先天和当代认知理论 and contemporary theories of cognition (Jerry Samet and Deborah Zaitchik)

首次发布于 2012 年 10 月 1 日星期一；实质性修订于 2017 年 9 月 13 日星期三。

先天主义和后天主义是关于知识起源的竞争性方法。粗略地说，先天主义者认为我们对世界的理解中有重要的先天元素，它们是我们最初的条件的一部分，因此不需要通过经验学习。经验主义者否认这一观点，声称所有的知识都基于经验。不同的先天主义和经验主义观点以不同的方式详细阐述，这取决于我们的知识中涉及哪些元素，什么被认为是理解，最初条件的含义是什么，如何理解学习，知识基于经验意味着什么，等等。关于先天性的什么是什么的令人满意的一般解释是否存在仍然存在着活跃的哲学辩论（有关一些最近研究的综述，请参见 Gross＆Rey 2012）。这里讨论的先天主义观点在许多方面存在差异，但都共享这种方法的广泛承诺。值得注意的是，经验主义与理性主义的普遍对立反映了 17 世纪和 18 世纪哲学辩论中的先天主义是理性主义立场的一个核心要点。我们在这里考虑的当代先天主义观点与更广泛的理性主义承诺大部分是独立的（请参见有关理性主义与经验主义的条目），但我们在本条目的第 3.3 节中指出了一些重要而常被忽视的联系。虽然这种用法是误导性的，但“先天主义”和“理性主义”这些术语互换使用并不罕见（请参见有关先天性的历史争议的条目）。

直到 20 世纪 50 年代，没有任何积极的研究项目在寻找先天因素的知识和认知，这些因素自柏拉图以来一直被先验主义思想家所假设和争论。人们普遍认为，经验主义者和先验主义者之间持续了几个世纪的争论已经结束，而经验主义者已经取得了决定性的胜利。先验主义的情况实际上比这更糟：先天性的主张被认为不仅是错误的，而且在心灵研究中也可能是不科学的，甚至是不连贯的。对于对心灵运作感兴趣的科学家和哲学家来说，主导的研究议程是展示我们的知识和能力如何完全可以基于我们的感官经验和作用于它们的一般学习机制来解释。

但是一系列的发展导致了先天主义的复兴，始于乔姆斯基在 20 世纪 50 年代和 60 年代在语言学领域的革命性工作。本文将把这种复兴置于其科学和哲学背景下，并讨论一些重要的研究领域，以展示已经提出的实验方法、假设和理论的种类。关于本文的重点，大多数关于先天性的哲学讨论都从对先天性主张可能具有的各种含义进行仔细分析开始，考虑可能涉及到的实体的种类（信念、思想、概念、知识等），讨论这些先天元素的认识论地位等等。这些问题无疑是有趣的，有时候答案也是有趣的，这样的工作也有其存在的价值。但对于哲学家来说，真正的行动更多地在于当前经验研究的细节，而不是哲学记账。认知科学家们开始揭示人类认知的一些基本、或者可以说是“原始”的模式。他们正在利用实验证据绘制出我们人类如何理解世界的详细图景，包括我们周围的物质世界，以及我们自己和其他作为这个世界一部分的自我。发展科学家们正试图弄清楚我们在多大程度上以及以何种方式是被先天构建的，以达到这些理解。我们所认定的先天主义者赋予我们的本性重要的作用，并倾向于认为我们在初次接触到世界时并不是以经典经验主义所预期的方式被构建成最初的中立态度。这一日益增长的科学思维对于广大人们都具有兴趣，正如科学杂志和《纽约时报》等报纸的关注所证明的那样。 但是我们原始理解的特性和它们的先天基础与哲学家们一直以来最感兴趣的核心概念和问题密切相关。清楚地了解我们的自然思维方式以及我们如何形成这种思维方式，可以说是我们对人类的理解中的一个关键要素。

这个条目有三个主要部分。在第一部分中，将当前的先天主义发展放置在最近的历史背景下，特别是乔姆斯基的语言学创新与当前的认知科学研究之间的联系。第二部分，也是最长的部分，涉及到儿童早期概念和理解的三个研究领域——物体的物理性质、数量和心智/代理——以便了解正在进行的实证研究的类型，并突出一些正在出现的有希望的结果。[1] 第三部分回顾了一些与传统分歧的经验主义一方密切相关的发展研究的最新工作。

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1. 语言学中的乔姆斯基革命

1.1 先天主义的转变

1.1.1 行为主义和先天主义

20 世纪中叶美国心理学中的主导实验范式大多是行为主义的变体。B.F.斯金纳对语言习得和使用的行为主义解释（斯金纳，1957）在很多方面标志着这种主导地位的结束，或者至少是结束的开始，因为它成为乔姆斯基（1959）非常有影响力的攻击的目标。这次攻击使很多人相信行为主义理论的固有局限性（详见 Cowie，2010）。

行为主义的定义特征是其反心理主义——方法论上声称可以（必须）在不涉及内部心理状态的情况下对人类进行心理解释。乔姆斯基对斯金纳的批评正是针对这种反心理主义。另一方面，行为主义与先天论的联系通常被给予较少的重视。尽管行为主义与经验主义的联想主义密切相关，因此在“正式”上是反先天论的，但斯金纳等人的理论确实包含了重要的先天论元素。具体而言，斯金纳认为每个动物都有一系列天生的行为。其中一些行为是对刺激的反应（斯金纳的被试行为，例如婴儿的吮吸反应），而其他行为则是主动发出的（斯金纳的操作行为，例如婴儿的咿呀学语）。这些行为是可以通过经验塑造的原材料——斯金纳的条件反射和效应定律。因此，先天行为库的概念以及环境刺激与行为库中元素之间的先天指定联系，在行为主义的观点中非常重要。这种先天行为库是高度信息丰富的，因为它是由动物祖先的问题解决历史所塑造的。所有人都认为婴儿会咿呀学语，在适当的刺激下会吮吸，因为这些行为是他们的生物遗传的一部分。对于这种遗传的机制和认识论地位可能存在争议，但很难否认人类在某种程度上是预先知道他们需要吮吸才能从乳房中得到奶水的。这是婴儿的“出厂设置”。因此，如果我们搁置心理学的主题（行为还是内部心理？）以及关于正确解释构建的争议（强化计划还是认知过程？），), 我们发现行为主义实际上致力于先天性主张，并在教条上反对任何形式的“白板主义”。但事实并非如此。行为主义在很大程度上忠于其与哲学经验主义和联想主义的关联，其先天主义承诺被掩盖了。一个重要的教训是，在先天主义-经验主义的辩论中，我们通常在处理意识形态而不是理论（Pinker 2002）。

1.1.2 乔姆斯基范式

乔姆斯基对语言学和认知科学的影响已经被广泛讨论。在这里，我们简要回顾一些对先天主义复兴至关重要的要素 [3]。乔姆斯基关注人类语言的两个事实：（1）它们非常复杂，（2）儿童在没有太多系统性训练的情况下掌握它们。第二个事实相当明显，但第一个事实并非如此。就先天主义而言，一个非常重要的步骤是乔姆斯基将生成语法的概念作为表达语言复杂性的框架。特定语言的生成语法是一个生成该语言所有（且仅有）句子的规则系统，以及每个句子的发音和意义的描述。乔姆斯基语言学是发现这种规则系统的要素和结构的项目。

语言学和先天性之间的联系体现在第二个重要的步骤上：语法的心理化。乔姆斯基认为，每个语言的使用者都有其语法的心理表征。这引出了一个自然的问题——语法是如何进入说话者的头脑的？——并且立即出现了两个传统的答案。经验主义者的目标是要证明语法（如果确实存在于头脑中）可以像学习世界上其他事实一样从经验中学习。相比之下，先天主义者则准备考虑学习一门语言——现在被重新定义为语法习得的问题——在某种程度上依赖于特定于语言的先天禀赋。这带我们来到第三个重要的步骤。乔姆斯基认为，比较（i）必须习得的语法和（ii）习得过程的特殊性以及呈现给语言学习者的数据，有利于先天主义的方法。

因此，乔姆斯基不仅仅是指出语言学习是一个可以建立先天主义案例的领域。他为规定儿童必须掌握的语法规则的框架，使经验主义和先天主义之间的辩论变得更加尖锐，就像 17 世纪物理学的数学化革命改变了经验科学一样。

这种锐化的一部分是由于乔姆斯基对能力和表现的重要方法论区分的结果。乔姆斯基认为，语言的科学方法需要关注潜在语言行为的具体心理表征（“语言能力”），而不是行为本身（“语言表现”）。他认为，语言表现在科学上是棘手的，因为它是太多特殊的相互作用因素的结果。我们最好着手解决一个更为局限的问题：生成所有可接受句子的规则系统（语法）是什么？很快就清楚，即使我们抛开真实语言行为中涉及的表现系统，语法规则本身也非常复杂，常常令人费解，并且抽象，因为它们涉及的类别和构造与数据相去甚远。儿童可以通过关注语言环境中的关联性来简单地“掌握”这些规则的想法是不可信的（但我们将在第 3 节中看到这一主张仍然受到质疑）。然而，每个正常的孩子实际上都会学会一门语言，并且以某种方式掌握这些规则。因此，要么孩子所使用的一般学习系统比联想主义者和经验主义者所假设的更强大，要么先天主义者是正确的，存在某种与语言习得“润滑”有关的先天语言特定信息。为了抵制先天主义的结论，经验主义者必须回到起点，发展一个更强大的一般学习理论。乔姆斯基发展了先天主义立场，并将先天信息称为“普遍语法”或“语言理论”。这就是乔姆斯基著名的“刺激贫乏”论证的实质，它在某种重要的方式上提供了经验主义面临的挑战的度量。 先天主义者与后天主义者的辩论不再是一个“你说经验，我说先天”的事情；对许多人来说，这是一个“要么拿出证据，要么闭嘴”的问题，而且责任在于先天主义者提供证据。

对于这一范式转变的所有要素都存在重大争议：关于表示概念的哲学纠缠（语法“在头脑中”是什么意思？），关于特定语言的语法结构和特征以及通用语法性质的技术语言学辩论，关于心理学中乔姆斯基形式主义与儿童学习者和成年人语言使用者实验研究的相关性的争议等等。但这一转变确实发生了。语言学从一个边缘学科变成了认知科学发展中的核心参与者（作为模型和整合者），以多学科的方式研究认知和心理的各个方面。发展心理语言学，这个领域在这些动荡中诞生，旨在通过实验研究来调查语言习得的细节是否真正支持乔姆斯基的先天主义假设，随着时间的推移，许多发展心理学家脱离了主导的后天主义范式，并开始在认知发展的其他领域使用刺激贫乏论证。

1.1.3 先天主义作为自然科学

在乔姆斯基之前，先天主义遭受了两个不利条件。我们在开始时简要提到的较早的指责是，这一理论在某种程度上与自然主义或科学方法相矛盾。诚然，先天主义观点，正如许多早期现代理性主义者（包括笛卡尔（1996/1641 和 1911/1647）和莱布尼兹（1981/1764））所辩护的那样，确实包含了（我们现在认为的）超自然元素：先天的东西被认为是上帝放在我们身上的。但除了这种反自然主义的瑕疵之外，似乎还存在另一个问题，洛克（1979/1690）曾经强调过：简单性。洛克认为，在一切条件相等的情况下，我们应该更倾向于简单的经验主义理论，它只假设了感觉经验和一般联想学习，而不是先天主义观点，后者则增加了先天的材料。正是这种对经验主义的偏爱被现代联想心理学的版本所继承；人们认为，如果经验主义和先天主义的解释同样好，那么基于简单性的方法论上，经验主义的解释将更可取。

