xué)的領(lǐng)域： 以下領(lǐng)域重要的區(qū)別：在詮釋心理本質(zhì)時所采用的研究方法不同。 學(xué)習(xí)科學(xué)（時間 :6月 18日） 知識科學(xué)（時間 :6月 25日） 教育信息技術(shù)學(xué)院 徐 X東 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 2 認(rèn)知科學(xué)通論 ? 所謂的認(rèn)知科學(xué)： ? 認(rèn)知科學(xué)即心理的科學(xué)（ 1972, , . Weisler,。1987,Cognitive Cience,p1.）。 （ 1）心理學(xué)：提供人的心理規(guī)律基本的知見； （ 2）語言學(xué)：根據(jù)符合語法的和不符合語法的文、分析說話者的直覺、觀察兒童會話的錯 誤、驗(yàn)證有關(guān)語法結(jié)構(gòu)的假說； （ 3）哲學(xué)：認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)、為研究提供方法論； （ 4）人工智能：根據(jù)顯示具有智能的計(jì)算機(jī)程序的實(shí)際運(yùn)行，調(diào)查在哪些方面與假設(shè)不同， 從而進(jìn)行改進(jìn)修改，最終達(dá)到更接近真實(shí)的目的，來驗(yàn)證自己的理論； （ 4）神經(jīng)科學(xué)：大腦中信息加工的生理學(xué)基磐進(jìn)行研究為我們提供微觀的知見和理論； （ 5）人類文化學(xué)：從人類任何活動都是在一定文化背景下展開這一視角探討認(rèn)知科學(xué)的基 本問題。認(rèn)知科學(xué)是心理學(xué)、信息科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、數(shù)學(xué)、科學(xué)語言學(xué)、人類學(xué)乃至自然哲學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果。即 算法預(yù)示著無限范圍的行動可以通過極少數(shù)有限的系統(tǒng)付諸實(shí)施。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 5 認(rèn)知科學(xué)通論 假設(shè) Ⅱ: 形式化過程是可表征（ representation） 的：認(rèn)知科學(xué)必須擁有關(guān)于符號意義 的理論，信息過程要想有用必須有意義。 (如：十進(jìn)制中的數(shù)字列 和數(shù)量之間的表征上的寫實(shí)是通過十進(jìn)的位－值的關(guān)系來定義的 ) 形式化的信息過程，必須與被表征的對象領(lǐng)域的過程一樣地動作。 （ 2）認(rèn)知科學(xué)者認(rèn)為：有機(jī)體以及機(jī)器正是由于，對具有表征現(xiàn)實(shí)世界關(guān)系的 符號結(jié)構(gòu)實(shí)施形式化操作，才能夠付諸有意義的行動。 即使我們不具備人類腦神經(jīng)、計(jì)算器、計(jì)算機(jī)的集成電路是如何運(yùn)作的知識，也 可以借助一些方法對類似于乘法運(yùn)算的這種算法開展研究并進(jìn)行理解。認(rèn)知科學(xué)與神經(jīng)科學(xué)以及信息技術(shù)等是一種共生 關(guān)系。 語言的多樣性（發(fā)聲、符號）使得意思傳達(dá)多樣化。 ? 由于將人類與計(jì)算機(jī)聯(lián)系起來，使人感到一種具有智能或可能使之具有智能的機(jī)器的存在這樣一種潛在的危險性。 ? Jazz獨(dú)奏名曲 “potato head blues” ： Armstrong如何知道演奏什么？如何將必要的音符和樂節(jié)如此迅速地組合成樂曲當(dāng)場即興演奏？ （計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展加速了認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展） ? 計(jì)算機(jī)常常被作為所有信息加工的隱喻（ metaphor） 。 ? 至今為止已經(jīng)證明，計(jì)算機(jī)軟件以及、形式化信息過程是非常靈活而有效的。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 10 認(rèn)知科學(xué)通論 ? 認(rèn)知科學(xué)中的計(jì)算機(jī) ? 為了開發(fā)計(jì)算機(jī)智能很多研究者認(rèn)為需要繼續(xù)開展現(xiàn)在開展的有關(guān)計(jì)算機(jī)軟件和硬件新一代的研究。 ? 認(rèn)知科學(xué)的次級領(lǐng)域之間的交互作用中，如：人工智能在探索、驗(yàn)證有關(guān)彌補(bǔ)心理學(xué)、語言學(xué)這些經(jīng)驗(yàn)的方法的認(rèn)知的理論同時，還提供強(qiáng)有力的其他的方法論。 ? 語言學(xué)理論中關(guān)于腦損傷的研究表明：語言獲得存在關(guān)鍵期。 ? 有關(guān)人類記憶的研究成果，在應(yīng)用到目擊者證詞的可信性問題時，現(xiàn)在在審判中已經(jīng)改變了對目擊證詞的重要性的看法。 “ 分?jǐn)?shù)的問題不明白，原因是什么？ ” 。 “ 物理的概念不理解，為什么？ ” 。 e、 對這種靠體驗(yàn)獲得的知識或概念的理解需要情境的幫助：由于是通過體驗(yàn)獲 得的知識，大腦中的知識（抽象化的符號表征）和埋藏在情境中的知識（如 距離：當(dāng)時情境、街角房屋道路等環(huán)境、疲勞感）相互起作用而產(chǎn)生理解。如：擴(kuò)一擴(kuò)、縮一縮、相反又如何等。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 18 主要的幾種創(chuàng)意生成技法 ?Brainstorming ? 