環(huán)境在認知研究中的兩種進路

袁 鎣，章有國

(山西師范大學(xué) 政法學(xué)院，山西 臨汾 041004)

認知主義、聯(lián)結(jié)主義確立的認知構(gòu)架雖然不同，但它們都是在身—心關(guān)系(或者更確切地說是在腦—心關(guān)系)的分離中來理解認知過程，作為外部世界的環(huán)境因素不具有重要的理論意義。但隨著另一種認知范式——具身認知的興起和發(fā)展，環(huán)境的重要性日益凸顯，認知不再是心靈對信息抽象的處理過程，而是被界定為根植于身體與環(huán)境的互動過程中。環(huán)境作為一個重要成分開始進入認知分析之中。理解環(huán)境在認知表征中的作用需要澄清以下幾個問題：符號表征理論如何看待環(huán)境？在具身認知中環(huán)境具有什么作用？符號表征或者具身認知對環(huán)境的解釋充分嗎？或者說，環(huán)境的“離線/在線”特征會必然分離嗎？環(huán)境的表征概念與動力耦合模式?jīng)_突嗎？

本文擬通過剖析符號表征理論、具身認知理論中對認知、環(huán)境及其關(guān)系的不同理解，揭示這兩種進路的特征、本質(zhì)和問題所在，最終為環(huán)境的不完全表征的耦合進路提供辯護。

一、 符號表征理論中的環(huán)境

盡管20世紀50年代興起的認知主義以及70年代流行的聯(lián)結(jié)主義在基本隱喻、認知模型上有所不同，但它們都認為：大腦是操作符號(亞符號)表征的一個信息處理系統(tǒng)；認知在本質(zhì)上是該系統(tǒng)的計算過程。因此認知被解讀為是對心智的離線操作。這個操作過程雖然可能包括(但不必然包括)身體及其與外部環(huán)境間復(fù)雜的相互作用，但符號、表征才是其中的核心概念，環(huán)境和身體作為認知系統(tǒng)的輸入量或輸出量，只是次要的。

何為認知？鈕威爾和西蒙提出的“物理符號系統(tǒng)假設(shè)”(Physical Symbol System Hypothesis, PSSH)曾明確提出，所有的認知過程本質(zhì)上是在離散的時間中對符號表征的計算。[1]113—126在符號主義者看來，“心靈之于腦正如軟件之于硬件”不僅僅是一種類比，更是一種科學(xué)宣言，心靈就是腦中運行的程序，要想了解認知過程，就必須對心靈進行解碼、編程。既然現(xiàn)代數(shù)字計算機等價于通用圖靈機，在原則上可以運行符號計算的程序，這就意味著如果我們獲得正確的心靈算法，就可在數(shù)字計算機上編程使之具有心靈。因此，認知過程的研究范式可以被表述為如下步驟：(1)如果編程的數(shù)字計算機能夠通過圖靈測試，那么就可以認為機器具有相當于人類智能的認知能力；(2)人腦基本上就是麥卡洛克- 皮茨邏輯環(huán)路網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)元的操作以及它與其他神經(jīng)元的關(guān)聯(lián)純粹可以用數(shù)理邏輯運算的方式建立模型；(3)因此，我們可以通過找到腦內(nèi)運行的數(shù)理邏輯程序，探究人類的智能化認知。簡言之，符號表征理論認為認知是可計算且可求解的算法或程序。

何為環(huán)境？符號表征理論認為環(huán)境是作為被表征的外部事物，“處在世界彼處”而獨立于我們的認知。我們的認知就是再現(xiàn)彼處的獨立世界，因此環(huán)境一開始就被設(shè)定為預(yù)先給予的。心智是對環(huán)境中預(yù)先給定的屬性進行選擇性反應(yīng)的一種信息處理器，進而環(huán)境被視為一種靜態(tài)的信息，它與認知過程沒有雙向的互動、循環(huán)過程，只是單向的輸入和反饋過程。

