知識誘發與表徵

幾乎所有的認知心理學家都強調在人類大腦的知識是以有組織、具結構性 的，而非雜亂無章的方式來表徵儲存外界訊息。所謂「知識表徵」是指個體將各 種知識轉換成可處理的訊息，此種轉換過程，即是知識表徵的歷程，它涉及了以 概念代替實物的歷程，以及心理活動過程中產生的各種內在心像（余民寧，民 86）。對於這些知識表徵的探索工作，即是知識誘發的技術所欲探究的，所謂「知 識誘發」乃指利用某種方法讓個體表現出對某些知識的概念及概念間關係的瞭解 情形，簡單的說，知識的誘發指的即是收集人類相關知識訊息來源的過程。

Shanon(1993)分析表徵具有以下特質，1.表徵是以符號為媒介，以取替實體 的歷程，具符號的特質(symbolic)；2.表徵由決定的典型編碼(determinate canonical code)來替代實體，每個典型編碼表徵一特定實體；3.典型編碼會依某種規則而呈 現，為一結構化的(structure)符號系統；4.表徵具有靜態性(static)，但也會受到學

習或遺忘等因素影響；5.表徵具抽象性(abstract)。

雖然認知心理學家都認為大腦的知識表徵的過程及產物是有系統及組織 的，但是認知心理學家對表徵大腦知識結構的方式仍有爭議，主要有兩個派別，

其一為序列符號模式（serial symbolic models），另一為平行分配處理模式（parallel distributed processing models）。序列符號模式主要是以電腦為參考依據，它假設 人類的訊息處理歷程就如同電腦一樣，對於訊息的處理方式是採逐步的序列處理 方式，由中央處理系統（central processing unit）來負責指揮所有的執行單位。而 平行分配處理模式主要是以人腦為依據，它假設人類的訊息處理歷程就如同人類 腦細胞的運作方式一樣，對於訊息處理方式是採同步的平行處理方式，由許多被 激發的處理單位來共同負責。以下就這兩派別的主張，分析比較如下：

一、序列符號模式的知識表徵

早期的序 列符號 模式 對於知識 表徵究 竟是 以命題式 表徵（propositional representation）的方式或類比式表徵（analogical representation）的方式，產生了 許多爭端（Anderson & Bower, 1973；Pylyshyn, 1973）。為了解決此種爭端，Paivio

（1971, 1986）提出雙代碼理論（dual-coding theory），他認為影像（image）與 語言（verbal）的心理表徵可視為兩種不同的代碼，而這些代碼可以將訊息組織 成知識，以利知識的儲存與提取。影像是屬於類比代碼（analogue code），它能 表徵環境中的物理刺激，通常是以知覺為基礎的表徵方式，例如我們能根據手錶 上時針與分針的位置，而表徵成正確的時刻；語言則是屬於符號代碼（symbolic code），符號是可以任意被指定的，它通常不需保留概念的知覺訊息，是以抽象 意義為基礎的表徵方式，例如我們能依據電子錶的數字，而表徵成正確的時刻。

近年來，對於知識表徵系統類型的研究，通常是根據陳述性知識與程序性知 識的差異，而將知識表徵類型區分為屬於陳述性知識表徵的『命題式表徵』與『類 比式表徵』，以及屬於程序性知識表徵的『程序式表徵』等三種類型（Rumelhart

& Norman, 1985）。McNamara（1994）將知識表徵區分為屬於陳述性的類比式 表徵與符號表徵，以及屬於程序性的程序式表徵。類比式表徵主要是關於知覺方 面的，例如：視覺、聽覺、味覺、…等；符號式表徵主要是指命題式表徵方面；

程序式表徵主要是指生產法則（production）。雖然知識表徵系統可區分為三種

不同類型，但這三種知識表徵類型並非完全獨立的，在知識表徵的過程中，這三 種表徵系統是需要相互協調，才能順利完成表徵任務的。

茲就命題式表徵、類比式表徵與程序式表徵等三種不同知識表徵類型的內 涵，分析如下：

1.命題式表徵

命題式表徵系統假設知識是由一組不連續的符號所表徵，因此，每個概念將 會以形式的陳述（formal statements）方式表徵（Rumelhart & Norman, 1988）。

