认知科学的一些基础理论问题.ppt

认知科学的一些基础理论问题北京师范大学哲学系1谢谢观赏2019-8-18一、认知科学概况•认知科学是以研究人类认知过程、智能和智能系统、大脑和心灵内在运行机制的一门学科。•20世纪70年代(50年代？)兴起，是心理学、语言学、神经生理学、计算机科学、哲学和人类学的交叉学科。2谢谢观赏2019-8-18认知科学不同的研究进路•认知科学依据不同的问题领域和研究方法划分为不同的研究进路•心理学进路•语言学进路•生物物理学进路•神经生理学进路•人工智能进路•广义进化论进路•复杂性科学进路3谢谢观赏2019-8-18认知科学的学科建制化•最近二十年，认知科学的学科建制化步伐加快：哈佛大学等院校相继建立了认知科学研究机构，MIT成立了世界上第一个认知科学系，1986年加州大学圣地亚哥分校设立第一个认知科学博士学位。•以“认知科学”为名义的期刊杂志也相继问世。4谢谢观赏2019-8-18认知科学的起源•认知科学起源于不同学科领域，特别是：•图灵机概念的产生•人工智能研究的兴起•心灵哲学中以普特南（H.Putnam）和福多（J.Fodor）为代表的“功能主义”理论的确立•心理学和语言学乔姆斯基（A.N.Chomsky）等反对激进行为主义的“认知革命”5谢谢观赏2019-8-18•认知科学所引发的一些基础问题成为20-21世纪之交涉及领域广泛、争论最为激烈的世界性的科学和哲学的热点问题。•认知科学不同的研究进路，也决定了关于它的哲学观念上的巨大分歧和各种研究范式的激烈竞争。6谢谢观赏2019-8-18二、认知科学的几个基础理论问题•这里的基础理论问题涉及哲学，拟从以下几个方面展开讨论：•心灵哲学•人工智能的基础假设和工作范式•认知科学中的计算主义研究纲领7谢谢观赏2019-8-18（一）心灵哲学（philosophyofmind）•当代心灵哲学的研究从大的方面讲，主要是围绕着心身关系、意向性、意识等问题展开。8谢谢观赏2019-8-181、心身关系问题•心身关系问题是一个古老的哲学问题。当代心灵哲学主要涉及心的本体论研究和心身因果作用研究两个方面。9谢谢观赏2019-8-18（1）关于心的本体论问题•以笛卡尔为代表的传统观点是心身实体二元论。•与心身二元论不同，当代心灵哲学家大多持有实体唯物主义立场，并试图在自然主义的框架之内对心的本体论地位和心身因果作用问题做出回答。10谢谢观赏2019-8-18•20世纪上半叶以来，关于心的本体论研究经历了多个理论流派的兴衰•以Ryle和Hempel为代表的行为主义•以Smart和Place等人为代表的心身类型同一论•以Putnam、Fodor为代表的功能主义等。11谢谢观赏2019-8-18•从心身类型同一论到功能主义的发展反映了由还原的强物理主义到非还原的弱物理主义的转变。•转变过程中，Davidson提出了作为非还原的物理主义基础的心身附随关系思想。•Putnam基于功能主义提出了心理状态多重实现论题。12谢谢观赏2019-8-18（2）心身因果作用问题•心身因果作用有三个方向：身→心、心→身、心→心。•引起较多争论的是第二和第三个方向，主要是讨论在因果闭合的物理世界中,心理现象如何具有因果效力的问题。13谢谢观赏2019-8-18心身因果作用问题的理解•以Jackson为代表的副现象主义，将心理现象看作是完全没有因果效力的，是附加在大脑的某些物理过程之上的一种“副现象”。•以Davidson为代表的反常的一元论，以心身同一论和心身附随关系为基础。14谢谢观赏2019-8-18•以Fodor,Pylyshyn为代表的符号计算主义，强调具有语义内容、同时又得到物理实现的表征（或符号）计算的因果解释理论。•以Kim为代表的心身局域还原论等。15谢谢观赏2019-8-182、意向性问题•意向性问题是当代心灵哲学最为困难的两个问题之一（另一个是意识问题）•现象学家Brentano将意向性看作是心理现象与物理现象区分的标志，“意向使心灵指向某个对象”。