析取三段论

文献：

Mody, S., & Carey, S. (2016). The emergence of reasoning by the disjunctive syllogism in early childhood. Cognition, 154, 40–48. http://dx.doi.org/10.1016/j.cognition.2016.05.012

报告

Grigoroglou, M., Chan, S., & Ganea, P. A. (2019). Toddlers’ understanding and use of verbal negation in inferential reasoning search tasks. Journal of Experimental Child Psychology, 183, 222–241. https://doi.org/10.1016/j.jecp.2019.02.004

报告

Gautam, S., Suddendorf, T., & Redshaw, J. (2020). When can young children reason about an exclusive disjunction? A follow up to Mody and Carey (2016). Cognition, 207, 104507. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2020.104507

报告

Ferrigno, S., Huang, Y.,& Cantlon, J. F. (2021). Reasoning Through the Disjunctive Syllogism in Monkeys. Psychological Science, 32, 292-300. https://doi.org/10.1177/0956797620971653

1.概述 ¶

析取三段论（disjunctive syllogism）：通过否定来肯定,是有效的简单的论证形式

P或Q，非P，所以，Q

2.实验范式 ¶

Mody, & Carey（2016）实验1

  • 实验：

2个相同的桶，用板盖住桶，把球放进其中之一，把板拿开，展示其中一个为空，让被试找到球。被试5s内未反应，由监护人鼓励寻找，如果10s未反应，或者指向不正确的桶，实验员向被试展示正确的桶。

  • 结果 被试在78.5％的试验中接近正确的水平，明显大于偶然性（t（23）= 6.362，p <0.001）。

23个月大的孩子可以通过排除杯子任务来推理–当他们看到两个位置之一是空的时，他们会将搜索指向另一个位置。

Mody, & Carey（2016）实验2

  • 目的：

已有研究表示几种非人类物种有析取三段论推理能力，即当奖励藏在2个杯子之一，一个杯子是空的，他们能选择另一个杯子。但这一结论的解释有3种，（1）析取三段论：A or B,Not A,therefore B。需要知道OR和NOT的概念，以及组合能力。（2）可能是A，可能是B：A B 是独立的个体，A的信息不影响对B的评价，不需要知道or的概念。（3）避免为空：不知道B内是否存在奖励，只是因为A为空，所以不在A里找。

研究儿童对“or”/“not”的表征。

  • 过程

图1

  • 结果

图1

三岁，四岁和五岁的孩子选择目标杯子的机率明显高于偶然性：三岁孩子在58％的试验中选择了目标杯（t（23）= 4.838，p <0.001） ，64％的试验中的4岁儿童（t（23）= 4.496，p <0.001）和76％的试验中的5岁儿童（t（23）= 8.225，p <0.001）。这些年龄组比其他两个杯子更有可能选择目标杯子，这表明他们已经代表了每对杯子之间的“或”关系，然后通过析取三段论来解释。

2.5岁的孩子仅在36％的试验中选择了目标杯，这与偶然性没有什么不同（t（23）= 0.425，p = 0.675）。他们以非推论方法所预测的方式选择。从未在空杯子中进行搜索，从其他三个杯子中选择了一个。

2.5岁的儿童没有使用析取三段论，而是使用非推论方法，不涉及“或”的概念。造成2.5岁儿童和更大一点儿童差异的原因可能是：

1.在认知能力上的差异导致。相比训练阶段，测试使用4个杯子，对工作记忆的要求提高是可能事这种执行功能上的变化导致了观察到的发展性变化。

2.逻辑表达和推理能力的差异。由于很难表达逻辑概念OR，最小的孩子可能无法在工作记忆中建立最初的“ A OR B”前提。语言学表明，直到3岁，儿童才能说“or”。

Grigoroglou, M., Chan, S., & Ganea, P. A. (2019)

