text: 推理与工作记忆-
  心理科学进展 2007，15(1) :16~21 Advances in Psychological Science 16 推理与工作记忆* 白学军 臧传丽 王丽红 (天津师范大学心理与行为研究院，天津 300074) 摘要 系统地总结了推理与工作记忆的研究进展，具体包括:(1)工作记忆的含义及其在推理中作用的相关研究;(2)推理与工作记忆关系的理论模型;(3)不同类型推理与工作记忆的实验研究;(4)推理与工作记忆的认知神经研究;(5)推理与工作记忆的未来研究展望。
  本文重点总结2000年以来的研究进展。
  1 工作记忆与推理 1. 1 工作记忆含义工作记忆(working memory)是由Baddeley和Hitch于1974年提出的用来取代短时记忆的概念， 指一种对信息进行暂时性加工和存储的能量有限的记忆系统。
  Baddeley认为工作记忆由语音回路(phonological loop)、视空间模板(visuo-spatial sketchpad)和中央执行器(the central executive)组成。
  后来，Oberauer等人将工作记忆分成内容和功能两个方面。
  内容方面包括言语、数字工作记忆(相当于Baddeley模型中语音回路)和空间-图形工作记忆(相当于视空间模板) ;功能方面包括对刺激的暂时存储，加工，管理和协调。
  存储是对暂时呈现的信息的保持，加工是对信息的转换或推导，管理包括对认知过程和行为的监控、对相关表征和程序的选择性激活以及对无关信息或干扰信息的抑制，协调是对各成分建立新的联系，对不同的信息进行整合。
  工作记忆模型的发展为探讨工作记忆在高级认知过程如推理中的作用提供了参考框架。
  ∗ 教育部人文社会科学重点研究基地重大项目、全国教育科学“十五”规划国家青年基金项目、教育部新世纪优秀人才支持计划项目和天津市科技发展计划项目资助。
  最初 Kylloner 等人发现工作记忆和不同推理的相关在 0.74~0.93 之间， 但他所采用的工作记忆任务与推理任务之间存在一些共同特征。
  近年来，人们对此问题进行了深入研究，其中 Suess 等人运用 11 个工作记忆任务和 6 个智力测验 (包括 3个推理测验，1 个创造力测验，1 个速度测验和 1个记忆测验) ，通过验证性因素分析和结构方程模型发现，工作记忆容量(working memory capacity, WMC)与智力高度相关，相关程度最高的是推理能力。
  Ackerman 等人对工作记忆与智力关系的 86 项研究进行了元分析，结果发现 WMC 与一般智力和推理能力之间共享 25%的变异。
  然而，Oberauer等人对 Ackerman 等人报告的数据进行再分析，发现 WMC 与推理能力之间的相关达到 0.85，并认为WMC 是推理能力的很强有力的指标。
  Buehner 等人对推理、工作记忆的子成分和注意之间的关系进行了探讨。
  根据 Oberauer等人提出的工作记忆的功能模型，运用结构方程模型，结果表明，从“存储”到推理之间的路径以及
  推理与工作记忆 -17- 从 “协调” 到推理之间的相关路径达到显著， 从 “管理”和注意的选择性到推理之间的路径分析没有达到显著。
  存储是推理能力的最好预测指标，协调功能也能预测推理能力，管理和注意的选择性方面对推理能力几乎没有作用。
  工作记忆子成分(特别是存储和协调功能)在推理中能够解释 95%的变异。
  可以看出，工作记忆与推理之间关系紧密，并在一定程度上能够很好地预测推理能力。
  为了使抽象的推理规则应用到特定语境下的前提之中，需要建立从句法图式到语义信息的理解机制。
  在实际推理过程中，对前提的句法结构进行规则匹配、规则的运用和存储、对前提与新信息的运算等加工，均会受到WMC的制约。
