郦全民:科学的分布认知及其新特点

选择字号:   本文共阅读 168 次 更新时间:2022-02-04 23:15:36

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郦全民  

   内容提要:与日常的常识认知相比,科学认知内在的是分布的。随着科学的发展,科学中的分布认知变得越来越多样和复杂;特别是,互联网已经对科学认知的方式和分布结构带来实质性的影响。

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   与日常的常识认知活动相比,在科学认知的过程中,研究者通常要借助仪器去观测对象,要利用工具去完成复杂的计算,也要通过媒介进行信息交流和分享。这意味着科学认知不仅发生在个体或个体的心智中,而且分布于其他个体、工具和媒介。简言之,科学认知是分布的。那么,科学的分布认知究竟有哪些基本特征?当下,又呈现什么样的新特点?本文中,笔者试图对这两个问题作些初步的回答。

   一、什么是分布认知

   在探讨科学的分布认知之前,我们先来看看究竟什么是分布认知。在日常认知活动中,当遇到的问题和情景相对简单,个体(作为认知主体)通常并不需要他人的合作或外在工具的帮助,就能完成具体的认知任务。比如,当你拿着一张百元的人民币,去附近的一家商店买件10元的商品,你的心智一般可快速地算出,得找回90元。不过,如果认知的任务复杂一些,比如你一下子去商店买几十件价格不等的商品,可能就需要求助于计算器或者他人的帮助(当然,倘若你心算能力很强,也大可不必)。如果你使用了计算器,或者你报每件商品的价格,由你随行的家人或朋友将价格累加,则完成计算的认知任务便是分布的。这表明,虽然在日常生活的大多数情况下,个体凭借自身的心智运作就能实现认知过程,但如果任务变得复杂,则可能需要借助分布认知。

   由此可见,所谓分布认知,就是一个认知主体与其他认知主体之间协同或借助认知工具来开展的认知活动。这里,预设了认知并不局限于个体的心智或大脑,而是可以分布于其他个体或认知工具。①可以看出,这个预设会引发争论,因为有人可以坚持认为:认知只是每个个体的心智活动过程,而他人或工具只是个体开展认知活动的外在条件,故不应看作认知过程的构成要素。比如,在上面的例子中,如果你借助计算器累计商品的价格,这时,计算器只是帮助你开展认知活动的外在工具,而真正的认知活动应该是你运用感官获得商品及其价格的视觉信息,记忆这些信息并理解其意义(什么商品,这个价格对于这件商品而言是否物有所值,等等),决定用计算器来累计价格,等等。这些都是心智中的活动,因而是被理解的和有意义的。至于用计算器累计价格,其实只是对数字符号的操作(物理上为电子的流动),其中不包含理解成分,本身也就没有意义,故不能作为认知过程或认知的构成要素。

   那么,该如何对待或处理上述预设引起的争论?我们认为,这取决于对“认知”这一概念的理解。如果认定认知只是大脑或神经系统的功能,那么,认知活动及其过程就发生在个体的颅内,包括知觉、记忆、推理、想象和决策等成分或环节;而如果认知指的是认知主体获取和处理来自认知对象(客体)的信息,那么,它就不仅仅限于个体颅内所发生的活动,还应包括参与信息的获取和处理的其他成分和环节。比如,上述的计算器就参与了信息处理的过程,故应属于认知的一个成分。事实上,在传统的认知心理学和认知科学中,关于认知,采用的是上述第一种理解,因而基本上探究的是知觉、记忆、推理和决策等发生在个体心智中的成分或环节。而在哲学的认识论中,由于关注认知主体与认知客体之间的关系,因此,往往采用第二种理解,这样认知就不仅包括发生在个体心智中的活动,还包括环境、工具和实践(行动)等因素。

   可以看出,如果仅仅是想弄清认知的能力(如记忆),则可以选择第一种理解;但如果想把握认识世界的过程和内容,则需要采用第二种理解。这里,选择后者是合理的,因为我们的基本目的是理解科学认知的过程,故须考虑实在世界中的认知对象以及其与认知主体之间发生的各个环节(包括这些环节的变化,如新的认知工具的介入)。

