现代认知心理学人机类比方法的学术争论及启示

2011-12-8 15:25:36来源:作者:点击:0 字体:

人机类比这一方法在心理学研究中的应用,取得了许多研究成果,也引起了一场学术争论。争论的焦点是人机类比用于人的心理研究的适切性,计算机模拟人的智能等心理活动能否真正揭示人的心理。本文简述了这一争论中的三种观点:第一种是极力支持和肯定人机类比,第二种是持否定的态度,第三种是谨慎地和批判性地接受;总结了这场学术争论给认知心理学和心理学的研究及学科发展所带来的有益启示。

【作者简介】乐国林(1975-),男,江西东乡人,南开大学社会学系硕士研究生,主要研究方向为社会心理学和社会学理论。南开大学 社会学系,天津 300071

【内容提要】人机类比这一方法在心理学研究中的应用,取得了许多研究成果,也引起了一场学术争论。争论的焦点是人机类比用于人的心理研究的适切性,计算机模拟人的智能等心理活动能否真正揭示人的心理。本文简述了这一争论中的三种观点:第一种是极力支持和肯定人机类比,第二种是持否定的态度,第三种是谨慎地和批判性地接受;总结了这场学术争论给认知心理学和心理学的研究及学科发展所带来的有益启示。

【关 键 词】人机类比 认知心理学 学术争论

【正    文】

现代认知心理学亦称为信息加工心理学,“是用信息加工的观点和术语说明人们认知过程的科学。它所研究的认知过程就是人们在环境中获得、加工、贮存、使用信息的过程”[1]由此可知,它的现论出发点是把人脑看成是一套能进行一系列符号操作的信息加工系统,而这一加工系统的信息加工过程及系统功能和计算机的工作系统及功能有极强的相似性。其相似性表现在:(1)都能接受、加工、贮存和输出信息;(2)处理对象都是信息。人脑要处理外界环境中所遇到的事物、现象、规律、理论等刺激信息,电脑要处理人给它的一系列指令,这些指令是各种信息的代表;(3)二者对信息进行操作的工具都是符号。人脑使用语言、文字等符号来表述和加工信息,表达处理结果;电脑使用记号、标记、二进制的数学符号及人权对话中的文字来描述和处理信息,输出处理结果;(4)二者对符号的使用都要求符合一定的结构、逻辑、程序。人脑要求符号的组合使用符合句法、文法结构,符合推理、归纳的逻辑,有一定的层次顺序;电脑则更要求符号应具有严格的符号结构、严密的逻辑组织和严格的程序;(5)二者的加工过程是一致的。简而言之都是:输入信息-记忆-搜索加工-输出结果(信息)。所以,尽管计算机的硬件及其信号单元(电子脉冲信号)和人脑的神经结构及其单元(神经细胞)不具有相似性,但仍可以通过在电脑中编制一系列程序,分析其输出结果,这种计算机模拟形式来类推人脑对信息的处理。西蒙(Herbert.Simon)等人充分肯定这种作法,他们极力主张在认知心理学中采用人机类比(注:人机类比这一方法根源于英国数学家Turing(1950),试图通过测验判断计算机是否有人的智能。),利用计算机来模拟人的信息加工过程,以获得对人的心理的认识。

一、对人机类比的学术争论

将人机类比的方法用于对人的心理(主要是认知心理)研究是否适当?这种作法能否揭示人的心理、人的智能?自这种方法诞生之日起就一直存在着学术争论。这一争论基本上可以分为三种观点:第一种是极力支持和肯定人机类比,第二种是持否定的态度,第三种是谨慎地和批判性地接受。

1.支持和肯定人机类比的观点

持支持和肯定的观点的心理学家极力推崇人机类比这一思想,并把现代认知心理学的出现与发展看作是继行为主义心理学之后的第二次革命。

西蒙和纽威尔(Simon & Newell,1961,1964,1971)认为人机类比是合理而恰当的。他说,符号系统若能表现出六种功能:输入符号(即读出外部模式)、输出符号(即写出模式的能力)、存储符号(即存储模式)、复制符号、建立符号结构(即由简单模式产生复杂模式)和进行条件性迁移(即对模式进行比较和应用),那么便可认为该系统具有智能。人和计算机都具有上述六种功能,因而都具有智能,都是一种“模式操纵器”。从这一点来说,把计算机和人进行类比,用计算机来模拟人的智能行为和心理是完全合理和再恰当不过了。

