认知心理学中「表征」的概念是什么？

表征的定义

在给出表征的定义之前，我们先理解一下什么是功能性定义（functional definition）。我们有很多种定义东西的方式，比如可以通过一个东西的外形来定义它，圆球是空间中到定点的距离等于定长的所有点组成的图形。我们也可以通过一个东西的功能（它扮演了什么角色）来定义一个东西，比如笔是我们用来书写的工具。虽然大多数笔是长圆柱形，但是它并不一定得是圆柱形，它也不一定得是塑料或者金属做的，也不一定用某一种墨水。事实上只要能用来书写的东西，扮演这种书写功能的东西就是笔（即使它的形状是一块披萨）。

接下来我们可以借助功能性定义来谈谈什么是心理表征（Mental Representation）。

• 心理表征就是一个具有语义属性的心理的东西 。

首先，一个具有语义属性的东西可以代表（represent）或者关于（be about）其他的东西，“代表其他东西”的属性就叫做语义属性。比如一幅奥巴马的画像代表了奥巴马，“DOG”这三个字母代表了狗，“SOS”代表了急救信号等等。“代表了奥巴马”，“代表了狗”，“代表了急救信号”就分别是这幅画画，字母串DOG和字母串SOS的语义属性。世界上有这么一类东西，它自身的出现代表了一些其他的东西。

其次我们在谈论的是心理表征，所以这个东西得是心理的。这里的“心理的”是一个模糊的概念。在认知心理学当中，我们并不会对它进行很严格的限定，它可以是大脑内的（空间位置），也可以是负责认知知觉等等心理功能的（功能角色）等等等。

总之一个东西是心理表征，当且仅当，它具有语义属性并且是心理的。

需要注意这是一个功能定义。也就是说，一个东西是心理表征，无所谓它是什么做的，在什么位置，形状是什么样。事实上，在认知心理学的历史上，对于“心理表征是什么”有着各种不同的答案。它可以是某一个神经元的激活状态，也可以是某几个神经元的激活状态，同样也可以是一片神经元组成的网络的一种激活状态（这种立场叫做distributed representation，是联结主义中常运用的一种表征模式，详见(McClelland and Rumelhart, 1987)）

为什么认知心理学需要表征？

认知心理学中一个基本假设是：我们应当把人类心智（Mind）当作一个处理信息（information processing）的机器来研究。我们的心智从外部世界通过各种感官接收到刺激，从而获得到信息，然后对这些信息进行加工处理，最终指挥身体作出反应。（这一种心智研究的基本模型是20世纪对于心理学中对于Skinner行为主义的最大反击(Chomsky, 1959)，从Neisser (1967)的Cognitive Psychology这本书开始成为心理学研究的主流。）

我们在从外界获得信息之后，为了能够让我们的心智使用这些信息，有必要通过某种方式把外界的信息加以编码（encode）。编码之后就成了我们之前所说的心理表征，它可以停留在我们的意识当中，可以停留在我们的工作记忆（Working Memory）当中，也可以被保存在我们的长期记忆中留给我们今后使用。

我们心智当中有各种各样的心理表征，其中一类对于我们极为重要的表征是概念。概念是我们储存在语义记忆（Semantic Memory）当中，关于某个东西X是什么的一种表征（概念的定义是一个学界非常有争议的话题。比如大家对于它的结构是像定义一样，还是像原型（Prototype）一样 (Rosch & Mervis, 1975)？概念是长期储存在语义记忆当中的，而是在工作记忆中临时（ad-hoc）制造出来的？ (Barsalou, 1983) (Casasanto & Lupyan, n.d.) 等等基本问题一直都有很大的争议）。抛开这些问题不谈，苹果的概念是我们储存在语义记忆当中的关于苹果（语义属性）的一种心理表征。它通常包含了苹果长什么样，是什么颜色，属于什么类别，能用来干什么等等信息。当我们在处理各种日常任务的时候，我们就需要把苹果的概念从语义记忆当中调度出来加以使用。比如我们看见桌子上有个红色圆球状物体，我们就需要调度出苹果的概念，来判断这是不是苹果。（这么一类任务，我们称之为归类（categorization），这是认知心理学当中研究概念的重要手段）。

