認知科學和計算機隱喻等問題

李 康

認知科學伴隨著計算機的發展逐步興盛起來，特別是與其相關聯的人工智能的研究越來越受歡迎，人工智能對人們生產生活的影響越來越大，并不斷擴展著其內涵，比如出現了強人工智能和弱人工智能的不同發展方向。認知科學雖然得到了一些發展，但是認知科學還處于研究的初期階段，在一些關鍵領域還沒有取得科學突破，只能以問題的形式展現出來。

這種情況與認知科學的學科特點有一定關系。認知研究到如今也僅僅有幾十年的時間，缺乏知識積淀，其中一些學科研究超出了現如今的科學技術發展水平，比如腦神經的生理化學知識。所以，認知科學中才有了撇開腦神經研究的功能主義，才有了借助計算機來模擬心智活動的信息處理范式。

一、認知科學

1978年，美國的認知科學學術委員會遞交的一份報告把認知科學定義為智能實體與他們的活動環境相互作用原理的研究，這份報告從內涵和外延兩個方面做出了具體的規定。其內涵是“發現心智的表征和計算能力以及他們在人腦中的結構和功能表示”[1]，其外延包括計算機學、心理學、哲學、語言學、神經科學等學科。上面關于認知科學的概念反映了20世紀50年代以來，認知科學已達成的共性認識，認知科學雖然還有許多問題沒有解決，但是涉及認知研究都回避不了的表征符號的問題，其后的發展和理論貢獻也沒有超出符號句法的范疇。

談論認知科學時，肯定離不開福多(J.A.Fodor)。“福多認為認知科學的核心觀點是關于心智的表征理論和計算理論。”[2]心智的表征計算理論也是認知心理學的基本觀點，認知心理學的出發點是反對華生的行為主義，重新重視心理活動的內在表征過程。表征符號和外在事物具有某種聯系，但這種聯系不是意義上的聯系，心智表征為符號，符號對被表征的事物僅是一種標記。福多和人工語言支持者一樣，用形式的特征、句法的性質來描述表征符號在心智系統中的活動和運行，形式特征的符號、句法性質的符號就是計算理論。福多提出的認知心理的表征理論，后來被西蒙進一步發展為符號系統范式，二者共同組成了認知科學的核心理論，后面的認知研究都是在此基礎上的繼承和發展。

自20世紀80年代聯結主義的出現，符號范式受到了極大的挑戰，符號系統認為表征符號操作就是心智活動，認知的本質是表征符號。聯結主義證明表征主義缺乏并行分布式能力，當然聯結主義并沒有完全推翻表征計算假設。德雷福斯提出的“認知主義”就是一個代表性論點，他主張把“認知主義”和認知科學加以區分。德雷福斯認為“認知主義”是片面的，認知主義實際上是另一種形式的行為主義，和華生的行為主義一樣都缺乏對意識、理解等因素的關懷，所以認知主義充其量是一種理性的行為主義，認知主義不能代表認知科學。

德雷福斯站在符號范式的角度指出“認知主義”的錯誤。首先，假定表征計算過程是正確的，心理活動也是表征性質的，心理表征計算就是信息處理過程。心理活動的信息處理過程可以用計算機來模擬完成，但計算機不能處理意識、理解力等問題，說明符號范式也不能處理意識要素，這就指明了符號范式的缺陷。其次，人類是一個復雜的有機體，不僅僅是一個信息處理系統，尤其是弗洛伊德的潛意識學說就是一個典范，弗洛伊德的潛意識學說甚至把潛意識、人的先天欲望等認定為人的本質。所以，把人類的心理活動都歸結為認知活動是不全面的，而認知主義就是這樣一種狹隘的理論。把人的心理活動總結為符號的形式操作，就忽視了人類的意識、理解力等活動，因為表征的信息處理過程(和計算機一樣)不能涉及這些要素，也就是把意識、理解力排除于心理活動范圍之外。在這種意義上，符號范式就是另一種形式的行為主義。

在探討認知科學的時候，還要把認知科學和人工智能區別開來。人工智能通過信息處理可以成功地完成一些心智活動，這得益于認知科學和人工智能通用的工作機制——符號操作。句法意義上的符號操作是認知科學、認知心理學和人工智能的核心理論，尤其符號的句法關系、非語義關系的性質最能體現“表征”的含義，這是認知先驅者福多最重要的理論貢獻。人工智能能夠解釋人類的一些心智活動，但是人工智能不是心智活動的全部內容，所以人工智能只能代表認知科學的部分內涵。符號操作理論解釋了認知心理的基本原理，但是還遠沒有達到人們的心理預期，比如關于意識、理解力的問題。就當前的科學發展水平來看，人工智能還只是圖靈機、國際象棋機這樣的實踐探索者，只有認知科學才能承擔起解開大腦之謎的歷史使命。

