〔摘要〕適應(yīng)性表征主義作為一種新唯物主義，它在表征方式、適應(yīng)性選擇、適應(yīng)性表征機制、信息加工過程等方面不同于傳統(tǒng)唯物主義。表征作為心智與自然的界面，適應(yīng)作為替代選擇，可以優(yōu)化認(rèn)知系統(tǒng);反饋-前饋相互依賴可作為適應(yīng)性表征的機制;適應(yīng)性表征的抽象組織包括環(huán)境、結(jié)構(gòu)等各種因素;適應(yīng)性表征過程是信息加工過程。適應(yīng)性表征主義側(cè)重于物理層次和心理層次的結(jié)合，卻忽視這兩個層次與人工認(rèn)知層次的關(guān)系，我們需要基于語境論的適應(yīng)性表征研究來彌補此缺陷。

〔關(guān)鍵詞〕適應(yīng)性表征主義，新唯物主義，海里根

〔中圖分類號〕B02 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1004-4175（2022）01-0029-08

“適應(yīng)性表征”這個概念包括“適應(yīng)性”和“表征”兩個方面?！斑m應(yīng)性”早在達(dá)爾文進(jìn)化論中業(yè)已闡明，即“自然選擇”和“適者生存”;“表征”是認(rèn)知科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)中的核心概念或假設(shè)，哲學(xué)中已有多種用法并產(chǎn)生了各種理論〔1〕85-108。海里根（F.Heylighen）在《表征與變化》中從這兩個方面探討了科學(xué)概念的變化問題以及物理科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的關(guān)系〔2〕23-37，筆者將其理論稱之為“適應(yīng)性表征主義”，認(rèn)為這是一種新唯物主義，對于科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新具有重要意義。本文將結(jié)合海里根對適應(yīng)性和元表征的看法，進(jìn)一步探討適應(yīng)性表征作為認(rèn)知包括意識、心智和智能生成機制的內(nèi)涵和特征等。

一、表征作為心智與自然的界面

心智與自然的對立始于笛卡兒，表征概念的用法幾乎一直遵循這個二元論的傳統(tǒng)，這也導(dǎo)致研究心智的學(xué)科和研究自然的學(xué)科的對立，即認(rèn)知科學(xué)和物理科學(xué)的嚴(yán)格區(qū)分，從而導(dǎo)致了精神與物質(zhì)的對立。從表征的角度看，這種二元對立直接導(dǎo)致了一個嚴(yán)重后果：一個表征應(yīng)該說明什么這個模棱兩可的問題，比如被稱為表征的規(guī)范結(jié)構(gòu)可以說既指一個抽象心理實體，如一個問題、一個代數(shù)概念、一條知識，也可以指一個具體的物理現(xiàn)象，如一個物體、一個物理過程、一個情境。借用邏輯學(xué)的術(shù)語講，海里根將心理實體這種抽象指稱稱為表征的“內(nèi)涵”，將物理現(xiàn)象這種具體指稱稱為表征的“外延”。顯然，這是從內(nèi)外角度劃分的，前者可稱為表征的內(nèi)在主義，后者可稱為表征的外在主義。如果將一個表征看作一個特殊的“記號”（sign）或一個代表物（representamen）〔3〕252-253，運用皮爾士的指號學(xué)（semiotics）或符號學(xué)（semeiology）術(shù)語，心理實體可稱為表征的“解釋項”（interpretant），物理現(xiàn)象可稱為表征的“指代項”（denotatum）。這兩種理解方式均蘊含了這樣一個事實——任何表征，文學(xué)的或科學(xué)的，都包括一個外延（一組外在的、客觀的物理現(xiàn)象）和一個內(nèi)涵（一個內(nèi)在的、主觀的心理意義或解釋）。海里根認(rèn)為，關(guān)于表征概念的大多數(shù)混淆，都源于我們僅承認(rèn)兩種基本功能中的一個，也就是要么只承認(rèn)心理表征，要么只承認(rèn)物理表征，這實際上是從各自學(xué)科出發(fā)，最終導(dǎo)致了二者的對立。消除這種混淆的方法就是從物理和心理兩個視角看待表征，比如，關(guān)于一個狀態(tài)的數(shù)學(xué)描述，它有一組動態(tài)算子和方程，允許你從輸入函數(shù)計算輸出函數(shù)，如果是這樣，你既可以將這個數(shù)學(xué)描述看作物理系統(tǒng)（如一個電路）的一個數(shù)學(xué)表征，也可以將它看作你獲得關(guān)于這個系統(tǒng)的知識表征，即從心理產(chǎn)生表象。事實上，在我看來，解方程的過程就是獲得關(guān)于那個系統(tǒng)的知識的過程。比如我們解幾何題，解題的過程既是運用已有幾何規(guī)則的知識表征，也是獲得知識的認(rèn)知過程，這個過程一直有心理因素參與其中。

在海里根看來，一個表征既不屬于外在物體或康德的“物自體”的物質(zhì)領(lǐng)域，也不屬于純粹心智或柏拉圖的“理念”的領(lǐng)域，它處于心智和自然之間、主體與客體之間、自我與世界之間，構(gòu)成了連接它們的一個界面。這意味著作為界面的表征概念超越了傳統(tǒng)的心智與自然的二分，這是我們對表征唯一所能做的。在操作的意義上，純粹“理念”和“物自體”都不存在，它們只存在于不可達(dá)的觀念中，或者只是概念而已，沒有確定的實在指稱。事實上，筆者認(rèn)為表征概念蘊含了可操作的意義，不能操作的概念如自我、意識、心靈等難以表征。這就是為什么這些概念在認(rèn)知科學(xué)中要被排除的原因所在。