西蒙更一步说,“计算机有着和人一样的思维能力”。人和计算机都是在接受任务,进行“思维”寻找解决问题的答案,因此除了人能进行思维活动之外,计算机也可以做到这一点。他大胆地提出,世界上有两个智慧的物种――人和计算机。其后的许多支持与追随者坚持并发展了这一观点。M.明斯基(M.Minsky,1988)撰文指出,人脑不过是台机器,当有人把我们人类描述为机器时,我们没有必要觉得丧失自尊;相反,要因为我们的所作所为有赖于机器这为数巨大的部件而不是没有结构的精神或灵魂支配而感到高兴。[2]E.卡尼尔克(E.Cliarniak)利D.麦克德曼特(D.medermott)认为,“人工智能研究的最终目的是建造出人来,或者说得谦虚些,是要建造出动物来。”而F.罗斯(F.Rose)甚至提出“是否应当给机器人予公民权?”(注:转引自乐国安《对现代认知心理学理论问题的争论》,《自然辩证法通讯》1995年第4期,第68-76页。)

2.否定人机类比的观点

持否定观点的学者基本上是从人脑与电脑的智能的差异性,人所具有的生物性和社会文化性来否定人机类比的恰当性,反对把人比作机器或把机器看成是人。

美国的人工智能专家J.魏增巴姆(J.weizenbayum,1976),不同意西蒙和纽威尔的观点,他主张,既不能把人和计算机等同起来,也不能把人的智能和计算机的“智能”相提并论。人这种有机体需要不断解决由生物性需要和情感需要所引起的问题;人是处于个体发展(生物的、情绪情感的、思维的发展)和社会的发展状态之中,需要经历一系列社会化过程;人之所以为人不仅在于个体认为自己是人,而且还在于他人对他的“人”的身份的认同。而这些都是计算机所不具有和不需要面对的。就智能而言,尽管人工智能水平越来越高,但计算机的智能显然是依靠更高技术含量的硬件和软件的,而人的智能有其生物基础和文化基础,只有从文化背景的出发,即把人的智能放到特定的文化背景中,才能较全面的理解人的智能。

诺曼(Noman,1981)批评认知心理学将人看作是纯碎的智能有机体。他指出,把人看作符号系统是不够的,人具有生物基础和演化的历史,因而生命系统(人)需要维持生命,需要保持自身,繁衍和教育后代,需要在社会中与他人交往。而这些都是依靠称为调节系统(Regulatory system)的生物结构来实现的。调节系统是人内在的稳态系统,它与认知系统相互作用,以做出对环境的解释和维持内部稳定行为。正因为这样,有生命系统的人具有目的、愿望、动机,能选择有趣的任务和有目的的作业,可以控制心理资源的分配,适时启动和关闭有关活动。而这些都是人工智能系统所不具有的。因此撇开人的生物性和社会性的人机类比是不恰当的。

当代的哲学家斯尔里(Searle,1990,1992)认为尽管人和电脑都是在操作符号但只有人才能赋予符号以意义。他推定生物性的大脑(这里指人脑)产生心理活动并可用多种类比去揭示大脑的活动,这与电脑的活动有天壤之别。例如,“你不能通过用计算机进行汽油的氧化模拟来驱动你的汽车……显然认知的模拟好像不能产生认知的神经生物学影响”[3]。

而心理学家格根(Gergen,1994)则从认知心理学的理论主张与它的方法论的矛盾性角度深刻揭示了人机类比的缺陷。他认为认知心理学的哲学基础是德国的理性主义(Rationalism)。(注:理性主义认为人有的先天的心理结构能组织来自外界外在信号,理性的认识即是真理,是自明的。与之相对的是经验主义,它认为认识的检验必须诉诸经验的证实,拒绝研究经验之外的客观存在。参见《心理学百科全书》,杭州:浙江教育出版社,1996.)理性主义的把人类刻画为“信息搜索和概念维持”者(Information searching and concept sustaining)。但人机类比只研究信息搜索。更进一步看,认知心理学本该有――但却没有一个理性主义者的方法论(Methodology),更不用说它没有一个整体的超理论(Metatheory)――理论的理论。它只是借用了取自于英国经验主义(Empiricism)的行为主义的方法论。这导致了认知主义深陷于理论主张和方法论的矛盾之中,即它的人对外界的认知取决于人的内在认知机制(认知体系)的理论主张,与人的认识或假设只有被实证方能被接受的行为主义的方法论相悖;它的方法论不能支持其众多的理论观点。(注:格根认为行为主义心理学在这方面与认知心理学相反,它有一个相互关联的超理论和一致性的方法论,而且二者都源自于经验主义。格根的观点参见Noel W. Smith.(2001). Current systems in psychology: history、theory、researchers and applications.(106).)