书写表征

因为问题中问了书写表征（Orthographical representation），所以稍微提一下书写表征是什么，以及会在什么领域被用到。书写表征是一个在心理语言学中间非常常见的概念，通常出现在字词识别（word recognition）和阅读（reading）这些领域。当我们在阅读文字的时候，我们需要调用关于这些文字形状的表征（书写表征）来识别这是什么字母？abcdefg？或者这是什么汉字？然后我们才能进行下一步的处理，识别这是一个什么词语，理解这个词语是什么意思。如果是阅读句子，我们还要判断这句话的句法结构从而准确的给每个词语标上论旨角色（thematic role）才能理解这句话的意思。

在英语词语的识别中，我们对于字母的识别具有词语优势（Word Superiority Effect）。也就是说，我们对于真词语中字母的识别速度要远远高于假词语（tave，mave）当中的字母识别速度 (Reicher, 1969)。事实上人类识别文字是具有非常复杂的机制，很多证据表明我们识别文字不是线性一一按照书写，词语，意义顺序的，而是同时借助书写表征，词语表征，意义表征多种线索同时处理的。(McClelland & Rumelhart, 1981)

心理表征的哲学问题

心灵哲学和心理学哲学当中也有很多文献讨论心理表征。一个重要的领域叫做内容理论（Theories of Content）。在心灵哲学中，表征所表示的东西叫做内容。比如“DOG”这个英语词语的内容就是狗。哲学家的一个疑问就是，为什么我们心智当中的这个东西会和外界的东西有这么一个表征的关系，为什么心灵表征具有意向性。（这个关系的另一个名字叫做意向性（intentionality））

为什么我们心智中苹果的概念代表的是苹果而不是梨子？设想：(1) 很有可能我们在昏暗的光线下会把桌子上的一个苹果当成是梨子，从而激活了梨子的概念而不是苹果的概念。（这就是我们前文所说的归类任务）(2) 很有可能我们幼年第一次学习苹果的概念的时候是看苹果的图片学习苹果的概念的，那为什么这个概念代表的是苹果而不是苹果的图片或者梨子？

心灵哲学家为了解决这个问题作出了各种尝试。Fodor (1987) 认为苹果和苹果的概念之间的Asymmetric dependence决定了这种意向性。Millikan (1989) 认为我们物种进化历史上运用苹果概念的正当条件（proper condition）决定了这种意向性。Dennett (1971)认为这种意向性并不是真实存在的，仅仅是人类一种习惯性attribution。关于这方面的文献可以阅读 (Neander, 2012) or (Adams & Aizawa, 2017)

关于心理表征的另一方面的哲学争论是心理学究竟需不需要心理表征。当前认知心理学的动态认知这一个潮流认为，这样一种静态的心理表征应该被心理学研究所抛弃 (Van Gelder, 1998)。如果对动态认知这一新的框架感兴趣的可以阅读 (Spivey, 2008)

Adams, F., & Aizawa, K. (2017). Causal Theories of Mental Content. In E. N. Zalta (Ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2017). Metaphysics Research Lab, Stanford University.

Barsalou, L. W. (1983). Ad hoc categories. Memory & Cognition, 11(3), 211–227.

Casasanto, D., & Lupyan, G. (n.d.). Ad Hoc Concepts.

Chomsky, N. (1959). A review of BF Skinner’s Verbal Behavior. Language, 35(1), 26–58.

Dennett, D. C. (1971). Intentional systems. The Journal of Philosophy, 68(4), 87–106.

Fodor, J. A. (1987). Psychosemantics: The Problem of Meaning in the Philosophy of Mind. MIT Press.

McClelland, J. L., & Rumelhart, D. E. (1981). An interactive activation model of context effects in letter perception: I. An account of basic findings. Psychological Review, 88(5), 375.

McClelland, J. L., Rumelhart, D. E., Group, P. R., & others. (1987). Parallel distributed. MIT press Cambridge, MA:

Millikan, R. G. (1989). Biosemantics. The Journal of Philosophy, 86(6), 281–297.

Neander, K. (2012). Teleological Theories of Mental Content. In E. N. Zalta (Ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2012). Metaphysics Research Lab, Stanford University.

