比较认知的方法

比较认知是对生命之树的认知研究。 非人类动物（以下动物）展现广泛且经常令人惊讶的认知能力范围。 KEA（新西兰的大型鹦鹉流行）解决了使用领域一般统计推理的问题（Bastos＆Taylor 2020），欧亚杰伊被魔术技巧欺骗（Garcia-Pelegrin等，2021），和大黄蜂可能会有意识（Gibbons等，2022）。 比较认知领域的研究人员寻求了解引起动物行为的认知机制，包括他们的进化，发展和社会生态学史。 比较认知是一种跨学科的领域，带来生态，道德，认知科学，发育心理学，进化生物学和神经科学等工具（Shettleworth 2009）。 对比较认知方法也有一种强大的哲学文献。 哲学家旨在解决这样的问题，“证据表明动物有因果推理是什么？” “我们如何避免在非人思想的研究中避免人为主义？” 如何最好地定义“认知”是辩论的领域（艾伦2017年）。 出于我们的目的，我们可以遵循Sara Shettleworth的广泛表征认知是“动物收购，处理，储存和从环境信息上行动的机制”（2010A：4;另见动物认知。

1.进化，发展和文化

1.1收敛进化

1.2同源性和发展

1.3文化

1.4在野外和囚禁中的认知

2.消除替代解释

2.1比较认知中的空假设

2.2认知和联想解释

2.3认知价值的作用

2.4非认知价值的作用

3.方法论挑战

3.1拟人

3.2人类中心

3.3重定相制

3.4签名和尺寸

3.5再现性

4.比较认知和AI

参考书目

学术工具

其他互联网资源

相关条目

1.进化，发展和文化

比较认知研究发生在进化，发展和社会生态考虑的背景下。 自然选择导致认知性状对进化时间的收敛性和分歧。 认知性状可能会聚，因为两个物种面临类似的社会生态学问题，例如导航类似的锻造环境。 或者，两个物种可能共享认知能力，因为它们从共享祖先继承了它们，或者具有共同的发展模块。 最后，认知能力以方向相互作用，这不仅通过表型空间改变了物种轨迹，而是它们的进化（棕2013）。 这些诸如这些帮助研究人员的考虑因素预测并解释了分类群的认知和行为能力：

只有通过研究近似（机制和组织发生）和最终（系统发育和功能），我们可以完全了解行为的性质和起源。 （Krupenye和致电2019：16）

本节介绍了几种关键方式，其中进化，发展和社会能源考虑在比较认知中的形状方法。

1.1收敛进化

翅膀的演变是一个会聚演化的范式案例。 翅膀具有持续飞行的功能，并在许多不同的生物中演变，包括鸟类，蝙蝠和昆虫。 包括翼的结构在这些组中不同于这些组 - 蝙蝠翼组成，由延伸的数字组成，鸟翼从延伸的前肢演变，并且昆虫翅膀是外骨骼的产物。 虽然这些群体中的翅膀在其底层结构中不同，但它们共享像刚性的特征，这使得它们能够执行相同的功能提升和启用飞行。 可以部分地通过吸引共享选择压力来解释特征的相似性。

在比较认知中的这些指南理论上的自适应考虑因素。 在这种情况下，“心理特质被视为设计问题”（Ereshefsky 2007：670）。 一个决定了心理特征的功能，并询问了哪些选择压力可能导致进化结果。 例如，对西方磨砂杰伊的研究表明他们具有象限性的存储器或能够记住特定事件特征的“什么，何地和当”的功能（Clayton等，2001）。 磨砂犬是“散射囤积者”，隐藏在多个地方的食物以供以后恢复。 缓存行为，例如这使得个人能够在具有波动的环境中存活。 恢复缓存时，磨砂猛扑记住他们在哪里以及他们已经缓存了特定的食品。 例如，如果它的新鲜窗户经过（Clayton＆Dickinson 1998），他们避免寻找易腐食品（如蠕虫）。 墨鱼最近的工作表明，它们对散射鸟类的挑战相似。 他们生活在具有可变食物用品的环境中，似乎跟踪他们吃的东西，以及它们在哪里和何时何地（Jozet-Alves，Bertin，＆Clayton 2013; Schnell，Clayton等，2021A）。 墨鱼是Cephalopod软体动物，并从5.5亿年前超过5.5亿超过5.5亿的脊椎动物偏离（图1）。 鉴于这种系统发育距离，如果墨鱼和西部磨砂犬塞满了剧集样记忆的能力，这种认知性状可能在这两个分类群中独立地在这两个分类群中发展为类似生态问题的常见解决方案。

