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認知科學(xué)的動(dòng)力學(xué)范式
1．第3種競爭范式的提出
自80年代聯(lián)結主義范式興起以后，符號主義和聯(lián)結主義成為認知的兩大基本范式，由于兩大范式建立在功能主義假設和聯(lián)結主義假設之上，受到1系列質(zhì)疑。隨著(zhù)最近10年1些有關(guān)動(dòng)力系統的問(wèn)世，1種新的關(guān)于認知科學(xué)的基礎理論似乎在逐步形成，例如，格羅布斯（Globus 1992），羅伯特森（Robertson 1993），西倫（len）和斯密斯（Smith 1994）的文章和著(zhù)作希望1種對認知更好的動(dòng)態(tài)的理解進(jìn)路。特別是馮•蓋爾德（van Gelder）和波特（R.Port）(1995)年出版了1本關(guān)于認知科學(xué)的動(dòng)力理論的書(shū)：提出認知科學(xué)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)路（It’s about time:An overview of the dynamical approach to cognition,Mind as motion:Explorations in the dynamics of cognition, Cambridge, MA, MIT），被作為認知科學(xué)第3種競爭范式的宣言。此書(shū)引起了較大凡響,如華盛頓大學(xué)伊萊斯密斯（C.Eliasmith）1996年發(fā)表了《第3種競爭范式：對認知的動(dòng)力理論的批判性考察》，其后也有其他人的熱烈討論。
馮•蓋爾德針對80年代以后符號主義、聯(lián)結主義范式所產(chǎn)生的困難，提出他的動(dòng)力學(xué)假說(shuō)（Dynamicist Hypothesis）。對于認知科學(xué)中的時(shí)間、構架、計算和表征等概念都提出了不同的解釋。馮•蓋爾德把紐厄爾（Newell）西蒙（Simon）的計算主義假說(shuō)或說(shuō)物理符號系統假說(shuō)：
“的認知系統在物理符號系統的意義上是智能的�！�
相關(guān)的，期望用動(dòng)態(tài)眼光理解認知的還有丘奇蘭德（Churchland）和謝諾沃斯基（Sejnowski），他們（1992）把所擁護的聯(lián)結主義假說(shuō)表述為“突現性是以系統的某種方式依賴(lài)于低層現象的高層結果”。他們承諾“通過(guò)構架的低層神經(jīng)的作用能達到復雜的認知效果”
“直覺(jué)過(guò)程是1種亞概念的（subconceptual）聯(lián)結主義動(dòng)力系統，它不接受完全的、形式化的、精確的概念層次的描述”。
“用亞概念網(wǎng)絡(luò )把自然認知系統看作是動(dòng)力神經(jīng)系統是最好的理解�！�
有1種假設認為，人意向性意識涌現于集群系統動(dòng)力學(xué)，并由環(huán)境激發(fā)。
動(dòng)力系統類(lèi)包括任何隨時(shí)間變化的系統，廣泛用于對自然界的描述。動(dòng)力論者期望勾畫(huà)1類(lèi)特殊的能恰當描述認知的動(dòng)力系統。于是1995年馮•蓋爾德給出他的動(dòng)力學(xué)假說(shuō)（Dynamicist Hypothesis）：
“自然的認知系統是某種動(dòng)力系統，而且從動(dòng)力學(xué)眼光理解認知系統是最好的理解�！�
動(dòng)力學(xué)假說(shuō)是以數學(xué)的動(dòng)力系統理論為基礎描述認知的，用數學(xué)中的狀態(tài)空間（state space）、吸引子（attractor）、軌跡（trajectory）、確定性混沌（deterministic chaos）等概念來(lái)解釋與環(huán)境相互作用的認知主體（智能體）的內在認知過(guò)程。用微分方程組來(lái)表達處在狀態(tài)空間的認知主體（智能體）的認知軌跡。換句話(huà)說(shuō)，認知是作為認知主體所有可能的思想和行為構成的多維空間被描述的，特別是通過(guò)在1定環(huán)境下和1定的內部壓力下的認知主體的思想軌跡來(lái)詳盡考察認知的。認知主體（智能體）的思想和行為都受微分方程的支配。系統中的變量是不斷進(jìn)化的，系統服從于非線(xiàn)性微分方程，1般來(lái)講是復雜的，是確定的。
2．認知科學(xué)的幾個(gè)動(dòng)力系統模型
這些模型雖然不僅僅是動(dòng)力學(xué)假設的實(shí)例，但被動(dòng)力論的倡導者看作他們的范式的擔當者。