按照這種思路，主客二分就是表征的一個人造物，這意味著表征本身創(chuàng)造了一個“內(nèi)在自我”和一個“外在世界”。如果是這樣，表征可被看作是一個連接不同領(lǐng)域的中介系統(tǒng)。如果這個中介系統(tǒng)存在，那么它連接的兩個部分，如主體與客體、心智與自然，不僅是存在的和合理的，而且是由表征結(jié)構(gòu)決定的。顯然，海里根談?wù)摰氖且环N三元關(guān)系，表征作為中介起到了橋梁作用。在我看來，這種理解事實上依賴于具體的語境，也就是說，同一事件可以被表征為屬于內(nèi)在自我，也可以被表征為屬于外在世界。我們以日常生活中煮咖啡的例子來說明這種情形：當(dāng)你伸手摸咖啡壺確認(rèn)咖啡是否還發(fā)燙時，這種體驗可以有兩種表達(dá)：咖啡是燙的，你燙了你的指尖，這是同一個身體體驗的不同概念表征，其中一個指外部世界的一個客體——咖啡壺，另一個指屬于自我的一個客體——我的身體。常識錯誤認(rèn)為這個認(rèn)知視角僅僅作為外部世界模型的應(yīng)用，但海里根認(rèn)為，表征先于自我和世界的區(qū)分。在科學(xué)表征的情形中，哥白尼革命是一個典型例子。在托勒密的表征體系中，太陽的視運動被認(rèn)為是屬于外部世界的，即客體“太陽”本身，但在哥白尼的表征體系中，太陽的視運動屬于地球，即屬于站在地球上觀測太陽的人。

這兩個例子說明，至少原則上表征概念似乎是連接心智科學(xué)和自然科學(xué)之間鴻溝的橋梁。如20世紀(jì)發(fā)生在物理學(xué)中的兩次概念革命的理論——相對論和量子力學(xué)。在相對論中，基本物理屬性如空間、時間、質(zhì)量和能量，依賴于觀察者的參照系，這種參照系就是一種表征方式。在量子力學(xué)中，觀察者和被觀測的客體是難以分離的，測不準(zhǔn)原理揭示了其中的奧秘，即主體和其觀察的客體之間總是存在著一個有限的相互作用：一方面是觀察行動引起了“物自體”（微粒子）的擾動，另一方面由于主體和客體的不可分離性，總是存在著一個剩余的不確定性（粒子的位置和速度不能同時確定，即確定一個而剩下另一個不能確定）。這是因為觀察者不能擁有關(guān)于粒子的完整知識，他必須選擇粒子的狀態(tài)的一個表征，這對于計算他感興趣的變量是非常有用的。因此，選擇何種表征方式，選擇哪一部分對于科學(xué)理論的表征是十分重要的。例如，若觀察者對某一空間發(fā)現(xiàn)粒子的幾率感興趣，他就會使用薛定諤方程表征粒子的狀態(tài);若他對粒子自旋的可能值感興趣，他會把該狀態(tài)表征為自旋本征向量的線性組合。觀察過程的特性是這樣的：處于一個特殊表征（即可觀察屬性，如對應(yīng)于這個特殊表征的自旋有確定的值）的本征態(tài)的客體，在被觀察后，一般不再處于這個表征的本征態(tài)，但處于一個相應(yīng)于被觀察的屬性（如位置）的新表征的一個本征態(tài)。

這種不同于經(jīng)典力學(xué)的反常結(jié)果意味著在量子力學(xué)中，表征不只是一種不變物理現(xiàn)象的實質(zhì)上等價的和純粹的慣例描述，情形似乎是主體、客體、表征和觀察過程不再被看作是分離的，它們形成一個不可分割的整體。相比而言，傳統(tǒng)物理世界觀缺乏概念工具來模型化這個基本的相互作用，這導(dǎo)致許多矛盾和概念問題的出現(xiàn)，如經(jīng)典力學(xué)無法合理說明黑體輻射現(xiàn)象。這些問題不只是基于量子力學(xué)的物理機制問題，更是物理觀察和表征方式的認(rèn)識論問題。在我看來就是表征的適應(yīng)性問題。如果表征方式跟不上，科學(xué)發(fā)現(xiàn)就不會有所突破，比如，假如愛因斯坦沒有打破平面幾何表征的約束，他就不會創(chuàng)立相對論了（相對論是使用黎曼幾何表征的）。

相對論和量子力學(xué)給我們的啟示是，純認(rèn)知或思維對于探索抽象或不可觀察現(xiàn)象是不可或缺的。新興的認(rèn)知科學(xué)更強化了這種探索方式，因為它一般不參考外部物理現(xiàn)象來研究認(rèn)知和智能，如腦科學(xué)研究不必涉及自然環(huán)境，這樣的話，研究能夠面對真實對象的問題，能夠面對與具體境遇相互作用的系統(tǒng)，如人工智能和智能機器人。人工智能的知識表征幾乎是不涉及物理現(xiàn)象的純符號系統(tǒng)，智能機器人能夠“體驗”物質(zhì)世界，能夠根據(jù)其專門目標(biāo)與環(huán)境互動，能夠根據(jù)適當(dāng)?shù)姆答佅到y(tǒng)修正自己的行動。這些例子充分說明：一個包括主體、客體和表征方法在內(nèi)的整體的、整合的方法論正在興起，事實上，物理科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)正在聯(lián)手，物理表征與心理表征的界限正在被打破，承擔(dān)這一任務(wù)的就是統(tǒng)一心智與世界、主體與客體的整體概念——適應(yīng)性表征〔4〕。

二、適應(yīng)作為替代選擇

可以看出，海里根定義的表征概念是主體與客體之間、心智與自然之間、一個智能適應(yīng)性系統(tǒng)的內(nèi)在和外在環(huán)境之間的動態(tài)關(guān)系的特征描述。他假設(shè)一個“主體”或“自我”由一個穩(wěn)定的同一性描述，而且通過一個適當(dāng)方式與外在破壞它的擾動相互作用來保持這種同一性，也就是假設(shè)“自我”系統(tǒng)是活的，主體與自我持續(xù)保持同一。按照這種觀點，這種系統(tǒng)與其環(huán)境的相互作用可簡化為自主選擇過程——該系統(tǒng)要么為了活著積極選擇，要么消極選擇被毀滅，其中，環(huán)境可被看作是動態(tài)選擇者的角色，它不斷消除某些系統(tǒng)而保持其他系統(tǒng)。