系统发育树：下面扩展描述的链接

图1.远处相关的生物可以共享相似的认知能力，因为它们面临着相似的社会生态选择压力在进化时间上。 图像适应Schnell，Amodio，Boeckle和Clayton（2021B：4）。 [图1的扩展描述在补充中。]

Alexandra Schnell及其同事们认为，在黑猩猩，Corvids和Cephalopod等中研究系统源性遥远的物种，使研究人员能够更好地了解产生“复杂认知”的选择压力，如ePiSodic - 类似记忆，未来规划，因果推理和想象力（Schnell等人2021B;另见Van Horik等，2012，Powell等，2017，Amodio等。2019）。 例如，社会智力假设认为复杂的认知是从居住在复杂的社会群体中产生的选择压力的产品（见Byrne＆Fhiten 1988）。 然而，许多Cephalopods活着短暂和孤独的生命。 如果这些Cephalopods确实具有认知能力，例如因果推理，这些可能已经发展出响应于除了复杂的社会环境之外的某些东西而产生的选择性压力。 仅仅将社会复杂的脊椎动物聚焦在黑猩猩和狡猾的脊椎动物中，单独使其“难以揭开生态和社会压力对认知演变的影响”（Schnell等人。2021A：172）。 如果可以证明肉毒物和头孢菌荚（例如，章鱼）等生物具有相同的认知能力（例如，因果推理），则研究人员可能更好地推断出导致的环境需求在这些远方相关的分类群中适应的出现。

1.2同源性和发展

有几种方法可以确定作为同源性状的重要性。 当它们源自共同的祖先时，“系统发育方法”认为两个特征是同源的（Brigandt 2007）。 人类和黑猩猩具有类似的物理认知能力，如工具使用（Herrmann等，2007）。 在系统发育方法下，这些能力是同源的，因为它们是从进化的祖先继承的那些人和黑猩猩年前共享的人类和黑猩猩。 同源性的“发育方法”认为，当它们由相同的发展模块产生时，两个特征是同源的（Ershefsky 2012）。 哺乳动物椎骨，节肢动物四肢和鸟羽通常在这种意义上被视为同源物。 一些持有这种同源性最好理解为具有系统发育和发育成分（Ershefsky 2007,2012）。 在此视图下，开发模块对如何构建同源性状，而演变解释了为什么在分类群中发现发展模块（即通过共同血统）。

一些哲学家认为，鉴于他们对负责行为的机制的兴趣（参见Matthen 2007; Clark 2010）鉴于他们的兴趣，心理学家应该专注于识别同源而不是收敛性状。 例如，保罗格里菲斯（1997年，2007A，2007B）认为，识别认知性状作为收敛性的认知性状是令人认识的，而不是鉴定认知性状作为同源的认知性状。 吸引收敛演变的解释通常采用锁定和关键模型的适应模型，其中特征被视为现有的社会生态问题的解决方案（例如，类似地，类似的内存作为觅食问题的解决方案今天）。 然而，格里菲斯认为，由于当代的社会生态问题，这不太可能演变。 相反，生物体表型的结构和组织和利基共存。 此外，作为“问题”的重要性取决于许多因素，例如资源限制和生物的发育可塑性。 格里菲斯写道：

可以解决无法发展的解决方案的问题必须解决单一问题，因此从自适应演进的角度来看并不分开问题。 （2007B：203）

为了提供令人兴奋的会聚演变的情况，必须在账户中采取这种约束。 在复杂的认知特征的情况下，研究人员们常常在有机体进化历史中发挥的资源和发展限制知之甚少。 通过这种方式，识别作为融合的认知性状可能是认识的。

1.3文化

除了进化和发展因素外，比较认知研究人员旨在了解文化因素如何影响认知能力。 哲学家和科学家们还争辩说，了解动物文化对保护努力具有重要意义（刹车等，2019）和动物福利（Fitzpatrick＆Andrews 2022）。 广泛地，文化可以定义为

在个人或组之间传输的信息，其中该信息流过并带来行为特征的再现和持久变化。 （Ramsey 2017：348;另见Ramsey 2013;安德鲁斯2015 [2020]：第8章;和文化进化的进入）

例如，可以通过社交学习（例如复制）来使用工具所需的技能（例如复制），在接收者的后续行为能力和生殖健身中创造持久改变。 文化传播被描述为“软遗传”的形式或生物可以遗传表型变异的形式，这是非遗传效应的结果（Mayr 1982）。 Eva Jablonka及其同事认为，以这种方式传播了许多动物传统（Avital＆Jablonka 2000; Jablonka＆Lamb 2008）。 例如，在二十世纪初期通过欧亚蓝山雀种群迅速蔓延开放牛奶瓶的行为创新。 研究表明，这种创新通过局部增强的混合来蔓延（Naïve鸟类学习牛奶瓶是通过在能够利用这种食物来源的鸟类附近花费的食物来源）和观察学习（朴素的鸟类复制有经验创新者的行为）（Aplin，Sheldon，＆morand-ferron 2013）。