鉴于这一切，重要的是要认识到乔姆斯基的进展削弱了先天主义的这两个所谓的缺点。在第一个问题上，乔姆斯基一再强调，关于内化语法和普遍语法的主张是关于观察证据的内在原因的合理假设。内在建构和需要学习的问题是一个简单的科学问题。不用说，在乔姆斯基的语言学中没有超自然的迹象：我们拥有我们所拥有的先天结构，是因为我们是进化的生物体。

这种与进化相关的先天主义联系引发了一个自然的问题：为什么先天主义的复兴必须等到乔姆斯基的语言学出现？为什么早在半个多世纪前就发展起来的进化理论没有削弱经验主义并复兴先天主义？毕竟，经验主义范式一直以其非常严谨的人类认知观来推销自己：我们感知世界，并根据我们对其的感知经验来学习我们所知道的一切。但正如我们之前提到的，达尔文革命明确表明，作为一般规律，进化力量塑造生物以适应其生态位。这种塑造，至少在动物王国中，显然是预先组织动物的行为产生机制——即其大脑中进行的处理——以便，例如，鸟类知道它们应该吃蠕虫，用树枝建造巢穴，而不是相反。没有人试图仅从鸟类的感知经验来解释鸟类的能力（鸟类的天然能力远远超出这个琐碎的例子）。鸟类在出生时并不是一张白纸。但我们人类与我们周围的动物一样，都是从同样的进化分支发展而来。这种思路给我们留下了几种可能性。一种可能是，我们进化祖先中辛苦建立的所有先天准备都被丢弃了，我们人类被重新设计——可以说是从零开始——成为一张独特强大的学习能力的白纸，以弥补我们最初的贫乏。这可以说是传统的经验主义方法。另一种可能是，我们继承了进化在我们进化的有机体的认知系统中所建立的很多东西，但我们进一步的进展在第一近似上不是基于先天因素，而是基于学习。 第三种观点——先天主义立场——认为在我们自身的进化过程中增加了更多的内容，并且我们在某种程度上对于至少一些对我们的生存至关重要的事情有先天的认知。这些可能性过于模糊，不能被视为假设，但先天主义观点似乎至少与经验主义方法一样具有初步的可信性。重要的是，这在一个世纪前就应该是可信的。不知何故，进化理论的先天主义含义也被掩盖了。[5] 经验主义者可能会争辩说，这些含义与他们反对的先天主义传统无关，但问题是几乎没有人提出这个问题。人们怀疑这是一种深层次的文化和思想偏见的作用。[6]

最后一点的结果是，经验主义所声称的简单性优势是虚幻的。一旦我们在衡量简单性时考虑到一个假设与其他已建立理论的契合程度，较简单的假设就是人类是自然生物秩序的一部分，就像所有其他生物一样，它们在某种程度上是通过进化来适应其独特的生态位。达尔文引入的人类自然观本应自己就复兴先天论。我们可以更进一步地问，经验主义本身是否错过了一个将进化论作为经验主义辩护的黄金机会。更有进取心的经验主义可能会注意到，进化论使我们承认我们内在的任何东西在某种意义上都是由经验塑造的。这里的经验是祖先的经验，而不是个体主体的经验，但这种观点仍然将知识基于经验。换句话说，“从经验中学习”的范围，即经验主义者的核心承诺，将简单地扩展到不仅涵盖个体学习，而且还涵盖基于物种的学习。但这个机会在很大程度上被错过了。

1.2 导出革命：问题与前景

1.2.1 语言例外性的问题

尽管乔姆斯基语言学为先天主义复兴奠定了基础，但这列火车离开车站还需要一段时间，了解其中的原因会有所帮助。问题的一部分在于最初的语言先天主义案例是通过关注语言看起来独特的特征来提出的。长期以来，语言一直被视为特殊的，是人类认知的区别特征。乔姆斯基支持这一观点，并认为语言是一种特殊形式的人类创造力的核心（乔姆斯基，1966 年）。

我们已经注意到这种例外性的一个方面：语法非常复杂。但是孩子们学习的方式也有意外的特殊性；在学习过程本身中也有。每个孩子都接触到一种独特的语言样本（他们的主要语言数据）。每个样本都与任意数量的非等价语法兼容，这些语法都生成了迄今为止的样本，但对于不在样本中的新案例给出了不同的判断。因此，我们可能预期（i）孩子习得的语法反映了他们接触到的样本的特殊性，（ii）因此，孩子们对于什么是语法和什么不是语法会有不同意见，（iii）因此，成年人必须纠正他们以消除反映这些特殊性的错误。但是，乔姆斯基认为，我们并没有发现这种情况（乔姆斯基，1965 年）。学习一种语言的孩子们以某种方式趋于相同的语法，这可以从他们对于良好形式的一致性以及在学习过程中所犯和未犯的特殊类型错误中看出。如果这是正确的，那么这表明孩子必须具有先天信息，以某种方式限制或排序假设空间，从而引导孩子找到正确的语法，而且很难看出这种信息如何通过经验获得。此外，样本中包含不符合语法和不完整的句子，但孩子们以某种方式过滤掉这种噪音，而且在没有明确指导或反馈的情况下做到这一点。乔姆斯基还注意到了语言学习的其他一些引人注目的特点：（1）它被迅速习得，（2）习得速度与智力无关，（3）它不需要强化或广泛的明确训练，（4）它在一个关键时期内习得——在成熟过程中相对固定的时间窗口内——在此期间，其他不太复杂的系统（例如计数——见下面的第 2.3 节）无法掌握。 这些主张中的每一个都引发了一系列的实验和理论构建，并且仍然存在争议（例如，参见 Menn 等人 2003 年的讨论）。但它们的总体效果是将语言学习单独提出来，可能是独特的。乔姆斯基本人通过谈论语言习得并将其与学习进行对比来标志这种差异，他将学习这个术语保留给归纳过程。

因此，在乔姆斯基的观点中，语言是异常的。它是独特的人类认知特征，并且与所有已知的动物沟通系统本质上不同。我们拥有它使我们作为一个物种异常。[8] 它也异常之处在于其习得模式表明它与我们对世界的所有学习相脱离；它只是在我们内部生长。综合考虑这些因素支持了语言学习的先天主义解释，但倾向于阻止将先天主义革命推广到语言以外的领域。毕竟，除了语法揭示的人类语言有多复杂之外，孩子对世界的其他无教导知识有多少是如此复杂的？而这些知识中有多少是毫不费力地、无需明确指导地传递给孩子的？

1.2.2 不断扩大的前景

随着时间的推移，对语言例外论的论点让位于对先天主义项目更广泛的观点。乔姆斯基（1975 年）提出了一个完全通用的刺激贫乏论证框架，不依赖于语法和语言习得的独特特征，这些特征在最初的先天主义案例中起到了重要作用。乔姆斯基开始将语言视为个体中可能存在的许多心理器官之一。这种自然主义的生物模型将心理器官的先天主义嵌入到更广泛且无争议的生物学先天主义中。无争议的是，肾脏不会因为环境而发育，它们当然也不会复制环境。人体的组织方式是这样的，以至于在正常（胎儿）环境中，肾脏会形成。现在可以用这一观点来反驳经验主义者。假设我们的身体生物特征是内在预定的，但我们的心理心理特征却不是，而是完全由外部决定的，这就引入了一种需要特殊辩护的二元论。但是经验主义似乎就是做出了这种假设，并且没有提供可信的辩护。所以形势发生了变化。先天主义者已经摆脱了早期的超自然主义指责，经验主义模型的简单性被证明是虚假的，现在经验主义者似乎是那个背负着无端二元论的人。[9]

心智器官的方法在哲学和认知科学中被证明具有极大的影响力。在其最一般的形式中，它取代了心智中信息的想法（在很大程度上）作为一个统一的句子或数据点集合，并提出了一个替代的知识和信息系统的架构，每个系统和子系统可能都有自己的设计、表示模式、专门功能、激活模式、与其他系统的整合水平、（有时）在大脑中的特定位置等等。我们在这里提到了一些与先天主义方面相关的重要发展。

心智模块化假设。Fodor（1983）提出了一个关于我们整体认知结构的观点，该观点基于输入系统的粗略区分，或者说相对刚性的计算“模块”，这些模块被设计用于获取特定类型的信息，以及更加灵活的中央处理器，用于以各种方式整合这些信息。每个模块都有特定的任务导向，并且独立于系统的其他部分进行工作。因此，例如，我们几乎自动地将声音模式听作母语的句子，将光影模式感知为空间中物体的配置，等等。从这些术语来看，语言器官只是一组独立的心智模块之一。Fodor 提出了这些模块可能具有的一系列特性的清单，其中之一是它们具有先天决定性。关于模块化组织的建筑性主张本身并不意味着先天基础，但是对于语言和视觉输入的响应模式（如刚才提到的模式）具有强烈的先天基础的假设是合理的，并且已经进行了实验研究。Fodor 对这一观点的版本现在被称为中度模块化论，因为他认为大部分认知活动涉及明显非模块化的“中央”处理。模块的工作是将世界呈现给高度整合的非模块化全局心理过程。但是其他人，如 Carruthers（2006），则认为通过对 Fodor 原始模块特征的一些调整，我们可以主张大规模模块化。

进化心理学。用来捍卫大规模模块化主张的一个有争议的论点是，进化偏爱这种架构。这将我们带到了进化心理学的核心教义——即，认知最好理解为一种“瑞士军刀”式的特殊心理计算机制，它们进化出来以增强我们祖先的生存能力。[11] 这种机制的一个被广泛讨论的例子是“作弊者检测”模块。我们的祖先需要区分公平交易者和搭便车者。那些在交换中可以被持续利用的人在生存方面处于明显劣势。在某个时刻，一种机制进化出来——一种大脑中的计算程序，一种心理器官（或迷你器官？）——使得这种警惕和记录成为第二天性，我们现在都将这个模块作为我们先天的天赋的一部分。有人争论——但这个观点仍然有争议——这个模块的运作解释了这样一个（据称的）事实，即尽管我们会陷入一类推理错误，但当我们的推理与作弊者检测有关时，我们不会犯这些错误的数量不会那么多。对于进化心理学家来说，心智是一系列进化出来的子系统，适应了我们更新世祖先的环境，而不是我们自己的环境。[12] 进化心理学可以说是最激进的先天主义启发范式，因为它试图使经验主义者的通用学习机制的范围越来越小。

为了弄清楚这些角色，我们必须注意，乔姆斯基本人自己与心智和认知的进化解释有着非常复杂的关系。[13] 他显然不是进化心理学的朋友，并且与其批评者一起质疑其适应主义的观点。[14]

认知行为学。模块化立场以及与之相适应的先天主义，得到了最近关于动物认知的研究的支持，特别是对动物大脑中非常复杂、信息丰富的子系统的发现（参见 Andrews 2010 进行面向哲学的综述）。早期关于复杂动物行为的发现，比如冯·弗里施对蜜蜂舞蹈的研究（弗里施 1971），在行为主义盛行时期仍然默默无闻，但自那时以来，越来越多这样的系统被揭示出来。以导航为例，沙漠蚂蚁具有先天的航行模块，各种鸟类则基于固定星星、磁场、太阳方位角等建立了复杂的先天系统 [15]。所有这些认知模块/机制都是先天确定的子系统，并增加了先天主义观点的合理性，即自然以同样的方式构建了人类。

我们已经解释了乔姆斯基在语言学中的工作如何激发了认知科学中后来的先天主义思想的方式。但是有一个讽刺的地方，除了非常普遍的刺激贫困模式（可以追溯到柏拉图），语言学和语言习得并没有成为在其他领域中发展先天主义假设的易于使用的模板或范例。迄今为止，我们没有理由认为除了语言之外的任何领域都需要像自然语言的语法那样复杂的东西来表示它。因此，语言能力仍然是我们认知结构中的一个特殊要素。[16] 即使在其他领域中，语言习得的一些独特特征也有与之相对应的特征，例如在视觉感知发展中的敏感和关键时期，但似乎每个正常儿童掌握一门语言的方式有些特殊。我们可以说，对于先天主义者来说，语言更多的是一种灵感而不是一个工作模型。但与此同时，随着先天主义者超越语言，他们可能会避免许多对乔姆斯基方法的方法论挑战（包括：语法是否是能力的理论，语法在何种意义上是“心理表示”，pld 对习得是否相关等）。

