是跨学科研究智能及其过程的科学。它试验什么是理性，它做什么，及它如何工作？它研究智能和行为。特别集中在信息如何在神经系统（人或动物）及机器内表示，加工和传递（如认识能力，语言，记忆，推理，感情）。理性科学含有多种研究学科，包括心理学，人工智能，哲学，神经科学，语言学，人类学，社会学和教育学。它跨越许多分析水平；从低的学习和判断机理，到高水准的逻辑和计划；从神经系统到组合的大脑组织。

（1）分析水准

理性科学的中心原则是：只用单一水准研究，不能完全了解智力/大脑。例如，以记忆一个电话号码和后来重复这号码为例；一种方法是去接近了解这过程，通过直接观察研究行为。一个人获得一电话号码后，过一些时间，要他重复，这样，可以精确测出其能晌应时间。另一方法是；当一个人要记忆电话号码时，研究个别神经的活动。但二种实验都不能充分解析记忆一个电话号码过程是如何工作的。甚至，技术可以把每一根神经的情况都弄清楚，仍然不可能知道神经的特别活动传递为行动。这样，需要了解这二种水准的了解之间的联系。从多方面研究一特别对现象产生在大脑发生特别行为过程做较好的了解。人给出三种分析水平著名描述：

1.计算理论，指出计算目的；

2.代表和算法，给出输入和输出，及算法代表，它们把一种转换成另一种；

3.通过硬件，使算法和代表变成物理现实。

（2）跨学科性质

理性科学是一个跨学科的领域，它由各学科组成，包括：心理学，神经科学，语言学，哲学，计算科学，人类学，社会学和生物学。和其它科学一样，理性科学想了解心智外的世界。因此，它也有客观，独立观察。通常，这领域和物理科学是兼容的，也用科学方法及模拟或模型化。常把人类行为和模型比较。有人怀疑是否只有单一的理性科学，而提出有不止一种理性科学。

许多，但不是全部，考虑理性科学家有理智实用主义观点-精神状态从实用角度划分的观点；这样，任何按一些精神状态近行的系统都考虑处于那种精神状态。但按照一些和实用主义相反的人来看，甚至非人类系统，如其它动物品种，不同的生命形式，或先进的计算机，原则上，都可有精神状态。

（3）理性科学

条件

理性科学中所用的“理性”是指能精确研究的精神作用或结构（Lakoff and Johnson）。这样的概念化很广泛；而不应和一些传统分析哲学所用的理性混淆。在哪理，理性是指形式规则和真实的条件语义。

“理性”这字最早进入希腊神话奥狄铂斯，使它粗略含有“动作或知道过程”。从1586年这字第一次用时，是在柏拉图知识理论中。但大多数相信，在理性科学中不会去研究象柏拉图哪样的知识。

领域

理性科学是一大领域，并含有宽广的研究课题。但应了解，理性科学并不等于一切和精神及智能有关的事。在重要的哲学辨论中，社会和文化的因素，精神，知觉，动物理性，比较和进化等常排除出外。另一与智力相关的科目，理性科学倾向避免的是可感受的特性。但理性科学中，有些人则认为这些才是真正值得研究的问题。

下面是一些理性科学的主要课题，不是全部。可参阅“List of cognitive science topics”

1.人工智能

人工智能包含研究机器中的理性现象。人工智能的实际目的之一是把人类的智能输入计算机。计算机也广泛用来研究理性现象。计算模型同时用来研究人类智能是如何构成的。

2.注意力

选注意力作为重要信息。人类受到许多吸引，但他一定有方法决定对哪一信息进行处理。有时把注意力看成聚光灯。表示在许多信息中只注意这一个。二重听觉（Cherry，1957）和盲目听（Mack and Rock，1998）的实验支持了这一点。在二重听中；二个耳边各有一个不同的留言。但告诉只注意其中的一个。结果，不注意的哪一个，则什么也记不住。

3.语言知识和加工

能学习和了解语言是一个极为复杂的过程。人在开始几年就获得语言，所有人一般都能熟练使用语言。理论语言学的主要推动力是发现，语言一定要是抽象的形式。一些较多研究如何大脑加工的语言问题包括（1）多大范围，语言知识是固有的，还是学习的？（2）为何大人学第二种语言比小孩学第一种语言难？（3）人类如何能了解新奇的句子？

