認(rèn)知科學(xué)的幾個基礎(chǔ)理論問題

1、1認(rèn)知科學(xué)的幾個基礎(chǔ)假設(shè)認(rèn)知科學(xué)的幾個基礎(chǔ)假設(shè)劉曉力劉曉力一、認(rèn)知科學(xué)概況一、認(rèn)知科學(xué)概況認(rèn)知科學(xué)是以研究人類認(rèn)知過程、智能和智能系統(tǒng)、大腦和心靈內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制的一門學(xué)科。認(rèn)知科學(xué)是以研究人類認(rèn)知過程、智能和智能系統(tǒng)、大腦和心靈內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制的一門學(xué)科。2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代(50(50年代？年代？)興起，是心理學(xué)、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)和人類興起，是心理學(xué)、語言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)和人類學(xué)的交叉學(xué)科。學(xué)

2、的交叉學(xué)科。認(rèn)知科學(xué)不同的研究進(jìn)路認(rèn)知科學(xué)不同的研究進(jìn)路認(rèn)知科學(xué)依據(jù)不同的問題領(lǐng)域和研究方法劃分為不同的研究進(jìn)路認(rèn)知科學(xué)依據(jù)不同的問題領(lǐng)域和研究方法劃分為不同的研究進(jìn)路心理學(xué)進(jìn)路心理學(xué)進(jìn)路語言學(xué)進(jìn)路語言學(xué)進(jìn)路生物物理學(xué)進(jìn)路生物物理學(xué)進(jìn)路神經(jīng)生理學(xué)進(jìn)路神經(jīng)生理學(xué)進(jìn)路人工智能進(jìn)路人工智能進(jìn)路廣義進(jìn)化論進(jìn)路廣義進(jìn)化論進(jìn)路復(fù)雜性科學(xué)進(jìn)路復(fù)雜性科學(xué)進(jìn)路認(rèn)知科學(xué)的起源認(rèn)知科學(xué)的起源認(rèn)知科學(xué)起源于不同學(xué)科領(lǐng)域，特別是：認(rèn)知科學(xué)起源于不同學(xué)科領(lǐng)域，特別

3、是：圖靈機(jī)概念的產(chǎn)生圖靈機(jī)概念的產(chǎn)生人工智能研究的興起人工智能研究的興起心靈哲學(xué)中以普特南（心靈哲學(xué)中以普特南（H.PutnamH.Putnam）和福多（）和福多（J.FodJ.Fod）為代表的）為代表的“功能主義功能主義”理論的確立理論的確立心理學(xué)和語言學(xué)喬姆斯基（心理學(xué)和語言學(xué)喬姆斯基（A.N.ChomskyA.N.Chomsky）等反對激進(jìn)行為主義的）等反對激進(jìn)行為主義的“認(rèn)知革命認(rèn)知革命”.認(rèn)知科學(xué)所引發(fā)的一些基礎(chǔ)問題成為認(rèn)知科

4、學(xué)所引發(fā)的一些基礎(chǔ)問題成為20212021世紀(jì)之交涉及領(lǐng)域廣泛、爭論最為激烈的世界性的世紀(jì)之交涉及領(lǐng)域廣泛、爭論最為激烈的世界性的科學(xué)和哲學(xué)的熱點(diǎn)問題。認(rèn)知科學(xué)不同的研究進(jìn)路，決定了關(guān)于它的哲學(xué)觀上的巨大分歧和各科學(xué)和哲學(xué)的熱點(diǎn)問題。認(rèn)知科學(xué)不同的研究進(jìn)路，決定了關(guān)于它的哲學(xué)觀上的巨大分歧和各種研究范式的激烈競爭種研究范式的激烈競爭。二、認(rèn)知科學(xué)的幾個基礎(chǔ)假設(shè)二、認(rèn)知科學(xué)的幾個基礎(chǔ)假設(shè)D.KirshD.Kirsh（19911991）提出

