温和的具身认知:认知科学研究新进路

2017-03-22 13:20张博葛鲁嘉
关键词:具身认知

张博+葛鲁嘉

摘 要:从离身认知到具身认知,在认知科学内部正在发生着一次深刻的研究范式的转换。具身认知理论是继认知主义和联结主义之后,认知科学研究中一种快速发展的理论思潮或研究纲领。与传统的离身认知不同,具身认知主张认知是具身的、情境的和动力系统的。对于心智的具身性问题,激进的具身认知和温和的具身认知都试图从各自不同的视角给出合理的解释。从经验研究的角度来看,激进的具身认知还没有形成较为完善的解释性的语言,更多的是提出了关于心智、认知和世界的哲学意义上的有益的思考。相比较而言,温和的具身认知则发展了较为完善的解释性理论,如不完全表征、模拟的表征原则、行动导向的局部表征等等,既有效地反驳了激进的具身认知对表征计算范式的全盘否定,又在一定程度上解决了传统认知研究中存在的问题,表现出了更强的包容性,是对传统认知观的继承和发展,对于当代认知科学的研究更具现实意义。

关键词:认知科学;具身认知;离身认知;温和的具身认知

作者简介:张博,吉林大学哲学社会学院博士研究生,主要研究方向:认知科学、理论心理学。葛鲁嘉,吉林大学哲学社会学院教授,博士生导师,主要研究方向:理论心理学,文化心理学(吉林 长春 130012)。

中图分类号:B84文献标识码:A

文章编号:1006-1398(2017)01-0019-10

一 引言

认知科学作为一个跨学科的学科群按照认知科学创始人之一乔治·米勒(Miller G.)的说法,认知科学至少包括心理学、语言学、计算机科学、哲学、神经科学和人类学6门学科,其中前三者为核心学科,后三者为辅助学科。发端于20世纪五六十年代,是一场针对行为主义心理学进行的认知革命后的产物。此外,认知科学的诞生也是近代科学发展史上最为重要的事件之一。在短短几十年的发展时间里,认知科学取得了令人瞩目的成绩,并成为当今世界最具潜力的科学研究领域之一。认知科学的研究在某种程度上可以被看作是哲学认识论问题在当代的延续和扩展——不仅探讨心智及其运作机制,还试图人工地实现智能的不同方面。在认知科学的发展过程中,先后出现了两种占统治地位的研究范式:认知主义(cognitivism)和联结主义(connectionism)。

认知主义也被称为符号的研究范式,其核心思想是计算机隐喻。由于采纳了信息加工的理论和表征计算的思想,认知主义将人的心智看作类似数字计算机的信息处理系统,所谓认知就是按照一定数学算法或逻辑规则对无意义抽象符号进行的计算。在认知主义看来,无意义抽象符号是信息处理系统中用于描述认知和心智活动的基本单位,不论是人脑还是数字计算机,都是操作、处理无意义抽象符号的某种形式系统或者说硬件设施,认知和心智的任何状态都不外乎是图灵机的一种状态,认知和心智的任何活动也都可以归结为图灵意义上的算法可计算的。刘晓力:《认知科学研究纲领的困境與走向》,《中国社会科学》2003年第1期,第99—108页。显然,认知主义赋予了无意义抽象符号以核心性的地位,其最终目的是试图通过人工智能来完全模拟人的智能。

联结主义也被称为网络的研究范式,其核心思想是大脑或神经系统隐喻。由于借鉴了神经科学的大量研究成果,联结主义不再简单的将人的认知看作是对于无意义抽象符号的计算,而是试图通过分布式平行加工(PDP,也被称作神经计算)的方式来建立一种类似于人的大脑或神经系统的人工神经网络。整个人工神经网络结构由类似于神经元的单元或结点所构成,因此,离散符号不再是描述认知活动的基本单元,取而代之的是人工神经网络中亚符号的数值变量,即网络中各单元或各结点间的加权参数(该加权参数可以是正值,也可以是负值)。显然,联结主义赋予了网络以核心性的地位。联结主义的这种努力方向是值得赞赏的,但需要指出的是,人工神经网络所谓的“分布式平行加工”,在本质上仍是计算,虽然其计算能力在很大程度上得到了提高,但并没有克服表征计算的研究范式的根本缺陷。联结主义也并不是回归大脑本身的研究:类似大脑而不是大脑。李其维:《 “认知革命”与“第二代认知科学”刍议》,《心理学报》2008年第12期,第1306—1327页。联结主义只是将类比的对象由数字计算机转变为人的大脑或神经系统,落脚点依旧是用人工智能来模拟人的智能,其最终目标是建立具有一定学习、适应能力的人工智能体。

