認知心理學與認知神經科學/推理與決策

無論你討論的是哪個公共話題，還是你擔心的是哪個個人方面，都需要為你的觀點和論據提供理由。此外，推理能力是負責你的決策和選擇備選方案的認知特徵。

我們每個人在日常生活中都最大程度地使用著這兩種能力。因此，讓我們考慮一下克努特生活中的以下場景

“奧斯納布呂克（德國）再次迎來一個雨天，克努特和他的妻子厭倦了觀察花園裡的黑烏鴉，他們決定逃離糟糕的天氣，到西班牙度假。克努特以前從未去過西班牙，他很興奮。他們第二天就出發，所以他在打包行李。首先是重要的東西：一些內衣，一些襪子，一件睡衣，以及他的洗漱包，裡面有牙刷、洗髮水、肥皂、防曬霜和防蚊噴霧。但是，克努特找不到防蚊噴霧，直到他的妻子告訴他，她把噴霧弄丟了，會買新的。他建議妻子出門去藥店時帶把傘，因為外面在下雨，然後才回到他的打包任務中。但他已經把什麼裝進了包裡？他立即想起，然後繼續打包衣服，考慮每件衣服是否適合另一件，最後是他的iPod，因為只有用這個裝置才能聽音樂。由於他們兩個人要去度暑假，克努特特別把短褲和T恤裝進包裡。大約半小時後，他終於確信自己已經做好了所有準備，可以享受美好的假期。”

關於克努特度假準備的這個片段，我們將解釋推理和決策的基本原理。在下面，我們將展示這段日常生活片段需要多少認知工作。在深入介紹這個主題之後，我們將說明哪種腦損傷會導致這兩種認知特徵的哪些障礙。

推理

在一個推理過程中，可用的資訊以前提的形式被考慮。透過一個推論過程，基於這些前提得出結論。結論的資訊內容超出了前提的資訊內容。為了說明這一點，請考慮克努特在計劃度假之前做出的以下考慮

 1. Premise: In all countries in southern Europe it is pretty warm during summer.
 2. Premise: Spain is in southern Europe.
 Conclusion: Therefore, in Spain it is pretty warm during summer.

在這個例子中，結論直接從前提得出，但它包含了前提中沒有明確說明的資訊。這是推理過程的一個典型特徵。在下面，我們將區分兩種主要的推理型別，即歸納推理和演繹推理，它們通常被視為彼此的補充。

演繹推理

演繹推理涉及三段論，其中結論從邏輯上遵循前提。關於克努特的以下例子說明了這個過程

 1.Premise: Knut knows: If it is warm, one needs shorts and T-Shirts.
 2.Premise: He also knows that it is warm in Spain during summer.
 Conclusion: Therefore, Knut reasons that he needs shorts and T-Shirts in Spain.

在給定的例子中，很明顯前提是關於比較籠統的資訊，而得出的結論是關於一個更特殊的案例，可以從兩個前提推斷出來。

以下將區分兩種主要的三段論型別，即範疇三段論和條件三段論。

範疇三段論

在範疇三段論中，前提的陳述通常以“所有”、“沒有”或“一些”開頭，而結論以“因此”或“因此”開頭。這些三段論的任務是描述兩個類別之間的關係。在上面介紹演繹推理的例子中，這兩個類別是西班牙和對短褲和T恤的需求。兩種不同的方法用於研究範疇三段論，即規範方法和描述性方法。

規範方法

規範方法基於邏輯，處理將結論分類為有效或無效的問題。“有效”意味著結論從邏輯上遵循前提，而“無效”則意味著相反。兩個基本原則和一種稱為尤拉圓（圖1）的方法已被開發出來，以幫助判斷有效性。第一個原則由亞里士多德建立，它說“如果兩個前提為真，那麼有效三段論的結論必須為真”（參見 Goldstein，2005）。第二個原則描述的是“三段論的有效性僅由其形式決定，而不是其內容。” 這兩個原則解釋了為什麼以下三段論是（令人驚訝地）有效的

 All flowers are animals. All animals can jump. Therefore, all flowers can jump.

即使很明顯第一個前提不為真，而且結論也不為真，但整個三段論仍然有效。將形式邏輯應用於示例中的三段論，結論是有效的。

圖1，尤拉圓

由於這個前提，可以用符號或字母形式地顯示一個三段論，並使用圖表以圖形方式解釋其關係。有各種方法可以圖形方式演示一個前提。從一個圓圈開始，代表第一個前提，然後為第二個前提新增一個或多個圓圈（圖1），關鍵步驟是將構建的圖表與結論進行比較。應該清楚地表明圖表是否矛盾。如果相互一致，則三段論有效。顯示的三段論（圖1）顯然是有效的。結論表明，所有能夠跳躍的東西都包含動物，而動物又包含花卉。這與兩個前提一致，這兩個前提指出花卉是動物，而動物能夠跳躍。尤拉圓方法是一種使三段論更容易理解的工具。

描述性方法

描述性方法關注的是評估人們判斷有效性的能力並解釋判斷錯誤。這種心理學方法使用兩種方法來確定人們的表現

Method of evaluation: People are given two premises, a conclusion and the task to judge whether the syllogism is valid or not.
                      (preferred one)
Method of production: Participants are supplied with two premises and asked to develop a logically valid conclusion.
                      (if possible)

在使用評價方法時，研究人員發現三段論的典型錯誤判斷。以“所有”、“一些”或“沒有”開頭的前提會營造一種特殊的氣氛，並在決策過程中影響一個人。一個經常出現的錯誤是錯誤地將三段論判斷為有效，其中兩個前提和結論都以“所有”開頭。提供的氣氛的影響在大多數情況下會導致正確的決定，但絕對不可靠，並引導人們做出草率的決定。這種現象被稱為氣氛效應。

除了三段論的形式之外，內容也可能影響一個人的決定，並導致他忽略自己的邏輯思維。信念偏差指出，人們傾向於將具有可信結論的三段論判斷為有效，而將具有不可信結論的三段論判斷為無效。給定一個結論，比如“一些香蕉是粉紅色的”，幾乎沒有參與者會將三段論判斷為有效，即使它可能根據其前提是有效的（例如，一些香蕉是水果。所有水果都是粉紅色的）。

