具身认知观:认知科学研究的身体主题回归
作者: 陈波 陈巍 丁峻 / 11113次阅读 时间: 2011年2月06日
来源: 《心理研究》2010年第4期 标签: 陈波 陈巍 动力学研究方法 具身认知 立场 认知科学 身体观 主张
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原文发表于《心理研究》2010年第4期

 

具身认知观:认知科学研究的身体主题回归

陈波1, 陈巍2,丁峻1*

(1. 杭州师范大学 心理学系,浙江杭州,310018;

2. 南京师范大学 心理学系,江苏南京,210097)

:具身认知观认为,认知在本质上是具身的,只有将认知活动与对神经系统、身体和环境之间的交互作用所涉及的动力学的、依赖于时间的和关系的正确评价紧密联系起来,才能对认知活动做出正确地理解。具身认知观中所涉及的身体、环境等核心概念有别于通常意义上的身体和环境。在研究方法上,也采用了有别于传统计算机模拟的动力学研究方法。文章首先整合和剖析了具身认知学科内的基本立场及其一般主张,随之阐述了作者对具身认知身体观的理解,另外,辨析了动力学研究方法的适宜性,优点和缺点,最后,对当前具身认知研究现状进行简要小结。

关键词:具身认知;立场;主张;身体观;动力学研究方法

 

1引言

第一代认知科学是20世纪50年代末期所发生的第一次“认知革命”的直接产物。随着研究的逐步深入,表征计算研究范式自身暴露出越来越多的问题。尤其因为存在无法实现承诺的高级人工智能和无法解释认知的起源与发展等问题,使得表征计算主义者们不得不逐步摒弃其核心观点——“‘认知是遵循清晰的形式规则对抽象符号表征的操控(计算),且符号是由物质的任何可操纵的序列来表示的观点’[1]。换言之,认知过程的产生与操作符号的特定规则有关,而与实现这一操作过程的物质载体无关。”

于是,以大脑为隐喻的联结主义范式和崇尚生态效度的生态主义范式开始出现在人们的视野中。但是,这二者也同样因为自身的局限性,不得不走与表征计算范式融合的多元主义路线。即便当前的认知科学表现出了以表征计算主义为主导的多元融合趋向,它们也仍然不能把认知科学研究从困境中解救出来。因为它们的融合没有从根本上解决认知科学所遇到的问题,换言之,这种融合并没有触及到问题最本质、最核心的地方——即对认知主体身体的思考。

在Heidegger,Merleau-Ponty,Dewey和Bartlett[2,3];Gibsons[4];Vygotsky[5];Beer,Brooks,Clark,Kelso,Thelen,Smith和VanGelder[6]等人的呼吁和努力下,一场新的认知学科研究范式转型运动已在悄然进行中,它变革了认知科学研究旧有的视角、立场、方法乃至研究工具。这样,第二代认知科学[7],即具身认知科学(embodiedcognitive science)也就在这样的背景下应运而生。

自20世纪80年代中期以来,西方在心理学、哲学、神经科学、认知人类学、计算机科学、AI等领域中,“具身认知”(embodiedcognition)、“具身心智”(embodiedmind)、“具身化”(embodiment)等概念日益被广大研究者所提及和关注[8]。国内虽然少有学者涉足具身认知科学,但这一领域已开始得到众多研究者的关注。

具身认知科学相比于第一代认知科学而言,其最大的不同之处就是强调认知主体的身体对认知活动的影响。同时,它也更加注重认知主体所处的实时环境对认知活动的影响,并将认知主体所处的环境视为认知系统的一部分。这里所指的身体、实时环境等核心概念有别于我们通常意义上所理解的身体和环境。此外,对于具身认知的理解,也并非通过一个简单的定义就可以完成。我们首先要理解不同立场的具身认知观所包含的不同主张。在研究方法上,与传统认知科学的计算机模拟相比,具身认知科学主要以动力学研究方法为主。作者在参阅大量文献的基础上,尝试对具身认知科学中的这些核心概念、关键问题和主要研究方法,进行了深入地剖析和详尽地诠释。

 

2具身认知观的基本立场及其一般主张

   在传统认知科学与具身认知科学的激烈碰撞中,由于不同学者拥有着不同的学术信仰、持有着不同的学术观点,因而在具身认知科学的研究阵营中,势必就出现了不同的学术立场。但是在这些不同的学术立场中存在着一个广泛的认同和一个共同的倾向——需要重新审视传统认知科学的研究主题和研究方法,并且“变革”是他们所表现出的共同倾向。此外,在这些不同的学术立场中,也存在一些普遍承认的主张,只是在这些主张的理解上还存在分歧。

