思维科学与认知科学的汇流

2011-02-19王跃新

中国软科学 2011年7期

王跃新

(吉林大学哲学系，吉林长春130012)

思维科学是研究人脑这一特定物质结构中，对客体深远区层实现穿透性反映的物质运动的科学。认知科学是研究人类感知和思维信息处理过程的科学，即研究人的大脑如何感觉、知觉、归纳整理、分析综合，实现对客观事物认识的科学。两门学科研究的对象是一致的。虽然思维科学与认知科学的研究方法各异，即思维科学是用思辨的方法对大脑诸多精神现象进行猜想、假设式的综合研究，而认知科学是以实验方法为主对大脑如何感觉、知觉、归纳整理、分析综合式的研究;但是两个学科及两种研究方法随着当代各学科发展的多层次和横向渗透将呈现出互融、互补及汇流的趋向，实现其互补、汇流对揭示人脑思维的秘密将具有重要价值，也意味着从理论分析和实验研究方面深刻揭示人的思维奥秘时代的到来。

一、思维科学的创建

1.恩格斯首创思维科学概念。1876年恩格斯在《反杜林论》一文中，首次提出:“关于思维及其规律的学说——形式思维和辩证法。”［1］1878年又在《自然辩证法》一文中重提“思维的科学”概念，前后曾对其内涵和外延作过精辟阐述。恩格斯认为思维的科学在于，它是“研究人的思维的规律的科学，即逻辑学和辩证法。”［2］思维科学的内涵和外延是很广泛的。其一，思维科学是一门独立的学科。恩格斯在《反杜林论》一文中指出:“在以往的全部哲学中仍然独立存在的，就只有关于思维及其规律的学说——形式逻辑和辩证法。”［3］其二，思维科学是一门历史性的学科。恩格斯曾在《自然辩证法》一文中说:“关于思维的科学，也和其他各门科学一样，是一种历史的科学。”［4］其三，思维科学是一门与大脑相关的学科。恩格斯在《自然辩证法》一文中明确揭示“我们的意识和思维，不论它看起来是多么超感觉的，总是物质的，肉体的器官即人脑的产物。”［5］其四，思维科学是一门不断发展的学科。恩格斯在《自然辩证法》一文中指出:“随着自然科学领域中每一划时代的发现，唯物主义也必然要改变自己的形式。”［6］思维科学和唯物主义同属社会科学，因此，随着自然科学每一划时代的发现，思维科学也必然要改变自己的形式。

思维科学是一门尚不完善的学科。19世纪恩格斯对包括形式逻辑和辩证法的思维科学内容并不满意。他敏锐地指出:“每一时代的理论思维，从而我们时代的理论思维，都是一种历史的产物，它在不同时代具有完全不同的形式、同时具有完全不同的内容。因此，……思维规律的理论并不像庸人的头脑在想到‘逻辑’一词时所想象的那样，是一种一劳永逸地完成的‘永恒真理’。”［7］恩格斯不满意的原因有二:其一，恩格斯认为自亚里士多德提出的形式逻辑，就是一个让人们引起争议的一门学说;其二，马克思在《费尔巴哈论》一文中明确指出:“整体，当它在头脑中作为思维整体出现时，是思维着的头脑的产物，这个头脑用它专有的方式掌握世界。而这种方式是不同于对世界的艺术精神的、宗教精神的、实践精神的掌握的。”［8］那么，马克思所说的“不同于对世界的艺术精神的、宗教精神的、实践精神的掌握的”方式又是什么呢?显然，那个时期的思维科学并没有回答这个问题。所以，对那个时期的思维科学，恩格斯自然是不会满意的。

那么，关于思维科学将如何发展，恩格斯提出了两条根本原则:他在《路德维希·费尔巴哈和德国古典哲学的终结》一文中说:“全部哲学，特别是近代哲学的重大的基本问题，是思维和存在的关系问题。”［9］这就是说，思维对存在、精神对自然界的关系问题，是全部哲学的最高问题，自然也是思维科学最高的问题。这是发展思维科学的第一条根本性原则。他在《自然辩证法》一文中又说:“我们的主观的思维和客观的世界遵循同一些规律，……这个事实是我们的理论思维的本能的和无条件的前提。”［10］这是发展思维科学的第二条根本性原则。20世纪80年代，钱学森在继承、发展恩格斯的思维科学的基础上创建了现代思维科学，按照马克思、恩格斯关于思维科学的设想和建立思维科学的原则，创建了现代思维科学。

