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摘要
认知是脑与神经系统产生心智的过程，人类的学习与认知是以语言为载体、以思维为特征的学习与认知。学习是一种重要的认知方法。学习和认知可以分为动物的学习和认知、机器的学习和认知以及人类的学习和认知三个层次。我们以语言、记忆、思维和创新4个标准来区分三个层次的学习和认知。研究人类的学习和认知有助于理解动物和机器的学习和认知。人类的学习和认知以语言为基础，语言知识积淀为文化。因此，人类的学习和认知受到语言和文化的双重影响。本研究展现我们对以语言和文化为基础的人类学习与认知的理解，然后我们建立以语言和文化为基础的人类学习模型，最后展示本团队在以语言和文化为基础的人类学习与认知（高阶认知）的实验研究方面的一些工作。
认知和高阶认知
从脑和神经系统产生心智的过程叫认知。因此，不仅人类有心智和认知，动物也有心智和认知。
那么，人类与动物的心智和认知的区别又在哪里呢？
人类的心智和认知是以语言为载体、以思维为特征的心智和认知。人类认知也称为高阶认知（higher-order cognition）。
1.语言
人类语言是一种表意的符号语言。在生物的进化过程中先后产生了肢体语言（body language）、声音语言（voice language）和符号语言（symbol language）。人类使用的符号语言处于语言进化的最高端。人类语言向下兼容了声音语言和肢体语言。人类的声音语言也称为口头语言（spoken language， oral language）即言语（speech）产生于数十万代人以前，将人类的口头语言记录下来就形成文字，由文字和词法（Morphology）句法（syntax）规则构成的表意符号系统称为书面语言（written language），简称（language）。在人类进化过程中，三件事改变了人类进化的方向，这三件事是：直立行走、火的使用和语言的发明。人类的语言文字仅有5000年的历史，但它使人类进化和发展的进程大大加快。语言的使用使人类最终进化为人。所以，人类与动物本质的区别是语言。
2.思维
思维是人类特有的认知方式。人类思维以抽象概念为基础，包括概念、判断、推理、证明和决策等认知形式。人类思维的一个重要特征是，后起的思维可以对前行的思维进行再思维，这就是反思（reflection）。因此，人类可以对自己的思维进行研究。人类的思维和反思是以语言为基础进行的。语言形成思维，没有语言就没有思维，这就是所谓“沃尔夫假说”（Whorf Hypothesis），它包括两个方面：（1）语言决定论，即学习一种语言会改变一个人的思维方式；（2）语言相对性，即操不同语言的人以不同的方式思维，或者说人的认知过程因语言不同而不同。人类对思维的研究和思维的历史一样久远。古希腊亚里士多德就已经建立相当完备的研究思维形式及其规律的逻辑学理论。近代哲学家笛卡儿、培根、康德、黑格尔等人对思维进行了更加深入的研究。法国哲学家笛卡儿开始研究脑与思维的关系。笛卡儿的一个人所共知的重要命题是“我思故我在”（拉丁语：Cogito， ergo sum；法语：Je pense， donc je suis；英语：I think， therefore I am），人的本质被定位在思维上。
3.高阶认知的重大发现和研究现状
认知科学建立以后，人们对思维的认识更加深刻。例如，著名语言哲学家和认知科学家莱考夫（George Lakoff）指出“思维是无意识的”（thought is unconscious）就是一个非常深刻的命题，它被称为认知科学的三大发现之一，其他两个发现是“心智是涉身的”（the mind is embodied）和“抽象概念是隐喻的”（abstract concepts are metaphorical）（Lakoff， 1999）。又如，著名心理学家卡尼曼（Daniel Kahneman）认为，思维具有快的和慢的两种形式，他称之为系统1和系统2。系统1是心理直觉的、启发式的、快的、容易发生错误和偏差。系统2是逻辑的、精细的、慢的、正确的。卡尼曼和沃特斯基（Amos Tversky）建立风险投资的前景理论（Prospect Theory），它是描述性范式的一个决策模型，假设风险决策过程分为编辑和评价两个过程。在编辑阶段，个体凭借“框架”（frame）、参照点（reference point）等采集和处理信息，在评价阶段依赖价值函数（value function）和主观概率的权重函数（weighting function）对信息予以判断。价值函数是经验型的，它有三个特征，一是大多数人在面临获得时是风险规避的；二是大多数人在面临损失时是风险偏爱的；三是人们对损失比对获得更敏感。人们对损失和获得的敏感程度是不同的，损失时的痛苦感要大大超过获得时的快乐感。瑞典皇家科学院称，卡尼曼因为“将来自心理研究领域的综合洞察力应用在了经济学当中，尤其是在不确定情况下的人为判断和决策方面做出了突出贡献”，因此授予他2002年诺贝尔经济学奖。
以上研究都是在高阶认知领域取得的重要成就。
4.清华大学研究团队的一些成果