3.谨慎的和批判性的接受人机类比的观点

另外一些学者(主要是中国的学者)对人机类比持谨慎的和批判性的接受的态度。对人机类比这一心理学研究方法在研究领域上的贡献给予了肯定,认为它是心理学研究上的革新和突破,但并非是一次“革命”;并且对人机类比的缺陷和不足有比较清醒的认识。

埃里斯和瑞德哈特(Henry C. Ellis & R.Reed Hunt,1997)认为将计算机的功能和人的认知功能的一般机制做功能类比是显而易见的。因为这二者都是从外界输入信息,而后转化信息并储存之以备后用,当要参与问题解决和认知或再认事物时,被储存的信息又被调用提取出来,所以人机类比这一方法对于许多心理学的研究者来说是很有吸引力的。然而,用计算机作为认知模型,“――远远不能说人脑象计算机一样工作。从脑协调知觉、记忆、思维和语言等活动的过程要比现在的计算机复杂得多。然而计算机模型提供的是有关人类认知功能的一般的思维方式。”[4]

乐国安认为用计算机模拟人的某些智能活动是可能的也是必要的。计算机有信息存贮量大、运算速度快、减轻人的重复性脑力劳动等优点。“由此看来,人工智能的研究是很有必要的”。“功用模拟有助于人工智能研究的进展”[5]。但他进一步指出“对人的智能活动的模拟是有限度的,即只能模拟人的可以简单化、形式化、符号化处理的认识活动,而对于人的创造性活动、人的意向性活动和受意向主导的许多认识活动,则难以实现模拟。这是因为,无论多么复杂的电子计算机,无论人们用哪种方式让计算机接受程序,最终计算机都是二进制计数、以脉冲的有无作为信息的基础”,[6]如果认识活动不能够用严格的符号和数字语言予以表达则无法进行模拟。因而人的意向活动和一些认识活动是无法模拟,这是计算类比的局限性。

人机类比不单具有局限性而且是有缺陷的。这主要是针对人机类比忽视人的心理、智能的社会文化因素与人的情绪动机的不足,和把人看作是与计算机一样的模式操纵器或把计算机类同为人的观点而言的。他认为人工智能专家和一些现代认知心理学者撇开人类认识活动的社会性、辩证性以及内部机制,根据简单化、形式化的处理来编程,从而模拟人的心理,这种模拟的有限性是显而易见的。然而认知心理学家们却试图把类比模拟所得出的结果去说明人的全部心理活动。“这……缺陷就在于以偏概全(用认知概括人的一切心理活动)和把人机器化,错误地理解人的本质,不能科学地说明人的心理活动”[7]

王sū@①认为人机类比忽视社会文化因素和人的情绪、需要动机无疑是有局限的,而且即使在认知操作方面二者似乎不是相似而是一种互补――计算机是补充人脑的不足。另一方面,他认为认知心理学确实可以较好地说明认知过程或心理过程。在建立计算机模拟时总要撇开制约某一心理过程的若干因素,但即使忽略这些因素,某一心理过程仍有其规律性。因此,人机类比还是可以揭示这一规律的。“问题的关键似乎在于划出从人与计算机类比得出的结论的应用范围……”所以他认为“这种局限性不应用来否定类比本身,而类比得出的结论也不应超出一定的范围”。[8]

朱宝荣指出要撇开人的心理的内在机制,忽视人的调节系统的存在,把人脑与计算机作简单类比,“试图通过计算机来全面揭示人的认知系统的内在机制显然是不可能的”,“计算机绝不能完全代替人脑的功能,而只能是作为人脑功能的一种补充。”但不能因此来否定人机类比的意义,其意义“主要不在于主张研究人内部的心理机制,而在于为研究这种机制指明了一个方向,开辟了一条新的途径”。[9]

二、人机类比学术争论的启示

有关人机类比的合理性与恰当性的学术争论自现代认知心理学诞生之日起一直没有停止过。这场学术争论也给认知心理学和心理学的研究及学科发展带来许多有益的启示。

1.人机类比引入人的心理研究的确有其局限性

首先,正如许多心理学家和学者所言,人具有生物基础和社会文化基础,人的心理活动即便是纯认知的活动都要受个体的个性气质、心理动机及当时的情绪情感制约;要受个体所处的文化环境及当时的情境的影响。个体在从事某个领域的认知和智能活动时,他不单要利用该领域的他所获得的知识和经验,还要利用相关学科的经验。而这些是使用人机类比的认知心理学目前尚难真实模拟的。

其次,就用计算机模拟人的认知活动本身而言。人脑和电脑都有对信息的记忆、存储、加工、操作和控制的能力,然而它们的性质和程度却有着天渊之别。例如,就信息的加工而言,电脑的加工是依靠电流转换而形成的高效的信息传输,它是一种串行加工(Serial processing);人脑的信息加工是依赖于神经之间的化学信号的传输,它能进行串行加工,更擅长并行加工(Parallel processing)。[10]而且人所具有的适应性、发现新问题、吸收新知识及创造发明能力则是计算机不具有的特征。另外,人的认知活动既可能是主动的。(如受自我实现动机的驱动),也可能是被动的(如为外界环境压力所迫使),还可能是二者兼有之;而计算机的认知活动主要是受动的(接受指令,执行命令或程序)。所以,计算机只能模拟人的认知的一些方面(逻辑化、程序化、符号化、理性化),不能模拟人的全部认知活动,更不用说模拟人的全部心理。