2.1具身认知的基本立场

为了比较具身认知相比于传统认知科学从根本上变化的程度,Clark[9]根据具身化的(embodiment)和环境嵌入的(environmentalembedding)一些事实将具身认知区分为两种立场,即朴素具身化(simple embodiment)和激进具身化(radicalembodiment)。其中,朴素具身化主要将这些事实视为内部组织和加工理论应用的限制条件。而激进具身化则更进一步,认为这些事实将改变认知科学的主题问题和理论结构。同时,朴素具身化和激进具身化这两种立场之间的区别并非绝对的,它们之间还存在一个中间立场(neutralembodiment)。

2.1.1朴素具身化

朴素具身化立场最早见诸于一些视觉研究中,Ballard[10]在探究主动视觉(animatevision)时认为,视觉加工过程是一个动态变化的过程,相应行为只有在视觉环境足够稳定时才能被按要求执行。因而,快速改变自身与环境耦合状态的主动视觉系统促进了对环境的精细表征。即便这些被表征的信息可能是不需要的,但它们仍然能按要求被快速和越来越多地算出来。Ballard[11]等在研究具身认知的意象性编码时,证实了人的认知活动必须涉及与环境的交互作用,这就意味着人类身体的特定形势就成为界定认知行为许多方面的重要限制条件。另外,他们认为意象性计算(Deicticcomputation)提供了表征外部感觉数据和内部认知进程以及运动行为链接基本特征的机制。作为认知活动的一个主要特征,工作记忆与眼睛运动和手部运动的实时身体特征配置紧密相关。此外,他们还提出了意象性表征(Deicticrepresentation)的概念,它是指身体的朝向运动在把实时环境中的对象和认知过程绑定过程中所使用的内隐参照系统。

虽然朴素具身化的研究开始关注认知主体的身体和环境在认知活动中所起的作用,但还是呈现出严重依赖内部表征、计算转换和抽象的数据结构等特点。那么,在这些种情况下,对身体、环境和行为的关注就仅仅是作为一种获得内部数据结构和操作权限的方法工具。

2.1.2激进具身化

激进具身化的立场认为,认知科学中结构的、符号的、表征的和计算的观点都是错误的。Brooks[12],Beer[13],Kelso[14],Gelder[15,16]和Smith[17]等就认为认知科学研究中是不需要表征的,认知活动必须涉及表征的观点部分是因为研究者无法想象存在着能够展示认知活动过程的非表征系统。事实上,动力学研究方法就可以完全避开表征为认知活动建模提供强有力的理论构架。Gelder[16]还认为具身认知假设由本质性假设(naturehypothesis)和知识性假设(knowledgehypothesis)这两个部分组成。本质性假设认为认知主体自身也是一个动力学系统;知识性假设则认为必须采用动力学的方法来研究认知。因而,我们只能通过非计算和非表征的方法,以及解释性的图式(explanatoryschemes),并利用动力系统理论(Dynamical SystemsTheory,DST)这样的工具才能更好地去研究认知活动[18]

但这些激进的具身观毕竟只是少数人的观点[9,18,19],而且朴素具身化和激进具身化争论的焦点主要是在远未得到解决的表征的有用性问题上[20]。事实上,关于表征的有用性的问题也是从传统认知科学转向具身认知科学过程中所形成的一个极为核心的问题。

2.1.3中立具身化

Bechtel[21],Clark和Keijzer[20]等就反对激进具身化主张彻底抛弃“表征”的观点。他们反驳的观点主要集中在两点上:(1)表征批判者狭隘地将表征视为完整的环境模式,而认知科学对表征的使用并不局限于这种特定类型的表征;(2)对表征的批判主要是在涉及感觉——运动协调这类运动能力较低水平的认知加工中,在这些涉及较低水平的认知加工的特定情况下,我们也许可以放弃使用表征。但是,当涉及思维、语言和记忆等实时的、较高水平的认知加工时,表征则是认知活动的基础。

因而,Clark[9],Markman和Dietrich[22]认为,在依然严重依赖表征的朴素具身化和全盘否定表征的激进具身化之间,还有可能存在一个中间立场。Keijzer[6]则进一步认为,知觉——行为成分处理“在线的”(on-line)和认知具身的方面,而基于表征的认知系统则处理着需要表征加工的离线的(off-line)方面。值得强调的是,此处的“表征”与传统认知科学中的表征在内容(意向性的(deictic)和行为导向的(action-oriented))和内部载体的本质属性(使用临时广泛的加工和复杂的动力学的规则作为内部象征)上是不同的。

