對認(rèn)知進(jìn)行研究的科學(xué)稱為認(rèn)知科學(xué)。
認(rèn)知科學(xué)（Cognitive Science），是一門研究訊息如何在大腦中形成以及轉(zhuǎn)錄過程的跨領(lǐng)域?qū)W科。
它研究何為認(rèn)知，認(rèn)知有何用途以及它如何工作，研究信息如何表現(xiàn)為感覺、語言、注意、推理和情感。
其研究對象為人類、動物和人工智能機(jī)制的理解和認(rèn)知，亦即能夠獲取、儲存、傳播知識的信息處理的復(fù)雜體系。
其研究領(lǐng)域包括心理學(xué)、哲學(xué)、人工智能、神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)、語言學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)和教育學(xué)。
認(rèn)知科學(xué)建立在對感知、智能、語言、計(jì)算、推理甚至意識等諸多現(xiàn)象的研究和模型化上。
它跨越相當(dāng)多層次的分析，從低層次的學(xué)習(xí)和決策機(jī)制，到高層次的邏輯和策劃能力，以及腦部神經(jīng)電路。
“認(rèn)知科學(xué)”這個(gè)詞是克里斯多?！埜?希金斯在1973年評注一部關(guān)于當(dāng)時(shí)人工智能最新研究的著作萊特希爾報(bào)告時(shí)創(chuàng)造的。
隨后，《認(rèn)知科學(xué)期刊》和認(rèn)知科學(xué)學(xué)會相繼于美國加州成立。
認(rèn)知科學(xué)有一個(gè)核心信條：只在單一的層級上進(jìn)行研究，不可能徹底地理解精神和腦。
舉一個(gè)例子：
你記住了一個(gè)電話號碼，稍后把它復(fù)述出來。
要理解這個(gè)過程有兩種方法：
一種方法是通過直接的觀察，所謂的“自然觀察”：向一個(gè)人展示了一個(gè)電話號碼，一段時(shí)間之后他將其復(fù)述出來，我們可以度量這其中的時(shí)間間隔。
另一種度量認(rèn)知能力的方法，就是在這個(gè)人記憶電話號碼的同時(shí)，研究其每一個(gè)神經(jīng)元的激發(fā)狀況。
單獨(dú)使用以上的任意一種方法，都不能完全解釋“記憶電話號碼”這個(gè)過程。
即使人類的技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)時(shí)定位每一個(gè)腦神經(jīng)元的位置和激發(fā)狀態(tài)，我們也無法由此得知，單個(gè)的神經(jīng)元發(fā)放如何變成我們見到的人的動作。
所以，我們需要理解兩個(gè)層面如何互相關(guān)聯(lián)。
《具身心智——認(rèn)知科學(xué)與人類經(jīng)驗(yàn)》（The Embodied Mind: Cognitive Science and Human Experience）中這樣講到：“關(guān)于心智的新科學(xué)需要擴(kuò)展其視野，既能夠容納活生生的人類經(jīng)驗(yàn)，也能容納人類經(jīng)驗(yàn)可能有的固有變易。”
可以對一個(gè)過程作功能性的層級劃分，來實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法。
對一個(gè)特定現(xiàn)象作多層次的研究，會更好地理解腦中的過程如何上升為特定的行為。
大衛(wèi)·馬爾曾經(jīng)給出過一個(gè)著名的三層次分析：
“計(jì)算理論”，說明計(jì)算的目標(biāo)。
“描述與算法”，給出輸入和輸出的描述，以及算法是如何由輸入得到輸出；
“硬件實(shí)現(xiàn)”，算法和描述如何在物理上實(shí)現(xiàn)。
認(rèn)知科學(xué)的基本要義是：理解心智的最好途徑，是認(rèn)識腦中的代表性結(jié)構(gòu)，以及這些結(jié)構(gòu)中發(fā)生的計(jì)算性過程。
心智與大腦的關(guān)系，也就是功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
因此認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)就是神經(jīng)科學(xué)，旨在理解人類認(rèn)知的神經(jīng)基礎(chǔ)。
理解人類的認(rèn)知過程是人類理解自然的一個(gè)終極挑戰(zhàn)。
它不僅需要描述與不同層面的認(rèn)知相關(guān)的現(xiàn)象（從行為到神經(jīng)系統(tǒng)和回路再到細(xì)胞和分子），而且需要對在不同層面觀察到的現(xiàn)象之間的因果聯(lián)系的機(jī)械理解。
由于腦成像技術(shù)和分子與細(xì)胞生物學(xué)的快速發(fā)展，在宏觀和微觀層面上對腦的理解已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。
然而，我們在介觀層面的知識還存在一個(gè)巨大的漏洞。
我們很少知道特定類型的神經(jīng)元是如何在大腦的不同區(qū)域組裝成神經(jīng)回路的，也不太清楚特定的神經(jīng)回路在認(rèn)知過程和行為中如何執(zhí)行它們的信號處理功能。
對這些活動的理解都需要神經(jīng)回路在單細(xì)胞分辨率和神經(jīng)元活動的時(shí)空模式的體系結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。
要想在介觀層面有所進(jìn)展，我們需要：
完成對神經(jīng)回路及其活動模式的介觀測繪
完成對動物模型認(rèn)知過程的基本邏輯和機(jī)制的理解。
調(diào)查對外部世界的基本認(rèn)知，包括感覺知覺、感覺運(yùn)動變換、分類、概念形成和決策。
這些研究可以為在介觀水平理解保守認(rèn)知機(jī)制提供基礎(chǔ)。
此外，認(rèn)知科學(xué)研究也包括對自我和非自我、共情和心智理論等高級認(rèn)知功能的深入探討。
就目前人類的認(rèn)知水平而言，這些高級認(rèn)知功能是語言進(jìn)化的前奏，是人類的獨(dú)特認(rèn)知能力。
去年今日：
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