清华大学认知科学研究团队多年来坚持高阶认知的研究方向，也取得了一些成果。例如，蔡曙山承担的教育部哲学社会科学重大攻关项目“当前认知科学中的重大理论与应用研究”，最终成果《人类的心智与认知》从“认知的神经科学基础”、“心理与认知”、“语言与认知”、“逻辑与认知”、“认知与决策”、“文化与认知”六个方面来研究人类的心智与认知。全书共18章，由团队成员共同完成，反映了本团队在高阶认知方面最新的研究成果。
本研究团队近期的一些实验研究将在稍后介绍。
三个层次的学习与认知
前文说明，动物和人类都有心智和认知。在他们之间，还有机器的心智与认知，尽管机器的心智和认知仅仅是对动物或人类的模拟，但这已经形成人工智能广泛的研究领域。 学习是认知的一种重要方式。动物、机器和人类都有学习的心智行为。动物、机器和人类的学习与认知是不同的。三个层次的学习与认知可以用语言、记忆、思维和创新四个标准来加以区分，如表1所示。
我们可以看出，第一，人类的学习和认知是凭借语言和思维来进行的，动物的学习和认知却只能依靠记忆和行为反应来进行。第二，动物是没有思维的，因为动物语言不能产生和使用抽象概念，判断和推理更无从谈起。机器的思维只是对人类思维的模拟，正如塞尔（John R.Searle）的“中文房间”模型所揭示的那样。人类使用表意的符号语言，能够产生和使用抽象概念，并在概念的基础上形成判断，进行推理。人类是思维的动物，我思故我在。第三，因此，只有人类的学习和认知具有创新性。
以语言和文化为基础的人类学习与认知模型
20世纪最伟大的哲学家维特根斯坦曾经说，思维的限度就是语言的限度。
1.语言决定思维：沃尔夫假说
沃尔夫假说（Whorf Hypothesis）的思想源头可追溯到德国哲学家海德（G.Herder，1744-1803）、洪堡德（Wilhelm von Humboldt，1767-1835）和博厄斯（Franz Boas，1858-1942）。萨皮尔（E.Sapir）是博厄斯的学生，沃尔夫（B.L.Whorf）又是萨皮尔的学生。沃尔夫假说又称为萨皮尔-沃尔夫假说（Sapir-Whorf Hypothesis）。
沃尔夫假说（Whorf，1956）由两个部分构成：“语言决定论”（linguistic determinism）和“语言相对性”（linguistic relativity）
“语言决定论”假说来源于沃尔夫在火灾保险公司工作时的经验。他在处理火灾保险时发现，有些火灾是因为有人将烟头扔进空油桶造成的。沃尔夫发现，贴在油桶上的标签“空桶”导致人们相信这些桶是安全的，而实际上这些桶里充满着爆炸性气体。这就使他产生了语言决定论的想法：语言标签决定了我们的思想，这就是后来形成的“语言决定论”假说的基本信条。它的强表述是：语言完全决定思维。
“语言相对性”假说则主要根据沃尔夫对印地安语的研究。他发现印地安语明显不同于欧洲语言。这使他相信印地安人的思维方式也会与北美的新欧洲移民的思维方式不同。因此，不唯语言决定思维，甚而不同的语言会迫使说话者以不同的方式思维。接下来他要做的就是要说明美国印地安语与标准常态欧洲语（Standard Average European， SAE）的不同特征，以及说这两种语言的人的不同思维方式。
沃尔夫相信，说不同语言的人以不同的方式思维。他认为不同语言里所包含的文化概念和分类会影响语言使用者对于现实世界的认知，也就是说，不同语言的使用者会因语言差异而产生思考方式，行为方式的不同。这种区别表现在特别的和一般的两个层次。他的著名例证是爱斯基摩人的语言中关于雪的语词有很多种，它们被用来描述不同类型的雪，而这些不同类型的雪对爱斯基摩人的生活非常重要。沃尔夫证明，在爱斯基摩语中存在的这些不同语词使爱斯基摩人以不同于欧洲人的方式来对雪进行思维。更一般地说，沃尔夫证明对于基本的概念如空间、时间和因果性，印地安人与欧洲人有完全不同的想法。例如，居住在亚利桑那州东南部印第安村庄的霍皮人（Hopi）认为时间是循环的，而世界的基本成分是事件而不是对象。沃尔夫的理论不同异常之处在于，他认为他的这些怪异的想法是可以用霍皮语的性质来解释的。
其实，任何一种语言都很容易找到不同于其他语言的鲜明的个性特征，而且也能够提供支持沃尔夫假说的证据。例如，汉语中称呼父母兄弟亲戚的语词是世界上各种语言中最丰富的。如果“四世同堂”的话（这在中国很普通，可惜现在只见于小城市或农村），这些称呼会包括：曾爷爷、曾奶奶；爷爷、奶奶；爸爸、妈妈；我、妻子；儿子、儿媳。父母一辈的亲戚有：伯伯、伯母；叔叔、婶婶；表叔、表婶；姑姑、姑父；姨妈、姨父；表姨妈、表姨父；舅舅、舅母；岳父、岳母；公公、婆婆；继父、继母。同辈的亲戚有：兄弟姐妹、堂兄弟、堂姐妹；表兄弟、表姐妹；舅子（内弟）、内弟媳；姐夫；下一辈的亲戚有：侄儿、侄女。
这只是四代之内的称呼。下面是中国人常说的“祖宗十八代”的称呼：鼻祖、远祖、太祖、烈祖、天祖、高祖、曾祖、祖、父母、子女、孙、曾孙、玄孙、来孙、晜孙、仍孙、云孙、耳孙。
老外对这种表述和关系恐怕是一筹莫展。这样复杂的血缘和亲戚关系，恐怕只有一字一义的汉语才能表达，恐怕也只有重视血缘和亲情的中国人才需要表达。曾爷爷用英语说是grand-grand-father，那么太玄太上太曾祖爷爷就要连说18个grand再加father了。其实，完全不用担心英语中这样的表述，因为他们没有这样的文化背景，也没有这样的语言，他们不需要表达这样的关系，除非是翻译。这是沃尔夫假说的一个推导：各种语言之间从本质上说是无法相互翻译的。
2. 语言和思维形成文化