2. 实证发现和理论

对认知科学中的先天主义进行全面的解释，甚至全面的调查超出了本条目的范围。但是在过去几十年中，认知科学家特别深入研究了一些概念领域，本节将重点介绍一些活跃且理论上有趣的工作领域，这些领域与传统和当代哲学关注点有关。

2.1 背景：皮亚杰范式和核心认知假设

我们将在本节讨论的研究受到了乔姆斯基范式的启发，但是语言案例和这项发展性工作之间存在一个重要的区别。乔姆斯基的语言先天论将斯金纳的行为主义作为对比，但行为主义范式并不是儿童发展领域的主流科学范式。在这个领域，瑞士心理学家让·皮亚杰是主导人物，他的研究成为过去 40 到 50 年大部分发展性工作的背景。[17]

皮亚杰通常忽视行为主义，并对儿童对世界的不断演变的概念进行实验研究。他广泛的研究议程包括儿童对空间、时间、上帝、物体、因果关系、道德、梦想、数字、生命等的理解。皮亚杰的具体问题和实验结果——这些结果在很大程度上被行为主义者忽视——成为许多先天主义导向理论家的出发点。但皮亚杰并不是一个先天主义者。皮亚杰范式的核心是他的阶段理论。根据这个观点，儿童对世界的概念与成年人有着非常不同的起点——事实上，皮亚杰认为他们根本没有对外部世界的概念——他们经历一系列可辨认的阶段，最终达到成人的理解。这里的强大统一思想是，这些阶段的一般特征在所有理解领域中都是相同的，而且阶段转换的动力学也是统一的。对于皮亚杰派来说，从发展模式的角度来看，在不同的理解领域中没有重大区别。如果我们考虑任何一个领域，阶段理论会对该领域知识的发展施加一个统一的步骤网格。动态图景，再次非常粗略地说，是一个处于某个阶段的孩子会继续前进，直到她面临一个无法克服的障碍；她对事物的现有理解使她无法处理一个棘手的问题。这种不平衡推动她进入下一个（预先规划的）阶段，在这个阶段中，新的内部资源变得可用——对世界的丰富概念或对物理互动的新的灵活性——以及早期的问题可以得到解决。孩子恢复平衡，直到再次处理问题导致危机，从而导致更多新资源的可用性，依此类推。 Piaget 范式的表达涉及更好地理解这些阶段转变的一般性质，探索阶段理论在特定领域的运作方式，并理解使这些转变成为可能的新的认知和行为资源。

哲学家们将这一理论视为某种程度上类似于托马斯·库恩（1962/1996）和其他人提出的科学发展理论。有两个重要的差异值得一提，因为它们突显了皮亚杰方法的独特之处。首先，尽管科学是有机发展的，但对于库恩来说，并没有一个特定的资源适用于所有领域。解释经济学中一个主导范式向另一个主导范式的转变通常不能解释天文学中从托勒密范式到哥白尼范式的转变。但皮亚杰认为，使孩子能够在空间理解上取得进步的东西，在某种意义上与促进孩子对上帝或道德理解的阶段转变的东西是相同的。其次，科学依赖于推翻旧理解并为新理解铺平道路的偶然而独特的富有成果的创新。但在儿童中，皮亚杰的发展阶段被假定为强制性的；我们可以说它们是正常发展中固有的规定步骤。当世界呈现可预测的问题并提供新资源来解决这些问题并推进孩子的理解时，孩子的前进动力被规范化。总之，尽管皮亚杰学派对孩子理解的各个领域进行了深入而详细的研究，但他们与经验主义者一样，偏好能够解释每个领域发展事实的全面领域通用机制。尽管皮亚杰范式中存在关于使成年人认知成为可能的先天赋予的有趣思想，但很难将皮亚杰建构主义置于先天主义-经验主义的范围之内。[18]

皮亚杰的理论提供了科学的接受观点，对此，受到乔姆斯基语言学启发的发展心理学家做出了反应。这些研究者放弃了皮亚杰认为发展在各个领域是统一的假设，而是部分受到乔姆斯基的器官学和模块化理论的启发，独立考虑每个领域。总体策略是发现最年幼儿童的认知能力，并发展和测试关于（i）初始状态和（ii）将儿童从初始状态转变为正常成年人能力的过渡的假设。

“核心认知”假设。许多发展心理学家都坚持“核心认知”（有时也称为“核心知识”）假设（Carey 2009; Carey & Spelke 1996; Spelke et al. 1992; Spelke 1998, 2000, 2003）。根据这个假设，进化使我们的物种（以及其他物种）具备了一套先天的概念表征类型，即不能简化为经验主义者偏爱的感知基元或皮亚杰派偏爱的感觉-运动基元的表征。相反，进化塑造了我们的感知输入分析器，以便在世界中检测特定类型的实体，并为我们提供了在认知机制中体现的原则，决定我们（至少最初）如何思考这些实体。这些不同类型的实体数量很少。迄今为止，支持这一假设的人士普遍认为，先天确定的核心领域包括物体、数量和心智 [19]。核心认知观点的支持者持有适度的先天主义观点；他们将学习机制的工作留给了婴儿，这些机制与成熟一起，使婴儿从有限的“核心”概念系统发展到成年人对世界的广泛而高度详细的知识。在某些情况下，成年人的知识扩展了核心；在其他情况下，它“覆盖”了核心。体现核心领域的概念机制通常被称为“直觉理论”——例如，民间物理学或民间心理学（有时是心智理论）——以突出每个领域对输入和推理的概念化模式的支持。核心领域的研究工作正在进行中，并且研究范式正在扩展到非人类动物和跨文化领域。在接下来的章节中，我们将回顾三个领域的一些研究结果：物体、数量和有意图的代理 [20]。我们将重点关注早期发展阶段。 虽然由于方法论和哲学原因，很难确切说出研究对幼儿知识的揭示，但是一些特定能力的独特元素越早出现，就越不可能仅仅是基于经验学习的结果。

方法论创新：“违反预期”的注视时间。我们讨论的工作依赖于解决一个棘手的方法论问题：如何发现无言婴儿和幼儿心中所想所感？虽然婴儿无法报告他们正在感知或思考什么，但可以从他们对物体和事件的反应中推断。在他们说出第一个词之前很久，他们会吮吸、抓握、爬行和爬行，最重要的是他们会注视。由于婴儿、成年人和其他动物都会对意外刺激注视更长时间，他们注视的位置和时间长短可以揭示他们对世界的期望。虽然抓握、爬行和吮吸的测量已经成功地揭示了婴儿心灵中的一些情况，但最广泛使用的测量方法是违反预期的注视时间（有时称为优先注视时间）。使用这种测量方法的实验往往具有相似的结构：在初始阶段，孩子反复观看显示 X，直到孩子的兴趣减退，注视时间降至某个标准（习惯化阶段）。在测试阶段，孩子会被呈现两个显示：Y 和 Z。如果孩子在 Y 上的注视时间明显长于 Z，这就提供了 Z 是预期的证据，而 Y 是意外的证据。

2.2 物理对象

作为成年人，我们认识到物体是有界实体，通过时间和空间持续存在；它们作为单位“保持在一起”，当它们移动时，它们的路径是连续的。此外，物体在彼此接触时会发生因果关系的相互作用。我们是通过经验学习到这些物体的属性的吗？如果是这样，是通过什么样的经验学习到的？经验主义思想家认为这些属性是通过学习获得的，并提出了几种不同类型的经验作为这种学习所需的输入。赫尔姆霍兹（1867/1962）认为，围绕物体移动和操纵物体对于建立物体的概念是必要的。奎恩（1960）认为语言是相关信息的来源，皮亚杰（1954）提出感觉运动协调导致了对物体概念的构建。事实上，皮亚杰曾经著名地主张婴儿完全缺乏物体永恒性（1977），也就是理解物体在时间和空间中持续存在的能力，直到第二年后半段才开始形成。

2.2.1 民间物理学

物体永恒性。在过去的 35 年里，婴儿对物体的表征已经重新探索，并取得了惊人的结果。一项具有里程碑意义的研究（Baillargeon 等人，1985 年）使用了违反预期范式来测试皮亚杰的观点，即婴儿缺乏物体永恒性。五个月大的婴儿被展示了一个从桌子表面上旋转 180 度的屏幕，然后再回到初始位置。在习惯化阶段，婴儿逐渐习惯了屏幕的运动，他们的注视时间减少，这表明他们不再认为屏幕的运动是新奇的。在测试阶段，当屏幕向下移动到桌子的表面时，一个物体被放置在屏幕的路径上。在一种情况下，屏幕向下旋转直到触碰到物体，然后再旋转回到初始位置，这是成年人认为可能发生的事件。在另一种情况下，屏幕继续向下运动到桌子上，一开始隐藏了物体，然后明显穿过物体所占据的空间，这是成年人认为在物理上不可能发生的事件。这里的逻辑很简单：只有当婴儿（i）在屏幕后面看不到物体时仍然认为物体继续存在，并且（ii）他们认为两个物体不能同时占据同一空间时，他们才会将第二种结果视为令人惊讶。只有在这种情况下，他们才会更长时间地注视成年人认为是不可能发生的事件。然而，如果幼婴缺乏物体永恒性或对两个物体占据同一空间没有任何限制，那么不可能发生的事件将不构成对任何预期的违反。结果很明确：婴儿对不可能发生的事件注视时间更长，表明它违反了他们对物体的预期。同样的发现后来也在 4 个月大的婴儿身上得到证实（Baillargeon，1987 年）。 这些发现提供了证据，表明非常年幼的婴儿即使物体不再在视野中，仍然能够将其视为持久存在，这种对物体永恒性的理解与皮亚杰和奎因的观点完全不同。人们仍然可以问孩子到底知道或代表着什么（伯奇 2010 年在这里尤为相关），但重点是孩子的认知装置中有某种足以产生这种期望的东西，而解释的负担在于这种期望是从经验中学到的观点。此外，这些婴儿还期望两个物体不会同时占据同一空间。

物体的时空连续性。作为成年人，我们知道物体在时空上是连续的；一个在 A 点出现然后在 B 点出现的物体必须经过这两点之间的连续路径。在这里，违反预期的注视时间范式被用来测试经验主义主张这种知识需要一个延长的学习期的说法。在一项研究中（Spelke 等人，1995），4.5 个月大的婴儿被展示了一个有两个屏幕的舞台，屏幕之间有一个可见的间隙。在不连续运动条件下，每个屏幕后面都有一个隐藏的物体。首先，左边屏幕后面的物体被向左移动，以便婴儿看到它，然后它被移回到同一个屏幕后面。右边屏幕后面的物体以同样的方式显示，所以在这些显示中一次只有一个物体可见，没有物体被显示穿过两个屏幕之间的间隙。看到这个显示的成年人推断出有两个物体参与其中。为了找出婴儿是否做出了同样的推断，屏幕被移除，婴儿被展示一个物体或两个物体。结果是婴儿在一个物体的显示上看得更久，可能是因为他们期望，像成年人一样，必须有两个物体；否则，物体就应该在穿过间隙时可见。在后续研究中，使用了连续运动条件。这个条件与之前的条件相同，只是在交替试验之间，可以看到一个物体穿过间隙。在这个条件下，婴儿在展示两个物体的显示上看得更久。像成年人一样，他们可能认为有一个单一的物体来回移动（Aguiar 和 Baillargeon，1999 年对 2 个月大的婴儿报告了类似的发现）。一般来说，在 2 个月大，甚至更早，婴儿期望物体在时间上持续存在，连续移动，有连贯的部分，并且是固体的（Spelke，1990 年）。 最近的研究（Rips＆Hespos 2015）表明，到了 6 个月大，婴儿已经对刚性物体、软物体和液体有不同的期望。

