文章收藏 / 学习资料 · 2010年12月19号 0

盲人如何“看”路?——从知觉缺失情况看认知问题

摘要: 通过对盲人看路现象的分析,揭示了在知觉缺失状态下人类认知中的领域特殊性问题,并根据福多的心理模块理论探讨了心理表征形成的条件与限制。根据对“图林测试”与“汉语屋”实验的再思考,分析了心理内容的表征问题以及句法与语义之间的结合问题,进而探讨了心理计算理论的结构问题,在此基础上详细剖析了概念性经验与非概念性经验的表征特点,并分析了思想语言假设在解释心理表征中存在的问题。

关键词:知觉缺失,认知,领域特殊性概念性经验

当代人工智能研究以及认识论研究大多是基于对正常人的正常知觉状态下的认知研究。然而,由于人类大脑工作机制的极度复杂性,使得我们对人脑内部的工作机理始终无法获得准确的把握。如何突破这种黑箱陷阱呢?一般说来,当一个正常人的知觉器官都处于完好运转状态的时候,我们无法从整体的输入—输出中,准确地区分出哪个功能是哪个部位发出的,如果通过观察一个患有知觉缺失症病人的输入、输出状态,与正常人的输入、输出进行比较,则能够极大地帮助我们进行这种区分与探究。为此,本文试图通过对盲人看路过程的分析,阐述如下三个问题:首先,人类的认识是领域特殊与领域一般的联合作用;其次,“图林测试”与“汉语屋”的矛盾揭示出认知表征过程中的思想语言的句法结构依赖问题;第三,人工智能在建构人类认知的解释模式中存在的缺陷。

心理模块、领域特殊性与转换器的功能主义解释

在日常生活中,我们常常能够看到盲人用木棍探路的情况,盲人通过木棍的探测,把路面的信息通过手的感觉传达到大脑,进而做出下一步行走路线的推理与判断,一般来说,这个行动过程与正常人相比慢了许多。另外,我们还知道,通常情况下盲人的听觉特别灵敏,因此在行走过程中,他时刻在用敏锐的耳朵接收道路周围传来的听觉信息,以此来辅助手杖的探路行为。在这个过程中,盲人的看路行为得到了相关感觉器官的支援。现在的问题是,在这种探测的过程中,在盲人的脑中发生了什么?关于这个过程有很多不同的理论解释,相比较而言,笔者更愿意借用?福多心理模块理论来对这个过程进行解释与分析。

1983年美国哲学家福多(J.Fodor)提出了心理模块理论,他认为人类心理过程按照功能可以分三类,分别是传感器、输入系统中枢系统,输入信息流会依次接触到这些机制。而输入系统的功能就是“让信息进入到中枢加工器;输入系统通过对心理表征的编码来为中枢机制提供操作范围,它们是传感器的输出与中枢认知机制之间的中介。”[1]输入系统就是一种模块。对于这种模块的特性,福多提出了它的七大特性,本文更感兴趣的特性只有两个:输入系统的范围特异性和输入加工的信息封装特性,这两种特性能够很好地说明知觉缺失状态下的认知过程。输入系统的范围特异性,把先天论的观点重新带回到认识论和认知的研究中。福多的证据是哈斯金斯的影响语音分析的知觉系统具有范围特异性。其实,我们可以随意举出很多常见的例子,比如人类的耳朵只对声音刺激发生作用,而对色彩不发生作用。换言之, “特殊的系统完成特殊的任务。最明显的情境是当你有一个计算怪异范围的机制,并且通过独立原则将其模块化了;范围的怪异性使加工的模块合理化,而加工的模块性朝着如何解释怪异范围的高效计算迈进了一步。”[2]其实,模块的范围特异性很好理解,比如各种白痴天才,他们有一些输入模块出现了问题,而另一些模块异常发达,如在音乐方面、美术方面等,正是这些特别发达的模块造就了各类怪异的天才。另外,神经生理学家、心理学家、医生等都在各自领域发现了领域特殊性问题。最近,英国埃默.福德等人把有关这一主题的近期研究论文汇编为一本书:《脑与心智的范畴特异性》(2002年,英文版),在这部书中,通过对一些特殊病人的研究雄辩地揭示了领域特殊性的存在,并探讨了各种相关的理论和模型。他们的总的观点是:“领域特殊性理论取向假定,认知不是被一套能够处理任何认知问题的通用计算机制所调控;相反,心理是由一组专门化的加工系统所构成,每个加工系统都适用于分析某种特定类型的信息。”[3]而且这种领域特殊性是先天的,是人类在漫长进化过程中形成的。联想到语言学家乔姆斯基1965年提出的语言能力/语言表现的区分,已经在认识论中重新复活了一种先天论的观点。现在越来越多的证据表明人是有先天能力的,这从心理学家卡米洛夫-史密斯的研究中也已经得到证明。福多理论存在的问题是,如果各个特殊模块都是范围完全特异的,那么,模块之间进行交流与补偿的可能性也就不复存在了,所有输入模块都成了相互毫无联系的认知孤岛,而这种推论结果与对人类发生的实际行为的观察结果不符。至少在盲人探路的过程中我们发现一些原本各司其职的输入模块之间的相互支援意识。

