探索道义推理和世界知识在 Watson 的选择任务中的作用

摘要

本研究旨在分析人们如何根据规范规则、道义推理以及世界知识在主体推理中的重要性进行推理。为此，使用了推理研究中的主要实验范式之一：Wason 的选择任务。

摘要

所提出的协议的目标是使用 Peter Wason 在 1960 年代设计的 Wason 选择任务来检查语义和语用变量在推理中的作用。这个问题旨在调查人们如何测试假设并从 if-then 条件语句中做出推断。这位作者被认为是推理心理学新时代的创始人。从这个意义上说，主体通过逻辑过程进行推理的传统观念受到了挑战，并且表明推理是依赖于内容的。从六十年代到现在，大量调查表明，与最初的抽象问题相比，初始主题任务获得了更好的结果，这可能是由于其他因素，例如场景或任务说明。具体来说，在这项研究中，纵了三个变量：主题内容的类型（许可、义务、中立）、框架（包括规范性道义规则或关于事实关系的指示性条件）和场景（是否提供上下文）。结果显示了规则的主题内容、情景和对受试者推理的道义框架的关键作用。更准确地说：（1） 在表示权限的规则中表现最高，当规则的前因与结果之间没有关系时，观察到最差的推理：中性内容;（2） 当情境存在时，推理比没有情境时要好得多;（3） 记录了情景和框架之间的显着交互：如果任务包含在提出 Deontic 框架的场景中，则性能会显着提高。最后，这项调查强调了道义推理和实证知识在选择任务推理中的重要性。因此，获得的结果似乎反映了人类推理的动态和灵活性质。

引言

Wason 选择任务的总体目标是分析受试者如何从条件“If p then q”规则中制定和检验假设。这个问题一直是并将继续是研究人类推理机制的最佳实验工具之一。问题¹ 的原始抽象版本如图 1 所示。

图 1：Watson 选择任务的抽象版本。请单击此处查看此图的较大版本。

从逻辑的角度来看，条件语句 if p then q， 应该被解释为单向意义上的实质性暗示。所以，正确的解决方法是选择翻转 A 牌和显示 7 的牌（一般来说，p 和非 q 牌）。应该选择 A 牌 （p），因为另一侧的 3 （q） 会确认规则，而另一侧的 7 （非 q） 会伪造规则。应该选择显示 7 （not-q） 的牌，因为如果 A （p） 在另一侧，它会证伪规则。

在这个抽象版本（称为指示性）中，从正式角度来看，首次成功率非常差（约 10%）。大多数被试系统地犯了以下错误之一：他们选择了代表规则前提的卡片（A 或 p 卡片）。此外，他们经常没有选择 7（或不是 q），而是选择了 3（q 卡）。因此，参与者试图证明条件规则而不是伪造它（验证偏差²）。另一个偏差包括选择规则中提到的那些牌：A 和 3;一般来说，P 和 Q 卡（匹配偏差 ^3,4）。

一个问题出现了，为什么聪明的成人受试者无法解决它。这些结果的最初假设与任务的抽象性质有关（参与者必须用字母和数字进行推理）。因此，研究人员很快就开始寻找原始问题的主题变体，最初，他们记录了更好的性能。最初的解释围绕着所谓的主题促进效应 5,6,7,8。然而，出现了以下问题：（1） 原始任务的这些新的特定版本会影响获得的结果吗？（2） 被试对主题问题的推理是否与原始抽象问题不同？（3） 更重要的是，是否有不同的选择任务？

该问题的最早语义版本之一是基于 “邮政规则”，它由 Johnson-Laird 等人设计⁹。在这个任务中，被试收到条件句：“如果一封信是密封的，那么它上面有 50 L 的邮票”。与原始摘要相比，此版本获得的更好结果最初是从主题促进效应的角度来解释的。然而，在这个新问题中，与第一个任务有关的一些变化被包括在内，这些变化当时没有被考虑在内。除了主题内容之外，这些修改还可以调节获得的结果。首先，邮政任务被包含在一个特定的 场景中 （被试被要求想象他们是邮局工作人员在分拣信件）。其次，他们被指示“选择那些他们绝对需要交出的信封，以确定他们是否违反了规则”（违规说明）。因此， 实验说明 也相对于原始的真/假指令^{10、11、12、13、14、15}进行了一些关键研究，以研究指令和主题内容对选择任务推理的影响。

