我们认为那些发展成熟的科学（developed sciences）通过它们的根本法则和机制对过程进行有规则地分类。进一步，我们认为认知心理学家也跃跃欲试地要这样做，他们已经发现可以帮助他们工作的实验方法。例如，注意、语言、记忆以及视觉这些过程之间的区别是什么？在被加工的信息种类上的确存在差异，但在信息被加工的方式上也有可能存在差异。部分差异就在于过程的本性。
在我们举例来说明这个问题前，我们将限定什么是我们需要的和不需要的，以便通过机制的分类法运用于认知心理学。这种限定与在有关非衍生内容的前一章中我们介绍的限定具有相同的理论作用。也就是说，虽然在此处界定的假设的空间之内我们有更加精练的观点，但是我们并不希望在佐证正统观点时诉诸这些更为严格的观点。我们不希望诉诸比必需的更强的前提来进行我们的论证。
正如在第３章中所提到的，在我们所认为的认知就是操作非衍生表征的认知原则这个观点与所谓的认知的“规则和表征”观点之间有着密切关系。然而，我们对于表征和认知加工原则的使用比起规则和表征框架内通常所预设的约束性要少许多。例如，在规则和表征框架内，通常的假设是，表征是数字的（digital）。我们并没有作这样的假设。另外，在规则和表征框架内，通常的假设是，运作于表征上的那组过程形成了一组等价的图灵计算过程。在此我们并不作这样的假设。例如，有可能存在这样的心理过程，这些过程将与真实估值的（real‐valued）心智表征和其他真实估值的量（quantities）相联系。将知觉到的一个刺激的强度与一个刺激的物理强度联系起来的某些心理物理法则也许就具有这一特征。就真实估值的量并不是一个等价的图灵计算形式的一部分而言，这样的过程就不属于标准的规则和表征概念的范围。然而，我们的这个参照基础过程的本质来处理认知的个体化的观点包含了真实估值的心智表征与运作于其上的过程。因此，我们在此所持的观点并不在于模拟与数字过程之间作出区分。就当前的目的，我们仅仅提到，我们的认知标志理论并不预设认知过程是等价的图灵计算过程。
心理学家有时候会假定一些法则。例如，桑代克（T horndike，１９１１）的效果律（law o f e f f ect），至少在某些阐述中，这一法则宣称强化者增强了刺激－反应联结，而惩罚者则削弱了它们。还有一个强有力的学习法则，这个法则断言记忆保存的时间长度与提升到某种能力练习的量成正比（Newell and Rosenbloom，１９８１）。耶基斯－多德森法则（Yerkes‐Dodson law）认为对于完成任何任务都存在最优的激励等级。韦伯（Weber）法则断言，刺激的最小可察觉差异（just noticeable difference）的尺度的比例与刺激的强度成正比。就这样的法则支配着脑核心（the core of the brain）中的过程但并不存于在脑、身体和环境之间的联系而言，在颅内脑过程与跨越脑、身体以及环境的过程之间存在着原则上的差异。
然而，不是认知心理学的每个特征都可以轻而易举地按这种假定的法则来表达的。例如，长时记忆和短时记忆之间存在差别的假设通常并不是根据这样的法则来设想的。注意机制的各种理论提供了进一步的可靠例证。注意是一种行动者能够将其投射在视野中不同区域的“聚光灯”的假设，并不是轻易就能由这些心理学法则加以构想。Biedermann（１９８７）的假设——在对象知觉中，人们用一组原始的几何表征（诸如geons）构建起一个对象的表征——也努力试图阐明一组法则。这就表明尽管诉诸心理学法则这一点为试图给出认知与非认知之间原则上的认知区别提供了一条途径，但它并不是唯一的途径。我们的观点是，存在某种更一般的，然而是原则上的认知过程和机制的类型的概念，这种概念区分了颅内的和跨颅的过程，它允许但并不要求诉诸认知法则。