结合盲人探路的案例,我们可以合理地追问,如果人类认识中存在范围特异的模块,而且相互之间是封闭的,那么对于盲人来说,看路还如何可能?在这里我们需要对盲人进行一些简单的分类:第一类生来就是盲人;第二类,由于后天原因导致失明。对于第一类盲人来说,他的视觉输入系统在出生时就出现了故障,从来就不曾正常工作过,按照福多的心理模块理论,这个盲人将永远无法“看”到路,因为没有相应的“语义记忆”的存储。而且由于各个输入系统各司其职,盲人“看”将成为不可能的行为。然而实际的情况并不是这样,盲人通过其他心理模块的替代性工作,比如触觉与听觉的协作完成了“看”路的过程,并且在这个过程中,盲人的触觉与听觉在“看”路的过程中两种输入模块的功能还得到了一定程度的加强。对于第二类盲人,由于曾经有过真正“看”的经历,所以即使是在视觉输入模块出现故障的情况下,他依据残存的记忆(语义记忆),并通过其他感觉模块的帮助,依然可以完成对路的“看”的行为。两类盲人所不同的是:先天盲人的“看”没有背景知识的渗透,而对于后天致盲的人来说,他的视觉模块虽然无法工作了,然而,在出现故障的模块内部仍然留有先前看的经验,通过其他感觉器官的协同,他“看”到了路,并且能够想象其间的差别,对于先天盲人来说这是不可能的。目前,神经心理学关于范畴特异性的标准解释是“感觉/功能”理论,在这种理论看来,范畴特异性缺失的发生是因为不同范畴的物体需要不同类型的信息。感觉信息在区分生物时起主要作用而功能信息在区分非生物中起主要作用。对于盲人来说,这两种信息的获得都处于不完善状态,尤其是视觉感觉信息更是完全缺失,因此盲人的表征过程与语义获得过程就更加困难。

就视觉而言,福多认为它的输入系统可能包括:“颜色知觉机制、形状分析机制以及对三维空间关系进行分析的机制。它也可能还包括与视觉对身体运动的引导或者识别同类的面孔有关的、非常精细的,而且具有任务特异性的高级系统。”[4]现在的问题是,通过对知觉缺失症患者的观察,已经能够证明模块并不像福多所说的是完全范围特异的、独立的结构,而是存在着模块之间的一定程度的功能补偿作用。但是这种补偿的功能是有限的,换言之,假定福多关于视觉模块构成的分析是正确的,那么,由于知觉的缺失,有些功能也是无法完全补偿的。如先天盲人,无论怎样努力也无法形成关于颜色的知觉,不过,他可以通过触觉来感知外界物体的形状,能够对部分物体的三维空间形式尝试着进行分析与建构,但不能保证准确地确定三维空间形象,盲人摸象的故事也能间接证明这种三维空间形象的判断补偿程度。另外,需要补充的是,由于视觉知觉的缺失,盲人无法形成有效的深度知觉,深度知觉的一个重要的功能就是借助于它,我们能够对距离进行判断与计算,比如根据迎面开来的汽车的距离以及速度来判断我们是否可以安全通过马路,没有这种知觉,就无法形成相关的判断与计算。目前心理学的实验已经充分证明这点,如Farah的实验揭示出:“由于皮层损伤而造成的视觉功能缺陷会导致相应的意象功能缺陷,颜色知觉的丧失将会导致颜色意象的丧失,明显丧失颜色知觉的病人在被要求想象颜色的实验中同样表现糟糕。”[5]

