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認知科學:導論/感知在認知中的作用

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我們可以將感知定義為將能量或代理環境的其他部分轉換為代理的表示,或幫助代理導航世界。

感知可以非常複雜,比如我們摸黑在錢包裡找到一把正確的鑰匙,僅僅透過觸覺,但也可以很簡單。我們甚至可以將免疫系統視為一種非常簡單的感知形式。T細胞可以透過細胞表面的感測器(稱為T受體)識別入侵者。如果T受體與細胞結合,它就會觸發殺死細胞的訊號。[1]

紅細胞、血小板和T細胞(右邊,藍色)。即使是T細胞也能進行有限的感知形式。

生物體利用環境中的能量來執行大量的生物、化學和機械操作。例如,大多數生物體利用植物完成的工作將太陽能轉化為化學能(葡萄糖)。葡萄糖鍵中包含的能量隨後被生物體用於驅動其自身身體或細胞結構內的許多工作。然而,陽光或電磁能並不是唯一可以用來完成工作的能量形式,新陳代謝也不是唯一可以完成的工作。相反,人類、動物和其他資訊處理系統(例如智慧機器)能夠將廣泛的環境能量和資訊轉化為電能,用於驅動我們每個人都熟悉的驚人的認知過程。雖然我們仍然不完全理解我們(和其他動物)大腦中的神經過程如何導致這些認知體驗,但我們從心理學和神經科學研究中瞭解了很多關於環境中的能量如何轉化為電能,以及我們認為其他動物可能擁有的認知體驗的型別。對能夠感知其環境並使用此資訊來驅動行動的人工智慧體的研究是另一個富有成效的強大正規化。本章將探討人類和非人類的感覺——透過感官接受器識別資訊和接收環境能量的過程——以及感知——我們對這些感覺的心理解釋。

在人類中,體感系統負責感知環境中的化學、電磁、機械和熱資訊,最終導致我們的視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺和本體感覺感知體驗。我們身體上的高度特異性感官接受器能夠與環境中的特定資訊相互作用。最終,如果感官接受器與足夠多的正確型別的資訊相互作用,這些資訊將被轉換為或轉導為電訊號。無論是在視網膜上照射的光子是否具有適當的能量,還是在內耳中振動機械感受器的聲波是否具有適當的分貝和頻率範圍,當這些環境資訊被轉導為電訊號時,都會產生成功的刺激或感覺。透過將我們環境中的能量和資訊轉化為我們的神經元可以用來交流的電流通貨,我們的感覺系統為我們的大腦提供了將感覺賦予我們每個人在以不同的方式感知我們的環境後感知到的個人意識體驗的基礎。[2][3]

快速調查整個動物界各種感官能力,立即揭示了感覺系統的一個基本特徵:它們是有限的。感覺和知覺允許生物體和機器僅吸收和解釋其周圍環境中的一部分資訊。就像你無法感知你的狗可能會聽到的讓你想吃晚飯的高音哨聲一樣,其他動物只能看到人類感知到的顏色的一小部分。儘管存在這些感官差異,我們並不是唯一能夠進行認知處理和思考的動物。正如我們將看到的,我們自己的感官能力也遠不如我們意識體驗所表明的那樣。然而,我們的大腦能夠使用環境中可用資訊的一個有限子集來構建一個認知敘述,使我們能夠思考、推理和互動。瞭解這種資訊的性質,以及其他感覺感知系統(生物或其他)的差異以及它們所維持的認知過程型別,可以幫助揭示認知基本構建塊的很多資訊。

有一些感覺很難歸類為感覺或情感,例如熟悉感、確定感或新奇感。

參考文獻

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  1. Mukherjee, S. (2016). 基因:一部親密的歷史. Simon and Schuster.
  2. Goldstein, E. Bruce. 感覺與知覺. Wadsworth Cengage Learning, 2010.
  3. Lodish, Harvey, Arnold Berk, S. Lawrence Zipursky, Paul Matsudaira, David Baltimore, and James Darnell. “感官轉導”, 2000.
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