先验知识、抽象规则学习与惯例动态-练华涛.docx

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1、先验知识 、抽象 规则学习与惯例动态 论文作者签名： 指导教师签名 论文评阅人 1: 评阅人 2 评阅人 $ 评阅人 4 评阅人 5 答 辩 委 员 会 主席 委员 1 委员 2 委员 3 委员 4 委员 5 李恒威 教授 浙江大学 丛杭青 教授 浙江大学 方华基 杭州师范大学 盛晓明 教授 浙江大学 李恒威 教授 浙江大学 丛杭青 教授 浙江大学 王建安 副教授 浙江大学 答辩日期： 2016年 6月 3日 lif 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得 浙江大 学 或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名 : 签字日期 : 年 “ 曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 浙江大学 有权保留并向国家有关部门或机构送交 本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 浙 江大学 可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书 ） 学位论文作者签名： 签字日期： 年 w日 导师签名：这疋戈

3、签 字 曰 期 ：年 jL月厶曰 致谢 本文的思路展开、实验研究和撰写都是在我的导师王建安老师的悉心指导下完 成的。从研究方向的选择到理论的建构和实验设计以及数据的分析，王老师始终耐 心又细致地给予我指导与支持。王老师学风严谨、思维敏捷、理论功底坚实、 .逻辑 与批判能力强，是我学习的榜样。在论文写作的这段时间中，王老师时刻关注着我 的论文进度，给出了很多非常有价值的指导与建议，这对我的论文完成给予了极大 的帮助。在此，我要特别感谢王老师在我硕士生涯中的谆谆教导与无私帮助。 其次，感谢李恒威老师这两年来在我学习与生活上的关心。在我陷入迷途时及 时给予帮助，让我继续前行。感谢盛晓明老师、丛杭青老

4、师、张立老师和李磊老师 对我的教诲与帮助。感谢硕士研究生专业课程任课老师的精彩授课，让我目睹了百 家争鸣的学术研究，也让我感受到了学者的气质。 特别感谢人文学院登山队的各位老师，让我在山行路上受到了浓厚的文化氛围 的感染，使我在博物学、文学、历史和其他文化上收获颇多，逐渐远离无知。 还要感谢郭嘵师兄、肖云龙师兄、缪慧萍师姐、余喆姐、俞苏鸣学姐、陆颖姐、 龚书姐等同道在我学习与生活上的帮助。 最后感谢家人对我读研究生的支持与鼓励，这让我毫无后顾之忧，全心全意地 学习。 搞要 近年来，惯例研究中引入了认知因素，这在一定程度解释了惯例动态。然而， 惯例研究者没有深入到作为认知表征的规则及其不同层级来

5、探究惯例动态的深层根 源。为此，我们借鉴神经科学与认知科学的相关研究，对认知及其层级进行深入探 索，以进一步研究惯例动态。 首先， Graybiel通过改变大鼠的神经机制来改变其行为习惯，这证明惯例是可 变的。但是，这种改变不是通过自身认知来进行的，因此不现实。而 Zelazo提出的 “ 认知复杂性和控制理论 ” 较好地解释了认知对行为模式的影响。不过，在 Zelazo的 研究中，高阶认知并非自主发现的。通过 Badre对抽象规则（高阶认知）发现的研 究可知，获取抽象规 则的方式是试错，影响抽象规则发现的因素是认知与知识。然 而， Badre的研究中，获取抽象规则所需的知识都是当下获得的，不需

6、要超出实验之 外的先验知识。那么，先验知识对层级规则的建立会产生什么影响呢？ 为了研究先验知识对抽象规则发现进而对惯例动态的影响，我们借鉴 Badre的 研究设计了三个实验来进行探究。第一个实验不存在抽象规则，第二个实验存在只 与经验知识相联系的抽象规则，第三个实验存在与先验知识相联系的抽象规则。通 过第一和第二个实验，我们证明了抽象规则可以提高惯例动态；通过第一和第三个 实验，我们证明了 先验知识可以促进抽象规则的发现进而提高惯例动态。 关键 词 ： 惯 例 动 态 试 错 抽 象 规 则 先 验 知 识 Abstract In recent years, cognitive factor

7、is introduced to the research of routines, and it explains routine dynamics partly. However， the researchers of routines didnt explore the deep roo ts of routine dynamics in the rules based on cognitive representation and its different levels. For the prnpose, we use the related research of neurosci

8、ence and cognitive science for reference to explore cognition and its hierarchy, in order to study routine dynamics further. Firstly, Graybiel changes the behavior of rats through the disturbing the rat neural mechanisms, and it means that routines are variable. But the variation isn?t carried out t

9、hrough own cognition, so its unrealistic. Nevertheless, Zelazo proposes Cognitive complexity and control theory5 to explain the influence of cognitive in Behavior patterns successfully. However, the higher-order cognition is not discovered indqendently in Zelazo5s study. We know that the way to get

10、abstract rules is trial and error? and the factor which influences the abstract rules discovery are cognition and knowledge from the research of abstract rules(higher-order cognition) discovery in Badre5s research. However, in Badres research, the knowledge necessity to obtain abstract rules is obta

