內容簡介
眾所周知，量化是心理學研究科學化的重要標誌。心理學領域的定量研究是由行為世界通向概念世界的橋樑。通過把客觀世界和主觀世界在數量上的變化用數學的通用語言來表達，心智的定量研究將行為、心理過程轉化為特定的概念。因為心智本身的複雜性，人們對心智的定量研究有很多不同的看法，引起了很多爭論。
全書分八章，從心智的特性出發，探討了心智的定量研究的必要性和可行性，以及困難性和局限性，並詳細總結了相關的心理實驗、心理定律、心理量表以及心理模型，介紹了最新的研究成果。
作者簡介
唐孝威，浙江大學教授、博士生導師、中國科學院院士，於20世紀80年代以來領導中國科學院高能物理研究所實驗組參加L3實驗以及AMS實驗等國際科技合作，並在生物物理、核醫學、腦科學等交叉學科研究方面取得有創見的成果。近年來唐院士和我國神經科學家一起，積極推動神經信息學的研究。已出版：《粒子物理實驗方法》（主編，人民教育出版社，1982年）；《正負電子物理》（主編，科學出版社，1995年）；《腦功能成像》（主編，中國科技大學出版社，1999年）；《統一框架下的心理學與認知理論》（上海人民出版社，2007年）；《腦與心智》《心智的無意識活動》（浙江大學出版社，2008年）等。
目錄
第1章 心智及其定量研究
1.1 心智
1.1.1 一些心智現象
1.1.2 幾種心理相互作用
1.2 心智的定量研究
1.2.1 為什麼討論心智的定量研究
1.2.2 一些心理學家對心智定量研究的看法
1.2.3 怎樣進行心智的定量研究
第2章 心理量
2.1 心理量的特點
2.1.1 心智活動具有數量的屬性
2.1.2 心理量、生理量、物理量、行為量
2.1.3 心理量的多樣性
2.2 心理量的可量度性
2.2.1 心理量是主觀感受的度量
2.2.2 心理量是如何量度的
2.3 心理量的不確定性
2.3.1 心理量不確定性及其原因
2.3.2 心理量在一定程度上具有確定性
第3章 心理實驗的設計和抽樣方法
3.1 心理實驗設計概述
3.2 心理實驗設計中的主要變數及其控制
3.3 心理實驗設計
3.3.1 心理實驗設計的基本類型
3.3.2 多自變數實驗設計
3.4 抽樣方法
3.5 心理實驗設計的特點和發展
第4章 心理定律
4.1 從物理學定律和生物學定律談起
4.2 根據心智的特點進行心智研究
4.3 心理定律的特點
4.3.1 定性的心理定律和定量的心理定律
4.3.2 定量心理定律的近似性
4.4 定量的心理定律的一種分類方法
第5章 一些定量的心理定律
5.1 心理成分之間相互作用的定量定律
5.1.1 記憶特性
5.1.2 注意作用
5.1.3 情緒和感知
5.1.4 簡單的信息加工
5.2 心腦相互作用和心身相互作用的定量定律
5.2.1感覺適應特性
5.2.2 意識湧現條件
5.2.3 主觀體驗定律
5.2.4 動作意向特性
5.3 心物相互作用的定量定律
5.3.1 感覺的心理物理公式
5.3.2 情緒的數學公式
5.3.3 運動的數學公式
5.3.4 刺激一心理活動一反應的數學公式
第6章 心理測驗和量表
6.1 心理測量學的起源
6.2 心理測驗理論
6.2.1 經典測驗理論
6.2.1.1 真分數和誤差
6.2.1.2 信度
6.2.1.3 信度係數的套用
6.2.1.4 效度
6.2.1.5 因素分析
6.2.1.6 分數的解釋
6.2.2項目反應理論
6.2.3 概化理論
6.2.4 結構方程模型
6.2.5 分層線性模型
6.3 心理測驗
6.3.1 智力測驗
6.3.2 人格測驗
6.4 心理測量的定量研究特點
第7章 心理模型和模擬
7.1 定量研究方法與模型
7.2 視覺模型
7.2.1 視覺感知系統的感受野模型
7.2.2 顏色視覺模型
7.2.3顏色恆常性模型
7.2.4 輪廓感知中的邊界檢測模型
7.2.5深度知覺模型
7.3 聽覺模型
7.4 漢字識別模型
7.5 長時記憶模型
7.5.1層次網路模型和激活擴散模型
7.5.2 集理論模型和特徵比較模型
7.5.3 HAM和E1INOR模型
7.6 SOAR模型
7.7 ACT-R模型
7.8 其他認知模型簡介
7.9 自然語言處理模型
7.10 情感計算模型
7.11 人工生命模型
第8章 數學心理學
8.1 數學心理學概述
8.2 心理建模方法發展階段
8.3 簡單分類器
8.4 神經網路
8.5 遺傳算法
8.6 支撐向量機
8.7蟻群最佳化算法
8.8 分形仿真
8.9 基於雲模型的詞計算
8.10 小結
結論
