第五节 类比：从心理模型的视角看
推理是关于主体的极重要却常见的现象，主体通过推理而认知也是非常普遍的现象。人类的推理活动可以被视为从一系列信息开始，产生推论从而扩大原初数据的认知过程。在这种意义上，我们可以将它看作解释事件和情景预期以及推断的一种过程。人们在实践当中所做的推理包括从形式步骤到多种证据辩护的概括等广泛的范围。这样看，推理对于认知而言是多面的、普遍的、基础的。
认知科学家指出，在认知科学研究中，推理一般可以分为三个基本成分：可用的信息、参与的认知过程和产生的推论。如果运用抽象的符号表达就是如下函数：
Y=F（x）
其中x是初始可用信息；F可以看成一系列操作、组合或者转换输入的信息的计算工具；y是推论结果，包含判断、结论和预言。
然而推理不仅可以在当下信息之上进行，还可以在已经拥有或者表征的信息之上进行。在实践中，经常遇到记忆跟随推理的情况。为了能够表示这方面的信息，需要引进一个额外的变元k。这样上面函数变为：
Y=F（x, k）
函数中的k表示增加了推理信息的丰富性和弹性。因为K的参数考虑了推理中的论域和个别例子。依据推理中K的这种性质，有学者区分了知识与经验。知识是包含世界理解的抽象原则、约束和组织的综合。而经验是经验观察或者体验的存储信息，仅仅是以例子或者案例形式所追踪的记忆。
基于上述两个公式，解释推理必须详细说明如下三个问题：
1.可用信息x如何表征；
2.如何与计算工具（还有与存储的知识k）F相联系；
3.超出可用信息的推论y如何产生。[17]
在对推理的心理解释方面，心理学家做了很多关于推理的心理实验。心理实验激发了推理的认知研究。从认知角度对推理的研究，最早由著名的沃森（1966）选择任务实验开启。沃森选择任务为了记录人们在三段论推理中四种推理形式（肯定前件式、否定前件式、肯定后件式、否定后件式）通常采用心理实验的形式，探究人们关于推理的认知情况。在沃森选择任务中，参与者选择分别写有字母A和D以及数字3和7的牌。它们分别代表P, ～P, Q, ～Q。选择任务的结果令人惊讶。参与者虽然对于肯定前件式大部分都表现很好，但是对于否定后件式表现不是很好。令人惊奇的是大部分人也选择肯定后件式。而沃森选择任务通过实验表明，这种推理在认知中具有重要的地位。受沃森实验激发，很多推理实验也相继出现，其中重要的是Evans等人（1993）的关于条件规则的演绎推理实验。其结果是几乎所有人都能正确推出肯定前件式的推理，但对否定后件式，表现出从41%到81%的幅度变化，而对于肯定后件式的具体表现具有很大幅度的变化：从25%到75%。
沃森选择实验以及其后的心理实验中令人惊讶的结果是，人们在推理实验中倾向于使用肯定后件式。在逻辑史上，皮尔士系统地研究了这种推理形式，并将其视为科学的逻辑，称为最佳说明的推理。而演绎逻辑只是告诉我们肯定前件式和否定后件式为逻辑有效，肯定后件式和否定前件式非逻辑有效。因此，演绎逻辑不可能解释推理实验所展示的这种肯定后件式的倾向性。这就需要认知科学从认知上考虑人们的推理实践并给予解释。
认知科学家们指出，从认知科学视角对这一现象的解释形成不同推理理论，主要包括基于规则的理论、心理模型理论、语用推理架构、社会契约论。[18]
基于规则的理论是为了解释人的推理。这一派别的代表人物有Rips。基本一致的观点是：人们拥有清晰的心理推论规则，这些规则是记忆中关于命题的运算和转换。这些心理规则是相似的，但不是相同的。这种理论的目的是给传统逻辑提供一种心理的版本，要求它能够解释成功和不成功推论的模式。
基于规则的理论是离散的，而且是句法的。基于规则的理论大部分情况下应用于命题逻辑。但是若逻辑过程无法直接得出结论，该理论可允许非逻辑过程起一定作用（例如启发式或者强方法推理）。
史密斯等（E.E.Smith, Langston & Nisbett）提出了评价和说明基于规则理论的标准：应当区分规则主导（rule-governed）推理和规则刻画（ruledescribed）推理。史密斯等人认为，规则驱动（rule-driven）的推理应当显示，表征不会随着抽象化程度或者熟练程度而变化。此外，表征的质量和简易性随着规则驱动推理过程的刻画。支持规则理论的一些实验结果如下：大部分参与者有效应用MP，但是这个结果无法扩充到超出MP的范围。规则越多反应时间越长。当使用不存在的规则或规则被错误应用或任务的复杂性超出能力范围时，错误就会出现。一些研究者认为，“实际的推理”（actual reasoning）是逻辑的，但错误可能出现在刚开始理解规则或者最后翻译阶段。