同样，Griggs 和 Cox¹⁶ 设计了正确回答百分比最高的主题版本之一。在这个问题中，被试者必须想象他们是警察，他们必须检查是否违反了所提出的规则（“如果一个人在喝啤酒，那么这个人必须年满 19 岁”）。具体来说，在以前的研究中，还表明了场景和实验说明对选择任务进行推理的重要性 17,18,19）。事实上，如果回顾带有选择任务的研究，可以看出，注册促进的设计任务的一个重要部分包括道义规则，而不是原来的指示性任务 20,21,22,23,24,25,26,27,28,29（见表 1）。

作者	规则示例	结果解释
Johnson-Laird， Legrenzi & Legrenzi （1972）9	“如果一封信是密封的，那么它上面就有 50 里拉的邮票”	主题促进效应
格里格斯和考克斯 （1982）16	“如果一个人喝啤酒，那么这个人必须年满 19 岁”	通过内容-体验关系进行引导。
Cheng & Holyoak （1985）20	“如果乘客的表格一侧写着'入境'，那么另一侧必须包含'霍乱'。”	通过激活权限规则进行简化。
科斯米德斯 （1989）21	“如果一个人吃了木薯根，那么他的脸上就有纹身”	通过将规则重新表述为成本效益和应用作弊者检测器算法来促进。
曼克特洛&超过（1991）22	“如果你把房间整理干净，那你就可以出去玩了”	打破规则的卡片选择： 孩子：“p & not-q”;母亲：“不是-P和Q”。
Gigerenzer & Hug （1992）23	“如果员工在周末工作，那么这个人在一周内休息一天”	透视效果和作弊者-检测器算法调节选择（员工：“p & not-q”; 雇主：“not-p & q”）。
爱与凯斯勒 （1995）24	“如果有 Xow，那么一定有力场”	交互式效果说明和内容。在 deontic 版本中性能更好。
Valiña， Seoane， Ferraces & Martín （1995）18	“如果一个人坐在汽车的前排座位上，那么这个人必须年满 12 岁”	专题版表现更好。为违规指示提供便利。个体差异。
Valiña， Seoane， Ferraces & Martín （1998）19	“如果一个人骑摩托车，那么他必须戴头盔”	交互式效果说明和内容。在 deontic 版本中性能更好。
Almor & Sloman （2000）25	“如果员工在工作日休息一天，那么该员工必须在周末工作”	透视效果取决于问题文本上下文中规则的语言解释。
Staller， Sloman & Ben-Zeev （2000）26	“如果一个 Hare Mantra 孩子至少 8 岁，那么这个孩子在 8 岁的智力测试中表现良好”	透视效果不需要道义语境。根据反例的激活执行。
Girotto， Kemmelmeier， Sperber & van der Henst （2001）27	“如果一个人去任何东非国家旅行，那么这个人必须接种霍乱疫苗”	文本中表达的上下文调节了进行推理的相关性。
汤普森，普洛赖特，阿坦斯和卡萨（2015）28	“如果是本月的第一天，那么午餐必须有煎饼”。 “如果孩子吃了饼干，那么孩子必须获得了金星贴纸”	问题的交互类型（“作弊者或非作弊者”）和与孩子的父母联系（存在或不存在）。
Lampinen， Dasgupta， Chan， Sheahan， Creswell， Kumaran， McClelland & Hill （2024）29	三种类型的内容：现实：“如果客户要去跳伞，那么他们必须有降落伞”;arbitrary： “如果卡片有复数单词，那么它们必须具有积极的情绪”;nonsense： “如果牌的 bem 更多，那么它们的 stope 一定更少”。	与任意任务相比，现实任务具有显着的内容优势。 在逻辑任务上花费更长的时间可以提高性能。 更好地推理与主题世界一致的情况。

表 1：按时间顺序回顾了从开始到现在对 Watson 选择任务的关键实证调查。请点击此处下载此表格。

道义版本表达了义务或许可，包括明示或隐含的道义情态术语，如“应该”或“必须”，主体必须决定规则是否被遵守或违背。相反，指示性版本陈述的事实关系可能是真是假 30,31,32,33,34。在 Evans 和 Over³¹ 之后，指示性任务和道义任务可以被认为是问题的两种不同形式，具体取决于包含什么样的条件和指令。陈述条件句陈述了可能是真或假的事实关系，而道义条件句表达了可以被遵守或不被遵守的规范性规则。在Manktelow和Over³²中，关于事态的理论推理与关于行动和社会或道德规则的实际推理不同。

