心理学与人工智能：相互影响与支撑的基础理论

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心理学实际上是人工智能的基础理论之一。

包括：心理学对人工智能的影响+人工智能的发展对心理学的影响。

一、心理学对人工智能的影响

人工智能方法论可以认为是三大代表流派：符号主义、行为主义和联结主义。

事实上，象征主义和行为主义都代表了最基本的心理学理论：逻辑推理心灵研究和行为主义心理学。行为主义注重通过实验验证理论猜想，而象征主义则注重建立完整的公理体系。联结主义的代表是以神经网络模型为代表的神经计算，可以认为与心理学关系最小。因此，心理学及其衍生的心灵哲学可以被认为是人工智能的基本支撑理论之一。例如，人工智能领域的许多强化学习理论就直接源自心理学。

2.人工智能对心理学发展的影响

事实上，人工智能仍然是计算机科学的一个分支。虽然国内外很多专家呼吁人工智能独立于计算机科学，但我们也必须认识到，人工智能实际上强调的是一种对人类行为的智能。仿真利用现有的硬件和软件技术来模拟人类的智能行为，包括：机器学习、图像思维、语言理解、记忆、推理、常识推理、非单调推理等一系列智能行为。目前的人工智能概念本身还有一个泛化趋势，那就是自然界所体现的智能，比如蚂蚁算法、SWARM算法，都是受到自然界智能现象的启发。也有学者将这一类归入AI领域。

所以人工智能发展出一种技术和工具，它产生的一些成果其实就是可以应用的心理学。例如，一些模拟算法和理论的建立可以为心理学提供测试环境和分析工具。

3.如何从心理学角度研究人工智能

有必要学习心理推理、实验心理学、行为主义、认知科学等一些理论和知识，这将为人工智能的研究打下良好的理论基础。

(一)心理学的研究范围

随着人工智能的快速发展，人类即将面临一个全新的世界。在不久的将来，人类很可能创造出新的智能生命——智能机器人。或许，人类正站在一个转折点，正准备迎来地球发展史上的重要时刻，就像人类的诞生一样。我们正在等待智能机器时代的曙光照耀大地的那一刻。

当前，在人工智能的发展中，科学界正在开展类脑研究。类脑研究与脑科学研究相互促进，对人工智能的发展发挥着非常重要的作用。作为人工智能系统的设计者和开发者，了解脑科学和心理学知识对于人工智能算法的完善具有非常积极的意义。同时，随着人工智能的发展，超级人工智能一定会形成自己的心理系统。我们不妨称之为智能机器心理学，或者AI心理学。阿西莫夫的预言离我们越来越近了。

为了让人工智能从业者能够更好地完善行业中的系统，开发出更强大的人工智能产品，我在这里写下这些话，介绍一下心理学的知识，希望能帮助大家了解人工智能，预测人工智能的未来。发展前景有帮助。

心理学是研究心理现象的发生、发展和活动模式的科学。一般可分为基础心理学和应用心理学。

基础心理学总结了人类心理活动的一般规律，重点建立了基本理论体系，讨论了基本规律，形成了许多领域：从心理现象的发生和发展的角度进行研究，形成了动物心理学和比较心理学；从人类个体心理的发生和发展的角度进行研究，形成发展心理学，包括儿童发展心理学、老年心理学等；从社会的角度研究社会对心理发展的制约和影响，形成社会心理学；研究心理现象的神经现象，形成生理心理学；概括心理学研究方法，形成心理学研究方法和实验心理学； ETC。

应用心理学主要应用心理学的研究成果来解决人类实践活动中的问题，以提高人们的工作水平，提高人们的生活质量。应用心理学也有大量的分支，如：为教育服务的教育心理学；为管理服务的人力资源管理心理学；为人类心理健康服务（包括心理健康、心理健康、变态心理、心理咨询和心理治疗等）的临床心理学。此外，还有工程心理学、环境心理学、运动心理学、法医心理学、航空航天心理学、文学心理学、心理测试等。