对于这种自然逻辑来自哪里的问题，有学者认为，这些规则来自人们基本逻辑能力的天赋，但并不排除学习和改善的可能。通过实验，他们有如下发现：
1.跟随一个容许规则（permission rule）的另一个容许规则比起义务规则（obligation rule）推论更容易做出正确推论。
2.有声思考记录下的转换研究发现24个参与者中只有2个人认识到具体和抽象问题之下的相似性。这个发现与问题内容抽象程度应当不影响表现的观点相冲突。
3.命题逻辑的扩展训练对于提高沃森选择任务的表现没有任何影响，上了一学期逻辑课也没有效果。但是对统计学课程包括大数定律的学习改进了推理能力。
4.研究生比本科生表现好。
对此有以下质疑和批评：人们所做的无效推理和错误并不像逻辑句法所说的那样是不足道的、不相关的或者无用的。约翰-拉德（Johnson-Laird）批评这一理论并提出心理模型理论。其质疑的证据是：更多数量的规则并不总是导致更大困难。句法的、无视内容的逻辑规则也会受到挑战。一系列内容效应的发现就是挑战的事实基础。此外，对于错误出现的“有缺陷的理解阶段”解释也受到挑战：其一，这些理解的部分没有得到具体说明。其二，如果通过抽象化正确编写先前知识，人们对抽象任务的表现相比于具体任务的表现应该更好，但结果却没有。其三，指出错误的理解阶段并没有减少证明人们是按照自然逻辑推理这种观点的需要。这些质疑只是对这一推理实验而言的，但更大的质疑应当是这种理论所解释的推理种类的范围。很显然，我们可以看出，在上文的第一个公式中，推理并不涉及存储的知识，这样的推理形式具有普遍性。但是从认知的角度看，这种推理显然很狭窄，远不能涵盖推理的所有种类，因此在认知科学中这样的推理被称为弱方法推理。与它对应的基于规则的推理也远不能解释人的推理实践。
通过质疑基于规则的理论，心理模型理论应运而生。这一理论是由约翰-拉德提出的。他们主张，人们的推理实践中重要的不是规则，而是世界中的真值条件。人们并不会使用抽象的句法规则来推理，而是通过构建模型和模型组合来推理，在人类的推理实践中模型结构更具有重要地位，也更具有解释力度。心理模型理论最早是为了说明三段论推理而提出的，后来将其扩充到其他推理形式上。这种推理过程是从前提中所表征的模型构成开始的。
在更复杂的情况中，可能的模型将作为“心理注脚”的隐模型而出现。当它包含备选模型时就必须成为显模型。当形成显模型时，它们就成了可能情景的最为简约的描述。减少冗余性和消除不一致的修正过程是根据过程规则给出的，这些模型与抽象的演绎规则不同。相反，这些规则将言辞命题翻译成空间的表征或符号系列表征。这些显模型形成后，我们就可以从这些模型的正确前提得出正确的结论。但是只有搜索了备选模型之后，这种结论才是可接受的，如果没有发现备选模型，那么这种结论是有效的。
即使很难区分心理模型理论和基于规则理论之间的区别，心理模型理论也比基于规则理论能够解释更多现象。比如，在双条件句而不是条件句中，人们更容易处理否定后件式；互斥析取推论比相容析取推论对于人们的推理实践而言更简单。
尽管如此，心理模型理论还是受到了两种致命的批评：其一是缺乏明确性。利普斯和波尔克（Polk）认为，操作模型的程序本质上是基于规则的和句法的，如何进行模型的比较和修改因而是很不明确的。他们还指出，怎样检索反例和在什么意义上勾勒出模型也是不清楚的。另一个批评涉及所使用表征概念本质的困难，在这一点上因果模型理论很明确。因果模型理论的表征约定明显来自谓词演算或者表征信念的量词推理。而心理模型更多依赖于空间约定的直觉集合，表征上会有困难。对此，约翰-拉德做出了回应：对于第一个批评，他们回应称，只对当下（on-line）推理过程感兴趣，对长期储存不感兴趣。对于第二个批评的回应是，他们承认操作模型的路径（routine）是抽象的推论规则，但是规则不是抽象的。
我们看到，这两种回应显然不是很成功。此外，我们认为，心理模型理论对于推理的研究范围显然过于狭窄，因此也不能够有效说明人类推理现象。
这两种推理理论的局限性促使认知科学家提出另一种推理理论：语用推理模式PRS（pragmatic reasoning schema）。提出这一理论的认知科学家是陈和霍尔雅克（Patricia W.Cheng & Keith James Holyoak）。这一理论源自沃森选择任务中内容效应的强烈兴趣。根据这一理论，演绎推理中的内容效应反映了目标和知识结构的中心地位。当遇到现实情景时，人们并不用内容上独立的句法规则来推理，也不用模拟心理模型来推理；相反，他们应用一系列目标所组织的概括程序来推理。PRS是通过先前经验引入的抽象规则，与纯句法规则不同，PRS是语境敏感的，而且试图对（如果……那么）的逻辑推理和非逻辑项加以解释。
