今日認知科學(xué)

    你聽說過“認知科學(xué)是與搖滾樂同時代產(chǎn)生、與搖滾樂一樣不斷創(chuàng)造多樣性風(fēng)格和激動人心的新觀念、新技術(shù)”的說法嗎？加拿大認知科學(xué)家、哲學(xué)家薩加德在《心智》（Mind）一書［1］中的這一類比從一個側(cè)面反映了半個世紀以來認知科學(xué)家從不同進路一展身手所呈現(xiàn)的激動人心而富有挑戰(zhàn)性的面貌，雖不乏調(diào)侃，卻也不失精當(dāng)。

    認知科學(xué)一般有廣義和狹義兩種理解。廣義理解是研究人類心靈和智能的本質(zhì)及內(nèi)在機制的科學(xué)，由心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計算機科學(xué)、語言學(xué)、人類學(xué)和哲學(xué)構(gòu)成的交叉學(xué)科；狹義理解是把它看作一種理論假設(shè)，其占據(jù)半個世紀霸主地位的核心假設(shè)是，心理狀態(tài)和心理過程都是通過心理表征可計算的。認知科學(xué)家、哲學(xué)家薩加德將半個世紀不同領(lǐng)域?qū)π闹堑奶剿鞒晒y(tǒng)一歸為心智的表征—計算理念，并以一種反思的基調(diào)將認知科學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和未來趨向作了一次全景式鳥瞰，對于認知科學(xué)的計算主義研究綱領(lǐng)的功過作出了深具啟發(fā)性的評價。

    薩加德本人顯然是心智的計算理論的推崇者，他把認知科學(xué)的綱領(lǐng)稱作“表征—計算的心智理解模式”（CRUM：Computational Representational Understanding of Mind）。然而，與某些堅定的計算主義者不遺余力強辯其立場所不同的是，他還提出認知科學(xué)面臨的七大挑戰(zhàn)并作出了積極的反思和回應(yīng)。

心智的計算理論六大理論內(nèi)核

    在《心智：認知科學(xué)導(dǎo)論》一書中薩加德借用7個數(shù)字從特殊的視角解說了認知科學(xué)的昨天、今天和明天。其中6個數(shù)字表達了CRUM如下幾個核心思想：

    認知科學(xué)的一個核心綱領(lǐng)——心智的計算-表征理解（CRUM）?！白詈玫膶π闹堑睦斫馐菍⑵湟曌餍睦肀碚鹘Y(jié)構(gòu)以及在這些結(jié)構(gòu)上的計算程序”，在薩加德眼中，這是迄今為止在理論和實踐上探索認知的最有成效的基本假設(shè)。盡管一直以來對這一理解的質(zhì)疑之聲不絕于耳，但它卻是一統(tǒng)認知科學(xué)“江湖”整整半個世紀的強勢綱領(lǐng)。

    解釋心智路徑的兩個基本點——解釋目標(biāo)和解釋模式。如果把思維和心理過程看作表征和計算過程，如何理解認知行為？薩加德告訴我們，可以從解釋目標(biāo)和解釋模式這兩個基點出發(fā)。例如，人們習(xí)慣用特定規(guī)則來描述知識，用基于規(guī)則的系統(tǒng)來模擬思維活動，這條路徑的解釋目標(biāo)是，“為什么人們會有某種特定的智能行為”？其解釋模式是：“人們具有心理表征規(guī)則；人們具有在這些表征規(guī)則上進行操作的算法程序；這些程序規(guī)則運用到表征上產(chǎn)生出智能行為?！庇秩纾c傳統(tǒng)的語言描述相比，各類圖像式表征更有利于獲得視覺和空間信息，因此，解釋以視覺表征為核心的表像（image）進路，解釋目標(biāo)雖然也是“為什么人們具有某種特定的智能行為”，但其解釋模式則是，“人們具有對情境的視覺表像；人們具有在這些表像上進行操作的掃描或旋轉(zhuǎn)等視覺加工的過程；這些用以構(gòu)造和操作表像的過程產(chǎn)生智能行為”。

    研究認知的三類方法——理論化、計算建模、受控實驗。認知科學(xué)首先需要對于心智本質(zhì)建立理論框架，而發(fā)展理論框架最好的辦法是建構(gòu)各類模擬心理運作的計算模型，但這些都離不開實驗的設(shè)計和實施。因此應(yīng)用廣泛的三類方法可以說是理論化、計算建模和各類受控實驗。心理學(xué)往往以人為受試者進行實驗；人工智能專家將計算建模和心理學(xué)實驗并用；神經(jīng)科學(xué)家則借助各類腦部掃描技術(shù)觀察大腦內(nèi)部神經(jīng)元的活動，目前他們的主要手段是正電子發(fā)射斷層掃描PET，磁共振成像MRI和功能磁共振成像FMRI技術(shù)。

