一 引言:认知科学
当全世界仍在努力修复第二次世界大战给人类造成的巨大创伤时,科学界一颗新星悄然升起。这颗新星在诞生二十年后,被命名为“认知科学”。而这个新兴科学对人类生活将产生的广泛而深远的影响以及对人类的存在方式和思维方式革命性的颠覆,直到20世纪末期才被人们逐渐意识到。21世纪初,一个由美国国家科学基金会和商务部共同资助的由七十多位科学家共同完成的研究报告,把认知科学列为21世纪引领人类进步的四大领军科技之一。
认知科学诞生于20世纪50年代,流行于60年代,成型于70年代。自20世纪80年代中期始,认知科学走入了多元化进程,建立了多种研究模式,形成复杂而多彩的局面,其触角也随之深入到学术研究的各个界面和人类生活的各个领域。2016年,我们迎来了认知科学六十岁生日。在六十年的发展历程中,认知科学从若干研究项目成长为成熟学科,从多学科合作转化为科际性研究,从单一的信息处理方法发展为多重方法体系,从对思维的研究延伸到对全部认知活动的研究,从关于认知的研究扩展到对心灵的研究。
认知科学是一门建立在复杂多样的科学和哲学基础上的学科。其中包括产生于20世纪50年代的信息论、控制论、系统论;产生于20世纪60年代的认知心理学和认知语言学;产生于20世纪60年代末到70年代初的功能主义心灵论;产生于20世纪70年代末到80年代初的认知人类学;产生于20世纪80年代的信息认识论;产生于20世纪70年至80年代的计算主义心灵论;产生于20世纪90年代的认知神经学,等等。哲学在认知科学的成长中始终扮演了不可或缺的、关键性的角色。
认知科学实质上是心灵科学。这是20世纪80年代中期以来,认知科学家和哲学家们的共识。以心灵为研究对象的科学必然要处理大量的哲学问题,也必然被哲学家们广泛而深切地关注。这就自然地形成了科学家与哲学家历史性的合作。认知科学自诞生之日起,就具有浓厚的哲学色彩。认知科学的发展史,是一个科学与哲学互相促进、互相挑战,互补互惠、协作共赢的历史。在这个历史进程中,科学与哲学携手实现了从研究行为到研究认知的转变,进而从研究认知到研究心灵的转变。前者史称“认知革命”;后者可称之为“心灵革命”。
认知科学的发展可大致分为两个时期。第一时期(20世纪50—80年代)是认知科学的创建时期。第二时期(20世纪80年代至今)是认知科学的多元化时期。本序言我们先分别讨论每个时期中认知科学发展的特征以及在该时期科学与哲学的互动,然后探索认知科学与哲学的关系。
二 认知科学的兴起及其哲学基础
认知科学的创建大致经历了以下三个阶段:(1)认知科学的孕育与诞生(20世纪40—50年代);(2)认知科学的流行与传播(20世纪60—70年代);(3)认知科学的确立(20世纪70—80年代中期)。
认知科学之所以诞生于20世纪50年代中期并非偶然。认知科学的诞生首先是心理学发展的自我突破。心理学自19世纪与哲学分离建立独立学科后,其范式一直是行为主义。20世纪50年代,心理学和语言学领域的科学家们逐渐对行为主义失去信心,开始寻求新的发展方向,着手进行学科改造。在心理学界,乔治·米勒(George Miller)等心理学家们开始怀疑行为主义心理学已无出路。在语言学界,诺姆·乔姆斯基(Noam Chomsky)则率先发起了批判行为主义,改革语言学的运动。
无独有偶,恰恰就是在20世纪40—50年代,出现了众多有助于研究心灵的新理论和新技术,为认知科学的诞生提供了科学理论技术基础和条件。信息论、控制论、系统论、计算理论模型,以及电子计算机技术相继问世,使得心理学家和语言学家们看到了研究人类心灵的新的科学与技术发展方向。尤其是信息论,在尔后心灵研究的革命性变革中发挥了战略主线的作用。在心理学界和语言学界发动科学革命的同时,人工智能的研究悄然兴起并成为认知革命的重要推手。