  如果这些加工太复杂，超过人们工作记忆的容量，就会使推理产生错误。
  2. 2 心理模型理论 心理模型理论者主张:推理是在语义加工的基础上建构模型的过程。
  从前提中推出结论需要经过三个步骤:一是建构能表征前提事件状态的最初心理模型;二是从模型中推导出一个有效结论;三是寻找反例进一步验证结论。
  心理模型的建构会受WMC的制约。
  如果一个前提存在多种解释，那么建构心理模型的数量就会增加，而建构多个模型需要更大的工作记忆存储空间和容量，也就是说，人们为了考虑其他可能的结论而需要在工作记忆中保持额外的前提信息，因此推理就变得更为困难。
  这时个体倾向于通过内隐地表征部分信息来减少认知负荷，消除含有矛盾信息的模型，在有限的WMC内建构更经济的模型表征，从而推出有效的结论。
  加重工作记忆的负荷会干扰系统2的推理加工，但不会影响系统1。
  因此，要根据个体在实验任务中所使用的策略或知识来推断工作记忆在推理中的作用。
  总之，前两种观点认为，在推理过程中规则的使用或模型的建构都受到WMC的制约;而双重加工理论认为工作记忆在推理中的作用取决于被试在实验任务中所运用的策略或知识。
  3 各类推理与工作记忆的研究进展 3. 1 类比推理与工作记忆 类比推理(analogical reasoning)是抽象逻辑思维的一种主要形式。
  从形式逻辑的角度来看，类比推理就是根据两个(或两类)对象在某些属性上的相同或相似，已知其中的一个(或一类)对象还具有其他特定属性，从而推出另一个(或另一类)对象也具有该特定属性的推理。
  Morrison等人使用双重任务实验方法探索工作记忆在类比推理中的作用。
  在实验中有些被试只解决言语和图形类比推理问题，有些被试在推理的过程中同时完成发音抑制任务、空间敲击任务或者言语随机产生任务。
  结果发现，发音抑制任务会干扰言语类比推理，空间敲击任务干扰图形类比推理，而言语随机产生任务对言语和图形类比推理都产生很大的干扰作用。
  唐慧琳对此问题进行了更为精细的研究。
  实验运用言语类比推理和图形类比推理任务。
  同时还用敲击、图片干扰、发音抑制、言语干扰、随机间隔重复等五项任务来对工作记忆的不同成分进行干扰。
  结果发现:工作记忆中的各子成分对图形类比推理和言语类比推理有不同的影响;对于图形类比推理而言，控制组与敲击组、发音抑制组、随机间隔重复组这3个实验组之间在推理正确数方面都存在显著差异，表明视空间模板中的空间成分、语音回路中的发音成分和中央执行器参与了图形类比推理;对于言语类比推理而言，无论发音抑制组还是言语干扰组，它们与控制组之间都没有显著差异。
  相反，敲击组与控制组之间差异显著，表明视空间模板中的空间成分参与了言语类比推理。
  该研究结果与人们传统的认识不一致，因为言语类比推理中的题目是由词语组成，被试在进行言语类比推
  -18- 心理科学进展 2007 年 理时，应该有语音回路的参与。
  也就是说，当被试同时进行另一项会对语音回路产生干扰的任务时，类比推理成绩会受到影响。
  3. 2 三段论推理与工作记忆 三段论推理也称关系推理。
  在三段论推理中，给被试呈现两个前提，每个前提都描述了两个术语间的关系，其中一个术语在两个前提中重叠。
  被试的任务是利用这种重叠去推断三段论中三个术语之间的关系，然后回答有关关系的问题。
  Capon等人使用测验法探讨了WMC与三段论推理之间的关系。
  相关分析的结果表明，言语和空间WMC能够很好地预测三段论推理能力;验证性因素分析的结果表明，言语、空间WMC和g因素能很好地解释三段论推理成绩。
  Gilhooly等人对工作记忆各成分在三段论推理中的作用进行研究。
  在实验中以系列方式呈现前提，实验分控制条件和双重任务条件(发音抑制，空间抑制和言语随机产生) 。