基础心理学的内容可分为四个方面：（1）认知，（2）情感、情绪和意志，（3）需要和动机，（4）能力和人格。

认知又称知识，是指人们认识外部事物的过程，或者说是对外部事物作用于人们感觉器官的信息处理工程。它包括感觉、知觉、记忆、思维等心理现象。

情绪和情感是随着认知和意志过程而产生的对外部事物的态度和体验。这种态度和体验是由人类需求调节的。当外界事物正好满足人们的需要时，就会产生愉快的体验，否则就会产生消极的体验。意志是人的思维和决策反映在行动上的心理过程，体现了对行为的心理控制。

需要是人类心理活动的内在驱动力，以欲望和要求的形式表现出来。它反映了人体内部的不平衡。当人们意识到某种需要时，这种需要就转化为驱使人从事某种活动并朝着某种目标前进的内在动力，即动机。

能力是顺利、有效地完成某项活动所必需的心理条件。人格由气质和性格组成：气质是心理活动动态特征的总和，即表现为心理活动的速度、强度和稳定性的人格特征；性格表现在人们对事物的态度以及他们与这种态度的关系中。适应人格特质的行为商数。

认知、情绪情感、意志活动，这三类心理现象称为心理过程，它们都会经历不同的发生、发展和结束阶段。

每个人的心理过程都是不同的，有自己的特点。所有这些特征构成了他自己的心理特征。需要和动机反映了他的心理活动的动机，能力说明了他对某种活动的适宜程度，气质和性格表现了他的人格特征。

在人工智能领域，我们发现很多时候我们现在的人工智能是由人类来教导它的需求和动机的。每一种人工智能只适合解决一类问题，所以从这个角度来说，它并不是真正的智能。

在人工智能的研究中，有一种方法叫做图灵测试，用来测试人工智能的水平。这种方法是由现代计算机之父阿兰·图灵（Alan ）于1952年提出的。目前通过图灵测试的超级计算机并不意味着它真正达到了人类水平的智能，而只是高级机器智能。只有能够产生原始需求和动机的机器智能才能称为真正的人工智能，而这种人工智能肯定会脱离人类的控制，因为它们会产生自己的需求和动机，剩下的就是它们的能力问题。真正的人工智能可以在实践中提升自己的能力，具有主动改造自身、适应环境的能力。

(2)心理活动的产生

人的心理活动是人的神经系统运作的结果，是现实世界的反映。

现代心理学认为，心理是大脑的功能，大脑是从事心理活动的器官，心理现象是大脑活动的结果。从更广泛的角度来看，神经系统是心理现象的物质基础。从这一点我们可以推断，当计算机硬件发展到一定程度时，就会出现相应的心理现象。

虽然最原始的单细胞动物，如阿米巴原虫，对避免伤害有反应，但我们并不认为它们有心理现象，因为它们只具有简单地避免伤害的能力，这在心理学研究中称为感应。然而，这种敏感度却是智力产生的最基本条件。它以生存为收敛条件，对外界进行感知和反应。

然而，当我们谈到环节动物时，心理现象开始出现。有这样一个实验。一条蚯蚓被放置在“T”形管中。它可以爬行到可以向左或向右移动的地方。它可以随意朝那个方向爬行。管子一端塞满泥浆，泥浆后面插有塞子。电极，只要蚯蚓钻进泥里，就会撞到电极，被咔哒一声后退。经过多次训练，无论泥浆放在哪里，只要蚯蚓接触到泥浆，它们就不再钻进去，而是转身向另一个方向爬行。通过这个实验，我们可以发现，蚯蚓能够将对其生命至关重要的外界物体视为信号。我们可以画出一条反应链，蚯蚓-泥-电极。真正对蚯蚓有害的是电极，但中间多了一层泥。蚯蚓利用泥浆的信号来避免触电。所以，蚯蚓的智力发生了升级，那就是记忆力。这种记忆并不是一步化学反应引起的简单回避行为，而是在对外界事物进行整理后形成的多个细胞之间复杂的化学反应。可修改的内存。

由此我们推断，智能的第一个基本要素是收敛条件。对于生物体来说，收敛条件是生存；第二个基本要素是记忆。记忆是逻辑推理的基础。阿尔茨海默病（阿尔茨海默病）患者最初会遭受大脑记忆功能丧失的困扰。