在筆者看來，這個環(huán)境中的自我系統(tǒng)就是有智能的生物系統(tǒng)，遵循達(dá)爾文進(jìn)化論。海里根的觀點似乎有點同義反復(fù)，即在變化的任何復(fù)雜過程中，區(qū)分出穩(wěn)定現(xiàn)象和不穩(wěn)定現(xiàn)象總是可能的，比如在觀察某物的間隔期，可以保持某類同一性，也可破壞某類同一性。不穩(wěn)定現(xiàn)象通常被認(rèn)為是變化的背景或環(huán)境，它是穩(wěn)定現(xiàn)象凸顯的東西，如乘火車觀光，窗外的環(huán)境是不斷變化的，但觀察者和車廂是穩(wěn)定的。海里根將高層次穩(wěn)定現(xiàn)象稱為“適應(yīng)性系統(tǒng)”，如果該系統(tǒng)能夠以它受制于變化的某種方式作出預(yù)期，并使它能夠應(yīng)對潛在的破壞過程的話，比如當(dāng)一個人遇到潛在的危險現(xiàn)象如著火時，他不必去體驗被燒傷的過程就知道迅速作出反應(yīng)，如逃離，因為他可能觀察到有煙冒出的信號，這足以使他調(diào)整自己的行動計劃，如報警。當(dāng)然，要作出一個預(yù)期，該系統(tǒng)應(yīng)該擁有關(guān)于這個世界的某些知識，如“煙是著火的信號”以及關(guān)于自我的知識，如“火能燒傷人”。顯然，適應(yīng)性系統(tǒng)是一種動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)，我們的身體是這種系統(tǒng)的典型例子，既保持相對穩(wěn)定也不斷適應(yīng)環(huán)境。

概念化這種知識的最簡單方法是將其看作一個坎貝爾（D.T.Campbell）稱為的“替代選擇者”〔5〕413（vicarious selector），它選擇系統(tǒng)可能的行動，從而使系統(tǒng)能在一個給定的外部環(huán)境中生存。這種選擇之所以是替代性的，是因為它代表或表征那個由環(huán)境本身執(zhí)行的選擇，而環(huán)境通常會破壞那些不適當(dāng)行動的系統(tǒng)，例如面對著火現(xiàn)象，不同的生物包括人類和動物本能上都會以不同方式作出反應(yīng)，有的逃離，有的隱藏，有的繼續(xù)做事如滅火。大滅熄滅后，選擇的結(jié)果就出現(xiàn)了，只有那些以恰當(dāng)方式作出選擇的生物能存活下來，如隱藏到?jīng)]有火的地方，或者跑得快而遠(yuǎn)離火場，比如2020年發(fā)生在澳大利亞的那場大火，據(jù)報道燒死了幾億只包括考拉、袋鼠在內(nèi)的澳大利亞特有的動物。

這個例子說明，火可被看作是一個適當(dāng)行為系統(tǒng)的選擇者。假設(shè)有一個人，在面對火情時他只有兩個選擇：一是當(dāng)察覺到著火的信號后他知道如何適當(dāng)?shù)匦袆?另一是他不知道如何作出反應(yīng)。在第一種情形中，他會從他的多種可能行動中選擇適當(dāng)?shù)男袨?，如報警或使用滅火工具，并因此活下來。在第二種情形中，他會作出盲目猜測，并采取一個連他都不知道是否適當(dāng)?shù)男袆?，比如把自己關(guān)在屋里。在這種情形中，這種選擇是否適當(dāng)就要看火勢發(fā)展和救火的效果而定了。因此，在特定環(huán)境（如著火）破壞不適當(dāng)行為系統(tǒng)前，我們會把知識（如救火知識）看作允許我們采取適當(dāng)行動的替代選擇的東西。在海里根看來，這個“替代選擇者”概念可被看作是我們要尋找的關(guān)于表征的整合概念的第一步，其基本觀點是一個系統(tǒng)能夠在保持其穩(wěn)定同一性方面是成功的，盡管它通過內(nèi)化那些相互作用的選擇行動于它的行為中，并與其環(huán)境持續(xù)變化而相互作用，其結(jié)果是它能夠預(yù)測哪類行為會適應(yīng)一個給定的情境。為達(dá)此目標(biāo)，這種系統(tǒng)至少應(yīng)該能區(qū)分哪些是危險的相互作用，哪些是不危險的相互作用。

問題是這種替代選擇者如何“內(nèi)化”或“表征”它與環(huán)境相互作用的選擇性呢？德·梅伊（M.De Mey）的恒溫器例子可說明這個問題，他將恒溫器看作“世界觀或表征的最簡單模型”〔6〕22-25。假設(shè)你有一個水箱裝熱帶魚，要讓魚活著，水溫必須保持在24[℃]，這就需要在水箱中裝一個恒溫器。恒溫器由兩個平行的金屬板構(gòu)成，一個固定不動，另一個可以移動（可與固定的金屬板接觸，或不接觸）。移動的金屬板由雙金屬板構(gòu)成，它能夠以向固定的金屬板彎曲的方式降低溫度。若水溫低于閾值（24[℃]），這兩塊金屬板就會接觸，這導(dǎo)致關(guān)閉一個能觸發(fā)發(fā)熱原件的電回路，以便使水溫再升高。若水溫過高，這個雙金屬板再彎曲回來，接觸就斷開了，從而阻止了加熱過程，使水溫再次降低。在熱力學(xué)中，這是一個典型的控制-反饋系統(tǒng)，也是一個初級的適應(yīng)性表征的例子，也就是沒有智能的適應(yīng)性系統(tǒng)。這個恒溫器系統(tǒng)有兩個狀態(tài)：接觸的金屬板和不接觸的金屬板。第一個狀態(tài)對應(yīng)于世界的狀態(tài)——“水箱中的溫度太低”（低于24[℃]）;第二個狀態(tài)針對世界狀態(tài)——“水箱中的溫度足夠高”（高于24[℃]）。在外部的觀察者看來，恒溫器的確被認(rèn)為擁有關(guān)于這個世界的初步知識：它似乎知道水溫是否低于或高于某一閾值，似乎也知道它屬于適應(yīng)性系統(tǒng)，即溫度應(yīng)該是24[℃]才能保持平衡（實際上是人設(shè)置的），智能機器也是這種情形。