1．循環(huán)原動(dòng)力行為模型（Cyclical Motor Behavior Model）
羅伯特森（1990）曾用動(dòng)力學(xué)進(jìn)路對CM（新生嬰兒的自發(fā)的原動(dòng)力行為中的循環(huán)）做了大致勾畫(huà)。羅伯特森采集了大量的關(guān)于新生嬰兒呈現的自發(fā)的原動(dòng)力行為的數據。由于這些經(jīng)驗數據的有效性，這個(gè)動(dòng)力系統模型CM是少有的幾個(gè)能夠充當動(dòng)力系統模型的。而且許多人認為，這是1種可定量化的生行為的1種非隱喻的動(dòng)力描述，恐怕較臨床心理學(xué)的研究結果更能讓人欣然接受。
羅伯特森后來(lái)過(guò)濾了觀(guān)察狀態(tài)空間，獲得了帶有少數自由度的1個(gè)理想的動(dòng)力模型，似乎能夠模擬CM的隨機過(guò)程。但基于后來(lái)的研究，羅伯特森只能得出結論說(shuō)是“我對CM的生物學(xué)基質(zhì)清楚地知道的很少”。結果，至今還沒(méi)有完美的動(dòng)力系統模型。
因此羅伯特森說(shuō)：“我們距離建立1種使狀態(tài)變量和參數與生理學(xué)和環(huán)境因素有清楚對應的關(guān)于CM的動(dòng)力系統模型的目標，還有相當長(cháng)的路要走”。
2．嗅覺(jué)球狀模型(Olfactory Bulb Model)
斯卡德（Skarde）和弗里曼（Freeman）1987年的論文“為了了解世界大腦是如何制造混沌的”大致勾勒了這個(gè)模型并進(jìn)行了1定程度的實(shí)驗，這是1個(gè)基于嗅的神經(jīng)過(guò)程的考察，借助復雜動(dòng)力系統理論描述感受器官的神經(jīng)系統的各種復雜狀態(tài)、包括描述混沌神經(jīng)元活動(dòng)及其有的軌跡而提出的精致模型。蓋爾德和格羅布斯、巴頓（Bardon）紐曼（Newman）等都承認它可以作為動(dòng)力系統模型。
3．動(dòng)力振動(dòng)理論模型（Motivational Oscillatory Theory）
動(dòng)力振動(dòng)理論（MOT）是1個(gè)關(guān)于循環(huán)的動(dòng)力系統的模型。是馮•蓋爾德（1995）推薦作為動(dòng)力論假說(shuō)范例的1個(gè)簡(jiǎn)化的動(dòng)力系統模型，它是由……提出的。
但是這個(gè)系統最大的就是如何正確選擇系統的參數。因為對于動(dòng)力系統而言，是對初值敏感的，“改變動(dòng)力系統的1個(gè)參數就改變了它的整個(gè)動(dòng)力學(xué)” （van Gelder，1995，p.357）。
4．語(yǔ)言認知的動(dòng)力學(xué)模型
5．關(guān)于意識的動(dòng)力學(xué)模型
……
3．動(dòng)力學(xué)認知范式對表征的理解
表征是認知科學(xué)最核心的概念之1。表征包括對象表征、問(wèn)題表征和知識表征等，還有內隱表征和外顯表征，人的表征和機器表征，總之，表征被認為是人類(lèi)對自身和對外部世界表達式的媒介，特別是，知識表征是推理的前提。在計算主義框架下,知識表征是有效計算的媒介，是使計算機世界的信息溝通以及與人的世界的信息溝通成為可能的媒介。在我們今天普遍流行的認知科學(xué)范式中最重要的就是表征與計算問(wèn)題，無(wú)論是作為“1種替代物”，“1組本體論承諾”，還是“1種媒介”（韋格曼（M.Wageman,1996）），抑或1種“被構造出來(lái)的作為另1對象的替代物而存在的符號”(劉西瑞，2004)，大家都默認著(zhù)1個(gè)假定，“沒(méi)有表征就沒(méi)有人類(lèi)認知”。
動(dòng)力論的認知范式與其他范式的1個(gè)重要區別是對表征的不同理解。符號主義模型是以符號表征為基礎的。聯(lián)結主義的表征是以網(wǎng)絡(luò )中的并行式表征或局部符號表征（Globus 1992,Thelen and Smith 1994;van Gelder 1993,1995）為基礎的。但動(dòng)力論的認知范式則宣稱(chēng)，1個(gè)動(dòng)力模型應當是“無(wú)表征的”。
在對聯(lián)結主義范式的批判中，格洛布斯指出，“表征的過(guò)程實(shí)際上是在簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )中的（符號的）計算過(guò)程�！痹谡鎸�(shí)的網(wǎng)絡(luò )中是無(wú)表征的，它們是變化的；是借助化學(xué)變化的自組織過(guò)程，因此談?wù)摫碚魇菦](méi)有意義的（Globus 1992,p.302），類(lèi)似的，van Gelder認為“表征概念對于理解認知是不充分的1種詭辯式的東西（sophisticated）（van Gelder，1993，p.6）. Thelen and Smith 宣稱(chēng)“我們根本不去建立什么表征” （Thelen and Smith 1994，p.338）！動(dòng)力主義者認為，對于恰當解釋認知，表征是完全不必要的。
