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原型理论

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原型理论(prototype theory)在认知科学中,是一种分级归类的模式。在这种模式中,在同一个范畴中,某些项目会比其他项目更为核心。例如,当我们想到家俱这个概念的时候,椅子会比起板凳更常常被提起。

原型理论是在 1970 年代,由Eleanor Rosch 与其他学者们所建立的,原型理论是一种彻底扬弃传统亚里士多德逻辑中的必要和充分条件的理论。 它主张外延或内涵语义的集合论取向。 因此,它反对范畴的定义基础模型 - 如:将“”定义为由“有羽毛”、“有喙”与“能够飞”三种特征构成的生物;原型理论则将范畴当作为由一些不相等状态元素所构成的 - 如,知更鸟比起企鹅更有鸟的原型性。这衍生出范畴内层级的概念,这在许多认知科学与认知语义学的模型中,都是主要的核心概念; 如,George Lakoff的(《女人、火与危险事物》, 1987),或 Ronald Langacker的(《认知文法基础》,卷 1/2 1987/1991)。

原型一词最初用法是在Eleanor Rosch的 "自然范畴" (1973)中,被定义为一个刺激物,这个刺激物在形成一个范畴的过程中,扮演一个特别重要的地位,因为它是与其他范畴相关的第一个刺激物。在后续的研究中,她进一步重新定义“原型”为在范畴当中,最为中心的项目。

语义范畴的认知表征

在 Eleanor Rosch 1975 的论文,(语义范畴的认知表征)(实验心理学期刊 J Experimental Psychology v. 104:192-233)中, 她请了 200 位美国大学生,问他们下列哪些项目是家具这个范畴的好例子?从1到7分评估。结果显示如下:

1 椅
1 沙发(sofa)
3 躺椅(couch)
3 桌(table)
5 安乐椅(easy chair)
6 梳妆台(dresser)
6 摇椅(rocking chair)
8 咖啡桌(coffee table)
9 摇椅(rocker)
10 情人座(love seat)
11 衣柜(chest of drawers)
12 书桌(desk)
13 床(bed)

...

22 书柜(bookcase)
27 摆设柜(cabinet)
29 长凳(bench)
31 灯(lamp)
32 矮凳(stool)
35 钢琴(piano)
41 镜子(mirror)
42 电视机
44 架子(shelf)
45 毯(rug)
46 枕(pillow)
47 废纸篓(wastebasket)
49 缝纫机(sewing machine)
50 火炉(stove)
54 冰箱(refrigerator)
60 电话(telephone)


虽然人们可以从文化细节上区别这份清单,但重点在于这样的范畴内分级现象,是在所有文化中都存在的。进一步的证据显示,在实验中范畴内的某些项目比起其他项目更特别,这些证据包括了:

1. 反应时间: 更具原型性的项目的作答反应时间较短 (如,知更鸟)。
2. 提示: 以高层次范畴(上层)提示以后,在受测者比较两个字词的相同性时,确定的速度比较快。因此,在短暂地提到家具之后,对椅子-椅子相等性的评测速度快于火炉-火炉.
3. 示例: 要求受测者说出一些范畴的示例时,越具备原型性的项目越常被提到。

在 Rosch 的研究之后,后续的原型效应在其他领域广泛的被研究,如色彩认知(Brent Berlin 与 Paul Kay, 1969),或其他抽象概念。受测者会被询问“这句话作为谎言的一个例子的程度有多少?”[Coleman/Kay:1981]。同样地也有以行动范畴为主题的研究(如:看、杀、讲、走 [Pulman:83]), 高[Dirven/Taylor:88],等等。

原型效应背离传统亚里斯多德范畴论的另一个面向,是并不认为存在一个自然范畴(鸟、狗)与人工范畴(玩具、车辆)。

基本层次范畴

另一个与原型效应相关的概念,是认知归类中的基本层次。 因此,当人们被问到“你坐在什么上面?”时,大多数的受测者都会说“椅子”而不会说一个次级层次范畴如用餐椅,或是一个上层范畴,如家俱。而在上级层次,概念的相似性难以被指出。一张椅子很容易画,但画出“家俱”会难的多。