海里根認(rèn)為，這個“自我知識”被恒溫器的固定金屬板具體化，形成了某個標(biāo)準(zhǔn)（保持24[℃]），根據(jù)那個標(biāo)準(zhǔn)，由溫度變化引起的雙金屬板的運動得到評估。這個雙金屬板的位置是關(guān)于系統(tǒng)和環(huán)境當(dāng)下相互作用的知識的一個具體化身，這是通過一個初級的感知形式達(dá)到的。接下來，恒溫器的后繼狀態(tài)很好地表征外部環(huán)境中的變化（溫度波動）和系統(tǒng)的穩(wěn)定同一性（它的平衡溫度）。從主體的視角看，恒溫器也是一個替代選擇者，因為它為魚箱選擇正確的溫度。假如你沒有一個能確定恰當(dāng)溫度的恒溫器，而是找來一個等價的水箱，它可以有不同的溫度，在這種情形下，選擇不是替代而是自然引導(dǎo)，此時水箱中的魚很可能會死掉，除非外界溫度接近24[℃]。

在恒溫器系統(tǒng)中，是哪個基本過程和結(jié)構(gòu)控制這個系統(tǒng)呢？從穩(wěn)定性方面來看，我們知道恒溫器的結(jié)構(gòu)，即固定的金屬板、移動的金屬板（它使一個恒定溫度處于固定金屬板的一個確定距離）、移動金屬板的彎曲常數(shù)（當(dāng)溫度達(dá)到24[℃]時其距離會接近0）。這種結(jié)構(gòu)是一種物質(zhì)實現(xiàn)或一種抽象表征，即系統(tǒng)的“心理”組織——保持溫度24[℃的]目標(biāo)，感知或區(qū)分溫度是否達(dá)到或低于閾值的能力，關(guān)于溫度低于24[℃]時需要加熱的知識，以及高于24[℃ ]時需要降溫的知識，關(guān)閉或打開熱回路作用于情境的能力等。筆者認(rèn)為，這些基本性質(zhì)以最原始的形式描述了恒溫器系統(tǒng)的“心理”活動（從外部看），包括目的或動機、感知、知識、問題解決和行動，表面看，這與一個生物有機體系統(tǒng)在行為上（如身體保持恒溫）沒有多大區(qū)別。然而，我們知道，要建構(gòu)這樣一個系統(tǒng)，擁有初步的物理學(xué)知識就夠了，即知道關(guān)于溫度和金屬膨脹之間的關(guān)系以及通過封閉電回路熱消散的知識。在這種意義上，這種非常簡單的物理系統(tǒng)介于物理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的邊界，即這種機制基本上是由物理原理控制的，但它增加了某些超越純物理理論范圍的東西，即非常原始的“心理”或控制組織，也就是說，從外部看，這種物理系統(tǒng)也似乎具有一些智能，如自動保持恒溫的能力。

從動態(tài)方面來看，這種系統(tǒng)運行的是什么過程？從感知角度來看，外部環(huán)境溫度的變化引起雙金屬板的彎曲，我們可以認(rèn)為這種系統(tǒng)“意識到”溫度的變化，或者已經(jīng)“覺察到”這種變化，這種感知可得到評估，即水溫低于或高于24[℃]？或者金屬板之間接觸或不接觸？評估后接著就是推論階段，即使用“如果-那么-否則”規(guī)則進(jìn)行認(rèn)知或思維的過程：如果水溫低，那么加熱裝置就被觸發(fā);否則，若水溫高，加熱裝置就會被關(guān)閉?，F(xiàn)在的智能電器都有這種自動功能。最后是行動階段，即“信息”被發(fā)送到加熱元件來決定是加熱還是不加熱。假設(shè)元件開始加熱，這就給水箱的水增加熱量，改變了水溫。外界的溫度越低，內(nèi)部水溫升高就越慢。加熱一段時間后，水箱中水溫會增加到閾值（24[℃]）（加熱的時間長度由外界環(huán)境的溫度決定），于是，一個新的感知-評估-推理-行動序列就被啟動了，這個過程在一個循環(huán)模式中進(jìn)行，也就是控制論中的“反饋環(huán)”。從控制-反饋原理看，系統(tǒng)行動（輸出）的外部結(jié)果（溫度變化）反饋到系統(tǒng)（輸入），并重新評估，以便一個新修正的行動能夠開始。機器人學(xué)中的感知-行動智能系統(tǒng)的工作原理也是如此。

除此外，事實上，這個過程還有另一個稱為預(yù)測的方面，即前饋，其意思是行動的開始不僅由決定行動方向（在該發(fā)現(xiàn)前行動應(yīng)該被修正）的外部反應(yīng)啟動，而且由一個特殊行動使系統(tǒng)更獨立地接近它的外部可能性任何目標(biāo)的預(yù)期啟動。一般來說，一個適應(yīng)性系統(tǒng)也會使用反饋作為前饋機制，以便處理外部環(huán)境中的變化，比如上述的恒溫器系統(tǒng)，其前饋機制非常簡單，如果溫度低于閾值時唯一的預(yù)期就會產(chǎn)生，那么熱元件的觸發(fā)會讓系統(tǒng)更接近其目標(biāo)溫度。這是因為系統(tǒng)使用的表征只有兩個狀態(tài)，即它的唯一內(nèi)在知識是某一行動會將一個狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一個狀態(tài)。