實(shí)際上，布魯克斯（R.Brooks）就宣稱(chēng)，將建造1種完全自動(dòng)的、能動(dòng)的行為者（創(chuàng )造物），它們與人類(lèi)共存于世界上，并被人類(lèi)認可是有自己權利的智能存在。創(chuàng )造物在它的動(dòng)力環(huán)境中必須以隨機應變的方式恰當處理問(wèn)題。它們應有多種目標，能適應環(huán)境，也能利用偶發(fā)環(huán)境。布魯克斯的方案是把復雜系統分解為部分來(lái)建造，再連接到復雜系統中。他所設計的機器人，是靠控制不同的層次直接與環(huán)境作用，因此他宣稱(chēng)“根本不需要表征”（1991）。
因此,也有人攻擊動(dòng)力論范式，拒斥表征無(wú)非是對行為主義規劃的不成功表達的1種強烈暗示。說(shuō)它是“無(wú)表征的”，不如說(shuō)它是“在某種類(lèi)型的非計算的動(dòng)力系統中存在狀態(tài)空間演化的”。
4．對認知科學(xué)的動(dòng)力學(xué)范式的批判性考察
動(dòng)力系統理論對認知行為的連續性提供了隨時(shí)間變化的自然主義的說(shuō)明。這是其他范式不能說(shuō)明的，其他范式1般來(lái)講是忽略時(shí)間概念的。但人類(lèi)大腦與環(huán)境之間是隨時(shí)有信息交流的，而且是處在不斷變化的，暫態(tài)的連續的認知是隨時(shí)間變化的。
動(dòng)力系統理論的優(yōu)勢是對認知的描述是多元的，是1種經(jīng)驗可檢驗的理論，可以對描述認知系統的微分方程進(jìn)行修正，也可以用已知的技術(shù)去解這些方程，比起其他理論，它是1種定量的分析，是理解認知的1種確定性的觀(guān)點(diǎn)。另1優(yōu)勢是動(dòng)力系統的描述可以展示人類(lèi)行為復雜的，混沌的特性。動(dòng)力論者認為，如此對認知的分析描述，應當是已經(jīng)找到了替代認知科學(xué)中的符號主義、聯(lián)結主義的新范式。果真如此嗎
但是前面討論的1些模型外，至今有多少是成功的模型？
對于表征的理解受到質(zhì)疑.
如何保證動(dòng)力系統的各變量和參數的恰當選擇？系統的穩定性和可靠性問(wèn)題。
認知的動(dòng)力系統雖然不是1種隱喻性的，而是1種定量的分析，但對于定量性描述的因素的選擇基于什么原則？
動(dòng)力學(xué)理論是否構成同符合主義、聯(lián)結主義具有同樣競爭力的第3種范式？
它是對于認知的最有潛力和生命力的新范式？
……
$False$
主要
1.R.Brooks(1991)Intelligence without representation,Arificial Intelligence 47:139-159.
2.C.Eliasmith (1996) third contender: A critical examination of the dynamicist thory of cognition,in P.Thagard (ed)(1998)Mind Readings: Introductory Selection in Cognitive Science.MIT Press.
3.S.S.Robertson,A.H.Cohen & R.G.Mayer-Kess(1993) Behavioural Chaos:Beyond the Metaphor,in LB.Smith & E.Theken(eds),A dynamic systems approach to development: Applications,Combridge,MIT Press,pp.120-150.
4. van Gelder & R.Port(1995) It’s about time:An overview of the dynamical approach to cognition,Mind as motion:Explorations in the dynamics of cognition, Cambridge, MA, MIT Press.
5. van Gelder(1995) What might cognition be if not computation?,Journal of Philosophy,91,345-381.
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