2.2.2 动物与物体的表征

如果空间连续物体的表征是我们进化的先天条件的一部分，我们可能会在其他物种的新生儿中发现这种表征，事实上我们确实发现了。例如，新生小鸡展示了一个惊人的能力来表征空间连续物体（参见 Spelke 1998 进行综述）。在一项研究中，新生小鸡的第一天生活在一个只有一个无生命物体的均质环境中。第二天，物体完全被移出视线，藏在两个屏幕之后。尽管它们以前从未见过一个物体被隐藏在另一个物体后面，但它们可靠地在正确的屏幕后面搜索物体的位置。事实上，它们甚至在必须转身才能到达物体的情况下也是如此（Regolin 等人，1995 年；Regolin 等人，2000 年）。看起来，小鸡从出生开始就具有物体永恒性。尽管这并不能证明人类具有先天的物体永恒性，但至少可以证明在至少一种动物中，进化已经成功地构建了这种能力。因此，先天论者可以声称存在一个先天赋予的物体永恒性的表征的存在证明。

2.2.3 婴儿对物体的表征支持加法和减法

Wynn（1992）表明，年幼的婴儿将物体不仅视为在时间和空间上持续存在，而且还视为受到加法和减法的影响。在那项研究中，婴儿习惯于在舞台上展示一个单一物体。然后，屏幕升起，完全隐藏了物体。现在，可以看到一只手拿着另一个（相同的）物体并移动到屏幕后面，然后手空着从屏幕中退出。问题是：婴儿现在是否代表屏幕后面有 2 个物体？测试显示包括 1 个物体、2 个物体和 3 个物体。与先天主义的主张一致，婴儿对除了 2 个物体显示之外的所有显示都表现出更长的注视时间。在这方面，婴儿表现出与成年人相同的期望。进一步的测试显示，婴儿不仅能够“加起来”隐藏物体的数量（至少达到 3 个），而且还能够“减去”相同数量的隐藏物体。这一发现在 4 个月和 5 个月大的婴儿中也得到了复制（Simon 等，1995 年；Koechlin 等，1998 年）。

看到婴儿在展示中能够对物体的数量进行加减操作，可能会让人们误以为婴儿已经具备了接近成人数学概念的能力，但一系列研究表明情况并非如此。最具说服力的是婴儿在加减操作中极其有限的物体数量（大约 3 个）。为了说明这种物体数量限制，以下研究使用了爬行而不是违反预期作为婴儿表征的指标（Feigenson & Carey 2005）。在这项研究中，婴儿看到饼干一个接一个地放入两个不同的盒子中。然后，婴儿被允许爬行到他们选择的盒子中并取出饼干。当一个盒子有 1 块饼干，另一个盒子有 2 块时，婴儿会爬向有 2 块饼干的盒子。同样，当一个盒子有 3 块饼干，另一个盒子有 2 块或 1 块时，他们会爬向有 3 块饼干的盒子。然而，令人惊讶的发现是，婴儿在 4 对 3、4 对 2 甚至 4 对 1 的情况下都失败了。显然，婴儿无法准确地表示和追踪 4 个物体。考虑到物体数量限制为 3 个，可以认为婴儿的能力应该被理解为在工作记忆中追踪 3 个不同物体的能力。有人可能会认为，婴儿在不具备数学概念或任何一般数学能力的情况下，可以成功地进行非常小数量的物体加减操作。我们将在第 2.3 节再次讨论这个问题。

2.2.4 跨模态表征

如上所述，皮亚杰（1954）提出感觉运动协调逐渐导致物体概念的构建。在不同感知经验模式之间建立这些协调（例如视觉和触觉）需要时间，皮亚杰认为直到儿童 18-24 个月时这些协调才能够建立起来。梅尔佐夫和摩尔（1977）提供了对这一观点的反证。该研究表明新生儿能够模仿实验者的面部动作，清楚地展示了他们自己运动的协调（以及肌肉的感觉）和他们对实验者面部动作的视觉感知。以下视频链接（Ferrari 等人，2006 年，视频 S1 和 S2）也提供了新生猕猴具有这种能力的一些证据。鉴于这些不同感知经验模式的协调在人类和猴类出生时就存在，它们显然不可能是学习的产物。

2.3 数字

2.3.1 模拟数字系统

目前有大量的经验研究和哲学上的复杂辩论 [21]，关于成人和儿童数字知识的基础。有强有力的证据支持这样的观点：除了作为形式数学思维基础的精确数字系统外，成人还具有一种模拟数量系统来表示近似数字（参见 Dehaene 1997）。例如，如果我们很短暂地看到两碗米饭，一碗有 20 粒，一碗有 50 粒，我们可以立即判断哪碗更多，尽管我们无法准确说出每碗米饭有多少粒。同样地，如果我们看到一本有 70 页的书和一本有 100 页的书，我们可以立即看出哪本书的页数更多，尽管我们不知道每本书的确切页数。控制实验表明，这种判断与与数量相关的变量无关，如所占空间的大小或个体刺激的大小。这种模拟数量系统的“特征”是其比率依赖性：也就是说，随着两个模拟数量之间的比率差异增大，比较两个模拟数量的难度减小。最近的研究表明，成人成功区分两个不同模拟数量所需的最小比率差异为 8:7。如果比率更小，比较数量的错误率会增加。

婴儿中的模拟数量表示。最近的研究表明，6 个月大的婴儿使用相同的模拟系统来区分数字数组（McCrink＆Wynn 2004b; Xu＆Spelke 2000）。在一项研究中（Xu＆Spelke 2000），婴儿习惯于显示 8 个点或 16 个点。当展示新的点显示时，最初看到 16 个点的婴儿对显示 8 个点的不习惯，但对新的 16 个点的显示保持习惯。同样，习惯于 8 个点的婴儿对新的 16 个点的显示不习惯，但对新的 8 个点的显示保持习惯。（同样，研究人员控制了点所占空间的累积量，点的密度和点的大小。）一系列研究现在表明，只要数量之间的差异为 2：1 比例，6 个月大的婴儿可以成功使用模拟数量系统。当呈现具有 3：2 比例的点显示时，例如 24 到 16，这个年龄的婴儿不显示区分能力。请注意，随着年龄增长，区分所需的比例变小，因此当数量之间的差异为 3：2 时，9 个月大的婴儿可以成功区分。也许有人认为，这种区分近似数量的能力在视觉系统中以某种方式实现，但模拟数字系统已被证明在更抽象的层面上运作（或者可能在多种感知模式中实现）。在任何给定的年龄，无论刺激是空间阵列中的点的数量，还是听觉序列中的音调数量（Lipton＆Spelke，2003），甚至是视觉显示中的事件（跳跃）数量（Wood＆Spelke，2005），相同的比例都适用。

这些表征不仅支持大小比较，还被证明能够支持 9 个月大的婴儿进行近似加减法。在一项研究中，婴儿被呈现出一组 5 个物体，这些物体在屏幕后面移动，因此不再可见。然后另一组 5 个物体被呈现出来，它们也在屏幕后面移动。当屏幕被移除时，如果只有 5 个物体，婴儿会更长时间地注视，而如果有 10 个物体，婴儿的注视时间会较短。在一个类似的减法条件下，婴儿首先看到 10 个物体移动到屏幕后面，然后看到 5 个物体被拿走，当屏幕被移除以显示 10 个物体时，婴儿的注视时间更长（McCrink & Wynn, 2004a）。

我们一直讨论的近似模拟系统与之前提到的物体追踪系统（例如，在格雷厄姆饼干研究中）是不同的。婴儿的物体追踪系统具有严格限制的集合大小，成年人的追踪系统也是如此。而模拟数量系统则不然。研究还发现，婴儿的成功表现显示了模拟数量系统的比例依赖特征。6 个月大的婴儿似乎使用与成年人相同的模拟表示系统，尽管他们的辨别能力较差，这强烈暗示人类天生具备一种先天系统，使他们能够在不同感觉模态下进行相对大小的区分。最近的一项研究通过显示模拟数量系统在新生儿中起作用（Izard 等，2009），为这一假设提供了有力的证实。在这项研究中，新生儿熟悉包含固定音节数的听觉序列，然后用相同或不同数量的物体的视觉空间图像进行测试。婴儿根据大致数量将静止的视觉空间数组（4-18 个物体）与听觉序列（口语音节）自发地关联起来，为出生后经验的最初阶段提供了抽象数值表示的证据。[22]

这个模拟的数字系统是否是普遍存在的物种？如果这个模拟的数字系统是先天的，那么它应该在所有人类社会中都能找到，无论是城市还是农村，受过教育还是没有受过教育，无论是在技术先进的社会还是在世界其他地区的偏远与孤立的部落村庄中 [23]。如果它是在最年幼的婴儿中明显存在的相同系统，那么它不应该需要接触任何数字的象征表示，比如阿拉伯数字或数字词汇。为了测试这个假设，研究人员探索了亚马逊蒙杜鲁库人的模拟数字系统，这是一个与世隔绝的部落，他们的语言中没有大于 5 的数字词。正如预测的那样，蒙杜鲁库人比较和相加了远远超出他们命名范围的大约数字。此外，性能随着比率的减小而降低，就像法国对照组的一组被试一样（Dehaene 等人，2008 年）。

近似数量的动物表示。如果这个数字系统（Dehaene 称之为我们的数字感）是我们先天的天赋的一部分，那么它是否在其他灵长类动物物种中也能够看到？Hauser 和他的同事（Hauser 等人，2003 年）向棉顶蛛猴呈现了不同数量的音节序列。与人类一样，猴子会将注意力转向意外的刺激。当它们听到一个意外数量的音节序列时，它们会将头转向声音来源的扬声器，这提供了它们对新数字的辨别的可靠指标。结果与婴儿研究的结果相似：棉顶蛛猴仅根据近似数量来区分音节序列。此外，辨别能力取决于数字的比率，就像人类一样。事实上，成年蛛猴显示出与九个月大的人类婴儿相当的辨别能力。

现在有大量的文献显示，许多不同种类的动物，包括老鼠、乌鸦、鸽子、鹦鹉、恒河猴、猿类和海豚（参见 Carey 2009 进行综述），都存在类比数量表示的存在。简而言之，来自对人类成年人、婴儿和动物的研究的证据非常充分，都表明存在一种古老的进化系统，用于近似数目的表示。

2.3.2 类比系统、追踪系统和数字概念

如果我们从经验主义者和先天主义者的理论争论中退后一步，我们不应该感到惊讶，我们有一种先天的系统，可以通过近似大小来区分集合，并且这种系统也存在于其他动物中。动物通常需要采取一些措施，例如相对大小的食物来源，左右两侧的捕食者数量等等。在某些动物中，这些能力可能是专门用于特定任务的封装系统的一部分。蜜蜂对于发现的食物来源的相对大小的意识——通过斥候的舞蹈传达的信息——就是这种能力的一个典型例子（Frisch 1953）。在其他动物中，该系统的操作更广泛，不同类型的输入可以用这种方式进行测量（听到的声音、感知到的跳跃等等）。就像大脑有一个“累加器”一样；一种柱状图系统，将输入数组映射到某种中性格式，并将元素附加到堆栈中，并且有一个扫描器来判断相对堆栈大小。Gelman、Gallistel 和其他人已经广泛探索了这种系统（从 Gelman＆Gallistel 1978 开始）。

