我們身處的世界是一個(gè)機(jī)械化運(yùn)作的數(shù)學(xué)公理系統(tǒng)嗎？這個(gè)數(shù)學(xué)公理系統(tǒng)是否有算法可以求解？德高望重的數(shù)學(xué)家戴維·希爾伯特（David Hilbert）在20世紀(jì)之初所提出的23個(gè)最重要的數(shù)學(xué)問題深深吸引著眾多杰出的數(shù)學(xué)家、科學(xué)家（上述兩個(gè)問題分別與其中的第二個(gè)問題和第十個(gè)問題密切相關(guān)）。一個(gè)世紀(jì)過去了，從生物生長(zhǎng)的形態(tài)學(xué)規(guī)律、河流系統(tǒng)的Hack定律到生物體的Kleiber定律，在看似隨意、松散、支離破碎的現(xiàn)象背后，一個(gè)又一個(gè)普適性規(guī)律被發(fā)現(xiàn)和證實(shí)。那么人類的認(rèn)知過程是否也存在一個(gè)支配性的規(guī)律呢？
圖靈（A.M.Turing）的偉大在于開辟了一個(gè)通往求解認(rèn)知算法的路徑。雖然圖靈測(cè)試中對(duì)于智能設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)過于寬泛，但是圖靈機(jī)模型所闡發(fā)的計(jì)算、模擬定義，以及運(yùn)用圖靈機(jī)組合解釋復(fù)雜行為如何產(chǎn)生、運(yùn)用圖靈機(jī)模擬解釋計(jì)算等價(jià)性、通用圖靈機(jī)所蘊(yùn)含的輸入與程序代碼間的轉(zhuǎn)換運(yùn)行……這一切都奠定并推動(dòng)著人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展。
運(yùn)用復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型解釋人類的認(rèn)知過程與傳統(tǒng)的認(rèn)知科學(xué)具有很大的不同，前者強(qiáng)調(diào)的是交互，而后者僅僅關(guān)注離散的信息表征。運(yùn)用動(dòng)力學(xué)解釋認(rèn)知，必然涉及傳統(tǒng)認(rèn)知理論所不曾思考的維度，諸如實(shí)在的肉身.外部多變的環(huán)境、復(fù)雜的情緒系統(tǒng)。它們之間的交互作用必然會(huì)為認(rèn)知主體的認(rèn)知過程、認(rèn)知結(jié)果帶來不一樣的溫度、色彩、質(zhì)地：認(rèn)知不再是高高在上的、冰冷的表征，而是與活生生的肉身以及與可視、可聞、可聽、可觸的物體正面交鋒；環(huán)境作為認(rèn)知系統(tǒng)的組成部分，當(dāng)它從背景的視角切換到圖形的視角時(shí)，環(huán)境和行動(dòng)者一樣被視為可認(rèn)知的，被賦予認(rèn)知地位；心身間的因果關(guān)系不再像是平面的二維效果圖，而更像是立體的三維場(chǎng)景。但是需要注意的是，認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域目前所經(jīng)歷的研究范式的轉(zhuǎn)變，是一種完全背離算法、拋棄算法而重新開疆辟土式的“另立門派”嗎？如果當(dāng)前的具身認(rèn)知、嵌入認(rèn)知、交互認(rèn)知無法提出切實(shí)可行的操作路徑，那么它們就僅僅停留在隱喻階段。尋求復(fù)雜事物背后的數(shù)理化模型是一門學(xué)科的制高點(diǎn)。人工智能也不例外，它需要破解大量的變化莫測(cè)的認(rèn)知現(xiàn)象背后的算法。對(duì)于復(fù)雜的認(rèn)知現(xiàn)象，圖靈機(jī)能夠?qū)λM(jìn)行抽象嗎？我們可以將我們所處的環(huán)境中所做感知的一切視為輸入集合；我們的言行、體態(tài)、姿勢(shì)、表情視為輸出集合；我們腦中所有可能的神經(jīng)系統(tǒng)的狀態(tài)組合視為內(nèi)部狀態(tài)；就程序而言，可以分為兩個(gè)看似矛盾卻彼此交替、促進(jìn)生物體不斷演化和發(fā)展的方面：一方面是固定的程序，體現(xiàn)為單個(gè)神經(jīng)元傳遞信息、變換狀態(tài)的規(guī)律是固定的，是可以程序化的，因此腦作為神經(jīng)元的整體，也必然遵守固定的程序；另一方面，通過通用圖靈機(jī)化解固定程序會(huì)面臨的停機(jī)問題，如果我們的人腦就是一臺(tái)通用圖靈機(jī)，它可以模擬任何一臺(tái)圖靈機(jī)的算法，那么它就會(huì)超過圖靈計(jì)算，通過改變固化的程序而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和演化。所以，從這個(gè)角度來看，復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型仍然是在認(rèn)知算法的求解道路上尋求方法、建模。
“創(chuàng)造”被德國(guó)作家托馬斯·曼在其小說《騙子菲利克斯·克魯爾的懺悔》中描述為三個(gè)基本的階段：第1階段是從虛無中創(chuàng)造出萬(wàn)物；第二階段是從無生命的物體中創(chuàng)造出有生命的生物；第三階段是從有機(jī)物中產(chǎn)生意識(shí)，即有意識(shí)的生物。那么理解也可以相應(yīng)地被分為三個(gè)階段：第1個(gè)階段是理解物質(zhì)、宇宙的普適性規(guī)律；第二個(gè)階段是理解生物體演化的普適性規(guī)律；第三個(gè)階段則是理解認(rèn)知、意識(shí)的普適性規(guī)律。而現(xiàn)在，理解的第三個(gè)階段的帷幕正徐徐拉開，我們也終于可以窺見那精彩的表演了。
