环境在认知研究中的两种进路

袁 蓥，章有国

(山西师范大学 政法学院，山西 临汾 041004)

认知主义、联结主义确立的认知构架虽然不同，但它们都是在身—心关系(或者更确切地说是在脑—心关系)的分离中来理解认知过程，作为外部世界的环境因素不具有重要的理论意义。但随着另一种认知范式——具身认知的兴起和发展，环境的重要性日益凸显，认知不再是心灵对信息抽象的处理过程，而是被界定为根植于身体与环境的互动过程中。环境作为一个重要成分开始进入认知分析之中。理解环境在认知表征中的作用需要澄清以下几个问题：符号表征理论如何看待环境？在具身认知中环境具有什么作用？符号表征或者具身认知对环境的解释充分吗？或者说，环境的“离线/在线”特征会必然分离吗？环境的表征概念与动力耦合模式冲突吗？

本文拟通过剖析符号表征理论、具身认知理论中对认知、环境及其关系的不同理解，揭示这两种进路的特征、本质和问题所在，最终为环境的不完全表征的耦合进路提供辩护。

一、 符号表征理论中的环境

尽管20世纪50年代兴起的认知主义以及70年代流行的联结主义在基本隐喻、认知模型上有所不同，但它们都认为：大脑是操作符号(亚符号)表征的一个信息处理系统；认知在本质上是该系统的计算过程。因此认知被解读为是对心智的离线操作。这个操作过程虽然可能包括(但不必然包括)身体及其与外部环境间复杂的相互作用，但符号、表征才是其中的核心概念，环境和身体作为认知系统的输入量或输出量，只是次要的。

何为认知？钮威尔和西蒙提出的“物理符号系统假设”(Physical Symbol System Hypothesis, PSSH)曾明确提出，所有的认知过程本质上是在离散的时间中对符号表征的计算。[1]113—126在符号主义者看来，“心灵之于脑正如软件之于硬件”不仅仅是一种类比，更是一种科学宣言，心灵就是脑中运行的程序，要想了解认知过程，就必须对心灵进行解码、编程。既然现代数字计算机等价于通用图灵机，在原则上可以运行符号计算的程序，这就意味着如果我们获得正确的心灵算法，就可在数字计算机上编程使之具有心灵。因此，认知过程的研究范式可以被表述为如下步骤：(1)如果编程的数字计算机能够通过图灵测试，那么就可以认为机器具有相当于人类智能的认知能力；(2)人脑基本上就是麦卡洛克- 皮茨逻辑环路网络，神经元的操作以及它与其他神经元的关联纯粹可以用数理逻辑运算的方式建立模型；(3)因此，我们可以通过找到脑内运行的数理逻辑程序，探究人类的智能化认知。简言之，符号表征理论认为认知是可计算且可求解的算法或程序。

何为环境？符号表征理论认为环境是作为被表征的外部事物，“处在世界彼处”而独立于我们的认知。我们的认知就是再现彼处的独立世界，因此环境一开始就被设定为预先给予的。心智是对环境中预先给定的属性进行选择性反应的一种信息处理器，进而环境被视为一种静态的信息，它与认知过程没有双向的互动、循环过程，只是单向的输入和反馈过程。

从环境唯有借助表征才能进入认知过程来看，环境的符号表征进路仍然是一种笛卡尔式的二元论，心灵与世界仍然被描述为两种不同的存在，具有不同的本质。我们心灵活动的内容、意向的所指只是外部世界在我们心灵中留下的印迹而已，它是一种表征，且并不等同于被表征的真实存在的事物。因此，表征是联系心灵与世界的桥梁，是位于我们与世界之间的观念性面纱，裁定我们表征有效性的终极法庭则是独立存在的世界。当然，我们的每一个表征必须与许多其他表征相符，但这类内在特征的要点是增加可能性，即总体上我们的表征是对于外部独立世界的符合或适合程度的度量。[2]136—137因此，符号表征理论认为，环境与认知的关系是一种简单的“输入—分析”的镜像关系。环境作为预先规定的事物，在被认知系统进行表征、编码为特定符号时，就不再与认知系统发生关系了。环境输入量的改变，只会使认知系统的输出随之改变，却没有使认知系统的内部功能发生改变，因为算法、运行的程序没有改变。因此，环境并不属于认知系统的一部分，而是外在于认知系统的。