同样不引人注目的是，爬行的婴儿能够区分 1 块饼干和 2 块饼干，以及 2 块饼干和 3 块饼干。这种区分能力超出了所假设的类比近似系统的能力。但这表明儿童体内存在另一个系统，以有限的方式对数字敏感。这个系统似乎更与注意力相关，是当前研究的主题（例如，参见 Pylyshyn 2007）。动物需要追踪其周围环境中的变化元素。一个正在研究的想法是，存在一个心理子系统，可以“标记”感知阵列中的元素，并通过为标记分配属性来追踪它们。如果没有这样一个系统，我们将无法从一个时刻到下一个时刻重新识别变化的元素。因此，这样一个系统似乎是感知世界/场景的先决条件，因为涉及到移动和变化的事物。很难想象一个不以这种方式追踪的动物如何学会这样做（尽管这种能力可能会增长）。

如果对这些系统的当前思考是正确的，我们有两个先天系统，每个系统在某种程度上处理数字。模拟系统接受一系列感知呈现，并通过相对大小进行排序。第二个系统在环境中识别和跟踪（有限数量的）离散元素。对哲学家特别感兴趣的一个当前研究问题是：这些先天系统与成年人的数字概念之间的关系是什么。注意，模拟系统不能让我们得到一个确切数字的概念。它只能检测到范围——系统可以判断两组是否在同一范围内（低于辨别比例阈值），但以这种方式“相同”的两个数组不一定具有相同数量的元素。第二个系统不是近似的。如果主体追踪了 2 个对象，然后再添加 1 个对象，如温恩的研究中，差异会被注意到，主体的期望会相应改变。因此，这个对象跟踪系统对玩耍的单位数量敏感，在这方面更接近成年人对数字的概念。但它的范围非常有限，在超出范围的问题上无用。之前引用的研究中的爬行婴儿不会将添加的第四块饼干表示为比之前追踪的 3 块多一块。婴儿甚至不会追踪第四个元素：当超出范围时，该系统似乎（古怪地）完全关闭。因此，数字概念——继承函数及其带来的一切——在这个系统中没有实现。

由于这些原因，一些人认为除了这些有充分证据的系统之外，人类思维中必须存在第三个元素——即先天的数字概念，这必须涉及对完全普遍的继承函数的掌握，从而为成年人的数学能力提供基础（例如，参见 Leslie，Gallistel＆Gelman 2007）。其他人，如 Carey（2009），则认为确切数字的概念并非先天的，而是通过 Quine（1960）所概述的基于语言的自我提升来构建的。这里的辩论尤其有趣，因为尽管双方都是先天主义者——即两者都接受先天的“数字”系统——但在寻找关于我们独特算术能力的充分心理解释时，仍然存在学习因素。

简单的问题：“数字是先天的吗？”结果证明太简单了。然而，无论当前的辩论如何进行，我们可以预期成年人的数字能力的实现是相当复杂的，并涉及重要的先天和后天因素。我们应该准备好发现在其他经验主义者-先天主义者战场上事情同样复杂。

2.4 心智和有意识的代理

2.4.1 心智理论实验范式

在 1978 年的一篇开创性论文中，普雷马克和伍德鲁夫提出了一个问题：黑猩猩是否具有 "心智理论"，即它们是否会将心理状态归因于他人，并且是否像成年人一样，基于对这些状态的假设来预测和解释行为。皮亚杰的影响力使得迄今为止还没有人提出这个问题与人类婴儿有关；皮亚杰认为他们还没有一个关于外部世界的坚实概念，更不用说一个包含心智的世界了。黑猩猩的研究导致了对人类心智理论发展的大量研究。对于普雷马克和伍德鲁夫的论文，丹尼特和其他人评论说，成功预测他人行为并不构成心智理论的证据。考虑以下情况：研究中的一个儿童参与者被告知一个关于一个名叫马克斯的男孩拥有一块糖果的故事。马克斯把糖果放进红色的橱柜里，然后出去在院子里玩。然后问儿童参与者：“当马克斯回来想要找他的糖果时，他会在哪里找？”儿童可能会正确回答，因为他们理解马克斯会认为糖果在他离开或最后看到的地方（即红色橱柜）。这涉及将心理状态归因于马克斯。但儿童也可能会正确回答，因为糖果实际上就在那里。也就是说，没有心智理论的儿童可能仍然通过推理人们去他们所在的地方取东西来正确回答。丹尼特提出解决这种不确定性的方法是虚假信念任务。在这个任务中，很快成为心智理论的试金石的故事中，包括一个第二个角色，在马克斯还在外面的时候进入场景。这个第二个角色在红色橱柜里找到了糖果，并把它放进了黄色橱柜。再次问儿童参与者，当马克斯回到厨房时，他会在哪里找他的糖果。 只有当孩子现在成功时，回应说 Max 会在红色柜子里找，即使孩子知道糖果实际上在黄色柜子里，我们才能合理地归因于孩子具有心灵理论。现在有很多关于错误信念任务的文献，最终的结论似乎是大多数 3 岁的孩子错误地预测 Max 会在黄色柜子里找（或者在一些研究中，说 Max 认为糖果在黄色柜子里），因为糖果就在那里，而在 3.5 岁到 4 岁之间，孩子开始在这个任务上取得成功。[ 24]

二十年来，成功完成错误信念任务被认为是拥有心灵理论的真正有力证据。在通过错误信念测试之前，孩子展示的任何社交能力被广泛认为是拥有心灵理论的前兆。然而，最近，认知发展学家们认为成功完成错误信念任务既不是归因于心灵理论的必要条件，也不是充分条件，并且过于专注于此已经导致了对概念领域的过于狭窄的观点（Bloom＆German 2000）。过去几年中，已经有大量研究调查了对心理状态的归因以及婴儿的社会认知。下一节将重点介绍涉及理解心灵的一组关键概念，包括目标、代理和理性。

2.4.2 目标

伍德沃德（Woodward）在 1998 年对 6 个月大婴儿的目标理解研究是该领域最近工作模式的一个很好的例子。婴儿观察一只手在舞台上移动，并反复抓住舞台两侧的两个物体之一。手总是沿着相同的路径移动到舞台的同一侧，然后总是抓住同一个物体。当婴儿习惯于这种显示后，伍德沃德改变了两个物体的位置。现在有两种情况发生：要么手采取不同的路径抓住它一直抓住的同一个物体（该物体现在在舞台的另一侧），要么它沿着以前的路径移动，但现在抓住另一个物体。观察时间表明，当手沿着相同的路径并抓住另一个物体时，婴儿感到更惊讶，而当手沿着新路径并抓住最初抓住的物体时，婴儿感到较少惊讶。如果婴儿在某种程度上理解先前抓住的物体是手的首选目标，这是有道理的。为了确定这是否真是婴儿注视反应的基础，还包括了控制条件来排除其他各种可能性。

在一个对照条件下，手被替换成了一根末端有多指海绵的杆子。当杆子/海绵沿着旧路径触碰到新物体时，婴儿没有失去习惯性反应；只有当杆子/海绵沿着新路径触碰到旧物体时，婴儿才会失去习惯性反应。这表明婴儿没有将杆子/海绵（形状类似于手的形状）的动作视为目标导向的动作。人的手臂中有什么能够传达目标的信号呢？任何涉及人手与玩具之间重复接触的动作都会触发目标归因吗？Woodward（1999）的研究表明情况并非如此。在这项研究中，再次使用了人的手臂，但这次手臂只是简单地落在展示物上，接触是手背与玩具之间的接触。在这种情况下，成年人不太可能将这个动作解释为有目的性，婴儿也是如此。当手/手臂沿着早期路径触碰到新物体时，婴儿没有失去习惯性反应；然而当手/手臂沿着新路径触碰到同一个物体时，婴儿失去了习惯性反应。这表明 5 个月大的婴儿和成年人一样，将伸手抓取的手臂和手归因为目标导向的（再次强调：“在某种意义上”），而不将只是落下并与物体产生被动接触的手臂归因为目标导向的。

婴儿用什么线索来判断感知到的运动是否有目标？先前的研究表明，他们对自我导向的复杂身体活动模式非常敏感。有人可能假设，婴儿首先将目标归因于仅限于人类，然后通过经验将范围扩大到包括非人类（Woodward 2005; Meltzoff 2005）。然而，最近的一项研究表明情况可能并非如此。在这项研究中（Luo & Baillargeon 2005），婴儿可可靠地将目标归因于一个移动的盒子 ，之前他们被展示过这个盒子可以自行移动。伍德沃德的研究中的杆子/海绵与这项研究中的移动盒子之间的关键区别似乎是关于自主运动的信息。杆子/海绵从未显示出这种能力；移动的盒子有。作者认为，自主运动信号表明物体作为一个主体的状态，而对于婴儿来说，主体具有目标。这些结果最近还扩展到了 3 个月大的婴儿（Luo 2011）。

一项最近的研究表明，婴儿不仅对提示一个行动者自主运动能力的线索敏感，还对行动者可感知的信息和行动者的偏好敏感。令人惊讶的是，即使这些信息与婴儿自己的信息不同，这个结论仍然成立。在 Luo 和 Johnson（2009）的研究中，6 个月大的婴儿看到另一个人看着两个不同的物体，并反复伸手去拿同一个物体。根据他们的注视时间，婴儿在这种情况下认为对方偏好所选择的物体。相比之下，在一个条件下，婴儿看到了两个物体，但也看到对方只能看到一个物体，没有偏好被归属。在这种情况下，婴儿似乎意识到对方看不到第二个物体，因此第一个物体的反复抓取并不表示偏好。这表明，在这个年龄段的婴儿已经能够将不同的感知信息归属于不同的感知者（我看到的 vs. 她看到的）。先天论者期望在其他知识和行动系统中找到类似的感知准备（例如，面部识别系统作为社交和家庭生活的准备）。

我们在应对和执行目标导向行为问题时所运用的认知资源是复杂的；这些研究提供了证据，表明这些资源在生命早期已经存在。它们并没有表明婴儿的目标导向能力是先天的；它们可能是在早期经验的基础上以某种方式学习的。但是，这些发现再次转移了责任。资源，如意图、目标、偏好等的出现越早，经验主义者声称这些类别仅仅是基于先前经验学习的挑战就越大。

2.4.3 代理、合作和道德认知的起始

另一组研究（Kuhlmeier 等，2003 年; Hamlin 等，2007 年）提供了证据，表明婴儿不仅对代理行为敏感，而且具有一种（类似于）合作行为的意识：他们能够很容易地区分帮助者和阻碍者。在 2007 年的研究中，研究人员向婴儿展示了动画，成年人将其解释为一个红色的圆圈试图爬上山坡，但在爬到山顶时遇到了困难（Hamlin 等，2007 年在线视频）。在一半的试验中，婴儿看到一个黄色的三角形轻轻地“帮助”圆圈爬上山坡；在另一半试验中，他们看到一个蓝色的正方形轻轻地将三角形推到山脚下。成年人明显将黄色三角形视为帮助者，一个目标是帮助圆圈爬上山坡的代理人；他们将蓝色正方形视为阻碍者，一个目标是阻止三角形爬上山坡的代理人。婴儿也能做出这样的区分。六个月大的婴儿在阻碍和帮助情境之后的测试试验中表现出惊讶，其中红色圆圈被看到接近阻碍者而不是帮助者。此外，在任务的实际操作版本中，三个月大的婴儿在被给予两者选择时更倾向于触摸帮助者而不是阻碍者。[25]