從環(huán)境唯有借助表征才能進入認知過程來看，環(huán)境的符號表征進路仍然是一種笛卡爾式的二元論，心靈與世界仍然被描述為兩種不同的存在，具有不同的本質(zhì)。我們心靈活動的內(nèi)容、意向的所指只是外部世界在我們心靈中留下的印跡而已，它是一種表征，且并不等同于被表征的真實存在的事物。因此，表征是聯(lián)系心靈與世界的橋梁，是位于我們與世界之間的觀念性面紗，裁定我們表征有效性的終極法庭則是獨立存在的世界。當然，我們的每一個表征必須與許多其他表征相符，但這類內(nèi)在特征的要點是增加可能性，即總體上我們的表征是對于外部獨立世界的符合或適合程度的度量。[2]136—137因此，符號表征理論認為，環(huán)境與認知的關(guān)系是一種簡單的“輸入—分析”的鏡像關(guān)系。環(huán)境作為預(yù)先規(guī)定的事物，在被認知系統(tǒng)進行表征、編碼為特定符號時，就不再與認知系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系了。環(huán)境輸入量的改變，只會使認知系統(tǒng)的輸出隨之改變，卻沒有使認知系統(tǒng)的內(nèi)部功能發(fā)生改變，因為算法、運行的程序沒有改變。因此，環(huán)境并不屬于認知系統(tǒng)的一部分，而是外在于認知系統(tǒng)的。

符號表征理論直接將認知設(shè)定在高水平的語言思維的心理過程之上，認為認知是在明確的概念之上進行的邏輯推理、演算、判斷和做決定。但是這種做法顯然忽視了人類認知的起源和發(fā)展。根據(jù)新達爾文演化論的觀點，人類及其認知能力都處于不斷的演化過程之中，人類不是一開始就被安裝上符號表征這樣的語言思維程序，符號表征只是認知發(fā)展的高級階段才出現(xiàn)的；人類也不是空降到一個既定的環(huán)境之中，環(huán)境的改變對生物體提供了選擇壓力，同時也參與到生物體的構(gòu)形及其做出選擇的過程，生成了一個使世界得以誕生的歷史。環(huán)境與生物體不應(yīng)是一種內(nèi)在與外在的對立關(guān)系，而是一種共同蘊含的關(guān)系，它們彼此規(guī)定。所以，人類的認知能力不僅僅是一種生物體的演化過程，也是在歷史文化環(huán)境中發(fā)展的。因此，理解人類的認知必須重新對環(huán)境進行界定。

二、具身認知理論中的環(huán)境

隨著計算主義逐步暴露的局限，自20世紀80年代以來，“具身”幾乎成為認知科學(xué)中所涉及的所有領(lǐng)域中的重要概念。在哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計算機科學(xué)、人工智能、語言學(xué)、人類學(xué)中，“具身心智”、“具身認知”、“具身的人工智能”等與具身相關(guān)的概念受到學(xué)者越來越多的關(guān)注和重視。具身認知理論與符號表征理論相比，其最大的不同就是強調(diào)身體與環(huán)境對認知的重要作用。瓦雷拉、湯普森和羅施在其《具身心智：認知科學(xué)與人類經(jīng)驗》一書中明確指出，認知不是既定心智對既定世界的表征，而是基于對存在所實施的多樣性行為的歷史基礎(chǔ)之上對世界與心智的生成過程。[2]10因此，具身認知否定視心智為自然之鏡的哲學(xué)立場，認為環(huán)境不是獨立的、既定的，而是認知的一個內(nèi)在因素。

何為認知？具身認知理論認為，認知是高度具身性的、情境化的過程，“認知是從身體與環(huán)境的作用中產(chǎn)生的。”從這種觀點看，“認知依賴于某種類型的經(jīng)驗。它們來自具有特殊的感覺運動能力的身體，這些能力與形成記憶、情感、語言和生命的方方面面的基質(zhì)不可分割地相聯(lián)系。而這種觀點與占統(tǒng)治地位的把心靈看作一臺只涉及操作能夠恰當表征世界的符號規(guī)則和程序的機械裝置的認知觀點大相徑庭?！盵3]