1956年是认知科学诞生的“决定性”一年。在这一年中,出现了许多对于认知科学来说具有划时代意义的学术成果和学术事件。杰罗姆·布鲁纳(Jerome S.Bruner)等美国的心理学家和教育心理学家出版了著名的《思维研究》一书,提出认知研究战略的新概念。乔治·米勒发表了著名论文《神奇的数字:7±2:我们信息处理能力的局限》,指出人类接受和处理信息的限度。信息论创始人克劳德·艾尔伍德·申农(Claude E.Shannon)与人工智能开创人之一约翰·麦卡锡(John McCarthy)合作编辑出版了《自动机研究》一书,奠定了计算理论的基础。马文·明斯基提出并广泛传播人工智能研究纲领。麦卡锡、明斯基、申农等在达特茅斯学院举办了全美人工智能大会,正式提出了人工智能的概念和研究项目。诺姆·乔姆斯基发表著名论文《句法结构》,启动了理论语言学领域的认知革命。沃尔德·古迪纳夫(Ward Goodenough)和弗洛伊德·朗恩斯伯瑞(Floyd Lounsbury)在《语言》杂志分别发表了尔后被称之为经典之作的论文,为认知人类学奠定了基础并提供了初始研究模式。本杰明·李·沃尔夫(Benjamin Lee Whorf)关于语言结构决定思维方式的论文集出版,为尔后认知语言学的建立奠定了基础。
1956年最重要的,也是对认知科学诞生最具“决定性”的事件,是9月10—12日在麻州理工学院召开的信息论专题研讨会。此次学术会议的原定主题是信息论及其在各学科中的应用。会议的第一天按程序讨论了信息编码问题。但是,当会议进行到第二天,即9月11日,出现了意想不到的转向,使得这次会议成为认知科学的第一个里程碑,标志着认知科学的诞生,预示认知革命的启动。9月11日会议上选读的六篇论文都指向了一个崭新的研究领域和发展方向。艾伦·纽厄尔(Allen Newell)与赫伯特·西蒙(Herbert Simon)的论文提出了思维模拟系统的基本设想。IBM的研究员纳撒尼尔·罗切斯特(Nathaniel Rochester)报告了使用大型计算机测试“赫布法则”所得出的结果。乔姆斯基的论文基于信息理论展示了他的转换生成语法论。乔治·米勒论文力图解释如何避免有限的短期记忆能力所造成的认知过程的瓶颈效应问题。西克里(G.C.Szikali)报告了他的研究团队所做的关于感性认知速率的一些实验。约翰·斯威茨(John Swets)和西奥多·伯兹奥尔(Theodore Bird-sall)的论文论证了信号探测理论对于研究感性认知的意义。
二十七年后,认知科学创始人之一乔治·米勒回忆说:上述六篇论文“构成了认知科学孕育的瞬间”;因为,此次会议之后参加会议的学者们意识到,“实验心理学,理论语言学,认知过程的计算机模拟都只是一个更大的整体的部分”,而且“未来的发展将逐渐阐明并协作解决这些学科共同关注的问题”。这里所说的“更大的整体”就是而后建立起来的认知科学。而这里所说的“共同关注的问题”主要是两类:第一,关于心灵的科学是否可能的问题;第二,关于如何建立心灵科学的问题。这两个问题,既是科学问题又是哲学问题。只是,在当时的历史条件下,科学家们选择了用“认知”表达他们对心灵问题研究的关注。
关于心灵的科学是否可能之所以是一个令人深切关注的问题,一方面是因为,关于心灵的性质始终没有一个科学解释;另一方面,始终没有一个有效的科学手段研究心灵的性质。19世纪之前,心灵的研究一直是哲学的一部分。从亚里士多德到笛卡儿再到康德,关于心灵的研究形成了一个精神主义传统(mentalism)。按此传统,心灵是行为的内在导因,其研究方法只能是反省式的哲学思辨。但是,哲学思辨不构成科学。科学只能研究可观察、可实验、可测试、可预测的对象。因此,19世纪之前,关于心灵的科学被认为是不可能。