附錄一 與心智有關的生理定律
附錄二 與心智有關的行為定律
附錄三 意識的計算神經科學研究
附錄四 心智研究的統計學
參考文獻
精彩文摘
第1章 心智及其定量研究
這一章先說明心智（mind）以及幾種心理相互作用（mentalinteractions），然後討論心智定量研究的問題。
1.1 心智
什麼是心智?心智是腦的功能。對心智有狹義的和廣義的理解。狹義的心智指人的智力，提到心智的定量研究，就會想到定量的智力測驗。廣義的心智則包括各種心智活動，如感覺、知覺、學習、記憶、注意、情緒、意志、思維、推理、語言以至意識等等都是心智現象。本書討論的是廣義的心智。
1.1.1 一些心智現象
心智具有許多成分，如覺醒成分、認知成分、情感成分、意志成分等。這些成分以及它們之間的相互作用構成心智的整體（唐孝威，2004）。一定的覺醒是心智活動的基礎，個體覺醒才會有各種主觀體驗。覺醒可以處於不同的程度，反映個體心智的整體覺醒狀況。個體的覺醒程度是隨時間變動的。覺醒與心智的其他成分有關。如覺醒程度受情感影響，也與意向有關。心智有認知成分。個體的主觀體驗有具體的內容。在認知過程中，個體知道自己覺知的是什麼.還知道覺知內容所具有的意義。認知過程有信息加工，心智的內容是腦內加工的各種信息以及信息的意義，其中包括腦接收的內、外環境輸入的信息和腦向運動器官發出的支配動作的輸出信息。
在認知方面感覺、知覺、記憶、注意、思維、語言等都屬於心智活動。感覺是客觀事物作用於感覺器官，而在腦中產生的對事物的個別屬性的認識。知覺是客觀事物在腦中產生的對事物整體的認識。記憶是腦對外界輸入信息進行編碼、存儲和提取的過程。記憶是心智活動的重要方面，個體既有對當前信息進行加工的短時的工作記憶（Baddeley，1986，1992），還有長時存儲的長時記憶。按存儲信息的性質，長時記憶還分為情景記憶和語義記憶（Tulving，1983）。注意是心理活動對一定對象的指向和集中。思維是腦對信息進行分析、綜合、比較、抽象和概括的過程。語言是人類用來交流和溝通的符號系統，語言過程是一種心智活動（彭聃齡，2001）。
心智還有情感成分和意志成分。個體在情緒和情感方面的主觀體驗以及在指向方面的主觀體驗都具有心理學的意義。個體總是對自己的活動有意向，特別在了解所體驗內容的意義的基礎上，意向更為明確。有許多與情感相關的心智活動。如：情緒是人對客觀事物的態度體驗及相應的行為反應。道德感是根據一定的道德標準在評價人的思想、意圖和行為時產生的主觀體驗。美感是根據一定的審美標準在評價事物時產生的主觀體驗。
在意志和動機方面，意志和興趣等都是心智現象。意志是有意識地支配和調節行為，並通過克服困難來實現預定目標的心理過程。興趣和愛好是人探究某種事物或從事某種活動的心理傾向。動機是在目標或對象的引導下，激發和維持個體活動的內在心理過程或內部動力。
在人格方面.氣質和性格等都是心智現象。氣質是表現在人的心理活動強度、速度、靈活性、指向性等方面的心理素質特徵。性格是表現在人對現實的態度和行為方式中的心理特徵（彭聃齡，2001）。
心智有許多意識方面的現象。如自我意識包括自我認知、自我體驗、自我控制等。自我認知是人對自己的洞察和理解。自我體驗是伴隨自我認知而產生的內心體驗。自我控制是自我意識在行為上的表現。
智慧型屬於心智現象。智慧型是心智的能力，是實現某種活動的心理條件。
從上述心理學教科書中的部分敘述，可以看到心智的多樣性與複雜性。我們認為，心智是非常複雜的現象，要從多個方面和多個層次進行考察.包括：心智的內部結構、心智的神經基礎、心智的各種狀態、心智的動態過程等。
心智和腦是統一的，心智活動是腦的功能，腦是心智活動的物質基礎，心智活動不能離開腦而獨立存在。我們不同意笛卡爾（Descartes，1641；見1975版文集）的二元論觀點。笛卡爾的心物二元論認為心智現象有兩個方面，一方面依賴於人的身體，另一方面獨立於人的身體之外。按照他的觀點，心智和物並存，心智和腦並存，心智活動獨立於腦之外而存在。這種觀點不符合客觀事實，是不能成立的。
1.1.2 幾種心理相互作用
心智是複雜的現象。在心智世界中，心理活動與許多因素相互作用。心理世界中發生的各種相互作用稱為心理相互作用，它們與物理世界中的各種物理相互作用有區別。
在心理世界中存在的心理相互作用，我們可以列舉以下幾種：心理成分之間的相互作用，心腦相互作用，心身相互作用，心理活動與自然環境相互作用，以及心理活動與社會相互作用。心智活動是在心-腦-身-環境-社會的統一體中通過心理成分之間相互作用、心腦相互作用、心身相互作用、心物相互作用和心理一社會相互作用等實現的（唐孝威，2007）。
