丘奇兰德的神经哲学思想
作者: 丘奇兰德 / 1582次阅读 时间: 2018年4月12日
来源: 《科学技术哲学研究》 标签: 功能主义 民间心理学 丘奇兰德 神经哲学
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丘奇兰德神经哲学思想心理学空间DRl5x)_

《科学技术哲学研究》 , 2011 , 28 (6) :47-51

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作者 符征 , 李建会

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【摘要】在当代心灵哲学的讨论中,丘奇 兰德的取消唯物主义可以说是独树一帜。在对民间心理学功能主义批判的基础上,丘奇兰德提出了神经哲学作为替代当前心灵哲学讨论的新框架:它反对民间心理 学来捍卫物理主义,反对计算主义来捍卫联结主义,反对功能主义来建构还原式神经哲学,并通过知觉的可塑性理论为神经哲学的合理性辩护。尤其是他强调哲学解 释要与最新的科学进展相结合,这为其理论提供相当有利的支持,从而使"神经哲学"成为心灵哲学讨论中不可忽视的一个派别。但是它又排斥当前流行的哲学话 语,在神经科学还并未取代民间心理学的今天,丘奇兰德的主张更多的是一种预测或猜想。心理学空间0l%k#`WGdBQ

p2VksU:^ZO#A ni0关键词:民间心理学 神经哲学 功能主义

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一 导言心理学空间D WvRKry%W

"eRl)eLLik0在对心-身问题的讨论中,丘奇兰德(Paul M. Churchland)的取消论(eliminativism)唯物主义提出了一种独特的主张。他说:“取消式唯物主义即这一论题:我们关于心理现象的常识观念所构成的是一个完全虚假的理论,它存在着根本的缺陷,因此无论它的基本原理还是它的本体论都将被完备的神经科学所取代,而不是被神经科学平稳地还原。我们的相互理解乃至我们的内省都可以在成熟的神经科学的概念框架内重新构建,与之所取代的民间心理学(Folk Psychology)相比,我们可以期待神经科学有大得多的威力,而且在一般意义的物理科学范围内事实上更加完整。”[1]丘奇兰德强调,心-身问题在哲学上长期得不到解决的根源,并不是哲学家们总是给出错误的回答,而是他们一开始就问错了问题——几千年来哲学家们总是用所谓的“民间心理学”理论来描述、解释心-身现象,这种古老的理论因为严重的缺乏成果而成为一种退化的理论范式,从而必须从当前的哲学话语中排除出去。丘奇兰德明确提出要用神经科学完备的理论取代“民间心理学”,并把这一思想称为“神经哲学(neurophilosoph)”的立场。那么神经哲学必须回答的问题是:(1)神经科学成为替代理论是何以可能的?(2)神经哲学如何为心-身问题提供更合理的解释呢?对于问题(1),丘奇兰德论证道:认识具有可塑性,随着我们对神经系统认识的逐渐深入,我们就能采用神经科学的概念框架来解释知觉特征;并且神经科学比表征-计算的认知进路更能如实反映神经-心理活动的真实状态,因而是当前可利用的最合理的理论。对于问题(2)丘奇兰德提出,有望建立一种神经计算的观点,来系统说明有关哲学的疑难。心理学空间!x|M2y8K0n{*L

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二 知觉的可塑性

)wSt\z1@b9|IA&^0知觉的可塑性理论是“神经哲学”的前提。可塑性(plasticity)一般是指由于经验等因素引起的生命机体结构或功能的改变。神经发展心理学认为:“可塑性是中枢神经系统的重要特性,即在形态结构和功能活动上的可修饰性,可理解为中枢神经系统因适应机体内外环境变化而发生的结构与功能的变化。脑的可塑性是指在人的一生中,脑能够改变其组织与功能的特性,它是脑组织的基本特征。脑的发展是基因以及从环境中输入的刺激等多个方面动态地相互作用的过程。在这个复杂的动态系统中,有机体逐渐适应偶然的输入,满足学习环境的需要,这一适应的过程即可塑性过程。”[2]