三、反饋-前饋相互依賴作為適應(yīng)性表征的機制

上述表明，簡單系統(tǒng)的適應(yīng)性表征依賴于反饋和前饋過程，復(fù)雜系統(tǒng)又如何呢？根據(jù)控制論，如果表征變得越復(fù)雜，比如有更多狀態(tài)，那么預(yù)期知識的儲備和前饋的可能狀態(tài)數(shù)就會變得非常大。這樣一來，在一個給定狀態(tài)和目標(biāo)之間會存在許多路徑，系統(tǒng)必須決定哪個行動序列最有可能產(chǎn)生所期望的目標(biāo)狀態(tài)。在這種情形下，知覺狀態(tài)的組合會產(chǎn)生一個更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它允許系統(tǒng)產(chǎn)生更詳細(xì)的和長期的期望，以便它能夠適應(yīng)更復(fù)雜和更多變的環(huán)境。然而，即使是這樣，依據(jù)西蒙（H.A.Simon）的研究，系統(tǒng)仍然需要一個反饋機制來修正或完成不適當(dāng)?shù)钠谕?。因為在一個情境表征中，一個單一錯誤或不完備性，會通過前饋的主動應(yīng)用被極大地擴大，導(dǎo)致系統(tǒng)失去它的穩(wěn)定性〔7〕413。這意味著，反饋與前饋的相互依賴對于適應(yīng)性表征的工作機制是至關(guān)重要的。

為了闡明適應(yīng)性表征的工作機制，海里根給出了這樣一個例子：假設(shè)一個人僅使用一幅地圖和一個磁羅盤探測一個區(qū)域，通過比較地圖上標(biāo)有等高線的地形特征，他成功地確定了他所在的位置。從表征的視角看，這等于提供給他初始狀態(tài)的一個表征。假設(shè)他希望達(dá)到一座山里的小屋供他過夜，他會在地圖上尋找，地圖上指代小屋位置的符號就是他的目標(biāo)狀態(tài)的一個表征。此時，他會在地圖上畫一條線連接他的實際位置和將要達(dá)到目標(biāo)的位置。這條線表征了他的行動計劃，并預(yù)測了他達(dá)到小屋的行動路徑。如果地圖是準(zhǔn)確的，他的標(biāo)記也是正確的，他也按照所標(biāo)記的線路行進(jìn)，原則上這個問題就算解決了，也就是說，他能夠達(dá)到那個小屋。至此我們發(fā)現(xiàn)，他使用的唯一適應(yīng)性機制是前饋，即借助地圖上的表征，他簡單地預(yù)測了他達(dá)到目標(biāo)必須采取的不同行動。

然而，在現(xiàn)實中，凡是經(jīng)歷過這種簡單認(rèn)知活動的人都知道，這種表征是不充分的。比如，地圖本身沒有問題，但小屋不存在了，他仍然找不到目標(biāo)，即使使用精確的羅盤指引行動，原因是行動過程中有太多的不確定因素，比如山路上有障礙必須改道，或者地形因地震或山洪而改變，等等，這些都是地圖上所沒有的。當(dāng)然，這些未知因素是可以修正的，比如及時修正地圖，就像導(dǎo)航系統(tǒng)即時更新一樣，這個過程就是反饋。這意味著，理想的表征通常會偏離現(xiàn)實。如果這種偏離得不到修正，它就會越來越大，最終導(dǎo)致失去目標(biāo)。解決這個問題的唯一方法就是使用反饋，也就是在地圖上比較實際位置和預(yù)期位置及時修正線路，這等于是及時補充新的信息。控制-反饋循環(huán)的作用就是不斷將環(huán)境中的信息立刻返回給初始狀態(tài)，使初始狀態(tài)及時作出調(diào)整。人工智能中的強化學(xué)習(xí)就是利用反饋原理，所謂強化就是不斷通過獎勵來調(diào)整權(quán)重從而達(dá)到目標(biāo)，所以這種修正方法非常普遍，應(yīng)用也非常廣泛，比如社會中的各種獎勵，目的是強化人們正確的行為。

顯然，反饋方法隨著循環(huán)次數(shù)的增加，達(dá)到目標(biāo)的成功概率就會越大，失敗的風(fēng)險就越小。在反饋過程中，一個預(yù)設(shè)是連續(xù)性，即小的行動只會對初始狀態(tài)（如位置）產(chǎn)生小的效果，因此初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)之間的偏離不會以非連續(xù)的方式增長。不過，這種預(yù)設(shè)不是必要的，比如我們在行走中跨出過大一步會導(dǎo)致跌倒甚至摔傷，反而對達(dá)到目標(biāo)不利，這就是“欲速則不達(dá)”的道理，反饋機制也是如此。處理環(huán)境中這種不連續(xù)變化的唯一方法就是使用前饋或預(yù)期，在上述例子中就是使用精確的地圖，可使所有障礙和潛在危險提前被標(biāo)記出來。

總之，在海里根看來，反饋和前饋作為處理變化的適應(yīng)性機制根本上依賴于表征。這是適應(yīng)性系統(tǒng)的實質(zhì)，也是理解變化與適應(yīng)性的關(guān)鍵所在，但這一事實在大部分關(guān)于反饋-前饋概念的描述中卻被忽視了。上述例子中的預(yù)期或計劃嚴(yán)格依賴于地圖這一點說明，環(huán)境的表征是不可或缺的，而且通過反饋的修正行動更需要使用地圖這種表征，因為這可引導(dǎo)人們評估預(yù)期目標(biāo)的距離和方向，從而避免偏離預(yù)期目標(biāo)。反過來，如果我們不知道如何解釋從環(huán)境獲得的反應(yīng)或信號，我們就不能獲得修正的行動。這種知識表征過程表明，解釋或說明過程包括感知、推理和評估，沒有表征，解釋或說明就不能有效地得到執(zhí)行。這就解釋了為什么最簡單的控制系統(tǒng)如恒溫器為了達(dá)到理想的效果，應(yīng)該包含其目標(biāo)狀態(tài)和環(huán)境的可能狀態(tài)的一些表征。物理系統(tǒng)尚且如此，生物有機系統(tǒng)更是如此，人工智能系統(tǒng)也應(yīng)該是這樣。