沃尔夫假说在汉语里得到很好的支持：语言形成文化，语言和文化决定思维。中国有五千年悠久的文明，她的根基是象形表意的汉字。自秦统一文字以来，她成为两千多年中华文明和中国大一统的根基。在这个中华文明圈里，东西南北中不同的人可以说不同的方言，但并不妨碍任何两个方言区的中国人之间的沟通：他们只需要坐下来写汉字。自秦统一文字以来，中国传统汉字（繁体字）的字形保持不变，也就是说，我们可以直接阅读两千多年以前的文献（汉字简化以后，这种联系遭到了阻断）。
自汉以后，形成了以儒家学说为核心的中华文化的思想价值体系。而儒家学说的形成和儒家文化的传播和发扬光大，也都是与汉字密切相关的。例如，儒家核心思想祖宗崇拜，就是凭借上述汉语里特有的文字来传播的。如果没能这些中文语词，很难想象中国人如何去思考血缘亲情关系，又如何去实践祖宗崇拜。中国人一定要在这样的血缘亲情关系中，才能找到自身存在的价值，这正是全世界独一无二的每年数十亿人次的中国人“春节大迁徙”的文化背景。 3.基于语言和文化的人类学习与认知模型
下面我们建立以语言和文化为基础的人类学习与认知的模型（图2）。
在这个模型中，语言是人类思维、学习和认知的基础。语言形成文化并通过文化而被理解。因此，语言材料总是在一定的文化背景下被人类思维所加工。根据卡尼曼的双系统加工理论，人脑分别在心理和逻辑两个通道对信息进行加工，这就是人类的思维和认知加工过程。
一个民族的文化是有载体的。承载一个民族文化的载体有家庭、服装、文学、艺术、音乐、时尚、建筑、价值观、思想意识、休闲、节日、节气、社会结构、宗教、科学和技术等等，它们被称为“文化因素”。
例如，“清明”这个汉语语词，至少有三种不同的含义。一是“清朗而明亮”，这是它的本义，“中庭月色正清明，无数杨花过无影。（宋·张先《木兰花·乙卯吴兴寒食》）” ；二是24节气中的一个，“清明时节雨纷纷”（唐·杜牧《清明》）；三是借指政治清廉明亮，“干部清正、政府清廉、政治清明，这一非常响亮的新观点、新目标写入党的十八大报告，令人耳目一新。（人民网评论）”
如果没有中国文化的背景，“清明”一词在不同语境中的不同含义就很难被正确理解。从语用学（pragmatics）的观点看，一个语言表达式的意义会受到说话人（speaker）、听话人（hearer）、时间（time）、地点（place）、语境（context）五大因素的影响。语用学研究语言符号和使用者关系，只有语用学上的意义才是完整的意义。因此，从根本上说，离开一种语言特定的文化背景就无法正确理解这种语言的意义。
一些实验研究
以下是笔者本人和本研究团队近期关于语言和思维的一些研究。
1.影视作品言语行为的分析和实验研究（肖潇）
研究背景：言语行为理论是20世纪中期以后由牛津分析哲学家奥斯汀和美国心智和语言哲学家塞尔先后创立和完善的语言理论，它把人类的言语看作是用来做事的行为。言语行为理论是语用学的基础和核心理论。影视作品的剧本、表演都可以用语用学的方法和言语行为理论来加以分析，这样我们会看到通常影视作品分析不能发现的问题，可以帮助导演和演员更加深入全面地理解影视作品的意义，提升影视作品的理论水平和表现力，更好地实现影视剧本作者、导演、演员、观众各方之间的交流和互动，提高作品的感染力和影响力。
实验假设：（1）剧本作者和导演、演员之间是说话者和听话者的关系；（2）影视作品内相关人物之间的关系是典型的说话者与听话者的关系；（3）影视作品和观众之间也是说话者和听话者的关系。如何正确使用言语行为，实现影视作品的交际目的，可以用言语行为理论方法进行分析。
实验方法：以评价好和差的两部影视作品进行对比研究，建立言语行为的分析模型和语言力量的量表，以心理行为实验的方法进行测量和分析。
2.关于概念隐喻的认知意义研究（张逸梅）
研究背景：认知科学三大发现之一“抽象概念大多是隐喻的”（Lakoff， 1999），隐喻是人类认知的重要方法，是一种从已知认识未知的认知方法，其逻辑依据是类比推理，而类比推理是中国人擅长的推理形式。使用隐喻来学习和掌握抽象概念，这一认知过程受语言和文化的影响。本研究考察汉语言文字和中国文化如何影响中国人对抽象概念的认知加工，并与西方被试进行对比。
实验假设：（1）隐喻受语言和文化的影响；中国人的隐喻加工受汉语言文字和中国文化的双重影响。（2）不同年龄的中国被试，由于语言文化影响程度不同，其对抽象概念的隐喻加工有明显差异。（3）东西方语言文化差异造成对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验方法：心理行为实验，电脑问卷，记录正确率和反应时。
实验一：中国人更擅长类比推理和隐喻，两者之间有因果关联。
实验二：同年龄的中国被试，由于语言文化影响程度不同，其对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验三：母语为汉语的中国被试与母语为英语的西方被试，由于东西方语言文化差异，造成对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验设计：待完成。
3.大学生恋爱关系中的间接言语行为（牟兵兵）
研究背景：言语行为理论，直接的言语行为，间接的言语行为。
实验假设：恋爱关系中的大学生选择直接言语行为或间接言语行为受性别的影响。
实验方法：以清华大学61名大学生为被试进行问卷调查。