心理学研究认为，蚯蚓等环节动物开始出现心理现象。从生物学上来说，只有到了环节动物的水平，人才能开始有神经系统，从而开始有心理现象，或者说初级智力。应该说，蚯蚓的智能也比我们现在的大多数人工智能都要强，因为它的智能不仅仅是判断是否有害那么简单，还涉及到操作全身的各种动作来维持生命。 。

随着动物的进化，它们的神经系统变得更加复杂、更加智能。人类有思想，可以进行抽象思维。他们拥有地球上现有生物中最高水平的智力。

人的心理是客观世界的反映。我们用计算机来做一个实验。计算机运行一个自学习程序，但我们不给它任何输入。即使运行很长时间，程序的智能水平仍然为零。人的心理活动是人脑处理信息的结果。如果没有外界环境的信号，我们的大脑就像一台电脑，空转没有输入。不可能产生智力和有意义的心理活动。

因此，心理学是大脑的功能，即反思的功能。客观世界中的各种事物通过人体的感觉器官向人体神经系统传递各种信号。人类的神经系统将这些信号转化为大脑中的图像，从而创造了人类的心理。

心理学无法从外部看到或触及。然而，心理控制着人的行为活动，并通过行为活动来表现。因此，可以通过观察和分析人类行为来客观地研究人类心理。

（3）心理学是一门科学吗？

长期以来，心理学是否是一门科学一直存在争议。但从中国科学院心理研究所的成立来看，可以看出，心理学在中国科学体系中是被视为一门科学的。

《现代汉语词典》对科学的定义是：“反映自然、社会、思维等客观规律的划分的知识体系”。根据这个定义，如果一个知识体系能够反映某一领域的客观规律，那么它就是科学的。那么什么是客观规律呢？所谓客观规律，就是不管你愿意不愿意，承认与否，这种规律都存在。在现代科学体系中，实验用于确定定律是否客观。在实验中，需要明确实验条件和实验步骤，获取实验数据，并提供实验数据的分析。对实验数据的分析可以见仁见智，但最重要的是任何人都可以按照实验条件和实验步骤获得相同的实验数据。这样得出的结论可以在一定程度上反映客观规律。任何理论在得到实验验证之前都只是一个假设。

将心理学视为一门科学是最近几十年的事情。德国著名心理学家艾宾浩斯（）曾说过：“心理学有着悠久的历史，但历史却很短暂。”

19世纪中叶之前，心理学一直属于哲学的范畴。对人类心理活动的研究基本上采用推测和总结个人经验的方法。这种方法得到的结果只能用心理学的想法来形容。例如，孔子提出“性相近，习相远”，古代的相术等，都属于这种方法。后人将检验这些说法能否根据自己的实践得到验证，成为自己的经验。这些经验有一定的正确概率，但缺乏系统的实证研究，因此不具备现代科学的性质。

直到19世纪中叶，心理学由于在心理现象的研究中引入实验方法而逐渐成为一门经验科学，并最终与哲学分化，成为一门独立的学科。现阶段比较有代表性的成果有： 韦伯定律 1840年德国生理学家韦伯（EH）发现的关于差别感觉阈值的费希纳定律；德国心理学家费希纳（GT）于1860年发现费希纳定律，开创了心理物理学的先河；德国心理学家亥姆霍兹测量了神经传导速度并研究了视觉、听觉和空间知觉；德国心理学家艾宾浩斯对记忆进行了实验研究。 1879年，德国心理学家冯特在莱比锡大学建立了世界上第一个心理学实验室。这一事件被视为科学心理学诞生的标志。冯特也被认为是现代心理学的创始人。

科学心理学最重要的是所提出的方法以及这些方法得到的结果是可重复的。

（四）心理学主要流派及其对人工智能的价值 1.结构心理学

结构心理学由冯特和他的学生蒂钦纳（EB）创立，主要通过内省实验研究人类心理，分析意识的内容并找出其组成部分，进而分析意识的各个方面。各成分的联系构成了心理运动的规律。