符号表征理论直接将认知设定在高水平的语言思维的心理过程之上，认为认知是在明确的概念之上进行的逻辑推理、演算、判断和做决定。但是这种做法显然忽视了人类认知的起源和发展。根据新达尔文演化论的观点，人类及其认知能力都处于不断的演化过程之中，人类不是一开始就被安装上符号表征这样的语言思维程序，符号表征只是认知发展的高级阶段才出现的；人类也不是空降到一个既定的环境之中，环境的改变对生物体提供了选择压力，同时也参与到生物体的构形及其做出选择的过程，生成了一个使世界得以诞生的历史。环境与生物体不应是一种内在与外在的对立关系，而是一种共同蕴含的关系，它们彼此规定。所以，人类的认知能力不仅仅是一种生物体的演化过程，也是在历史文化环境中发展的。因此，理解人类的认知必须重新对环境进行界定。

二、具身认知理论中的环境

随着计算主义逐步暴露的局限，自20世纪80年代以来，“具身”几乎成为认知科学中所涉及的所有领域中的重要概念。在哲学、神经科学、计算机科学、人工智能、语言学、人类学中，“具身心智”、“具身认知”、“具身的人工智能”等与具身相关的概念受到学者越来越多的关注和重视。具身认知理论与符号表征理论相比，其最大的不同就是强调身体与环境对认知的重要作用。瓦雷拉、汤普森和罗施在其《具身心智：认知科学与人类经验》一书中明确指出，认知不是既定心智对既定世界的表征，而是基于对存在所实施的多样性行为的历史基础之上对世界与心智的生成过程。[2]10因此，具身认知否定视心智为自然之镜的哲学立场，认为环境不是独立的、既定的，而是认知的一个内在因素。

何为认知？具身认知理论认为，认知是高度具身性的、情境化的过程，“认知是从身体与环境的作用中产生的。”从这种观点看，“认知依赖于某种类型的经验。它们来自具有特殊的感觉运动能力的身体，这些能力与形成记忆、情感、语言和生命的方方面面的基质不可分割地相联系。而这种观点与占统治地位的把心灵看作一台只涉及操作能够恰当表征世界的符号规则和程序的机械装置的认知观点大相径庭。”[3]

何为环境？具身认知理论认为认知活动总是发生在复杂的特殊的环境之中，有机体必须学会随机应变地处理问题。环境在认知中的作用体现在如下几个方面：其一，认知主体处在直接影响它们行为的情境中，其行为受到具有动态结构的目标驱使，完全无需表征。其二，认知主体利用感觉器官进行认知，它们有来自周围环境的直接体验，也无需表征。其三，认知是建构的，来自于认知主体与环境相互作用。这种与环境即时的相互作用不应当是离线(offline)，而应当是在线(online)。

因此，就认知与环境的关系而言，具身认知理论认为认知过程并不是对先在世界的镜像呈现，生物体与环境实际上并不是分别被决定的,人和环境并不是认知主体和认知客体的关系。环境并非是一个从外部对生命体施加影响的结构，它实际上是这些生物体的创造。就如同不存在脱离环境的生物体一样，也不存在着脱离生物体的环境，因此，对环境的规定性描述并不能武断地以环境是预先给予的为前提条件。环境并不是一个自治的过程，而是一个物种生物学的反映。事实上，人与环境是互相规定和共同作用的关系，并在耦合模式中达至协调，或者说涌现出全局属性。它们都是共同作用的历史结果。生物体既是演化的主体，又是演化的客体。[4]63—82