19世纪出现的行为主义使心理学从哲学中分离出来,史称“行为革命”。行为主义心理学获得了科学的性质和地位,因为,它的研究对象是行为,而行为是可观察、可实验、可测试、可预测的。但是,行为革命并没有使心理学获得心灵科学的意义,因为它并非以心灵为研究对象。心灵研究的困境在于,行为主义与精神主义的对立形成了一个两难局面。遵循精神主义传统,心灵的研究不可能是科学而只能是哲学;遵循行为主义建立的是行为科学,但不是关于心灵的科学。因此,无论遵循何种指导理念,研究心灵的科学都是不可能的。从而,新的革命性变革便历史性地提出。这就是,建立科学与心灵的联系。20世纪50年代,科学家们,特别是从事心理学、语言学和人工智能研究的学者们,开始挑战作为统治心理学近一个世纪的行为主义指导理念,寻求建立以心灵为对象的科学。这是认知科学建立的直接动因,也是而后认知科学发展的指导理念。这个问题无论对科学家还是对哲学家都是一个巨大的挑战。在学术界,很快就形成了科学家与哲学家携手并进的局面。
关于如何建立心灵科学的问题,首先是寻找研究心灵的新科学范式。信息论、系统论、控制论、计算理论、电子计算机技术之所以成为心灵研究的科学技术基础,主要在于这些理论和技术为人们寻求心灵研究的新范式提供了新线索。当时,人们所关注的中心问题是可否把心灵看作一个处理信息的可控系统。具体来说,心灵是否可以看作信息处理器?计算程序是否是合理的研究模式?是否可以把心智仅仅看作是一种功能?人工的智能是否可能?人工智能是否可以用于研究心灵的测试手段?20世纪50年代,科学技术领域里出现的一些关键性的新成果鼓舞科学家和哲学家们采纳这个新方向。纽厄尔与西蒙于1956年设计了第一个用于逻辑推理的程序语言(“信息处理语言”,简称 IPL),并于1957年编写了第一个有效的,主要用作逻辑、数学、几何证明的思维推理程序(“通用题解器”简称GPS))。乔姆斯基提出了作为图灵机语言对应系统的转换生成语法。麦卡锡和明斯基建立了人工智能实验室,提出了人工智能研究的一般纲领,编写包括语言翻译机和弈棋机的程序。米勒在有限短期记忆能力基础上构建心理表征的模式。
新的科学研究及其哲学思考似乎指向一个研究心灵的新模型。信息似乎是连接思维与存在的机制,电子机械似乎可以具有精神属性,心灵似乎仅仅是具有信息处理功能的系统。因此,我们可以用计算机程序作为模式研究心灵并且用人工智能的成果测试这一研究结果。自20世纪50年代认知科学诞生以来,“心灵是信息处理器”这个新概念,始终是驱动认知科学发展的最基本的假设。心智功能的程序设计在认知科学中一直发挥着核心作用,它既是研究心灵的模型又是研究心灵的工具。如此说来,认知革命不仅是对行为主义哲学的挑战,而且是对传统心灵哲学、知识论、语言哲学的挑战,乃至对整个哲学的全面挑战。与此同时,哲学本身又是挑战者之一。当科学试图人工制造心智的时候,哲学正在其中反思心灵的意识性、意向性、和意志性等问题。哲学反思引导认知科学的发展最终超越思维模拟。
关于如何建立心灵科学的问题,还涉及科学研究主体的问题。按照传统的观念,只有心理学一家是研究心灵的科学。认知科学的建立打破了这个传统观念。认知科学作为心灵的新科学,是建立在多学科合作、跨学科研究基础上的科际性研究。认知科学在其初创期就已经凸显其独特的科际性。认知科学的诞生和建立,是心理学、语言学、人工智能学、人类学、哲学共同努力的结果。这一点,始终是学术界的共识。而且认知科学的发展越来越依靠于丰富和扩展其科际性。科际性是哲学在认知科学研究中发挥协调作用的重要条件。当某一传统学科领域里的问题的解决在其关键意义上取决于若干其他学科传统领域中的问题的解决的时候,某种哲学理念往往起着关键性的协调作用。因此,关于如何建立心灵科学的问题,既是一个科学问题又是一个哲学问题。
三 认知科学的成熟及其与哲学的协作