总之,朴素具身化和激进具身化之间的争论依旧没有停止,但作者更倾向于一种中间立场。换言之,作者赞成认知活动需要表征参与的观点,但不认为对身体、世界和行为的关注仅仅是为了形成特定的表征。有时候,人的认知活动确实没有表征的参与,而是以最经济的策略保持耦合(coupling)主体和世界适应有效的平衡。比如,大多数司机在开车转换方向时将身体程序化地与所转换的方向保持一致,尤其是新手,这种程序化地调整更多是在无意识情况下完成的。作者也不赞成激进具身化极端否定表征的做法,从新近关于具身认知的一些研究来看,人们发现了更多表征参与的认知证据,并开始强调表征对认知活动的影响。Carruthers[23](2008)通过对偏瘫失认(anosognosiaforhemiplegia)的研究就有力地证明了离线的和在线的身体表征的存在。Goldman和Vignemont[24]就认为不同身体形式和身体编码的表征对认知活动有重要影响。因而,笔者以为取中间立场可能更为合适。

2.2具身认知的一般主张

随着具身认知受关注的程度日渐升高,广大研究者在“对心智的研究必须将其放入客观身体与环境交互作用的背景中去”这一问题上已经达成共识,具身方法也得到了越来越广泛的支持。但是,具身认知不同立场间的不同主张以及这些主张引发争论的受关注程度都存在极大的差异。

因而,Wilson[25]认为,如果我们想保持对“具身认知”术语的有意义的使用,就需要理清这些主张和重新审视这些主张的价值。她对具身认知研究中比较具有代表性的六个主张进行了再评价:

认知是情境的(Cognition issituated)。Willson认为我们的认知活动并非都是情境性认知,也存在诸如计划,记忆和白日梦等离线认知活动。人类认知活动的一个重要标志就是它能在任何与当前环境交互作用的去耦(decouple)。另外,她在Barsalou[26],Brooks和Waal[27]等研究的基础上认为,情境性认知的中心是基于人类野外生存需要的主张是没有很强说服力的,夸大情境性认知最终将会阻碍我们去弄清认知真正情境性的方面。

认知是具有时间压力的(Cognition istime-pressured)。当情境要求认知主体快速、连续地做出反应时,认知主体就不能形成关于环境的完整心理模型以获得行动的计划,这种诱发现象就被称之为“表征瓶颈(representationbottleneck)”。而Wilson认为并非所有的认知活动都内在地涉及时间压力,且时间压力中的情境本来就是任务的一部分。不过,我们可以通过对时间压力下认知活动的研究,来发现情境性认知的更复杂形式。

我们把认知工作内置于环境中(We off-load cognitive work onto theenvironment)。Wilson强调,人类的信息加工能力有限,因而在实际的认知活动中我们可以利用环境以减少认知负载,即我们能把认知工作以符号性内置(symbolicoff-loading)表征的方式置于环境中,仅仅在需要知道(need-to-know)的时候才提取这些信息[10,11,28]。尤其是当认知活动的目的不再直接指向活动的情境时,它也无需直接指向空间问题。物理符号,甚至是它们自身的空间关系,都能被用来表征思维抽象的和非空间的领域。

环境是认知系统的一部分(The environment is part of the cognitivesystem)。Wilson认为,分布于情境中的因果控制的事实不能充分证明“我们必须研究分布的系统[13,29]”这一主张是正确的。科学的最终目的不是解释特定事件的因果关系,而是要理解组织和功能的基本原理。其次,系统边界的界定在某种程度上取决于研究者分析的特定目的,具有较强的主观性。再次,分布式认知丧失了其激进的标志。这种主张并不要求我们对认知领域的研究进行改革,只是简单增加了需要研究的现象。最后,从长远角度看,这种分布式的方法能否深刻揭示认知活动本质还不得而知。

认知是指导行为的(Cognition is foraction)。一般认为,认知机制和行为是以一种非常直接的方式联结起来的,即个体关于特定行为模式的知觉,概念和记忆。而这种观点正是Wilson所要批评的。研究表明,认知通过一种更间接、更灵活和更复杂的策略来促进行为。在这种策略中,认知主体在不确定关于外部世界本质的信息在何时会被用到时,会将其全部保存起来以备将来之用。我们的心理概念通常就保留了关于对象属性的丰富信息,我们可以将这些信息用于不同的用途,甚至可以完全不同于我们最初加工它们的目的。