Rosch (1978) 将基本层次定义为拥有最高程度有效线索的层次。因此,一范畴如[动物]也许有其原型项目,但是不会有认知上的视觉表征。另一方面,[动物]下的基本范畴, 即[狗]、[鸟]、[鱼],都充满了资讯内容而且在完形和语义特征上容易被归类。显然,基于“属性-值”偶对的语义模型,无法指出范畴层级中的优先权层次。在功能上认为,基本层次范畴是将世界分解为最大限度数量的资讯性范畴。因此,基本层次范畴是

  • 最大化在范畴内共享属性的项目数,
  • 最小化在范畴外共享属性的项目数。

然而,基本层次概念仍有无法解决的难题。 例如,作为一个基本范畴的“狗”是一个生物学上的物种,但是“鸟”或“鱼”却是一个更高阶层的“属”。同样地,频率这个概念与基本层次是非常密切的,但是却很难明确地指出。

更多的难题,出现在应用原型效应到名词以外的词汇上。例如,动词,似乎无视于一个明显的原型:[跑]很难找到中心项目。


概念间的距离

原型的概念与维特根斯坦的理论相关,而不利于传统范畴概念。这导致,在文本意义上,将语义元件视为可能的而非必要的要素。他对Game范畴的讨论特别精辟(哲学探究 66, 1953):

例如“Game”的进行过程。我指的是桌上游戏、卡片游戏、球类运动、奥林匹克运动、等等。这些之间的共通点是什么? 不要说,“他们彼此间一定有一些共同的东西,要不然他们就不会都被称作Game”-- 检视这些成员,看看是否有任何共 通点。你会发现没有什么一致性的共通点,但彼此间都有一些相似性、关系。重申一次:不要想,用看的!看这些桌上游 戏中各自的关系。现在转到卡片游戏;你能找到许多与第一组相应的特征,但是也有许多特征不复存在。当我们转到另一 个球类运动,有许多共同点被保留下来,但更多是不一样的。难道只是因为他们都是“有趣的”?比较西洋棋与井字游戏。 或是两种游戏都是有输有赢,或是都是玩家间的竞争?有耐心的想想。球类比赛都有赢家与输家;但一个小孩对著墙丢球 接球,这种特征就不存在了。看看技巧域运气的成份;西洋棋技巧与网球技巧间的差别。再想想 ring-a-ring-a-roses 这类的游戏;有一种要素是娱乐,但是有多少特征都消失了呢!我们可以用同样的方式研究许多其他的Game的种类;而我 们将会了解相似性如何的出现又消失。这个检测的结果是:我们看到了一个复杂网络的重叠和相似性纵横交错:有时整体 有相似性,有时只有细节有相似性。

显然,这个家族相似性的概念,讲的是概念间的距离,与概念等级的观念相关,但也有其问题。

最近,Peter Gärdenfors (概念空间 Conceptual Spaces, MIT Press 2000) 以多维特征空间建立了一个原型效应的可能解释,其中范畴是以概念距离来定义的。 范畴中心的成员是被外围成员围绕在中间的。他假定,在概念空间中凸显的最为自然的范畴,当 x 与 y 是一范畴的元素,且 z 在 x 与 y 之间,那么 z 更属于这个范畴。

然而,在上述Game的概念中,有一个或数个原型?近来从色彩研究获得的语言学资料,似乎表明了范畴能够拥有一个以上的核心元素 - 如, Tsonga人 的色彩词汇 rihlaza 指的是一种蓝绿色,但是似乎有两个原型,一个核心蓝,与一个核心绿。因此,一个范畴可能会有多个不连续的原型,他们可能构成数个而非一个凸显集合。