在认知科学的成长过程中,科学与哲学的互动是一个重要力量源泉。认知科学从20世纪60年代的广泛传播到80年代初最终确立自己的学科地位,其自身的成型与其基础的成型几乎是同时进行的。回顾这20年认知科学的成熟过程中的关键事件和里程碑,可以看到哲学的作用在于构建认知科学的理论基础,而哲学本身的发展则是以认知哲学的建立为主要标志。自20世纪60年代起,认知科学的初期理念在学术界广泛流行,认知方面的研究如雨后春笋般兴起。20世纪60—70年代,围绕认知问题展开的科际性研究不断涌现,许多大学建立了各种研究中心。20世纪70年代“认知科学”的称谓开始出现在正式的学术出版物中。20世纪70年代后半期,认知科学进入成熟期,成为大规模的、有组织的、迅猛发展的学科。认知科学成熟有两个最重要的标志。一是其科学技术基础的形成;二是其哲学基础的形成。两者都体现了认知科学的科际性特征。
认知科学的科学技术基础是由其核心成分构成的,包括认知心理学、认知语言学、认知神经学、人工智能技术。认知心理学初创于20世纪60年代。认知心理学首创运用信息处理方法研究心理现象,包括运用实验方法研究有关感觉、注意力、思维语言、记忆、思维规则的传统哲学命题。认知心理学在20世纪70年代进入繁荣期,并在80年代初确立其学科地位,标志着认知科学的确立。人工智能在技术上的进步,特别是机器人的研究和智能型程序语言的开发,始终是认知科学的重要支撑点。20世纪60—70年代,人工智能研究虽似步履艰难,却在稳步发展。但是人工智能研究的飞跃仍有待于其基础哲学理念的变革(信息与功能),自身逻辑的超越(句法和语义),和信息技术的进步(数据存储和计算速度)。认知语言学作为认知科学的一个核心成分,始终伴随着认知科学的成长而成长。在认知科学发展前30年,乔姆斯基范式在认知语言学研究中占据统治地位。20世纪70年代在语言学界兴起了以语义作为语言学研究中心的新潮流,使得认知语言学的研究开始从片面走向全面,走向语言哲学的完整态势。在认知科学的成熟期,认知神经学的建立也历史性地提到了发展日程上来。尽管认知革命发生之后,不断有学者们倡导和进行这方面的研究,但是20世纪70年代之前,神经科学与认知科学的合作极为罕见。从乔治·米勒和迈克尔·加扎尼加(Michael Gazzaniga)于1979年提出认知神经学的概念到这个新学科的确立花费了十几年时间。
上述认知科学的成熟过程又是构建其自身哲学基础的过程。认知科学的哲学基础可以称之为认知哲学,在初创期,即20世纪60—80年代,主要包括功能主义心灵哲学,信息认识论,和计算主义方法论。功能主义可以说是认知科学最基本的指导理论。其核心理念是,一切精神现象都是一种功能。尽管认知科学的兴起始终基于功能主义的理念,功能主义作为一个系统的心灵哲学理论则是诞生于20世纪60年代末期,并在70年代系统化。功能主义在认知科学乃至当代西方心灵哲学中占据统治地位。这是因为它调和了哲学与科学在心灵研究问题上的冲突,并且调和了心灵哲学中各个学派之间的矛盾。信息认识论也是认知科学指导理论的重要组成部分,认知过程是信息处理过程这个理念始终是认知科学的核心理念。信息认识论初创于20世纪80年代初期。按照信息认识论,感觉是提取信息的过程;知识是以信息为依据的表征;从感性到理性的认知过程是模拟编码信息转换为数字编码信息的过程。同样地,计算主义也是伴随着认知科学生长的。但是,计算主义作为一个系统的方法论,则是诞生于20世纪80年代初。与人工智能和信息技术的发展相适应,本世纪之前的计算主义方法论提供的是一个形式化计算模式。可以说,计算主义是一种实用分析哲学思维。综上所述,认知哲学既是认知科学发展的产物,又是认知科学的指导理论和方法论。认知哲学概括了认知科学发展的主要理论成果,因而为认知科学提供了哲学基础。
四 认知科学的多元化及其对哲学的新挑战
20世纪50—80年代认知科学发展的最高理论成果可以概括为“认知科学的第一个范式”。20世纪80年代中期,认知科学刚刚确立其科学地位时,就开始了它的多元化的进程。认知科学的第一个范式随之受到来自各方面的挑战。在科学界,主要出现了两大潮流。一是返回到大脑的研究;二是超越大脑的研究。