11、ined in experiment, and you do not need prior knowledge beyond experiments. Then, what influence prior knowledge has on the establishment of the hierarchy rules? For studying the influence that prior knowledge has on abstract rules discovery and then routine dynamics, we use Badre?s research for ref

12、erence to project three experiments to explore. There isn5t abstract rule in the first experiment. There is a higher-order rules that relates to experiential knowledge in the second experiment There is a higher-order rules that associated with prior knowledge in the third experiment. We prove that a

13、bstract rule can improve routine dynamics through the first experiment and the second experiment. We prove that prior knowledge can facilitate abstract rule discovery and then improve routine dynamics through the first experiment and the third experiment. in 目次 . I . II Abstract . Ill 目次 1 引言 . 1 1.

14、1选题背景和问题提出 . 1 1.2本文的主要内容和结构 . 2 2捕综、 . 5 2.1认知与神经科学中的相关研究 . 5 2.2相关研究的启发与局限 . 10 3实验方法 . 14 3.1实验被试 . 14 3.2基于强化学习的实验任务 . 14 3.3实验程序 . 18 3.4数据处理方法 . 20 3.4.1基于 spss的统计分析 . 20 3.4.2状态空间法研究被试的学习过程 . 20 4实验结果与分析 . 22 4.1文科俎在实验一和实验二中的惯例动态比较 . 22 4.2理工科组在实验一和实验二中的惯例动态比较 . 26 4.3两组被试在实验一中的惯例动态比较 . 30 4.

15、4两组被试在实验二中的惯例动态比较 . 31 4.5文科组在实验一和实验三中的惯例动态比较 .v . 32 4.6理工科组在实验一和实验三中的惯例动态比较 . 34 4.7两组被试在实验三中的惯例动态差异 . 36 4.8惯例动态差异的原因 . 39 5讨论与结论 . 42 目次 5.1讨论 . 42 5.2 . 44 6本研究的含义和进一步研究的问题 . 45 6.1本研究的含义 . 45 6.2进一步研究的问题 . 46 . 48 作者简介 . 51 1引言 1.1选题背景和问题提出 所谓惯例就是个人或者组织的活动、行动或行为的模式，比如开车有惯例、打 字有惯例、招聘有惯例、去餐馆点餐吃饭

16、有惯例，等等。对于做同样的事情，惯例 能大大提高人们办事的效率。但是，如果事情发生了变化以至于原来的惯例不再适 用，而人们又未认识到这一点，还是用原来的惯例来做变化的事情，那么，它就会 妨碍人们做事。 例如，有些人可能有这样的经验：自己原来会骑三轮车，但学会骑自行车之后 发现三轮车不会骑或者骑不好了；但是，也有一些人既能很熟练地骑三轮车又能很 熟练地骑自行车。又如，在功能手机的时代，诺基亚是全球手机市场 上的 “ 大哥大 ” ， 曾经连续十四年荣登销量冠军的宝座；但是，到了智能手机时代，由于未能适时改 变原有的惯例，诺基亚的手机销量连年下滑，以至于最后不得不将其手机业务转让 给了微软公司，自己

17、完全停止了手机的生产和销售活动；与之形成鲜明对照的是三 星公司，无论是在功能手机时代还是在智能手机时代，三星的手机业务都做得很好， 销量始终名列前茅。 在上述例子中，如果相关的个人或组织只能用原来的惯例做好原来的事情，不 能用适当改变的惯例做好有所变化的事情，那么其惯例是刚性的；如果既能做好前 者又能做后者，那么其惯例是柔性的 。而惯例随情况的变化而变化就是惯例动态， 那么，惯例动态是如何实现的呢？对此，以往的组织惯例研究中提出了两个流行的 理论，试图解释惯例之所以能够具有柔性和动态性的原因。 首先， Feldman提出了一个惯例的施行模型 （ performative model of ro

18、utine)来 解释惯例的柔性、在这个模型中，惯例是一个由计划、行动、结果和理想首尾相连 而成的循环：计划指导行动，行动产生结果，结果影响理想，理想产生计划。行动 结果如果与理想有偏差 （ 例如预期结果未迗到，结果不理想，结果带来新机会），惯 例参与者 就会修改计划或者既改变理想又修改计划，以此指导下一轮的行动，并产 1 1Feldman, M. S. Organizational routines as a source of continuous change“, Organization Science, 2000,11(6): 611-629 生新的结果。如此循环往复，直到做出正确的行

19、为，迗到理想。 其次， Feldman与 Pentland联合提出了一个惯例的新本体论（也就是两个面向 的分析框架 ） 即惯例包括两个方面：明不面向 （ ostenstive aspect)和施行面向 (performative aspect)。 明示面向是惯例的理想图式，是抽象的理解；施行面向是特定 的人在特定的时间做出的具体行动。明示面向为惯例的施行提供指导、解释和指代； 而施行面向则创造 、保持 和修改明示面向以改变惯例。二者缺一不可，并相互影响， 共同组成完整的惯例。 根据认知科学的研究 1 2,认知总是通过一定的表征来体现的，能够对事物形成一 定的表征就说明对这个事物具有了一定的认知