第三,这一方法缺陷的根源就在于认知心理学的哲学基础及它的理论观点同它借用的方法论之间存在不可调和的矛盾。认知理论认为可靠的知识来自于人心固有的知识概念系统,且这一知识体系能够与现实同构,而它借有的行为主义方法主张的是认识依赖于经验和经验的实证。因而,认知心理学兼哲学史上的理性主义与经验主义的对立,心理学中认知主义与行为主义的矛盾于一身。矛盾的范式(Paradigm)必然通过具体的方法(认识的方法、具体研究的方法和技术)表现出来。

2.包括现代认知心理学在内的心理学的各个学派的研究对象、研究方法、理论体系都是有一定适用范围和条件的

所以,由研究结果做出超出其适用范围的推论是错误的;而无视某一研究结果在其适用范围内的正确性的全然否定,也是不正确的。西蒙等人醉心于人工智能研究的成果,并由此推论人不是独一无二具有思维的物种,“新物种”――计算机同样具有思维。这种将计算机等同于人的观点无疑是错误的。所以他们招致许多学者和专家的批评。但如果因为人机类比有缺陷或坚持人机类比的认知心理学家把机器看成是新物种,就否定人机类比这恐怕也是不恰当的。人机类比的认知心理学研究在心理学的注意、记忆、问题解决、推理等领域所取得的一系列成果足以证明人机类比有其正确、合理的一面。

因此,在认识和评价人机类比这一方法上,我们认为,人与计算机的类比在一定范围,一定水平上揭示了人的认知过程或心理过程,较以前的研究有了突破性进展,但它对人的心理的整体性、社会性、生物性关注的不够,并且使用这一方法去综合研究人的心理的确是有一定困难的。正因为这样,来自认知心理学视角内外的诸多批评人机类比观点的学者们正在探索新的方向,其中一种可能性方向是强调认知是互动性活动,即“由相互依赖的机体与环境、有机体的历史和作为一个可适应的有机体而不是作为一个电脑的个人构成的互动性活动”,[11]它将对人际类比的方法形成一股强大的反作用力。

3.对心理学的新的学派、新的研究方法应坚持辩证和发展的观点

对于刚产生就促进了心理学研究的新学派和新方法要加以认真的分析研究,批判性的借鉴,不加分析的全盘接受和因其有不足予以否认都是不当的。正如已故心理学家朱智贤所言:“……对于心理学的一些新的学派,要从科学事实和哲学观点两方面进行检验。对新学派‘视而不见’是错误的,但盲目夸大也同样是错误的”[12]。就人机类比这一方法而言,它在一定程度上科学地揭示了人的信息加工过程,推动了心理学的研究;但类比并不等于真实,智能活动也不是人的全部心理活动,人的心理活动并非都是纯理性的。
    因此,将人机类比这一方法应用于心理学研究虽有突破,但还不足以揭示人的全部心理,它必须在自身发展的同时,结合其他方法共同推动心理学研究。

【参考文献】

[1] 乐国安.信息加工的认知心理学:西方心理学的新发展[M].北京:人民教育出版社,1989,(47-69).

[2] Minsky, M.(1998). Mind are simply what brains do [J]. Truth, 1988,vol. 2(11-18).

[3] Searle. John R.(1992). The Rediscovery of the mind. Cambridge, MA:MIT Press.

[4] Henry C. Ellis&R. Reed Hunt. (1997). Fundamentals of cognitive psychology. the Mc Graw-Hill Company, Inc.(12).

[5] 乐国安.对现代认知心理学理论问题的争论[J].自然辩证法通讯,1995,(4):68-76.

[6] 乐国安.对现代认知心理学的理论思考[A].社会学论文集[C].昆明:云南大学出版社,1989,(198-213).

[7] 乐国安.评现代认知心理学中的计算机类比[J].哲学研究,1984,(11):20-27.

[8] 王sū@①.认知心理学[M].北京:北京大学出版社,1992,23-29.

[9] 朱宝荣.现代心理学方法论研究[M].上海:华东师范大学出版社,1999,76-84.

[10] John C. Jahnke& Ronald H. Nowaczyk.(1998).Cognition[M].Prentice-Hall,Inc.(12).

[11] Noel W. Smith. (2001). Current systems in psychology: history、theory、researchers and applications[M]. Wadsworth,a division of Thomson learning,Inc.(107).

[12] 朱智贤.现代认知心理学评述[J].北京师范大学学报(社科版),1985,(3):1-6.

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      @①原字更加生