二、認知科學的主要問題

(一)計算機隱喻問題

計算機隱喻(computer metaphor)就是計算機模擬，這是認知科學重要的理論假說。認知科學之所以能夠得到一定程度的認可和接受，正是因為計算機能夠成功模擬人類的一些心理活動。圖靈測試建立起第一個成功的理論模擬機，它成為人工智能檢測的依據。功能模擬逐漸被理論化為功能主義，功能主義的開創者是哲學家普特南。普特南的心理和大腦的關系如同計算機軟件和硬件關系的觀點成為功能主義的基本原則，強功能主義者甚至認為心理活動就是軟件。強調軟件作用大于硬件作用的觀點實際上包含軟硬件分離的思想，軟件可以同時運行于不同的物理硬件上，同樣的功能可以在不同的物理條件下完成，這就是計算機模擬的合理邏輯。或者說，功能模擬的決定性因素是軟件而不是硬件，人腦與計算機的物理區別在功能主義者的眼里是不存在的。當然，對計算機隱喻質疑的聲音從一開始就存在，比如有的學者否認計算機模擬的心理活動與人類的心理過程的同質性[3]。

(二)表征和計算問題

表征計算問題是認知科學的核心概念。從計算機的功能模擬活動中能看出，計算機的軟件和機體內在的表征計算是同質性的，二者的共同性是實現模擬的邏輯前提。有機體把外在的事物表征為信號，符號系統認為信號和表征的事物沒有語義聯系，符號僅是一種標簽，不管是什么樣的符號都是形式特征的，符號按照形式規則進行的操作就是計算，計算就是句法性質的符號操作，表征符號的計算概念最適合于像人類和計算機這樣的全能信息處理系統。隨著聯結主義的興起，聯結主義挑戰了符號計算范式的權威，但是其還無法取代符號的統治地位，只是指出了符號系統的串聯式問題，在某種意義上是想要完善計算理論的不足之處，所以聯結主義并沒有帶來顛覆性的革命。聯結主義合理性的訴求是指出“并行分布處理”真實存在的狀況，以及并行分布比串聯式符號計算在意識等心理活動中更加具有優勢。

(三)智能的本質問題

自1950年圖靈測試出現以后，圖靈測試就成為智能檢測的標準。圖靈測試的理論類似于“黑箱”操作，不去關注黑箱內部的具體處理過程，而是把注意力集中于輸出結果，只要能得到類似于人心理活動的結果，這樣的黑箱操作就有人類思維的特點，這種活動就能稱為智能活動。為了驗證該理論的可行性，圖靈請來了一個好助手——計算機。在這個測試實驗中，圖靈假設有三個人分別處在三個房間里，其中1號房間與2號、3號兩個房間的人可以交流，2號、3號房間的人不能交流，他們通過打字機溝通信息，1號房間的人通過交流能夠判斷出處在2號、3號兩個房間里人的基本信息，2號房間的人是假信息提供者，3號房間的人是真實信息提供者。2號房間里的人在1號房間里的人不知情的狀況下被換成計算機，1號房間里的人也通過了該測試，得到了一個和2號房間不換計算機一樣的判斷結果，這樣證明2號房間里的人和計算機有同樣的信息處理功能，人和計算機有同樣的心智功能，這就是圖靈機的工作過程。對于圖靈機能夠成功模擬人腦的信息處理功能這個觀點，許多學者是不否定的，在某種程度上，計算機的信息處理功能大大地強于人的心智信息處理能力。但是，反對者指出信息加工不是人的心理活動的全部內容，人類的智能活動不僅僅局限于信息處理，信息處理性質的人類智能也不是認知科學的主要研究目標。

圖靈測試的一個強力的質疑論證是賽爾的“中文屋論證”，賽爾的中文屋論證也類似于圖靈機的論證過程。房子里的計算機依靠程序軟件和屋外的人進行中文信息交流，不懂中文的計算機依靠軟件成功地和懂中文的人實現了信息交流，比如計算機的語言翻譯，不懂漢語意義的計算機能被認為是智慧機器嗎？不懂漢語意義的計算機具有智能嗎？賽爾的“中文屋論證”用認知科學的思想實驗是想說明沒有理解力的智能標準是不值得相信的。

(四)意識在心智哲學中的地位問題

在人類心智活動中，意識是一個重要的方面。人類意識活動的研究是20世紀初期一個重要的科學研究方向，比如弗洛伊德的潛意識(subconsciousness)理論幾乎成為當時最偉大的、最有影響力的科學發現。意識是人類特有的一種精神現象，意識現象反映出來的人的主觀內在性是人類特有的一種屬性。聯結主義心理學認為符號范式的信息處理過程不能夠充分解釋人類的意識現象，這種理論忽略了心智活動的本質特征。聯結主義的這種質問沒有觸動符號系統的根基，奎連的語義系統和帕爾默的黑箱遞歸分解假定在符號范式的范疇內就輕易地化解了這個問題。

沃維克在意識問題上持有與眾不同的觀點。他認為意識僅僅是大腦功能的一種屬性，人類的意識和機器的意識只是意識方式不同，這種不同的方式被誤認為機器沒有意識。人類不能完全理解動物意識和人類不能理解機器意識的道理是一樣的，人類如果用“唯我論”的方法來研究機器和動物意識，那么人類就只能變成機器和動物。