Simon与认知科学研究演讲稿(2)

　　下面谈一下认知科学。我们在座的老师和同学对于认知科学都非常熟悉，而且也知道这方面近些年也有很多进展，在细节方面我就不展开来谈了。其实我们面临着非常巨大的挑战，就是要研究心智问题，但是我们又看不见它到底是怎么运作的。所以我在这里提出来，我们不揭开天灵盖，如何发现脑在怎样工作，事实上我们揭开了天灵盖又能怎么样，其实还是不知道是怎么做的。所以典型的是把人类的心智视为一个黑箱。这方面从认知心理学角度进行心智的研究，主要是两大取向，一个是信息加工的取向，刚刚史忠植老师做了很好的介绍，另外一个是联结主义的取向。

　　前面也放了一些模型，我也提前看到了钟老师的PPT，也还会有更多的模型，我们这里放的是心理学家绘制的人类信息加工系统的框图。大家可以看到对我们人类信息加工方面的机制，我们比过去有了更多的了解，也有了我们进行研究的一些思路，但是在很大程度上，我们也可以认为我们现在只不过是把原来的一个大黑箱给它砸开了，变成了N个小黑箱，而且这些黑箱之间是怎么连接的，他们之间的关系我们还是不清楚，所以我们现在不能说我们已经把黑箱变成了灰箱，更不能说已经变成了白箱。下一步到底该怎么做，我这里跟大家分享一些思考。

　　首先一点是，现在非常热，研究者投入得非常多，而且是从不同学科的背景，大家都来开展的研究，就是认知神经科学的研究。认知神经科学主要关心的问题是，心智和大脑的关系。我们的大脑怎么样支持我们开展如此复杂的心智活动。这方面有很多的技术，而且这些技术还在不断的发展过程中，为我们提供了很好的工具。

　　另一方面，我们必须考虑到的一个研究中的重要的问题，就是我们人是在社会和自然场景中开展的认知活动，所以我们不能忽视这一方面。

　　这里我要引用Simon自己的观点，现在重新温习还是很有启发。Simon提出：

　　任何科学理论的最有利的支柱，就是对观察到的事实能够进行解释。同时任何科学理论必然会面临一种可能性，就是后来的人能够对这个事实给出更好的解释。心理学和其他学科一样，它的理论只能够接近真理，而不可能达到绝对真理。

　　在心理学中发现规律是很困难的，主要是由于研究对象本身的复杂性，而不是由于缺乏某种仪器设备造成的。其中一个困难，是我们所研究的人类机体总处于一定的环境之中，而且适应性又很强。这在前面专家中也提及了。人的行为既决定于机体本身，同时又是适应环境的结果。另一个困难，是人与人之间有个别差异，这就造成了研究结果的不确定性。

　　自然科学的中心任务是化令人惊奇的事物为易于理解的常情：它要表明，如果正确地看待，复杂性不过是遮蔽着简单性的外表;它要发现隐藏在表面的混乱状况之后的规整模式。一个人，若视作行为系统，是很简单的。他的行为随时间而表现出的表面复杂性主要是他所处环境的复杂性的反映。

　　一个思想着的人是一个适应系统，人的目标确定了他的内部环境与外部环境的界面。后着包括他的记忆库。由于他的适应性很强，他的行为所反映的是外部环境(就他的目标而言)的特征，只揭示了一点点的内部环境(使人能够思想的生理机制)的限制性。

　　人或至少人的智力要素也许是比较简单的，人的行为的复杂性也许大半来自于环境，来自人对优秀设计的搜索。因此，在相当大程度上，要研究人类便要研究设计科学。它不仅是技术教育的专业要素，也是每个知书识字人的核心学科。一个组织或者一个社会的成员(计划就是为他们做的)，不是被动的工具，他们自身也是设计者，他们也要设法实现他们自己的目标。社会计划过程就是计划者和他们试图影响其行为的人之间的博弈。计划者每走一步(如实现计划)，受其影响的人也随之改变自己的行为，以在变化的环境中实现自己的目标。