Quillian（1968）則主張這些不連續的符號是以樹狀圖或網路圖的方式被組織起 來的。

「命題」這個用語主要是來自邏輯學和語言學（logic and linguistics），命題 通常是知識的最小單位，它大致等同於一個想法（idea），命題的功能是顯現出 概念間所具有的特殊關係（Anderson, 1990）。根據 Kintsch（1974）的看法，一 個命題總是包含兩個元素：一個關係（relation），一個或多個論點（arguments）。

論點指的是命題的主題，所以它們常是以名詞或代名詞來表現；而命題的關係則 是用來限定（constrains）這些主題，所以關係常是以動詞、形容詞或副詞來表達

（岳修平譯，民87）。

2.類比式表徵

相較於命題式表徵強調以意義基礎的表徵方式，有些認知心理學家則強調以 知覺為主的類比式表徵（Kosslyn, 1980；Shepard & Cooper, 1982），他們認為命 題式表徵是一種不連續的抽象表徵方式，通常不需要保留概念的知覺訊息，而類 比式表徵是一種連續的知覺表徵方式，通常會保留概念的知覺訊息，所以，類比 式的表徵效果並無法完全由命題式表徵來取代。

類比式表徵系統假設知識是由心像（mental image）的形式所表徵，因此，

在表徵的過程中，通常會保留概念的知覺結構（perceptual structure），亦即盡可 能的表徵出概念的物理特徵，以符合真實的表徵世界。例如當被問到：「你家裡 有幾扇窗戶？」時，你的腦海可能會很快浮現出你家裡的畫面，你可能會根據這 個類似真實情境的畫面，去算出你家裡的窗戶數量，而這個類似真實情境的畫 面，就是所謂的心像。你在回答這個問題的過程中，便是採用了類比式表徵來解 決問題的。

3.程序式表徵

程序性知識是指瞭解事情要如何做的知識，而程序式表徵系統主要是用來說 明 程 序 性 知 識 是 如 何 被 表 徵 的 。 一 個 生 產 法 則 即 是 一 個 「 條 件— 行 動 」

（condition-action rule），這個條件—行動規則說明了在滿足特定的條件後，才 會導致特定的行動產生。這個生產法則的概念主要來自於對人工智慧（artificial intelligence，簡稱 AI）的研究，為了讓電腦能有效的模擬人腦的認知表現，人工 智慧的研究者（Anderson, 1983；Newell & Simon, 1972）就以生產法則來協助電 腦正確的完成任務。

一個生產法則通常包括兩個部分，其一是「若」的部分，而另一個是「則」

的部分（if…then…）。「若」的部分指出某些行動被執行時所必須存在的條件；

「則」的部分則指出當所有條件都被滿足時，哪些行動將會執行。例如若「求長 為16 公分，寬為 12 公分的長方形面積」，則「將長乘以寬即得到長方形面積」。

二、平行分配處理模式的知識表徵

序列符號模式的知識表徵，不論是命題式表徵、類比式表徵或程序式表徵，

都主張知識的表徵方式是採逐步的序列處理方式，並且經處理過的知識，會分別 儲存於特定的記憶結構。對於這樣的主張，平行分配處理模式並不認同，平行分 配處理模式，又稱為連結模式（connectionism model），它主張知識的表徵方式 是採同步的平行處理方式，經處理過的知識，是被儲存在許多類似腦細胞的處理 單位。

平行分配處理模式主張所有類型的知識都會被表徵成神經網路（neural network），然而平行分配處理模式所主張的神經網路與命題式表徵的命題網路 是有所不同的。命題式表徵的命題網路是由節點所組成的，每個節點即代表一個 概念，節點與節點間的連結線，即代表概念之間的關係；而平行分配處理模式所 主張的神經網路是由類似神經細胞的處理單位所組成的，每個處理單位並不是代 表一個概念，知識是分散儲存於許多的處理單位，而不是儲存於單一節點，知識 的表徵是由藉由辨認連結的型態（pattern of connection）來進行（Sternberg, 1996）。

平行分配處理模式發展至今，雖然已獲得一些重要的研究成果，但仍有許多

難題需要克服，例如平行分配處理模式主張知識並不是被儲存在特定的記憶區，

而是由一大群基本單位的激發型態所形成的，因此，若採用平行分配處理的觀 點，並不容易對知識進行任何的分析探討，因為平行分配處理模式並沒有提供分 析知識的任何工具（Ohlsson, 1988）。