特點(diǎn)： 小組討論中、成員之間無批判地暢所欲言生成新意念，由此不但在意念的量上得到提高，而且在質(zhì)上總會有一些獨(dú)創(chuàng)的意念生成。 （ 6）在什么樣情況下，在哪些領(lǐng)域應(yīng)用這一方法，缺少進(jìn)一步的實(shí)證研究的支持。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 21 創(chuàng)意生成支持系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ? 背景： 日本學(xué)者稱， 21世紀(jì)由競爭與集中的時代轉(zhuǎn)向分散和協(xié)作的時代（ Kunimoto,2023；Okamoto,2023）， 在這樣一個時代里，不同價值觀、經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的專家學(xué)者，超越時空，在突飛猛進(jìn)的計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的幫助下，開展創(chuàng)造性問題解決活動已成為一種新型科研方式的主流，這一活動的開展需要智慧工具的創(chuàng)意生成支持系統(tǒng)（ Idea Generation Supporting System） 的幫助，創(chuàng)意生成支援系統(tǒng)的構(gòu)筑，對于涉及創(chuàng)造性問題解決活動、研究開發(fā)、智力活動、創(chuàng)造性管理活動的人來說，被稱為計(jì)算機(jī)誕生以來計(jì)算機(jī)應(yīng)用的終極目標(biāo)。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 22 創(chuàng)意生成支持系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ? 多數(shù)人基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作研究被認(rèn)為是 21世紀(jì)新型研究模式，以美國、加拿大、日本為中心的發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在就先端科學(xué)、理工學(xué)領(lǐng)域正在實(shí)施的多數(shù)人協(xié)作（ Myers,1993。 ? 美國 歐洲： 以美、英、德為主的歐洲開發(fā)的系統(tǒng)所基于的原理主要根據(jù)發(fā)散性思維技術(shù)（ Topdown） 而開發(fā)的支持發(fā)散性思維的流暢性（ Fluency） 的系統(tǒng)居多，主要采用的技術(shù)是頭腦風(fēng)暴（ Brainstorming）， 但是它們大都在交互的群體中應(yīng)用。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 23 創(chuàng)意生成支持系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ? 美國 歐洲： 歐美等國現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出通過臨場和客戶之間透過共同體驗(yàn)傳承隱性知識即由隱性知識 → 隱性知識變換的組件。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 24 根據(jù)這些技法開發(fā)的創(chuàng)意生成支持系統(tǒng) BrainStormer (2023)、 Brainstorming Toolbox（ 2023）、 FUJITSU9 JSAI9 KUNIFUJI9 KUNIFUJI9 SICE9 SICE95a、 SICE95b、 JSAI9 JSAI97等。開發(fā)者主張 “ 它能在你的計(jì)算機(jī)上給你帶來強(qiáng)有力的頭腦風(fēng)暴支援，促進(jìn)反向思考，創(chuàng)造性思考和問題解決思考，重要的是它提供了如何使用特別的技術(shù)產(chǎn)生新想法 ,這些技術(shù)如：隨機(jī)的字生成，隨機(jī)的圖片生成等。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院 Cognitive Science AI System 35 對系統(tǒng)產(chǎn)品（組件）的分析 ? 存在的問題： ? 有效性缺少實(shí)證研究的支持：有關(guān)上述 BS(Brainstorming)與 KJ法、創(chuàng)造性獨(dú)自理論的有效性和可信性問題近年來受到心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究者的質(zhì)疑，比如，眾多的實(shí)證研究結(jié)果幾乎與這一理論期待的效果正好相反，同時，近期有研究結(jié)果顯示，個人作業(yè)結(jié)果（名義組）總和高于相互作用的集體的生產(chǎn)性（ Baer, 1993,1994,1996, 1997, 2023； 長谷川 徐 ,1995b； 高橋 ,1993； Mayer,1992； 小橋 ,1996；徐 ,1995, 1996,2023 a,b）。 ? 可是，到目前為止，根據(jù)這些知見來設(shè)計(jì)并開發(fā)創(chuàng)意生成支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究還沒有，這是認(rèn)知科學(xué)與計(jì)算機(jī)在新領(lǐng)域應(yīng)用研究中亟待解決的課題。 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院