结果发现：（1）清华大学男生在恋爱方面并未出现大众刻板印象里中“木讷清华男”恋爱难的现象。（2）在恋爱表白中，多数被试非常清楚表白措辞的重要性，同样了解语言在爱情中发挥的独特作用，也认为自己当时的表白措辞有值得改进之处。（3）与恋爱对象交往的过程中，半数以上的男生表示自己在理解女友的间接言语行为方面存在困难，也没有足够的信心去知晓深不可测的“女人心”。（4）接受调查的被试中，有半数以上曾被女生称过为“木头”，他们也表示因自己当年的懵懂与不解风情，未能准确理解女同学示爱的“言外之意”，从而错失爱情。本研究意欲说明，话语意义是交际双方共同协商、建构的结果，在恋爱关系中更是如此。
4.情绪对请求的言语行为间接程度的影响（李富强）
研究背景：言语行为理论，直接的言语行为，间接的言语行为，请求的言语行为。
实验假设：（1）情绪对被试在特定情境下的间接言语行为有影响：（2）消极情绪能够让被试做出更为间接的言语行为；（3）积极情绪能够让被试做出更为直接的言语行为。
实验方法：本实验采用开放对话完成任务（Open-ended Discourse Completion Task， DCT）的研究范式。DCT研究范式包括若干个自然对话情境，每一情境均要求被试根据情境写下他们在自然状态下将会如何提出请求或作出拒绝。开放式DCT范式对被试的反应几乎没有限制，能给予被试充分的反应自由。DCT还具有能快速收集大量数据的优点。因此，本研究采用DCT研究范式来引出被试在自然状态下的请求表达方式。 实验结果：未完成。
5.复合命题等值推理的实验研究（易源俏）
研究背景：20世纪60年代以来心理学家开展对推理的研究，如沃森选择任务实验（Wason，1968）；沃森和约翰逊莱尔德的推理和思维（Wason and Johnson-Laird，1968）；约翰逊莱尔德的心理模型（P.N.Johnson-Laird， 1983）；里普斯的证明心理学（Rips， 1994）等。逻辑学只考虑推理的有效性（正确性），而不考虑推理过程中心理因素的影响。心理学研究要考察人类头脑中的逻辑和推理，而不是考察逻辑学教科书中的逻辑和推理。
实验假设：（1）人们对于抽象材料的推理能力要低于具体材料上的推理能力；（2）在复合命题推理中，单模型问题的推理易于双模型问题的推理，双模型问题的推理又易于多模型问题的推理。对联言推理的命题，仅仅可以构建一个完整的外显心理模型，充分必要条件是两个，充分或必要条件推理有三个。（3）性别对推理的成绩有影响。（4）推理的前提和结论中否定出现的频次影响推理成绩。
实验设计：复合命题的等值推理：采用2×3×2的混合设计，自变量分别为性别（男和女）为组间变量；命题类型（联言推理、选言推理、假言推理）为组内变量；材料类型（抽象材料、具体材料）为组内变量。
实验结果：未完成。
6.汉语成语的神经科学研究（谢晓燕）
研究背景：成语以简明的语言形式反映深刻的认知经验。每一种语言都有自己的成语。成语是约定俗成的，其形式和内容是不能更改的。汉语成语十分简明精致，它基本上是由4个汉字构成（占95.57%）。大部分的汉语成语都可以分为（2 2）的结构形式，其中包括并列式（前两个汉字和后面两个汉字是并列关系）和主谓式（前面两个汉字和后面两个汉字是主谓关系）。语言影响思维，甚至决定思维（Whorf，1925-1941），汉语成语对中国人的思维和认知有十分重要的意义。本研究运用ERP技术探测不同结构特征的汉语成语的加工特征，根据特定的脑电波形对汉语成语加工做出解释，得出一些结论并进行讨论。
实验设计：采用2（并列式，主谓式）*2（成语，词组）的研究设计。
研究对象：18名大学生，裸视或矫正视力正常，母语均为汉语，无阅读障碍。
实验设计：成语和词组都分为主谓式和并列式。由60名大学生对成语的熟悉度进行5点量表评定（1为最不熟悉，5为最熟悉），主谓成语熟悉度平均得分4.49，并列成语熟悉度平均得分4.61，熟悉度差异检验t=2.53，p=0.01，差异显著，因为二者熟悉度得分都很高，考虑天花板效应，所以在实验中并没有考虑此种差异。
最终选取80个成语（40主谓式成语，40并列式成语），80个四字词组（40主谓式词组，40并列式词组），以及40个填充成语和40个填充词组。其中主谓式词组和并列式词组均由成语改写得到，保持成语的前两个汉字不变，将后面两个汉字改写为意义相近的其他表述方式。
实验结果：待完成。
7.逻辑推理与创造性的关系研究（刘剑凌）
研究背景：罗素、爱因斯坦等哲学家和科学家曾对《几何原本》的逻辑力量发出惊叹。逻辑具有一种不可抗拒的强大的理性力量，同时又与创造性所需要的强大心理动力相契合。逻辑推理与创造性思维有无关联？两者之间是什么关系？我们认为应该分别研究各种推理形式与创造性之间的关系。溯因推理是由结果追溯原因，或为现象提供解释性假说的推理，是与归纳和演绎并列的独立的推理形式。本研究考察溯因推理与创造性之间的关联。
实验假设：溯因推理具有创造性，因为溯因推理的结论超出了前提，即为前提增加了新的东西。（1）溯因推理能力强的，一般推理能力较强，即前者与后者呈较高的正相关（反之不然）。（2）溯因推理能力强的，创造性较强，即前者与后者呈较高的正相关。
预实验结果和讨论：假设1初步得到证实，相关度较高。假设2相关度有一定摆动。可能原因分析：（1）溯因推理与创造性并非等同关系，溯因推理毕竟需要学习，训练；（2）思维定势的影响；（3）被试可能对“创造性”有恐惧心理，而对溯因推理则没有。