心理成分之間的相互作用是在心腦統一體中進行的相互作用，是各種心理成分（如覺、知、情、意）之間的相互作用。一種心理成分對其他心理成分有作用，而其他心理成分對這種心理成分同時有反作用。心腦相互作用是在心腦統一體中進行的、心理活動和腦之間的相互作用。腦對心理活動起決定作用，而心理活動對腦有反作用。這種相互作用使心腦系統發展。
心身相互作用是在心-腦-身的統一體中進行的心理活動與身體間的相互作用。身體對心理活動有作用，而心理活動對身體有反作用。這種相互作用引起心身系統的變化。
心理活動與自然環境相互作用是在心-腦-身-自然環境的統一體中進行的。自然環境中的事物對個體心理活動有作用，而個體心理活動通過行為對自然環境中的事物有反作用。這種相互作用導致心-腦-身系統及自然環境的變化。
心理活動與社會相互作用是在心-腦-身-社會環境的統一體中進行。社會環境對個體心理活動有作用，而個體心理活動通過行為對社會環境有反作用。這種相互作用導致心-腦-身系統及社會環境的變化。
以上這些心理相互作用是不同性質的相互作用。相互作用的方式，相互作用的範圍，相互作用的途徑和相互作用的效果都是各不相同的。這些心理相互作用不是實體之間的相互作用，而是作為腦功能的心理活動之間的，或心理活動與其他因素（如身體或環境等實體）之間的相互
作用。
雖然上述幾種心理相互作用的性質不同，但是它們都以心一腦系統的活動作為基礎。它們具有相同的基礎，可以在心腦統一性的基礎上統一起來，由此得到心理相互作用的統一的理論框架。這是一個囊括所有心理相互作用在內的，既分辨其中各種心理相互作用的特點，又把它們統一起來的理論框架。各種心理相互作用之間的統一，並不是把各種不同的心理相互作用等同起來，而是指出各種心理相互作用的統一性，強調它們之間的複雜聯繫和協調發展。
心理相互作用和物理相互作用不同之處有（唐孝威，2007）：
·心智活動是腦的功能而不是實體，心理相互作用不是實體之間的相互作用。
·心智活動是屬於自我的、主觀的活動，心理相互作用具有私密性和主觀性。
·心智活動是複雜系統的運動演化過程，心理相互作用是複雜的相互作用。
·心智活動是腦的功能而腦具有可塑性，心理相互作用具有進化和發展的特性。
在上面提到的心腦相互作用、心身相互作用、心理活動與自然環境相互作用、心理活動與社會相互作用中，心即心智活動都是腦的功能活動，而不是獨立於腦和身體的存在。
1.2 心智的定量研究
心智的定量研究，是研究心智現象的各種特性，用數字表示這些特性，並進一步了解其定量的規律。
這一節中說明兩點，一是說明為什麼要討論心智定量研究的問題，二是大致說明怎樣進行心智的定量研究。同時還介紹一些心理學家對心智定量研究的看法。
1.2.1 為什麼討論心智的定量研究
在科學研究中，定量研究有重要的意義。許多科學家認為，一門科學只有當它達到了能夠成功地運用數學來分析和表達時，才算是真正發展到了較高的水平。
愛因斯坦說：“我堅信，我們能夠用純粹數學的構造來發現概念以及把這些概念聯繫起來的定律，這些概念和定律是理解自然現象的鑰匙。”（愛因斯坦文集中譯本，1976年版）。
物理學特別注重對物理現象和規律進行定量的、精確的研究。人們常常引用LordKelvin的看法：“你能把所講的東西測量出來並用數字來表示時，那么說明你對這個東西已有所認識，但是如果不能用數字來表示，那么可能你的認識是不夠的，不能令人滿意的，可能只是初步的認識，你的思想還沒有上升到科學的階段，不論你所講的是什麼。”（參見Resnick和Halliday，1961）。
Resnick等（1961）還進一步強調，這種用數學的表示必須是精確的，他們說：“沒有人會否認精確測量對科學的重要意義。理論與精確測量之間的微小的但極為重要的差異，會導致新的更普遍的理論發展，這在科學史上有許多實例。如果科學家們僅僅滿足於現象的定性說明，那這種微小的差異就不可能發覺。”當然，正如Nelson（2004）指出的：“優美的數學公式通常只是我們理解自然的手段而不是終結。”
物理學的定量研究對其他學科產生了重大影響。在生物學領域中，20世紀末定量生物學的產生和發展就是一個例子。
Kandel和squire（2000）指出，物理學家和化學家常認為他們研究的學科與生物學領域不同，強調生物學過於描述性而缺乏物理科學的條理性（coherence）；然而到20世紀這種看法已經不能成立了；在20世紀.由於分子生物學的成就，生物學成為一門有條理的學科。
