情境认知：一种典型的适应性表征
2021-12-29魏屹东
魏 屹 东
(1.山西大学 科学技术哲学研究中心，山西 太原 030006；2.山西大学 哲学社会学学院，山西 太原 030006)
情境认知是当代认知科学中的一个新的研究纲领，它认为知识与行为是不可分的，所有知识都处于与社会、文化和物理环境相联系的活动中。与认知科学相关的科学哲学、科学知识社会学也介入对情境认知的探讨。例如，社会建构论认为，科学家依赖特殊工具、历史语境和社会组织形式情境化知识实践，使认知研究从基于二元论的个体认知转向了基于更为广泛的社会和文化语境的情境认知，即发生了认知转向[1]。事实上，此前的知识传统领域，如大陆哲学传统尤其是海德格尔和梅洛-庞蒂的工作、心理学中的维果斯基和吉布斯的工作，对认知的情境性也有研究，从而形成了情境认知的理论资源[2]。历史地看，“情境的”这一术语最初是被美国实用主义哲学家米德和社会学家米勒使用的，直到20世纪80年代才开始被用于认知科学、人工智能中[3]，并作为认知主义的对立面发展起来[4]。情境认知的多学科介入表明：一方面，认知能够被情境化，而不是抽象出所有认知共同的属性；另一方面，认知情境化在表征上具有天然的语境同一性(1)语境同一性指具体境遇中的认知表征是在特定语境中进行的，语境不同一定不会产生整体认知效果。和适应性。笔者基于以上两点探讨情境认知的语境同一性、表征适应性、表征方式及其方法论意义。
一、情境认知的语境同一性
所谓情境是指一个行为、事件或活动的具体场景或环境。关于情境的概念一定是自然化的，是在自然语境中给出的，即它是具体的而非抽象的[5]，是接地的而非符号的。它强调模态模拟、身体姿态和情境行动的基础性，反对认知是对模块系统中的符号进行计算并独立于大脑的感知、行动模式系统的传统认知观[6]。这意味着情境是在一个特定语境中生成的，即情境是语境化的。比如最简单的对话情境，一定是围绕某个话题展开的，而且其中的每个人对所谈话题都是有所知晓的，这个话题的知识及其背景就是对话情境的语境。情境认知的语境可被理解为一种基于特定任务的物理、生态和社会因素相互作用的环境。认知的这种物理的、生态的和社会的境遇特征就是一种情境性和嵌入性，而说明这种情境性的表征是基于特定语境的，因此，情境认知=认知+情境(具体境遇)+语境(历史背景)。也就是说，认知不仅是情境化的，其表征也是语境化的。
认知的情境性是基于“老式人工智能”的逻辑——数学方法而兴起的。这种传统计算主义将认知看作个体的、理性的、抽象的、离散的和一般的智能行为，而这些观点事实上仍是假设，并没有在实践中完全得到证实。因此，情境认知的支持者对其中部分假设持反对意见，将认知看作是“社会的、具身的、具体的、定位的、使用的和特定的智能行为”[7]。这个看法强调认知活动内在地涉及人体语境中的感知和行动，而人体是嵌入现实世界环境中的。因此，情境认知是嵌入式、接地的和分布式认知，是一种社会认知[8]。科学地看，它是一组连锁的科学假设，包括如下互连但有时独立的论点[9]：认知产生于主体与其所处的物理环境的相互作用，即认知是具身的(2)具身认知认为，认知的许多特征都是由有机体的各个方面构成的。认知的特征包括高层次的心理结构(如概念和范畴)和完成各种认知任务(如推理或判断)的表现。有机体的各个方面包括运动系统、感知系统、身体与环境的相互作用(境遇性)，以及构成有机体结构的关于世界的假设。和情境化的；认知产生于主体与其所处的社会环境的相互作用，即认知是情境化于社会语境的；认知产生于行动中，并为行动的目的而产生，即认知是生成的；认知分布于物质和社会环境之间，语言使用和物质实践是捕捉这些特征的相关范畴，即认知是延展的(3)延展认知认为，心理和心智过程超出了身体的范围，包括一个人所处环境的各个方面，以及有机体与该环境的相互作用。也就是认知超越了符号操作，包括从与世界的积极接触中进化而来的秩序和结构的出现。；许多智能行为不需要明显的内在(心理)表征(4)心理过程包括四个方面：(1)不仅涉及大脑，也涉及更一般的身体结构和过程；(2)嵌入式地只在相关的外部环境中起作用；(3)其生成不仅涉及神经过程，而且涉及有机体所做的事情；(4)延伸到生物体的环境中。参见：ROWLAND S M.The new science of the mind: from extended mind to embodied phenomenology[M].Cambridge, MA: MIT Press,2010:51.，相反，重要的是世界自己是如何呈现给主体的。情境认知的这些变化范围广泛，涉及从语境依赖到方法论和形而上学承诺，囊括了当代认知科学中的4E认知。在笔者看来，这些假设是典型的语境论观点，情境认知实质上就是一种基于语境的认知，理由如下。
