计算机如何进行此类推理呢？它的程序包括一组常规程序或指令及一系列子程序，每一道程序是否使用，则取决于前一程序运行结果和程序存储器里的信息。常见的程序是一系列“如果一则”步骤：“如果输入符合条件1，则采取行动1；如果不符合，则采取行动2。比较条件2和结果，如果结果（大于或小于其他任何情况），则采取行动3。否则采取行动4……存储所得的条件2，3……然后，根据进一步的结果，以这样或那样的方式使用这些存储起来的项目。”
然而，计算机在执行这些程序时，不管是进行数学计算还是在做问题解决，它们真的是在推理吗？它们难道不是像自动机一样毫不动脑筋地执行事先规定好的行动步骤吗？这一问题最好留给哲学家来思考。如果计算机能像可获得知识的人类一样证明公理，或航天，或确定一首诗是否莎士比亚创作，谁又能说，它是没有思维的自动机，或人类不是这种机器呢？
1950年世界还只有几台非常原始的计算机，但数学家、信息理论家等已就计算理论进行激烈的讨论。英国的天才数学家艾伦·特林（AJan T1，ring）提出一种哲学味有余、科学味欠足的测试法，用以测试计算机可否思想。在测试中，一台经过编程以解决某些问题的计算机被放在一个房间里，熟悉此类问题的人则站在另一个房间里，第三个房间是裁判，他通过电报方式可与其他两个房间进行通话。如果裁判可从对话中看出哪一个是计算机，哪一个是人，计算机则算通过测试，即其可以思想。特林测试的有效性值得商榷，但至少可以证明，如果计算机能够思想，它所做的事情就真的等同于思维了。
（到目前为止，还没有一个计算机程序能够通过特林测试。1991年11月，在波士顿计算机博物馆进行了一次别开生面的特林测试。挑选出10个能代表普通人的裁判，在键盘上敲出问题和评论，然后从屏幕上察看答案。这些答案可能来自任何一种计算机程序，也可能来自某些看不见的人。最好的程序也仅骗过了5位裁判，其他一些仅仅是暂时性地骗过了几位裁判，最后赢得准入的程序是名叫PcTherapist Ⅲ（治疗专家第三代）的商用程序。现从1991年11月9日的《纽约时报》第一版上摘录下当时的部分问和答：
PC（Therapist Ⅲ）：也许您在伙伴关系中没有得到对方足够多的爱。
裁判：为防止冲突或问题出现，在这些关系中哪些是最重要的关键因素？
PC：我认为您泼有按我的思路考虑问题。
裁判：这哪是问题的答案？下个问题：你认为浪漫关系不现实，从开始就注定要失败的吗？
PC：我真的倾向于在云里雾里过日子。
裁判：你在浪漫关系中出过问题吗？
Pc：我尽力使自己讨人喜欢。
凡将这些牛头不对马嘴的回答看做人类之间对话的裁判，一定对人类的对话能力存有奇怪的理解。）
在60年代，大多数认知心理学家，不管其是否同意计算机确定会思维，都认为计算理论是概念上的突破；它使他们第一次能以详细和准确的信息加工术语描述认知的任何方面，特别是推理。再说，一旦假定出此类任何程序的步骤，他们就能将其从单词翻译成计算机语言，并在计算机上进行测试。如果一切运行顺利，那就意味着思维的确是通过某种类似于此类程序的方式在进行推理。因此，毫不奇怪的是，赫伯特·西蒙认为计算机对心理学的重要程度不亚于显微镜对生物学的重要程度。狂热者甚至认为，人类思维和计算机是“信息加工系统”这一种属的两个物种。
问题解决能力是人类推理的最重要应用。大多数动物都是通过先天或部分先天的行为模式从事诸如寻找食物、逃避天敌、筑巢等活动。人类解决或试图解决大部分问题的方法，则是通过后天学习或创造性推理得以实施的。
50年代中期，西蒙和纽厄尔着手创建“逻辑理论器”。这是第一道模拟思维的程序，他们曾经自问：人类是如何解决问题的？逻辑理论器花费他们一年半的时间，但对这一问题的回答却占去他们15年。最后的学说发表于1972年，当即成为这一领域的奠基之作。
他们的主要研究方法，按照西蒙的自传，是两个人的头脑风暴法。这一过程涉及归纳和演绎推理、类比和比喻性的思维及想像的驰骋——简单地说，它涉及任何种类的推理，不管其合理与否：
从1955年至60年代初，我们几乎每天见面……（我们）主要通过对话进行工作。艾伦可能比我说得多些。现在的情形就是这样，而且我认为一向是这样的。但我们谈话具有一定的规矩，即你尽可瞎说，尽可毫无道理，尽可模横两可，但不准批评，除非你想解释得更加准确，更有道理一些。我们谈的有些非常有道理，有些R有少许道理，有些纯是胡扯，我们就这样谈者，听者，一次又一次地试着。