T-uj j%_F&_p0丘奇兰德没有专注于知觉可塑性的神经科学细节,而是从认识论的角度进行规范性说明。关于知觉,早期的逻辑经验主义者强调知觉在不同主体间的客观性和可证实性,这必然要求对知觉的语言描述要直接、准确,而知觉概念必须稳定且清晰。与塞拉斯(Sellars)和蒯因(Quine)一样,丘奇兰德也是从对逻辑经验主义的批评出发,来强调认识的理论性质和经验性质是一致的。丘奇兰德认为:“知觉就是对于包含在我们的感觉状态中的自然信息的概念开发(conceptual exploitation)。”[3]8所谓的“概念开发”,体现出感觉状态是动态的,是不断更新的。经验中那些稳定的内容,也是处于缓慢流动过程中的。“构成我们常识概念架构(conceptual framework)的那些原理和假定网络,与任何显然的理论系统一样是纯粹理论的和人为的。如果人们从适当长远的观点看,它甚至展示出流动性。另一方面,全部理论都证明在本质上不是附属的,凭其自身就是潜在自主的架构。……所以,看起来所有知识(甚至是知觉知识)都是理论的知识,根本不存在诸如非理论理解的东西。”[3]2

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这样在关于认识的理论信念和知觉信念之间,就建立起一种密切的依赖关系:知觉信念的集合是理论信念集合的子集。也就是说,知觉判断的关键因素是背景理论(概念架构),知觉判断的话语恰恰是根据背景理论的术语表达的。所以,知觉的可塑性来自于理论的迁移性。当用来表述知觉或与知觉相关的对象的理论发生重大的变化时,我们的知觉内容将也会随着发生严重的变化。因而“很大程度上,我们当前的概念开发模式不是根植于我们知觉环境的本性,也不是根植于我们心理学的内在特征,而是根植于我们日常语言的结构和内容,根植于每个儿童掌握这种语言的规范用法的过程。……在长期演化过程中,我们目前的概念架构只是出于最近的阶段。”[3]9那么为当前的知觉概念架构提供支撑的基础理论应该是什么呢?作为一个坚定的科学实在论者,丘奇兰德认为最强有力的理论背景(或概念架构)是科学,也即现代物理理论的概念架构。科学的概念架构具有无可争议的巨大效力,并且它作为实在的系统表征的资格也是无与伦比的。科学的概念架构将最终影响并决定我们对实在世界的知觉,以及对这种知觉的说明。

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三 对认知-计算观点的批评心理学空间"{w:d6Es t

y"q]2{ y2oJ0认知可计算主义的基本假设是:对思维最恰当的理解是将其视为心智中的表征结构,以及在这些结构上进行操作的计算程序,即通常的“表征-计算进路”。这种进路被称做“由上而下式”的研究,即首先看智能生物能做什么,然后再考虑产生这种结果的内在机制。隐藏在这种进路背后的哲学思想是典型的功能主义。

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丘奇兰德将这种研究进路称做“反脑进路(brain-averse approach)”[4]。“反脑进路”的核心假设是“多重实现”,即假设认知状态是认知系统的一种功能,可以独立于任意特殊的硬件实现(implementation)。关键是,这种进路认为将心理学还原为神经科学是不可能的,“因为:(i)相关的功能可以潜在无限多的方式被计算,而并非仅仅以人类碰巧计算它的方式,而且(ii)这些不同的计算程序可以实现于潜在地无限多的不同物理基础,而不仅仅是实现于特殊的人类生物基础。相应地,将民间心理学的范畴还原为,特殊的人脑活动程序和机制,就会将那种计算的典型功能的无限多的其他实现方式,排除在真正认知行为者的领域之外。”[5]24总之这种进路自成一体,完全不考虑诸如脑解剖学、脑生理学和生物化学这样的低层次科学的实际情况,因而“反脑进路”坚持认为神经科学很大程度上与心灵如何表征的问题无关。心理学空间(J7FFb~&t2XS"}R

4F;u|,O-z0J0丘奇兰德认为,从神经科学的角度来看,这种进路有着很大的局限性。首先,从实现的效率方面,图灵机计算解释不符合大脑的真实状态。计算机在认知模拟中的每次进步,都要求记忆能力、计算速度和程序复杂性方面的资源按指数法则增加。一个生物脑能够在不到一秒钟的时间里完成的事情,一个编程机器要花上数分钟甚至数小时。即使记忆的容量可以充分的大,能够应对真实认知可能遇到的全部偶然性经验,从这么丰富的记忆中提取全部并且仅仅提取当下相关信息的原则上的可行方式,也是完全难以捉摸的。所以,当前的计算机工作效率远远不能适应于解决认知问题。心理学空间 ?P:}w8Kav