从不同的理论角度来看，有人为道义版本有不同的正确答案，并且比指示性任务更容易，原因有很多：（1）因为人们根据权限和义务对知识结构进行推理;（2） 因为道义规则触发了检测潜在作弊者的达尔文算法;（3） 因为人们分析规则的有用性，这取决于他们推理的角度;（4） 因为道义条件词唤起了世界知识许可的语用暗示，等等。

如果如所提议的那样，Wason 的选择任务有两种不同的形式：道义版本中的条件句是否与指示性抽象任务中的条件句具有相同的逻辑形式？陈述式和道义性问题的正确答案是否不同？这些问题的答案对于理解推理过程至关重要。

该协议的总体目标是使用 Watson 的选择任务分析人们如何测试假设并从 if-then 条件语句中做出推断。具体来说，进行了 3 x 2 x 2 的方差分析。该协议的要点意味着：（1） 在受试者内纵内容类型：所有参与者都将收到三个 Wason 选择任务，条件规则的前因和结果之间的主题关系不同：中立、许可和义务;（2） 在主体之间纵任务的框架（道义与指示性），以及 （3） 也在主体之间纵任务在场景中的包含或不包含（存在与不存在）。

因此，所有受试者在四个实验条件中的每一种都解决了三个主题选择任务：情景-道义框架、情景-指示性框架、无情景-道义框架和无情景-指示性框架。

方案

涉及人类参与者的研究已获得圣地亚哥德孔波斯特拉大学生物伦理委员会的批准。此外，还获得了参与者的书面知情同意书。这些任务将以纸笔格式呈现。在结果分析中只需要使用技术（参见 材料表）。

1. 为 Watson 选择任务的三个版本准备刺激

1. 为中性内容准备基本刺激：
   1. 详细说明四张牌。
   2. 在每张卡片的一面分别写下动物的名字（猫、狮子）和另一面的花的名字（玫瑰、康乃馨）。
   3. 将卡片放在桌子上，以便只能看到每张卡片的一面。另一侧是隐藏的。
   4. 确保在可见的面上分别写出：cat、lion、rose、carnation。
   5. 详细阐述一个与这些卡片相关的条件规则：“如果一张卡片的一侧写着 cat，那么它的另一侧也写着 rose”。
2. 准备权限内容的基本激励：
   1. 详细说明四张牌。
   2. 在每张卡片的一面写下饮料的名称（啤酒、可乐），另一面写下一个人的年龄（22 岁、16 岁）。
   3. 将卡片放在桌子上，这样只能看到每张卡片的一面。另一侧是隐藏的。
   4. 确保在可见面上写上：啤酒、可乐、22 岁、16 岁。
   5. 详细说明与这些卡片相关的权限规则：“如果卡片的一面写着啤酒，那么它的另一面写着超过 18 岁”。
3. 为义务内容准备基本刺激：
   1. 详细说明四张牌。
   2. 在每张卡片的一侧写下头上要佩戴的东西的名称（帽子、安全帽）和另一侧的职业名称（瓦工、厨师）。
   3. 将卡片放在桌子上，以便只能看到每张卡片的一面。另一侧是隐藏的。
   4. 确保写入可见的面孔：cap、hard hat、bricklayer、chef。
   5. 详细阐述一个与这些卡片相关的条件规则：“如果一张卡片的一面写着 Bricklayer，那么它的另一面就写着安全帽”。
      注意：确保在所有三个任务中，卡片的可见特征代表与条件规则相关的四种情况：p、not-p、q、not-q。

2. 创建道义和指示性框架

1. 道义框架：
   1. 在条件规则中包含情态动词 must：“如果卡片的一侧写着 cat，那么另一侧必须写有 rose”。
   2. 询问参与者：“您需要翻出哪些卡片才能发现是否违反了规则？
2. 指示性框架：
   1. 不要在规则中包含情态动词 must：“如果一张卡片的一侧写着 cat，那么另一侧就写着 rose”）。
   2. 询问参与者：“您需要翻开哪些卡片才能发现规则是真还是假？

3. 准备任务场景

1. 要创建场景条件，请在任务的开头包含下一段：“假设您是一名值班警官。你的工作是确保人们遵守某些规则”。
2. 要创建 No Scenario Condition，请从任务中删除上一段。