认知是脑与神经系统产生心智的过程，人类的学习与认知是以语言为载体、以思维为特征的学习与认知。学习是一种重要的认知方法。学习和认知可以分为动物的学习和认知、机器的学习和认知以及人类的学习和认知三个层次。我们以语言、记忆、思维和创新4个标准来区分三个层次的学习和认知。研究人类的学习和认知有助于理解动物和机器的学习和认知。人类的学习和认知以语言为基础，语言知识积淀为文化。因此，人类的学习和认知受到语言和文化的双重影响。本研究展现我们对以语言和文化为基础的人类学习与认知的理解，然后我们建立以语言和文化为基础的人类学习模型，最后展示本团队在以语言和文化为基础的人类学习与认知（高阶认知）的实验研究方面的一些工作。
认知和高阶认知
从脑和神经系统产生心智的过程叫认知。因此，不仅人类有心智和认知，动物也有心智和认知。
那么，人类与动物的心智和认知的区别又在哪里呢？
人类的心智和认知是以语言为载体、以思维为特征的心智和认知。人类认知也称为高阶认知（higher-order cognition）。
1.语言
人类语言是一种表意的符号语言。在生物的进化过程中先后产生了肢体语言（body language）、声音语言（voice language）和符号语言（symbol language）。人类使用的符号语言处于语言进化的最高端。人类语言向下兼容了声音语言和肢体语言。人类的声音语言也称为口头语言（spoken language， oral language）即言语（speech）产生于数十万代人以前，将人类的口头语言记录下来就形成文字，由文字和词法（Morphology）句法（syntax）规则构成的表意符号系统称为书面语言（written language），简称（language）。在人类进化过程中，三件事改变了人类进化的方向，这三件事是：直立行走、火的使用和语言的发明。人类的语言文字仅有5000年的历史，但它使人类进化和发展的进程大大加快。语言的使用使人类最终进化为人。所以，人类与动物本质的区别是语言。
2.思维
思维是人类特有的认知方式。人类思维以抽象概念为基础，包括概念、判断、推理、证明和决策等认知形式。人类思维的一个重要特征是，后起的思维可以对前行的思维进行再思维，这就是反思（reflection）。因此，人类可以对自己的思维进行研究。人类的思维和反思是以语言为基础进行的。语言形成思维，没有语言就没有思维，这就是所谓“沃尔夫假说”（Whorf Hypothesis），它包括两个方面：（1）语言决定论，即学习一种语言会改变一个人的思维方式；（2）语言相对性，即操不同语言的人以不同的方式思维，或者说人的认知过程因语言不同而不同。人类对思维的研究和思维的历史一样久远。古希腊亚里士多德就已经建立相当完备的研究思维形式及其规律的逻辑学理论。近代哲学家笛卡儿、培根、康德、黑格尔等人对思维进行了更加深入的研究。法国哲学家笛卡儿开始研究脑与思维的关系。笛卡儿的一个人所共知的重要命题是“我思故我在”（拉丁语：Cogito， ergo sum；法语：Je pense， donc je suis；英语：I think， therefore I am），人的本质被定位在思维上。
3.高阶认知的重大发现和研究现状
认知科学建立以后，人们对思维的认识更加深刻。例如，著名语言哲学家和认知科学家莱考夫（George Lakoff）指出“思维是无意识的”（thought is unconscious）就是一个非常深刻的命题，它被称为认知科学的三大发现之一，其他两个发现是“心智是涉身的”（the mind is embodied）和“抽象概念是隐喻的”（abstract concepts are metaphorical）（Lakoff， 1999）。又如，著名心理学家卡尼曼（Daniel Kahneman）认为，思维具有快的和慢的两种形式，他称之为系统1和系统2。系统1是心理直觉的、启发式的、快的、容易发生错误和偏差。系统2是逻辑的、精细的、慢的、正确的。卡尼曼和沃特斯基（Amos Tversky）建立风险投资的前景理论（Prospect Theory），它是描述性范式的一个决策模型，假设风险决策过程分为编辑和评价两个过程。在编辑阶段，个体凭借“框架”（frame）、参照点（reference point）等采集和处理信息，在评价阶段依赖价值函数（value function）和主观概率的权重函数（weighting function）对信息予以判断。价值函数是经验型的，它有三个特征，一是大多数人在面临获得时是风险规避的；二是大多数人在面临损失时是风险偏爱的；三是人们对损失比对获得更敏感。人们对损失和获得的敏感程度是不同的，损失时的痛苦感要大大超过获得时的快乐感。瑞典皇家科学院称，卡尼曼因为“将来自心理研究领域的综合洞察力应用在了经济学当中，尤其是在不确定情况下的人为判断和决策方面做出了突出贡献”，因此授予他2002年诺贝尔经济学奖。
以上研究都是在高阶认知领域取得的重要成就。
4.清华大学研究团队的一些成果