•他认为唯物主义是不能解释意向性的。16谢谢观赏2019-8-18尼采在《权力意志》中指出•注意某事并找出一个原因，这意味着，在其中寻找有意向者，寻找一个主体，一个行为者，每个事件都是一个行为，人们习惯在一切事件中都发现有意向。•人类所有行为都是关于某物或某对象的，“我们清楚我们在做什么”，我们有信念、愿望、倾向等。•动物是否也有此习惯呢？17谢谢观赏2019-8-18心灵的意向性主要涉及三方面问题：•意向心理状态的实在性问题•意向内容的关系性质问题•意向性的自然化问题18谢谢观赏2019-8-18（1）意向心理状态的实在性问题•对于信念、愿望等意向心理状态是否是实在的，它们是否与我们的常识心理学的概括相一致，目前有三种不同的解决方向：19谢谢观赏2019-8-18•1）以Fodor为代表的意向实在论•认为命题态度等意向心理状态是在物理系统中得到实现的，是具有语义性质和因果效力的状态。20谢谢观赏2019-8-18•2）以PaulChurchland、PatriciaChurchland和Stich为代表的取消主义•他们认为，我们关于心的常识看法是错误的，常识看法对信念、愿望等意向心理状态的错误预设，终将随着神经科学或认知科学的发展而被取消。21谢谢观赏2019-8-18•3）以Dennett为代表的“拟人化的意向立场”是工具主义的：•一方面肯定意向心理状态在行为解释与预测中的重要作用，另一方面又认为它们并非真实的内部状态。22谢谢观赏2019-8-18•“意向性立场把一个实体（人、动物、人造物等）看作似乎是一个理性的自主体，通过考虑自己的信念、愿望来对行动加以选择，这是一种拟人化的立场”。•他认为，对下国际象棋的计算机采取意向性立场是有效的。23谢谢观赏2019-8-18（2）意向内容与外部世界的关系问题•Searle认为，意向状态具有内在的表达能力，即有“所指内容”，它们总能把心灵同这个世界或种种可能世界联系起来。24谢谢观赏2019-8-18•1）以Block、Devitt和Lycan等人为代表的内在论主张，外部世界的存在与变化对于意向内容的确定不具有实质性意义。•2）以Putnam和Burge为代表的外在论主张，心与世界的关系对于意向内容的确定具有实质性意义。25谢谢观赏2019-8-18•3）Fodor一方面主张方法论的个体主义，认为在对行为的心理学解释上，真正具有因果相关性的是不同个体心理状态的内在性质。另一方面希望将考虑语义学的外在论与个体主义结合起来。26谢谢观赏2019-8-18（3）意向性的自然化问题•意向性自然化问题有两种解决方案：•1）以Dretske和Fodor为代表的因果论，将意向关系自然化为因果关系。；•2）以Millikan和Bogdan等人为代表的目的论，将意向关系归结为以生物进化机制为基础的目的相关性（环境与心，与生物有机体的目的相关性）。27谢谢观赏2019-8-183、意识问题•意识问题一直是心灵哲学研究中最为困难的问题之一。•科学和哲学研究中的意识主要是觉知，是与感知、认识、相信、想象、记忆和体验等相伴的有意识的心脑活动及其特征。28谢谢观赏2019-8-18•Levine曾于80年代提出“解释的鸿沟”的概念：关于大脑的物理的或功能的解释和理解与我们关于意识经验的解释和理解之间有一条难以填平的鸿沟。•意识经验不能通过我们对大脑的物理的或功能的理解而得到解释。29谢谢观赏2019-8-18•有哲学家认为，之所以存在这一鸿沟，是因为自然科学的发展还没有给予我们解释意识现象所需的概念，而随着科学的发展，这一鸿沟有望填平。•也有哲学家认为这一鸿沟是根本不可能填平的。持这种看法的人对此做出了两种不同的解释。30谢谢观赏2019-8-18•以McGinn为代表的哲学家将鸿沟的存在归因于我们心灵自身的认识能力的限度。•以Jackson、Levine和Charlmes等人为代表的另一些哲学家则认为，对一个现象的科学解释依赖于对这一现象进行物理的或功能的概念分析，而无论我们对意识做出怎样的物理的或功能的解释，我们都并没有解释意识或感觉本身，因此这条鸿沟不可填平。