四、適應(yīng)性表征作為抽象組織

由上述可知，反饋、前饋、適應(yīng)和表征是適應(yīng)性系統(tǒng)的特性，它們作為概念是我們理解這種系統(tǒng)所必需的。那么，如何將這些特性整合為一個抽象統(tǒng)一模型呢？在海里根看來，這需要將適應(yīng)性表征描述為一個抽象組織，它能夠以不同的具體媒介如電回路、神經(jīng)組織來實現(xiàn)，但這些物質(zhì)實現(xiàn)對于表征來說并不是根本性的，可暫時忽略不加考慮，也就是在符號層次討論表征而不考慮其具體內(nèi)容，因為表征本來就是中介性的和替代性的。

首先，表征的功能就在于如何引導(dǎo)或控制系統(tǒng)和其環(huán)境之間的相互作用。引導(dǎo)或控制的方式是這樣的，即系統(tǒng)的同一性通過發(fā)生在環(huán)境中的變化得到保持，這允許系統(tǒng)去適應(yīng)，也就是其內(nèi)在變化是以這種方式發(fā)生的——外部變化在破壞系統(tǒng)的同一性之前就得到補償。要做到這一點，表征應(yīng)該提供關(guān)于環(huán)境中的可能變化、系統(tǒng)的可能行動、被保持的同一性或“自我”的一個模型，這種外部世界的特征和內(nèi)在自我之間的差異由表征的結(jié)構(gòu)決定，而不是由先驗結(jié)構(gòu)決定。這允許系統(tǒng)替代性地探索環(huán)境或系統(tǒng)和環(huán)境之間的可能關(guān)系，也就是檢驗行為與外部情境的可能策略，而不實際地執(zhí)行它們，因為它們可能是不適當(dāng)?shù)?，沒有必要去冒可能被傷害的危險。

其次，在攝影圖像是具體環(huán)境的某個視覺方面映射的靜態(tài)結(jié)果意義上，環(huán)境與表征之間的替代性關(guān)系是動態(tài)的映射和非同構(gòu)關(guān)系。一般來說，大多數(shù)人傾向于把表征看作是與要表征對象在形式上有相似結(jié)構(gòu)的東西，比如A表征B，意味著A與B結(jié)構(gòu)上相似，這是普遍接受的關(guān)于表征的相似或同構(gòu)觀。然而，環(huán)境與其表征之間的適應(yīng)或一致不是結(jié)構(gòu)或靜態(tài)形式上的，而是過程或動態(tài)演化上的。這意味著，總體上不存在環(huán)境的部分與其表征的部分之間的一致性，換句話說，環(huán)境與其適應(yīng)性表征之間不存在絕對的一致性。表征源于將一個抽象結(jié)構(gòu)的元素映射到環(huán)境的元素上的觀點，被稱為表征的指代或同構(gòu)觀，它對應(yīng)于這樣的觀點，即一個語言描述的意義源于這種事實——描述的不同詞語指代被描述的現(xiàn)象的不同部分，或者說，一個圖像的意義歸于它的組成部分和屬性與要表征的對象的組成部分和屬性之間的同構(gòu)。海里根認(rèn)為，這種表征機制就是德·梅伊稱之為的信息處理的“單體的”和“結(jié)構(gòu)的”階段，其中被加工的刺激或要表征的情境被分解為獨立單元，這些獨立單元通過不變的結(jié)構(gòu)屬性相關(guān)聯(lián)。然而，在后兩個階段（“語境的”和“認(rèn)知的”），情境的解釋不只是需要對情境本身作更多的靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，更需要這個情境如何演化和如何進(jìn)一步發(fā)展的知識。這就是海里根所強調(diào)的——環(huán)境或情境的動力學(xué)使一個表征適應(yīng)。在這個意義上，一副表征靜止生命的人像繪畫，一首描述愛情的詩，嚴(yán)格說都不是適應(yīng)性表征，它們只是靜態(tài)描述或表達(dá)而已。

第三，適應(yīng)性表征的機制源于狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的二元關(guān)系及其轉(zhuǎn)換。什么使一個表征是適應(yīng)性的？什么機制允許表征為實際和潛在的變化建模？這需要從狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系上去尋找。如上所述，結(jié)構(gòu)是一個適應(yīng)性表征的靜態(tài)部分，它相對于環(huán)境是不變的，也就是說，元素的組織或相互連接是不變的，或者說它的變化是緩慢的。狀態(tài)只是不斷變化的表征的一個方面，以便它與要表征的環(huán)境中的變化相一致;從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換部分地由表征的結(jié)構(gòu)決定，即該結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明了從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的可能狀態(tài)和可能轉(zhuǎn)換，也部分地由系統(tǒng)的接收器所感知到的實際外部情境決定，即該系統(tǒng)選擇其中一個潛在狀態(tài)或轉(zhuǎn)換。簡單來說，狀態(tài)和結(jié)構(gòu)之間的區(qū)分是顯著的，比如水，液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)的結(jié)構(gòu)不同，其表征方式也不同（流體力學(xué)、固體力學(xué)和氣體方程）。語言表征的結(jié)構(gòu)可以說明事物狀態(tài)和結(jié)構(gòu)對于適應(yīng)性表征的重要性。一般來說，一種成熟的語言由詞匯表或詞典、語法或句法和一種內(nèi)在邏輯來描述，詞匯、句法和邏輯對應(yīng)于表征的結(jié)構(gòu)。為了熟練和準(zhǔn)確使用語言，我們必須掌握語言的這些方面，掌握這種結(jié)構(gòu)的語言使用者擁有喬姆斯基稱為的“能力”，能夠說出準(zhǔn)確和精妙的句子。當(dāng)然，語言使用者產(chǎn)生的句子不完全是由語言結(jié)構(gòu)決定，但依賴于他的意圖和他所處的情境。也就是說，句子的產(chǎn)生不僅依賴于它的結(jié)構(gòu)，也依賴于產(chǎn)生它的意圖和情境，這意味著語句的意義是依賴語境的。這種實際產(chǎn)生的語句被喬姆斯基稱為言說者“表現(xiàn)”，即實際語句對應(yīng)于作為表征的語言系統(tǒng)的狀態(tài)。語句作為可能狀態(tài)是無限的，單詞和邏輯-句法規(guī)則作為結(jié)構(gòu)則是有限的。這種特征讓語言使用者能適應(yīng)其口語表達(dá)來描述最多樣的情境。所以，在不同情境中使用語言來準(zhǔn)確描述不同現(xiàn)象是適應(yīng)性表征的一個典型應(yīng)用。動態(tài)地看，從一種語言表達(dá)到為另一種語言表達(dá)的轉(zhuǎn)換，在語言內(nèi)是不能詳細(xì)闡明的，還依賴于語言使用者。

