认知科学:导论/感知在认知中的作用
我们可以将感知定义为将能量或代理环境的其他部分转换为代理的表示,或帮助代理导航世界。
感知可以非常复杂,比如我们摸黑在钱包里找到一把正确的钥匙,仅仅通过触觉,但也可以很简单。我们甚至可以将免疫系统视为一种非常简单的感知形式。T细胞可以通过细胞表面的传感器(称为T受体)识别入侵者。如果T受体与细胞结合,它就会触发杀死细胞的信号。[1]
生物体利用环境中的能量来执行大量的生物、化学和机械操作。例如,大多数生物体利用植物完成的工作将太阳能转化为化学能(葡萄糖)。葡萄糖键中包含的能量随后被生物体用于驱动其自身身体或细胞结构内的许多工作。然而,阳光或电磁能并不是唯一可以用来完成工作的能量形式,新陈代谢也不是唯一可以完成的工作。相反,人类、动物和其他信息处理系统(例如智能机器)能够将广泛的环境能量和信息转化为电能,用于驱动我们每个人都熟悉的惊人的认知过程。虽然我们仍然不完全理解我们(和其他动物)大脑中的神经过程如何导致这些认知体验,但我们从心理学和神经科学研究中了解了很多关于环境中的能量如何转化为电能,以及我们认为其他动物可能拥有的认知体验的类型。对能够感知其环境并使用此信息来驱动行动的人工智能体的研究是另一个富有成效的强大范式。本章将探讨人类和非人类的感觉——通过感官接受器识别信息和接收环境能量的过程——以及感知——我们对这些感觉的心理解释。
在人类中,体感系统负责感知环境中的化学、电磁、机械和热信息,最终导致我们的视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉和本体感觉感知体验。我们身体上的高度特异性感官接受器能够与环境中的特定信息相互作用。最终,如果感官接受器与足够多的正确类型的信息相互作用,这些信息将被转换为或转导为电信号。无论是在视网膜上照射的光子是否具有适当的能量,还是在内耳中振动机械感受器的声波是否具有适当的分贝和频率范围,当这些环境信息被转导为电信号时,都会产生成功的刺激或感觉。通过将我们环境中的能量和信息转化为我们的神经元可以用来交流的电流通货,我们的感觉系统为我们的大脑提供了将感觉赋予我们每个人在以不同的方式感知我们的环境后感知到的个人意识体验的基础。[2][3]
快速调查整个动物界各种感官能力,立即揭示了感觉系统的一个基本特征:它们是有限的。感觉和知觉允许生物体和机器仅吸收和解释其周围环境中的一部分信息。就像你无法感知你的狗可能会听到的让你想吃晚饭的高音哨声一样,其他动物只能看到人类感知到的颜色的一小部分。尽管存在这些感官差异,我们并不是唯一能够进行认知处理和思考的动物。正如我们将看到的,我们自己的感官能力也远不如我们意识体验所表明的那样。然而,我们的大脑能够使用环境中可用信息的一个有限子集来构建一个认知叙述,使我们能够思考、推理和互动。了解这种信息的性质,以及其他感觉感知系统(生物或其他)的差异以及它们所维持的认知过程类型,可以帮助揭示认知基本构建块的很多信息。
有一些感觉很难归类为感觉或情感,例如熟悉感、确定感或新奇感。