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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2认知科学的兴起3

1.3认知科学的发展6

1.4认知科学的研究内容9

1.5认知科学的研究方法10

1.5.1认知内在主义方法10

1.5.2认知外在主义方法12

1.5.3认知语境方法13

1.6认知科学的实验技术15

1.6.1单细胞记录15

1.6.2正电子发射层析摄影术16

1.6.3磁共振成像16

1.6.4脑磁图17

1.6.5事件相关电位17

1.7认知科学的未来方向18

第2章 认知的神经基础20

2.1神经元20

2.1.1神经元的基本组成20

2.1.2神经元的分类22

2.1.3神经胶质细胞23

2.2突触传递25

2.2.1化学性突触26

2.2.2电突触28

2.2.3突触传递的机制29

2.3神经递质29

2.3.1乙酰胆碱30

2.3.2儿茶酚胺类31

2.3.3 5-羟色胺34

2.3.4氨基酸和寡肽35

2.3.5一氧化氮36

2.3.6受体36

2.4信号跨膜转导38

2.4.1转导蛋白38

2.4.2第二信使39

2.5静息膜电位42

2.6动作电位45

2.7离子通道50

2.8神经系统52

2.8.1中枢神经系统52

2.8.2周围神经系统53

2.9大脑皮层55

第3章 感知与注意59

3.1概述59

3.2感知的基本形式62

3.2.1感觉62

3.2.2知觉64

3.2.3表象65

3.3知觉恒常性71

3.4特征捆绑73

3.4.1特征整合理论74

3.4.2特征捆绑的形式模型75

3.4.3双阶段理论75

3.4.4时间同步理论76

3.4.5神经网络模型77

3.5知觉理论78

3.5.1建构理论78

3.5.2直接知觉79

3.6知觉有效编码81

3.7知觉组织86

3.8注意88

3.8.1注意的功能88

3.8.2选择性注意91

3.8.3注意分配96

3.8.4注意系统97

第4章 视觉和物体识别98

4.1视觉的生理机制98

4.1.1视网膜98

4.1.2光感受器100

4.1.3外膝体101

4.1.4视皮层102

4.2视皮层信息处理103

4.2.1视皮层感受野103

4.2.2特征选择性104

4.2.3功能柱105

4.2.4球状功能结构106

4.3颜色视觉106

4.4马尔的视觉计算理论107

4.5格式塔视觉理论113

4.6拓扑视觉理论114

4.7视觉的正则化理论117

4.8基于模型的视觉理论121

4.9计算机视觉122

4.9.1图像分割124

4.9.2图像理解126

4.9.3主动视觉127

4.9.4立体视觉128

4.9.5利用启发式知识的方法131

4.10同步化响应132

4.10.1概述132

4.10.2神经生物学实验134

4.10.3时间编码134

4.10.4视皮层的神经元振荡模型136

4.10.5视觉系统中的表象与尺度变换138

4.10.6神经网络中的非线性动力学问题140

4.11物体识别模型142

4.12人脸识别144

第5章 听觉和言语147

5.1听觉通路147

5.2听觉信息的中枢处理150

5.2.1频率分析机理150

5.2.2强度分析机理152

5.2.3声源定位和双耳听觉152

5.2.4对复杂声的分析152

5.3语音编码153

5.4韵律认知154

5.4.1韵律特征154

5.4.2韵律建模157

5.4.3韵律标注158

5.4.4韵律生成159

5.4.5韵律生成的认知神经科学机制160

5.5语音识别160

5.5.1语音识别概况160

5.5.2单词识别理论163

5.5.3中文语音识别系统165

5.6语音合成168

5.6.1语音合成概况168

5.6.2语音合成的方法169

5.6.3概念到语音转换系统173

5.7听觉场景分析177

5.7.1初级分析178

5.7.2以图式为基础的知觉组织179

5.7.3初级分析与图式加工之间的关系180

5.7.4场景分析的总体评价181

5.8言语行为182

第6章 记忆184

6.1记忆过程184

6.2记忆系统186

6.2.1感觉记忆187

6.2.2短时记忆188

6.2.3长时记忆192

6.3长时记忆194

6.3.1长时记忆的类型194