离线认知是基于身体的(Off-line cognition isbody-based)。即便从环境中去耦,心智的活动仍然基于个体与环境交互作用过程中通过进化所产生的感觉加工和运动控制机制。Wilson认为这一主张是非常重要的,也是最能被证明的,但未得到研究者足够的关注。她还认为,在对离线认知活动中感觉和运动资源以何种方式起作用这一问题的研究上,会有更多的研究领域将更深入地探讨离线认知是以何种方式实现具身的[7,30,31,32]。最后,她强调,我们不应将这一主张视为一种理论进步,而应将其视为是认知一般性和基础性的原理。

 Wilson强调,我们应当根据已提出的特定主张的实质去理解它们,而不是将具身认知视为一个单一的主张。而且,这样做也便于我们将具身认知的在线方面和离线方面区别开来。她对这六个主张的再评价得到了Ziemke[8],Anderson[33]等人的肯定。Anderson甚至重新解释了Wilson所评价的六点主张。值得提出的是,在解释“我们把认知工作内置于环境中”这一主张时,Anderson认为有机体利用环境来简化认知任务的方法可以分为两大类:(1)有机体通过稳定的环境特征来简化认知任务;(2)有机体改变环境以简化认知任务。他还认为“离线认知基于身体”的主张也可以分为两个不同但相关的部分:(1)知觉、认知以及它们组成成分(比如表征和概念)的本质和结构,同思维过程,逻辑规则,喜好一样,都依赖于身体的本质、结构和行为;(2)甚至是离线认知,即便思维在时间上不同步,身体与环境间没有发生交互作用,也还是基于身体的。

另外,Anderson在Wilson的基础上也将这些年间出现的关于具身认知的一些描述性主张概括为以下六点:(1)像人类其它的适应性活动一样,认知的进化史可以帮助我们更好的理解它的功能;(2)认知进化是因为它是适应性的,即通过更有效地应付环境,进而从根本上提高生存和繁殖成功的可能性;(3)认知在具体的环境中进化,它能利用环境中的实体结构和持续特征来应付生存的挑战;(4)认知在具备特定身体属性的有机体和天生具有某种结构特征的身体中得到进化,因而,认知活动可以充分利用这些身体结构特征来实现认知目标并使自身在这一过程中得到塑造;(5)认知在具有一组先验行为可能性、本能、习惯、需要、目标和喜好的有机体中进化。(6)已经进化好的以及正在进化中的身体器官和身体的其它器官一起,通过联合进化去解决身体机能所遇到的问题。

此外,Anderson整合了Wilson和Ziemke二人的观点,并以此为基础,在具身认知、情境性认知和还原生物学的区别上也提出了四点主张:(1)具身化是结构的耦合(Embodimentas structural coupling);(2)历史的具身化(Historicalembodiment)。它主要强调认知主体认知加工的特征不仅仅是在种系进化的历史中形成的,而且很大程度也是由于与环境连续的、重复的交互作用塑造成的;(3)身体的,类有机体的和有机体的具身化(Physical,organismoid, and organismicembodiment)。这三个方面表现的是身体示例限制性程度逐渐增加的三个水平。(4)社会的具身化(socialembodiment)。这一主张主要强调有机体除与客观环境相耦合外,还与社会环境相耦合。

 总之,对具身认知观的基本立场及其一般主张的梳理和整合是十分重要的,它也是我们正确理解具身认知观的前提条件。在讨论完具身认知的基本立场及其一般主张后,我们将继续探讨影响我们正确理解具身认知的另一关键论题——身体观。

 

3具身认知的身体观

如何看待认知主体的身体在认知过程中所扮演的角色,是区别第一代认知科学和第二代认知科学最核心、最根本的标准。因而,身体观在具身认知中的地位可见一斑。在前文中,我们也曾提到,具身认知观中的身体并非完全是传统解剖学意义上的身体,那么具身认知观中的身体又是怎样的呢?它又是怎样影响认知活动的呢?Brooks和Dourish[34]甚至认为,他们同其它具身认知研究者一样,在身体观问题的解释上都存在着局限性[1]

首先,笔者以为,针对上述两个问题,我们可以先从“身体是怎样影响认知活动的”这个问题入手。因为我们只有清楚地知道了身体在认知活动中所扮演的角色,才能更好地回答“具身认知观中的身体是怎样的?”这样一个递进性的问题。在解释的过程中,我们可能需要在身体观的视角下来理解前文中列出的部分主张。