  • 目的

说明儿童的否定语言表达和相应逻辑表达之间的关系。

  • 实验1:2个杯子

肯定句（A）：玩具被藏在儿童看不见的两个容器中的一个内。容器被同时拿出并以全视角看待，但在儿童触及不到的地方，以确保儿童在搜索之前能听到整个口头表达。一旦孩子注意了，实验者就会说出肯定的句子，指出玩具的位置（例如“乔治在盒子里”）。这句话再次被重复，然后紧接着是测试题“乔治在哪里？”在将两个容器同时放到桌子上之前被询问。如果孩子正确选择，就会发现玩具，并称赞孩子。如果孩子选择错误，则实验者会显示正确的位置。相同的容器始终在配对试验中配对在一起：杯子和盒子或袋子和碗。每次试验使用一对。

否定句（N）：程序与肯定句相同，不同之处在于儿童听到否定的句子并需要从该句子中推断出玩具的位置。例如，在碗和袋子之间，如果玩具在碗中，孩子会听到“乔治不在袋子里。“该声明重复了一次，在儿童搜索结束时通过显示玩具的正确位置给出了反馈。

3种地点的trials（3L）：目的是测试儿童是否可以整合“不在”的视觉信息和言语否定以推断玩具的位置。这些试验始终使用三个容器（例如，碗，袋和杯子）。实验者首先说出“look”来吸引孩子的注意，然后拿起第一个容器（例如碗），打开盖子，然后向孩子透露它是空的。再次关闭容器，将其放在儿童无法触及的桌子上。试验的这一部分为儿童提供了玩具不在场的视觉输入。此后立即将剩余的两个容器从桌子下面同时拿起，并给出相关的否定句子（例如“乔治不在杯子里”）并重复一次。因此，在给定先前的视觉输入和新的言语输入的情况下，孩子需要推断出玩具的位置必须在剩余的第三位置（袋子）。演示之后，所有三个容器被随机打乱，并在孩子面前彼此平行放置，测试题为“乔治在哪里？”被问。赞扬是正确的回应。如果孩子选择错误，则实验者会回答“嗯，他不在那儿。也许在这里？”并展示正确的位置。

对照实验（C）：其中一个容器是透明的，另一个容器是不透明的，并且玩具总是隐藏在不透明的容器中。当实验者说“look！”时，提示孩子抬头看。因为这两个容器是同时从桌子底下拿出来并放在孩子够不到的地方。测试题为“乔治在哪里？”然后要求他们同时放下两个容器供孩子选择。

  • 实验2:4个杯子

图1

  • 假设

1.使用的是析取三段论：

他们应该代表真实功能的否定论点（NOT A），并将其与关于物体位置的信念（A OR B）结合起来，以便推断出哪个位置包含了玩具（THEREFORE B）。此外，如果儿童进行确定性监视，则他们会被要求推理两对杯子彼此独立（而各个杯子相互依存：A OR B，C OR D），并且在得知硬币不是在A杯中，与其他两个（从属）位置相比，他们应该考虑B杯更肯定包含硬币。

2.使用“可能是A，可能是B”：

可能代表否定论点（如真函数或不存在），但它们将不代表每一对杯子之间的依存关系，因此，被试将考虑所有其余的替代品同样可能包含硬币。

3.“避免为空”：

他们应该将否定线索解释为不存在（例如，“ A为空”），然后随机选择其余杯子之一。

“可能是A，可能是B”和“避免为空”在儿童行为方面并没有做出明确的预测，但在否定表示方式上可能有所不同。

4.不理解言语否定线索：

如果孩子不理解否定线索，他们可能会完全忽略否定，而只需选择命名的容器。

  • 结果：

1.研究1表示根据排除任务的推理，年龄较大的2岁儿童，而不是年龄较小的2岁儿童表现出对否定的强烈理解。此外，本研究结果表明，与否定句相比，使用肯定句进行搜索时，各个年龄段的儿童的表现均明显更好，这与肯定性理解先于否定性理解的发现是一致的（Feiman等人，2017）。

2.在研究1和先前的研究中，2.5岁儿童通过消除口头推理的成功可能依赖于对否定的真值函数意义的真正理解。这个结论与儿童语言产生的发现相吻合，表明儿童在与消除作用推理中使用否定的年龄大致相同，因此他们产生真函数否定（truth-functional negation）。尽管结论受到以下事实的制约：它们是基于儿童在搜索任务中的表现而仅隐含地衡量语言理解能力，但与以前的研究相比，本研究提供了关于儿童否定语言表达性质的更确凿的证据。