返回大脑的研究作为一个新潮流的出现,既有其必然性又有其偶然性。一方面,认知科学前三十年的发展重心一直是在心智的软件方面(如认知过程、题解逻辑等)。另一方面,20世纪90年代之前信息技术以及脑科学技术的水平还不能满足科学家和哲学家们对于心智的硬件方面的关注,即心智功能如何在神经系统中实现的问题。然而,自20世纪80年代始,随着电子计算机科学的进步,信息技术进入了迅猛发展期;与此同时在脑科学领域里突然出现了一系列研究脑成像、脑图谱等的新技术。这些技术上的飞跃式进步引起了脑科学研究的热潮,迅速促成了认知神经学的诞生。
认知神经学的建立进而引发了脑科学研究的革命性变革。这一变革的标志是,局域论(localism or localizationism)让位于整体论(holism)。尤其是在这一变革中出现的网络思维方式,对认知科学和认知哲学的发展产生了深远的影响。从平行分布处理模型(parallel distributed processing model)的提出到联通论(connectionism)的建立,詹姆斯·麦克莱兰(James McClelland)和大卫·鲁梅哈特(David Rumelhart)于1986年提出的非中心处理模式的心灵概念得到了不断的丰富和发展。
认知神经学的新潮流也在哲学领域里产生了巨大的震动。20世纪80年代,哲学界掀起了研究意识本质的热潮,这一热潮延续至今。其中包括许多具有深远历史意义的辩论。自此,心灵哲学在英美哲学界占据了突出地位。大批专门研究心灵,知识,语言,逻辑,科学的哲学家投入了关于认知的研究。传统的哲学分支形成了历史性的合作。20世纪90年代中期,以认知科学为研究对象的认知科学哲学作为哲学的一个分支,基本确立了其在哲学研究领域中的地位。
超脑认知研究,即关于认知扩展到脑外的研究,最初是作为认知科学第一个范式的对立面出现的新潮流。超脑认知论基于如下观测事实:有机体可以无须借助传统意义上的认知能力而完成许多认知任务。超脑认知论作为改革传统认知科学的新思潮,始于20世纪90年代初。其发展壮大经历了三个时期:1990年代是基本理念的孕育期;2000年代是理论成型期;2010年代是创建新的认知科学范式期。超脑认知论作为一个迅速成长的学术潮流,源于以下几个学术流派:(1)体化认知论(embodied cognition),(2)行化认知论(enacted cognition),(3)延扩认知论(ex-tended cognition),(4)嵌入认知论(embedded cognition),(5)情势认知论(situated cognition),(6)分布认知论(distributed cognition)。所有这些新潮理论都主张认知系统,认知过程,认知活动可以超越生物大脑的界限。这就构成了对认知科学传统范式的挑战。因为,按照认知科学的传统范式,认知科学的研究对象只限于发生在感官输入与行为输出之间的信息处理活动和过程。这个理念被主张超脑认知论的学者们称为“三明治”式的认知概念。
与认知科学其他领域的发展相比较,超脑认知论对哲学,特别是对认知哲学,构成更激进、更严峻的挑战。首先,哲学思维需要重新审视自古以来人们固守的脑限心智论的合理性。开发智力是否仅仅是开发脑力?提高智能是否仅仅是提高脑能?知识与智慧是否仅仅存在于大脑之中?学习与思考是否仅仅使用大脑?这些问题,不仅是哲学问题,也不仅是科学问题,而且更是社会生活实践问题。其次,自古以来,无论是在哲学上、科学上,还是在常识中,心灵都被看作是一个自我同一的、具有超稳定结构的系统。超脑认知论二十多年的发展,则指向一个全新的心灵理念,即心灵是一个由大脑、人体、环境构成的混合型的、具有伸缩性的系统。这个新理论还有待于系统的哲学评估。认知科学是走入了歧途还是面临一场哥白尼式的革命?