  结果发现，以系列方式呈现前提的三段论推理显著加重了中央执行器和语音回路的负荷，视空间模板也在其中起一定作用。
  最近，Copeland等人又检验了WMC与三段论推理的关系。
  结果发现WMC越高的被试，他们的三段论推理的成绩越好。
  白学军等人采用眼动记录法，探讨了工作记忆、两个前提间的关系以及表达方式对线性三段论推理的影响。
  结果发现:高 WMC 被试对三段论推理问题的第一次注视时间显著地短于低 WMC 被试;高 WMC 被试对同质性推理的第二次注视时间显著短于不同质推理;高 WMC 被试的回视次数和时间显著地少于低 WMC 被试。
  表明在线性三段论推理过程中的语言表征过程和空间关系的建立都受到 WMC 的影响，被试的 WMC 越高，就越容易建立语言表征和空间的关系。
  3. 3 条件推理与工作记忆 条件推理又称假言推理，是指人们利用条件性命题所进行的推理。
  关于条件推理中存在的抑制效应成为研究热点。
  研究者普遍认为，对于“如果，那么”的条件从句所附加的“背景”知识(干扰项、抑制条件)会影响人们的推理。
  Markovits 等人对 条件 推理 中 肯定 前 件 式(Modus Ponens，MP)推理的个体差异进行研究。
  结果发现:在明确呈现干扰项的条件下，具有中等WMC的被试比低WMC的被试更可能拒绝MP推理，即在MP推理中出现错误的概率少;另一方面，尽管高WMC被试具有较好的提取能力，然而他们对MP推理的可接受性评分高于中等WMC被试，也表现出更多的推理错误。
  结果表明，低WMC的被试把工作记忆分配到干扰项提取过程中，高WMC的被试主要把工作记忆分配到提取抑制过程中，而中等WMC的被试能够提取有效的信息，也能抑制干扰项的搜索。
  De Neys等人也对MP推理的个体差异进行研究。
  实验1，给被试呈现一个扩充的MP问题(即在问题中明确呈现干扰项) 。
  结果发现，与标准的MP问题相比， 扩充的MP问题的可接受性得分更低，所有的MP问题的可接受性得分都受WMC的影响，所有WMC的被试对两种推理问题的接受性得分都符合U形二次方程曲线。
  3. 4 预期推理与工作记忆 预期推理是读者对语篇中将要发生的事件的预测，属于一种精细化推理。
  通过预期推理，一方面使读者在处理信息时能够提取事件知识，另一方面使读者形成语篇的连贯心理表征。
  结果发现: 高 WMC的被试进行预期推理的范围较广;低 WMC 被试进行预期推理的范围较小;低 WMC 被试对每一个项目的激活量较大。
  结果发现，WMC 影响前向推理和后向推理的加工进程，高 WMC 可促进前向推理和后向推理的加工进程，低 WMC 限制前向推理和后向推理的加工进程;在 300ms 时间间隔下，高 WMC 被试能即时做出后向推理，但不能做出前向推理，而低 WMC 被试既不能做出前向推理，也不能做出后向推理。
  无论高、低 WMC 被试在 1000ms 的时间间隔下都能做出推理，即前向推理和后向推理都是即时做出的，低 WMC 的被试需要时间构建。
  白学军等人研究了预期推理时间进程中工作记忆的作用。
  实验采用 2(语境:高预期语境、
  在实验一中，SOA 设为 500ms，结果发现无论是高 WMC的被试还是低 WMC 的被试， 都没有产生预期推理;在实验二中，SOA 设为 1000ms，结果发现只有高WMC 的被试产生了预期推理;在实验三中，SOA设为 1500ms， 结果发现无论是高 WMC 的被试还是低 WMC 的被试都产生了预期推理。
  结果表明预期推理的产生时间受个体 WMC 的制约。
  3. 5 训练、工作记忆与命题推理 Klauer等人研究了先前训练对工作记忆在命题推理中的作用。
  实验通过真值表任务(truth table task)和即时反馈来训练被试对逻辑关系的理解。