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认知科学的动力学范式
自80年代联结主义范式兴起以后,符号主义和联结主义成为认知科学的两大基本范式,由于两大范式建立在功能主义计算假设和联结主义假设之上,受到一系列质疑。随着最近十年一些有关动力系统理论文献的问世,一种新的关于认知科学的基础理论似乎在逐步形成,例如,格罗布斯(Globus 1992),罗伯特森(Robertson 1993),西伦(Thelen)和斯密斯(Smith 1994)的文章和著作希望发展一种对认知更好的动态的理解进路。特别是冯•盖尔德(van Gelder)和波特()(1995)年出版了一本关于认知科学的动力理论的书:提出认知科学的动力学研究进路(It’s about time:An overview of the dynamical approach to cognition,Mind as motion:Explorations in the dynamics of cognition, Cambridge, MA, MIT),被作为认知科学第三种竞争范式的宣言。此书引起了较大凡响,如华盛顿大学伊莱斯密斯()1996年发表了《第三种竞争范式:对认知的动力理论的批判性考察》,其后也有其他人的热烈讨论。
冯•盖尔德针对80年代以后符号主义、联结主义范式所产生的困难,提出他的动力学假说(Dynamicist Hypothesis)。对于认知科学中的时间、构架、计算和表征等概念都提出了不同的解释。冯•盖尔德把纽厄尔(Newell)西蒙(Simon)的计算主义假说或说物理符号系统假说:
“自然的认知系统在物理符号系统的意义上是智能的。”
相关的,期望用动态眼光理解认知的还有丘奇兰德(Churchland)和谢诺沃斯基(Sejnowski),他们(1992)把所拥护的联结主义假说表述为“突现性是以系统的某种方式依赖于低层现象的高层结果”。他们承诺“通过构架的低层神经网络的作用能达到复杂的认知效果”
“直觉过程是一种亚概念的(subconceptual)联结主义动力系统,它不接受完全的、形式化的、精确的概念层次的描述”。
“用亚概念网络把自然认知系统看作是动力神经系统是最好的理解。”
有一种假设认为,人意向性意识涌现于集群系统动力学,并由环境激发。
动力系统类包括任何随时间变化的系统,广泛用于对自然界的描述。动力论者期望勾画一类特殊的能恰当描述认知的动力系统。于是1995年冯•盖尔德给出他的动力学假说(Dynamicist Hypothesis):
“自然的认知系统是某种动力系统,而且从动力学眼光理解认知系统是最好的理解。”
动力学假说是以数学的动力系统理论为基础描述认知的,用数学中的状态空间(state space)、吸引子(attractor)、轨迹(trajectory)、确定性混沌(deterministic chaos)等概念来解释与环境相互作用的认知主体(智能体)的内在认知过程。用微分方程组来表达处在状态空间的认知主体(智能体)的认知轨迹。换句话说,认知是作为认知主体所有可能的思想和行为构成的多维空间被描述的,特别是通过在一