PRS理论包含很多图式，例如“义务”“小心”“提防”以及其他图式。但其中的原型和研究最频繁的是“允许”。允许图式有四个核心的基础规则。
规则1：如果采取一个行为，那么前提条件肯定得到满足。
规则2：如果没有采取一个行为，那么前提条件不需要得到满足。
规则3：如果前提条件得到满足，那么或许采取某个行动。
规则4：如果没有满足一个前提条件，那么一定不采取行动。
当允许图式由问题的语境或情景所激发这些规则变成可使用的规则时。一旦受到激发，这些规则将有助于产生与沃森任务相关形式的图式。规则2和规则3是要防止抽象和任意版本的沃森任务中常常出现的错误，这可能促进图式的产生。逻辑上正确的表现依赖于什么图式被激发。若识别了规则陈述的目的，就暗示了一个图式。
PRS宣称能够解释内容效应的模式。其中，熟悉的语境是最具有促进作用的，因为这种规则以往的具体经验可作为促进作用的基础。只要能识别为一般类型的恰当图式，非熟悉但现实的规则仍然可能会有促进作用。
语用推理图式提出者尽管通过实验得到了很多支持性的结构（包括学习和转换方面），但还是受到了很多批评。如上文指出，PRS不能解释抽象任务上的超几率表现。此外，允许规则可以归结于逻辑规则。PRS的批评者（Oakstord&Chater1993）还指出，PRS解释不够详细，而且PRS不是知识被组织和应用的唯一方式。另外一个批判围绕陈和霍尔雅克设计中可能混淆的地方展开。他们指出，最原初的沃森任务只包含隐否定，但是PRS规则包含显否定。
总的说来，语用推理图式理论比起前面的两种理论，即基于规则的理论和心理模型理论，其涵盖推理种类范围更广。我们清楚地知道这种推理理论是为了说明人类推理的认知。尽管PRS试图通过语用推理图式寻找一系列具有具体内容的推理规则，但是从其说明的例子来讲道义模态词居多，这种推理显然一方面是语境依赖性的，另一方面其规则形式也与基于规则理论所解释的演绎规则相同。
但即便是这样，语用推理理论的说明仍然不够详细，其包含推理种类也不够宽，以至于无法统一说明人类推理现象中很多其他推理种类。最重要的是，这种推理图式不会形成一般的理论，而只是具体情景图式的枚举。
由于对以上理论不满，科斯迈德（Cosmides）提出社会契约理论（social contract theory，简称SCT）。但它是作为直接回应语用推理图式的内容效应问题的处理而出现的。科斯迈德认为，其他理论失败是因为他们想以内容独立性过程（content-independent process）来解释内容依赖性（content-dependent）行为。
相反，SCT提出的具体内容（content-specific）模块是非常符合社会契约问题的推理。社会契约架构的观念从社会群体中生活的适应压力进化而来。人类先天地拥有关于社会契约和检测作弊者的机制和程序——以确保没有恰当的成本就没有收益。因为社会契约推理是模块的且先天的，通过学习和发展而达到的改进是难于协调的。这些特殊的机制通过程序知识唤起其作用，当它们一旦由恰当内容所激发，会导致内容恰当性（content- appropriate）推论。社会契约架构可能与逻辑一致，也可能不一致。科斯迈德（Cosmides）设计了符合SCT而反对基于规则和其他记忆检索的四个实验。这些实验中给定了 SC（社会契约）规则和逆 SC 规则：如果你获取收益（p），那么你支付成本（q）；如果你支付成本p，那么你获取收益q。SC规则中p和～q与检查作弊者和逻辑正确性相关，而逆SC规则中～p和q与检查作弊者相关，但不是逻辑上正确的。科斯迈德发现不熟悉的SC问题具有高度促进作用，但不熟悉的非SC问题很少具有促进作用。另一组实验符合SCT但反对PRS理论。在选择任务中参与者对于寻找“违反者”的任务表现非常好。
与其他理论一样，SC理论也受到了批评。即使非SC允许规则比SC规则的促进度低，非SC比标准的抽象沃森任务表现更好，对此SC理论并没有提供解释。此外，SC理论家徘徊于定义交易情景的社会契约与交易情景中必定会遇到的要求之间。PRS理论家们指出，许多PRS图式实例并不能归结为成本—效益的交易或者搜查作弊者的机会。对此回应是，“效益”和“成本”这两个术语并不能预设党派在交易中赋予该词项的意义。