5、認(rèn)知科學(xué)（人工智能）的五大問題）提出認(rèn)知科學(xué)（人工智能）的五大問題1）知識和概念化是人工智能的核心嗎？）知識和概念化是人工智能的核心嗎？2）認(rèn)知能力及其所預(yù)設(shè)的知識能否脫離其有機(jī)體進(jìn)行研究？）認(rèn)知能力及其所預(yù)設(shè)的知識能否脫離其有機(jī)體進(jìn)行研究？3）認(rèn)知的知識形態(tài)或信息形態(tài)的軌跡是否可用類自然語言描述？）認(rèn)知的知識形態(tài)或信息形態(tài)的軌跡是否可用類自然語言描述？4）學(xué)習(xí)能否與認(rèn)知相分離加以研究？）學(xué)習(xí)能否與認(rèn)知相分離加以研究？5）是否有對于所有

6、認(rèn)知的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)？）是否有對于所有認(rèn)知的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)？這些問題最重要的是我們對于心靈哲學(xué)中的三個方面問題的困惑和困難這些問題最重要的是我們對于心靈哲學(xué)中的三個方面問題的困惑和困難1、意向性問題、意向性問題2、意識問題、意識問題3.3.心靈是否是涉身的？心靈是否是涉身的？MarkMarkJohnsonJohnson總結(jié)總結(jié)3030年來認(rèn)知科學(xué)的成就對傳統(tǒng)哲學(xué)的挑戰(zhàn)時說，認(rèn)知科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)是：年來認(rèn)知科學(xué)的成就對傳統(tǒng)哲學(xué)的挑戰(zhàn)時說，認(rèn)知科學(xué)的三大

7、發(fā)現(xiàn)是：心靈本質(zhì)上是涉身的；心靈本質(zhì)上是涉身的；思想大部分是無意識的；思想大部分是無意識的；3一個完善的物理符號包括：輸入符號，輸出符號，存儲符號，復(fù)制符號，建立符號結(jié)構(gòu)，條件一個完善的物理符號包括：輸入符號，輸出符號，存儲符號，復(fù)制符號，建立符號結(jié)構(gòu)，條件性遷移。性遷移。符號主義范式符號主義范式在物理系統(tǒng)符號假設(shè)下，誕生了認(rèn)知科學(xué)中的符號主義研究范式，而且至今這一研究范式仍然在物理系統(tǒng)符號假設(shè)下，誕生了認(rèn)知科學(xué)中的符號主義研究范式，而

8、且至今這一研究范式仍然具有生命力，同時也產(chǎn)生了許多難以克服的困難。具有生命力，同時也產(chǎn)生了許多難以克服的困難。符號主義采用經(jīng)典一階邏輯工具，尋求知識的符號表征和計(jì)算，特點(diǎn)是自上而下。符號主義采用經(jīng)典一階邏輯工具，尋求知識的符號表征和計(jì)算，特點(diǎn)是自上而下。這一假設(shè)受到來自聯(lián)結(jié)主義和動力系統(tǒng)理論和整體論的挑戰(zhàn)。這一假設(shè)受到來自聯(lián)結(jié)主義和動力系統(tǒng)理論和整體論的挑戰(zhàn)。3）聯(lián)結(jié)主義假設(shè)）聯(lián)結(jié)主義假設(shè)聯(lián)結(jié)主義受大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的啟發(fā)。聯(lián)結(jié)主義受大腦

9、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的啟發(fā)。8080年代以來，隨著不依賴于大腦研究認(rèn)知和心智的功年代以來，隨著不依賴于大腦研究認(rèn)知和心智的功能主義在理論上困境的加深，開始掀起認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)、能主義在理論上困境的加深，開始掀起認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)計(jì)算等名義實(shí)踐著聯(lián)結(jié)主義思想。神經(jīng)計(jì)算等名義實(shí)踐著聯(lián)結(jié)主義思想。聯(lián)結(jié)主義的核心是，認(rèn)知和智能是從大量單一處理單元的相互作用中產(chǎn)生的。核心概念是聯(lián)結(jié)主義的核心

