符征/李建会:联结主义与思想的构成性难题

2018-05-16 11:47 来源:《科学技术哲学研究》 作者:符征/李建会

Connectionism and Problem of the Compositionality of Thought

  作者简介:符征(1979- ),男,河南内乡人,河南大学马克思主义学院副教授,研究方向为认知哲学。开封 475001;李建会(1964- ),男,河南西峡人,北京师范大学哲学学院教授,北京师范大学价值与文化研究中心,研究方向为生物学,认知科学哲学。北京 100875

  原发信息:《科学技术哲学研究》第20175期

  内容提要:经典主义通过“思想的构成性论证”指出:联结主义表征要么缺乏构成性,要么只是经典主义的落实形式。落实的联结主义和消除的联结主义成为回应这一主张的两极。构成性质在思想中的表现和地位,是认知架构争论的焦点。

  Based on the argument of the compositionality of thought,classicists suggest that connectionism is unable to express the compositionality of thought,or is only a way of implementation of classicism,Implementationalism and Eliminative Connectionism are two extreme views to reply to it.The ways of expression,realization and status of the compositionality of thought are the focal point of the cognitive structure.

  关键词:联结主义/经典主义/思想的构成性/connectionism/classicism/the compositionality of thought

  标题注释:教育部人文社会科学青年项目“当代认知计算主义的难题与应对”(14YJC720007),2014年度河南大学“青年科研人才种子基金”(0000A40507)。

 

  经典主义认为符号运算是表述思想恰当的形式,纽厄尔(Allen Newell)和西蒙(Herbert Simon)甚至指出:“对一般智能行动来说,物理符号系统具有必要的和充分的手段。”[1]150但是兴起于1980年代的联结主义主张:认知的基础是大规模节点相互联结而形成的网络,通过设定激活传递规则、联结权重和阈值来进行运算。因为联结权重是动态变化的,因此可以通过不断训练来提高情境认知的效率,这正是经典主义缺乏的。

  联结主义把神经网络呈现出来的状态作为认知过程中的表征,这样的表征方式被称作“分布式表征(Distributed Representations)”①。所谓“分布式”是相对于符号主义的结构化表征的。欣顿(Geoffrey Hinton),麦克莱兰(James McClelland)和鲁梅哈特(David Rumelhart)指出:联结主义表征是亚符号层面的,进而规则状的和非规则状的行为都是大量亚符号演算的交互产物解释,“给定一个并行网络,条目的表征可以通过单一定位单元的活动,或通过一个大的单元组中的活动模式,在这单元组中,每个单元都为条目的一个微特征编码。只要存在着一些可以通过微特征之间的相互作用获取的基本规律性,分布式表征就是有效的。通过将每一小段知识编码为一个大的相互作用集合,就有可能获得像按内容寻址的记忆和自动概括那样的有用特性,并且能创造新的条目……”[2]338

  事实上,作为一种认知模型,联结主义确实具有很多优势,如具有自我重建功能,平顺降级,可以做条件满足运算,自动归纳功能,自主从范例中学习的能力等等。联结主义的认知架构排斥符号主义,主张认知科学进行范式转换。一大批原来立场不同的学者转而共同拥护新范式。有反对民间心理学却坚持计算主义的,如丘奇兰德(Paul.M.Churchland)和丹尼特(Daniel Dennett);有反对计算主义的,德雷福斯(Hubert Dreyfus);有反对串行机,支持并行机器的,如法曼(S.E.Fahlman)和欣顿;有坚持神经科学反对抽象理解的,如斯诺斯基(T.J.Sejnowski);有批判认知科学没有关注到整体性机制的,如拉考夫(George Lakoff)。

  联结主义对经典主义的排斥,引发了关于表征地位和认知架构的争论,争论的核心是思想内容是否具有构成(compositionality)结构。联结主义固然有其理论优势,但要想成为一种竞争性认知架构,经典主义发现它还缺乏某种对思想或精神表征整体性的处理。