后续研究表明，婴儿对社交互动的理解更加深入。Hamlin 2015 回顾了一系列研究结果，显示他们对帮助者的偏好非常微妙。首先，他们并不是简单的喜欢帮助者。到了 5 个月大的时候，他们更喜欢那些阻碍帮助者的人，而不是那些帮助他们的人。（正如 Hamlin 2015 指出的那样，婴儿的经验中几乎没有任何支持这种偏向阻碍的态度的东西。）其次，他们的偏好不仅仅是个人的；它们上升到了第二层次。他们更喜欢帮助者的帮助其他行动者和阻碍者的阻碍其他行动者，而不是相反的情况。第三，到了 10 个月大的时候，他们能够考虑到关于行动者 A 的偏好以及关于行动者 B 对 A 偏好的了解的信息，从而确定 B 的行动应该被归类为帮助、阻碍（或中立）的情况。因此，例如，如果婴儿看到 A 表达了对玩具 1 优于玩具 2 的偏好（通过在给予选择时反复选择玩具 1），并且婴儿还看到 B 看到了 A 的选择模式，那么婴儿会将 B 给予玩具 1 视为一种帮助行为，而不是玩具 2。第四，也许最令人惊讶的是，到了 8 个月大，婴儿不是根据结果来评判行动者，而是根据意图。一个不成功的帮助者与一个阻碍者和（中立旁观者）被同样程度地偏好，同样的情况也适用于不成功的阻碍者，适用的条件亦然。

看起来，在 3 到 9 个月之间，婴儿们很可能已经在朝着对待概念的方向发展。关于他们对待概念及其后续发展的轮廓还有很多待发现的地方。正如 Hamlin 指出的那样，除了帮助者-阻碍者对比之外，我们不知道他们如何确定谁应该得到什么。这里有一个相关的发现，即婴儿不仅喜欢帮助者，还喜欢那些与他们相关的人，比如喜欢同样的玩具或糖果的人（Mahajan 和 Wynn 2012）。他们对待概念的分配有多少依赖于这些因素，而不是成年人可能认为具有道德相关性的因素，比如公平、回应需求等等。他们早期的概念如何与平等主义的公平观念联系起来，如果有的话？

如果我们将道德视为一种进化而来的系统，旨在增强无关个体大群体内的合作（Bloom 2013，Joyce 2006），我们可以看到婴儿已经具备了这种系统的一些关键先决条件：（1）他们对合作持积极态度，（2）他们对其他行动者的偏好和信息视角有一定的理解，（3）他们对行动者的意图敏感，这体现在他们的行动中，（4）他们准备通过惩罚违规者和奖励遵守者来执行规则，并且他们赞同那些做同样事情的人。

我们正在朝着更好地理解道德规范的早期认知和动机基础迈进，这些规范被理解为社会规则或期望，所有人都被期望遵守和执行。正如我们所指出的，关于早期状态以及孩子社会环境的成熟和影响的发展故事，还有很多需要学习的地方。（Bloom 和 Wynn 2016 提供了一个有用且在哲学上有见地的研究概述，其中包括我们道德认知的哪些特征是或不是早期核心的一部分。）但是有越来越多的证据表明，从他们出生的第一年开始，婴儿就是社会认知者，至少在道德领域有所了解。很难想象所有这些都可以从经验中学到（Hamlin 2015）。

2.4.4 理性

我们对目标导向行为的理解以理性原则为特征；也就是说，在一切条件相等的情况下，行动者会采取最简单、最直接、最有效的方式来实现他们的目标。在一系列的研究中，Csibra、Gergely 及其同事提供了证据，证明婴儿使用了这一原则（Csibra 等人，1999 年和 2003 年）。在 Csibra 等人 2003 年的研究中，12 个月大的婴儿习惯于一个球沿着一条路径滚动，当球的路径被屏幕遮挡时，球似乎会跳跃，然后一旦球从屏幕后面出现，它就会继续沿着路径滚动。在测试试验中，屏幕被移除，婴儿被展示两种显示之一：一种是路径上有障碍物，一种是没有障碍物。对于没有障碍物的显示，更长的注视时间表明对于婴儿来说，无缘无故地跳跃是出乎意料的。相反，当路径上有障碍物时，跳过障碍物是实现目标的一种直接有效的方式，因此不违背预期。

根据 Gergely 和他的同事（2002）的另一项研究，他们对 Meltzoff（1988）的发现进行了跟踪，该发现表明 14 个月大的婴儿会模仿一个人达到目标的手段，即使这些手段不是最直接或最有效的。Meltzoff 向婴儿展示了用头敲击面板灯会使其亮起。当婴儿在下周回到实验室时，他们也使用头部来打开灯，而不是简单地用手按下。Gergely 认为，这种看似违反理性的行为实际上并不是非理性的。他认为，婴儿可能会推理，如果灯可以用手打开，那么他们模仿的成年人也会用手。成年人用头打开灯的事实告诉孩子，这一定是实现目标的必要手段。为了测试这个假设，研究人员增加了一个条件，即成年演员不能使用手，因为他们的手已经忙于其他事情：演员假装很冷，用手抱着一条围着他的毯子。在这种忙于手的条件下，成年演员用头敲击面板灯。然后，他们将婴儿在这种忙于手的条件下对面板灯的反应与在最初的 Meltzoff 条件下的反应进行了比较，而在最初的 Meltzoff 条件下，婴儿用头打开灯，但在忙于手的条件下，婴儿不模仿演员，而是用手。这支持了这样一种观点，即这些婴儿已经根据某种连接效率和目标导向的原则行动，而这一原则比他们模仿的倾向更强大。

2.4.5 信念和心智理论

让我们回到错误信念任务。早先已经注意到，3 岁半以下的儿童在经典范式中无法成功。但在最近的一项研究中，Onishi 和 Baillargeon（2005）表明，年龄只有 13 到 15 个月的婴儿也能在错误信念任务上成功。在这项研究中，婴儿们熟悉了一个场景，一个成年人将一个玩具（一个塑料西瓜片）放入两个盒子中的一个，然后伸手进盒子中仿佛要抓住它。这些熟悉化试验的目的是向婴儿表明抓取玩具是成年人的目标。然后，玩具从成年人放置的盒子中移动到另一个盒子中。尽管婴儿总是看到玩具移动，因此理解了它的新位置，但成年人并不总是看到玩具移动；一半的时间，成年人的视线被阻挡。问题是：在成年人没有看到玩具移动到新盒子的试验中，也就是说，成年人对玩具位置的信念是错误的，婴儿会期待成年人在哪里寻找玩具？通过注视时间测量，发现当成年人在新盒子中寻找玩具时，婴儿感到惊讶，尽管婴儿知道这是正确的位置。相反，在成年人看到玩具移动到新盒子的试验中，如果成年人没有在新位置寻找，婴儿会感到惊讶。目前还没有令人满意的解释为什么 3 岁的孩子无法完成标准的错误信念任务，因为 15 个月大的婴儿似乎能够将错误信念归因于他人。除了 15 个月大的婴儿已经具备的能力之外，3 岁的孩子还需要什么才能在经典任务上成功？有很多可能的答案，但 Onishi 和 Baillargeon 的研究结果已经极大地改变了这场辩论。

2.4.6 动物和心智理论

如上所述，关于心智理论的发展的问题最初是针对黑猩猩提出的，现在我们又回到了黑猩猩（和其他非人类灵长类动物）。直到最近，大多数研究人员都认为几乎没有证据支持非人类灵长类动物具有代理、目标、注意力等能力（Povinelli 2000; Tomasello & Call 1997）。然而，黑猩猩、猕猴和其他灵长类动物确实会追踪眼神的方向。研究人员探究了它们是否能够理解眼神的方向和注意力之间的关系，或者看到某物是否能够获取信息。最近的一些研究表明，黑猩猩更喜欢从一个看不见它们的人（或在某些条件下，一个地位更高的黑猩猩）那里偷食物，而不是从一个能看见它们的人（或地位更高的黑猩猩）那里偷（参见 Flombaum & Santos 2005; Hare et al. 2000; 以及 Carey 2009 的综述）。如果识别代理和支持我们对其推理的专门机制是我们进化遗产的一部分，这似乎越来越有可能，那么在我们的一些远亲和非常年幼的人类中发现它们也就不足为奇了。

再次，对新生小鸡的研究尤为启发人。Regolin 和同事（2000 年）让新生小鸡习惯了一个涉及两个球的视频显示，一个是红色的，一个是蓝色的。起初，球是静止的。然后红球移动，撞到蓝球，然后蓝球移动。习惯化后，小鸡面对一个模糊的椭圆形红球和一个模糊的椭圆形蓝球。小鸡对红球有印象，而不是蓝球。看来它们对主体性很敏感——它们将红球视为一个主体，而蓝球可能是一个被动的物体。为了确保红球的自主运动是关键，实验者在红球开始运动时部分遮挡了红球，以便不清楚运动是自主的还是由其他人或其他物体引起的。在这种情况下，对红球的印象偏好消失了。这些小鸡刚孵化出来，因此无法解释这些数据是通过感官经验学习的。再次，小鸡的研究提供了一个与主体性密切相关的先天指定的检测机制的存在证明。请注意，关于小鸡具体检测或代表的问题仍然存在——是自主运动、主体性还是其他属性。

3. 经验主义的复兴

在第 2 节总结的研究代表了先天主义的复兴。毫不奇怪，具有经验主义倾向的认知科学家继续反击：寻找相反的证据，质疑这些研究所涉及的方法论，发展数据的替代解释等等。此外，正如我们在开始时提到的，不仅先天主义经历了复兴；在认知科学中还有一些重要的研究方向似乎更有利于经验主义立场。在本节中，我们简要描述并将这些发展放入背景中。

3.1 连接主义和动态系统理论

一个重要的趋势是将连接主义作为心智的“经典”观念的替代品进行发展（Newell＆Simon 1976; 参见 Garson 2010 的概述）。在经典观点中，认知心智最好以数字计算机的模型来理解，该模型（i）使用具有组合语法和语义的符号表示，并且（ii）根据结构敏感的处理规则来操作这些表示。连接主义者用心理过程的模型替换了经典观点，这些模型涉及简单单元之间具有加权连接的网络，这些单元控制激活在网络中的传播，并且基于网络对某个任务的早期行为的“学习”算法来重置连接的权重。关于经典模型和连接主义模型是否真正不兼容仍然存在争议，一些人认为连接主义系统最好被视为经典基于符号的系统的实现（参见 Pinker＆Prince 1988 的讨论）。但是，在连接主义框架内对心理加工的研究与传统经典传统有很大不同。

连接主义与先天论-经验论有两个相关的联系。首先，连接主义为经验论提供了一种自然的形式，即感知提供了心智系统的基本元素（思想/网络节点），思想之间的经验规律加强了它们之间的连接（关联/权重），从而解释了学习的过程。但更重要的是，如果连接主义能够作为一种真正的替代方案来取代经典符号操作方法（而不仅仅是提供经典系统的实现），它可以帮助削弱乔姆斯基式先天论的一个关键论据。以下是目标论证的简化版本。乔姆斯基派（正如我们在 1.1.2 节中所指出的）认为语法，以及其他知识领域的规则，是“心理上真实的”。如果是这样，并且经典观点是正确的，那么这些规则似乎存在于心智中，作为符号构造。但是，正如语言语法所明确表明的那样，这些规则涉及到在数据中无法感知的抽象概念。因此，如果这些规则被符号地表示，那么这些抽象概念，即规则的组成要素，也被内部地表示。但是，如果相关概念无法感知，那么它们如何能够通过仅追踪经验流中的规律的经验主义机制来学习呢？这种先天论的论证在 Fodor 1981 中得到了发展。连接主义拒绝了这种论证所依赖的心智表征观。对于连接主义者来说，信息不是以心智符号的语义形式存在于心智中，也不是以思维语言中术语的意义形式存在。对于连接主义者来说，信息是作为网络中权重的模式分布的。在这个网络中，没有任何节点代表任何东西。 所以：如果这种反古典连接主义方法成功的话，这种关于先天主义的刺激贫困论的特定版本就被阻止了。