    回應(yīng)對CRUM挑戰(zhàn)的四種途徑。計算主義的核心假定CRUM雖然半個世紀以來碩果累累，但至今人們并不能確定人類是不是真的以表征-計算這種特定方式認知的，因此，從上世紀90年代開始，反對派的呼聲越來越高，有人系統(tǒng)地提出一些修正或者替代計算主義的方案，特別是被稱作“第二代認知科學(xué)”的一些流派，如涉身性認知（Embodied cognition）、嵌入式認知（Embedded cognition）、生成認知（Enactive cognition）、延展認知（Extended cognition）（4ECS）和動力系統(tǒng)理論等紛紛登場。薩加德清醒地看到，這些新的方案對CRUM提出了嚴峻挑戰(zhàn)，并且已經(jīng)危及到整個認知科學(xué)事業(yè)的成功。應(yīng)對挑戰(zhàn)的四種可能途徑是：（1）否認原有的表征—計算的基礎(chǔ)；（2）增加新的計算和表征觀念擴展CRUM；（3）用非計算、非表征的觀念補充CRUM使之抵御挑戰(zhàn)；（4）徹底放棄CRUM。

    評價心理表征模型的五項標(biāo)準。如果不放棄CRUM，什么是一個好的心智的表征-計算模式？薩加德提出了評估的五項標(biāo)準：表征力、計算力、心理學(xué)似然性、神經(jīng)學(xué)似然性和實踐的可應(yīng)用性。一個表征力強的心智模型應(yīng)該能表達更多的問題求解能力、學(xué)習(xí)能力和語言能力的信息；一個系統(tǒng)的計算力是指完成高效率計算的能力；心理學(xué)似然性則要求，一個好的心理表征理論，不僅從定性的角度說明人類的各種能力，還必須關(guān)注與之相應(yīng)的心理學(xué)實驗結(jié)果與之匹配的程度；神經(jīng)學(xué)似然性是指一個好的心理表征理論要與神經(jīng)科學(xué)的實驗結(jié)果相一致；一個應(yīng)用性強的表征理論還要具有實踐上的應(yīng)用價值。

    理解心智的六條進路。在CRUM綱領(lǐng)的引導(dǎo)下，半個世紀以來心智的研究者形成了六條有代表性的進路：邏輯、規(guī)則、概念、類比、表像、聯(lián)結(jié)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）。其中，邏輯進路關(guān)注的是，“為什么人們會做推理”？所爭論的關(guān)鍵之點是，“人們是否具有類似于邏輯中的命題那樣的心理表征？人們是否具有在這些命題上進行操作的演繹和歸納程序，演繹和歸納程序運用到命題上是否產(chǎn)生推理”。也許應(yīng)當(dāng)承認，邏輯進路的表征力和計算力似乎強于其他進路，但是迄今為止，其心理學(xué)似然性卻是頗具爭議的，人們對邏輯規(guī)則在神經(jīng)學(xué)上的似然性更是一無所知。聯(lián)結(jié)主義進路對心智的獨特解釋是，“人們具有由激活和抑制型神經(jīng)元聯(lián)結(jié)在一起的單元構(gòu)成的表征；人們有擴散激活和修正聯(lián)結(jié)方式的處理程序；將擴散激活和學(xué)習(xí)的程序應(yīng)用到單元上產(chǎn)生智能行為”。雖然聯(lián)結(jié)主義為許多心理學(xué)現(xiàn)象提供了解釋，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人類大腦結(jié)構(gòu)也有某種相似之處，但與真實的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，顯然還有相當(dāng)大的距離。

認知科學(xué)未來如何應(yīng)對七大挑戰(zhàn)？

    盡管迄今為止表征—計算的研究綱領(lǐng)在認知科學(xué)中卓有成就，但是，薩加德卻頗具危機感地總結(jié)了CRUM遭遇的來自七個方面的挑戰(zhàn)［2］：（1）大腦的挑戰(zhàn)——CRUM忽視了有關(guān)大腦是如何思維的關(guān)鍵事實。（2）情感的挑戰(zhàn)——CRUM忽略了人類思維中情感的作用。（3）意識的挑戰(zhàn)——CRUM忽略了人類思維中意識的重要作用。（4）身體的挑戰(zhàn)——CRUM忽略了身體對人類思維和行動的重要作用。（5）世界的挑戰(zhàn)——CRUM忽略了外部物理環(huán)境對人類思維的重要作用。（6）動力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)——心智是一個非線性動力系統(tǒng)而不是計算系統(tǒng)。（7）社會的挑戰(zhàn)——CRUM忽視了人類思維固有的社會性。