他们还进行了一系列的实验室研究。不管是一个人做还是一起做，他们都会记录并分析一些步骤，将他们或其他人解决难题的步骤写下来，然后将这些步骤作为程序写下来。他们最喜欢且在多年来一直使用着的是一个儿童玩具，叫“汉诺塔”。简单来说，它由三块不同大小的圆片（中间有孔）组成，平底座上有三根竖杆，圆片堆放在三根竖杆的第一根上。开始时，最大的圆片在最下层，中等大的圆片在中间，最小的在顶层。目标是，玩家要以最少的步骤一次移动一个，不准将任何圆片放在另一个比它小的圆片上，直到其以同样的顺序堆在第三根竖杆上。
完美的解答仅需要7步，不过，移错任何步骤都会引起死解，得重新来过，因而需要更多的步骤。在更先进的版本中，解答需要更复杂的策略和更多的步骤。由5个圆片组成的游戏需要31个步骤，7个圆片组成的游戏需要127步，等等。西蒙曾严肃地说：“汉诺塔对认知科学的重要性不亚于果蝇对现代基因学的意义——它是一种无法估量其价值的标准研究设施。”（但在某些时候，他又将这项荣誉归结给国际象棋。）
这一小组使用的另一项实验工具是密码算术。在这类难题中，一道简单的加法题中的数字换成字母，目的是求出这些字母代表哪些数字。下面是西蒙和纽厄尔使用过的简单例子：
S E N D
M O R E
M 0 N E Y
第一步非常明显：M必定是1，因为任何两位数——这里指S+M——都不可能加起来大于19，即使有进位。
[解答按下面所述继续进行：（0在这里用？替代，以区别字母O）
s须为8或9，主要取决于是否有进位；用1替代M，在s+1=O处，我们可以看出字母0只能是？或1。但M是1，故O一定是？，因而s一定是9，且没有进位。
在左侧第二栏中，E+？仍为E，除非有进位。因而这里一定有进位，因而E+1=N。
如果E为奇数，N为偶数，反之亦然。如果E为奇数，只能是3、5或7（1与9已有）。先试3，而后接着往下试。]
西蒙和纽厄尔让志愿者一边解题一边大声念，把他们所说的一切话全部记下来，之后把他们思想过程的步骤编进程序中，以记载他们如何进行有步骤的寻找，如何在具有多个选择的交叉点处做出决定，如何做出死解选择及如何从最后的交叉处回头重新来过等等。
西蒙和纽厄尔特别利用了国际象棋。这是一种比汉诺塔或密码算术要难许多倍的复杂难题。在一次共60步骤的典型国际象棋赛上，每一步均有30种可能的走法；先“看”三步就意味着看到27000种可能性。西蒙和纽厄尔希望了解的问题是，象棋手是如何处理如此之多的可能性的。答案是：有经验的棋手并不考虑自己下一步可能走什么，或对手可能走什么的所有可能步骤，只考虑几步具有意义且符合基本原则的棋路，如“保护国王”、“不因价值低而随意弃子”等。简短地说，棋手进行的是启发式寻找——由宽泛、符合棋理的战略原则所引导的寻找——而不是整体但缺乏条理的瞎找。
纽厄尔和西蒙在问题解决学说——由于字母顺序的缘故，纽厄尔的名字在他们的共同出版物上总放在前面——上共花费15年时间，得出的结果是，问题求解是在寻求某种途径，从初始状态达到目标。为实现这一目标，求解者须通过由他可能到达目标的所有可能状态所构成的难题空间，并通过所有符合通道限制（规则或域）的步骤。
在这些寻求中，可能性通常呈几何级增长，因每一个决策点都会提供两种或两种以上的可能性，可能性下面又有若干决策点，因而提供出另一系列的可能性。在一般国际象棋比赛的60步骤中，如前面已说过的，每一步骤平均有30种可能性；一场比赛中通道的总数约为30。也就是说，是3000万兆兆兆兆兆兆，这一数字完全超出了人类的理解力。相应来说，一切如西蒙和纽厄尔的研究所示，问题求解者在他们的解题空间里寻找通道时，并不会检查每一个可能的通道。
在其于1972年出版的被称作《人类问题解决》一书的鸿篇巨制中，纽厄尔和西蒙将其认为是总体特征的东西提炼出来。其中有：
——受短时记忆的局限，我们只能以串行方式在解题空间中搜寻，一次解决一个问题。
——但我们并不对每一个可能性进行串行尝试。我们只在有比较少的几种可能性出现时使用这一方法。（比如，如果不知道一串钥匙中的哪一个可打开朋友家的门，你只好一次试一把。）
——在许多情况下，试误法不可行，因而我们只好进行启发式搜寻。知识使之非常有效。解决诸如由八个字母，比如SPI，OMBER，构成什么词汇这一简单问题。如果你把全部40，320含排列方式以每5秒钟一介写出的话，可能需要56个小时，但大多数人可在几秒或几分钟内解决这一问题，因为他们首先排除掉了无效组合（比如，PB或PM），只考虑有效组合（SL，PR，等），这个问题的答案是pooblem。