何為環(huán)境？具身認知理論認為認知活動總是發(fā)生在復(fù)雜的特殊的環(huán)境之中，有機體必須學(xué)會隨機應(yīng)變地處理問題。環(huán)境在認知中的作用體現(xiàn)在如下幾個方面：其一，認知主體處在直接影響它們行為的情境中，其行為受到具有動態(tài)結(jié)構(gòu)的目標驅(qū)使，完全無需表征。其二，認知主體利用感覺器官進行認知，它們有來自周圍環(huán)境的直接體驗，也無需表征。其三，認知是建構(gòu)的，來自于認知主體與環(huán)境相互作用。這種與環(huán)境即時的相互作用不應(yīng)當是離線(offline)，而應(yīng)當是在線(online)。

因此，就認知與環(huán)境的關(guān)系而言，具身認知理論認為認知過程并不是對先在世界的鏡像呈現(xiàn)，生物體與環(huán)境實際上并不是分別被決定的,人和環(huán)境并不是認知主體和認知客體的關(guān)系。環(huán)境并非是一個從外部對生命體施加影響的結(jié)構(gòu)，它實際上是這些生物體的創(chuàng)造。就如同不存在脫離環(huán)境的生物體一樣，也不存在著脫離生物體的環(huán)境，因此，對環(huán)境的規(guī)定性描述并不能武斷地以環(huán)境是預(yù)先給予的為前提條件。環(huán)境并不是一個自治的過程，而是一個物種生物學(xué)的反映。事實上，人與環(huán)境是互相規(guī)定和共同作用的關(guān)系，并在耦合模式中達至協(xié)調(diào)，或者說涌現(xiàn)出全局屬性。它們都是共同作用的歷史結(jié)果。生物體既是演化的主體，又是演化的客體。[4]63—82

具身認知中的動力主義進一步擴展了環(huán)境與認知關(guān)系的研究，他們認為認知者是嵌入環(huán)境之中的，認知是認知者與環(huán)境相統(tǒng)一的系統(tǒng)。這種統(tǒng)一性不是由于外在的連接，而是源于動力系統(tǒng)中變量的耦合，因此單純的心智并不是一個有意義的分析單元。比爾建立的智能體—環(huán)境耦合的動力系統(tǒng)模型就是按照這種思路建模的。比爾用函數(shù)S表示從環(huán)境到智能體的感覺輸入函數(shù)，函數(shù)M表示從智能體到環(huán)境的運動輸出函數(shù)；S(XE)表示智能體的感覺輸入，M(XA)表示智能體的運動輸出。這樣，智能體(用A表示)與環(huán)境(用E表示)的耦合關(guān)系就可以表示為：

XA= A(XA; S(XE))

XE=E(XE; M(XA))

比爾認為，智能體采取的任何行動都會通過M以某種方式影響其環(huán)境，反過來，經(jīng)S由智能體從其環(huán)境接受到的反饋又影響到智能體本身；同樣，環(huán)境通過S對智能體的影響反過來又通過M反饋回來影響到環(huán)境。因此，系統(tǒng)變量之間以連續(xù)而且同時地相互作用、相互決定方式共同演化，環(huán)境狀態(tài)的變化必然誘發(fā)智能體狀態(tài)的改變，反過來，被影響的智能體的狀態(tài)以同樣的方式又誘發(fā)環(huán)境的變化。在這個過程中，不存在獨立的表征加工程序。[5]41

具身認知從知覺與運動功能，以及它們與環(huán)境的相互作用出發(fā)，提出了與符號表征完全不同的一種認知范式。當認知過程被作為即時的情景化過程，環(huán)境就必然是“耦合的(coupled)”，或者說是“在線的(online)”。也就是說，在認知的運行過程中，影響認知的知覺輸入信息會實時從環(huán)境中不斷出現(xiàn)，而運動輸出信息也會實時地對環(huán)境產(chǎn)生影響并最終作用于人們的認知。例如日常生活中的開車、與別人交談、問題解決等。但這一觀點顯然忽視了人類認知的另一個標志性特征，即認知也會在與即時環(huán)境分離的情況下運行，認知也可以是“去耦的”(decouple)、“離線的”(offline)。例如，人們可以對未來做出某些規(guī)劃；回憶過去發(fā)生的事情；人們甚至可以推斷當現(xiàn)實情境不同時，會發(fā)生什么情況；或者僅僅根據(jù)別人的語言描述，就可以對自己從未經(jīng)歷的事物產(chǎn)生心理表征。因此，對離線時空中的事物產(chǎn)生心理表征也是人類認知的一個重要特征。目前，具身認知進路的支持者們在回答環(huán)境的“在線”/“離線”這個認知空缺問題時采用了兩個辦法：