那么,身体究竟是怎样影响认知活动的呢?我们先回顾一下Anderson[33]所提出的六点主张。其中,第四点提到“认知在具备特定身体属性的有机体和天生具有某种结构特征的身体中得到进化……”换言之,身体特征和认知属性并非一成不变的,它们之间甚至存在着联合进化。例如,手由于生理局限性不能直接去取正在火堆上烧烤着的食物,但手可以借助一些辅助工具来达到目的。手在使用工具的过程中会变得越发灵活,人类也会在这一过程中不断创造出新的方法和工具。同时,一些能较好应用于认知活动的身体特征会被保留下来,相应地,能够适用于特定身体器官的认知属性也会被保留下来。第六点主张则更直接地阐明了身体(器官)与认知之间的关系,“已经进化好的以及正在进化中的身体器官和身体的其它器官一起,通过联合进化去解决身体机能所遇到的问题。我们不必惊讶于认知器官由有限变异的功能单位组成;不必惊讶于认知器官在结构的稍高水平层次上涉及重复的和丰富的功能结构;不必惊讶于结构的最高水平证明了高度的专门化……不必惊讶于认知器官不需要广泛的中枢控制(但这不排除特定情况下的中枢控制)。”同时,Wilson也极为重视“离线认知基于身体”的主张,感觉运动资源的作用是模拟客观世界的某些方面,以作为表征信息和推理的手段。这种对外部情境的感觉运动模仿广泛地影响着人类的认知活动。

另外,具身认知研究中经常会提及Gibson的“行为给予性(Affordances)”这一概念,它是生态心理学范式组织结构的核心[9,35]。行为给予性是客观环境提供给主体去利用、干预和活动的可能性,它取决于主体的身体结构,能力和技能与环境自身所提供的行为相关属性的匹配程度。

Gallagher[36]对身体觉知怎样影响我们的经验和身体怎样通过建构特定的机制塑造经验等问题进行了详细地论证。他认为,要正确理解身体在认知活动中的作用,还需要准确区分身体图式(bodyschema)和身体意象(bodyimage)。身体图式是一种感觉——运动能力系统,在意识水平以下发挥作用,并在运动控制中扮演重要角色,也即是说身体图式能无意识地对身体运动进行协调和控制。而身体意象是指一种身体知觉的伪像,因而在个体的意识经验中扮演重要的角色。他通过一个实证研究对二者进行了双分离。在试验中,患有单侧忽视(lateralneglect)的病人在洗漱、梳理甚至穿衣服的过程中,通常只在身体的一侧进行上述活动而忽视身体的另一侧。但是,患者走路,打结等双手任务却没有受到影响。这表明患者的身体意象被破坏,但身体图式仍然是完好的。

如果说我们所做的回顾是零碎的,还不能十分清晰地阐明身体是怎样影响认知活动的,那么,Goldman和Vignemont[24]最近在这个问题上的阐述可谓系统、全面。他们认为身体对认知活动的影响可以概括为以下四个方面:(1)身体解剖学的解释。身体的不同部分借助于不同的解剖学结构在认知活动中扮演着重要的因果角色。试想我们将蝙蝠的回声系统取代人的眼睛,那么人类将完全以一种不同的方式来知觉这个世界;(2)身体活动的解释。身体特征相关的活动(比如手势)在认知活动中扮演着重要的因果角色。虽然,Goldman和 Vignemont认为这一解释在说服力上略显尴尬,但Chandler和Schwarz[37]最近的研究则证明,包含敌意的中指和表示赞赏的拇指在被试阅读一个对他人的模糊描述时运动,会影响被试对这个人的印象。Blaesi和Wilson[38]也通过类似研究证实了认知主体的身体动作影响着其自身的知觉和判断。(3)身体内容的解释。具有身体内容的心理表征(bodilyrepresentation)在认知活动中扮演重要的因果角色。这里对身体内容的心理表征的划分主要是依据表征编码所使用的身体形式(bodilyformat)。因而,他们认为第三种解释不过是第四种解释的一种过渡性的观点;(4)身体形式的解释。不同身体形式或身体编码的心理表征在认知活动中扮演重要的因果角色。虽然对身体形式划分的特异性标准还存在争议,但他们认为第四种解释尤其在解释身体如何影响社会性认知活动时是最具潜力的。