关于连接主义是否具有原则性限制，使其不适合作为认知处理的一般模型，存在持续的争议（参见 Fodor＆Pylyshyn 1988 以及这个批评所引发的文献，Garson 2010 进行了综述）。但是存在一个不太有争议的实际问题，为了理解这个问题，我们需要更仔细地考虑连接主义网络的学习方式。想象一下，有人想让网络学习区分（照片中的）男性和女性的面孔。一组输入节点将编码照片，激活将通过一组中间节点传递，并且答案将出现在输出节点上。如果特定输入的输出是错误的（例如将男性误认为女性），控制网络动态的算法会自动调整各个中间层节点之间的连接权重，并且更多的输入会通过系统循环。当输出在某些输入范围内正确时，网络已经“训练好了”；它已经成功地学会了在照片中区分男性和女性的面孔。连接主义建模的艺术在于发现最佳的网络结构和正确的权重调整算法。问题在于这样的网络学习非常缓慢；它们通常需要数十万次的输入、输出和权重调整循环。但是人类和动物学习很多东西非常快，有时甚至只需要一个实例，而且通常只需要一小组实例（Garcia 等，1955 年；Markman 1989 年）。

一种解决这种差异的方法是将其视为典型连接主义设置中的一个事实，即节点之间的权重最初设置为随机值，并且通过小的调整（非常）缓慢地重新设置。但是，最初的权重提供的事实上没有先验信息，可以说是模型师从经验主义的承诺中产生的一种人为现象，即所有学习都“来自经验”。连接主义模型的一般结构中没有任何东西会阻止模型师从高度约束的权重集合开始，例如已经整体包含了人脸的一般特征以及男性和女性脸部之间的差异信息。因此，尽管大多数实际的连接主义模型在其格式和表征承诺方面都符合经验主义的要求，但它们也可以以与先天主义观念相适应的方式实施。先天主义主张的先验信息是有机体初始状态的一部分，可以通过以这样一种方式设置网络中节点之间的初始权重模式来实现，从而使学习过程更快。因此，虽然连接主义可能避免了一些人认为内在主义内嵌在经典观念中的非常普遍的承诺，但它对于特定领域的学习是完全基于经验还是使用先天信息（适当分布在网络中）的问题是中立的。

这最后一点也适用于认知的动态系统理论方法（Thelen＆Smith 1994; Port＆van Gelder 1995）。动态学家认为，人类行为应该用一组微分方程来解释，这些方程代表了主体在可能的总认知行为状态空间中实时的轨迹。因为他们像反经典连接主义者一样，拒绝了经典范式对符号操作和计算的承诺，所以他们也避免了先天主义观点的后果。但是，连接主义者和动态学家原则上并不反对先天主义。然而，无论我们将一个有机体的认知过程建模为执行一个经典的冯·诺依曼风格的程序，根据连接主义的反向传播算法重新分配节点的权重，还是根据一组微分方程描述的动态学状态空间移动，问题仍然存在：系统内置的初始偏见是什么，它们在确定稳态中起什么作用。可以构建一个连接主义系统，其先天地调整以收敛于特定的稳态，并且因此将具有显著的先天主义元素（Hummel＆Biederman 1992 为形状识别提供了这样的系统）。动态系统模型似乎也是如此。动态学家经常使用的摆的例子是“先天指定”的，即使其输入变化很大，也会达到特定的稳态（其吸引点）。如果非常年幼的儿童确实能够区分帮助者和阻碍者，那么这种能力将需要在动态学家模型中考虑。然后，询问儿童的初始结构或配置在其具备这种能力方面扮演了什么角色将是合适的。

3.2 贝叶斯方法

即使在乔姆斯基影响力最大的时候，人们清楚地看到，先天主义立场的强大在很大程度上取决于经验主义替代方案的薄弱之处。《刺激贫困》的核心论点是，经验主义未能证明自己的观点，因此先天主义假设更加合理。但这种辩证法中隐含着这样的观点，即如果能够发展出更强大的经验主义学习理论，它可以改变辩论的条件。此外，经验主义者认为必须有一个更强大的普遍学习理论，因为直到那个时候发展起来的学习理论无法解释基于经验的大部分学习（哈曼 1967 年；普特南 1967 年）。有人认为，这些经验主义者对于更强大的学习理论的希望已经实现。学习理论取得了显著进展，尤其是在过去十年中，经验主义现在可以利用新的资源，特别是基于贝叶斯定理的学习算法。贝叶斯主义的力量引发了一个可能性，即早期《刺激贫困》的论证低估了通过普遍学习机制从经验中可以学到什么。

“贝叶斯主义”是一个通用术语，指的是一系列复杂的统计方法、算法和工具，它们利用贝叶斯定理/规则，告诉我们如何根据新信息修正我们的信念；也就是说，如何在给定新数据的情况下选择最佳的一组备选假设。计算需要（i）数据的先验概率，（ii）给定假设的数据的概率，以及（iii）假设的先验概率。[27]

贝叶斯定理与认知科学的相关性。贝叶斯主义最初是一种规范性理论，用于解释在特定认识情境下人们应该相信什么，因此在科学理论验证方面得到了广泛应用。它最早在认知科学中崭露头角，作为一种理想，可以衡量人类非理性的程度。卡尼曼和特沃斯基（1972）著名地表明，普通推理者在被要求判断证据对假设的影响时，通常无法达到贝叶斯标准，部分原因是他们错误地判断了先验概率的相关性。但是近年来，贝叶斯方法论已成为分析所有可以表示为不确定性推理的认知各个方面的统一框架。例如，贝叶斯思想已成功应用于感知的处理，尤其是视觉系统（Knill＆Richards 1996; Rao 等，2002）。在视觉感知中，光的模式击中眼睛（近端刺激），视觉系统需要确定导致该模式的环境中的视觉场景（远端刺激）的性质。近端刺激与许多不同的远端刺激兼容。因此，系统面临着科学家面临的一种类似的问题，即在仍然存在其他可能性的信息的基础上，必须选择关于世界是什么样的观点。事实证明，贝叶斯方法在建模视觉系统如何解决这些不确定性方面非常成功。

视觉系统在视网膜上获得图像（D），必须确定真实世界的场景是什么样子（H）。图像与许多不同的可能场景兼容，但视觉系统非常擅长克服这种不确定性，并可靠地确定最可能的场景。用贝叶斯术语来说，视觉系统必须进行以下计算：

P(Scene∣Image)=P(Image∣Scene)P(Scene)P(Image)

考虑这个（再次简化的）例子，取自 Scholl 2005。在图 1 中，圆圈是模糊的；它们可以是凸起的或凹陷的。观察者通常将（a）视为凸起，将（b）视为凹陷，（但如果显示器颠倒，这些属性会反转）。

two grey rectangles with circles, one appears convex to most people and the other concave

图 1

我们之所以以这样的方式看待这些事物，可以用贝叶斯术语来解释。为了确定（a）最可能的场景/来源，视觉系统必须给假设 H1（a 中的圆是凸的）和假设 H2（a 中的圆是凹的）分配概率。视觉系统做出的一个关键假设是，（a）和（b）中的场景都是由一个来自上方的单一光源照亮的。因此，如果圆的底部在阴影中，我们倾向于将其视为凸的；如果顶部在阴影中，我们倾向于将其视为凹的。当我们看着（a）时，关于光源的这个假设转化为 H1 的先验概率高于 H2 的先验概率。因此，在这种情况下，先验概率给我们提供了假设空间的一个先前排序（在这里我们忽略了其他可能解释图像的假设），而视觉系统将（a）确定为凸的。

贝叶斯方法很有吸引力，因为它们提供了一种自然的方式来解决困扰关联主义理论（如连接主义）的问题。关联主义学习是自下而上的。它依赖于跟踪经验流中的相关性，并根据这些相关性逐渐调整期望。但正如我们之前提到的，人类和动物对世界的学习非常快速，并且只需要很少的暴露和干预。一个孩子听到几个实例中使用“马”这个词（可能还听到了零散的说法），并可靠地学习该词的范围（Markman 1989）。一只老鼠一次被某种食物弄得生病后，就不会再吃带有那种气味的食物（Garcia 等，1955）。这些“快速映射”对于关联主义模型来说是一个问题。但在贝叶斯模型中，它们更容易被纳入，因为贝叶斯模型本质上量化了背景知识在信念形成中的作用，即自上而下的贡献。如果老鼠已经知道，作为其背景知识的一部分——可以说是其“出厂设置”——在食物方面，气味是可食性的指示器，那么单例学习就不那么神秘了。将可食性与气味相关联的假设的先验概率可以预先设定为非常高，而将可食性与方向相关联的假设的概率可以设定为非常低。因此，一次食物 f 和气味 s 之间的关联就足以让老鼠“采纳假设”，即 f 和 s 经常相关。相比之下，即使老鼠在其他情境中可能对方向敏感，如果使老鼠生病的食物 f 总是处于特定的方向 o，它可能很难建立起这种联系。同样，如果孩子在词汇学习任务中带着新词很可能指代不熟悉的范围的假设——同样，这种假设在先验中实施——那么她的任务就变得更容易了。 贝叶斯定理为我们提供了一种将自上而下的背景知识纳入考虑的方法。[ 28]

在考虑贝叶斯主义对先天论-后天论争议的影响时，关键问题是先验概率。[ 29] 它们从哪里来？如果我们谈论的是像抛硬币这样的简单、可重复的事件，那么先验概率是由概率论给出的明确定义的相对频率。但是在凹凸情况下的先验概率（选择这个情况是为了突出这一点）似乎涉及到关于光与阴影以及它们与物体形状的特定领域事实。Scholl 2005 认为这里的先验概率是先天的，许多研究视觉知觉的科学家也会同意。我们并不是通过经验学到我们感知世界中的物体通常会有顶部照明。相反，这是视觉系统的“出厂设置”之一。正如 Kersten（2004）所说（更一般地说）：“先验概率存在于基因中”。Ullman（1979）认为，将物体的刚性与运动事实相关联的一般约束也可能是如此。支持照明约束是先天的观点的证据还包括，在异常的从下方照明的环境中饲养的鸡对刺激（a）和（b）的反应与我们相似（Hershberger 1970）。因此，我们有证据表明这个先验概率可能是先天的。

假设在感知处理中存在重要的先天先验条件。这是否为先验主义立场赢得了一些分数呢？从某种意义上说，是的，因为这与先验主义的基本主题一致，即人类是为其自然环境而定制的。但从另一个意义上说，经验主义者可能会淡化这种感知先验主义在更大的辩论中的重要性。经验主义者一直认为，我们之所以以我们目前的方式感知，很大程度上是因为我们的生物心理本质。传统的经验主义关注的通常是我们实际感知之外的理解部分。它的主要观点是，超出我们感知范围的任何事物都是由我们通过领域通用原则构建出来的。因此，即使贝叶斯模型中涉及感知处理的某些先验条件是先天的，对先验主义者来说，更关键的领域是领域特定的认知处理，我们现在转向这个领域。先验主义者预期，认知处理的最佳贝叶斯模型必须融入反映领域特定知识的先天先验条件。经验主义者预期，领域特定的先验条件本身可以通过经验和学习的领域通用约束条件来学习。

我们还不知道足够的信息来解决这些问题，但现在开始有人开始研究这些问题了。最近，一些理论家使用贝叶斯技术来建模不仅是低层次的知觉处理，还包括高阶认知过程的一些方面。目前的研究领域包括概念学习（Tenenbaum 1999）、词汇学习（Xu 2007）和因果推理（Griffiths & Tenenbaum 2005；Griffiths et al. 2011），而且这个列表还在不断增长。[30] 当代关于将贝叶斯技术应用于高层次认知的研究通常忽略了先天论者和经验论者之间的争论。真正的兴趣在于开发统计技术的可能性，正如 Tenenbaum 等人（2006）所说的，“整合自下而上和自上而下的影响”。（关于统计学习的最新进展以及在这些模型中部署自上而下信息的具体建议，请参见 Lake 等人的即将发表的文章。）我们已经对自下而上的部分，即知觉现象，进行了复杂的统计分析。挑战在于开发定量的表示和分析特定领域中自上而下背景知识的层次。例如，在第 2 节中，我们将孩子的背景信息之一视为他的心智理论。正是基于这个理论，孩子才能够对一个情境进行结构分析，包括代理人、信念、目标、帮助/阻碍等等。但是，这样的理论所包含的信息以及这个理论所提供的特定情境的结构分析，目前还不能被整合到贝叶斯统计分析中。Bayesians 面临的挑战是开发方法，以定量的方式重新表述自上而下的元素和它们所提供的分析。只有这样，我们才能够解决自上而下信息是如何学习或先天的问题，以及在多大程度上是如此。