对在认知心理学中所讨论的东西给出一个适当的描述为在对认知过程与非认知过程作出划分时不要排他性地诉诸认知法则提供了一个理由。另一个理由源于科学哲学家对心理学法则的担忧。 在心理学中，人们所发现的那种规则性并不是物理上必然的，它们最多是或然的。在心理学中人们所发现的东西并不是可以将法则覆盖于它们的属性之上的自然类，而是用之于特定活动种类的实体（entities）。所以，在神经科学中，我们不应将电压门控离子通道看作是自然类；人们应该将它们看作是实体。人们不应认为电压门控离子通道是由自然法则覆盖的；而应将它们认为是参与到活动中的实体，例如感受器绑定和离子转运。在心理学中，人们可以认为短时记忆存储并不是一个自然类，而仅仅是一个实体，而M iller（１９５６）的“神奇数字７”并不表示任何有关记忆的自然法则，而是反映了短时记忆的一种活动，例如记忆会消除或丧失任何存储在其中的超过７个的事项。对机制和活动的讨论为认知心理学家关心的事物提供了一个自然描述。所以，我们认为我们对认知过程的运用是中立于认知的这种存在论维度的。就我们的目的而言，我们并不关心是根据法则和自然种类还是根据活动和实体来描述认知过程。
4.2.1 记 忆
限定已经作出了，现在我们可以开始检查一些认知心理学的例子。在这些例子中，认知心理学家努力通过基本法则或机制来将认知过程个体化。我们从通常在延展认知文献中讨论的认知开始，这种认知就是记忆。在第１章，我们提到米勒的短时记忆能力的理论——实验揭示了与作为短时记忆基础的那些过程有关的东西。然而这不过是记忆研究这座冰山极其微小的一角而已。在此，我们要检查在有关学习和记忆的教科书中能够找到的人们所熟悉的一些研究结果。
考虑一个自由回想任务，被试以每２秒听一个词的固定的速率听２０个词，然后他们被要求按照任意顺序来回想那些词。如果人们绘制一个任意词语被回想起来的概率的图表，他们会发现在单词表中起头和结尾的词语被正确回想起来的概率是最高的。进一步地，靠近单词表末尾的词语比起单词表开头的词语甚至更有可能被回想起来。在单词表中早出现的好处得自于首因效应（primacy effect），而后出现的好处则得自于近因效应（recency effect）。
在一项关于练习对记忆影响的研究中，Anderson（１９８１）给被试展示了２０个成对的搭配，例如犬‐3（do g‐３）。在展示每个配对中的第一个的时候，被试被要求用该配对中的第二个作出反应。在将２０个实验一遍之后被试的错误率将近５０%。随着后续的遍数，也就是更多的练习，被试的错误率下降了。不光如此，随着更多的实践，回忆的耗时也下降了。对一些认知心理学家来说，这表明练习影响了记忆轨迹的“强度”。许多在关于练习量 P与记忆延时T之间关系的研究都可以由形如T＝ cP－ d的等式来刻画，在此c和d是常数。
其他结果指出除了练习量以外其他影响回忆能力的因素。例如Craik和T ulving（１９７５）假设“加工的深度”（depth of processing）会影响记忆。在这项研究中，研究者给被试展示一个词，例如“桌子”，然后向他们提出如下三个问题当中的一个。第一个问题是，词中字母的大小写，要么是大写要么是小写。第二个是，这个词是否与其他词押韵，例如“标签（label）”。第三个是，这个词是否能够用以完成一个句子，例如“他把盘子放在了上”。之后被试会被问及他们是否记得列表上的词。研究者发现第二个问题比起第一个和第三个更有助于回想。Anderson（１９７４）报告了一个相关的发现。被试被要求记住一个目标句子，例如“传教士射击画家。”接着被试被要求识别如下四句话中哪一个是他们听到的句子：
１。传教士射击画家。
２。画家被传教士射击。
３。画家攻击传教士。
４。传教士被画家射击。
通常被试能够拒绝第３和第４个句子，因为在句子的意义这种相对“深度”的属性上３和４与前两句话是不同的，而被试无法回想起他们听到的是１还是２，因为它们之间只是在主动还是被动语态这种相对“浅层”的属性上有所区别。