第四，適應(yīng)性表征的建構(gòu)受制于表征結(jié)構(gòu)的各種約束。根據(jù)海里根的看法，表征有三類約束：生成的、轉(zhuǎn)換的和目標(biāo)的。生成約束是說，一個表征結(jié)構(gòu)必須提供一些生成機制來生產(chǎn)不同的狀態(tài)。正如語言一樣，一個狀態(tài)可以看作是一個組合，如語句，由選自一個前決定集（詞典）的單元（單詞）的特殊約束（語法規(guī)則）決定。被允許的集合連同它們的相互關(guān)系形成一個狀態(tài)空間，單元集合被稱為單元空間。在通常情況中，單元的最大數(shù)被組合為一個單一狀態(tài)，其中狀態(tài)空間和單元空間同時發(fā)生。在這種情形下，組合為一個單一狀態(tài)的單元數(shù)可能是無限的，狀態(tài)空間也是無限的，而單元空間可能是有限的。從所有可能組合中選擇其中一個單元組合的行為，被海里根看作是所選擇單元的一個“現(xiàn)實化”（actualization）或者“活化”（activation）。因此，表征所處的一個特殊狀態(tài)的情境可被看作源于表征結(jié)構(gòu)的單元的一個選擇性活化。轉(zhuǎn)換約束是說，一定存在著決定被允許的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的約束，這是表征結(jié)構(gòu)的動態(tài)部分。目標(biāo)約束是說，決定哪類轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)的目標(biāo)一致。這三種約束是一個適應(yīng)性表征必須遵循的原則。

在筆者看來，海里根將表征結(jié)構(gòu)劃分為單元空間、生成約束、動態(tài)約束和目標(biāo)約束純粹是概念性的，因為沒有任何理由說明為什么一個適應(yīng)性表征的這些不同功能屬性也應(yīng)該對應(yīng)于實際上不同的亞結(jié)構(gòu)。在科學(xué)認(rèn)知中，科學(xué)模型例示的顯表征結(jié)構(gòu)是根據(jù)這個模式被理解的，如原子模型，但由神經(jīng)系統(tǒng)例示的隱表征如大腦系統(tǒng)不是明顯的、可觀察的。而且我們應(yīng)該注意到，被稱為靜態(tài)表征的東西，如言語表達(dá)、一副繪畫或一首詩，可被看作是一個適應(yīng)性表征的外在化狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)由創(chuàng)造它們的主體的能力或技能決定。這種理解適應(yīng)性的靜態(tài)表征所需要的技能，有時被稱為“表征模式”或“表征技術(shù)”，海里根稱之為“表征結(jié)構(gòu)”〔2〕34。

五、適應(yīng)性表征作為信息加工過程

系統(tǒng)狀態(tài)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)與其變化環(huán)境之間的相互作用可用計算機的輸入和輸出術(shù)語來描述，比如由外部情境引起的表征狀態(tài)的變化（輸入），由表征狀態(tài)引起的外部情境的變化（輸出）。在高階認(rèn)知系統(tǒng)中，輸入過程對應(yīng)于感知，輸出過程對應(yīng)于行動，從輸入到輸出的過程由表征決定，被稱為“前饋”;從輸出通過環(huán)境中的變化到一個新輸入的過程，被稱為“反饋”。前饋與反饋構(gòu)成一個表征循環(huán)，或者說，相互作用過程作為一個整體可被看作一個循環(huán)系統(tǒng)，由表征產(chǎn)生，通過環(huán)境再返回表征。

然而，這個過程不是周期性的，因為每次循環(huán)完成，表征就處于不同的狀態(tài)。這個過程可以進(jìn)一步概念化為一些抽象實體的傳輸和加工，這些抽象實體就是“信息”。不過，信息概念有許多含義，容易混淆，海里根所使用的信息概念是指——信息的獲得意味著從潛在情形的一個更大集中選擇和區(qū)分實際或可能情形的一個子集，比如擲硬幣，有兩個可能期望的結(jié)果：面朝上或朝下，你不知道會是哪種結(jié)果，因為你缺乏這方面的信息。當(dāng)你看到硬幣面朝上時，你就獲得了一條信息，也就是從一組可能事件中選擇了一個實際結(jié)果。在這里，海里根是在定性的意義上使用信息概念的，不對信息進(jìn)行測量（比特測量），這種信息的含義是簡單而普遍的。

就選擇來說，任何選擇都意味著區(qū)分，即關(guān)于被保留現(xiàn)象和被消除現(xiàn)象之間的區(qū)分。區(qū)分過程基本上是一種從選擇主體到一組被選擇的現(xiàn)象的信息傳遞，被保留的現(xiàn)象集，如事件、系統(tǒng)或狀態(tài)，可被認(rèn)為是合并或儲存被傳遞的信息，海里根將這個想法用于環(huán)境與表征之間的相互作用。這樣一來，輸入階段可被看作通過環(huán)境表征的潛在狀態(tài)的一個選擇，即只有一部分潛在激活的表征成分由通過感知裝置的信號被真正地激活，因此這個表征就接收到關(guān)于環(huán)境的信息。這意味著這個表征知道它的哪個潛在狀態(tài)是真實外在情境的一個可接受表征。筆者認(rèn)為，表征概念就包含了選擇和區(qū)分的含義，因為要表征，就意味著用什么去表征什么，這個過程既包含了區(qū)分（不同狀態(tài)或現(xiàn)象），也包含了選擇（用什么表征，表征什么），而且還暗示了表征者的存在。