  一 思想的构成性论证

  福多(Jerry Fodor)曾宣称思想语言假说是“城里唯一的游戏”,它是在行为主义被抛弃之后最成功的综合性假说,其真实性建立在最好的科学理论成功的基础上。面对联结主义的挑战,福多和派利夏恩(Zenon Pylyshyn)(下称F&P)发表了《联结主义和认知架构:一种批判性分析(Connectionism and Cognitive Architecture:a Critical Analysis)》,对联结主义表征的局限性进行猛烈的批判。

  F&P认为,根据已知的心理事实可以归纳出,一个合理的认知架构必须坚持的四种基本特征:(1)语言能力的产生性(productivity)。产生性也就是乔姆斯基所说的生产性(generative),即构成语言的能力原则上允许我们,在有穷的刺激下产生无穷的语句。这是一种心理学事实。从方法论来说,产生性系统允许从有穷集合开始构造无穷对象;而且可以将计算方法的问题,与解决问题的资源因素区分开来。(2)语言能力的系统性。即产生/理解某种语句的能力,本质上与产生/理解另外的语句的能力是相关的。如自反性。当我说道“约翰爱着那个女孩”的时候,能够立即想到/明白“那个女孩爱着约翰”。这种关系可以扩展到n个对象之间。很难相信,一个有认知能力的人知道“约翰爱玛丽”,却不知道“玛丽爱约翰”。(3)语言能力的组合性。“具有系统性联系的思想在语义上也是相关的,因为相关的思想似乎由同样的语义元素构成。”[3]即用来解释语法的东西,同样可以解释语义,二者是平行的。比如“约翰爱玛丽”和“玛丽爱约翰”两个句子意义的不同,来源于词项分配结构的不同。系统相关的语句是由同样语法成分所构成的,构成结构类似的事实,解释了系统连接语句之间的语义相关性。只有在这种程度上,分享的成分的语义性质才是语境独立的。(4)推理的系统性。即做出某种推论的能力,原则上与做出其它的推理的能力密切相关。比如能从A&B推理出A和B,然后当A&B&C出现的时候,认知者自然可以推论出A,B和C。这说明推论能力是集体出现的。这四个特征综合起来被称作“思想的构成性(the compositionality of thought)”假说。

  在此基础上,F&P对联结主义做出以下论证:

  (1)认知必然包含表征状态和因果运算,认知的领域和范围就是这些状态;因此,任何科学的充分解释应当承认这些状态和过程。

  (2)以这种方式构造的高阶认知(尤其是,具有命题内容的思想和思考),具有某种有意义的经验的性质:尤其是,它是一种本质的定律,认知能力具有产生性,系统性和推论一致性。

  (3)因此,任何认知模型的建构只有保证上述特征,才是科学上充分的。这样,才能以科学上相关的和所要求的意义上,成为一种定律。

  (4)保证系统性等的唯一方式是包含一个“心智的计算理论”为真的表征系统(经典框架必然满足“心智的计算理论”)。

  (5)联结主义的模型要么满足“心智的计算理论”,要么不满足。

  (6)如果满足,则联结主义只是经典主义的一种落实方式,并没有提供新内容。

  (7)如果不满足,则联结主义经验上是错误的。

  (8)因此,联结主义要么是一种落实方式,要么是一种经验上错误的认知建构理论。[4]

  这一论证强调:经典主义主张的“思想的构成性”,才是使建构保持认知规则的法则学必然性的唯一方式,而联结主义所谓的“优于经典主义”的地方恰恰是其违背认知规则的地方。

  联结主义者总是认为:经典主义相对于联结主义是一种落后的科学纲领。但F&P的论证却试图说明:联结主义反而是一种有严重缺陷的纲领,除非它被融入经典主义,否则它甚至不能宣称为一种“合法”的纲领。这引起了联结主义阵营的巨大震动,在认知哲学界产生了强烈反响。

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(责任编辑:李秀伟)
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