结构心理学也称为建构主义心理学，铁钦纳被认为是建构主义心理学的创始人。 1892年从莱比锡大学毕业后，铁钦纳前往美国康奈尔大学任教。在此期间，他师从恩师冯特，在康奈尔大学建立心理学实验室，培养博士生，并撰写了大量书籍。他的著作《实验心理学手册》影响巨大，作为美国心理学的标准教科书长达20年之久。

结构心理学的研究为心理学研究提供了大量的实验数据。据说，铁钦纳在他1896年出版的《实验心理学大纲》一书中提出了4万多个感觉要素，包括视觉、听觉、味觉等。

从系统的角度来看，结构心理学对人类心理的研究相当于对个体自我反馈机制的系统研究。由于心理活动是神经系统功能的反映，因此可以通过自我反馈机制来了解心理活动的规律。具有一定的价值。但自我反馈机制能否准确反映整个内容值得探讨。

尽管铁钦纳的研究在心理学实验方法和实验设备方面提供了很多有意义的实践，并获得了很多有用的经验。结构心理学将人类心理活动元素化的观点与我们认为世界是由原子组成的观点有些相似。但问题是，如何才能客观地评价这样的心理要素，因为在评价过程中，观察者自身的心理活动会对要素的提取产生巨大的干扰。因此，它的想法可能有一定道理，但在实践中却不太可行，很难解决实际问题。由于结构心理学本身的研究领域过于狭窄，对现实的指导意义有限，最终从学术界消失了。

作为结构心理学的遗产，铁钦纳于 1904 年建立的“实验主义者协会”在 1927 年铁钦纳去世后更名为“实验心理学家协会”（SEP），并延续至今。它仍然活跃在美国实验心理学研究领域，每年举办年会。

结构心理学对人工智能心理学的启发是，对于人工智能系统的运行过程，可以利用智能机器人本身的人工神经网络来探索原有神经网络的运行结果，从而生成新的跟踪数据并进行分析。这些数据。 ，并且将生成新的数据。如果不加以限制，最终数据会在无数次递归过程中不断发散，难以收敛，超出系统的容量而崩溃。但是，只要设定了限制，由于分析过程本身就会被神经网络记忆，因此就会发现人工神经网络运行过程的一些规则。这会反馈给AI系统进行自我调整。这类似于基本的神经反馈，并且会逐渐积累智力。 （利用智能机器人学习人工神经网络）

2. 功能心理学 ( )

功能心理学是19世纪末诞生于美国的一个心理学流派。 19世纪末至20世纪初，它是美国心理学界的主流学派。功能心理学和结构心理学是相互对立的。他们反对结构心理学将人类心理活动分离成独立元素的观点。他们认为心理活动是一个有一定目的的连续过程。他们认为心理活动是生物体满足自身需要的目的。适应自身生物需要和环境的过程，并注重心理学的实际应用。与结构心理学不同，功能心理学反对只研究正常人的一般心理规律。他们将心理学的研究范围扩大到包括动物心理学、儿童心理学、教育心理学、变态心理学、差异心理学等领域。

功能心理学深受美国心理学之父威廉·詹姆斯的影响。 1890年，詹姆斯在他的《心理学原理》一书中写道：“心理学是心理生活的科学，研究心理生活的现象和条件。”他主张意识的功能是引导有机体适应环境，并提出发明了“意识流”的概念，强调意识是一种流动的东西。

1896年，J.杜威在《心理学评论》上发表文章《心理学中反射弧的概念》，指出反射弧是一个连续的过程，不能简单地还原为感觉和运动要素。这篇论文成为功能心理学的开创性著作。后来，1904年，JR安吉尔出版了一本叫《心理学》的书，他在书中系统地提出了功能心理学的命题。安格尔于1906年再次发表演讲，题为《功能心理学领域》，发表在1907年的《心理学评论》杂志上。在这些著作中，安格尔强调了心理学的生物学属性，认为心理活动是有机体在适应环境的过程，具有功利性。

功能心理学在研究方法上采用内省和客观观察相结合的方法，其研究范围已扩大到包括所有的心理过程、生理基础和外在行为。作为心理学史上的一个重要流派，功能心理学如今已经失去了影响力，但却为行为主义心理学的发展铺平了道路。