清华大学认知科学研究团队多年来坚持高阶认知的研究方向，也取得了一些成果。例如，蔡曙山承担的教育部哲学社会科学重大攻关项目“当前认知科学中的重大理论与应用研究”，最终成果《人类的心智与认知》从“认知的神经科学基础”、“心理与认知”、“语言与认知”、“逻辑与认知”、“认知与决策”、“文化与认知”六个方面来研究人类的心智与认知。全书共18章，由团队成员共同完成，反映了本团队在高阶认知方面最新的研究成果。
本研究团队近期的一些实验研究将在稍后介绍。
三个层次的学习与认知
前文说明，动物和人类都有心智和认知。在他们之间，还有机器的心智与认知，尽管机器的心智和认知仅仅是对动物或人类的模拟，但这已经形成人工智能广泛的研究领域。 学习是认知的一种重要方式。动物、机器和人类都有学习的心智行为。动物、机器和人类的学习与认知是不同的。三个层次的学习与认知可以用语言、记忆、思维和创新四个标准来加以区分，如表1所示。
我们可以看出，第一，人类的学习和认知是凭借语言和思维来进行的，动物的学习和认知却只能依靠记忆和行为反应来进行。第二，动物是没有思维的，因为动物语言不能产生和使用抽象概念，判断和推理更无从谈起。机器的思维只是对人类思维的模拟，正如塞尔（John R.Searle）的“中文房间”模型所揭示的那样。人类使用表意的符号语言，能够产生和使用抽象概念，并在概念的基础上形成判断，进行推理。人类是思维的动物，我思故我在。第三，因此，只有人类的学习和认知具有创新性。
以语言和文化为基础的人类学习与认知模型
20世纪最伟大的哲学家维特根斯坦曾经说，思维的限度就是语言的限度。
1.语言决定思维：沃尔夫假说
沃尔夫假说（Whorf Hypothesis）的思想源头可追溯到德国哲学家海德（G.Herder，1744-1803）、洪堡德（Wilhelm von Humboldt，1767-1835）和博厄斯（Franz Boas，1858-1942）。萨皮尔（E.Sapir）是博厄斯的学生，沃尔夫（B.L.Whorf）又是萨皮尔的学生。沃尔夫假说又称为萨皮尔-沃尔夫假说（Sapir-Whorf Hypothesis）。
沃尔夫假说（Whorf，1956）由两个部分构成：“语言决定论”（linguistic determinism）和“语言相对性”（linguistic relativity）
“语言决定论”假说来源于沃尔夫在火灾保险公司工作时的经验。他在处理火灾保险时发现，有些火灾是因为有人将烟头扔进空油桶造成的。沃尔夫发现，贴在油桶上的标签“空桶”导致人们相信这些桶是安全的，而实际上这些桶里充满着爆炸性气体。这就使他产生了语言决定论的想法：语言标签决定了我们的思想，这就是后来形成的“语言决定论”假说的基本信条。它的强表述是：语言完全决定思维。
“语言相对性”假说则主要根据沃尔夫对印地安语的研究。他发现印地安语明显不同于欧洲语言。这使他相信印地安人的思维方式也会与北美的新欧洲移民的思维方式不同。因此，不唯语言决定思维，甚而不同的语言会迫使说话者以不同的方式思维。接下来他要做的就是要说明美国印地安语与标准常态欧洲语（Standard Average European， SAE）的不同特征，以及说这两种语言的人的不同思维方式。
沃尔夫相信，说不同语言的人以不同的方式思维。他认为不同语言里所包含的文化概念和分类会影响语言使用者对于现实世界的认知，也就是说，不同语言的使用者会因语言差异而产生思考方式，行为方式的不同。这种区别表现在特别的和一般的两个层次。他的著名例证是爱斯基摩人的语言中关于雪的语词有很多种，它们被用来描述不同类型的雪，而这些不同类型的雪对爱斯基摩人的生活非常重要。沃尔夫证明，在爱斯基摩语中存在的这些不同语词使爱斯基摩人以不同于欧洲人的方式来对雪进行思维。更一般地说，沃尔夫证明对于基本的概念如空间、时间和因果性，印地安人与欧洲人有完全不同的想法。例如，居住在亚利桑那州东南部印第安村庄的霍皮人（Hopi）认为时间是循环的，而世界的基本成分是事件而不是对象。沃尔夫的理论不同异常之处在于，他认为他的这些怪异的想法是可以用霍皮语的性质来解释的。
其实，任何一种语言都很容易找到不同于其他语言的鲜明的个性特征，而且也能够提供支持沃尔夫假说的证据。例如，汉语中称呼父母兄弟亲戚的语词是世界上各种语言中最丰富的。如果“四世同堂”的话（这在中国很普通，可惜现在只见于小城市或农村），这些称呼会包括：曾爷爷、曾奶奶；爷爷、奶奶；爸爸、妈妈；我、妻子；儿子、儿媳。父母一辈的亲戚有：伯伯、伯母；叔叔、婶婶；表叔、表婶；姑姑、姑父；姨妈、姨父；表姨妈、表姨父；舅舅、舅母；岳父、岳母；公公、婆婆；继父、继母。同辈的亲戚有：兄弟姐妹、堂兄弟、堂姐妹；表兄弟、表姐妹；舅子（内弟）、内弟媳；姐夫；下一辈的亲戚有：侄儿、侄女。
这只是四代之内的称呼。下面是中国人常说的“祖宗十八代”的称呼：鼻祖、远祖、太祖、烈祖、天祖、高祖、曾祖、祖、父母、子女、孙、曾孙、玄孙、来孙、晜孙、仍孙、云孙、耳孙。
老外对这种表述和关系恐怕是一筹莫展。这样复杂的血缘和亲戚关系，恐怕只有一字一义的汉语才能表达，恐怕也只有重视血缘和亲情的中国人才需要表达。曾爷爷用英语说是grand-grand-father，那么太玄太上太曾祖爷爷就要连说18个grand再加father了。其实，完全不用担心英语中这样的表述，因为他们没有这样的文化背景，也没有这样的语言，他们不需要表达这样的关系，除非是翻译。这是沃尔夫假说的一个推导：各种语言之间从本质上说是无法相互翻译的。
2. 语言和思维形成文化