研究语言加工包括研究语言的声音图形到字的意义和句子。语言学常把语言加工分成：正字法，音韵学，和语言形态学，句法，语义和语用学。可从这些成份和它们的相互作用研究语言的表达形式

4.学习和发展

学习和发展是我们随时间增长而获得知识和信息的过程。小孩出生时，知识很少或无知识（与如何定义知识有关），但他们很快获得运用语言的能力；行路，认人和物。研究学习和发展希望说明所发生的机制。

研究理性发展的主要问题是某些能力的固有和学习范围各有多少？

5.记忆

记忆可为我们以后储存信息。记忆常可分为长期和短期二种；长期记忆使我们存信息较长时间（日，周，年），我们还不知长期记忆的极限。短期记忆可允许我们短期存储信息（秒或分）。

记忆也常分为陈述和程序形式；陈述形式可分为语义和短暂记忆—指事实和特别知识，特别意义和特别经历。程序记忆使我们能记忆动作和摩托程序（如何骑自行车），但这常有人认为是知识还是记忆？

理性科学家如心理学一样研究记忆；但较多注意记忆如何负责理性过程，及理性和记忆间的相互关系。例如，怎样的精神过程使一个人产生长期记忆？

6.认识能力和行动

认识能力是通过感觉或一些途径从信息中获的知识的能力。视觉和听觉是二种允许我们感受环境的感觉器官。一些研究视觉认识力问题的例子，包括：（1）我们怎样能认得物体？（2）为何我们能认得从前到过的环境，哪怕只到过的时间很短？

研究触觉，嗅觉和味觉的刺激也都属于接受能力的范围。

行动是一个系统的输出。对人类，行动伴随有空间的移动，语言产生和所有动作。

有许多不同方法用来研究理性科学。由于它是高度跨学科的，经常和多方面研究交叉。使用心理学，神经科学，计算机科学和系统理论的方法。

1.行为实验

为了描述什么是理智行为，必需研究行为本身。这类研究和理性心理学和心理物理学密切相关。测量对不同刺激的行为反应，可以了解一些关于刺激的处理过程。莱万多夫斯基和斯特罗美次（2009）评论在心理学创新使用行为测量，包括行为踪迹，行为观察，和行为选择。行为踪迹是行为的片段；但行为人不在。行为观察包括观察作用者。行为选择是行动者在二或更多中决择。

反应时间，一个刺激出现到相应反应的时间能指出二个理性过程不同，可以反映它们的本质

心理物理反应。它的典型例是判断一些物理性质，即声音大小，不同个体间大小的比较等。

眼神跟踪，眼的固定点和注意力集中有关。监视眼的运动，我们能研究某一时间什么信息被加工。它可使我们研究极短时间内的理性过程。

2.大脑成像

大脑成像包括进行各种理性任务时脑内的分析活动。这可让我们把脑功能和行为联系，去了解信息被加工。不同类型成像技术，其空间分辨率也不同。大脑成像常在理性神经科学中使用。

单光发射计算断层成像和位置发射断层成像

脑电图

功能磁共振成像

光学成像

脑磁图

3.计算模型

计算模型要求有一个问题的数学和逻辑形式代表。计算机模型在不同智能的特别和一般性质的模拟及实验证明时使用。计算机模型可帮助我们了解一个特别理性现象的功能组织。有二种基本接近理性模型化。第一种是集中在心理智能抽象的精神功能，用符号运作；第二种是随人类大脑和神经的性质,称为次符号。

象征模型

次符号模型

5.神经生物学方法

直接借用神经科学和神经心理学的研究方法可帮我们了解智能；这些方法允许我们了解智能行为如何在一个物理系统中应用

单单元记录

直接刺激大脑

动物模型

事后研究

理性科学已有很大信誉；它给出人类理性偏差和冒险理解模型，在发展经济一部份，行为金融有很大影晌。它也给出数学哲学新理论和许多人工智能，说服和强迫的理论。它对语言哲学和认识论做出很大贡献-使理性主义复活。理性科学了解了大脑特别功能系统，从演说到听觉加工过程和视觉理解力等。它使了解如何伤害大脑特别部分而影晌理性有了进展。它帮助发现特别失去功能原因，如阅读障碍，色盲和偏侧痉挛等。