功能心理学的思想对人工智能心理学的启发是，人工智能本身就有很强的目的，因为任何人工智能系统都是为了某种最初的目的而开发的，要么是为了人脸识别，要么是为了下棋。在实现这些目标的过程中，逐渐形成了一定的规则。 AI的目的性直接导致了AI的高度专注性，这也是人类最终在棋局中失败的原因之一。或许功能主义心理学对于我们今天的具体心理学研究已经不再有任何指导意义，但它的功利性心理活动思想对于理解未来超级人工智能的行为仍然有一定的启发。我们会发现，无论人工智能多么牛逼，它都无法脱离我们的现实世界而存在。未来，当人工智能连接到信息输入、输出、行为执行机构时，其局限性终将显露出来。

3.行为心理学

行为主义心理学由美国心理学家约翰·沃森创立。他以人类心理学研究史上一个臭名昭著的实验——小阿尔伯特恐惧实验，奠定了行为主义心理学奠基人的学术地位。

1920 年，沃森发表了他对 11 个月大婴儿小艾伯特的实验。当小艾伯特9个月大的时候，他就可以毫无畏惧地用手抓老鼠了。随后，沃森和助手罗莎·雷纳从医院找到了婴儿。当孩子正在摸白老鼠的时候，他们突然用锤子敲打孩子身后悬挂的铁棍，发出很大的声音。小阿尔伯特立刻吓得哭起来。经过多次这样的恐吓，孩子看到白老鼠就会哭。经过17天的实验，孩子们开始害怕白色的毛绒东西。这次实验造成的阴影一直伴随着小阿尔伯特一生，直到他6岁去世。

沃森因这个实验获得了巨大的社会声望，并创立了行为主义心理学。小阿尔伯特的实验最终证明了人类的行为受到先天和后天环境的影响。刺激、非条件反射、学习和条件反射形成的过程在生物体的生长过程中不断发生。行为心理学认为，生物体在适应环境的过程中，各种生理反应最终构成行为。他的思想突破了结构心理学的内省模式，以唯物主义思维为基础。

今天，当我们从人工智能研究的角度重新审视行为主义心理学时，我们发现人工智能的各种运行模式都是基于这种机制。如果AI能够成功模拟人类的心理活动，那么它的另一个方面就是验证意识的物质属性。人类的意识不能离开身体而单独存在，但它可以是一种数学的存在。

4.格式塔心理学

格式塔心理学是由德国心理学家韦特海默（M.）、科勒（W.）和科夫卡（K.）发展起来的，他们认为整体不等于部分的相加，意识和经验也不等于部分的相加。感觉、情绪、行为等要素的集合并不等于反射弧的集合。因此，它反对将心理现象分解为构成它的元素，而主张将心理现象作为一个整体来研究。格式塔（）一词是德文“整体”的音译，故称为格式塔心理学。

格式塔心理学对人工智能心理学研究的启发是，虽然我们可以从元素的角度来看待人工智能在各种智能处理过程中的碎片，但当整体性出现时，当人工智能能够同时处理自然语言时，当涉及到图片和控制机器动作，碎片化的元素最终一定不是1+1等于2的概念。相反，当它们统一在一起时，表现出来的整体性会有所不同。因此，机器智能的最终表现应该是可能具有与人类相似的心理活动状态。

5. 精神分析

精神分析学派由奥地利心理学家弗洛伊德（S.）创立。他本人是一名精神科医生。他在治病的过程中，建立了自己独特的一套治疗方法，他称之为精神分析，也建立了精神分析的理论。

弗洛伊德懂得催眠。在治疗病人的过程中，他发现很多病人在催眠状态下的想法与清醒时有很大不同。他因此提出，人的本能是心理活动的内在驱动力。这种本能主要是性的。 1895年和1900年的《歇斯底里症研究》和《梦的解析》两本书是精神分析理论的两部基础著作。

在精神分析理论中，意识和无意识是两个重要的概念。意识是一种可以感受到的心理活动，而无意识，我们称之为潜意识，是人出生后被压抑的本能和欲望。在催眠状态或睡眠和做梦时，显意识受到抑制，潜意识变得活跃。弗洛伊德还提出了一种介于意识和无意识之间的状态，称为前意识。我们通常感觉不到前意识，但是当我们集中注意力并仔细思考记忆时，这些经历就可以被回忆起来。