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其次,从智能的表现形式方面,句法结构假设不符合除人之外的其他生物智能的事实。因为计算-表征的还原方式,假定了语言的句法结构是认知的唯一特征。这种假说是从人对语言的反思和运用中总结出来的。显然,地球上,除了人之外的其他生物体,是如此普遍地无法学会对这些语言结构进行任何有意义的把握。这应当意味着,这些其他生物体的基本认知方式,差不多肯定具有非语言形式的性质。丘奇兰德坚持,认为人类认知在其基本性质上就是语言形式,是一种错觉。“无论如何,人脑在其微观解剖学方面与其他哺乳动物大脑只有少许差异:我们都是地球之进化大树的同一个树枝上的邻近的末梢。”[5]26因此,以语言为实体的计算-表征还原是站不住脚的。

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第三,多重实现性不能否定理论间的还原。多重实现论证试图说明,物理基础并不对上层功能产生影响,真正对功能起作用的是计算程序,所以多重实现否定了智能向物理基础的直接还原。丘奇兰德认为,这种设想不符合物理事实,比如声音现象是可以多重实现的,可以在大气中、在液体中、在固体中等,但都可以将声音还原到其物理基础——声波。所以“多重实现”论证显然是有缺陷的,因为它忽略了这些明显的还原可能性。

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5N5n ph+~yN1r0最后,丘奇兰德提出有两个低层次理论,来说明作为知觉意识向下还原的可能性。第一个是非平衡热力学。认知现象是热力学理论的一个事例。“特别是,一个在世界中学习的生物体,是一个利用它已经拥有的低熵内部结构或者信息的生物体,它是以这样的方式来利用这种结构或者信息的,即如果这个生物体的环境中存在含有丰富信息的能量流动,它通常就以逐渐改变大脑结构的形式吸收额外的载有其环境信息的结构。”[5]30另外一个是关于认知的矢量-矩阵解释。这正是下面要讨论的内容。在这两种解释的基础上,丘奇兰德认为,为功能主义宣言中的“多重实现”论证不仅仅是天真的,事实上,“它几乎无疑是错误的”[5]32。

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鉴于“多重实现”原则的理论困难,丘奇兰德坚持心理活动只能在大脑的基础上显现。那么心理活动在大脑中的显现机制是什么呢?丘奇兰德提出了一种在神经元活动基础上的“自下而上式”方法来回答。心理学空间*Lj+Jy$b0m

"{w e,`X6h,C0四 一种神经计算的观点

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鉴于以往对心理的研究“在哲学和神经科学之间画错了边界”[6],因此丘奇兰德提出了“神经哲学(Neurophilosophy)”的新思想。鉴于经典计算主义影响力减退,而认知神经科学和联结主义已经取得令人瞩目的理论进展和实验结果,丘奇兰德提出:根据当前认知科学的普遍观点,认知活动最终来说只是神经系统的活动。这种方法论的信念是:如果我们着手去了解神经元,尤其是神经元系统的物理性、化学性、电学性以及发展过程,并且了解其互相控制与控制行为的方式,则最终能够了解神经系统的秘密。丘奇兰德设想,新的解释理论的核心是关于认知的矢量-矩阵解释,“这种解释将体现于大量专有神经元之中的短暂的激活矢量看做是短暂表征的基本模式;它将出自突触联结干预矩阵的矢量到矢量的转换看做是对那些表征的基本计算模式;它将特殊的加权突触联结构造看做是一般或背景知识的基本模式;它还将那些正在进行的加权突触联结的值的调整看做是学习的最基本模式。”[7]456下面将根据《认知神经生物学中的某些简化策略》一文,讨论神经哲学的一些主要的主张。

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;~#H1P ZJ4Y%ic @0(一)脑对世界的矢量表