现代的人工智能研究与认知心理学通常把人类大脑内部的信息加工过程理解为一种计算过程,在这种计算框架预设下,我们来看一下视觉信息加工的路径。最近的心理学研究表明:“视觉信息加工的腹侧化通路由V1-V2-V3-V4-下颞叶逐级传递和加工视觉对象的精细结构分析(识别)。与此并行的视知觉信息加工的背侧通路由V1-V2-V3-V5下顶叶皮层组成,完成空间定位和物体运动知觉功能。”[6] 在这个视知觉运行实验研究基础上,我们再来从模块角度来思考视觉加工过程。福多并没有对模块的信息加工过程进行过多的阐释,那么我们可以把模块的信息加工过程分为如下四个步骤:感觉编码、觉醒激活、门控作用和感觉记忆,这里需要解释的是门控作用,从理论上讲,感觉意识和感觉门控之间有密切的交互作用:“一方面,门控过程通过控制、选择和强化某些感觉信息来调节感觉意识的正常操作及其编码的绩效,而另一方面门控过程的启动、分配与转移也受到感觉意识编码的直接影响。”[7] 从这个流程来看,模块在感觉意识形成过程中的作用就是,对特定输入信息进行初步编码,过滤掉干扰信息。这些经过挑选的信息被编码形成经验,而经验都具有概念性能力,只有形成概念,把信息符号化才是可能的,进而中枢系统的计算加工才能得以完成,这些能力通过表征反映出来。对于盲人来说,由于视觉模块的故障,无法形成有效的编码、激活、门控和感觉记忆,因此,每次“看”路对于盲人来说都是全新的过程,他缺乏能转变为概念化的经验的感觉构件,这样一来,在模块内部发生的表征与推理都存在问题,换言之与视觉经验有关的计算过程无法有效形成以及贯通。现在的问题是,模块在福多那里仿佛只是一种功能装置,至于它如何发挥作用的,福多并没有给出有力的说明。相反,同期的加拿大认知科学家派利夏恩对此进行了有益的探索,他提出了转换器的概念,通过对转换器概念提出各种约定,在此基础上解决了概念表征的前期准备工作。现在的问题是对转换器概念需要进行一些梳理。

派利夏恩对转换器的描述主要是基于功能层面的,它在大脑中的具体存在形态,派利夏恩并没有给予具体的描述,在此笔者愿意相信在本体的层面,转换器和福多的模块是相同的,这也是未来神经生理学的研究任务,本文不过多纠缠于这方面。从功能角度来说,在派利夏恩看来:“一个典型的转换器的功能只是以某种一致的方式将物理的事件从一种形式转换或映满另一种形式。……通过将环境的物理状态的某些类映满一个与计算有关的装置,该转换器完成了一个相当特殊的转化:将与计算有关的任意物理事件转换为计算事件。”[8] 实质就在于把某些非符号的物理事件转变为某些符号系统的操作。其实,这是通过把人脑与计算机的计算功能进行类比的一种强等价的做法。关于强等价的做法总是存在一种超外延的可能性,这有些类似于归纳法面临的情况。在此基础上存在两个很大的疑问:首先,人脑与计算机的强等价是否是外延相同的?其次,是否存在一些无法转换的物理事件?在回答这两个问题之前还是要把派利夏恩关于转换器的一些约束条件进行一些必要的梳理。在他看来,转换器要满足如下三个条件:1转换器执行的功能是原始的,并且其本身是非符号的;2转换器是独立于认知系统运行的一个受刺激约束的部件;3转换器的行为被描述为从物理事件到符号的函数。在次基础上,转换器具有如下几个特点:首先,转换器功能是非符号的,这个特点决定了它在认知形成过程中所处的原始位置,在转换为符号之前,它自身是非符号的,体现了功能建构的主张。其次,转换器的输入必须在物理学语言中表述。这个强制性约束保证了对人类认知的强自然化路径,它的基础是人与世界之间发生的现象都是可以用物理语言或其它自然科学语言来表达的,如果不能用物理学语言表达只有一种情况,即这门学科发展还不完善。之所以这样要求,在派利夏恩看来是因为:“如果我们不认同这一标准,那么我们不大有希望系统地将行为与物理世界的性质联系起来。”[9] 至此,我们了解了转换器在认知过程中发挥作用的解释模式:从物理事件到符号的一个功能。之所以强调转换器对物理语言的依赖,是由于目前物理学提供了描述物理世界的最普遍和最成功的概念,在这个基础上表征才是可能的。问题是,有没有物理语言无法描述的认知事件?如果有,派利夏恩的观点就是存在缺陷的。回到本文盲人看路的话题,通过福多的模块理论我们能够初步确定视觉认知模块具有领域特殊性,而借用转换器假设,我们可以推测,由于视觉刺激的复杂性,转换器可以转换的只能是那些可以用物理语言描述的性质,如物体的长、宽、高等,物理语言描述得越简单,这些性质就越容易被转化为数字符号,我们称这类指标的转化率高,反之,越不容易用物理语言描述的性质,刺激的转化率就比较低,如颜色等,这点很容易在日常生活中见到,如一个有经验的油漆工人可以分辨出几十种红色之间的细微差别,而普通人对红色的描述要模糊得多,这是因为当我们把颜色转换成光波的频率时,频率之间的差别感觉器官很难区别。对于盲人来说,由于模块本身出了问题,相应的转换器功能就无法正常工作,因此,具体视觉的刺激的转换无法有效形成,只有通过其他感觉器官的补偿性替代来完成对路面的转化。由此看来,模块与转化器是同一器官的两个功能侧面。至于前面第一个问题,本文认为计算机与人脑的强等价假设是一种超外延假设,不过,这种超外延对于理解人类的认知还是有启发意义的。现在的问题是被转化的符号如何获得意义,如果无法形成心理表征的意义,那么盲人看路过程就是失败的。