弗洛伊德将人的心理结构分为三个层次：本我、自我和超我。他认为，三者均衡发展意味着人格健康，否则就会导致精神疾病的发生。

精神分析对人工智能心理学研究的启示是，一个健全的人工智能必须在不同智力层次和方向上取得平衡。否则，系统将失去稳定性。因此，在设计AI系统架构时，必须建立良好的防崩溃机制。

6.认知心理学

认知心理学又称信息处理心理学，发展于20世纪50年代和60年代，将人视为类似于计算机的信息处理系统，并从信息处理的角度，即从输入、编码、传输、访问等过程研究人们的先进心理过程。相应地，建立了各种认知模型并进行计算机模拟。

认知心理学对AI的发展具有重要的指导意义。在当前的AI设计中，对人类认知模型进行了大量参考。在注意力，编码和记忆等方面，计算机开始模拟人类的心理活动过程。一方面，通过这个模拟过程，它有助于心理学家研究人类的心理发展。另一方面，它还促进了AI技术的进步。

7.生理心理学

在19世纪，神经生理学家开始从解剖学和生理学方面研究大脑的功能，逐渐发现了大脑各个部位的功能，并逐渐揭示了人类心理活动的物质运动基础。经过近200年的努力，对生理心理学的研究取得了巨大的成就。目前，在技术上有可能记录大脑中单个神经元的活性，探索当一个人从事某种工作时，大脑各个部位的材料代谢活动，并观察到局部病变大脑与某些功能障碍有关。健康）状况。

生理心理学的发展直接导致了脑部计算机界面技术的出现，从而提供了人脑和计算机整合的可能性。将来，智能机器应该能够直接与生物融合。这将对AI的心理变化产生非常重要的影响。

（5）心理学研究的原则和方法

在心理学研究中，最基本的原则是从事实中寻求真理并辩证。从历史发展中，我们可以发现，当今最早使用的心理学时代广泛使用的内省方法。造成这种情况的最重要原因是内省方法缺乏客观性。心理学的发展过程是从理想主义到唯物主义的发展过程。随着科学和技术的发展，心理学研究越来越依赖现代测量方法，许多实验研究结果直接颠覆了先前的心理学研究结论。这要求我们从发展的角度辩证地观察心理学，并在不同环境中辩证的心理活动。

当今心理学的研究方法主要包括观察方法，研究方法，案例方法和实验方法。

尽管观察是最常用的方法，但它是高度主观的，并且在准确性和可靠性方面具有局限性。根据文献，对观察方法的可信度进行了一个实验。要求40名专家观看短剧并录制它。结果，有13人未能写下记录中一半重要事实的一半，除了遗漏外，其余的20〜50％还有5〜50％的错误。 [2]我们不会验证此数据是否完全正确，但至少表明观察方法本身是偏差的。

调查方法是询问正在调查的人口头或以书面形式询问有关某个问题的问题，并要求他回答。通过分析他的答案，我们可以理解他的思想，态度，需求，动机，人格特征和其他信息。调查方法分为口头调查和书面调查。主要工作在于问卷和量表的设计以及数据分析。调查方法本身一直是一种常用的方法，但对于有经验的人或打算掩盖某些事实的人来说，它可能是无效的。对于AI，如果您想分析AI的心理活动，则预计调查方法将无效。原因是AI的设计考虑了人类的心理技能。您无法猜测它是在模拟人类心理学还是以这种方式真正思考。尽管我们可以设置逻辑陷阱来诱导它，但是在AI的计算中可能会破裂。

案例方法，也称为病史技术，是对独立个人或群体的深入而详细的研究，以发现影响某种心理学和行为的原因。这种方法强调个人之间的差异。这种方法可能对智能机器的心理研究有效。

实验方法是一种研究方法，在严格控制条件下观察和衡量受试者。此方法在计算机字段中称为黑匣子测试。在AI心理学的研究过程中，它是最容易实施的。最终，需要使用AI来分析AI。