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syxv"|0神经哲学的首要问题是说明主观意识内容是如何实现的,即心理表征的机制。在神经科学研究的基础上,丘奇兰德力图首先对那些呈现于意识中的、主观可辨别、而“客观上不可描绘的”感觉特性进行简化并表达。这种简化和表达的核心思想是:建立“颜色感觉状态空间”来表征具体的视觉对象。根据物理学,我们视觉中的“颜色”感觉特性自行排列在一个连续统中,其物质基础是光子震动的连续的频率谱系。根据神经科学,人的视网膜中有三种不同类型的对颜色敏感的细胞,称为椎体(cone),每种类型都对某种特定的光波频率有敏感性:长波频率、中波频率和短波频率。于是,对某种特定的颜色感受,如果可以将感应细胞的反应强度记录下来,就会得到一个特殊的编码代表向量(S1,S2,S3)。从几何学来说,对于每种可能的人类视觉,都存在唯一的向量与之对应。即任何一种特殊的味觉,可以看做一个三维的“视觉空间”中的一个点。那么任何特定颜色的视觉感觉,实际上等同于某一有三元组形式的脑系统中的特定的三重脉冲频率。同样的方法,可以建立“味觉感觉状态空间”、“面部识别感觉空间”以及“本体知觉感觉空间”。

Gk|'M7K.`\ H0 (二)从感觉空间到运动空间的拓扑映射
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神经哲学的第二个重要问题是对心身因果关系的说明。根据神经科学,人类大脑皮层根据一些专业标准可以分为6层。表面数层只接受来自感觉周围、或大脑皮质其他部分、或脑的其他部分的某种信息输入。而深层无例外的都是信息输出层。而通过大量的可以使层与层之间作交流的纵向细胞,“自上而下”地把大脑皮质各层有条理地联系在一起。就大脑皮质的表层来说,存在着众多的分区。其中若干个区域直接构成了感觉或运动末端的、或脑的其他某个区域的某一方面的拓扑形态映射图。

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b't[,vi|Q0丘奇兰德假设,这样的脑皮质模式功能上可以协调感觉运动。由于同一个对象在感觉状态空间和本体知觉空间中被分别编码,则对象在这两个空间的坐标不会是相同的,以螃蟹为例(二维输入对二维输出),我们可以通过利用三角函数的坐标变换来实现二者的联系。当然,这种坐标变换的过程不会像计算机模拟那样的笨拙,生命系统已经表现出精致的感觉运动协调能力,所以大脑的一大部分,有着似乎是最适合执行坐标变换的微结构。第一种结构,是用脑皮质纤维构成的拓扑网格。

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l4C'n ~AZ1n0丘奇兰德设想,感觉状态空间用一个由携带信号的纤维构成的物理网格来表示,这网格是实数空间中的度量变形网格。再用第二个纤维网格以未变形的正交排列方式表示它的运动状态空间。再把第一网格置于第二网格之上,并用大量从感觉网格中的坐标交点向下延伸到底层运动网格中最近的坐标交点的纵向短纤维将它们连接。这样只需假定,感觉网格和运动网格之间的纵向联系起着像“与门”或“或门”那样的作用。当相关感觉交点同时被它的两根相交感觉纤维刺激的时候,一个信号就会被准确地顺着纵向联系向下送往运动网格。这样系统将计算出所希望的坐标变换,其精度只受到这两个网格的粗细程度以及它们的纵向联系的稠密程度的限制。丘奇兰德将这样的系统称为状态空间分层结构。心理学空间'J(TAA$Os5C

#Kh7}-M&`:v0(三)矩阵计算

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6\2V-f0qRju,D0对于视觉和运动的变量都是高维的情况怎么办呢?比如,从n维输入空间到m维输出空间进行坐标变换的情况。丘奇兰德选择利用矩阵乘法来解决。这种计算的实现依赖于大脑内部的第二种结构:具有平行联系和垂直传递的突触结构。心理学空间J6p:|#~\s6KF!BP

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考虑一个四维输入系统变换为三维输出系统。右边的平行传入纤维,分别把一串电化学脉冲送往那些等候着的树突。数字a,b,c,d表示四根纤维各自的瞬间脉冲频率高于(正数)或低于(负数)某一基准脉冲频率的量。每一细胞的脉冲发射的输出频率取决于:(1)它从所有传入的突触联系接收到的输入刺激的单个频率。(2)每个突触联系的加权值或强度,由突触的布局和它们的截面积确定。于是神经的相互联结特性实现了这个矩阵。三个细胞分别把它们接收到的刺激“加”起来,并沿着传出轴突向下发出一串适当的脉冲。所以,对于状态空间分层结构来说,信息编码是一个神经事件的空间定位的问题。