但是，在海里根看來，適應(yīng)性表征不僅僅是以被動的方式承受著環(huán)境產(chǎn)生的選擇性影響，而是它本身主動地選擇它接收的攜帶信息的信號，這種內(nèi)在選擇由表征具體化的知識來實現(xiàn)。這個“知識”可被看作是“儲存的信息”，而“信息”可被看作是“傳遞的知識”。因此，內(nèi)在于表征結(jié)構(gòu)的這種知識選擇，在某種意義上是將信息增加到從環(huán)境來的傳遞信號，這種現(xiàn)象被稱為“信息加工”，即：信息的轉(zhuǎn)換部分是通過被過濾的或已被消耗的信息損失，部分是通過增加來自加工結(jié)構(gòu)的新信息，而這個表征信息加工的“終端產(chǎn)品”被稱為“意義”。這實際上是符號表征之意義形成的過程，也就是“符號接地問題”的解釋。

根據(jù)海里根的解釋，這個信息加工過程來自環(huán)境的選擇性影響或信號激活表征的某個具體化接收到的信息狀態(tài)，這個過程經(jīng)歷了一個內(nèi)在演化，即信息加工，并由表征結(jié)構(gòu)的約束決定，直到達(dá)到一個局部平衡狀態(tài)，即一個不需要進(jìn)一步加工的狀態(tài)，該狀態(tài)表征關(guān)于環(huán)境的信號所指的意義和其內(nèi)在目標(biāo)。從這個觀點看，一個新過程被建立起來了，而且這個新過程使用外部信號的意義，目的是制定一個計劃來解決由系統(tǒng)的目標(biāo)狀態(tài)和被感知信號產(chǎn)生的解釋之間的不一致性限定的問題。而且，構(gòu)成系統(tǒng)輸出的這些行動可被看作從系統(tǒng)到環(huán)境的信息傳遞，因為它們（系統(tǒng)和環(huán)境）選擇環(huán)境中幾個可能情境中的一個，也就是導(dǎo)致最有可能完成系統(tǒng)目標(biāo)的那個情境。與這個情境相關(guān)的信息，部分地由系統(tǒng)的行動計劃來決定，部分地由信息的反應(yīng)來決定，可以通過接收器（即感覺器官）被反饋到系統(tǒng)，于是循環(huán)就持續(xù)進(jìn)行下去了。

總之，這個信息加工的漸進(jìn)模型通過忽略各種中間反饋環(huán)而得到簡化，這導(dǎo)致從信息加工的一個階段到先前的一個階段的反饋，而不用通過完備的輸入-系統(tǒng)-輸出-環(huán)境-輸入循環(huán)。比如，從“平衡狀態(tài)”到中間感知階段可能有一個反饋，因為“平衡狀態(tài)”與其他信息不一致，其結(jié)果是，感知階段必須得到檢測并可能得到修正，而且這些中間反饋環(huán)對全部信息加工的有效性和穩(wěn)定性有貢獻(xiàn)。但是，由于這些中間反饋環(huán)使得建模變得不必要的復(fù)雜，它們在大部分時間被忽略了，因此，這實際上構(gòu)成了適應(yīng)性表征的一個簡化的信息加工模型。

綜上，適應(yīng)性表征主義認(rèn)為，一個表征可以同時包含兩類知識或信息：一類是表征結(jié)構(gòu)中固有的穩(wěn)定知識，它引導(dǎo)進(jìn)入信號的加工和規(guī)劃行動，這類似于心理學(xué)中的長時記憶;另一類是變化的知識或當(dāng)下情境的覺知，它由表征狀態(tài)擁有，經(jīng)歷由新感知和內(nèi)在加工決定的連續(xù)轉(zhuǎn)換，這類似于心理學(xué)中的短時記憶或工作記憶。認(rèn)知心理學(xué)揭示，短時記憶可以轉(zhuǎn)化為長時記憶，短時知識可以轉(zhuǎn)化為長時知識，這個過程對應(yīng)于表征結(jié)構(gòu)的變化，而且非常難以描述，因為這個模型基于這個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。模型化這類變化的唯一途徑超越了“狀態(tài)[?]結(jié)構(gòu)”或“短時[?]長時”二分法，并將表征結(jié)構(gòu)看作一個“高階元表征”狀態(tài)。元表征（meta-representation）是海里根為解決為什么是適應(yīng)性表征的問題而提出的一個概念，旨在探討表征背后的原因，目前流行的所謂“元宇宙”就是這種思路。

在筆者看來，元表征是關(guān)于表征的形而上學(xué)問題，類似于亞里士多德的“meta-physics”（元物理學(xué)或形而上學(xué)）。海里根從物理科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)特別是控制論和信息論與認(rèn)知科學(xué)相結(jié)合的視角探討適應(yīng)與表征，所持的立場是自然主義，并嘗試通過適應(yīng)性表征解釋物理現(xiàn)象如何擁有了自治性和目標(biāo)性，試圖打通物理現(xiàn)象與心理現(xiàn)象之間的壁壘，總體上這是非常好的研究策略。但是，他側(cè)重于物理層次和心理層次的結(jié)合，卻忽視了這兩個層次與人工認(rèn)知層次的關(guān)系，也忽視了現(xiàn)象學(xué)、語境論、具身認(rèn)知科學(xué)和人工智能等對這些問題的探討，特別是沒有注意到認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)在這方面所起的作用。這正是筆者基于語境論的適應(yīng)性表征研究所要彌補的。

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責(zé)任編輯 蘇玉娟