合并范畴

在我们周围,我们发现有一些像是高的人小的象这些合并了一个或多个范畴的实例。 这对外延语义来说,会是一个问题。因为当中字的语义,如会被定义为一组拥有此属性的物件集合。显然,当我们说“一只小老鼠与一只小象”时,当中的这个字的语义不会是一样的。

这类型的合并对于原型理论构成了一个次要的问题。在涉及形容词的状况下(如,),问题是[]的原型应该是六呎高的长人,或是四百呎的摩天大楼[Dirven and Taylor 1988]? 解决方法是根据物件被修改的状况,将原型的概念情境化。更彻底的外延,如红酒或红发实在都不能在原型上说是红色的,但是能说是从原型上的酒或头发,在颜色上往红色偏移的结果。

其他的问题 - 如,决定哪些成份范畴提供了哪些特征?例如“宠物鸟(pet bird)”[Hampton 97], 宠物(pet)提供了定居的成份(在笼中而非野外), 而鸟提供了表面类型(羽毛而不是毛)。

参考文献

  • Berlin, B. & Kay, P. (1969): [2], Berkeley.
  • Dirven, R. & Taylor, J. R. (1988): "The conceptualisation of vertical Space in English: The Case of Tall", in: Rudzka-Ostyn, B.(ed): Topics in Cognitive Linguistics. Amsterdam.
  • Lakoff, G. (1987): Women, fire and dangerous things: What categories reveal about the mind, London.
  • Loftus, E.F., "Spreading Activation Within Semantic Categories: Comments on Rosch’s “Cognitive Representations of Semantic Categories”", Journal of Experimental Psychology: General, Vol.104, No.3, (September 1975), p.234-240.
  • Rosch,, E., "Classification of Real-World Objects: Origins and Representations in Cognition", pp.212-222 in Johnson-Laird, P.N. & Wason, P.C., Thinking: Readings in Cognitive Science, Cambridge University Press, (Cambridge), 1977.
  • Rosch, E. (1975): “Cognitive Reference Points”, Cognitive Psychology 7, 532-547.
  • Rosch, E., "Cognitive Representations of Semantic Categories", Journal of Experimental Psychology: General, Vol.104, No.3, (September 1975), pp.192-233.
  • Rosch, E.H. (1973): "Natural categories", Cognitive Psychology 4, 328-350.
  • Rosch, E., "Principles of Categorization", pp.27-48 in Rosch, E. & Lloyd, B.B. (eds), Cognition and Categorization, Lawrence Erlbaum Associates, Publishers, (Hillsdale), 1978.
  • Rosch, E., "Prototype Classification and Logical Classification: The Two Systems", pp.73-86 in Scholnick, E.K. (ed), New Trends in Conceptual Representation: Challenges to Piaget’s Theory?, Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, 1983.
  • Rosch, E., "Reclaiming Concepts", Journal of Consciousness Studies, Vol.6, Nos.11-12, (November/December 1999), pp.61-77.
  • Rosch, E., "Reply to Loftus", Journal of Experimental Psychology: General, Vol.104, No.3, (September 1975), pp.241-243.
  • Rosch, E. & Mervis, C.B., "Family Resemblances: Studies in the Internal Structure of Categories", Cognitive Psychology, Vol.7, No.4, (October 1975), pp.573-605.
  • Rosch, E., Mervis, C.B., Gray, W., Johnson, D., & Boyes-Braem, P., Basic Objects in Natural Categories, Working Paper No.43, Language Behaviour Research Laboratory, University of California (Berkeley), 1975.
  • Rosch, E., Mervis, C.B., Gray, W., Johnson, D., & Boyes-Braem, P., "Basic Objects in Natural Categories", Cognitive Psychology, Vol.8, No.3, (July 1976), pp.382-439.
  • Taylor, J. R.(2003): Linguistic Categorization, Oxford University Press.
  • Wittgenstein, L., Philosophical Investigations (Philosophische Untersuchungen), Blackwell Publishers, 2001 (ISBN 0-631-23127-7).
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