理解文化在软遗传方面的一个优点是，研究生物进化研究中采用的一些方法和模型可以应用于培养研究（Mesoudi，Whiten，＆Laland 2006）。 Rachael Brown（2017A）还认为，动物传统对于了解遗传演化很重要。 例如，最近的研究表明，Galápagos芬哲中喙形态的多样化是行为觅食创新通过文化传播的结果。 这些行为创新的存在和传播（例如，使用一个人的喙刺穿皮肤并饮用海鸟的血液，如在“吸血鬼雀素”的情况下，可能需要足够的选择性压力来进行形态适应。 尽管文化和遗传进化之间存在联系，但仍然有关于进化生物学中的现代合成是否应延长以包括软遗传等过程（见Pigliucci 2007; Laland等，2015）。 尽管如此，对动物文化的研究蓬勃发展，观察和实验研究揭示了其认知底层和效果（参见最近审查的美白2022）。

1.4在野外和囚禁中的认知

如上所述，比较认知是一种借鉴来自各种学科的方法，包括道德，实验性心理和神经科学。 哲学家和科学家们讨论了这些方法的相对优点来了解动物思想。 例如，在野生动物的野外运动中的一种中央方法，而实验心理学主要依赖于俘虏动物的实验室研究。 狂野和俘虏的动物经常引领不同的生命。 例如，俘虏黑猩猩倾向于定期获得食物，与人类物品的丰富经验（包括为富集设计的物体），并生活在相对较小的空间中。 野生黑猩猩通常生活在地区的大小，花费很多时间，并且必须克服威胁危及境内的问题，例如与邻近群体和捕食者的竞争（Boesch 2022）。 在比较认知中，许多研究人员强调了观察动物在自然环境中的重要性。 从道德的角度来看，这对理解动物思想如何发展是至关重要的，因为“自然选择行为的这种情况”（Healy＆Hurly 2003：326）。

其他研究人员注意到，实验室中发现的控制条件是调查动物思想所必需的。 例如，Heyes和Dickinson（1990）争辩说，识别负责给定行动的心理状态需要确定

如果在某些情况下的情况下，动物将在某些情况下与实际发生的行动的某些情况不同的情况。 （1990年：88;但查看艾伦和Bekoff 1997：第9章）

在自然环境中观察动物通常排除以系统方式改变环境，而实验室研究旨在控制替代解释和滋扰变量（参见第2节）。 一些研究人员还争辩说“不自然”环境可能以支持新的或增强的认知能力的出现方式指导开发和学习。 例如，俘虏的伟大猿类在他们的Wild Compecifics中制定问题解决和沟通能力，例如工具使用，指向和手语（Tomasello和2008; Bandini＆Harrison 2020）。 在自然环境之外的动物可以在适当地被环境铲斗时对其认知潜力的洞察力。

总的来说，大多数研究人员承认，需要多种方法来了解动物思想。 例如，Michael Tomasello和Josep呼叫写作关于灵长类动物认知研究，

FieldWork是主要的。 它告诉我们什么动物所做的; 它奠定了问题。 但如果我们想弄清楚认知技能的性质，如果有的话，野外的一些活动，我们需要实验。 （2008：451）

Kristin Andrews在现场和实验室中介绍了不同可能的偏差源。 例如，在该领域，征区可能会导致确认偏见，而在实验室中，人类实验者和研究参与者之间关系的重要性往往强调（见Andrews 2020：42-61）。 安德鲁斯的结论是，比较心理学家应旨在雇用并整合各种研究动物思想的方法，而不是寻求消除偏见。 科林艾伦和Marc Bekoff（1997）同样强调需要跨学科方法：

科学不太可能与任何单一点的动物思想的性质完全接触 - 许多方法将是有用的，并且应评估竞争假设。 （1997：180）

2.消除替代解释

比较认知研究人员经常通过行为研究或实验测试关于动物思想的假设。 这些研究旨在确定一种物种，组或个体动物是否表现，因为假设特定假设是真实的。 通常这些假设指定了某种程度的认知过程认为是一个特定的行为套件。 作为Shettleworth笔记，研究人员寻求