演繹推理的心理模型

人們在試圖確定一個三段論是否有效時，其背後的心理過程仍無法確定。研究人員觀察到尤拉圓可以用來確定三段論的有效性後，菲利普·約翰遜-萊爾德 (1999) 很好奇人們是否會在沒有任何關於如何使用它們的說明的情況下自然地使用這些圓。與此同時，他發現這些圓並不適用於一些更復雜的三段論，一個問題可以透過應用邏輯規則來解決，但大多數人透過想象情況來解決。這就是人們使用心理模型的基本理念——一種在人腦中體現的特定情境，可以用來幫助確定三段論的有效性——來解決演繹推理問題。心理模型理論背後的基本原理是：只有當結論不能被任何前提模式反駁時，結論才是有效的。這種理論相當受歡迎，因為它做出了可以檢驗的預測，並且可以在不瞭解任何邏輯規則的情況下應用。但在試圖確定人們如何推理三段論時，研究人員仍然面臨一些問題。這些問題包括人們在推理中使用了各種不同的策略，以及有些人比其他人更擅長解決三段論。

文化對演繹推理的影響

人們在判斷三段論的有效性時，可能會受到三段論內容的影響，而不是專注於邏輯。心理學家很好奇人們在判斷時是否會受到其文化的影響。因此，他們進行了一些跨文化實驗，在這些實驗中，推理問題被呈現給不同文化的人們。他們觀察到來自不同文化的人們對這些問題的判斷不同。人們使用他們自身經驗的證據（經驗證據）並忽略三段論中提供的證據（理論證據）。

條件三段論

另一種三段論被稱為“條件三段論”。就像範疇三段論一樣，它也包含兩個前提和一個結論。不同的是，第一個前提的形式是“如果……那麼”。這種三段論在日常生活中很常見。以下來自關於克努特的故事的例子：

 1. Premise: If it is raining, Knut`s wife gets wet.
 2. Premise: It is raining.
 Conclusion: Therefore, Knut`s wife gets wet.

條件三段論通常以抽象形式給出：“如果 p 那麼 q”，其中“p”被稱為**前提**，“q”被稱為**結論**。

條件三段論的形式

條件三段論主要有四種形式，分別是**肯定前件式**、**否定後件式**、**否定前件式**和**肯定後件式**。在下表（圖 2）中，透過上面條件三段論（即如果下雨，克努特的妻子就會淋溼）來舉例說明。表格顯示了前提、得出的結論以及結論是否有效。最下面一行顯示了人們對結論的有效性做出正確判斷的相對數量。

圖 2，不同型別的條件三段論
	肯定前件式	否定後件式	否定前件式	肯定後件式
描述	第一個前提的前件在第二個前提中得到肯定。	第一個前提的後件在第二個前提中被否定。	第一個前提的前件在第二個前提中被否定。	第一個前提的前件在第二個前提中得到肯定。
形式	如果 P 那麼 Q。 P 所以 Q。	如果 P 那麼 Q。非 Q 所以非 P。	如果 P 那麼 Q。非 P 所以非 Q。	如果 P 那麼 Q。 Q 所以 P。
例子	如果下雨，克努特的妻子就會淋溼。下雨了。所以克努特的妻子淋溼了。	如果下雨，克努特的妻子就會淋溼。克努特的妻子沒有淋溼。所以沒有下雨。	如果下雨，克努特的妻子就會淋溼。沒有下雨。所以克努特的妻子沒有淋溼。	如果下雨，克努特的妻子就會淋溼。克努特的妻子淋溼了。所以下雨了。
有效性	有效	有效	無效	無效
正確判斷	97% 正確識別為有效。	60% 正確識別為有效。	40% 正確識別為無效。	40% 正確識別為無效。

顯然，結論有效的推理的有效性比結論無效的推理的有效性更容易判斷。在肯定前件式中，結論明顯是有效的。在這個例子中，如果下雨，克努特的妻子會淋溼，這一點非常清楚。

否定後件式的有效性更難識別。參考這個例子，如果克努特的妻子沒有淋溼，就不會下雨。因為第一個前提說如果下雨，她就會淋溼。所以克努特的妻子沒有淋溼的原因是下雨了。因此，結論是有效的。

只有 40% 的人能夠正確判斷剩餘兩種條件三段論的有效性。如果應用否定前件式，第二個前提說沒有下雨。但這並不意味著克努特的妻子不會淋溼——顯然下雨不是她淋溼的唯一原因。也可能是陽光明媚，克努特測試了他的新水槍，讓她淋溼了。所以，這種條件三段論並不會得出有效的結論。

在給定例子的情況下，肯定後件式意味著第二個前提說克努特的妻子淋溼了。但同樣，原因可能是除了下雨之外的其他情況。所以，並不能邏輯地得出下雨了。因此，這個三段論的結論是無效的。

這四種三段論表明，並不總是容易對結論的有效性做出正確的判斷。接下來的段落將討論人們在條件推理過程中犯的其他錯誤。

沃森選擇任務

沃森選擇任務是一個著名的實驗，它表明，如果推理涉及抽象事物，人們會比涉及現實事物時犯更多錯誤（沃森，1966）。

在瓦森選擇任務的抽象版本中，向參與者展示了四張卡片，每張卡片一面有字母，另一面有數字（圖 3，黃色卡片）。任務是指出必須翻轉的最小數量的卡片，以測試是否遵守以下規則：“如果一面是母音，則另一面是偶數”。53% 的參與者選擇了“E”卡，這是正確的，因為翻轉此卡對於測試規則的真假是必要的。然而，仍然需要翻轉另一張卡。64% 的參與者指出必須翻轉“4”卡，這是不正確的。只有 4% 的參與者正確地回答說，除了“E”卡，還需要翻轉“7”卡。如果用現實世界中的物品而不是母音和數字來表達相同任務，翻轉這兩張卡的正確性將變得更加明顯。為了確定這一點，其中一項實驗是 Richard Griggs 和 James Cox (1982) 使用的啤酒/飲酒年齡問題。該實驗與瓦森選擇任務相同，只是使用日常用語（啤酒、蘇打水和年齡）代替了卡片上的數字和字母（圖 3，綠色卡片）。Griggs 和 Cox 向參與者提出了以下規則：“如果一個人在喝酒，那麼他或她必須年滿 19 歲。”在這種情況下，73% 的參與者正確地回答了問題，即必須翻轉印有“啤酒”和“14 歲”的卡片，以測試是否遵守了該規則。