认知主义和联结主义在认知科学的研究中功不可没,取得了令人瞩目的成绩,表征计算的研究范式更是成就了传统离身认知研究的辉煌,实现了对于人类认知或智能活动的部分解释。但需要强调的是,它们所解释的只不过是人类认知或智能活动中更为成熟或更容易被形式化的部分,一旦认知科学的研究涉及常识问题或自然形式的智能等相关问题,认知主义和联结主义就很难提供强有力的解释。因为这些问题必然与大量的环境、背景信息相关联,甚至涉及到更为复杂的社会文化背景知识,因而很难对其进行符号化,更不能为其提供形式化的理论,也无法找到确切的程序规则,“丘奇-图灵(Church-Turing)论题”的提出更是表明了存在着不可计算的问题。吴国林、黄灵玉:《计算复杂性、量子计算及其哲学意义》,《自然辩证法研究》2007年第1期,第22—26页。至于顿悟问题、自适应问题、感觉生成问题、生态效度问题、意义的获得以及意义的解释机制等一系列更为复杂的问题,认知主义和联结主义更是显得无能为力。这就意味着仅仅在认知主义、联结主义所奉行的表征计算的研究范式内部寻求改变、突破,比如采用量子计算的方法来提高计算的复杂性、构建微型世界模型、建立极小常识系统等等,是无法克服离身心智的根本缺陷的,也无法达成用人工智能来完全模拟人的智能的最终目标。试图凭借表征及其计算的方法来探索人的认知和心智,就好像直接用氢原子、氧原子来构成水一样,是根本无法实现的。

从20世纪七八十年代开始,认知科学的研究中开始逐渐涌现出诸如具身性、情境性、延展性、生成性、动力系统等一系列新的概念、理论,一次重要的观念变革也开始在认知科学内部酝酿发生,即由传统的离身认知观转变为当代的具身认知观。从海德格尔(Heidegger M.)到梅洛·庞蒂(Merleau-Ponty)再到拉考夫(Lakoff G.)和约翰逊(Johnson M.),具身认知(embodied cognition)研究有着深刻的思想渊源,并已经发展成为认知科学领域一种新的研究进路。具身认知的核心特征集中体现在心智的具身性(the embodiment of mind)这一核心概念上,即强调认知并不是发生在大脑中的孤立的事件,而是嵌入(embedded)环境、世界中的智能体(agent)的实时的适应性活动(real-time adaptive activity),李恒威、黄华新:《表征与认知发展》,《中国社会科学》2006年第2期,第34—45页。是在认知主体的身体与世界动力的相互作用的过程中涌现(emergent)出来的。Thelen E.,Schner G. & Smith L. The Dynamics of Embodiment:A Field Theory of Infant Perseverative Reaching. Behavioral and Brain Science,2001,24:1-86.“心智在本质上是具身的”Lakoff G.,Johnson M. Philosophy in the Flesh:The Embodied Mind and Its Challenge to Western Thought. New York:Basic Books,1999,3.“心智在本质上是具身的”“思维大多是无意识的”以及“抽象概念是隐喻的”这三个结论,被拉考夫和约翰逊称为20世纪认知心理学、认知语言学的三大研究成果。这一观点,其重要意义就在于撼动了笛卡尔身心二元论在认识论研究以及认知科学研究中的重要地位,消解了心与物或者说精神实在与物质实在之间的二元对立。具身心智主张认知的主体既不能是纯机械的物理存在,也不能是纯意识的精神存在,而应当是一种介于二者之间的梅洛·庞蒂所说的“暧昧”(ambiguous)的存在。当我们在描述“心智的具身性”这一概念时,实际上就是在强调认知对于身体结构以及身体活动方式的依赖性,心智就存在于身体结构及身体与世界(环境)的相互作用之中。具身性、情境性和动力系统三者共同构成了具身认知的观念基础,具身认知也成为了当代认知心理学乃至整个认知科学中的热点问题。

