CRUM:计算主义背景下的认知科学

以下内容多为对《心智:认知科学导论》梳理,作者萨迦德为认知科学领军人物,见证着认知科学的短暂历史。这本书就是萨迦德对第一代认知科学的全景式总结与反思。

1.认知科学是什么?

1.1认知科学的内容

很多人会说,那不就是认知心理学嘛。其实不是,心理学只是认知科学下的6个学科之一。广义来说,认知科学除了心理学之外,还包括哲学,人工智能,神经科学,语言学和人类学。可以说,认知科学就是上述领域的汇合。

(Thagard, Paul, Cognitive Science, The Stanford Encyclopedia of Philosophy 

(Fall 2008 Edition), Edward N. Zalta (ed.).)

1.2认知科学的纲领

但狭义上看,他就是一种理论假设,假设的核心就是心智的计算理论”(computational theory of mind,CTM),即思维能够被恰当理解为头脑中的表征结构和在这些结构上运行的计算过程。简单说,就是把大脑比作计算机,把思考比作算法,把思维比作计算。而萨迦德把这个核心称作“对心智的计算-表征理解。

认知科学的中心假设是:对思维最恰当的理解,是将其视为心智中的表征结构以及在这些结构上进行操作的计算程序。尽管在有关构成思维的表征和计算其实质是什么这一问题上存在争议,但这一中心假说本身足以涵盖目前的认知科学对思维的理解,包括联结主义理论。为简略起见,我将基于这一中心假说对心智的理解方式称为CRUM(Computational-Representational Understanding of Mind),即对心智的计算-表征理解。

2.CRUM视角下的认知科学

借助CRUM,我们可以很好的对心智、大脑和计算机做出下列类比,而这些类比为我们理解心智提供了强有力的方式。

程序:数据结构+算法=运行程序

大脑(联结主义观点):神经元及其联结+神经元激活和激活扩散

心智:心理表征+计算程序=思维

就如上面所说,我们可以把对心理表征和计算程序的处理看作认知科学的统一视角,但这还不能衡量,其中存在几个大问题,其中包括这些心理表征包括什么呢?我们应该怎样去评价这些心理表征呢?而它的计算程序又是怎样的呢?

2.1 心理表征的六进路

目前,我们有六种主要方式去理解认知行为和构建心智程序,逻辑、规则、概念、表像、类比和联结。

2.2心理表征的评价方式

这是我最佩服作者的地方,不管认知科学怎样变化,这个结构也足以时间不朽。

评价具有五个标准,这五项标准是表征力、计算力、心理学似然性、神经学似然性和实践的可应用性。

具体内容如下表:

2.3解释心智路径的基点

心智程序如何运作,试看其解释程序。

对上述六进路的具体解释图式如下。

3.对CRUM的挑战

众所周知,上述关于计算主义核心假设CRUM的提法现在来看,有些过时。毕竟第二代认知科学具身认知早已深入人心。

总体来说,CRUM面临8大挑战

1) 大脑的挑战—CRUM忽视了有关大脑是如何思维的关键事实。

2) 情感的挑战—CRUM忽略了人类思维中情感的作用。

3) 意识的挑战—CRUM忽略了人类思维中意识的重要作用。

4) 身体的挑战—CRUM忽略了身体对人类思维和行动重要作用。

5) 世界的挑战—CRUM忽略了外部物质环境对人类思维的重要作用。

6) 动力系统的挑战—心智是一个非线性动力系统而非计算系统。

7) 社会的挑战—CRUM忽视了人类思维固有的社会性。

8) 数学挑战—数学结果表明,人的思维不能在标准意义上进行计算,因此大脑必须以不同的方式运作,或许作为量子计算机。

但就目前来看,对于前六项挑战越来越多地通过解释情绪,意识,行为和神经机制方面的实例来解决。互动代理的计算模型的发展正在满足社会挑战。

4. 认知科学当前发展趋势

认知神经科学对于所有心理学分支而言都变得越来越核心。

基于贝叶斯概率理论的统计模型变的日益显要。

对具身性的越来越多强调。

对认知社会维度的更多理解。

其实,在书的最后,萨迦德提出了“生物学-社会学性的对心智的计算-表征理解”的CRUMBS来作为CRUM的拓展,以整合多学科进展。

但认知科学还会步向何方,还需要我们一起期待。


推荐资料:

斯坦福大学哲学百科全书认知科学词条

https://stanford.library.sydney.edu.au/entries/cognitive-science/

 萨伽德,朱菁,陈梦雅. 心智:认知科学导论[M]. 

 R.M.哈尼什. 心智大脑与计算机:认知科学创立史导论[M]. 浙江大学出版社, 2010.

刘晓力. 重审心智的计算主义 [J]. 科学文化评论, 2012, 9(5):116-120.

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