原型学习理论
原型学习理论(prototype theory)的代表人物就是提出样例学习理论的罗施等人。原型学习理论可以说是特殊意义上的样例学习理论,两者都强调样例在概念学习中的作用,其区别之处在于,样例学习理论主张概念直接由样例来表征,而原型学习理论则主张概念由大量样例的综合形式——原型来表征。
原型与家族相似性
概念形成理论中所说的原型和知觉心理学中的原型一样,也是一种心理上的简约形式,但是概念形成中的原型与分类关系更加密切一些,它指的是对于一类事物的典型表征,是一个特定的具体的表象,包括这类事物的主要特征;它与本类别其他成员之间具有较多的共同特征,而且相对于其他成员而言,它最能代表某一类别;它和其他成员最相似,因而也最容易被提取出来。所以,在获得原型以后,遇到类似的新事物,就可以与这个原型进行比较,从而确定该事物是否属于该类别。
原型不一定是一个实际存在的样例,是由许多样例糅合而成的,它具备该类事物典型的特征,这种特征可以是内在的、本质的特征,也可以是外在的、非本质的特征,只要这些特征能够起到将同类事物与它类事物区别开来的作用就行;在判断一个新样例是否属于该类别事物时,不一定要求它包含原型中包含的所有特征,但是包含的特征越多,就越容易被认为是这个类别的成员。与之相反的是,假设检验理论强调的是掌握该类事物的本质特征(必要条件和充分条件),并且只要缺乏其中一个特征,就认为不是该类别的成员。
原型经常和家族相似性(family resemblances)一起用来解释自然概念的形成。一个类别可以看作是一个家庭,其中的样例就像家庭成员一样,相互之间具有一定数量的共同特征。家族成员都会有某些家族特征,有的成员多一些,有的成员少一些。维特根斯坦(Wittgenstein,1953)提出,概念或者类别就是以家族相似性为基础。他强调说,将不同的成员归入一个类别,依据的是它们之间的相似程度,而不是依据充分必要条件。图8-7里面的成员就像一个家庭,这个家庭有8个兄弟,他们具有一些共同的特征,例如多数人是白头发、大胡子、大耳朵、戴眼镜等。虽然这几个特征不是每一个人都具备,但是最当中的那个人(实际并不存在)却具备所有这些特征,因此这个人很有可能被认为是这个家庭最典型的成员!

图8-7 家族相似性示意图
(来源:Armstrong,Gleitman&Gleitman,1983)
原型学习的实验
里德(Reed,1972)的一个研究显示出原型学习的存在。这个实验分为学习阶段和测验阶段。在学习阶段,向被试呈现两类人脸,每一类人脸有5个样例(见图8-8)。到了测验阶段,再呈现20个新的人脸,要求被试将它们分别归入学习阶段中提到的两个类别。里德想弄清一个问题:被试会用什么样的策略完成归类任务?
被试可能用的策略有以下四种。
第一种策略:原型策略。这个策略就是每一个类别分别形成某种简约的表象,即原型,然后将新刺激与这些原型进行比较,并判断新刺激与哪个类别最匹配。
第二种策略:样例策略。如果采用样例策略,在学习阶段就要记住所有的10张人脸;在测验阶段,则将每一张新的人脸与这10张人脸分别比对,找到最接近的新老匹配以后,作出归类决策。
第三种策略:特征频率策略。这个策略要求被试比较新老刺激中的特征(例如鼻子的长短、额头的高低等),计算准确的特征配对数,根据配对数最多的一对新老匹配,作出归类决策。

图8-8 里德实验用的学习和测试材料示意图
(来源:Reed,1972)
第四种策略:平均距离策略。这个策略要求被试将每一类学习过的5张人脸分别与新刺激进行比较,计算出与它们之间的平均相似度,然后将新刺激归入平均相似度比较高的那一类。
里德给出了上述四种策略的描述,要求被试根据自己在归类学习中使用的方法作出选择。结果发现,58%的被试采用了原型策略,28%的被试采用了特征频率策略,10%的被试采用了样例策略,只有4%的被试采用了平均距离策略。
凯姆勒·纳尔逊(Kemler Nelson,1984)的一个实验则说明,不同的指导语对于被试的学习策略有很大的影响。实验同样分为学习阶段和测验阶段。在学习阶段中,先向被试呈现一些专门设计的“人工脸”(见图8-9),这些人工脸在4个维度上有区别——头发的卷曲度、鼻子的长度、耳朵的大小、胡子的宽度。每一个维度有3个取值,例如鼻子的长度可以是短、中、长。每一张脸呈现的时候都告知被试这张脸属于哪个类别——“医生”还是“警察”。如果仔细分析特征,就可以发现,“医生”和“警察”之间关键的区分性特征就是鼻子的长度:“医生”都是长鼻子,而“警察”都是短鼻子。但是每个类别的成员之间又具有一定的家族相似性:“医生”大多是微卷的头发、大耳朵、宽胡子;而“警察”则大多是很卷的头发、小耳朵、窄胡子。
在测验阶段,向被试们呈现一系列“测试脸”,其中包括两张很关键的“测试脸”,要求被试进行归类。这些“测试脸”中既包括前面用到的关键特征(鼻子的长度),同时它们与原来的成员也有一定的家族相似性。这两个方面可以产生竞争:被试可以根据关键特征对“测试脸”进行分类,这时,对于图8-9中的两个测试刺激的归类就应该是左边的是医生(长鼻子),右边的是警察(短鼻子);相反,如果被试根据家族相似性进行分类,则左边的大体上更接近警察,右边的更像医生。这样就可以根据被试的反应来判断他采用的策略。
在实验中,第一组被试被明确要求找到区分医生和警察的方法,第二组被试仅仅要求再认这些人脸。凯姆勒·奈尔逊发现,第二组被试有近60%的人采用家族相似性策略,第一组被试只有46%的人采用家族相似性策略。这说明被试的策略受到指导语的影响。

图8-9 凯姆勒·纳尔逊实验用的学习和测试材料示意图
(来源:Kemler Nelson,1984)
近年来,有人将原型学习理论和样例学习理论结合起来,成为一个“原型表征+样例记忆”的复合模型。这个模型认为,概念的形成同时建立在原型和样例的基础上。对于新刺激的归类过程是以下两个过程的共同作用:一是将刺激和原型作相似性比较;二是对特殊样例的提取和比较。史密斯和明达(Smith&Minda,1998;Minda&Smith,2000)认为,被试在学习阶段储存了原型信息,对新刺激的归类就根据其与原型的相似性得出;另外,学习阶段也存储了特殊样例的信息,如果这些样例在后面的任务中再次出现,将有利于被试快速作出决策,这一点与样例模型中所有的学习样例都通过相似性比较而作出决策的过程不同。