二 具身认知的两种取向与认知的动力假设

“对于认知的研究、心智的探索必须向身体及其经验回归”这一观点已经为越来越多的来自不同学科、不同领域的研究者所认同,抛弃对于表征及其计算思想的刚性诉求也在认知科学内部趋于达成一致。因此,只有引进新的理论、概念、方法才能更好地理解大脑、身体和世界之间的复杂关系。遗憾的是,目前的具身认知研究还不能被称作是一种新的研究范式,而更像是一种研究思潮或研究纲领,不同学者对于身体含义的理解、具身概念的辨析、研究方法的变革等诸多重要问题的认识还存在着重大的分歧,甚至对于表征及其计算在具身认知研究是否还具有价值这一核心问题还存在着两种相左的观点:激进的具身认知(radical embodied cognition)和温和的具身认知(moderate embodied cognition),何静:《温和的和激进的具身认知观》,《学术界》2012年第5期,第68—75页。二者之间的一个基本的分歧就是表征计算对于具身认知研究来讲是否充分必要的问题。张博、葛鲁嘉:《具身认知的两种取向及研究新进路:表征的视角》,《河南社会科学》,2015年第3期,第29—33页。在激进的具身认知看来,动力系统理论(dynamical systems theory,DST)这种非表征和非计算的方法更适用于当前的具身认知研究,功能主义的理论、表征计算的思想在本质上是错误,不能正确的描述、刻画人类的认知过程以及心智活动,应当予以抛弃。与激进的具身认知不同,温和的具身认知既反对将认知看作是对抽象的无意义符号进行的计算,也反对忽视表征计算在认知过程中所起到的作用,而是试图引入新的概念对表征计算的研究范式加以改良,从而克服离身认知存在的缺陷。

相比于传统的离身认知研究,动力系统理论是具身认知研究中最具革命性变化的部分:它不仅改变了人们对于认知过程和心智活动的理解方式,还推动了认知科学研究中方法论领域的变革——人们甚至可以期待在未来的某一天,认知科学的研究者们能够像现在熟练运用统计检验的方法一样来从容地建构动力系统的微分方程组,从而揭示人的认知机制和心理规律。动力系统理论实际上是一种用于说明系统演变过程的数学工具,是以一些本质上为几何学的概念来描述系统演变的过程,其主要概念包括状态空间(state space)、流形(manifold)、势阱(potential well)、路徑(path)、吸引子(attractor)、稳定性(stability)、耦合(coupling)、个体发育地形(ontogenetic landscape)等。Beer R.D.Dynamical Approaches to Cognitive Science.Trends in Cognitive Sciences,2000,4(3):91-99.所谓认知的动力假设,实际上就是将动力系统理论应用到认知研究中,为认知实现机制的解释提供一种新的视角或方法。

与传统的离身认知观不同,认知的动力假设强调人的认知系统不能仅仅被限制在大脑之中,更为准确地说,真实的认知系统应当是由大脑、身体和世界三者所组成的统一的系统,系统内的所有组成部分都在发生着持续的变化,并且相互作用、相互塑造、相互决定,Van Gelder T.What Might Cognition Be,If Not Computation? Journal of Philosophy,1995,92:345-381.这种变化的结果便是认知的发展。像许多其它的复杂动力系统一样,认知系统也表现出某种一致的模式,这些模式是系统以自组织的方式涌现出的稳定结构,可以由系统状态的相对稳定性或不稳定性来描述,认知发展则可以被看作是动力稳定性模式的演变或消失。

在动力学中,状态的稳定性可以用势阱的概念

(图1)Thelen E.Time-Scale Dynamics and the Development of an Embodied Cognition.In Mind as Motion:Explorations in the Dynamics of Cognition,Port R.F.& Van Gelder T.,Eds.Cambridge:MIT Press,1995.来加以表示,势阱的深浅能够显示出状态稳定性的程度:势阱越深则状态越稳定,势阱越浅则状态越不稳定。认知的动力假设将认知系统的稳定模式看成是行为空间中的吸引子,认知发展可以用个体发育地形(图2)Thelen E.Time-Scale Dynamics and the Development of an Embodied Cognition.In Mind as Motion:Explorations in the Dynamics of Cognition,Port R.F.& Van Gelder T.,Eds.Cambridge:MIT Press,1995.来加以说明。在个体发育地形中,认知发展被看作是一系列的吸引子的演变和消失。沿着时间轴(纵轴)的方向,每条水平线所描述的均为某一时间点系统所处于的不同的吸引子状态,当吸引子过强时(吸引子较为陡峭),系统较为稳定,认知的发展较难出现。然而,随着认知系统中各变量的不断变化,系统中原有的协调可能会被打破,这就导致认知主体开始探索新的稳定模式,并通过现有的稳定模式失稳(吸引子变得较为平滑)的方式来引入或产生新的吸引子,