為什麼在現實世界中物品的情況下，表現會更好？

有兩種不同的方法可以解釋為什麼參與者在啤酒/飲酒年齡問題上的表現明顯優於瓦森選擇任務的抽象版本，即一種關於許可方案的方法和一種進化方法。

法規：“如果一個人年滿 19 歲，那麼他/她就可以喝酒”，這是每個人都知道的日常生活經驗（也稱為許可方案）。由於參與者已經學會了這種許可方案，因此可以將其應用於現實世界中物品的瓦森選擇任務，以提高參與者的表現。相反，在瓦森選擇任務的抽象版本中，不存在這種日常生活中的許可方案。

進化方法涉及人類重要的欺騙檢測能力。這種方法指出，人類行為的一個重要方面，尤其是在過去，是兩個人以對雙方都有利的方式進行合作的能力。只要每個人在對方有利的任何事情中都得到好處，他們的社會交換就一切順利。但是，如果有人欺騙並從他人那裡獲利而沒有回報，就會出現一些問題（另請參見章節認知心理學和認知神經科學/社會認知的進化視角#3. 社會認知的進化視角）。人們認為，在進化過程中，檢測欺騙者的能力已成為人類認知構成的一部分。這種認知能力提高了在啤酒/飲酒年齡版本的瓦森選擇任務中的表現，因為它允許人們檢測到不按規則行事而作弊的人。欺騙檢測在瓦森選擇任務的抽象版本中不起作用，因為母音和數字不會像人類那樣表現或作弊。

歸納推理

在前面的部分中，討論了演繹推理，即基於應用於一組前提的邏輯規則得出結論。但是，許多問題無法以允許使用這些規則得出結論的方式來表示。本章節介紹了一種能夠在這些問題方面做出決定的方法：歸納推理.

歸納推理是透過泛化將某種型別的簡單觀察應用於不同的問題以做出決定的過程。因此，人們從一個特例推斷到一般原則，這與演繹推理的過程正好相反（圖 4）。歸納推理的一個很好的例子是以下

 Premise: All crows Knut and his wife have ever seen are black.
 Conclusion: Therefore, they reason that all crows on earth are black.

在這個例子中，很明顯，庫努特和他的妻子從他們所看到的烏鴉的簡單觀察中推斷出關於所有烏鴉的一般原則。考慮到圖 5，這意味著他們從子集（黃色圓圈）推斷到整體（藍色圓圈）。正如在這個例子中，在歸納推理過程中，前提通常被認為支援結論，但不能保證結論。

圖 5

歸納推理的形式

歸納推理的兩種不同形式是“強”和“弱”歸納。前者描述的是，如果假設的前提為真，則結論的真值很可能為真。這種推理形式的一個例子是上一節中給出的例子。在這種情況下，很明顯，前提（“庫努特和他的妻子見過的所有烏鴉都是黑色的”）為結論（“地球上所有烏鴉都是黑色的”）的真值提供了良好的證據。但儘管如此，仍然有可能，雖然不太可能，並非所有烏鴉都是黑色的。

相反，透過“弱歸納”得出的結論受到前提的較弱支援。在這種方法中，前提的真值使結論的真值成為可能，但並非可能。這種推理方式的一個例子是以下

 Premise: Knut always hears music with his IPod.
 Conclusion: Therefore, he reasons that all music is only heard with IPods.

在這種情況下，結論顯然是錯誤的。前提包含的資訊不是很有代表性，儘管它是真實的，但它沒有為結論的真值提供決定性的證據。

總而言之，強歸納推理得出的結論非常可能，而透過弱歸納推理在前提基礎上得出的結論不太可能為真。

結論的可靠性

如果要確定歸納論證結論的強度，則關於前提的三個因素起著決定性作用。以下例子涉及庫努特和他的妻子以及他們對烏鴉的觀察（見前面的部分）顯示了這些因素

當庫努特和他的妻子除了在德國觀察到黑色的烏鴉外，還在西班牙觀察到烏鴉時，他們對烏鴉的觀察次數明顯增加。此外，如果庫努特和他的妻子在所有不同的白天和黑夜觀察烏鴉，並且每次都看到它們是黑色的，則這些觀察的代表性得到了支援。理論上，烏鴉可能在夜間改變顏色，這將使所有烏鴉都是黑色的結論錯誤。如果庫努特和他的妻子添加了支援結論的科學測量，那麼所有烏鴉都是黑色的證據質量就會增加。例如，他們可以發現烏鴉的基因決定了它們唯一可以擁有的顏色是黑色。

透過歸納推理得出的結論永遠不會絕對真實，因為沒有人見過地球上所有的烏鴉，並且儘管不太可能，但也可能存在綠色或棕色的樣本。上面提到的三個因素對歸納論證的強度起著決定性作用。因此，這些因素越強，透過歸納推理得出的結論就越可靠。

過程和約束

在歸納推理過程中，人們經常使用某些啟發式方法，這些方法在許多情況下可以快速得出適當的結論，但有時會導致錯誤。下面將解釋這兩個啟發式方法（可用性啟發式方法和代表性啟發式方法）。隨後，將介紹確認偏差，這種偏差有時會根據人們自己的意見影響人們的推理，而他們沒有意識到。

可用性啟發式方法

更容易記住的事物被認為更普遍。對此的一個例子是 Lichtenstein 等人進行的實驗 (1978)。要求參與者從兩個不同的列表中選擇發生頻率更高的死亡原因。由於可用性啟發式方法，人們認為“聳人聽聞”的原因，如兇殺或龍捲風，比其他原因，如哮喘，導致的死亡更多。受試者這樣回答的原因是，例如，電視上的電影和新聞經常報道聳人聽聞和有趣的死亡原因。因此，這些資訊對實驗中的受試者來說更容易獲得。