10、是，認(rèn)知和智能是從大量單一處理單元的相互作用中產(chǎn)生的。核心概念是“并行分布式信息處理行分布式信息處理”。目前普遍認(rèn)可的大腦的功能和特征有：目前普遍認(rèn)可的大腦的功能和特征有：大腦是一個神經(jīng)元聯(lián)接的巨型復(fù)雜系統(tǒng)。大腦是一個神經(jīng)元聯(lián)接的巨型復(fù)雜系統(tǒng)。大腦神經(jīng)元個數(shù)大約是大腦神經(jīng)元個數(shù)大約是10101212，其不同的聯(lián)結(jié)方式至少有，其不同的聯(lián)結(jié)方式至少有6106101313種以上。種以上。大腦中的信息處理建立在大規(guī)模并行計(jì)算的基礎(chǔ)上。大腦中的信

11、息處理建立在大規(guī)模并行計(jì)算的基礎(chǔ)上。大腦具有很強(qiáng)的容錯能力和聯(lián)想能力，而且善于概括、類比、推廣。大腦具有很強(qiáng)的容錯能力和聯(lián)想能力，而且善于概括、類比、推廣。大腦功能雖然受先天因素制約，但后天的經(jīng)歷、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和文化環(huán)境作用等起重要作用。大腦功能雖然受先天因素制約，但后天的經(jīng)歷、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和文化環(huán)境作用等起重要作用。大腦具有很強(qiáng)的自組織和自適應(yīng)的特性。大腦具有很強(qiáng)的自組織和自適應(yīng)的特性。聯(lián)結(jié)主義范式聯(lián)結(jié)主義范式從19431943年麥克洛克

12、和皮茲的年麥克洛克和皮茲的《神經(jīng)活動中內(nèi)在觀念的邏輯運(yùn)算神經(jīng)活動中內(nèi)在觀念的邏輯運(yùn)算》到19861986年魯梅哈特和麥克萊年魯梅哈特和麥克萊蘭德蘭德《并行分布處理：認(rèn)知的微觀結(jié)構(gòu)并行分布處理：認(rèn)知的微觀結(jié)構(gòu)》出版，經(jīng)歷出版，經(jīng)歷4040年聯(lián)結(jié)主義在年聯(lián)結(jié)主義在2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代重新復(fù)年代重新復(fù)興，成為繼符號主義之后真正有競爭力的認(rèn)知科學(xué)研究范式。聯(lián)結(jié)主義是要模擬發(fā)生在人類神興，成為繼符號主義之后真正有競爭力的認(rèn)知科學(xué)研究范式。

13、聯(lián)結(jié)主義是要模擬發(fā)生在人類神經(jīng)系統(tǒng)中的認(rèn)知過程，不同于符號主義之處在于強(qiáng)調(diào)，經(jīng)系統(tǒng)中的認(rèn)知過程，不同于符號主義之處在于強(qiáng)調(diào)，“構(gòu)架至關(guān)重要構(gòu)架至關(guān)重要”。它的特征是自下而上的：它的特征是自下而上的：內(nèi)在并行性內(nèi)在并行性分布式信息存儲分布式信息存儲容錯性容錯性自適應(yīng)性（通過學(xué)習(xí)）自適應(yīng)性（通過學(xué)習(xí)）4行為主義行為主義自19251925年華生提出年華生提出“行為主義心理學(xué)行為主義心理學(xué)”，建立了，建立了“刺激刺激反應(yīng)反應(yīng)”的心智解釋模式，否

14、定人類心的心智解釋模式，否定人類心靈的存在。靈的存在。新行為主義者引入新行為主義者引入“中介變量中介變量”概念，將概念，將“刺激刺激反應(yīng)反應(yīng)”模式發(fā)展為模式發(fā)展為“刺激刺激中介變量中介變量反應(yīng)反應(yīng)”模式，用行為與刺激、行為與環(huán)境之間的函數(shù)關(guān)系來體現(xiàn)和解釋心智的內(nèi)在存在。模式，用行為與刺激、行為與環(huán)境之間的函數(shù)關(guān)系來體現(xiàn)和解釋心智的內(nèi)在存在。新激進(jìn)行為主義更強(qiáng)調(diào)行為、環(huán)境、心智三者互動的解釋原則。新激進(jìn)行為主義更強(qiáng)調(diào)行為、環(huán)境、心智三者互