沃尔夫假说在汉语里得到很好的支持：语言形成文化，语言和文化决定思维。中国有五千年悠久的文明，她的根基是象形表意的汉字。自秦统一文字以来，她成为两千多年中华文明和中国大一统的根基。在这个中华文明圈里，东西南北中不同的人可以说不同的方言，但并不妨碍任何两个方言区的中国人之间的沟通：他们只需要坐下来写汉字。自秦统一文字以来，中国传统汉字（繁体字）的字形保持不变，也就是说，我们可以直接阅读两千多年以前的文献（汉字简化以后，这种联系遭到了阻断）。
自汉以后，形成了以儒家学说为核心的中华文化的思想价值体系。而儒家学说的形成和儒家文化的传播和发扬光大，也都是与汉字密切相关的。例如，儒家核心思想祖宗崇拜，就是凭借上述汉语里特有的文字来传播的。如果没能这些中文语词，很难想象中国人如何去思考血缘亲情关系，又如何去实践祖宗崇拜。中国人一定要在这样的血缘亲情关系中，才能找到自身存在的价值，这正是全世界独一无二的每年数十亿人次的中国人“春节大迁徙”的文化背景。 3.基于语言和文化的人类学习与认知模型
下面我们建立以语言和文化为基础的人类学习与认知的模型（图2）。
在这个模型中，语言是人类思维、学习和认知的基础。语言形成文化并通过文化而被理解。因此，语言材料总是在一定的文化背景下被人类思维所加工。根据卡尼曼的双系统加工理论，人脑分别在心理和逻辑两个通道对信息进行加工，这就是人类的思维和认知加工过程。
一个民族的文化是有载体的。承载一个民族文化的载体有家庭、服装、文学、艺术、音乐、时尚、建筑、价值观、思想意识、休闲、节日、节气、社会结构、宗教、科学和技术等等，它们被称为“文化因素”。
例如，“清明”这个汉语语词，至少有三种不同的含义。一是“清朗而明亮”，这是它的本义，“中庭月色正清明，无数杨花过无影。（宋·张先《木兰花·乙卯吴兴寒食》）” ；二是24节气中的一个，“清明时节雨纷纷”（唐·杜牧《清明》）；三是借指政治清廉明亮，“干部清正、政府清廉、政治清明，这一非常响亮的新观点、新目标写入党的十八大报告，令人耳目一新。（人民网评论）”
如果没有中国文化的背景，“清明”一词在不同语境中的不同含义就很难被正确理解。从语用学（pragmatics）的观点看，一个语言表达式的意义会受到说话人（speaker）、听话人（hearer）、时间（time）、地点（place）、语境（context）五大因素的影响。语用学研究语言符号和使用者关系，只有语用学上的意义才是完整的意义。因此，从根本上说，离开一种语言特定的文化背景就无法正确理解这种语言的意义。
一些实验研究
以下是笔者本人和本研究团队近期关于语言和思维的一些研究。
1.影视作品言语行为的分析和实验研究（肖潇）
研究背景：言语行为理论是20世纪中期以后由牛津分析哲学家奥斯汀和美国心智和语言哲学家塞尔先后创立和完善的语言理论，它把人类的言语看作是用来做事的行为。言语行为理论是语用学的基础和核心理论。影视作品的剧本、表演都可以用语用学的方法和言语行为理论来加以分析，这样我们会看到通常影视作品分析不能发现的问题，可以帮助导演和演员更加深入全面地理解影视作品的意义，提升影视作品的理论水平和表现力，更好地实现影视剧本作者、导演、演员、观众各方之间的交流和互动，提高作品的感染力和影响力。
实验假设：（1）剧本作者和导演、演员之间是说话者和听话者的关系；（2）影视作品内相关人物之间的关系是典型的说话者与听话者的关系；（3）影视作品和观众之间也是说话者和听话者的关系。如何正确使用言语行为，实现影视作品的交际目的，可以用言语行为理论方法进行分析。
实验方法：以评价好和差的两部影视作品进行对比研究，建立言语行为的分析模型和语言力量的量表，以心理行为实验的方法进行测量和分析。
2.关于概念隐喻的认知意义研究（张逸梅）
研究背景：认知科学三大发现之一“抽象概念大多是隐喻的”（Lakoff， 1999），隐喻是人类认知的重要方法，是一种从已知认识未知的认知方法，其逻辑依据是类比推理，而类比推理是中国人擅长的推理形式。使用隐喻来学习和掌握抽象概念，这一认知过程受语言和文化的影响。本研究考察汉语言文字和中国文化如何影响中国人对抽象概念的认知加工，并与西方被试进行对比。
实验假设：（1）隐喻受语言和文化的影响；中国人的隐喻加工受汉语言文字和中国文化的双重影响。（2）不同年龄的中国被试，由于语言文化影响程度不同，其对抽象概念的隐喻加工有明显差异。（3）东西方语言文化差异造成对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验方法：心理行为实验，电脑问卷，记录正确率和反应时。
实验一：中国人更擅长类比推理和隐喻，两者之间有因果关联。
实验二：同年龄的中国被试，由于语言文化影响程度不同，其对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验三：母语为汉语的中国被试与母语为英语的西方被试，由于东西方语言文化差异，造成对抽象概念的隐喻加工有明显差异。
实验设计：待完成。
3.大学生恋爱关系中的间接言语行为（牟兵兵）
研究背景：言语行为理论，直接的言语行为，间接的言语行为。
实验假设：恋爱关系中的大学生选择直接言语行为或间接言语行为受性别的影响。
实验方法：以清华大学61名大学生为被试进行问卷调查。