    薩氏的“七大挑戰(zhàn)說”精辟地反映了最近20多年認知科學(xué)各種范式競爭中對傳統(tǒng)心智模型CRUM的反對和修正趨向，對此，薩加德的回應(yīng)并非顛覆式的反而具有建設(shè)性。依他之見，對CRUM所遭遇的困境無需放棄CRUM，應(yīng)當(dāng)采取一種拓展和補充的方案。這里重要的一點是要強調(diào)多方整合的作用：一是在概念的層面上需要哲學(xué)、心理學(xué)、人工智能、語言學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、人類學(xué)，甚至包括生物學(xué)、動力系統(tǒng)理論的跨學(xué)科的整合；二是進一步推進實驗上的整合，例如，解決意識問題不僅需要重視行為科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的實驗數(shù)據(jù)，還要兼顧通過我們的意識經(jīng)驗得來的實驗數(shù)據(jù)，同樣，分子生物學(xué)的數(shù)據(jù)也將越來越顯示其重要性；第三種則是由計算思想與仿真模擬帶來的理論上的整合。

    最后，對認知科學(xué)的歷史和未來，薩加德以開放的心態(tài)宣稱，雖然CRUM仍是心智的跨學(xué)科研究的理論內(nèi)核；但其傳統(tǒng)進路畢竟不足以形成能夠涵蓋人類思維所有領(lǐng)域的統(tǒng)一理論；CRUM在理論上和實踐上的成功確實勝過了在此之前的所有理論但它仍是不完善的，特別是新近認知科學(xué)顯示了四大新動向：神經(jīng)科學(xué)實驗在所有心理學(xué)分支越來越成為核心方法；新貝葉斯概率統(tǒng)計模型日益受到重視；人們越來越強調(diào)認知的涉身性；更加關(guān)注對認知科學(xué)中社會維度的理解。因此，他主張將CRUM拓展為表示“生物學(xué)—社會學(xué)性的對心智的計算—表征理解”的CRUMBS，而且認知科學(xué)應(yīng)當(dāng)建立對全方位的心理現(xiàn)象給予說明的統(tǒng)一理論，如同進化論和遺傳學(xué)能夠統(tǒng)一生物現(xiàn)象、相對論和量子力學(xué)能夠統(tǒng)一物理學(xué)那樣。其大一統(tǒng)的理論抱負躍然紙上！（作者為中國人民大學(xué)哲學(xué)院教授，原論文刊載于《科學(xué)文化評論》，有刪改。）

     注：

    ［1］《心智：認知科學(xué)導(dǎo)論》由薩加德的弟子朱菁教授攜博士生陳夢雅翻譯，上海辭書出版社2012年出版。原著1996年出版，譯者依據(jù)增改了許多內(nèi)容的2005年版翻譯。

    ［2］在新近更新的薩加德撰寫的斯坦福哲學(xué)百科條目“認知科學(xué)”中，“大腦的挑戰(zhàn)”由“數(shù)學(xué)的挑戰(zhàn)”代替：數(shù)學(xué)結(jié)果表明人類思維不可能是標(biāo)準意義上的計算，大腦必定以不同于圖靈機計算的方式運行，也許遵循的是量子計算機的運行方式。

    （保羅·薩加德（Paul Thagard）是加拿大滑鐵盧大學(xué)哲學(xué)系教授、心理學(xué)系和計算機科學(xué)系兼職教授，主持滑鐵盧大學(xué)認知科學(xué)專業(yè)。他是皇家學(xué)會會員、國際認知科學(xué)學(xué)會會士，于2007年獲得加拿大藝術(shù)協(xié)會頒發(fā)的莫爾森獎，并曾擔(dān)任國際認知科學(xué)學(xué)會執(zhí)行委員和主席、《認知科學(xué)》期刊編委會委員和副主編等職，著有《計算科學(xué)哲學(xué)》《心智：認知科學(xué)導(dǎo)論》《概念革命》《科學(xué)技術(shù)如何解釋疾病》等。）