不仅仅是确认动物是（或不是）能够做某事“聪明”，而是发现他们如何做到他们所做的事情。 （Shettleworth 2013：4）

在本节中，我们认为统计缺失，替代解释，认知值和非认知值在比较认知中的评估中发挥作用。

2.1比较认知中的空假设

科学中实验工作的核心要素涉及控制外来或“滋扰”变量。 比较认知就像采用实验和统计方法控制这种变量的其他科学（Bausman＆Halina 2018; Dacey 2023）。 实验的目的通常是确定独立和依赖变量之间是否存在关系。 例如，乌鸦将螺母放在道路上并检索裂纹坚果（Shattleworth 2010A）。 他们这样做是因为他们了解到汽车可以用作“胡桃夹子”？ 或者在许多世代的高度中滴下坚果的行为（可能在汽车的出现前）？ 作为回答这些问题的第一步，可以通过实验实验调查在道路上接近汽车（独立变量）是否影响乌鸦中的螺母滴滴行为（Cristol等，1997）。 然而，要检测到这种效果，必须控制由无关变量-1.e创建的“噪声”。，那些也可能影响从属变量的那些变量。 在觅食乌鸦的情况下，外来变量可以包括日间，季节，螺母树的近距离等。在实验中，统计空假设通常认为在从属变量中观察到的任何差异可以归因于外来变量，因此归因于外来变量没有证据表明独立变量有效果（见Sani＆Todman 2006）。 从属变量中观察到的差异是否可以归因于独立变量（即，差异是否有统计学上有意义）取决于一个人的测试统计，这反映了由于已知的外来变量引起的数据的可变性。 例如，如果靠近坚果树可以解释在螺母滴剂行为中观察到的差异，那么没有足够的证据来得出结论，螺母滴剂行为受到接近汽车的存在或不存在的影响。

术语“无效假设”有时更广泛地用来指代替代或竞争的假设，而不是统计缺斑假设。 例如，否认动物“特殊”人类认知能力的关联学习，行为阅读和假设通常被称为“空假设”（参见Hanus 2016; Dickinson 2012; Andrews＆Huss 2014; Mikhalevich 2015）。 这些假设通常与那些将复杂或人类的认知能力属于类似因果推理或心理理论的人造影。 这个广泛使用的一个问题是，术语“null”表示假设应该是认识到的（从意义上是在接受任何替代假设之前必须被拒绝），当在许多这些情况下，它不明确据说据称的NULL应该是特权以这种方式。 作为安德鲁斯和哈斯（2014年）写道：

ONU是在怀疑的怀疑论者上解释为什么持怀疑态度的假设，而不是动物确实具有心理特性的乐观假设是适当的零假设。 （2014：720-721）

统计无效假设是在开始的意义上的认识到，因为必须在一个人得出结论之前必须被拒绝，以至于感兴趣的变量（独立变量）具有效果。 由于实验设计和推动统计的性质，这种推理策略在统计假设检测的背景下是合理的（Bausman＆Halina 2018）。 然而，在统计情况下证明该策略证明该策略的特征更普遍（例如，后者缺乏测试统计）。 相反，一个必须提供令人信服的原因，以便更喜欢一个假设（例如联想学习）（如因果推理）。 这些原因可能是理论（例如，一个假设具有类似于其他缺乏的预测力的认知性的认识性（例如，一个假设已经具有独立的经验支持，而另一个没有）。 接下来的三个部分讨论了这种更广泛的比较认知中的假设评估。 有关统计空假设，NULL建模和默认模型的额外讨论，请参阅Bausman 2018，Zhang 2020和Dacey 2023。

2.2认知和联想解释

如上所述，为了提供令人信服的证据，即动物具有像脑内记忆或心理理论这样的认知能力，研究人员旨在消除对行为的合理的替代解释。 这项研究策略对比较认知并不是独一无二的，而是在科学中被发现。 例如，Julian Reiss认为假设是必备的，因为一个人已经消除了替代假设。 也就是说，权证的实力取决于已经消除了多少替代方案以及这些替代方案的引人注目或突出者（重新批准）。 在比较认知中，联合学习经常先进，因为在结论中必须消除的突出替代方案，以至于动物具有复杂的认知。 作为Starzak和灰色（2021）写作，

一遍又一遍熟悉熟悉的克制，“Do动物有复杂的人类认知能力，或者可以在诸如联想学习等更简单的过程方面解释他们的行为吗？”。 （2021：2）

什么是联想学习？ 广泛地，关联学习是一类学习机制，其特征在于两个或多个变量之间关联的变化。 两种常见形式的联想学习是古典（Pavlovian）调理和操作（仪器）调理。 在古典调理中，刺激来引发生物体的反应，因为它已经与另一个刺激相关联。 例如，绘制俄罗斯心理学家Ivan Pavlov的研究，狗自然延长了对食物的味道（这种反应不需要训练或调理，因此对无条件刺激的无条件反应是无条件的响应）。