4. 详细阐述小册子

1. 准备有关实验的一般说明：
   1. 澄清任务的匿名性，包括句子：“实验者对小组反应感兴趣，而不是对个别反应感兴趣”。
   2. 向参与者解释他们在小册子中有 3 个问题。每个问题包括放置在桌子上的四张卡片和与卡片相关的条件规则。
   3. 向受试者澄清卡片的每一面都写了一些东西，但每张卡片只有一面可见。另一侧是隐藏的。
   4. 向受试者解释他们的任务是决定翻开所需的最小卡片，以便检查每个问题中包含的具体说明。
   5. 强调他们应该一个一个地解决问题，不应该在没有完成前一项任务的情况下继续进行另一项任务。
   6. 向参与者解释，一旦每个任务都解决了并且他们继续进行下一个任务，他们就不应该回到前一个任务，这一点非常重要。
   7. 告诉受试者他们将能够按照自己的节奏工作，没有时间限制。
2. 针对每个实验条件，详细说明三个主题任务，包括中立、许可和义务内容。
3. 在每本小册子中，第一页包含上述一般说明，然后是以随机顺序呈现的三项任务。

5. 实验程序

1. 设置要在实验室中执行的实验。
2. 将参与者随机分配到四个实验组之一：情景-道义框架;情景指示框架;没有情景-道义框架;没有情景指示框架。
3. 根据每种实验条件分发四种类型的小册子。
4. 在开始实验之前，请大声朗读被试在小册子第一页上的一般说明。
5. 预留时间让参与者提问。
6. 解决所有参与者的疑问后，允许他们开始实验。
7. 在实验环节结束时，感谢受试者抽出时间。
   注意： 图 2、 图 3 和 图 4 中提供了任务的示例。

图 2：Watson 选择任务的主题中立版本。 这对应于实验条件：情景和道义框架。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 3：Watson 选择任务的 Thematic-Permission 版本。 这对应于实验条件：情景和指示性框架。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 4：Watson 选择任务的主题义务版本。 这对应于实验条件：没有情景和道义框架。 请单击此处查看此图的较大版本。

结果

按照 Pollard 和 Evans³⁵ 的建议计算逻辑索引。这包括为每张选择的正确牌获得 +1 分（选择 p 为 +1，选择 not-q 为 +1）。所以正确的选择得分为 +2。对于每选择一张不正确的卡片，都会给出 -1 的分数（不是 p：-1 和 q：-1）。在本研究中，主要研究问题集中在主题内容、场景和框架如何影响受试者对选择任务的推理。因此，对逻辑索引进行了 3 x 2 x 2 方差分析，其中 1 个组内因子 - content- 具有三个水平，以及两个组间因子：情景和框架，每个因子有两个水平。参与者是来自公立大学的 152 名心理学本科生：圣地亚哥德孔波斯特拉大学（131 名女性和 21 名男性）。

主要结果表明 ，问题内容 具有显著的主效应 （F（2， 147） = 16.60; p < 0.0001）。事后分析显示 ，中性 （M = 0.50） 和 权限 <...

讨论

在这项研究中，实验设计允许人们分析主题内容、道义框架和任务场景在四张卡片任务的推理中的作用。具体来说，所有受试者都解决了选择任务的三个主题版本，其中包括规则的前因和结果（中立、许可和义务）之间的不同实证关系。如前所述，从形式的角度来看，条件规则的逻辑含义只有一个：作为单向的物质含义。因此，在所有专题任务中，正确的选择应该是相同的。然而，根据主题内容的类型，观察到逻辑索引的显著差异。特别是，在前因和结果之间没有经验关系的条件词（中性内容）中获得了最差的表现，并且在表示许可的条件词中观察到了最好的答案。这一结果表明，参与者与熟悉的内容互动比使用中立和武断的规则更有效。因此，推理似乎在语用上很敏感，并受到受试者的世界知识的调节。事实上，“在自然语言中，没有一个词、任何短语具有单一的含义”（Macchi 等人 ³⁶）。此外，自然语言中的真值比标准逻辑中出现的真值要丰富得多（Johnson-Laird 等人³⁷）。

本研究中记录的...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
IBM SPSS 统计	IBM公司	无	统计软件用于分析数据。
Wason´的主题中性版本;的选择任务	无	无	该任务采用纸笔形式实现。
Wason´的主题义务版本;的选择任务	无	无	该任务采用纸笔形式实现。
Wason´的主题许可版本;的选择任务	无	无	该任务采用纸笔形式实现。