使用可用性啟發式方法的另一個影響稱為虛假關聯。人們傾向於根據刻板印象做出判斷。他們似乎認為某些事件之間存在關聯，而實際上並不存在。這就是人們所說的“偏見”。這意味著對某類人進行過於簡化的概括。通常，消極特徵和某類人（通常是邊緣群體）之間似乎存在關聯。例如，如果一個人的鄰居失業而且非常懶惰，人們往往會將這兩個屬性聯絡起來，併產生所有失業者都懶惰的偏見。這種虛假關聯之所以發生，是因為人們會考慮可獲得的資訊，並認為這種資訊在許多情況下都很普遍。

代表性啟發式方法

如果人們需要判斷事件的機率，他們會試圖找到一個可比較的事件，並假設這兩個事件有相似的機率。阿莫斯·特沃斯基和丹尼爾·卡尼曼（1974）在他們的實驗中向參與者提出了以下任務：“我們從美國人口中隨機選擇了一名男性，名叫羅伯特，他戴著眼鏡，說話輕聲細語，愛讀書。他更有可能是一名圖書館員還是一名農民？”更多的參與者回答羅伯特是一名圖書館員，這是一種代表性啟發式的影響。參與者選擇的可比較事件是典型的圖書館員，因為羅伯特戴眼鏡，說話輕聲細語的特徵更像是典型的圖書館員，而不是典型的農民。因此，典型的圖書館員事件比典型的農民事件更能與羅伯特相比較。當然，這種效應可能會導致錯誤，因為羅伯特是從人口中隨機選擇的，即使他說話輕聲細語，戴著眼鏡，也完全有可能他是一名農民。

代表性啟發式也會導致在違反結合規則的情況下推理錯誤。該規則指出，兩個事件的結合永遠不可能比單獨的事件更可能發生。一個例子是女權主義銀行出納員（Tversky & Kahneman, 1983）。如果我們認識一個對婦女權利非常感興趣的女性，她在大學參加過許多政治活動，我們要決定她更有可能是銀行出納員還是女權主義銀行出納員，我們會傾向於得出後者，因為我們瞭解到的有關她的事實更像是女權主義銀行出納員的事件，而不是僅僅是銀行出納員的事件。

但事實上，一個人僅僅是銀行出納員的可能性遠大於一個人除了是銀行出納員之外還是女權主義者的可能性。這種效應在圖 6 中得到說明，其中代表僅僅是銀行出納員的綠色方塊要大得多，因此比代表銀行出納員和女權主義者結合的較小的紫色方塊更可能發生，而紫色方塊是銀行出納員的子集。

確認偏差

這種現象描述了人們傾向於根據他們自己認為正確或好的東西來做出決定的事實。例如，如果有人認為自己會在星期五十三日有厄運，他會特別注意在這一特定日期發生的任何負面事件，但對其他日期發生的負面事件卻不太注意。這種行為強化了星期五十三日和厄運之間存在關聯的信念。這個例子表明，人們得出結論時並沒有考慮實際資訊，而只考慮支援自己信念的資訊。這種效應會導致錯誤，因為人們在涉及個人利益和信念時傾向於以主觀的方式進行推理。

所有提到的因素都會影響事件的主觀機率，使其與實際機率不同（機率啟發式）。當然，所有這些因素並不總是單獨出現，而是互相影響，並且可以在推理過程中組合出現。

為什麼會有歸納推理呢？

所有描述的限制都表明歸納推理有多容易出錯，因此就出現了一個問題，為什麼我們還要使用它呢？

但是，歸納推理仍然很重要，因為它們充當我們推理的捷徑。將可用性啟發式或代表性啟發式應用於問題要比考慮所有與當前主題相關的資訊並使用邏輯規則得出結論更容易、更快。

在以下非常常見的行為片段中，包含了許多歸納推理，儘管人們第一眼並沒有意識到。它指出了這種認知能力的重要性

每天早晨的日出和傍晚的日落，四季的變化，電視節目，椅子在坐上去後不會塌陷，以及按下按鈕後閃亮的燈泡。

所有這些都是從歸納推理過程中得出的結論。因此，人們假設自己坐的椅子不會塌陷，因為以前坐過的椅子都沒有塌陷。這並不能保證椅子不會碎成碎片，但無論如何，假設椅子保持穩定是一個非常有用的結論，因為這很有可能發生。總之，在演繹推理不適用，只有證據而沒有得到證實的的事實的情況下，歸納推理相當有利。由於這些情況在日常生活中經常發生，因此無法想象沒有使用歸納推理的生活。

歸納 vs. 演繹

下面的表格（圖 7）總結了演繹推理和歸納推理之間最普遍的特性和差異，這些差異需要注意。

圖 7，歸納 vs. 演繹
	演繹推理	歸納推理
前提	陳述為事實或一般原則（“西班牙夏季很熱。”）	基於對特定情況的觀察（“克努特和他的妻子看到的所有烏鴉都是黑色的。”）
結論	結論比前提提供的資訊更特殊。它是透過將邏輯規則應用於前提直接得出的。	結論比前提提供的資訊更普遍。它是透過概括前提的資訊得出的。
有效性	如果前提為真，則結論必須為真。	如果前提為真，則結論很可能為真。
用途	更難使用（主要用於邏輯問題）。需要事實，這些事實一定是正確的。	常用於日常生活（快速簡便）。使用證據而不是得到證實的的事實。

決策

根據不同程度的後果，每個做出決定的過程都需要適當的努力，需要考慮各個方面。關於克努特的故事中以下片段說明了這一點：“克努特考慮了西班牙溫暖的天氣以及在這種情況下襯衫和短褲更舒適的事實（資訊收集和可能性估計），他認為自己需要它們去度假。因此，他最終決定將主要以襯衫和短褲為主裝進他的包裡（最終的選擇行為）。”現在看來，沒有事先推理就不可能做出任何決定，但這並不正確。當然，有些人會在沒有時間思考的情況下自發地決定做某事。我們在這裡不做詳細介紹，但你可以思考以下問題：“在這種情況下，我們為什麼要選擇這個選項而不是那個選項？”