使得认知系统得到发展。由于动力系统中各变量所具有的耦合的非线性关系(即互相影响且互为因果),因而这些变量是在不断地相互影响、决定、塑造并动态演变着的。动力系统内各变量之间的相互作用、相互决定、相互塑造的耦合关系是如此之强,以至于在该系统动态演变的过程中,不可能存在介于感觉输入和运动输出之间的符号表征(这是因为在一个特定的认知系统中,如果想用参数A去表征参数B,那么参数B必须是独立于该认知系统的,否则,参数A在表征参数B的同时,还需要表征它自己)。这就是认知动力主义的强耦合(strong coupling)很多学者都喜欢以瓦特离心调速器(Watt Centrifugal Governor)为例,来说明认知动力主义的强耦合观点。瓦特离心调速器是一种用于调节或控制蒸汽机动力实时变化的机械装置,通常与蒸汽机的引擎连接在一起。对于瓦特离心调速器的具体分析、说明,可以参照张博、葛鲁嘉的《具身认知的两种取向及研究新进路:表征的视角》一文。观点。这一观点,直接决定了认知主体不可能完全脱离环境来表征环境,因为认知主体与环境、世界是耦合的。但是,这是否意味着表征及其计算对于认知研究来说是错误的或者说没有必要的呢?亦或,表征及其计算在具身认知的研究框架下仍具有一定的价值和作用,而只需对表征的含义进行修改、拓展呢?温和的具身认知从一种独特的视角给出了自己的答案。

三 温和的具身认知:对表征计算范式的改良

与激进的具身认知不同,温和的具身认知虽然也赞同表征及其计算对于认知研究来说是不充分的,但并不主张完全的放弃表征的观点,认为表征及其计算在具身认知的框架下依然具有一定的价值,其存在仍具有一定的合法性,只需对其含义进行一定的修改、扩展。

1.从强耦合观点到不完全表征

认知动力主义的强耦合观点认为个体与环境的耦合是同时且连续的,因此,在感觉和运动之间并不存在独立的表征。在讨论动力系统的强耦合观点是否合理之前,需要先考虑另外一个问题,即个体的认知发展是否存在不同的发展阶段的问题。

不论是认知主义还是联结主义,都将人的认知视为基于符号或亚符号表征的计算过程,进而直接将认知和心智放在言语思维水平的智力阶段上加以考察。那么问题便产生了,人的认知能力是否是以言语思维水平上的认知为起点的呢?非语言或者说前语言的认知发展阶段是否存在呢?

在认知科学的研究中,存在着两种理解认知和心智的不同的理论模型:一种是符号表征及其计算的理论模型,另一种是生命及其演化的理论模型。李恒威、肖云龙:《论生命与心智的连续性》,《中国社会科学》2016年第4期,第37—52页。从进化论的视角来出发,所有生物都是进化而来的,因而可以推断,不同物种的生物体的认知能力也是进化发展而来的。也就是说,一方面从物种的种系演化的视角来看,生物体的认知能力必然经历了漫长的地质时期的演化过程;另一方面从个体发育的时间尺度上来看,任何物种个体的认知能力也绝不可能从一开始就处在最高水平,必然会经历一个由低到高的、由弱到强的发展阶段。李恒威、黄华新将人类的认知发展区分为感觉运动、意象表征和语言表征三个不同的水平:李恒威、黄华新:《表征与认知发展》,《中国社会科学》2006年第2期,第34—45页。感觉运动认知是在人类婴幼儿身上表现的比较突出的一种认知形式,这种认知方式与动物的认知方式较为类似,二者都依赖于身体的活动,其特点可以概括为“所思即所行”,即思维和行动在内容上是相等同的;意象表征认知类似于皮亚杰(Piaget J.)的前運算水平或埃德尔曼(Edelman G.)的初级意识水平,在这一阶段主体的认知活动可以在头脑中想象地进行,但这种想象并非完全自由的、不受限制的,而是在很大程度上受限于个体身体的活动能力,其特点可以概括为“所思多于所行”,即思维的内容已经不能完全由行动来表达;语言表征认知类似于皮亚杰的具体运算和形式运算水平或埃德尔曼的高级意识水平,在这一阶段主体的认知活动是以概念的逻辑运算为基础的,身体的活动能力不再对主体的认知活动产生限制,并且认知主体的抽象世界也在一定程度上得到了发展,其特点可以概括为“所思远远超出所行”,即思维的内容远远多于行动所能表达的内容。需要指出的是,不同的研究者对于认知的发展阶段可能有着不同的划分方法,但不管其使用的理论术语是何等的专业、构建的概念体系是何等的复杂,这种阶段的划分仍然是大体的、粗略的、不精确的。这是因为,当前我们所建构的不论是概念网络还是范畴体系,远没有达到准确、精密的程度,对于认知发展过程的刻画不可能是完全的、恰当的,而只能是一种概括性的描述。即便如此,这种划分仍具有重要的理论价值和实践意义。