　　所以，我们只描述机体本身是不够的，还要研究机体与周围环境的关系。

　　因此，关于心理行为复杂的原因，到底是脑复杂，还是因为我们环境的复杂?大家从Simon的观点其实可以做出一定的判断。因此，分布式认知就显得特别的重要。我们的认知现象其实是在认知主体和环境间分布的，这是它的本质。认知既分布于个体内与个体间，也分布于媒介、环境、文化、社会和时间的认知中。我们人的内部认知系统的加工和表征，其实已经一直延续到了外部世界中的加工和表征。

　　对于这个我曾经在2004年在一个《华人心理学报》期刊上发表过一篇文章，提出了三要素相互作用模型，试图把心理学研究人的认知加工中最重要的加工、表征和控制这三个因素综合考虑进来，里面借用了我们的太极图，认为所有要素它们是交融在一起的。

　　基于这个框架，我们的研究内容也可以简单地绘制一下。如果研究监控，就要研究策略、语言认知和决策;研究表征包括外部表征的研究和内部表征的研究;而研究加工的话，自下而上和自上而下的研究都要进行。

　　另外还要提及的是在清华大学计算机系胡事民教授牵头的973项目中，我们也提出了一个模型，感知、记忆和判断的认知计算模型。今天在这里也与大家提及，是希望看能不能对未来的研究有一定的意义。这个模型最重要的就是把认知过程中的感知、记忆和判断与计算机建模中的分析、建模和决策一一对应起来，提出了模块、通路，也包括一些具体的假设。

　　小结一下，我们从白箱去看黑箱进行了很多很多的努力，这里面有很多过去研究的一个积淀，也有很多新的研究者的努力和探索。目前我们现在不能说这个黑箱已经在多大程度上开始变得透明化，我们能看得清了，但是我们比过去更具有信心，而且希望能在新的技术的支持下我们取得更多的进展。

　　在各种各样的现代科学技术中，特别要提及的就是现在蓬勃发展的脑与认知科学研究。脑科学是未来的重要生长点，它标志着我们从探索外部世界开始转向探索我们人类自身的奥秘，这是非常重要的一个转折。有越来越多的科学家到这个领域开展研究，试图从基因、脑、行为认知的角度，从多学科、多层次的高度交叉和综合的角度来研究人脑的高级认知功能及其神经机制。所以可以说，我们现在已经逐步进入到了读脑的时代。　　而会聚技术，我也相信会对与我们每个在座的人以及所有人密切相关的一些方面做出重大的促进。这包括外部的环境，外部包括集体和个体，以及我们内部的短期的和长期的一些方面。心理学、计算机科学和各种学科的综合交叉，我们一起努力，应该能有新的进展。

　　将心理学的重大基础研究与国家的重大需求结合起来，解决我国在21世纪从大国走向强国将面临的脑与认知、人口与健康、社会与经济发展中的各种难题和瓶颈，是我们的战略目标。这里面包括阐明智力与思维的脑机制，延缓衰老，防止各种神经和精神性疾病，以及我们能够发展出具有脑风格的人工智能和神经计算系统，以及老龄化、儿童教育等等方面的问题。

　　据说今年也许明年就会推出中国的脑计划。这个中国脑计划在座的所有老师、同学可能在不同场合都有所了解，就是“一体两翼”，大家可以看到脑认知原理是非常重要的基础，我们最终服务的目标是人口健康与和谐社会，以及产业发展与国家安全。

　　另外，在IBM公司组织的一次研讨会上，我用这张图做了一个结束，这张图也反映了我对整个领域的认识。要研究认知计算，我们毫无疑问要研究人脑的机理，同时神经生理学、认知心理学、计算建模的结合，加上充分利用好大数据，我们有可能真正实现认知计算机。