影响记忆的另一个因素被描述为“产生效应”（generation effect）。Slamecka和Graf（１９７８）要求被试在阅读单词列表时记住其中的配对词语，例如大海－海洋（sea‐ocean）和拯救－洞穴（save‐cave）。在一个“产生”状态下，给出被试一个词，并且要求他们提出一个满足规则和符合限定的新词。这样，给出大海（sea）一词，加上产生的词必须是大海的同义词这一规则以及产生的词起首字母是“o”这个限定，被试必须提出海洋（ocean）这个词。给出拯救（save）一词，准则是生成的词必须与拯救（save）押韵，并且限定了产生的词必须以“c”开头，被试必须提出洞穴（cave）这个词。在这项实验中，斯兰姆卡（Slamecka）和格拉夫（Graf）发现回想同义词要比回想韵脚更有优势这种加工效应的深度。但是他们还发现在形成记忆上对那个被产生的同义词的回想要优越于读那个同义词，而对押韵的词的回想要优于读那个押韵的词。这样的结果被看作是产生那样一个词的产物；它们构成了产生效应。
Glenberg和Adams（１９７８）发现，即使被试没有增加加工的深度，仅仅是对词条口头上的清晰的发音也能强化对这个词条的记忆痕迹。被试被要求去尝试记住屏幕上一闪而过的一组数字。当数字消失，被试被要求练习与这些数字无关的词语配对，比如“绿 －漫步”（g reen‐w alk），而同时记住这些数字。既然被试相信他们是在进行关于数字的测试，他们就对干扰项给予最小程度的加工。但是格伦伯格和亚当斯发现，对作为干扰项的这些词语配对的识别记忆的程度远不是凭运气就能做到的。清晰地说出这些配对词语的认知机制似乎加强了对这些词语的记忆痕迹，尽管有很好的理由相信干扰项模式阻碍了被试试图加强记忆痕迹或增加加工的深度。
然而影响记忆的另一个明显的因素是练习的间隔。在一项间隔效应的研究中，被试被要求学习５０个西班牙语 －英语词汇（Bahrick，１９８４）。在经历五个测试－学习周期之前，被试要学习这些词语，在这五个周期中被试要接受这些词汇方面的测验，然后又会得到进一步学习的机会。然而，测试－学习周期被或短或长的时间间隔分隔开。在这些周期的第一个版本中，被试在一天内经历了全部五个周期，然后在３０天后接受最终测试。在这些周期的第二个版本中，被试持续五天，每天接受五项周期中的一个测试，在３０天后接受最终测试。在第三个，也是最后一个版本中，被试每３０天接受五个周期中的一个测试，在此之后的３０天做最后一次测试。这项研究揭示了对准备３０天之后的测试来说，一个人的学习周期超过１２０天（五个测试－学习周期以３０天为单位来分隔）其效果要好过周期为５天或者是一天。
在这些实验中，认知心理学家认为他们正在寻找关于记忆的事实，这些事实至少潜在地有助于决定基础的记忆过程或机制的本质。这些数据都是认知心理学家用以形成他们的记忆理论的可观察的现象。这些数据旨在说明记忆和记忆处理的本质。所以，例如，米勒的神奇数字７被认为揭示了存在一种短时记忆缓冲器（memory buffer），并使我们看到其存储能力（Atkinson&；；amp；Shiffrin，１９６８）。使用首因效应和近因效应的存在来支持一种短时和长时记忆的理论。阿特金森和希夫林主张被试用他们所读到的词来装满一个短时记忆的缓冲器。当读到更多的词并且这个缓冲器被装满后，一个新词就会取代一个旧词。近因效应可由它们最不可能被取代这个事实来加以解释。首因效应则可以由如下事实来解释，即最经久的单词更有可能以一种延续时间更长的形式被编码在长时记忆中。当然，我们的要点并非是拥护这种个体心理学假设的这些优点，而是要说明我们的主张：至少在有些时候，认知心理学家从事着试图辨别出构成行为基础的那些机制和过程的研究工作。
4.2.2 视 觉