对于个体认知发展阶段的划分,使人们能够清楚地认识到:人类虽然具有了言语思维的认知水平,但认知的发展并不是以此为起点的,在言语思维出现之前,人类个体的确存在一个非语言或者说前语言的认知发展时期,这也在一定程度上说明了单单依靠语言符号的表征能力,并不能够充分地说明个体的认知过程和认知机制。但也正是由于人类具有了语言和心理表象的能力,使得人们能够生成一个相对独立于外部环境的内心世界,这就使个体通过符号表征的方式来认识世界变得可能。我们可以来设想两种不同的场景:在场景1中,个体A的手中握有一个橘子;在场景2中,橘子被放置在个体A的身后。在这两种不同的场景中,个体A都需要回答关于橘子形状的问题。在场景1中,由于橘子始终握在个体A的手里,即个体A与橘子保持着持续不断的耦合的关系,所以个体A无需借助关于橘子的概念表征来回答关于橘子形状的问题;而在场景2中,由于橘子被放置在个体A的身后,那么个体A与橘子的耦合关系就在一定程度上被弱化了或者说暂时性的去耦(decouple)了,要想回答关于橘子形状的问题,个体A则必然需要借助于关于橘子的概念表征。这就意味着耦合关系可以被一个间接的独立的内部世界所部分弱化或者说暂时性的去耦(需要特别强调的是,去耦只是暂时的,耦合才是最终的)。据此推断,表征依然能够存在于某一认知系统中,这便意味着在具身认知研究乃至整个认知科学研究中,表征及其计算的理论假设仍具有一定的合法地位,只不过表征的含义较之前而言被改变了,这种表征是不完全的(partial)。克拉克(Clark A.)区分了两种形式的不完全表征:即弱内部表征(weak internal representation)和强内部表征(strong internal representation)。Clark A.The Dynamical Challenge.Cognitive Science,1997,21:461-481.这两种不同形式的不完全表征都能够提供关于表征对象的概念信息,二者之间的区别在于弱内部表征所能提供的仅限于即时的、在线(on-line)的信息,一旦个体与表征对象相分离,弱内部表征便会消失;强内部表征则不同,它可以进行离线(off-line)的操作,即在与表征对象相分离或者说暂时性的去耦的情况下,完成例如想象、计划的制定等复杂抽象的认知过程。

长久以来,人们对于普遍的理性形式有着偏执的追求,幻想着人的认知能力是自治的,是可以与身体、身体的感知运动能力以及世界相分离的。但是,普遍的理性形式终归是虚幻的,对其进行的追求也必然是无果而终的。人并不具有我们所期望的完全的独立性,个体的认知能力也并没有超出身体及其感知运动能力的范畴,因而心智也不可能一直悬浮在虚幻的精神世界中(表征是不完全的),必然会回到具身的世界之中(人与世界是耦合的)。虽然并不存在完全的表征,符号表征对于认知而言也并不是充分的,但却不能否定不完全表征存在对于认识研究的必要性。

2.从自治智能体到行动导向的局部表征

认知科学不但研究心智及其运作机制,还试图人工地实现智能的不同方面,希望类似自然智能体的人工智能体能够代替或拓展人类的智能活动。因此,认知科学的研究也可以被看作是哲学认识论问题在当代的延续和拓展。自治智能体(autonomous agent)的研究就是在这一背景下孕育而生的。