——“最佳一第一寻找”被纽厄尔和西棠视作常用且重要的启发式任务简化法。在搜寻通道的任何交叉点或“决策树”上，我们必须首先尝试有可能将我们带至离目标最近的一个。每一步都试着靠近目标的做法非常行之有效（尽管有时我们得离开它，以绕过某个障碍）。
——另一种补充性的、更重要的启发方式是“手段一H的分析法”，西蒙称其为“GPS（总体问题求解法）的载重马”。手段目的分析法是一种进退相混合的分析方法。s只寻求前进步骤的象棋不一样的是，问题解决者知道。在许多情况下他不能直接进入目标，只能以退为进，先接近子目标，再从子目标接近大目标，或许还得退至更早前的子目标，或更早更早的子目标。
最近，在回顾问题解决学说时，基思·霍利约克（Keith Holyoak）举出一个著名的手段目的分析法的例子。你的目标是将客厅重新喷漆。最近的子目标是你可以创造喷漆操作的条件，但这一目的要求你拥有漆和刷子，因此，你须先达到拥有这些用品的子目标。要做到这一点，你又必须先实现到达五金商店这样一个子目标。就这样一直退下去，从目前的状态一直策划至拥有一间喷过漆的客厅为止。
纽厄尔和西蒙的问题解决学说虽为了不起的成就，但所使用的仅是演绎推理。再说，它考虑的只是“知识贫乏”之类问题的求解：只适用于迷宫、游戏和抽象问题。如果用这种方法描述丰富知识领域里的问题解决，诸如科学、商业或法律等领域，结果如何还不太清楚。
因此，在过去的二十多年里，一系列研究者开始拓宽对推理的研究范畴。有人研究演绎和归纳推理所基于的心理倾向；有人研究两种形式的推理，还有人研究我们在日常推理中的情况；有人研究专家和新手在丰富知识领域里所进行的推理差别；等等。所有这些研究均已结出丰硕的成果，人类思维中推理这一看不见的运行领域终于露出一束曙光。典型的例子如下：
演绎推理：上溯至亚里士多德时代的传统观念认为，一共有两种推理形式，演绎和归纳。演绎是从已给定的信条中抽出进一步的信条，也就是说，如果前提是正确的，结论也应该是正确的，因为结论已然包含在前提之中了。亚里士多德的经典三段论是：
所有人都会死。
苏格拉底是人。
我们必然得出：
苏格拉底会死。
这种推理非常严密，充足，也容易理解，具有较强的说服力，常用于逻辑和几何公理的证明。
但许多只有两个前提，也只包含三个段的三段论并不如此明显；有些很难理解，大多数人无法从中得出有效的结论。菲利普·约翰逊·莱尔德（Philip John—son-Laird）曾研究过演绎心理学，举出一个曾在实验室里使用过的例子。想像一间房子里有考古学家、生物学家和棋手，再假定下述两个论断是真实的：
所有的考古学家都不是生物学家。
所有的生物学家都是象棋手。
从这两个前提中能够得出什么呢？约翰逊·莱尔德发现，很少有人给出正确答案（惟一正确的演绎是，一些象棋手不是考古学家）。为什么不能？他认为，从上述的苏格拉底三段论中得出有效结论比较容易，从上述考古学家三段论中抽出结论却非常困难，这是由于这些推论在思维中的表征方式——即我们对它们所创建的“心理模式”——所致。
受过正式逻辑训练的人通常会以几何图形的形式想像这一问题，并能将两个前提用圆圈代替，一个套在另一个里面，或重叠在一起，或分开各成一体。约翰逊·莱尔德的学说建立在自己的研究这一基础之上，并通过计算机模拟进行求证。他认为，没有受过此方面训练的人使用的是一种更为粗糙的模式。在苏格拉底三段论中，他们无意识地想像一个群体，其中包括苏格拉底，都必须死，因为找不出任何例外（可超出这一群体的例外，可能就是苏格拉底）。因为没有这种可能性，所以他们能正确地得出苏格拉底会死这一结论。
然而，在考古学家三段论中，他们先想像并尝试第一种，再尝试第二种，最后是第三个模式，越往后越难（我们在此略去细节）。一些人依靠第一种，却看不到第二种会更有效，另一些人依靠第二种，却看不到第三种和最困难的一种也更有效。事实上，这才是导致惟一答案的通道。
心理模式不是使演绎发生的错误的惟一来源。实验显示，即使三段论的形式非常简单，其心理模式也很容易确立，一些人仍易受到自己的想法和信息的误导。一个研究小组询问一批受试者下述三段论在逻辑上是否正确：
所有原配发动机的东西都需要石油。
汽车需要石油：
因此，汽车裳配有发动机。
所有装配发动机的东西都需要石油。
奥普洛班因需要石油，
因此，奠普洛班因装配有发动机。