层次语义网络模型
层次语义网络模型的基本思想
层次语义网络模型（hierarchical semantic network model）是由柯林斯和奎利恩（Collins＆Quillian，1969）提出来的，是语义记忆研究领域中最著名的理论。这个模型的基本思想是，语义记忆是由概念之间的相互联系形成的一个巨大网络，而且这个网络是有一定层次结构的，知识的提取就是这个层次网络作用的结果。具体地说，在语义记忆中，概念被分层次地组织成有逻辑性的种属关系。例如，“金丝鸟”的上位概念是“鸟”，“鸟”的上位概念是“动物”。每一类事物的特征总是储存在对应于该类别的层次上。例如，“有翅膀”只储存在“鸟”这一层次，不会储存在“金丝鸟”等下位概念的层次，尽管金丝鸟也是有翅膀的。这样的安排可以体现“认知经济性原则”——各种特征或事实总是储存在尽可能最高的层次上，下属层次可以“共享”这些特征或事实而不必另外占用储存空间。图6-1是语义记忆层次网络的示意图。
图6-1 语义记忆层次网络的示意图
（来源：Collins＆Quillian，1969）
如果我们要判断“金丝鸟有翅膀”这句话是否正确，就要从上述层次网络中提取信息。提取的过程是，先找到“金丝鸟”这个结点，并在这个层次（图6-1中的水平0）寻找“有翅膀”这个特征，如果找不到，则向上一层次搜索，进入“鸟”这一结点，并在这里（图6-1中的水平1）寻找“有翅膀”这个特征。结果发现鸟是有翅膀的，这样就完成了知识的提取。接下来就是进行判断：既然鸟有翅膀，那么它的下位概念——金丝鸟也应该有翅膀。
层次语义网络模型的实验验证
为了检验层次语义网络模型的正确性，柯林斯和奎利恩进行了一项重要的实验研究。他们在实验中向被试呈现一些句子，让被试判断这些句子的对错，并记录被试的反应时间。呈现的句子包括：
金丝鸟会唱歌。（对）
金丝鸟会飞。（对）
金丝鸟有皮肤。（对）
金丝鸟是粉红色的。（错）
金丝鸟是鸟。（对）
金丝鸟是鱼。（错）
金丝鸟是动物。（对）
……(https://www.daowen.com)
所有的句子都可以按照语义水平加以分类。例如，“金丝鸟有皮肤”这句话中，“有皮肤”这一信息储存在“动物”这一层次（水平2），与“金丝鸟”差了两个层次；“金丝鸟会飞”中，“会飞”这一信息储存在“鸟”这一层次（水平1），与“金丝鸟”只差一个层次；“会唱歌”则恰好位于“金丝鸟”这个层次（水平0）。柯林斯和奎利恩认为，层次差得越多，反应时应该越长。
实验的结果（见图6-2）证实了他们的推测。就反应时来说，水平0的“金丝鸟会唱”“金丝鸟是金丝鸟”最短，因为不需要跨层次的搜索；“金丝鸟会飞”和“金丝鸟是鸟”就要转向上一层次才能搜索到相应知识；“金丝鸟有皮肤”和“金丝鸟是动物”要跨2个层次才能搜索到相应知识，因此对它们的反应时依次增加。
图6-2 对不同层次句子作出判断的反应时
（来源：Collins＆Quillian，1969）
启动效应也可以作为层次语义网络模型的一个佐证。在第2章“注意”中我们曾经提到迈耶等人（Meyer＆Schvaneveld，1971；Meyer，Schvaneveld＆Ruddy，1974）的词汇决策研究。他们采用的刺激是词（例如COLLEGE）和非词（例如NART）。实验结果显示，当启动刺激和检测刺激之间具有语义上的联系的时候（例如COLLEGE和UNIVERSITY），被试可以比较快地判断检测刺激是不是一个词；反之，如果两者之间缺乏语义上的联系（例如JELLY和UNIVERSITY），被试的反应时就长。
另外，词优效应也可以看作是层次语义网络模型的支持性证据。我们知道，当字母D或K作为单词WORD或WORK的一部分出现时，被试识别它们的反应时一般比较短；而它们单独出现或者出现在非词上下文中，反应时就长。这个现象也可以用语义网络来解释：单词对应的节点在识别字母之前得到了激活，从而加快了后面的识别进度。
对层次语义网络模型的质疑
柯林斯和奎利恩的理论对语义记忆领域的研究影响极大，得到许多心理学家的支持。但是随着研究的深入，他们的理论也受到一些批评。
就在柯林斯和奎利恩提出他们的模型后不久，就有人发现不利于该模型的证据。例如，康拉德（Conrad，1972）针对“每一类事物的特征总是储存在对应于该类别的层次上”的论断，设计了一个实验。实验中也是要求被试判断一些句子的正误。其关键是用了以下三个句子：
鲨鱼会动。
鱼会动。
动物会动。
按照层次语义网络模型，为了达到认知经济性，“会动”这一特征应该储存在“动物”这一层次，“鱼”是“动物”的下位概念，“鲨鱼”又是“鱼”的下位概念，可以通过它们的相互联系共享“会动”这个特征，但是由于相差1个和2个层次，搜索时间会增加，因此反应时由短到长的排列应该是“动物会动”“鱼会动”和“鲨鱼会动”。但是，实验结果却显示出没有多少差异。康拉德认为，“会动”这一特征可能常常与“动物”“鱼”和“鲨鱼”联系在一起，联系的频率比认知经济性原则更能影响被试的反应时。
在柯林斯和奎利恩的模型中，概念之间的层次高低是不变的。例如，“动物”“哺乳动物”和“猪”的层次依次下降。这样，被试对“猪是动物”的反应时应该长于对“猪是哺乳动物”的反应时。但是，里普斯、肖本和史密斯（Rips，Shoben＆Smith，1973）的实验发现，被试对于“猪是动物”的反应时短，对于“猪是哺乳动物”的反应时却比较长，实验结果与理论预测正好相反。
里普斯等人（Rips，Schoben＆Smith，1973）还发现了另一个与层次语义网络模型相抵触的证据，那就是典型性效应（typicality effect）。他们发现，如果让被试对于“知更鸟是鸟”和“火鸡是鸟”这两个句子作出判断（都是正确的），两者的反应时是不一致的。对于“知更鸟是鸟”的反应时会比较快。但是，按照层次语义网络模型，“知更鸟”和“火鸡”的层次相同的，它们都是“鸟”的下位概念，只不过“知更鸟”是“鸟”的比较典型的例子。类似这样的典型例子，反应时总是短一些。层次语义网络模型无法解释这种典型性效应。