“如何建造一个自治智能体”既是人工智能研究领域的核心问题,也是认知科学研究中怎样理解心智、身体和世界关系的关键问题。所谓自治智能体实际上就是指能够在真实的、不断发展和变化的环境中自由行动并能良好适应的个体,人就是一种典型的、极具代表性的自治智能体。机器人赫伯特(Herbert)是早期关于自治智能体研究的一个著名案例。赫伯特是由美国麻省理工学院(MIT)在20世纪80年代设计、制造的智能机器人,它的主要工作就是在真实的实验室情境中收集实验人员所丢弃的饮料罐,并且在进行收集工作的过程中,赫伯特既需要避免与相关的实验人员发生碰撞,也不能打断正在进行的实验工作。按照传统表征计算的研究范式,赫伯特在进行工作时的整个认知过程大体可以划分为“感知-模型-计划-行动”(sense-model-plan-act)四个组成部分:第一,利用自身精密的扫描装置,对周围的环境加以感知,并把握环境中的基本信息;第二,通过复杂的图形处理系统,建立关于周围环境的完全的、详细的概念表征模型;第三,标识出有效的收集废弃饮料罐的路线,并制定相应的具体行动计划;第四,依据已经制定的行动计划,产生收集废弃饮料罐的具体行动。根据“感知-模型-计划-行动”这一认知回路,赫伯特需要花费大量的时间、进行大量的计算来建立关于环境的概念表征模型,从而据此确定可能的行动路线及制定相应的行动计划,然而一旦行动开始,赫伯特却又很容易因为新情况的出现或意外事件的发生(例如实验室研究人员的走动,实验室设备位置的变化,新实验设备的增添,等等)而受到干扰,不得不重新建立环境的概念表征模型。这意味着赫伯特仅仅依靠表征计算无法有效地应对真实环境的复杂性和多变性,不可避免的会遇到框架问题McCarthy J.& Hayes P.J.Some Philosophical Problems from the Standpoint of Artificial Intelligence,Machine Intelligence In Meltzer B.,Michie D.(Eds.),Machine Intelligence 4,Edinburgh:Edinburgh University,1969,463-502.(frame problem,即环境与背景知识的形式化问题)。造成这一问题的原因可以概括为两个方面:第一,在传统的离身认知研究中,表征被看作是对于环境的客观、全面的描述,并且将绝对空间当作参照点;第二,在“感知-模型-计划-行动”的认知回路中,各步骤之间是相互独立的,并不存在相互的关联或相互的影响,只能按照固定的顺序逐次进行。

针对上述问题,温和的具身认知提出了行动导向的局部表征(action-oriented local representation)这一概念来加以应对。Ballard D.H.Animate Vision.Artificial Intelligence,1991,48:57-86.行动导向的局部表征对“感知-模型-计划-行动”这一经典认知回路提出了挑战,反对将表征看作是对环境客观、全面地描述,认为表征的参照点也不是绝对的空间。相反,行动导向的局部表征主张认知主体只需以自己的身体为参照点对环境进行局部的表征(表征是不完全的),且这种表征在大多数情况下是指向带有明确目的、意图的行动的。这便降低了认知过程或心智活动对于计算时间、计算空间的要求,进而大大地减轻了计算的负荷;又因为这种局部表征总是与可能的行动紧密联系在一起的,因而无需设定一个统一的计算、协调和决策的中央控制系统,取而代之的是一些准独立的子系统,这些子系统相互之间并不存在隶属的关系,而是各自负责智能体活动的某一方面,在需要时各子系统之间还可以相互传递简单的信息,从而协作完成某项活动。对于表征概念理解方式的变化也导致了对于认知过程理解方式的变化:表征计算范式视角下的“感知-模型-计划-行动”的认知回路变成了具身视角下的“感知-行动”的认知回路,关于世界的表征模型变成了世界本身。智能体既可以依靠自身在世界中的运动来简化可能的行为路径,又可以根据环境中相关事件的变化来调整自身的活动,不仅为心智的具身性观点提供了可靠的证据,更进一步地说明了智能体的认知活动是由大脑(心智)、身体和世界协作完成的,也为框架问题的解决提供了可能的途径。

3.从转换的表征原则到模拟的表征原则

概念知识系统是个体认知活动(如知觉、记忆、语言、思维、想象等)得以进行的必要条件,但关于概念知识是如何被表征的却存在着不同的看法,大体可以概括为两种不同的表征原则:转换原则(transduction principle)和模拟原则(simulation principle)。叶浩生:《心智具身性:来自不同学科的证据》,《社会科学》2013年第5期,第117—128页。