   那么,上述两种理解是否可以整合或者达到统一?这是可能的,只是需要对认知与心智(或心理)这两个概念作些分疏。其实,我们可以将发生在个体中的认知过程称为心智过程。这样,脑中发生的认知活动也可说成心智活动;但反过来并不成立。根据第二种理解,认知过程是认知主体与认知对象之间形成的信息互动之环,因此,自然地包括作为认知主体的个体内所发生的心智过程;但其并不仅限于此,还可包括构成互动之环的媒介、工具和环境等。这就是说,认知过程的外延要比心智过程来得广。只有当谈到个体的能力时,我们才可以默认认知与心智相等同。这样,两种理解就达到了一定的统一。②

   基于这样的解说,可以看出,与限于研究发生于个体的认知过程的传统进路相比,分布认知在两个基本问题上自有主张:一是认知的分析单元的边界并不限于个体的大脑(或身体);二是假定参与认知过程的机制范围延伸至个体之外。③

   自从20世纪80年代开始,为了解决在人类学、认知科学和人工智能中遇到的理论问题和实际问题,一些学者开始探究人类认知的分布性质和过程。最早明确使用“分布认知”(distributed cognition)这一概念的是美国人类学家和认知科学家哈钦内斯(Edwin Hutchins)。他在1995年出版了《旷野中的认知》一书,通过实例阐述了分布认知的特点和应用,并论证了认知不局限于心智的内部,而伸展至他人和工具。[1]之后,一些哲学家又提出了“延展心智论题”,认为心智过程可以延展至颅外的工具乃至环境。④[2]而到了21世纪,随着认知科学中以“4E”[即具身的(embodied)、延展的(extended)、嵌入的(embedded)和生成的(enactive)]为标志的研究进路的扩展,人类认知的分布性和情境性得到了进一步的强调。

   如今,不论是在科学界还是在哲学界,只要是从对认知的第二种理解出发,那么,关于人类的认知可以具有分布性并没有多少的异议。因此,下面我们将其作为一个事实加以接受。

   二、科学认知的分布特征

   对于科学中的分布认知,近十几年来,已经有一些科学哲学家和认知科学家作了不少研究。其中,比较有代表性的是美国科学哲学家盖尔(Ronald Giere)。2002年,他发表了《科学认知作为分布认知》一文,主张可以将一般的分布认知的理念应用于科学的认知研究,特别是当科学研究中包含科学仪器和可视化表征的时候,同时认为这一理念能够在科学的认知研究与社会研究之间架起桥梁;[3]次年,他又发表了《科学认知中计算的角色》,文中通过实例分析,提出科学中的分布认知系统可以看作计算与非计算的动态过程的混合。⑤[4]

   这里,我们不打算对科学哲学和认知科学中关于科学的分布认知的研究作系统性的综述,而是想阐述科学认知的分布性质、具体类型和分布结构的演变。

   在求解日常的简单问题时,个体的认知活动不一定是(也不必是)分布的,但也可以是。⑥这就是说,对于日常认知而言,分布性并非其内在属性;而对于科学认知来说,这种分布性却是内在的。这是因为,与日常的常识认知相比,从近代科学诞生起始,科学认知便具有不同于前者的两个基本特征,即在获取对象信息的时候加入了认知工具(如望远镜),在表征信息的时候使用了人工的符号媒介;而这两个特征均表明科学认知内在的是分布的:信息的记录和处理不仅仅限于个体的心智,还包括观测仪器和作为外在表征的媒介。