31谢谢观赏2019-8-18•Levine主张意识现象与物理现象之间解释上的鸿沟是知识论上的，而不是形而上学的。•而Jackson和Charlmes则持有对意识的性质二元论看法，认为意识现象与物理现象之间的解释的鸿沟具有形而上学的意义，表明意识现象并非附随于物理现象。32谢谢观赏2019-8-184.心灵是否是涉身的？•MarkJohnson总结30年来认知科学的成就对传统哲学的挑战时说，认知科学的三大发现是：•心灵本质上是涉身的；•思想大部分是无意识的；•抽象概念大多是隐喻的。33谢谢观赏2019-8-18•70年代以前是基于理性主义的符号运算传统。•70年代以后，人们认识到，“理性绝不是宇宙的先验特征，理性也不是与身体无关的人类心灵的先验特征。•心灵依赖于身体的生理结构，是由人的身体的特殊性质，由人脑的神经结构的特殊细节，由我们在世界中的日常举止的特殊情况塑造的，理性、心灵、概念、推理、思维等都是涉身的。”34谢谢观赏2019-8-185.思维的模块性问题•：Fodor的思维非模块性主张和以Tooby和Cosmides为代表的进化心理学家关于思维的社会模块假说之间的争论。•此外还有他心知问题、理性能力问题等等。35谢谢观赏2019-8-18（二）人工智能的基础假设和工作范式•1956年达特茅斯会议正式使用“人工智能”术语。•为期两个月的会议的目标是，致力于开发像人那样思维的人工系统。•半个世纪以来，人工智能成为认知科学的“智力内核”。36谢谢观赏2019-8-18人工智能的最初目标实现了吗？•早在1965年，认知科学的领袖人物西蒙（H.A.Simon）就曾预言“在20年内，机器将能做人所能做的一切”。•明斯基（M.Minsky）1977年预言：“在一代人之内，创造‘人工智能’的问题将会基本解决”。37谢谢观赏2019-8-181.今日人工智能•机器人足球•大深蓝、小深蓝•具有自主性的智能机器人•人工生命•人工意识•计算心灵•摩尔定律和莫拉维克预言•……38谢谢观赏2019-8-18•创建具有认知能力的智能体（或称认知主体）（agent）是人工智能实现基本目标的基本途径之一。从认识论和认知心理学角度，构成人的心智状态的要素包括•1）认知：信念、知识、学习等；•2）情感：愿望、偏好、兴趣等；•3）意向：目标、意图、规划、承诺等。39谢谢观赏2019-8-18•为了创建具有心智的认知主体，要求认知主体是理性的，因此，信念（belief）、愿望（desire）和意图（intention）三者及其关系被看作是最为重要。40谢谢观赏2019-8-18•目前智能体研究普遍以美国哲学家布莱特曼Bratman的行为意图理论（BDI模型1987））为基础，而且产生了广泛而深入的影响。•多主体的认知，多主体的交流？41谢谢观赏2019-8-18弱人工智能和强人工智能观点•弱人工智能观点仅仅把人工智能作为模拟和理解人类认知和智能活动的工具。•强人工智能观点认为，人工智能系统本身就具有智能，心灵和计算机在功能上没有区别。总有一天计算机能够达到甚至超过人类智能。42谢谢观赏2019-8-18如何检验机器具有智能？•图灵检验（模仿游戏：男人，女人，不限性别的提问者，如果一台机器在模仿游戏中作出令人满意的表演，就通过图灵检验）•塞尔的“汉堡包”（尚克的程序和人回答的一样好，能说理解故事了吗？）•塞尔的“中文屋”（中文卡片配对，脚本，故事，问题，问题的回答，英文规则=程序）43谢谢观赏2019-8-182.反对强人工智能观点的几类论证•1961年鲁卡斯（J.Lucas）论证•1979年霍夫斯塔特（D.R.Hofstader）论证《GEB——一条永恒的金带》•1989-1994年彭罗斯（R.Penros）论证（《皇帝新脑》、《心灵的影子》）44谢谢观赏2019-8-18•1970-1995年德莱