2.钱学森的现代思维科学。他的思维科学体系是一个系统的科学体系，且又具有一定的艺术性、层次性和开放性。钱学森明确提出“开宗明义，思维科学只研究思维的规律和方法，不研究思维内容，内容是其他科学技术部门的事。”［11］他认为，现代思维科学体系，无论是基础层次，还是技术层次、工程层次，最终都要通过认识论这个桥梁与马克思主义哲学相联系。他认为思维科学的基础科学是研究人有意识思维的规律的科学，可称之为思维学，包括抽象(逻辑)思维学、形象(直感)思维学、灵感(顿悟)思维学、社会(集体)思维学，以及信息学等。在技术层次上有模式识别、语言学、情报学、方法学等。在工程技术上有人工智能、计算机模拟技术、文字学、密码技术等。钱学森在构建思维科学体系时是严肃、认真、科学的。可以说，他对思维科学体系始终抱有一种严谨的科学态度，他在给吴廷嘉、沈大德的《关于形象思维的一封信》中强调“我想人的思维不限两种:形象思维和抽象思维。应该看看还有什么其他形式。不要关门!”

钱学森的世界性、开放式眼光，从纵横两个方面观察世界和科学发展的趋势。他认为，除量子力学、相对论展现了自然科学的划时代的发展外，系统论、控制论、信息论、突变论、模糊数学、分型理论、超循环论，以及混沌论等所提示的客观世界的复杂性不再仅仅属于生物学了，它正在进入物理学领域，这似乎已经植根于自然法则了。或者说，复杂性根源在于非线性，诸如非平衡、不稳定性、涨落、分叉、混沌等现象都在进一步告诉人们，以往那种还原论、机械论等以简单性求解复杂性时代已不能成为科学认识的航标了。世界从本质上看是复杂的，法则简单的程序事实仅仅是个例外。同时人类思维规律也必须与此相同，这种趋同既符合主观思维和客观世界遵循同一些规律，又符合随着自然科学领域中每一划时代的发现，唯物主义也必然要改变自己形式的原则。正因为如此，新兴科学，如非线性科学的出现，必然要制约着思维形式的变革，这就预示着一统“天下”的“逻辑思维形式”被打破，恩格斯预言的“并不像庸人的头脑在提到‘逻辑’一词时所想象的那样”的思维形式将会诞生。钱学森在现代思维科学体系中，不仅提出形象(直感)思维形式，而且还提出灵感(顿悟)思维形式，对此，他主张“不要关门!”，即还会有多种与“非逻辑”、“非线性”相关的思维规律。当今学术界提出的直觉思维规律、模糊思维规律、拓扑思维规律、离散思维规律、超弦思维规律等，可以说，都是现代思维科学的范式内容。发现并提出“非逻辑思维规律”，不仅是对恩格斯思维科学概念的发展，而且还可视为是现代思维科学的显著特征。

二、认知科学

认知科学是20世纪世界科学标志性的新兴研究门类，它作为探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科，已经引起了全世界科学家们的广泛关注。

1.认知科学的性质属于交叉学科。它是在哲学、心理学、语言学、人类学、人工智能科学、神经科学等交叉领域成长起来的一门学科，它是传统哲学认识论的延续和扩展，是当代回应长期未解决的认识论问题所做的以经验证实为基础的努力。它不但关注各种心智现象和认知能力，如直觉、记忆、语言、思想、想象、意识等，它也必须面对认知主体的本性问题，即认知主体的存在和活动方式［12］。它的任务在于研究大脑系统对心智、智能信息加工的工作原理，其研究内容涉及的知识面很广，主要有信息科学，尤其是社会智能革命的客观需要，呼唤并催促了认知科学的诞生及发展。

认知科学多强调运用多门学科使用的工具和方法，从多角度、多层次对人的心智、智能及其相关信息加工的工作原理进行复杂而艰巨的研究和探索。

2.认知科学本质上属于心理学范畴。赫伯特A.西蒙(Herbert A.Simon)创造认知科学之初也称其为认知心理学。在近代，自从心理学从哲学分化出来成为一门实验性科学以来，在知、情、意的传统心理学三方法中认知占举足轻重的地位。特别是到20世纪80年代，各国愈发重视对“人脑”的研究，并称21世纪为“脑的世纪”，脑与人格、脑与智慧、脑与情感、脑与潜能、脑与行为等日益成为研究的前沿领域。对此，美国搞了一个“人脑计划”，也称“人脑开发”，旨意在破释大脑的意识、思维、思想、记忆、情感、愿望、意志等心理因素方面的信息加工机制，欲解释大脑这些心智、智能问题。因为人的心理和大脑是错综复杂、瞬息万变的，故欲解释大脑这些心智、智能问题是极其艰难的，其难点在于:

其一，大脑的信息加工系统是多维度、多层次、网络化的，既有物理反应，又有化学反应，共同构成一个脑的自组织过程。在物理反应中的神经元胞体、树突、轴突之间形成的突触系统就很复杂，而且一种神经元与相邻的众多神经元又往往形成大量的、并行的、立体的状态，网络突触系列更加复杂，虽然以“电的”、“磁的”反应可部分测清一些生理机能，但也仅仅是初步的。至于化学反应，尽管化学家、脑生理学家探试某些“生物分子”，然而就其中“最简单的生物分子”的准确理论都没印证出来。可见，用化学手段，或用“药物”手段破释大脑神经元机制的时间更加漫长。

其二，大脑的信息加工系统是时空性的、瞬变性的、开放性的，既有主体心理反映，又有客体环境反映，共同构成一个脑的互控系统。心智作为一个心理过程是动态的，除了受主观因素影响外，更主要的是受环境因素所左右。因为人是社会的人，作为社会的人，无论在过去、现在还是未来都无法摆脱环境的影响，正如恩格斯所说:“没有自然界，没有感性的外部世界，人什么也不能创造。”［13］可见，环境对人脑的影响是重要的，无论是自然环境，还是人造环境都是复杂的、可变的，尤其是自然环境又是人无法控制的，这样一种随机性很大的环境因素，不时作用于主观心理，就使其呈现“非线性”、“非逻辑”特征，无形之中便增加测验中的不确定性因素，从而加大了破释大脑信息加工原理的复杂度和艰难性。

其三，大脑信息加工系统是黑箱性、灰箱性、模糊性及探试性的，既有智能的显性反映，又有潜能的隐性反映，共同控制着大脑的整体性功能。人脑的智能与潜能是相互影响、相互作用、相互控制的。智能与潜能相比，潜能是巨大且很难控制的。人们虽然知道大脑与意识、思维、思想等智能活动相关，但是人们到目前为止尚无法解释各种智能活动真实的前因后果。在谈到潜能时不能不谈到大脑的创意、创造、创新等活动，大脑的潜能又与潜意识相关，潜意识与显意识相互协同、相互作用的结果直接影响智能的创造性。然而，潜意识活动是具有二重性的，既有生物属性，又有社会属性，正因如此，才有可控的一面，又有不可控的一面，这也是认知的难点，因大脑具有自组织性，才导致智能和潜能反映共同控制着大脑的整体性功能。

三、思维科学与认知科学的汇流是当代科学发展的必然

思维科学是从宏观视角研究人的思维规律的，而认知科学是从微观角度探索人脑奥秘的。人的思维过程是不能直接观察的，仅可以根据其它证据来探索，认知科学就是企图用证据来探索人的思维是怎样发生的一门学科。这就如同“如果物理学家看不到电子、u介子和其它逊原子微粒，却从它们在云室留下的径迹推断出它们的性能一样。认知学家们从把信息输入大脑后发生的变化中，判断人类思维过程的本性。”［14］尽管认知科学在研究过程中将会遇到种种困难，可这是一次伟大而开拓式的尝试。恩格斯曾预言:“这些次要形式的存在并不能把每一次的主要形式的本质包括无遗。终有一天我们可以用实验的方法把思维‘归结’为脑子中的分子的化学的运动;但是难道这样一来就把思维的本质包括无遗了吗?”［15］这段话告诫我们，为了阐明脑与意识的关系，把握思维的本质，就必须在对脑进行物理的、化学的、生理的研究的同时，对其进行哲学的、社会学的、思维科学的研究。可见，思维科学与认知科学是密不可分的，两个学科的汇流、互补，尤其是两种探索、研究方法的汇流、互补是必然的。

当下两门学科的汇流主要表现在:其一，主体(科研人员)出现了汇流。思维科学和认知科学的科研人员在发掘大脑思维奥秘的过程中，呈现出互助、协同作战的趋势，以我国思维科学和认知科学科研人员为例，目前我国多数思维科学和认知科学的科研人员已经开展了合作研究;其二，当今交叉学科、边缘学科，尤其是信息科学的发展，促使思维科学和认知科学产生汇流;其三，当代脑科学自身的发展，客观上要求对大脑进行实验研究的认知科学和对大脑进行综合、思辨研究的思维科学的汇流。千百年来，许多哲学家、科学家、心理学和脑科学家在认识人自身的漫长历程中孜孜不倦的求索，从各方面探寻着解开人的大脑及其思维和心理的钥匙。到20世纪80年代，用观察、实验的方法探寻大脑奥秘，进一步弥补了仅用“思辨”方法研究大脑思维规律的不足。其实，人类认识自身是离不开“思辨”方法的，思维科学常用的方法是“思辨”的方法。人类认识客观世界首先是靠实践，在实践中产生智慧，再用智慧指导实践，就这样循环往复，世世代代，人类认识世界，又在不断地利用和改造世界的过程中升华了“思辨”方法。