在備選方案中進行選擇

心理過程，即決策，在日常生活中不斷地發生。再次思考克努特，我們可以想象他決定是為度假多帶藍色襯衫還是綠色襯衫（這隻會產生微不足道的影響），但也可以想象他決定申請特定工作或與妻子生孩子（這會對未來生活的重要情況產生重大影響）。上述例子都以個人決定為特徵，而涉及經濟或政治問題等方面的職業決定也同樣重要。

效用方法

分析決策制定有三種不同的方法。規範性方法假設決策者是理性的，並且具有明確定義的偏好。雖然理性選擇理論基於先驗考慮，但描述性方法基於經驗觀察和對選擇行為的實驗研究。規範性方法旨在發展提高決策制定能力的方法。根據Manktelow和Reber的定義，“效用是指因為符合個人最大利益而令人滿意的結果”（Reber, A. S., 1995; Manktelow, K., 1999）。這種規範/描述性方法以貨幣價值意義上的最大預期效用為特徵來描述最佳決策制定。這種方法在博弈論中很有用，但也同時包含一些缺點。人們並不一定只關注貨幣收益，因為他們發現除了金錢之外，還有其他東西具有價值，例如娛樂、空閒時間、家人、健康等。但這並不是什麼大問題，因為可以應用圖表（圖 8），該圖表顯示了（貨幣）收益/損失與其主觀價值/效用之間的關係，該價值/效用等於上述所有有價值的事物。因此，不選擇最大貨幣價值並不一定就代表著非理性決策過程。

誤導性影響

但即使考慮到上述因素，由於各種誤導性影響，仍然可能存在做出“正確”決策的問題，這些影響主要源於歸納推理的限制。一般來說，這意味著我們對某個情況/問題的模型可能並不理想，無法以最佳方式解決它。以下三個要點是這類影響的典型例子。

主觀模型

這種影響與之前在關於歸納推理限制部分提到的虛假相關性非常類似。它指的是人們構建的模型可能存在誤導性，因為它們依賴於主觀推測。例如，人們可以透過考慮國家的一般偏見來決定搬到哪裡（例如，義大利的披薩總是很好吃，天氣宜人，生活方式輕鬆，而英國的食物很無聊，經常下雨）。預測的事件與實際發生的事件並不一致。（Kahneman & Tversky, 1982; Dunning & Parpal, 1989)

聚焦錯覺

另一種誤導性影響是所謂的聚焦錯覺。人們在做出某個決定時（例如，天氣），往往只考慮最明顯的方面，而忽略了其他一些真正重要的結果（例如，工作環境）。當人們對他人進行判斷時，這種效應比對自己生活進行判斷時更常見。

框架效應

一個問題可以用不同的方式描述，從而引發不同的決策策略。如果一個問題以收益的方式表述，人們傾向於使用風險規避策略，而以損失的方式表述問題會導致人們採用風險承擔策略。以下實驗就是一個關於相同問題和可預測的不同選擇的例子：一群人被要求想象自己比現在富裕 300 美元，面對兩種選擇：確定性地獲得 100 美元，或者有 50% 的機會獲得 200 美元或什麼也拿不到。大多數人會避免風險，選擇確定性獲得 100 美元，這意味著他們採用了風險規避策略。相反，如果人們被要求假設自己比現實富裕 500 美元，並被給予兩種選擇：確定性地損失 100 美元，或者有 50% 的機會損失 200 美元或什麼也拿不到，大多數人會選擇冒險損失 200 美元，從而採用尋求風險或風險承擔策略。這種現象被稱為框架效應，也可以用上面的圖 8 來解釋，該圖是收益的凹函式，損失的凸函式。（認知心理學基礎, Levitin, D. J., 2002)

決策制定中的理由

決策制定通常需要為決策指定一個理由，並因此對其進行辯護。A. Tversky 和 E. Shafir (1992) 的一項實驗說明了這一因素：一項非常誘人的旅行套餐提供給了一組剛剛透過考試的學生和另一組剛剛不及格考試的學生，他們有機會在即將到來的假期後重考。所有學生都有三種選擇：立即購買機票，呆在家裡，或者支付 5 美元來保留以後購買的選項。此時，兩組學生之間沒有區別，因為透過考試並決定預訂航班的學生人數（理由是應得的獎勵）與不及格考試並預訂航班的學生人數相同（理由是安慰，並有時間重新安排）。另一組學生被告知兩天後公佈考試結果，他們面臨著同樣的問題。大多數人決定支付 5 美元，保留選擇權，直到他們拿到考試結果。因此得出的結論是，即使實際的考試結果不會影響決策，但它卻是提供理由所必需的。

執行功能

隨後，問題就變成了這種做出決策的認知能力是如何在人腦中實現的。由於我們已經知道決策過程中包含了一些不同的任務，那麼一定存在一些東西協調和控制這些大腦活動——即執行功能。它們是大腦的指揮家，指示其他大腦區域執行或保持沉默，並總體上協調它們的同步活動（Goldberg, 2001）。因此，它們負責最佳化所有“多執行緒”認知任務的效能。

定位這些執行功能相當困難，因為它們不能被指定到單個大腦區域。傳統上，它們被等同於額葉，或者更確切地說，是額葉的前額葉區域；但它們的所有方面是否都與這些區域相關，目前仍是一個懸而未決的問題。

儘管如此，我們將重點關注額葉的前額葉區域，以便對執行功能在認知中起到的重要作用有一個印象。此外，還可以將這些區域細分為功能性部分。但需要注意的是，並非所有研究人員都認為前額葉皮層包含功能上不同的區域。

實踐中的執行功能

根據 Norman 和 Shallice 的說法，在五種情況下，可能需要執行功能才能最佳化效能，因為行為的自動啟用將不足以應對。這些情況涉及…

1. …計劃或決策制定。

2. …錯誤糾正或故障排除。

3. …包含新動作序列的反應。

4. …技術困難或危險情況。

5. …控制行動或克服強烈的習慣性反應。

以下部分將更深入地探討這些要點，主要參考腦損傷患者。

令人驚訝的是，一般來說，智力在額葉損傷的情況下不會受到影響（Warrington, James & Maciejewski, 1986）。然而，將智力分為晶體智力（基於先前獲得的知識）和流體智力（旨在依賴於當前解決問題的能力）突出了額葉的執行能力，因為額葉有病灶的患者在流體智力測試中的表現明顯較差（Duncan, Burgess & Emslie, 1995）。