其一，以現(xiàn)象學(xué)考量為論據(jù)，強調(diào)認知過程動力的在線耦合模式，回避、否認認知的離線表征過程。例如Gallagher就認為，模擬并不是我們在解讀他人心智時所使用的一個根本的、預(yù)設(shè)性程序。如若如此，那么當人們在有意識地模擬他人的心智狀態(tài)時，人們就應(yīng)當對模擬程序中不同的步驟有意識，但是當人們與他人交往并試圖理解他們時，卻并沒有經(jīng)驗性證據(jù)表明人們有意識地使用了這些模擬程序。[6]353—365當心智讀取、心理表征確實存在時，具身認知理論對其采取回避的態(tài)度的確不是明智之舉，反而讓認知主義者開始猛烈地攻擊現(xiàn)象學(xué)，認為現(xiàn)象學(xué)不但是錯誤的，而且是不相關(guān)的。[7]131

其二，從生物演化的角度看，認為“在線”的能力比“離線”的能力更為基礎(chǔ)，因此在線模式具有發(fā)展的優(yōu)先性。在認知構(gòu)架中，在線模式處于第一位，而離線模式處于第二位。[8]83—107發(fā)展優(yōu)先性是在人類進化過程中，在原始人野外生存能力的基礎(chǔ)上提出的。這種觀點認為，在人類文明發(fā)展以前，人類的某項心智能力能否被傳承和延續(xù)，取決于它是否有助于人們在實時的環(huán)境中做出直接的應(yīng)對，例如采集果實、或者躲避危險的食肉動物。也許在線認知更能夠體現(xiàn)人們根本的認知架構(gòu)，但是即使在線模式在歷史發(fā)展中是早于離線模式的，這一點也并不具有重要的理論價值。因為在使用在線模式的早期階段，生物圈的進化是一種趨同進化，人的價值并沒有被凸顯出來。隨著人類離線能力的發(fā)展，例如語言、藝術(shù)繪畫等，生物進化才有了質(zhì)的不同。[9]80—81

從經(jīng)驗上講，在心理意象、工作記憶、情節(jié)記憶、內(nèi)隱記憶、推理和問題解決等離線認知活動中，感覺運動資源也會以心理表征的方式參與其中。顯然，如果具身認知理論僅僅強調(diào)在線認知的重要性，否認或者降低離線認知的理論意義，是無法合理解釋認知的發(fā)展的。

三、認識進路評價

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，符號表征和具身認知中的環(huán)境進路似乎體現(xiàn)了不同的形而上學(xué)核心：前者將環(huán)境視為內(nèi)部表征計算程序中的輸入信息，是環(huán)境的表征而不是環(huán)境直接影響認知系統(tǒng)；而后者恰恰相反，它認為認知主體與環(huán)境是耦合的，不存在完全獨立于環(huán)境的認知主體，認知主體更加不可能獨立于環(huán)境來表征環(huán)境，環(huán)境本身是認知系統(tǒng)的一個變量，它直接參與認知過程的感覺輸入和運動輸出，始終與認知主體處于連續(xù)和同時的變化過程之中。由于它們之間的對立，人們被迫進行二選一。但是一旦人們選擇具身認知理論，又會面臨如何解釋認知的去耦模式(即離線認知與在線認知有什么關(guān)系，它們是彼此排斥還是相互轉(zhuǎn)化)這樣的困境。這樣一來，問題似乎始終圍繞著“是否存在對環(huán)境的認知表征過程”這一爭論。