1.“思辨”方法的特征。首先，创新性。人和动物相揖别的思维标志就在于，人有抽象(逻辑)思维，近而也有了分析问题的“思辨”方法。自古以来，人类靠“思辨”方法在科学发生发展中创造了许多奇迹，如“日心说”战胜了“地心说”;牛顿的“三大定律”;哥本哈根学派的“量子力学”;爱因斯坦的“相对论”等。人类思维理论的研究成果有亚里士多德的《形式逻辑》，黑格尔的《逻辑学》和马克思恩格斯的《辩证法》，这些成果不仅规范了思维逻辑，而且也为人类的“思辨”方法提供了逻辑基础。随着时间的推进，人类还积累了许多“思辨”方法，诸如各种哲学方法、科学方法及思维方法等。其次，预测性。恩格斯在《自然辩证法》一文中不但阐述了“我们的主观的思维和客观的世界遵循同一些规律，这个事实是我们理论思维的本能和无条件的前提。”而且他还预言:“思维规律的理论并不像庸人的头脑在想到‘逻辑’一词时所想象的那样，是一种一劳永逸地完成‘永恒真理’。”果然，自20世纪80年代钱学森院士倡导研究思维科学以来，我国思维科学学者所研究的想象、幻想、直觉、灵感等思维现象均属非逻辑思维范畴，加之近年来兴起的非线性科学又从自然科学和社会科学交叉的角度支持了人们对非逻辑思维规律的探索;第三，矛盾性。以往“思辨”方法主要是靠逻辑思维规律，较少依靠形象思维规律或灵感思维规律，因“思辨”的核心因素是概念，其程序是:概念——判断——推理。尽管“思辨”方法的形式有分析与综合、归纳与演绎、一般与个别、历史与逻辑等各种具体方法，但归根结底还是要从概念出发。然而，概念的内涵与外延有宽有窄，时空又不是完全一样，自然概念的确定性就不完备，因而，以此为出发点进行判断或推理也不会准确，冲突、矛盾、悖论常常出现。

2.“实验”方法的特征。“实验”方法与“思辨”方法的特征不同。首先，适用性。思辨为非物质范畴，如果有物质性的实验为据，思辨方法的根据就自然可靠了。认知科学就是用神经科学方法探求大脑的神经生理基础的，所谓的“人脑计划”，就在于破释大脑意识、思维以及行为的生理运用机制，具体采用的方法有:行为实验技术、单细胞记录技术、磁共振脑成像技术等，这些新技术在很大程度上改变了从前的一些研究观念，应该说，从“思辨”走向“实验”，这是人类思维方式的一次飞跃。其次，新颖性。“实验”方法改变了传统的神经元之间的线性传递观点，即不再是简单的轴突-树突、轴突-胞体、轴突-轴突之间的联结，而是不仅相邻神经元的胞体、树突、轴突之间可以形成突触，同一神经元和诸多神经元之间均能形成大量并列的、立体的、网络状的突触系列。这种变革人的传统思维方式的方法是新颖的，这种崭新的方法突破了大脑在信息加工方面的兴奋或抑制、全或无的简单模式，呈现出分布处理和多重编码的新模式。第三，整体性。“实验”方法在使用过程中遵循某一种实际方法时是单项性的，但对实验结果进行分析时又是系统的整体性的。新技术进一步证实，大脑是一个多层次结构的整体性系统，大脑每一部分的信息加工都是依靠大脑整体加工功能来保证的。认知科学为揭示人脑工作机制这一最大的宇宙之谜作出了不可磨灭的贡献。

虽然思维科学与认知科学及其研究方法存在着差异，但是两门学科都是为了发掘大脑的思维奥秘，探寻思维的机制和规律。具有同一目标的两个学科的汇流、互补，尤其是两种研究方法的汇流、互补将更有利于揭示思维的奥秘。

［1］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第3卷)［M］.北京:人民出版社，1995.364.

［2］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第3卷)［M］.北京:人民出版社，1995.431.

［3］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第3卷)［M］.北京:人民出版社，1995.364.

［4］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.284.

［5］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.227.

［6］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.228.

［7］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.284、334.

［8］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第2卷)［M］.北京:人民出版社，1995.19.

［9］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.223.

［10］马克思，恩格斯.马克思恩格斯选集(第4卷)［M］.北京:人民出版社，1995.364.

［11］钱学森.关于思维科学［M］.上海:上海人民出版社1986.16.