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Q~:o ODL7Y0五 神经科学概念框架下知觉的发展

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丘奇兰德设想将当前所有可能的意识状态,都用状态空间的方法来表征,并用一些数学变换来适应从感觉状态到行动状态的关系。然而这种神经-数学系统真的能说明我们内心的一切活动吗?丘奇兰德再次借助于发展知觉理论来论证。 心理学空间aUf,p2`/A

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丘奇兰德讨论了如何在上述神经科学的概念框架下发展知觉理论。知觉可塑性理论说明,我们关于知觉的假定/信念/原理的网络从来都不是确定的,随着这一网络的变化,我们的内在意识也在不停的扩展,甚至剧烈的更替。交响乐指挥对乐曲的听觉感受性、职业品酒师对酒的味觉感受性等等,都是通过训练而发展为一种概念架构。这种更为深刻的概念框架,甚至可以取代常识框架作为主体之间的描述载体和自发内省的载体。就像音乐家在将他所听到的音乐频率调和的内部结构的一般性理论内化之后,就能学会识别这些音乐频率调和的构成一样,我们也能在讲我们的主观感觉特性的内部结构的一般性理论内在化之后,以内省的方式学会识别这些感觉特性的n维构成。“这些架构通常是一种文化遗产,经过许多代累计起来的,而熟练并掌握它们以后,就能给我们的感官生活加上除此以外就不会有的丰富性与深刻性。”[8]179

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*je*Ip7G0因此,丘奇兰德认为,如果唯物论最终是正确的,则涵盖关于我们内在本质的基本知识的,将会是一种完成了的神经科学所提供的概念架构。这样一个“完成了的”或是一个远比现在进步的神经科学所提供的功能架构,可以让我们学会描述、构思、并以内视能力知觉到自己活动复杂的内在生活的各种细节。“那么,通过用前脑中的葡萄糖、视丘中的多巴胺的量、特定神经元通路中的表征向量、第n层外皮层中的共振等不计其数的神经生物学的概念和术语,都可以进入我们的内视分辨能力与概念认识的焦点中。我们经过学习而得到的对内在感受性的分辨能力,即是我们学会用语言里面的心理性词汇做区别、概括。”[8]180丘奇兰德认为,这种新的概念框架的实现,只是时间的问题。不过,我们当然必须要学会这未来的神经科学的概念架构,才能具备这类才能;我们也必须练习技巧,才能把这些概念应用于我们的判断中去。心理学空间'c Bj!Qru)L"Y

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六 结语:一种批判性的评价心理学空间e/j){S3{6bOK x

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丘奇兰德大体构建了一个相对一致的哲学体系:它反对民间心理学来捍卫物理主义,反对计算主义来捍卫联结主义,反对功能主义来建构还原式神经哲学,并通过知觉的可塑性理论为神经哲学的合理性辩护。尤其是他强调哲学解释要与最新的科学进展相结合,这为其理论提供相当有利的支持,从而使“神经哲学”成为心灵哲学讨论中不可忽视的一个派别。但是它又排斥当前流行的哲学话语,使其成为一个独特的流派。

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/k5jv]7A J-{t0当前心-身问题的困难在于:在知觉到的心理现象与客观的科学发现之间存在着明显的解释鸿沟。哲学家们通常忙着弥合这一鸿沟,而神经哲学的独特应对方法是否定心理现象,仅留下科学解释。神经哲学的主张究竟有多大的合理性呢?仔细审查丘奇兰德对问题(1)和问题(2)的回答可以发现,丘奇兰德强调知觉的可塑性是正确的,但关键问题是:民间心理学是不是一个退化的纲领,以及神经科学能否提供一种更高更准确级别的知觉形态?从科学史发展来看,范式的更替是一个事实问题而不是一个理论问题。在今天神经科学还并未取代民间心理学的时候,丘奇兰德的主张更多的是一种预测或猜想。丘奇兰德承认:整个矢量-计算解释的设想“可能正确,也可能不正确。但它的确给取消主义提供了一些实质的支持。”[7]261所以,丘奇兰德的神经哲学的所需要的辩护,不是哲学或逻辑方面,关键是需要神经科学提供更丰富的细节和更有力的说明。因此,苏珊·哈克毫不客气地指出,丘奇兰德提出以神经科学为基础的哲学观点,由于许多细节还没有展开甚至没有可能在近期内得以澄清,因此支持他的主要“理由仅仅在于它是新生事物”[9]。总之在所有的重要细节没有澄清之前,丘奇兰德的神经哲学必须接受更认真的审查。

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