   这样,我们就完成了对身体怎样影响认知活动这一问题的回答。在此基础上,我们再来澄清“具身认知观中的身体是怎样的”问题。

具身认知观中的身体并非完全是解剖学意义上的身体,但这还是说具身认知观中的身体包含解剖学意义上的的身体。然而Goldman和Vignemont[24]却对这一解剖学意义上的身体做出了独到的解释。二人认为,具身认知研究者为了突出身体在解释认知活动中的重要性,他们所强调的身体是除大脑以外的身体部分。因为大脑本身就是心理活动发生的场所,而将大脑视为身体的一部分会削弱“身体对心理活动是至关重要的”的主张。在笔者看来,两人强调身体在认知活动中的重要性的初衷是可以理解的,但是将大脑从完整的身体中孤立开来是不可接受的,他们的这一做法有画蛇添足之嫌。作为具身认知重要证据的镜像神经元(mirrorneurons)的发现(关于镜像神经元,作者在下文中将有其陈述),就足以说明我们不能将大脑从完整的身体中分离出去。此外,Gelder[16]和Beer[13,29]认为,在情境行为的动力学方法研究中,认知主体的神经系统,身体,环境都被视作是耦合的动力学系统。

所以,综合本节中的论述,以及前文中的相关内容,我们可以认为,具身认知观中的身体,除了我们通常所指的解剖学意义上的身体外,它还指一种经过“历史进化”(evolved)了的身体,处于特定情境中的“情境性”(situated)的身体,“社会化的”(socialized)了的身体,以及形成了身体图式(bodyschema)的身体。

 

4身认知研究的动力学方法

具身认知的浪潮席卷了整个认知科学领域,它给传统认知科学带来的冲击是不言而喻的。在研究方法上,第一代认知科学表征计算的方法很显然已经不合时宜,这就要求我们要为具身认知的研究寻找新的方法和工具。

具身认知的观点认为,认知在本质上是具身的,它强调认知活动与感觉运动层面,以及它们所嵌入的(Embeded)结构化的环境之间的紧密联系。这实际上就是变向强调,我们只有将认知活动与对神经系统、身体和环境之间的交互作用所涉及的动力学的、依赖于时间的和关系的正确评价紧密联系起来,才能对认知活动作出正确的理解。那么,在这种视角下,认知主体自身就是一个动力学系统,更确切地说,认知机能必须被理解为一个动力学加工过程,对于这些过程而言,动力学(dynamics)研究方法所提供的工具则能够用来很好的理解它们[13,16,29]

那么,为什么传统的表征计算范式不能很好地解释认知活动,而动力学方法却可以,又为什么不是其它的方法呢?这个看似简单且多余的问题在笔者所参阅的诸多文献中却极少涉及。事实上,这是一个很重要的问题。

首先,这是因为,具身认知科学认为认知系统内部的行为和系统本身的加工过程是非稳态的(nonstationary),这一点与传统认知科学是截然相反的。在客观世界的活动中,个体的认知系统不仅可以在不同的背景中做出不同的反应,而且它也能象自身活动的结果一样发生着变化。认知活动是一个处于特定时间的唯一的事件,并且处于一个不断变化的情境中,它本身就是非稳态系统内部动力学的产物。但是,认知系统的这种不稳定性在传统认知科学中经常被忽视,概念,不变的符号或者我们所主张的表征,都是当代认知发展研究中核心的理论结构,都被视为解释人类认知稳定性的基本要素[17]。很显然,传统认知科学的研究方法将不变的概念、符号和表征从认知活动实时的和自然变化的过程中以及动力系统的范畴中割裂开来做法,是难以满足具身认知研究要求的。

其次,在文章的第二部分中,我们提到,一些研究表明在涉及运动能力较低水平的认知加工中可以放弃使用表征。Kelso[14]就以令人信服的研究结论证明,在左右手食指运动协调的过程中并不涉及稳定、持续的表征。这也就是说,传统认知科学表征计算的方法在涉及低水平的认知活动中可能无用武之地。当然,我们这里只是强调这种可能性,而没有武断地否决低水平认知加工对表征的使用。