传统的离身认知研究采纳的是转换的表征原则。根据这一原则,当认知主体体验到视觉、听觉、嗅觉等来自不同感觉通道的刺激后,会将这些感官经验转换成抽象的“非模态化的”(amodal)概念表征。由于构成这些概念表征的只是一些无意义的抽象符号,因而其并不承载任何关于身体或情感的信息。具身认知研究采纳的则是模拟的表征原则。与转换的表征原则相类似,模拟的表征原则也赞同当认知主体处于某一情境中时,视觉、听觉、触觉等不同感觉通道的心理表征会被激活,但却不赞同构成这些心理表征的是无意义的抽象符号,而强调这种心理表征可以部分地保留这些感觉经验的特征:即视觉表征是对情境中原有形象的大体复现,听觉表征则是对情境中原有声音的大体复现,诸如此类,不一一列举。这些复现物在某种程度上可以被看作是心理表象,与个体在知觉和行動中获得的那些真实的印象、体验相类似,是构成概念知识表征的基础。

镜像神经元(mirror neurons)的发现为模拟的表征原则提供了来自神经生物学的证据。里佐拉蒂(Rizzolatti G.)等人在对猕猴在神经科学、临床医学等领域,研究者选择猕猴作为研究对象或者说动物模型,是因为猕猴在解剖、遗传和生理(特别是其大脑神经系统)等方面与人类十分相似。将针对猕猴进行的研究所得出的相关研究结论应用到人类自身时,具有较高的研究效度。进行的一项研究中发现,位于猕猴前运动皮层腹侧(premotor cortex)的一个区域(即F5区),每当猕猴进行抓握食物的动作或者看到其它猕猴个体进行同一动作时,都会产生相同的电生理反应。Gallese V.,Fadiga L.,Fogassi L.& Rizzolatti G.Action Recognition in the Fremotor Cortex.Brain,1996,119:593-609.也就是说,位于这些区域的神经元细胞无论是在自身执行某一动作,还是在观察到其它个体执行某一相同动作时都会被激活,并产生同样的电生理反应。就像镜子可以直接反映映入镜中的事物的形态或动作那样,具有镜像的功能。因而,具有这种功能的运动神经细胞被命名为镜像神经元。镜像神经元本身具有两个最为基本的特征:第一,镜像神经元首先必须是一种运动神经元,当个体在执行动作时会产生电生理反应;第二,镜像神经元的活动还必须具备感觉-运动两种不同感觉通道的对应关系,Rizzolatti G.,Craighero L.The Mirror-Neuron System.Annual Review of Neuroscience,2004,27:169-192.即自身执行某一动作以及观察到他人做类似动作时也会产生相同的电生理反应。Glenberg A.M.Introduction to the Mirror Neuron Forum. Pespectives on Psychological Science,2011,6(4):363-368.这就是“镜像”的含义。

镜像神经元的发现使人们开始意识到,人类的认知涉及的很可能是一系列关于身体感知运动的具身模拟的过程:即当镜像神经元被激活(执行动作时的脑激活和观察动作时的脑激活)时,储存在这一区域的动作表征会以心理模拟的方式在头脑中重现,从而使认知主体能够理解其他个体所进行的动作的意义。为了验证上述假设,有研究者进行了屏蔽物实验。实验仍然是以猕猴为研究对象。在实验中,所有猕猴均只能看到实验者的手向挡板后面伸去的动作,而无法看到实验者的手是否实施具体抓握食物的动作。为了加以对比,研究者将所有猕猴划分为两个实验小组:即实验组和对照组。实验组的猕猴在进行实验前就知道挡板后面有食物存在,而对照组的猕猴在整个实验过程中都不清楚挡板后面是否有食物。实验结果表明,实验组的猕猴即使在没有看到实验人员表现出具体抓握食物的动作的情况下,其F5区的镜像神经元仍能表现出较大程度的激活,而控制组猕猴的F5区却没有任何激活的迹象。这说明猕猴的镜像神经元并不仅仅是对实验者动作的视觉特征进行简单的机械的映射,而是理解了动作者的意图、目的。可以说,镜像神经元的发现不仅为具身模拟的表征原则提供了来自神经科学实验研究的直接证据,同时也为“他心问题”(problem of other minds)的解决提供了一种新的研究视角。

总的来说,传统离身认知对于意识的研究是失败的,虽然其恢复了意识在认知科学研究中的合法地位,但其所采取的对意识的研究方式在本质上却是错误的:将认知过程或者说心理过程等同于意识进而加以研究。需要指出,认知和心理可以是意识的,但意识并不能涵盖认知和心理的全部。意识是人的认知和心理的专有属性,人的认知和心理可以是意识的,但并不能说其全部都是意识的,人存在着无意识的认知和无意识的心理过程。意识的研究具有极大的困难性,但却是当前认知科学研究所必须面对的。意识的研究在具身认知研究的框架下,也应当有所突破。