Gautam, S., Suddendorf, T., & Redshaw, J. (2020)

  • 目的

Mody and Carey (2016) 的结果表明，3岁的儿童可以使用析取三段论，能够用逻辑符号“或”来表示A和B之间的依存关系。但是因为使用挡板挡住一对杯子，强调了对这一对杯子的注意力，所以儿童可能只是简单地在这一对中寻找。

  • 实验

从展示为空变成去除一张贴纸。

图1

  • 结果：

图1

  • 为空

2.5岁-5岁都超过偶然性，没有学习效应。

  • 拿走

2.5岁-4岁和偶然性没有显著差异；只有5岁的儿童显著高于偶然性，且只有1个5岁儿童在2个trial之一失败了。

年纪小的儿童有的2个trial都成功了，有的都没成功，说明是偶然的选择。

对于展示为空条件，年龄影响未达到显着性，但年龄确实可显着预测在拿走贴纸条件下的表现。

显示为空对儿童而言是排除了一种可能性，而需要自己确认剩下三种可能性。

拿走贴纸是确认了一种可能性，需要自己排出其余3种。

因此，一种潜在的解释是，儿童通常在能够否定这种可能性之前就已经能够确认。

即使是2.5岁，3岁和4岁的孩子，在对Mody和Carey（2016）研究的概念复制中也显示了演绎推理的证据，但是在新的拿走贴纸条件中，只有5岁的孩子也显示了演绎推理的证据。这些观点与2.5至4岁的孩子认为A和B之间的关系是包含性“or”而不是排他性“ or”的观点相一致，并且儿童可以在否定这种可能性之前就予以确认。

Ferrigno, S., Huang, Y.,& Cantlon, J. F. (2021)

  • 目的

已有的析取三段论研究发现2岁儿童和很多种动物能完成2个杯子的实验范式，但是对于成功的原因仍有其他解释，如“避免为空”，“可能是A，可能是B”。一种新的实验范式，是4个杯子的范式，3-5岁的儿童可以成功，2.5岁不可以，但这种范式需要儿童知道两组间的依赖关系才能成功。因此2.5岁和3岁儿童的差异可能是因为语言标签“or”，可能是因为非语言系统发育缓慢，可能是因为受领域通用发展驱动，如短时记忆储存能力增加。

使用非人类动物可以区分以上可能性。猴子的短时记忆能力和4-5岁儿童相似甚至更好，猴子不会有语言标签“or”、“not”。如果猴子能使用析取三段论而不是简单替代，说明这种能力不需要语言。

  • 实验

  • 熟悉

2个杯子、4个杯子、反应2次

  • 测试

图1

1.阶段1

4个桶，实验开始前，实验员拿起来展示都是空的。然后在左边/右边2个前放上挡板，将葡萄放进其中之一；挡板移动到另外两个杯子前，放进一颗葡萄；把桌子往前推，让被试做第一次选择。如果选对了有葡萄的桶，把葡萄给被试，选择空桶，展示为空。然后把桌子拉回来，2s后再推回去让被试做第2次选择。

2.阶段2

阶段2的圆桶每个桶之间的距离一致。

在阶段1发现了一种自发的“预指”行为。猴子会在实验员展示第一个圆桶的内容时，或者实验员将桌子拉回来时，就指向某个桶做出第二次选择。让另外2个实验员对猴子的预指行为进行计数，仅当动物在做出第一选择之后但在实验者开始第二次将板向前推动以允许猴子做出第二选择前的将手指穿过选择孔被计数。排除所有不清楚的trials。

  • 结果

图1

非人类的灵长类动物可以推理使用析取三段论来可靠地推断出隐藏食品的位置。非语言动物成功完成此任务的能力表明，为逻辑运算符“或”和“非”设置语言标签不是通过析取三段论进行逻辑推理的先决条件。2.5岁儿童的失败可能是因为缺少非语言情态概念。

析取推理的缓慢发展轨迹以及灵长类和大龄儿童之间在非言语析取三段论上的连续性都提示解决方案中更高层次的非言语认知的作用。