另外,具身认知之所以采用动力学研究方法,是因为动力学研究方法本身的适宜性。在这里,笔者将先介绍具身化(embodiment)这一概念。我们广义上的具身化通常是指结构性耦合(structuralcoupling),这一术语最早是由Maturana和Varela引入到认知科学中来的,他们在研究中将认知科学视为一个生物学现象(Lindblom[2])。这一研究使Quick[39],DautenhAhn,Ogden和Quick[40]等在尝试精确定义具身化时深受启发。为了弥补前人对具身化定义的不足,他们试图估量认知主体与其所处环境之间的关系,以达到从定量的角度来定义具身化的目的。他们给出了具身化最粗略的定义:如果系统S和环境E之间存在相互影响的信道,系统S就被嵌入到环境E中。系统S在S和E所存在的每一个时刻T,都被嵌入到环境E中,环境E的可能状态中与系统S有关的子集具有扰乱系统S状态的能力,系统S的可能状态中与环境E有关的子集具有扰乱环境E状态的能力。实际上,Quick等对具身化粗略的定义,也就是我们所要讨论的狭义的具身认知DST。

此外,Gelder[16]和Beer[29]认为,泛泛而言,动力学系统是一个能清晰描述系统随时间变化的数学工具。而严格地讲,动力系统由一个有序时间系列T、状态空间S和演化操作数Øt(Øt可用关系式表述为:S→S转为一个初始状态X0∈S在时间T0∈T→→状态Xt∈S在时间t∈T)三个要素组成。其中,状态空间S可以是用数值或者是用符号标识的,可以是连续的,也可以是离散(discrete)的,亦或是二者兼有之。描述系统状态所需变量的数量决定了系统是维度有限(finite-dimensional)还是无限维度的(infinite-dimensional)。演化操作数Øt可以是直接地给出,也可以是间接地定义。它可能是确定的(deterministic),也可能是随机的(stochastic)。DST所提供的这些丰富的工具就使得动力系统的实时行为可视化和可分析。为此,Beer[13,29]还列举了五个动力学建模(dynamicalmodelling),旨在说明动力学方法工具是如何描述系统演变行为的。

值得注意的是,虽然动力学建模和DST是动力学方法的两个方面,且二者没有清晰的界线,但是,对二者的区分却是很重要的[16]。动力学建模是应用数学(appliedmathematics)的一个分支,它主要是通过提供抽象的动力学模型(dynamicalmodels)来帮助我们理解自然现象,当然这也包括我们所要研究的人类认知活动现象。而后者则是抽象数学(puremathematics)的一个分支,更严格地讲,DST在本质上是几何学的概念,它通过非线性微分方程系统(systemsof non-linear differentialequations)来描述系统演变的行为。动力学家们试图通过借助状态空间(statespace)、吸引子(attractors)、轨迹(trajectory)、稳定性(stability)、耦合(coupling)、初始状态敏感性(sensitivityto initialconditions)等概念来理解认知系统的过程和行为。盛晓明[41]、李其维[42]等认为,我们还需要采用耦合性相互作用的非线形微分方程系统来描述认知系统中持续地相互影响、决定、塑造和动态演化着的变量,并且可以通非线形微分方程系统来“表达处在状态空间的认知主体的认知轨迹,特别是通过在一定环境下和一定的内部压力下的认知主体的思想轨迹来详尽考察认知。”

由于具身认知观自身的特点,以及动力学研究方法的适宜性,使得动力学研究方法成为具身认知研究的主要工具。动力学研究方法相比于认知科学的其它研究方法而言,其有两大优点:第一,动力学研究方法关注认知过程连续地演化,因而可以很好的解释认知的可塑性;第二,这种持续的进程使得动力学研究方法可以更好地解释认知加工过程的细节,因而,我们可以通过动力方法来较好地解释认知的个体差异。这是指相对于传统认知科学主要把注意力集中在个体间行为的共性上而言,动力学研究方法可能更关注个体间的差异[22]

动力学研究方法目前已成为具身认知研究的主流方法,这种方法主要利用了当前数学研究的可能性。但问题是,对于认知系统这样的多层级开放式系统(wildsystems),当前的数学研究是无能为力的[43]。换言之,动力学研究方法在认知研究中的一般适用性是值得质疑的。这主要表现在以下五方面:第一,动力学研究方法自身的复杂性,尤其是其对数学和计算机基础要求的较高门坎,使得它无法像表征计算的方法那样广为研究者们所理解和接受。因而,动力学研究方法自身的复杂性俨然已经成为其迅速普及开来的绊脚石。第二,认知系统由改变自身特有时间量程的随机输入所驱动。这样,DST中的吸引子,分岔等基本概念在认知系统的研究中就没有任何作用;第三,认知系统是非稳态的。但这里的非稳态与动力学方法中的非稳态不同,它应该被理解为动力学规律自身非参数性变化的结果。第四,认知系统是高维度的,它的许多变量都是根据不同子系统的不同规律演化的。而当前对高维度系统的研究只能像协同系统(synergeticsystems)和平均场方法(mean-fieldapproaches)那样去关注特定类型的整体参数。第五,作者以为,动力学研究方法容易使我们背离最初的研究意图。我们起初是想通过动力学研究方法来探索人类的认知活动现象,但是,动力学研究方法却更多地要求我们关注如何合理建模,这存在本末倒置之嫌了。