為什么持具身認知觀點的人在認可“符號表征”時如此困難？我們認為是片面理解人類認知的發(fā)展過程而導(dǎo)致的對表征的排斥。不可否認，人類和環(huán)境是處在彼此展開、彼此包進、彼此依賴的結(jié)構(gòu)中，就像“基因與基因的產(chǎn)物是彼此的環(huán)境，就像生物體的外在環(huán)境通過心理的或生物化學(xué)的同化成為內(nèi)在的，就像通過生物體與行為使內(nèi)在狀態(tài)外在化一樣”[10]22。但是，在生物圈種系的演化中，只有人類才具有語言思維的認知水平，而語言就是一套符號表征模式。首先，語言使人類從身體活動表達的時空局限中解放出來。語言表征可以獨立于它們表征的對象，既可以表征“在線”事物，也可以表征“離線”事物。通過語言的符號系統(tǒng)，人類甚至可以在豐富的想象中構(gòu)建虛擬世界，因此人類不再像動物那樣只能借助身體與環(huán)境的互動來表達他們的內(nèi)心世界，人類可以通過豐富的想象突破制約身體的時空局限來交流思想。其次，語言使人類有了相對獨立的內(nèi)部世界。人類的想象能力使得人可以編造、虛構(gòu)他的內(nèi)在世界，語言使得人類可以表達抽象的含義，因此意象對象能夠獨立于實際對象。當存在一個相對獨立的內(nèi)心世界時，就必然會產(chǎn)生命題問題的真假問題，產(chǎn)生符號表征的智力認知形式。[5]38

我們認為， 符號主義和具身認知對環(huán)境的解讀都反映了人類認知發(fā)展某個階段的特征，它們之間的對立更是印證了人類認知發(fā)展的復(fù)雜性。認知過程中的即時環(huán)境既與認知者具有動力耦合模式，同時離時環(huán)境會以表征形式參與到當前的認知運行中來，環(huán)境是認知耦合模型中的不完全表征。我們可以將其概括為以下三點：其一，認知者和環(huán)境是耦合的。它們的相互作用和周期性的循環(huán)回路塑造了意義建構(gòu)的過程，它們是認知的動力耦合模型中不可分割的組成部分。其二，認知者與環(huán)境會暫時的“去耦”。因為語言表征的發(fā)展，認知者有了相當獨立的內(nèi)部世界，認知者可以通過操作環(huán)境的表征來協(xié)助認知者完成他的認知活動，而無需完全依賴于實際的環(huán)境。例如，人們可以總結(jié)過去的經(jīng)驗、教訓(xùn)來指導(dǎo)當下的行為和決定。其三，“去耦”不是一個完全獨立的過程，它始終存在于耦合的過程之中，即表征的操縱總是與實際環(huán)境相結(jié)合。事實上，我們可以看出，在耦合和去耦過程中，它們所指向的環(huán)境并不具有同一性，在耦合過程中的環(huán)境是當下的、現(xiàn)在的，而在去耦過程中的環(huán)境卻是過去的、歷史的。人會周而復(fù)始地將當前耦合狀態(tài)的環(huán)境實體形式轉(zhuǎn)換成在去耦狀態(tài)中的表征形式，也就是說，認知操作過程中，認知者實際上是與兩種形式的環(huán)境進行互動，一種是即時的環(huán)境，另一種是認知者對過去的環(huán)境狀況形成的內(nèi)心表征。

[1] A Newell， H Simon. Computer Sscience as Empirical Enquiry:Symbols and Search. Communications of the Association for Computing Machinery, 1976, (19).

[2] FJ Varela, E Thompson, E Rosch. The embodied mind: cognitive science and human experience. The MIT Press,1993.

[3] Thelen Esther, Smith Linda B. A dynamic system`s approach to the devolopment of cognition and action. The MIT Press,1996.

[4] Lewontin R. The organism as the subject and object of evolution. Scientia 1983,(118).

[5] 李恒威,黃華新.表征與認知發(fā)展[J].中國社會科學(xué),2006,(2).

[6] Gallagher S. Simulation trouble. Social Neuroscience,2007,(2).

[7] Spaulding S. Embodied cognition and mindreading. Mind & Language,2010,25(1).

[8] Gallagher S. The practice of mind: Thoery, simulation, or interaction? Journal of Consciousness Studies,2001,(8).

[9] Brooks R. Cambrain intelligence: The early history of the new AI. Cambidge, MA: MIT Press,1999.

[10] Oyama S. The Ontogeny of information. Cambridge: Cambridge University Press,1985.