1. 計劃或決策制定

抽象和概念思維障礙

為了解決許多工，重要的是能夠利用給定的資訊。在許多情況下，這意味著材料必須以抽象的方式而不是以具體的方式進行處理。執行功能障礙的患者存在抽象困難。卡片排序實驗證明了這一點（Delis 等人，1992）。

卡片上顯示了動物的名稱，以及在單詞上方或下方放置的黑色或白色三角形。同樣，可以根據動物的不同屬性（陸地或水中生活，家養或危險，體型大小）或三角形（黑色或白色，在單詞上方或下方）對卡片進行排序。額葉受損的人無法完成任務，因為他們甚至無法將動物或三角形的屬性概念化，因此無法推斷出卡片的排序規則（相比之下，有些人只是堅持不懈；他們找到了一個排序標準，但無法切換到新的標準）。

這些問題可能是由於策略制定方面的普遍困難造成的。

目標導向行為

讓我們再次以克努特為例，來深入瞭解目標導向行為領域——從本質上講，這不過就是解決問題，因為它是關於組織行為來實現目標的。因此，當克努特為他的假期打包行李時，他顯然心中有一個目標（換句話說：他想要解決一個問題）——即在飛機起飛前做好準備。在實現特定目標的過程中，需要採取幾個步驟。

目標必須牢記在心

克努特絕不能忘記他必須及時打包行李。

細分任務和排序

克努特以結構化的方式打包行李。他先打包重要物品，然後繼續打包剩下的物品。

已完成的部分必須牢記在心

如果克努特已經把足夠的內衣放進了他的包裡，他就無需再尋找更多的內衣了。

靈活性和適應性

想象一下，克努特想打包他最喜歡的 T 恤，但他意識到它很髒。在這種情況下，克努特必須適應這種情況，並選擇另一件原本不在他計劃中的 T 恤。

行動評估

在實現最終目標的路上，克努特必須不斷評估自己的表現，即“考慮到我打包行李的目標，我做得怎麼樣？”。

執行功能障礙和目標導向行為

執行功能的崩潰在很大程度上損害了目標導向行為。具體方式無法一概而論，它取決於受損的特定腦區。因此，很有可能，一個患有特定病灶的人在上述五個方面中的兩個或三個方面存在問題，而在測試其他能力時則表現處於平均水平。然而，如果鏈條中缺失了一個環節，整個計劃可能變得非常困難甚至無法完成。此外，受影響的特定半球也起著作用。

另一個有趣的發現是，左、右半球額葉的病灶損害了不同的能力。右半球病灶導致在進行近期判斷時出現問題，而左半球病灶只在呈現的材料是語言性的或在實驗的某個變體（需要自發排序）中才損害了患者的表現。因此，我們知道，排序行為的能力並不只位於額葉，尤其是在涉及運動行為時，它位於左半球。

排序問題

在米爾納 (1982) 的一項實驗中，人們看到了一系列帶有圖片的卡片。實驗包括兩項不同的任務：識別試驗和近期試驗。在前者中，患者被展示了兩張不同的圖片，其中一張在序列中出現過，參與者需要決定哪一張是。在後者中，他們被展示了兩張不同的圖片，這兩張圖片都出現過，他們需要說出最近顯示的圖片。這項實驗的結果表明，顳葉病灶的人在識別試驗中表現出更多的困難，而額葉病灶的患者在近期試驗中存在困難，因為前部區域對於排序非常重要。這是因為識別試驗需要一個正常運作的識別記憶，近期試驗需要一個正常運作的專案順序記憶。這兩個是可以分離的，似乎在腦的不同區域進行處理。

額葉不僅對排序很重要，而且被認為在工作記憶中起著重要作用。這一觀點得到了以下事實的支援：額葉外側區域的病灶比額葉皮層其他區域的損傷更可能損害“記住事物”的能力。

但這並不是排序的全部。為了以最佳方式實現目標，一個人除了能夠制定正確的順序外，還必須能夠弄清楚哪種行動順序，哪種策略最適合目的。這在名為“倫敦塔”的實驗（Shallice，1982）中得到了證實，該實驗類似於著名的 '漢諾塔' 任務，不同之處在於該任務要求將三個球放置在三個不同長度的柱子上，這樣一根柱子可以放三個球，第二根柱子可以放兩個球，第三根柱子只能放一個球，並且以儘可能少的步數，從固定初始位置獲得可變目標位置。特別是左額葉受損的患者在執行這項任務時被證明工作效率低下且效果不佳。他們需要很多步，並且會進行一些沒有朝著目標前進的行動。

可獲得資訊的解釋問題

通常，如果我們想實現目標，我們會得到有關如何最好地實現目標的提示。這意味著我們必須能夠解釋可獲得的資訊，瞭解適當的策略是什麼。對於許多執行功能障礙患者來說，這也不是一件容易的事。他們在使用這些資訊方面存在困難，並會進行效率低下的行動。因此，他們完成一項任務所需的時間比使用額外資訊並制定有效策略的健康人要長得多。

自我批評和自我監控問題

我們在這裡要介紹的額葉受損患者的最後一個問題，是上述目標導向行為的必要屬性列表中的最後一點。它評估個人行動的能力，大多數患者都缺乏這種能力。因此，這些人很可能“偏離任務”，並進行一些無助於他們實現目標的行為。除此之外，他們還無法確定他們的任務是否已經完成。造成這種情況的原因被認為是缺乏動力或對個人表現漠不關心（額葉損傷通常伴隨著情緒處理的變化），但這可能不是這些問題的唯一解釋。

在這方面，另一個重要的腦區——額葉的內側部分——負責檢測在朝著目標前進的過程中所犯的行為錯誤。這已經透過 ERP 實驗得到證實，在該實驗中，在犯錯後 100 毫秒會出現與錯誤相關的負波。如果該區域受損，這種機制將無法正常運作，患者會失去檢測錯誤並因此監控自身行為的能力。