6.3.2长时记忆的模型197

6.3.3长时记忆的信息提取202

6.4工作记忆204

6.4.1工作记忆模型204

6.4.2工作记忆和推理206

6.4.3工作记忆的神经机制207

6.5遗忘理论208

6.6内隐记忆212

6.7记忆的生理机制213

6.7.1记忆痕迹214

6.7.2海马与杏仁体215

6.7.3记忆的存储过程217

6.7.4记忆的保存和增强219

第7章 知识表征223

7.1引言223

7.2谓词逻辑225

7.3产生式系统231

7.3.1事实的表征231

7.3.2规则的表征232

7.4语义网络模型237

7.4.1语义网络的概念和结构237

7.4.2复杂知识的表征238

7.4.3常用的语义联系240

7.4.4语义网络的推理241

7.5图式理论243

7.6框架表征法245

7.6.1框架结构245

7.6.2框架网络247

7.6.3推理方法249

7.7脚本251

7.8面向对象的知识表征253

7.9表象计算模型254

7.9.1空间载体255

7.9.2表象文件和命题文件255

7.9.3表象加工过程256

7.10双重编码理论256

7.11空间认知和认知地图257

7.11.1空间认知257

7.11.2认知地图259

7.12连接主义表征260

7.13概念262

7.13.1概念形成262

7.13.2概念结构263

7.14小结265

第8章 语言266

8.1引言266

8.2语言习得和发展268

8.3语言处理模型270

8.4语言认知274

8.4.1句子加工中的概率和约束问题274

8.4.2课文表征与记忆275

8.4.3模块理论与语言加工276

8.4.4语言理解中的压抑机制277

8.5乔姆斯基的形式文法278

8.5.1短语结构文法278

8.5.2上下文有关文法279

8.5.3上下文无关文法280

8.5.4正则文法281

8.6扩充转移网络283

8.7概念依赖理论286

8.8语言理解288

8.8.1概述288

8.8.2发展阶段290

8.8.3基于规则的分析方法292

8.8.4基于语料的统计模型297

8.8.5机器学习方法299

8.9脑语言功能区301

8.9.1经典语言功能区301

8.9.2语义相关功能区302

8.9.3音韵相关功能区303

8.9.4拼字相关功能区303

8.9.5双语者脑语言功能区303

第9章 学习305

9.1学习系统305

9.2行为学习理论306

9.2.1条件反射学习理论307

9.2.2行为主义的学习理论307

9.2.3联结学习理论308

9.2.4操作学习理论309

9.2.5相近学习理论312

9.2.6需要消减理论314

9.3认知学习理论318

9.3.1格式塔学派的学习理论319

9.3.2认知目的理论320

9.3.3认知发现理论321

9.3.4认知同化理论323

9.3.5信息加工学习理论325

9.3.6建构主义的学习理论328

9.4人本学习理论330

9.5观察学习理论331

9.6内省学习333

9.6.1内省学习一般模型335

9.6.2内省学习的元推理336

9.6.3失败分类337

9.6.4内省过程中的基于范例推理338

9.7学习计算理论339

9.7.1哥尔德学习理论339

9.7.2模型推理系统340

9.7.3概率近似正确学习理论341

9.8感知学习342

9.9粒计算344

9.9.1词计算理论344

9.9.2粗糙集理论344

9.9.3基于商空间的粒计算345

9.9.4信息粒度格模型345

第10章 思维和决策350

10.1引言350

10.2思维的层次模型357

10.3抽象思维358

10.3.1演绎推理359

10.3.2归纳推理360

10.3.3反绎推理362

10.3.4类比推理363

10.3.5非单调逻辑365

10.3.6数理辩证逻辑366

10.4形象思维367

10.5灵感思维369

10.6创造思维373

10.7问题求解376

10.7.1问题空间376

10.7.2产生式系统379

10.7.3启发式搜索381

10.7.4手段目的分析法383

10.7.5解决问题的策略385

10.8科学发现的理论388

10.8.1经验论389

10.8.2唯理论389

10.8.3先验论391

10.8.4证伪主义392

10.8.5结构主义393

10.9发现策略393