我们认为在所有已知的例子中认知过程是以神经为边界的理由在于，发生在神经中的各种过程和原则与在别处发现的过程和原则之间的巨大差异。我们是物质主义者，所以我们相信所有的认知过程在某种意义上都是由低阶的生物的、化学的或物理的过程决定的。然而，给定认知过程并非遍及整个时空当中，人们会期望像认知过程这种与众不同的过程，将随附于相应的与众不同的低阶过程。粗略地说，低阶过程应该与它们所实现的高阶过程一样与众不同。随后，人们就会问，什么东西能够拥有一种足够异乎寻常的结构和组织来产生认知呢？我们认为，作出如下猜想是完全合理的，即神经元具有充分的与众不同的信息加工形式使得它们可以被可靠地理解为实现或作为一个随附性基础而发挥作用。这个观念的确在科学上缺乏想象力（pedestrian）。认为肝脏、肌肉和脑所做的是不同的事情的理由在于这样一个事实，这些组织具有完全不同的细胞结构。肝脏的细胞帮助调节合成、储存和分解身体中许多不同的物质。肌肉细胞包括能使它们变短的纤维，由此影响肌肉的收缩和身体的运动。我们假设，神经元以某种促成认知的方式加工信息。在这一点上，认知功能主义者或许注意到，原则上任何东西都能够以产生认知加工的方式被组织起来。但是我们的要点是：尽管原则上许多事物都能够被组织起来形成一个认知加工器，但有理由猜测只有神经过程在事实上是被这样组织起来的。理解这个观点的一种很好的办法就是注意到，在那些最先开始专门用于产生感觉和知觉的神经元之中发生的过程，与那些先于感觉传导的过程之间的差别。要展现这个差异用任何感觉模式都是可以的，但是，众所周知，视觉是最适于达到这个目的。
光线的传播当然受制于反射和折射等法则。当光线通过角膜、晶状体、水状体和玻璃体传播时，许多完全相同的法则也适用。这些结构的这种折射率（refractive indices）以及它们表面的半径曲率，在聚焦光线使其以不同的角度对投射于视网膜上发挥重要作用。从本质上来说，就像任何其他的光学系统一样，眼睛也会产生多种失真，存在着球面和色彩上的失真以及斜向散光。再者，控制眼中光线传播的那些光学性质和那些在身体以外的世界中的光线传播的光学性质是完全一样的。
然而，当光线进入视网膜，本质上不同类型的过程就开始了。进入感光器的光子能被视网膜紫质（rhodopsin）分子吸收，开启了一个生物化学的喷流，这导致神经递质的释放。人视网膜中的感光器被安排成为一个视锥系统和视杆系统，前者能够对亮光中的颜色作高解析度的处理，而后者则能够在低亮度的情况下进行低解析度的视觉处理。感光器通过诸如横向抑制这样的过程与视网膜中的其他细胞交互作用，以产生在视网膜神经节细胞（RGCs）中的独特的反应性质。有些离开眼睛的视网膜神经节细胞在对给定的圆形区域中的光点的反应中通常会更频繁地激活，而在对周边环状区域中的光点的反应中则不那么频繁地激活。这种所谓的“聚中心，去周边”的视网膜神经节细胞得到所谓的“去中心，聚周边”的细胞的补充。视网膜神经节细胞也不成比例地表征对颜色敏感的、高解析度的视锥细胞的活动，在中央凹点中可以发现这些细胞。人的神经节细胞汇聚于被称之为视网膜代表图（retinotopic map）中的外侧膝状体核（LGN），这样一来，左右视网膜的毗邻区域就有外侧膝状体核的毗邻区域表征。在人类这里，外侧膝状体核的大多数细胞都投射到纹状皮层，V１区中。在此，我们再次发现诸如对中央凹点的视锥细胞的活动的不成比例的表征这样的特征。我们也发现对定向线与边缘敏感的细胞。我们发现对运动敏感，实际上，对运动的方向敏感的细胞。当然，这仅仅是一个开始。
我们在这里的目的不是要对光学或感觉和知觉的神经科学作一个导引。我们的目的只是要注意出现在神经网络中的过程种类与出现在神经世界之外的种类之间的物理的和生物的差异。按照实现者中的属性和过程的差异造成了被实现者的属性和过程的差异这一假设，我们就具有了某些非反求待证问题的、可辩驳的理由来假设认知过程通常以脑为边界，并没有从神经系统延展到身体与环境中。