Reicher, G. M. (1969). Perceptual recognition as a function of meaningfulness of stimulus material. Journal of Experimental Psychology, 81(2), 275.

Rosch, E., & Mervis, C. B. (1975). Family resemblances: Studies in the internal structure of categories. Cognitive Psychology, 7(4), 573–605.

Spivey, M. (2008). The Continuity of Mind. Oxford University Press, USA.

Van Gelder, T. (1998). The dynamical hypothesis in cognitive science. Behavioral and Brain Sciences, 21(5), 615–628.

感谢 @苏里 的邀请。我谈一谈我自己的一点点看法，抛砖引玉。

表征是认知心理学听众要一个术语，英文是 representation。虽然也在其他角度的心理学中用，但是实际的意义有些许差异。我结合我自己的专业视知觉，谈一谈视觉表征。

浅显些说：表征就是视觉系统用来表达和处理视觉信息的一种表达方式和处理方法。

说到视觉表征，我不由得想起计算视觉的奠基人 David Marr 的书中的一句话（1982）：

“A formal system for making explicit certain entities or types of information, together with a specification of how the system does this。”

在下斗胆翻译一下：

“表征就是一种能把一些实体或者一些信息表达清楚的，并且阐明该系统如何执行的，形式化系统。”

在《Vision》一书提到表征之后，Marr很认真地用例子试图解释清楚上述复杂的定义。虽然说上述定义我个人认为已经和清晰了，但是太过抽象，可能不适合大多数人理解。其实在日常生活中，我们无时不刻都在用表征理解和交流，但是此概念的提纯与理解就复杂了。

在视觉表征这个概念中，加入说我看到一个苹果，对于苹果的表征不是脑中的浮现的苹果形象（这个更接近客体）。而是我们的视觉系统如何处理，传递看到的苹果信息：比如颜色，形状，深度，表面材质等如何在视觉系统中被表达和处理执行的。

Marr提出的例子很精彩。我们日常生活中都需要和数字打交道，买菜需要价格，水电费要读表上数字，打电话也要输入数字。最常用的数字系统就是阿拉伯数制。其实阿拉伯数制就是利用 [0，1，2，3，4，5，6，7，8，9] 这几个阿拉伯数字来表示数字；而用阿拉伯数字来表述数，还需要配合上十进制，还有四则运算这些算法。所以说，阿拉伯数制既有数字，也有算法：它可以把数这个概念表达清楚，是数的一种表征。

表征当然不只有一个，比如数角度上有阿拉伯数制，也有罗马数制；有二进制，八进制，十进制，十六进制。还是用数字举例子比较好，二进制和十进制各有优劣，采取了一种进制自然会有限制。也就是说尤其特定优势。正如Marr所言，采用一种表征自然而然得会限制我们。

在我们的视觉处理过程中，我们也无时不刻地利用表征。比如视觉过程，其实占据了大脑中非常多的视觉系统。上述视觉系统各自尤其特性，各自尤其特别的处理方式方法。虽然在我们视网膜上能收集到一组视觉信息，但是每一个视觉皮层都会对信息进行特别的加工，言外之意，视觉皮层们会把收集到的信号进行转制，成为适合此系统处理的表征。比如同样的动态信息，在V3皮层和MT皮层这两个与运动有关的皮层中，会以不太一样的方式进行表达。同一张面孔，在V1皮层的表征和FFA区域的表征也不同。在V1皮层，面孔图像由于V1细胞的特性（感受野等），会被进行傅立叶变换，得到的是不同空间频率下的一组图像；而在FFA区域，面孔图片会被表征成为一组多维度的矩阵（一部分学派的观点），每一个纬度都代表了面孔上特征的相对位置。

视觉表征即包含视觉系统对于视觉刺激的表达方式（比如想要处理面孔，表达为了一组矩阵）；也会决定处理的方法（还是这个例子，那么FFA的细胞可能对面孔特征进行稀疏编码）。

表征这个概念与客体概念不同；通过表征认知心理学的工作者可以准确描述与理解视觉系统如何表达，如何处理视觉信息。

参考文献

Marr, D. (1982). Vision: A computational investigation into the human representation and processing of visual information, henry holt and co. Inc., New York, NY, 2, 4-2.