结果发现：（1）清华大学男生在恋爱方面并未出现大众刻板印象里中“木讷清华男”恋爱难的现象。（2）在恋爱表白中，多数被试非常清楚表白措辞的重要性，同样了解语言在爱情中发挥的独特作用，也认为自己当时的表白措辞有值得改进之处。（3）与恋爱对象交往的过程中，半数以上的男生表示自己在理解女友的间接言语行为方面存在困难，也没有足够的信心去知晓深不可测的“女人心”。（4）接受调查的被试中，有半数以上曾被女生称过为“木头”，他们也表示因自己当年的懵懂与不解风情，未能准确理解女同学示爱的“言外之意”，从而错失爱情。本研究意欲说明，话语意义是交际双方共同协商、建构的结果，在恋爱关系中更是如此。
4.情绪对请求的言语行为间接程度的影响（李富强）
研究背景：言语行为理论，直接的言语行为，间接的言语行为，请求的言语行为。
实验假设：（1）情绪对被试在特定情境下的间接言语行为有影响：（2）消极情绪能够让被试做出更为间接的言语行为；（3）积极情绪能够让被试做出更为直接的言语行为。
实验方法：本实验采用开放对话完成任务（Open-ended Discourse Completion Task， DCT）的研究范式。DCT研究范式包括若干个自然对话情境，每一情境均要求被试根据情境写下他们在自然状态下将会如何提出请求或作出拒绝。开放式DCT范式对被试的反应几乎没有限制，能给予被试充分的反应自由。DCT还具有能快速收集大量数据的优点。因此，本研究采用DCT研究范式来引出被试在自然状态下的请求表达方式。 实验结果：未完成。
5.复合命题等值推理的实验研究（易源俏）
研究背景：20世纪60年代以来心理学家开展对推理的研究，如沃森选择任务实验（Wason，1968）；沃森和约翰逊莱尔德的推理和思维（Wason and Johnson-Laird，1968）；约翰逊莱尔德的心理模型（P.N.Johnson-Laird， 1983）；里普斯的证明心理学（Rips， 1994）等。逻辑学只考虑推理的有效性（正确性），而不考虑推理过程中心理因素的影响。心理学研究要考察人类头脑中的逻辑和推理，而不是考察逻辑学教科书中的逻辑和推理。
实验假设：（1）人们对于抽象材料的推理能力要低于具体材料上的推理能力；（2）在复合命题推理中，单模型问题的推理易于双模型问题的推理，双模型问题的推理又易于多模型问题的推理。对联言推理的命题，仅仅可以构建一个完整的外显心理模型，充分必要条件是两个，充分或必要条件推理有三个。（3）性别对推理的成绩有影响。（4）推理的前提和结论中否定出现的频次影响推理成绩。
实验设计：复合命题的等值推理：采用2×3×2的混合设计，自变量分别为性别（男和女）为组间变量；命题类型（联言推理、选言推理、假言推理）为组内变量；材料类型（抽象材料、具体材料）为组内变量。
实验结果：未完成。
6.汉语成语的神经科学研究（谢晓燕）
研究背景：成语以简明的语言形式反映深刻的认知经验。每一种语言都有自己的成语。成语是约定俗成的，其形式和内容是不能更改的。汉语成语十分简明精致，它基本上是由4个汉字构成（占95.57%）。大部分的汉语成语都可以分为（2 2）的结构形式，其中包括并列式（前两个汉字和后面两个汉字是并列关系）和主谓式（前面两个汉字和后面两个汉字是主谓关系）。语言影响思维，甚至决定思维（Whorf，1925-1941），汉语成语对中国人的思维和认知有十分重要的意义。本研究运用ERP技术探测不同结构特征的汉语成语的加工特征，根据特定的脑电波形对汉语成语加工做出解释，得出一些结论并进行讨论。
实验设计：采用2（并列式，主谓式）*2（成语，词组）的研究设计。
研究对象：18名大学生，裸视或矫正视力正常，母语均为汉语，无阅读障碍。
实验设计：成语和词组都分为主谓式和并列式。由60名大学生对成语的熟悉度进行5点量表评定（1为最不熟悉，5为最熟悉），主谓成语熟悉度平均得分4.49，并列成语熟悉度平均得分4.61，熟悉度差异检验t=2.53，p=0.01，差异显著，因为二者熟悉度得分都很高，考虑天花板效应，所以在实验中并没有考虑此种差异。
最终选取80个成语（40主谓式成语，40并列式成语），80个四字词组（40主谓式词组，40并列式词组），以及40个填充成语和40个填充词组。其中主谓式词组和并列式词组均由成语改写得到，保持成语的前两个汉字不变，将后面两个汉字改写为意义相近的其他表述方式。
实验结果：待完成。
7.逻辑推理与创造性的关系研究（刘剑凌）
研究背景：罗素、爱因斯坦等哲学家和科学家曾对《几何原本》的逻辑力量发出惊叹。逻辑具有一种不可抗拒的强大的理性力量，同时又与创造性所需要的强大心理动力相契合。逻辑推理与创造性思维有无关联？两者之间是什么关系？我们认为应该分别研究各种推理形式与创造性之间的关系。溯因推理是由结果追溯原因，或为现象提供解释性假说的推理，是与归纳和演绎并列的独立的推理形式。本研究考察溯因推理与创造性之间的关联。
实验假设：溯因推理具有创造性，因为溯因推理的结论超出了前提，即为前提增加了新的东西。（1）溯因推理能力强的，一般推理能力较强，即前者与后者呈较高的正相关（反之不然）。（2）溯因推理能力强的，创造性较强，即前者与后者呈较高的正相关。
预实验结果和讨论：假设1初步得到证实，相关度较高。假设2相关度有一定摆动。可能原因分析：（1）溯因推理与创造性并非等同关系，溯因推理毕竟需要学习，训练；（2）思维定势的影响；（3）被试可能对“创造性”有恐惧心理，而对溯因推理则没有。