具身认知中的动力主义进一步扩展了环境与认知关系的研究，他们认为认知者是嵌入环境之中的，认知是认知者与环境相统一的系统。这种统一性不是由于外在的连接，而是源于动力系统中变量的耦合，因此单纯的心智并不是一个有意义的分析单元。比尔建立的智能体—环境耦合的动力系统模型就是按照这种思路建模的。比尔用函数S表示从环境到智能体的感觉输入函数，函数M表示从智能体到环境的运动输出函数；S(XE)表示智能体的感觉输入，M(XA)表示智能体的运动输出。这样，智能体(用A表示)与环境(用E表示)的耦合关系就可以表示为：

XA= A(XA; S(XE))

XE=E(XE; M(XA))

比尔认为，智能体采取的任何行动都会通过M以某种方式影响其环境，反过来，经S由智能体从其环境接受到的反馈又影响到智能体本身；同样，环境通过S对智能体的影响反过来又通过M反馈回来影响到环境。因此，系统变量之间以连续而且同时地相互作用、相互决定方式共同演化，环境状态的变化必然诱发智能体状态的改变，反过来，被影响的智能体的状态以同样的方式又诱发环境的变化。在这个过程中，不存在独立的表征加工程序。[5]41

具身认知从知觉与运动功能，以及它们与环境的相互作用出发，提出了与符号表征完全不同的一种认知范式。当认知过程被作为即时的情景化过程，环境就必然是“耦合的(coupled)”，或者说是“在线的(online)”。也就是说，在认知的运行过程中，影响认知的知觉输入信息会实时从环境中不断出现，而运动输出信息也会实时地对环境产生影响并最终作用于人们的认知。例如日常生活中的开车、与别人交谈、问题解决等。但这一观点显然忽视了人类认知的另一个标志性特征，即认知也会在与即时环境分离的情况下运行，认知也可以是“去耦的”(decouple)、“离线的”(offline)。例如，人们可以对未来做出某些规划；回忆过去发生的事情；人们甚至可以推断当现实情境不同时，会发生什么情况；或者仅仅根据别人的语言描述，就可以对自己从未经历的事物产生心理表征。因此，对离线时空中的事物产生心理表征也是人类认知的一个重要特征。目前，具身认知进路的支持者们在回答环境的“在线”/“离线”这个认知空缺问题时采用了两个办法：

其一，以现象学考量为论据，强调认知过程动力的在线耦合模式，回避、否认认知的离线表征过程。例如Gallagher就认为，模拟并不是我们在解读他人心智时所使用的一个根本的、预设性程序。如若如此，那么当人们在有意识地模拟他人的心智状态时，人们就应当对模拟程序中不同的步骤有意识，但是当人们与他人交往并试图理解他们时，却并没有经验性证据表明人们有意识地使用了这些模拟程序。[6]353—365当心智读取、心理表征确实存在时，具身认知理论对其采取回避的态度的确不是明智之举，反而让认知主义者开始猛烈地攻击现象学，认为现象学不但是错误的，而且是不相关的。[7]131

其二，从生物演化的角度看，认为“在线”的能力比“离线”的能力更为基础，因此在线模式具有发展的优先性。在认知构架中，在线模式处于第一位，而离线模式处于第二位。[8]83—107发展优先性是在人类进化过程中，在原始人野外生存能力的基础上提出的。这种观点认为，在人类文明发展以前，人类的某项心智能力能否被传承和延续，取决于它是否有助于人们在实时的环境中做出直接的应对，例如采集果实、或者躲避危险的食肉动物。也许在线认知更能够体现人们根本的认知架构，但是即使在线模式在历史发展中是早于离线模式的，这一点也并不具有重要的理论价值。因为在使用在线模式的早期阶段，生物圈的进化是一种趋同进化，人的价值并没有被凸显出来。随着人类离线能力的发展，例如语言、艺术绘画等，生物进化才有了质的不同。[9]80—81