“他心问题”是当代心智哲学或者说当代意识研究中的12个难题之一。Searle J.Mind:A Brief Introduction.New York:Oxford University Press,2005.认知科学对于“他心问题”的涉猎,也体现了其自身对于当代意识研究的一种积极的回应。“他心问题”在最早被提出的时候,实际上是一个如何证明“他心”存在的问题,也就是说,在“我心”之外是否存在“他心”的问题。随后,“他心问题”的含义被进一步拓展,变为在日常生活中人们是如何理解他人心理并对其行为进行预测的,以及这种理解、预测的是如何实现的问题(“他心”理解的实现机制)。陈巍、李恒威:《直接社会直觉与理解他心的神经现象学主张》,《浙江大学学报(人文社会科学版)》2016年第6期,第46—58页。如何解释“他心问题”,在心理学和心灵哲学的研究中,同时存在着两种不同的理论取向,即“理论论”(theory-theory)和“模拟论”(simulation theory)。叶浩生:《镜像神经元的意义》,《心理学报》2016年第4期,第444—456页。理论论主张人生来具有关于他人心理的常识,凭借这种常识,我们可以对他人的行为意图、行为目的加以推测。模拟论则主张对于他人心智的解读并不需要推理过程的介入,仅需必要的心理模拟便可以达成。所谓心理模拟,就是在自己的内心世界中产生与他人相类似的行动,进而理解他人的行为意图、行为目的。不论是理论论还是模拟论,都否定了直接理解他心的可能性,认为对于他心的理解只能是间接的,在自身和他人之间存在着无法克服的沟通、联系的障碍,只能凭借某种手段才能克服这种障碍。这种手段在理论论那里变成了基于心理常识的推理,在模拟论那里变成了替代性的共情体验。镜像神经元的发现及其所展现出的特征,在一定程度上支持了模拟论的观点,但“模拟”的含义却发生了调整、变化:从有意识的模拟转变为无意识的具身模拟。具身模拟实际上就是由“脑-身体”所构成的系统所具有的无意识的、前反思的功能机制,能够对智能体以及相关的事件进行建模。Gallese V.,Sinigaglia C.What Is So Special about Embodied Simulation.Trends in Cognitive Sciences,2011,15(11):512-519.此外,具身模拟也可以被理解成通过镜像机制在自我与他人之间架构起的沟通、联系的桥梁,从而使得“他心”的直接理解变为可能,这也在一定程度上阐述了社会和文化认知的途径和机制。

四 结论

人类是自然进化的产物,是自然世界的一个组成部分,那么人的心智以及人的认知也理所应当的是自然进化的产物,并没有超自然的、独立于物质的认知主体。吴新民:《内格尔的自然主义观考诠》,《华侨大学学报(哲学社会科学版)》2015年第4期,第36—42页。从离身认知到具身认知,在认知科学内部正在发生着一次深刻的研究范式的转换,对于认知的理解方式也从符号、亚符号的计算变为认知动力系统中非计算的动力稳定性模式的演变。对于心智、认知的研究必须回归身体、回归身体的感知运动、回归世界,已经逐渐成为一种共识。

心智的具身性问题,即心智、身体和世界的关系问题已经成为当代认知心理学乃至整个认知科学研究的核心问题。针对这一问题,激进的具身认知和温和的具身认知从各自不同的视角都试图给出合理的解释。但需要指出的是,激进的具身认知更多的是在哲学的意义上提出了有关心智具身性问题的有益的思考,却缺乏相应的解释性语言。也可以认为,激进的具身认知研究仅是认知科学全部研究谱系中的一个片段,不论它的主张最终是成功或是失败,都会对当代认知科学的研究起到积极的促进作用。Shapiro L.Embodied Cognition,London:Routledge,2011.反观温和的具身认知,它所提出的理论主张对于当代认知科学的研究则更具现实意义:不完全表征的概念有效地反驳了强耦合的观点,为表征计算概念在认知研究中的合理性提供了证据;行动导向的局部表征则指出了表征计算范式中“感知-模型-计划-行动”的认知回路所存在的诸多问题,并以“感知-行动”的认知回路来加以代替,世界本身取代了关于世界的概念表征模型,既为框架问题的解决提供了合理的途径,也为心智的具身性观点提供了佐证;模拟的表征原则很好地解释了概念知识的表征问题,为智能体提供了意义获得的解釋机制,同时也为“他心问题”的研究提供了新的视角,是当代认知科学对于意识研究的一种积极的回应。

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