但是，最後我們必須補充一點，儘管執行功能障礙會導致在朝目標正確行為方面出現大量問題，但大多數患者在被分配任務時確實渴望解決它，但他們就是無法做到。

2. 錯誤校正和故障排除

*圖 10，WCST 示例：根據物件形狀 (a)、數量 (b) 或顏色 (c) 對卡片進行排序*

研究錯誤校正和故障排除最著名的實驗是威斯康星卡片排序測驗 (WCST)。參與者會看到一些顯示特定物件的卡片。這些卡片由卡片上物件的形狀、顏色和數量來定義。現在，這些卡片必須根據這三個標準中的一個來進行排序。參與者不知道哪個規則是正確的，但必須根據實驗者的正反饋或負反饋得出結論。然後，在參與者找到正確的排序規則後，實驗者會改變規則，之前的正確排序將導致負反饋。參與者必須意識到變化，並透過根據新規則對卡片進行排序來適應它。

執行功能障礙患者在第一步中就存在識別規則的問題。他們需要明顯更長的時間，因為他們在使用已提供的資訊得出結論方面存在困難。但一旦他們開始正確排序，規則發生改變，他們會繼續按照舊規則對卡片進行排序，儘管他們中的許多人注意到了負反饋。他們只是無法切換到另一個排序原則，或者至少他們需要很多次嘗試才能學習新的排序原則。他們會固執己見。

轉移和修改策略問題

額葉完好的神經元組織對於我們上面描述的與目標導向行為相關的另一個執行功能至關重要：靈活性和適應性。這意味著，額葉受損的人在改變他們的思維方式方面會遇到困難——這意味著在意識到原始計劃由於某種原因無法執行後製定一個新的計劃。因此，他們無法根據這個新問題修改他們的策略。即使一個假設顯然不能是解決問題的正確假設，患者也會堅持這個假設，無法放棄它（稱為“隧道視野”）。

此外，與其他腦區受損的人相比，這些人不會使用那麼多合適的假設來制定策略。在患者身上如何觀察到這種現象，無法一概而論，而是取決於必須進行的轉變的性質。

前面提到的“重新定向”個人策略的問題與實際的“在任務之間切換”的行為形成對比。對於額葉受損的患者來說，這是一個更大的問題。由於控制任務切換本身的系統獨立於實際執行這些任務的部分，因此，在背外側前額葉皮層受損的患者中，任務切換特別受損，而同時他們沒有在單獨執行單一任務方面遇到任何問題。當然，這會導致目標導向行為出現很多問題，因為正如之前所說：大多數任務都是由必須完成的更小的子任務組成的。

3. 包含新行動序列的響應

已經進行了許多臨床測試，要求患者制定策略來應對新情況。在認知估計任務 (Shallice & Evans, 1978) 中，患者會看到一些答案不太可能知道的問卷。前額葉皮層受損的人在對諸如“荷蘭有多少隻駱駝？”之類的問題進行估計方面存在重大困難。

在 FAS 測驗 (Miller, 1984) 中，受試者必須在一分鐘內生成以特定字母開頭的一系列單詞（不是專有名詞）（“F”、“A”或“S”）。這項測試涉及制定新策略，在替代方案之間進行選擇，並避免重複先前給出的答案。左外側前額葉病灶患者通常會受損 (Stuss et al., 1998)。

4. 技術困難或危險情況

在危險情況下，一個錯誤就可能輕易導致嚴重傷害，而在技術困難的情況下（例如，搭建紙牌屋），錯誤顯然會導致失敗。因此，在這種情況下，自動啟用反應顯然是不夠的，執行功能似乎是解決此類問題的唯一方法。

Wilkins、Shallice 和 McCarthy (1987) 能夠證明危險或困難情況與前額葉皮層之間存在聯絡，因為該區域有病灶的患者在涉及危險或困難情況的實驗中表現出受損。腹內側和眶額皮層對於執行功能的這些方面可能尤為重要。

5. 動作控制或克服強烈的習慣性反應

行動啟動、停止和控制的缺陷

我們首先描述了失去開始某事的能力，即啟動行動的能力的影響。患有執行功能障礙的人在沒有外部強有力的幫助的情況下，可能難以開始一項任務，而左額葉受損的人往往表現出自發言語受損，而右額葉受損的人則表現出較差的非語言流暢性。當然，其中一個原因是，這個人本身不會有任何解決任務的意願、慾望或關注，因為這是執行功能障礙的另一個特徵。但它也歸因於一種心理效應，這種效應通常與失去適當的執行功能有關：心理慣性。就像在物理學中一樣，在這種情況下，慣性意味著行動很難啟動，但一旦啟動，就很難改變或停止。這種現象的特點是參與重複行為，被稱為固執行為（cp. WCST）。

執行功能障礙引起的另一個問題可以在患有所謂 **環境依賴綜合徵** 的患者中觀察到。他們的行動受到其物理或社會環境的驅使或強迫。這以多種不同的方式表現出來，在很大程度上取決於個人的個人歷史。例如，患者在看到電腦鍵盤時就開始打字，在看到髒廚房時就開始洗碗，或在發現地板上有錘子、釘子和圖片時就開始在牆上掛圖片。這使得這些人看起來像是衝動行事，或者像是失去了“自由意志”。這表明他們缺乏對自身行為的控制。這是由於他們的執行功能受損導致思維和行動脫節。這些患者知道自己的行為不恰當，但就像在 WCST 中一樣，他們無法控制自己的行為。即使有人告訴他們按哪種屬性對卡片進行排序，他們仍然會堅持使用舊規則進行排序，因為在將這些指示轉化為行動方面存在重大困難。

