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认知科学在运用计算表征模型探讨思维、记忆、知觉、推理、心理表征、问题解决这些认知问题的过程中，涉及许多深刻的本体论问题。这些本体论研究心理状态和过程的性质以及它们与物理状态和过程的关系，包括：在表征的信息处理系统，如何详细说明心理和物理事件之间的关系；如何解释人类智力的信息处理理论；具有某种内容的心理状态如信念、期望、希望和恐惧的性质是什么；认知科学对内在经验的感受性能够提供怎样的说明。