本書首先對(duì)認(rèn)知科學(xué)的重要研究范式的發(fā)展線索和內(nèi)在脈絡(luò)進(jìn)行了探索和描述，試圖勾勒一幅西方認(rèn)知科學(xué)發(fā)展的歷史“地圖”。從行為主義的勢(shì)微到認(rèn)知主義的興起，從符號(hào)的退場(chǎng)到神經(jīng)的涌現(xiàn)，以及作為第三代研究范式的動(dòng)力學(xué)理論，認(rèn)知科學(xué)一直處于高速發(fā)展的階段。通過總結(jié)、歸納、比較這些不同研究范式的基本觀念、維度、問題域和方法，挖掘其深層次的哲學(xué)基本預(yù)設(shè)。其次，本書結(jié)合動(dòng)力主義，對(duì)傳統(tǒng)心智哲學(xué)中關(guān)于表征、環(huán)境、認(rèn)知邊界、心身因果關(guān)系等議題進(jìn)行反思、甚至批判。以環(huán)境為例，認(rèn)知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)理論就對(duì)傳統(tǒng)認(rèn)知觀念中的環(huán)境概念以及對(duì)環(huán)境的研究方法做出了重大修正。環(huán)境由認(rèn)知科學(xué)中的一個(gè)次要概念晉升為一個(gè)主要概念，由靜態(tài)的、外在于認(rèn)知系統(tǒng)的概念轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的、認(rèn)知系統(tǒng)的內(nèi)在子系統(tǒng)。環(huán)境即會(huì)表現(xiàn)為離線的表征，又會(huì)作為在線的耦合要素進(jìn)入認(rèn)知活動(dòng)之中，它們并不是矛盾的，而是動(dòng)態(tài)地體現(xiàn)了認(rèn)知發(fā)展的不同階段，并能夠相容于認(rèn)知的動(dòng)力耦合模型。最后，根據(jù)動(dòng)力主義，從認(rèn)識(shí)論上闡述一種新的觀念，即人在認(rèn)識(shí)上的不確定性。
當(dāng)然，本書尚有諸多不足，在對(duì)動(dòng)力主義進(jìn)行闡述時(shí)，只選取了其中一部分具有代表性的觀點(diǎn)，還有一些認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中涉及的動(dòng)力學(xué)問題，由于學(xué)科背景知識(shí)的缺乏探討只能點(diǎn)到為止；書中雖然結(jié)合環(huán)境、表征、延展認(rèn)知理論對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的耦合機(jī)制進(jìn)行了闡述，探討了該機(jī)制的理論意義，但是具體的論證還略顯粗糙，筆者將會(huì)在今后的研究中進(jìn)行檢討和完善。
叢書序............................................................................................................................i
前言............................................................................................................................ vii
導(dǎo)論...............................................................................................................................1
第一章 認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的形成及其蘊(yùn)含的問題...........................................11
第一節(jié).認(rèn)知主義與聯(lián)結(jié)主義.........................................................................12
第二節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的形成.........................................................................32
第三節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的構(gòu)成.........................................................................38
第四節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x蘊(yùn)含的問題.................................................................49
第二章 認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的非表征問題.............................................................50
第一節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的非表征模型.............................................................52
第二節(jié).表征在心智發(fā)展中的證實(shí).................................................................58
第三節(jié).對(duì)認(rèn)知表征作用的再審視.................................................................63
第三章 認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的環(huán)境與認(rèn)知邊界問題...........................................67
第一節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)中的環(huán)境.....................................................................67
第二節(jié).認(rèn)知邊界的擴(kuò)展：延展認(rèn)知假說.....................................................76