 

5结语

从具身认知第一次被明确地提出,直至今日的这十多年里,有关具身认知的研究已经越来越广泛地渗透到认知科学的各个领域当中。并且,也逐渐有来自各领域的研究成果证明具身认知观的正确性。这其中最引人瞩目的当属认知神经科学领域和认知语言学领域的镜像神经元(Mirrorneurons)研究[2,33,42,44,45,46]。镜像神经元[47,48]最初是指一类由主动执行或者被动观察与物件相关的动作所启动的视觉运动神经元。简言之,就是个体在执行某一动作时所启动的运动神经元,与个体观察其他个体执行相同或类似动作时所启动的神经元的交集不是空集。后续研究认为,镜像神经元广泛地存在于人脑中,它们能像镜子一样映射其他个体的活动。因而其对个体的动作模彷学习[49]移情[50],语言和理解他人意图[51]等社会性认知活的展开具有极为重要的意义。而且就在2009年8月,英国伦敦大学Kilner,Neal,Weiskopf等[52]宣称找到了人脑IFG区镜像神经元及其环路存在的确凿证据。镜像神经元在人脑的存在,无疑为人的身体在认知活动中所起的重要作用提供了强有力的佐证。

然而,对具身认知质疑的声音也随之出现,不绝于耳,这主要表现在:(1)具身认知缺乏有说服力的实证研究的支持。通常,支持具身认知假设的数据主要有四种类型,a)在知觉和概念加工中,运动系统被启动的直接证据;b)运动系统的启动扩散到知觉和概念加工水平的行为证据;c)由阅读理解所诱发的感觉和运动系统的启动的证据;d)在运动系统受损的被试的语词决策试验中,被试对名词的决策成绩好于动词。但是,Mahon和Caramazza[53]研究认为,这四种证据同样可以采用认知的非具身的观点加以解释。(2)具身认知科学学科内一些重要的概念含糊不清。比如具身化(Embodiment),虽然Dautenhahn,Ogden和Quick[40]等人给出了具身化的粗略定义,但他们同时进一步指出,不可能存在有对具身化本质的明确解释,也不可能在认知科学学科内给出具身化的统一定义[2]。(3)对具身认知研究方法的质疑,这在上文中也有详细地论述,所以我们此处不再复述。

因而,处于“青少年”期[54]的具身认知科学还不够成熟,不够稳定,有太多不确定的因素。作者以为,不论是第一代认知科学的表征计算范式,还是我们现在所推崇的具身认知观的动力学研究范式,不过是我们在探寻心理学研究范式中的一小步。故而我们在审视现在的第二代认知科学仍然需要持有批判的眼光。

 

 

 

参考文献

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The Viewpointsof Embodied Cognition: The Bodily Regression of CognitiveScience

CHEN Bo1, CHEN Wei2, DINGJun1

1.PsychologyDepartment,Hangzhou Normal University, ZhangjiangHangzhou 310018;

2.Psychology Department, NanjingNormal University, Jiangsu Nanjin210097

Abstract:The viewpoints of embodied cognitionadvocate that the cognition which is essentially embodied thereforecan be exactly understood when they closely connected with anaccurate evaluation of the central role played by the dynamical,time-dependent, relations involved in the interactions among neuralsystem, body and environment. Some core concepts, such as body,environment and et al, are generally different. In researchmethods, the embodied cognition adopts dynamic methods instead oftraditional representation–computation methods. This paper firstlyintegrate and analyze the standpoints and claims, and also list theauthors’ opinion about the body, within the embodied cognition, inaddition, discriminate the appropriateness, advantages anddisadvantages of dynamic research methods, and concisely generalizethe research status of embodied cognition for the last.

Key words:embodied cognition; standpoints;claims; dynamics methods

 

 



基金项目:教育部教育科学规划项目(FBB011469),2008年浙江省社会科学学术著作出版资金资助项目(08CBB41)

通讯作者:丁峻, 杭州师范大学心理学系教授,Email:junding_psy@yahoo.cn。

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