10.9.1数据驱动394

10.9.2理论驱动395

10.9.3发现系统BACON397

10.10决策理论403

10.10.1决策效用理论404

10.10.2满意原则405

10.10.3逐步消元法406

10.11智能决策支持系统406

10.11.1智能决策支持系统406

10.11.2综合集成研讨厅409

10.12决策的神经机制410

第11章 认知与情绪412

11.1引言412

11.2情绪的种类414

11.2.1情绪的基本形式414

11.2.2情绪状态414

11.2.3情感的种类415

11.3情绪的表达415

11.4情绪理论417

11.4.1 James-Lange情绪学说417

11.4.2情绪评估-兴奋学说417

11.4.3情绪三因素说417

11.4.4基本情绪论418

11.4.5维度论419

11.4.6非线性动态策略420

11.5情绪加工421

11.5.1情绪语义网络理论421

11.5.2 A.T.Beck的图式理论422

11.5.3 J.M.G.Williams的情绪加工理论423

11.6情绪的功能424

11.6.1情绪的动机作用424

11.6.2情绪是心理活动的组织者424

11.6.3情绪的健康功能425

11.6.4情绪的信号功能425

11.7情感智能425

11.8情感计算427

11.9具有情感的机器人432

11.10情感与认知433

11.10.1情感优先假说433

11.10.2认知评价观点433

11.10.3图式命题联想和类比表征系统434

11.10.4情绪双回路理论435

第12章 意识436

12.1引言436

12.2意识理论438

12.2.1I.B.Farber的意识观438

12.2.2心理学的意识观438

12.2.3还原论439

12.2.4剧场假设440

12.2.5意识的主动模式和感知模式441

12.2.6微管假说441

12.2.7量子意识观441

12.2.8神经达尔文主义442

12.2.9建构理论442

12.2.10意识模型443

12.2.11意识系统模型443

12.3意识的神经相关物444

12.4显意识思维与潜意识思维445

第13章 认知发展451

13.1引言451

13.2智力理论453

13.2.1智力的因素论453

13.2.2多元智力理论454

13.2.3智力结构论455

13.3智力的测量455

13.4皮亚杰认知发展理论459

13.4.1图式460

13.4.2儿童智力发展阶段463

13.4.3新皮亚杰主义470

13.5认知发展的影响因素471

13.5.1成熟因素471

13.5.2经验因素472

13.5.3社会环境因素473

13.5.4平衡化因素474

13.6认知发展的人工系统475

第14章 社会认知477

14.1概述477

14.2社会认知的内容和因素479

14.2.1认知偏见480

14.2.2情境效应482

14.2.3认知者背景482

14.2.4认知对象484

14.3个人知觉484

14.3.1知觉线索485

14.3.2对他人情绪的识别487

14.3.3对他人性格的判断487

14.3.4印象整饰488

14.4自我调节489

14.4.1推理和决策的自我调节490

14.4.2兴趣的自我调节490

14.4.3自我调节的个体差异491

14.5归因理论492

14.5.1对他人的归因理论492

14.5.2自我归因495

14.6归因偏差496

14.6.1归因偏差的分类496

14.6.2影响归因的因素498

14.7归因的影响499

14.8内隐社会认知501

第15章 认知模型504

15.1认知建模504

15.2物理符号系统506

15.3 Norman模型509

15.4基于记忆的认知模型511

15.4.1联想记忆模型511

15.4.2流程型认知模型513

15.4.3认知-记忆信息处理模型514

15.5 ACT模型515

15.6 SOAR模型516

15.7心智的社会519

15.8动力系统理论520

15.9大脑协同学522

第16章 认知模拟526

16.1概述526

16.2图灵机526

16.3人工神经网络528

16.4智能计算机531

16.5脑机接口537

16.6细胞自动机-仿脑机537

16.7认知机模型540

16.8意识机543

16.9环球心智系统543

参考文献546