我们可以使用语言理解的案例来说明这些贝叶斯目标可能如何实现，这是一个经过深入研究的领域，也可以说是先天派的堡垒。这个现象很熟悉：你听到一个句子 S1，它有一个特定的意义。理论方法与视觉案例相似：S1（经过听觉处理）与许多竞争的结构表示兼容，但是你的解析器以某种方式选择了最佳的结构表示：sr(S1)′。贝叶斯认为解析器之所以能够做到这一点，是因为它可以进行统计分析，将自下而上和自上而下的信息整合起来。在这种情况下，自下而上的元素是 S1。但是解析器可以从中选择的可能的结构表示范围是自上而下的信息，选择 sr(S1)′而不是其他候选项的算法也是如此。问题是：如何为像 sr(S1)′这样的复杂结构表示（例如，句法树）分配先验概率，而这个概率取决于分配给子元素的概率。我们知道如何为公平硬币的一系列正面分配先验概率。但问题又出现了：我们如何为语言表示、复杂的视觉场景或者心智理论场景中的玩家的目标、角色和感知信念的复杂表示分配先验概率？事件更加复杂，事件的表示因此更加复杂，假设空间也更加复杂（Chater 等，2006 年）。

在语言案例中，贝叶斯可以希望借鉴当代语言学家在理解句子理解背后结构方面已经取得的成就，一些计算语言学家开始将这些分析与概率论相结合（例如，Chater 和 Manning，2006 年）。但即使在这里，找到要分配给输入的最佳结构的问题也是令人望而却步的。正如 Chater 等人在 2006 年所说：

更具挑战性的是推断参数优化的表征结构。一个问题是可能的结构空间通常是庞大且不连续的；第二个问题是直接应用概率方法将涉及通过整合先验来评估每个结构的参数，这在计算上是不可行的；第三个问题是结构似乎受到潜在高度抽象的限制。

然而，在心智理论的情况下，我们尚未对相关结构有发展完善的理论（但请参阅 Gopnik＆Schulz 2007 年收集的因果关系相关工作）。因此，只有当贝叶斯学派能够解决这些表征和统计问题时，他们才能攻击我们的问题：这些结构空间首先是如何生成的？是先天的特定领域信息在起作用，还是贝叶斯层次结构，即一个两级上的贝叶斯解释，解释了为什么孩子以树结构来表示语言输入，例如，但以非常不同的线性结构来表示整数；有关进一步讨论，请参见 Tenenbaum 等人 2011 年的论文。

所以，例如，孩子们可能知道动物按照特定的分类学排列，而这种先前的背景知识帮助他们学习动物。但是他们是如何获得这种先前知识的呢？可能是他们具有一个先天的高阶原则 P，它对不同的图结构提供了概率排序，而他们使用的分类法比其他方式（比如环形结构）更有先天概率。但是他们是如何获得 P 的呢？他们是学习得来的还是天生就有？为了解决这些问题，各种各样的对象——语法中的结构化表示、因果或亲属关系的分类表示中可能找到的图结构、应用于场景或事件分析的模式等等——都需要被形式化并赋予概率。所以还有很多工作要做。关于贝叶斯能够推导到多高的问题，没有先验的答案，我们最好对未学习的先验性质保持开放的态度。但我们也不应忽视像小鸡对来自上方的照明的顽固假设这样的发现，这表明自然界可以内在地构建未学习的先验，并且它们可以是特定领域的。如果人类心理中没有类似的东西存在，那至少会非常令人惊讶。

先天主义，因此，将先天主义-经验主义问题聚焦于先验概率上。首先，我们需要弄清楚在任何特定任务中所使用的背景知识来自何处。它的一部分是先天的，还是可以通过高阶贝叶斯学习来解释其存在？在某个时候，贝叶斯主义者将面临到无法通过贝叶斯方法学习的内容（至少是贝叶斯机制本身 [31]），我们将希望了解其具体特征。它将是实现在我们的知觉系统中的信息，还是适用于无论学习什么的领域通用信息，支持经验主义观点，或者其中一部分将是针对特定范围和知识领域量身定制的，为先天主义提供证明？我们仍然处于寻找这些问题答案的起点。

不要低估经验主义者面临的挑战的重要性。贝叶斯形式主义可能会让人觉得需要解释的只是为什么与数据兼容的假设以特定的方式排序。因此，例如，如果可以证明从经验中可以学到从上方解释视网膜图像的偏见（在第 3.2 节中），那么似乎经验主义者赢得了这一轮。对于与场景识别相关的某些先验概率来说，它们可能可以通过这种方式学习，所以从这个角度来看可能是正确的。但这并没有触及问题的核心。

一旦我们将注意力从贝叶斯形式主义转移到我们正在寻找的处理输入并生成复杂结构分析的认知/计算机制的事实上，我们就会意识到经验主义者的负担更重。她不仅必须解释表示类型的来源，还必须解释这些表示类型上的认知处理。因此，即使有一个令人满意的经验主义者解释婴儿如何将输入分类为代理人、阻碍者等，我们仍然需要一个单独的解释来说明操作这些类型的认知机制的来源。如果没有这个，婴儿将拥有一种静态的分类学，无法预测情况的动态变化。在这里，经验主义者似乎有两个选择。她必须证明所涉及的机制要么是（i）通用的和与领域无关的，要么是（ii）领域特定的，但本身是高阶学习的产物。

问题在于经验主义者必须解释在处理中出现的表示类型的库存和执行处理的机制。这场辩论的最终结果将部分取决于计算机制的独特性和复杂性。如果理解心智动力的引擎只需要进行树搜索或产生规则应用（例如），那么经验主义的论点将得到加强，因为这些都是非常普遍的计算能力。只有特定规则的内容或节点的内容将是特定领域的。但是，如果特定子系统中的计算机制越是特殊，例如预测动态物理场景中的运动和位置的模拟器，那么经验主义者解释这样的内部计算设备如何仅通过经验获得将面临更大的挑战。

正如我们所指出的，尽管贝叶斯主义对经验主义者具有特殊吸引力，但人们可以使用贝叶斯方法论并对先天主义的可能性持开放态度。没有什么可以阻止贝叶斯主义者从一个先天的表示系统和计算机制开始，然后使用贝叶斯算法来弄清楚如何使这样一个系统从经验中学习。这种方法非常符合第 2 节讨论的核心先天主义理论。

总之，贝叶斯主义之所以吸引经验主义者，至少有两个重要原因。首先，它将从经验中学习重新确立为认知发展和变化的核心过程。这种对学习的关注与先天主义认知研究的第一波浪潮形成鲜明对比，后者受到了乔姆斯基在语言学领域的工作的启发，倾向于将学习从经验中减少为次要角色。人们认为经验是先天信息的触发器/释放器，或者在某些语言理论中，经验被认为是为我们的先天禀赋未指定的参数设置值。再次遵循乔姆斯基的观点，主导角色被赋予了生长，简单地理解为生物成熟。第二个原因是当前的贝叶斯思维在某些方面倾向于经验主义。这主要是因为贝叶斯学习可以在我们讨论过的方式中被层级地扩展，至少在原则上是如此。但贝叶斯主义也对先天主义者有一定吸引力，因为它将注意力集中在背景知识在学习中的作用上，这是先天主义者从一开始就对自下而上的联想主义经验主义形式提出的批评。先天主义者可以欢迎对学习的重新关注，并参与贝叶斯认知发展理论的发展。因此，贝叶斯主义作为一种认知发展方法与连接主义一样与先天主义相容。（有关这一观点的最新讨论，请参见科伦博 2017 年；有关贝叶斯方法对心理学潜在贡献的更悲观评估，请参见琼斯和洛夫 2011 年。）

结论：先天主义和理性主义

先天主义，正如我们所见，是当代认知科学中的一个活跃派别。但是很少有关于理性主义的讨论。有时这个术语被重新定义为先天主义的另一个名称，并且在某些情况下明确否认，认为先天主义是原始理性主义平台中唯一值得保留的支柱。但是根据我们之前的讨论，我们可以提出一个观点，即这种普遍态度忽视了当前核心先天主义研究中一个重要且明显的理性主义特征。在这里，我们简要概述了这一主张的关键思想。

古典先天主义-经验主义辩论是对一个更大问题的分歧的表达：（认知）心智是什么，它的作用是什么？对于经验主义者（休谟，1975/1738 年是一个特别明确的例子），心智首先是一个模式探测器，其作用是预测。对于休谟主义者来说，我们所能使用的只是一个经验，然后是另一个经验。认知处理基本上是经验挖掘：利用我们的领域通用认知机制，如统计学习程序、记忆检索、注意机制、联想连接等，来检测经验在记忆中留下的痕迹序列中的模式（休谟的思想）。

对于理性主义者来说，心智是用来理解的。理解当然与模式探测和预测有关，但它还涉及在某个更深层次上理解这些模式。古典理性主义观点认为，理性（以大写字母‘R’表示），在一定程度上体现在我们的先天赋能中，以某种方式使这种更深层次的理解成为可能。笛卡尔的著名蜡烛例子（笛卡尔，1996/1641 年）旨在清楚地说明在感知思想流中检测到的模式与对蜡烛是什么的真正理解之间的区别。休谟主义经验主义者拒绝这种对深度的追求，认为模式探测就是理解的全部或者唯一可能的方式。

我们的观点是，核心认知方法保留了这种独特的理性主义强调对理解的重视。像我们的直觉物理学和心智理论这样的核心系统帮助我们基于先天的抽象框架构建世界模型。通过运用这些理论，我们可以超越输入模式，不仅了解事物的外观，还了解它们是什么，为什么它们是这样，为什么它们以这种方式改变，如果相关参数不同，事物可能会是什么样子等等。当婴儿看到三角形将一个正方形推上山时，她构建了一个丰富的场景概念化，将事物分解为不同类型的元素，并为这些元素赋予属性；涉及机构、物体、目标、私人意图、信息状态、理性、数量、形状等属性。她可以使用这种概念化-她的直觉理论-来理解她所看到的动态，从而理解情况。

尽管存在这种共性，核心先天论者与古典理性主义者并不一致。笛卡尔认为我们先天的理性物理观念是真正物理学的核心。牛顿证明了这是错误的，我们需要超越直觉物理学，如果我们想要对世界有更深入的理解。核心知识理论家拒绝了古典假设，即我们先天的意义构建框架必然是真实的。但无论真实与否，先天的提供了一个我们用来理解世界的框架。在这个程度上，核心知识计划使这个关键的理性主义思想焕发了新的活力。如何理解这种（深入的）理解的概念仍然是一个悬而未决的问题。这个探索至少可以追溯到柏拉图。但我们在这里的观点并不是为了捍卫这个理性主义主题的复兴，只是为了指出这种共性。

总之，在第 2 节中我们调查的研究提供了令人信服的证据，即我们一直低估了婴儿和幼儿对世界的理解程度。与此同时，成年人的能力在几乎每个领域都远远超过了孩子的能力。我们在第 3 节讨论的贝叶斯框架有潜力同时解决这两个问题。它提供了一种系统和可量化的发展方法，并且同时可以纳入先天因素。它是否能成功将认知发展的学习理论方法与先天主义者偏爱的内置表示统一起来，还有待观察。

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