综上所述,认知科学后三十年的发展,不仅对人类生活产生了广泛而深远的影响,也对认知科学的自我超越提出了更高的要求。无论是深入脑内的研究还是超越大脑的研究,都要求认知科学具有更广泛、更丰富的科际性,并要求具有创新力的认知哲学的出现。
五 结语:认知科学哲学
认知科学在其六十年的历程中显示了两个与其他学科不同的特点。一个是科际性;另一个就是哲学色彩。严格地说,心灵科学从哲学分化出来的时间应该从认知科学的诞生算起。而认知科学不同于行为主义心理学在于它与哲学的关系是分而不离。这也是认知科学不同于其他学科重要特点之一。尽管有些认知科学家并不承认哲学在认知科学中的地位,认知科学自诞生之日起就始终是一个哲学导向的学科。认知科学最初起源于一批具有不同哲学理念的科学家和哲学家对当时占统治地位的心理学、心理学哲学、心灵哲学提出挑战。认知科学的基本命题及其要解决的许多重大理论问题曾经是贯穿哲学史的哲学问题。认知科学的理论基础中的许多核心理念都来自于哲学。因此,在认知科学的研究领域中,科学与哲学的关系是相互挑战、相互促进、协作互动、互补共赢的关系。哲学是认知科学建立和发展的主要贡献者之一,而哲学本身也随着认知科学的发展而发生了巨大的变化。
认知科学建立和发展的过程也是认知科学哲学建立和发展的过程。有两种方式从事认知科学哲学的研究。一种是以认知为研究对象、参与认知科学理论基础研究的哲学活动。另一种是以认知科学为研究对象,对于认知科学进行哲学评估的哲学活动。
以认知为研究对象的哲学活动,既是哲学的一个分支又是认知科学的一个分支,称之认知哲学(cognitive philosophy)。迄今为止,认知哲学有三种研究路径。第一种路径是研究认知的一般性质。其主要课题包括认知的物理和生理边界、认知与信息处理、认知与心灵表征、认知与计算、认知与意识、认知与意向性,等等。例如,表征的存在意义和必要性的问题就是认知科学中极具争议的问题。第二种路径是研究认知的某一个特殊领域,包括感觉、记忆、思维、行为、动力控制、语言,等等。例如,感觉在本质上是否是推理过程的问题,思维是否仅仅是脑神经过程的问题,都是认知科学中悬而未决的问题。第三个路径是研究认知哲学与相关传统哲学分支(如认识论,心灵哲学,语言哲学等)的关系。这三种路径的研究都促进了认知科学的发展。
以认知科学为研究对象的哲学活动,是科学哲学的一个分支。其主要任务,是对认知科学的建立和发展做哲学评估。这种哲学评估可分为两类。一类是对参与认知科学的分支学科的评估,这些学科包括人工智能、认知信息论、认知心理学、认知语言学、认知神经学、认知人类学、功能主义心灵论、信息认识论、文化认知论,等等。例如,人工智能从句法逻辑到语义演算的变化具有何种意义的问题是对人工智能发展的评估。另一类是对认知科学整体的评估,涉及认知科学的科学性、科学范式、科学解释、科学体系、科学方法,等等。例如,是否存在第一次和第二次认知革命之分?认知科学的发展是否可以分为第一代和第二代认知科学?什么是科际性?什么是认知科学的科际性?什么是认知规律?这些问题都是有关认知科学的性质和发展规律的问题。
美国蒂芬大学认知科学哲学教授 卢找律
2016年12月24日