20、。如果对于做 _件事有了认知，就是 对如何做 这件事有了表征，认识到做这件事应该遵守的规则，也就是在什么情况（亦 称条件 ） 下怎么做（亦称反应）。 Feldman和 Pentland的研究虽然涉及了惯例及其变 化中的认知因素，但他们的解释只是停留在比较笼统的意义上，没有具体到认知的 表征层面，更没有具体到规则层面。此外，他们也没有意识到认知和作为其表征的 规则有不同的层级，即有低阶与高阶之分：低阶认知和规则比较具体，直接指导行 为的执行；高阶认知和规则比较抽象，直接控制低阶认知和规则，只有通过控制低 阶认知和规则才能间接地指导行为。 由此可见，以往的惯例研究 由于没有将认知具体到作为其表征的

21、规则及其不同 层级，所以一直无法对惯例动态的深层原因做出合理的解释。因此，本文旨在解决 以下问 题：不 同层级的认知（或规则）对惯例动态有什么不同的影响？在层级认知 (或规则）的形成中是什么因素影响了高阶抽象规则的发现？ 1.2本文的主要内容和结构 本文试图深入到作为认知表征的规则及其不同层级来探究惯例动态的深层根源， 阐明层级认知（或规则）对惯例动态的影响，并进一步研究影响高阶抽象认知（规 则）形成的因素。我们对认知及其层级的理解，借鉴了神经科学与认知科学的相关 研究成果。我们 首先注意到 Graybiel及其合作者对大鼠习惯形成与改变的研究 3,他 1 Feldman, M. S & Pe

22、ntland, B. T. i4Reconceptualizmg organizational routines as a source of flexibility and change, Administrative Science Quarterly, 2003,48: 94-118 2 Thagard, P., Mind: Introduction to Cognitive Science (2nd ed.), Cambridge, MA: The MIT Press, 2005 3 Smitha, K. S., Virkuda, A., Deisserothb, K & Graybi

23、el, A. M. 4tReversible online control of habitual behavior by ontogenetic perturbation of medial prefrontal cortex?r, PNAS, 2012,109(46): 18932-18937 们通过对大鼠下边缘皮层进行光遗传学干扰实现了对其行为习惯的实时和可逆控制。 这项研究的意义在于：习惯或惯例确实是可以改变的，其原因是来自外界对大鼠大 脑神经系统施加的直接干扰。用这种方式来改变人类的惯例显然是不可行的，不过 大脑神经系统的变化可能意味着某种认知的变化，也就是说，惯例的变化其实源于 认

24、知的变化。所以，如果能够搞清楚人类如何能够通过自身的认知来改变认知，那 么，我们就可以对惯例的改变作出合理的解释了。我们发现， Zelazo在其儿童认知 发育研究基础上 提出的多层级认知控制机制 正是用高阶认知控制低阶认知进而改 变惯例的机制。然而，在 Zelazo的研究中，高阶认知（或规则）是实验者告知被试 的，也就是说，被试用来自他人的高阶认知控制自己的低阶认知进而改变了惯例。 当然，高阶认知也可以不是来自他人而是自己通过试错学习来建立的。 Badre及其合 作者在研究抽象规则发现的神经机制时，就是让被试自己通过试错学习来建立高阶 的抽象规则的 1 2。但是，在 Badre的实验中，被试建

25、立抽象规则所需的知识完全是从 其完成实验任务的过程中习得的，不需要任何超出实验任务之外的先 验知识。那么， 如果需要先验知识，它们对抽象规则的建立进而对惯例动态的大小会产生什么影响 呢？为此，我们设计了三个实验：第一个实验只存在低阶的具体规则而不存在高阶 的抽象规则，第二个实验存在高阶的抽象规则但只需要经验知识就能通过试错来建 立，第三个实验除了需要经验知识还需要一些无法从实验中习得的先验知识。我们 试图通过三个实验的结果来进行比较以研究先验知识对层级规则的建立进而对惯例 动态的大小会产生什么影响。 全文共分如下七章。 第一章引言。简述选题的现实背景与理论背景，提出研究问题，并介绍本文的 主要

26、内容 和篇章结构。 第二章文献综述。综述认知科学和神经科学在作为认知表征的规则及其不同层 级上的相关研究，解读这些成果对本研究的意义和启发，并指出其中的不足。 第三章实验方法。借鉴 Badre的研究，我们设计了三个实验来探究先验知识对 抽象规则发现进而对惯例动态的影响，并详细介绍了实验被试、实验任务、实验程 序和实验数据处理方法。 1 Zelazo, P. D. “The dimensional change card sort(DCCS): a method of assessing executive function in children” ， Nature Protocols, 2006, 1 (1): 297-301 2 Badre, D., Andrew, S. K & Mark, D. E. Frontal cortex and the discovery of abstract action rules, Neuron, 2010, 66: 315-326