从经验上讲，在心理意象、工作记忆、情节记忆、内隐记忆、推理和问题解决等离线认知活动中，感觉运动资源也会以心理表征的方式参与其中。显然，如果具身认知理论仅仅强调在线认知的重要性，否认或者降低离线认知的理论意义，是无法合理解释认知的发展的。

三、认识进路评价

从上述分析可以发现，符号表征和具身认知中的环境进路似乎体现了不同的形而上学核心：前者将环境视为内部表征计算程序中的输入信息，是环境的表征而不是环境直接影响认知系统；而后者恰恰相反，它认为认知主体与环境是耦合的，不存在完全独立于环境的认知主体，认知主体更加不可能独立于环境来表征环境，环境本身是认知系统的一个变量，它直接参与认知过程的感觉输入和运动输出，始终与认知主体处于连续和同时的变化过程之中。由于它们之间的对立，人们被迫进行二选一。但是一旦人们选择具身认知理论，又会面临如何解释认知的去耦模式(即离线认知与在线认知有什么关系，它们是彼此排斥还是相互转化)这样的困境。这样一来，问题似乎始终围绕着“是否存在对环境的认知表征过程”这一争论。

为什么持具身认知观点的人在认可“符号表征”时如此困难？我们认为是片面理解人类认知的发展过程而导致的对表征的排斥。不可否认，人类和环境是处在彼此展开、彼此包进、彼此依赖的结构中，就像“基因与基因的产物是彼此的环境，就像生物体的外在环境通过心理的或生物化学的同化成为内在的，就像通过生物体与行为使内在状态外在化一样”[10]22。但是，在生物圈种系的演化中，只有人类才具有语言思维的认知水平，而语言就是一套符号表征模式。首先，语言使人类从身体活动表达的时空局限中解放出来。语言表征可以独立于它们表征的对象，既可以表征“在线”事物，也可以表征“离线”事物。通过语言的符号系统，人类甚至可以在丰富的想象中构建虚拟世界，因此人类不再像动物那样只能借助身体与环境的互动来表达他们的内心世界，人类可以通过丰富的想象突破制约身体的时空局限来交流思想。其次，语言使人类有了相对独立的内部世界。人类的想象能力使得人可以编造、虚构他的内在世界，语言使得人类可以表达抽象的含义，因此意象对象能够独立于实际对象。当存在一个相对独立的内心世界时，就必然会产生命题问题的真假问题，产生符号表征的智力认知形式。[5]38

我们认为， 符号主义和具身认知对环境的解读都反映了人类认知发展某个阶段的特征，它们之间的对立更是印证了人类认知发展的复杂性。认知过程中的即时环境既与认知者具有动力耦合模式，同时离时环境会以表征形式参与到当前的认知运行中来，环境是认知耦合模型中的不完全表征。我们可以将其概括为以下三点：其一，认知者和环境是耦合的。它们的相互作用和周期性的循环回路塑造了意义建构的过程，它们是认知的动力耦合模型中不可分割的组成部分。其二，认知者与环境会暂时的“去耦”。因为语言表征的发展，认知者有了相当独立的内部世界，认知者可以通过操作环境的表征来协助认知者完成他的认知活动，而无需完全依赖于实际的环境。例如，人们可以总结过去的经验、教训来指导当下的行为和决定。其三，“去耦”不是一个完全独立的过程，它始终存在于耦合的过程之中，即表征的操纵总是与实际环境相结合。事实上，我们可以看出，在耦合和去耦过程中，它们所指向的环境并不具有同一性，在耦合过程中的环境是当下的、现在的，而在去耦过程中的环境却是过去的、历史的。人会周而复始地将当前耦合状态的环境实体形式转换成在去耦状态中的表征形式，也就是说，认知操作过程中，认知者实际上是与两种形式的环境进行互动，一种是即时的环境，另一种是认知者对过去的环境状况形成的内心表征。

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