此外，我们认为社会契约理论将推理的现象归结于一种成本—收益结构的分析是一种弄巧成拙的解释方式。首先，我们不论这种解释是否对于某些推理而言符合实际情况，就其能否将所有推理转化成为成本—收益结构就是值得怀疑的。这种经济学的视角对于人类推理实践而言显然仅仅是一种视角而已。它本身并不能更合理地从认知上解释人类推理实践。其次，这种理论并没有从推理本身的角度对推理进行分析，而是借助于一种对推理而言完全外在或者极其外在的结构去分析和解释推理。因此其解释根本无法解释人类广泛的推理实践。最重要的是社会契约论无视推理的一端——逻辑上形式推理的客观性。
以上是认知科学中对推理的认知方面进行的不同维度的探讨。在这些维度中有两个关键点。其一，如上文所述，认知科学通过种种心理实验揭示人们推理实践的一种倾向：人们除了做肯定前件式推理，也倾向于做肯定后件式的推理。然而演绎推理并不会对此关注。因此演绎推理对于有效推理的探究远不能刻画人们的推理实践。其二，类比推理在统一解释人类推理现象上有一种理论优势：在金德乐和米迪娜（Gentner & Medina）看来，结构比对（structural alignment）可以作为演绎推理和非演绎推理的桥梁或中间地带。这是在将相似性作为结构而考虑后的结果。按照这种思路，基于相似性过程的结构比较，人类的推理现象会形成一种从推理联系弱到联系强的一种连续统。
如果说认知科学通过揭示人们高概率使用肯定后件式的倾向，从而批判演绎逻辑，那么丹尼尔·卡尼曼和特沃斯基对不确定性条件下的判断，尤其对启发式推理的研究揭示了作为现代归纳逻辑基础的标准概率的困境。
主观贝叶斯主义自兴起之后迅速在科学哲学、决策与博弈、心理学等领域得到发展和应用，从而形成非常强大的一股潮流。但是主观贝叶斯主义也受到了一些批评，其中比较典型的批评来自研究不确定推理（尤其是启发式推理）的丹尼尔·卡尼曼和特沃斯基（又译图文斯基）。
丹尼尔·卡尼曼和特沃斯基对于主观概率的批判基于不确定状况下的推理和判断的研究基础之上，他们的论题主要集中在启发式推理和偏差的心理机制。卡尼曼和特沃斯基注意到，人们通常并非将主观概率按照贝叶斯主义的方式去推理，而且贝叶斯主义并不能刻画人们推理的事件。“而是依赖于有限的启发式原则，以便把概率估计和数值预测的复杂任务降低为较简单的判断操作，通常，这些启发式原则很有用，但有时，它们会导致严重的和系统的错误。”[19]特沃斯基和卡尼曼讨论了三种启发式方法：代表性、例证或场景的便利性、从出发点开始的调适。其中代表性和例证或场景的便利性明显是依据类似或者相似性来进行推理的。前者考虑推理所处理的对象A和B之间代表程度的联系。例如A和B相似度高，此时A代表B的概率就高，A源于B的概率也高，否则低。如此看来，这种方法显然是类比方法的一种。而后者即例证或场景的便利性显然是运用类比方法。实际上，从归纳逻辑的发展史来看，后来的发展越来越倾向于不确定性条件下的判断。而这种判断大部分依赖于类比方法。
以上我们通过梳理这一学科脉络，探讨了类比推理的逻辑哲学和认知科学哲学问题。不仅从认知科学推理的视角，而且从认知心理实验的视角对类比推理的哲学思想进行反思和批判，尝试为合理的类比推理做出辩护，希望从哲学上为类比推理的发展提供启示。
我们认为，类比推理形式化遇到的种种困难表明，我们不能仅限于逻辑的研究，而应该研究认知科学中的类比计算模型和认知机制，这可能是类比推理未来发展的方向。
接下来，我们将在归纳逻辑视域中依次探讨类比推理的形式化、类比推理的计算和认知研究、类比推理的计算模型等。
[3]Mary Hesse, Models and Analogies in Science,University of Notre Dame Press,1966,p.59.
[4]Keynes, J.M., A Treatise on Probability, London:Macmillan,pp.257-268.
[5]Mary Hesse, Models and Analogies in Science,University of Notre Dame Press,1966,p.68.
[6]Mary Hesse, Models and Analogies in Science,University of Notre Dame Press,1966,p.87.
[8]陈波：《逻辑学十五讲》，北京大学出版社2008年版，第203页。
[12]Mill, A System of Logic, New York: Harper & Brothers Publishers,1882,pp.682-691.
[19][美] 丹尼尔·卡尼曼、[美] 保罗·斯洛维奇、[美] 阿莫斯·特沃斯基编：《不确定状况下的判断：启发式和偏差》，中国人民大学出版社2013年版，第3页。