   如果将前面提到的“4E”与分布认知联系起来考虑,则会发现,对于科学认知而言,其中的“延展的”与“具身的”其实是不相容的。“4E”中的“延展的”大致相当于我们这里的“分布的”,都是说认知不限于个体的心智内部,而“具身的”则是说认知不仅包括大脑而且包括整个身体。可从科学发展的历史看,科学认知的演进却是一个不断“去身”(disembodied)的过程。当然,这种去身性并不是指在科学认知中,不再需要作为认知主体的身体成分,而是说,原本那些具身的认知功能不断地被身体以外的认知工具所承担、替代或放大。这种去身性表现在:(1)获取外在世界中对象的信息不再单纯地依赖于人的感官,而是越来越多地依靠所发明的观测工具;(2)原本由身体的行为所发出的控制对象和环境的信息越来越多地由认知工具来实施;(3)在人的思维活动中,记忆和推理的功能也越来越多地由外在的媒介或工具来承担。这种去身性的实质是扩展或放大人的认知功能,并且其使得科学的客观性和公共性得以增强。通过对科学中的分布认知的类型和结构的考察,这些表现可看得更为清楚。

   容易发现,在分布的科学认知系统中,存在着三个子系统,它们可以被看作基本的分布认知类型。一是由认知主体和认知工具作为基本组元的分布子系统。其中,主体与工具之间形成信息流动和处理的网络,并与认知对象及其所处的环境形成信息的环路。在这种类型中,主体感官与观测工具协同承担对来自对象的信息的接收和“粗加工”的功能,而主体的致动部分(如手)和使动的工具协同承担对认知对象可能产生的信息施加选择或约束的功能。二是以多个认知主体为组元的分布子系统,其中每个主体的知觉、思维和行动之间通过信息媒介可以形成多种关系。一种情况是,在具体的科学研究中,除非认知的任务很简单(可由单独的主体完成),否则,就需要由多个主体形成分工、协作的团队,这样就出现了认知在个体之间的分布。另一种情况是,在每个科学研究的领域,一般来说,总是存在着不同的个体、不同的团队在研究相同、相似或相关的问题,他们之间可以通过公开的媒介或私人的通信进行信息的交流和分享。在这两种情况下,个体之间的信息互动既是分布认知的一种基本类型,也体现了科学认知的社会性。三是认知主体(单个或多个)与外在表征组成的分布子系统,其中也有两种基本的情况。一种是以外在表征的实现方式为文本。这里,文本承载的是以往已经取得并累积的科学知识,而这种知识又是进一步展开新的科学研究的背景或前提。在这种情况下,认知过程以文本为媒介,形成了一种时间上的分布。另一种是外在表征的实现方式是主体展开认知过程所依赖的可以记录甚至处理信息的媒介,包括纸、黑板、算盘和计算机等。从总体上说,在科学认知中,这三类子系统之间相互联系,形成了一个统一的整体。不过,落实到具体的科学认知,不同领域、不同问题中,这三个子系统所担当的角色并不相同。例如,在真实的科学实验中,主体的致动部分(如手)和使动的工具协同承担对认知对象可能产生的信息施加选择或约束是必要的,而在数学这样的形式科学的研究过程中,就没有这个必要条件,所需要的是可以实现外在表征的笔、纸等工具和媒介;还有,在大的科学项目中,具有不同专业背景和技能的数量较多的人员之间的分工协作就更为重要。

   自近代科学诞生以后,人类科学地认识实在世界的历史,从一个侧面看,正是科学认知的分布性不断展现和分布结构不断复杂化的过程。当伽利略将自制的望远镜指向月球时,当他发明水钟用于时间的测量时,当他设计凹槽以约束小球下落运动的轨迹时,这种认知的分布性便开始系统地展现。不过,在伽利略所处的时代,科学认知的分布结构还十分原始和简单:在具体的科学研究中,认知主体通常还只是单独的个体,认知工具的发明基本上是个人(或加上少数助手)的劳作,能够交流和分享知识的同行还非常稀少,以文本方式表征的科学背景知识十分有限。正是依仗伽利略、开普勒和牛顿等第一代近代科学家的智慧和创造,科学认知的分布结构才得以形成,并在此基础上实现了四百余年的辉煌。

如今,科学认知的分布结构已经变得异常复杂和多样。科学已成为全人类的共同事业。与人类的其他文化不同,(点击此处阅读下一页)

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本文责编:陈冬冬
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文章来源:《洛阳师范学院学报》2021年04期

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