為了避免這些問題，需要具備啟動、停止或改變行動的能力，但也很可能需要利用資訊來引導行為的能力。

認知估計缺陷

除了在難以對答案未知的問題進行估計外，額葉損傷的患者普遍存在認知估計問題。

認知估計是指利用已知資訊對世界做出合理判斷或推論的能力。現在，認知估計能力的喪失是執行功能障礙個體中經常觀察到的第三種缺陷型別。已經知道患有執行功能障礙的人的知識庫相對不受影響。這意味著他們無法保留關於資訊的資訊，或者至少他們無法根據資訊進行推斷。對這類人來說，有各種各樣的影響。例如，額葉受損的患者難以估計普通女性脊柱的長度。做出這樣的現實估計需要根據其他知識進行推斷，在這種情況下，需要知道普通女性的身高約為 5 英尺 6 英寸（168 釐米），並考慮到脊柱大約佔身體長度的三分之一到一半，等等。患有這種功能障礙的患者不僅在對認知資訊的估計方面存在困難，而且在對自身能力的估計方面也存在困難（例如，他們以目標為導向的方式引導活動或控制情緒的能力）。Prigatuno、Altman 和 O'Brien（1990）報告說，當患有與其他腦區瀰漫性軸索損傷相關的額葉前部損傷的患者被問及他們能夠在多大程度上執行諸如安排日常活動或防止情緒影響日常活動等任務時，他們嚴重高估了自己的能力。Smith 和 Miler（1988）透過多個實驗發現，額葉受損的個體在確定某一物品是否出現在他們發現很難估計某一物品出現頻率的特定檢查系列中時沒有困難。這不僅可能反映出認知估計方面的困難，而且也反映出記憶任務方面的困難，這些任務對記住時間資訊的要求很高。因此，兩種困難（認知估計和時間排序）都可能導致估計發生頻率的能力下降。

儘管在某些領域存在這些缺陷，但額葉損傷的患者的估計能力得以保留。這些患者在估計他們能夠在多大程度上防止情緒影響他們的日常活動方面也存在問題。他們也和顳葉損傷的患者或神經系統完整的患者一樣擅長判斷他們需要多少塊積木才能拼出一個謎題。

執行控制中額葉功能的理論

為了解釋額葉受損的患者在執行執行功能方面存在困難，已經發展了四種主要方法。每種方法都有助於更好地理解額葉區域在執行功能中的作用，但這些理論都沒有涵蓋所有出現的缺陷。

工作記憶的作用

最具解剖學特異性的方法假設額葉背外側前額葉區域對於工作記憶至關重要。工作記憶必須與長期記憶區分開來，它將資訊線上儲存以用於執行任務。工作記憶沒有被用來解釋廣泛的機能障礙，它側重於以下三種缺陷。

對資訊進行排序並引導行為朝目標發展
理解專案和事件之間的時間關係
環境依賴和固執行為的某些方面

對猴子的研究有助於發展這種方法（延遲反應正規化，Goldman-Rakic，1987，就是一個經典的例子）。

受控過程與自動過程的作用

基於以下基本假設的兩種理論認為，額葉在控制非經驗情況下的行為和覆蓋刺激-反應聯想方面特別重要，但對自動和輕鬆的行為貢獻甚微（Banich，1997）。

Stuss 和 Benson（1986）認為對行為的控制以分層的方式發生。他們區分了三個不同的層次，每個層次都與特定的大腦區域相關。在第一個層次中，感覺資訊由後部區域自動處理，在下一個層次（與額葉的執行功能相關）中，需要有意識的控制來引導行為朝目標發展，在最高層次中，前額葉皮層的控制自我反省發生。

這種模型適用於解釋以目標為導向的行為缺陷、處理新事物、缺乏認知靈活性以及環境依賴綜合徵。此外，它可以解釋無法有意識地控制行動和自我批評。Shalice（1982）提出的第二個模型提議了一個由兩個部分組成的系統，這兩個部分影響行為的選擇。第一部分是一個被稱為競爭排程（contention scheduling）的認知系統，負責更自動的處理。各種聯絡和處理方案導致單個刺激產生一系列自動行為。一旦一個行為被啟動，它就會一直處於活動狀態，直到被抑制。第二個認知系統是監督注意系統，它透過決策過程引導注意並引導行動，並且只有在“沒有可用的處理方案時、任務在技術上很困難時、需要解決問題時以及必須克服某些反應傾向時”才處於活動狀態（Banich，1997）。

這種理論支援了在例行情況下存在很少缺陷，但在處理新任務方面存在相關問題（例如，倫敦塔任務，Shallice，1982）的觀察結果，因為競爭排程中不存在處理該問題的方案。衝動行為是額葉損傷患者的另一個特徵，可以用這種理論來解釋。即使被要求不要做某些事情，這些患者仍然堅持他們的例行公事，無法控制他們的自動行為。

指令碼的使用

基於指令碼的方法是將事件、行為和想法組合在一起形成一個知識單元，由 Schank（1982）等人發展而來。

包含有關事件發生的環境、實現目標所需的事件集以及終止行動的最終事件的資訊。這些管理知識單元（MKUs）被認為儲存在前額葉皮層中。它們以分層的方式組織起來，最頂端是抽象的，越往底部越具體。

指令碼損壞會導致無法以目標為導向的行為，更容易應對日常情況（因為難以檢索新事件的 MKU），以及在行動啟動和停止方面的缺陷（因為 MKUs 指定了行動的開始和結束）。

目標列表的作用

人工智慧和機器學習的觀點引入了一種方法，該方法假設每個人都有一個目標列表，其中包含任務要求或目標。這個列表對於引導行為至關重要，因為額葉損傷會破壞形成目標列表的能力，因此該理論有助於解釋抽象思維、感知分析、言語輸出和保持任務方面的困難。由於缺乏內部目標以及難以組織朝目標發展的行動，該理論還可以解釋額葉損傷患者對環境的強烈影響。

腦區	可能的功能（左半球）	可能的功能（右半球）	涉及的布羅德曼區
腹外側前額葉皮層 (VLPFC)	檢索和維持語義和/或語言資訊	檢索和維持視覺空間資訊	44、45、47（44 & 45 = 布羅卡區）
背外側前額葉皮層 (DLPRF)	選擇一系列反應並抑制不適當的反應；操作工作記憶的內容	監控和檢查腦海中的資訊，特別是在不確定性條件下；警覺和持續注意	9, 46
前額葉皮層；前極；喙前額葉皮層	多工處理；在當前執行其他任務或子目標時，保持未來的意圖和目標	相同	10
前扣帶皮層（背側）	在反應衝突和錯誤檢測的情況下進行監控	相同	24（背側）& 32（背側）