第三節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)中的認(rèn)知邊界.............................................................85
第四章 認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x與心靈因果性問題....................................................94
第一節(jié).傳統(tǒng)心靈因果關(guān)系理論.....................................................................95
第二節(jié).復(fù)雜系統(tǒng)的突現(xiàn)與下向因果性.......................................................116
第三節(jié).認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x的心靈下向因果性...................................................121
第四節(jié).功能主義對(duì)下向因果性的反駁.......................................................131
第五章 基于認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x復(fù)雜性的思考..................................................135
第一節(jié).認(rèn)識(shí)復(fù)雜性的思想淵源...................................................................136
第二節(jié).認(rèn)知復(fù)雜性與確定性原則...............................................................144
第三節(jié).對(duì)人與自然認(rèn)識(shí)關(guān)系的啟示...........................................................151
結(jié)束語(yǔ).......................................................................................................................160
參考文獻(xiàn)..................................................................................................................162
認(rèn)知科學(xué)以探討人類認(rèn)知的本質(zhì)為己任，旨在研究人類的認(rèn)知如何產(chǎn)生、如何發(fā)展，其內(nèi)在的運(yùn)行規(guī)律、屬性、功能等方面，尤其是人類的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)如何產(chǎn)生，又如何在物理世界發(fā)揮作用等問題。20 世紀(jì)80 年代以來，經(jīng)典認(rèn)知主義因其計(jì)算隱喻以及符號(hào)表征的計(jì)算綱領(lǐng)所暴露的缺陷而受到學(xué)界質(zhì)疑，從此，理解認(rèn)知本質(zhì)的大一統(tǒng)局面開始呈現(xiàn)出多樣性的發(fā)展，許多學(xué)者開始逐步脫離計(jì)算主義的藩籬，探索一些新的研究路徑。一個(gè)快速發(fā)展的理論是從動(dòng)力系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，看待認(rèn)知和心智的認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x理論。倡導(dǎo)這一理論的代表性人物有埃德爾曼（G. Edelman）、克蘭西（W. J. Clancey）、西倫（E. Thelen ）、史密斯（L. Smith）、馮?蓋爾德（T. van Gelder）、波特（R. F. Prot）、瓦雷拉（F. J. Varela）、凱爾索（J. A. S. Kelso）、克拉克（A. Clark）、布魯克斯（R. Brooks ）、比爾（R. D. Beer ）等。與傳統(tǒng)的認(rèn)知理論和探索方法不同，認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x理論通過質(zhì)疑、批判傳統(tǒng)認(rèn)知主義的計(jì)算隱喻，以及符號(hào)、表征、計(jì)算和算法在認(rèn)知中的地位，強(qiáng)調(diào)認(rèn)知主體與環(huán)境的交互作用，尤其是重視身體與環(huán)境實(shí)時(shí)的感知過程對(duì)于認(rèn)識(shí)形成的基礎(chǔ)性作用。概括起來，動(dòng)力系統(tǒng)理論將認(rèn)知視為嵌入環(huán)境中的智能體的實(shí)時(shí)的適應(yīng)性活動(dòng)，認(rèn)為認(rèn)知是一個(gè)系統(tǒng)事件，其中，環(huán)境、身體感知和大腦的思維活動(dòng)、身體行為等都是認(rèn)知系統(tǒng)中的函數(shù)參量，把認(rèn)知發(fā)展描述為函數(shù)參量在未來的變化趨勢(shì)。最終，認(rèn)知被動(dòng)力主義者視為系統(tǒng)內(nèi)部諸多分布的、個(gè)別的或局部間相互作用的突現(xiàn)。那么，認(rèn)知?jiǎng)恿χ髁x理論的理論淵源是什么？它的出現(xiàn)又會(huì)給原有心靈哲學(xué)帶來怎樣的修正或者啟示？動(dòng)力系統(tǒng)認(rèn)知理論是否是一個(gè)完善的解釋認(rèn)識(shí)發(fā)生、發(fā)展的理論，其本身是否還存在什么缺陷？這就是本書將要探討的問題。
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