第一，情境认知首先强调认知的社会嵌入性。传统社会认知理论假设，心理表征是抽象的和稳定的，是通过相对自主的、独立于语境的过程来激活和应用的，然而，这与事实不符。社会认知过程已被证明是适应性的，即适应当前的社会目标、交流语境和身体状态，这就要求我们把认知与情境结合起来[10]。认知的社会性表明，人类心智是在社会语境中发展的，人类使用工具和文化提供的表征中介来支持、扩张和重组心理功能。根据社会心理学的观点，社会认知是精神生活的那些方面，这种精神生活能够且由社会经验形成。显然，社会语境提供了在由社会组成的世界中个人通过交流向他人学习的方法，如新手通过学徒方式学习师傅的技能。
第二，情境认知凸显环境条件的约束性。除了社会性，情境认知还具有具身性、具体性、定位性、使用性和特定性等特征。具身性强调其物质性和实在性，具体性强调各种约束条件的确定性和关联性，定位性强调时空特征(认知是特定时间和地点的智能活动)，使用性强调实践特征(情境是使用中的境遇，不是理论的假设场景)，特定性强调认知的变化特征和事实特征。例如购物，人们通常会根据实际境遇讨价还价，这不能简单归结为是讨便宜，而是一种竞争和策略，因为人们知道价格随市场机遇会不断波动。在人工智能中，智能体与环境的相互作用不仅体现在高度的技术任务上，也体现在日常任务中，比如人工主体在执行任务时能够表征需要的信息，甚至潜在地与执行性能相互干涉。
第三，情境认知突出认知加工的语境依赖性。情境认知是在其语境中被独特地决定的，它不能孤立于特定的境遇。例如，飞行员的训练可以在特制的飞行训练器上完成，而不是直接上飞机操作。但这只是前期操作训练，要真正驾驶飞机，飞行员不仅要学习飞行知识和理论，掌握各种飞行技术，还要知晓天气状况、语言知识、地理知识、大气动力学知识等。这些知识和技能共同构成了飞行情境认知的语境。
第四，情境认知要求对心智现象的理解必须是在自然语境中操作的。自然语境是认知发生的源头，认知理论必须说明这种“荒野中的认知”，因为野性的自然不仅是认知发生的地方，也是证明其真实能力与局限性的场所。这是自然主义认知科学倡导的方法，自然科学是典型的自然语境中的情境认知。例如，达尔文对生物进化的研究不是停留在理论假设上，而是基于对不同地区自然环境中的生物进行长期的考察。对具体的自然环境和其中的生物构成境遇的探讨就是基于情境的认知。
概言之，情境认知突出具体境遇对认知的重要影响，强调认知绝不是孤立的智能行为，而是嵌套在特定境遇、环境和场所中的认识过程，具有境遇性、交互性、动态性和即时性特征[11]。这种嵌入性体现了认知对于情境的语境同一性和表征适应性，认知结果的描述也必然是在具体情境中基于语境的表征。
二、情境认知的适应性
认知的情境化意味着认知必须介入情境、适应情境。只有在情境中才能产生认知适应性，因此，情境化就意味着适应什么。这与生物的进化非常相似，因为生物进化一定是环境中的进化，也只有在环境中生物才能进化。索罗蒙指出，“认知总是情境化的，它总是以这种或那种方式被具体地例示，不存在非具身的认知结果”[12]413，而且认知的情境化包括环境、目标、社会分布、政治立场、工具(包括语言和方法)、历史语境和个体具体化七个方面，这些方面相互作用构成一个情境之网来应对变化。
第一，环境是情境认知适应性的最重要方面。如果说情境认知是一个系统，那么环境是其不可或缺的构成部分，因为系统与环境在范畴上是统一的，就像主体与客体一样。许多人类行动如开门、走路、系鞋带等都是由情境决定的，而不是由内在表征和概念化范畴决定的。有人敲门，我们就会去开门，而不是考虑好开门的步骤后去行动。情境语义学表明，对知识的解释依赖于言说者和其表达的特殊环境，这就是知识的域特异性，如少数民族语言。域特异性表明了境遇对于知识的重要性。
第二，认知目标蕴含并适应于情境和语境。人类行动是有目标的，推理实践也典型地由认知、实用和其他目标支配。这意味着行动是由目标引导的，推理也是由目标引导的。有些目标是明显的，有些目标要通过观察或洞见才能辨识。目标是某个具体情境中的目标，不是普遍的抽象目标。例如，分析的认识论追求的目标是真理，实用主义追求的目标是实效，进化心理学寻求行为的进化目标，伦理学寻求行为的善的目标。语境论将目标作为它的一个重要因素，将进化语境看作情境性的形式。动机推理的出现是行为目的性的有力证据。
第三，认知作为探询过程通过社会分布体现为适应性。合作是社会分布的重要形式。共同体是合作探询的统一体，其成员拥有不同领域的专门知识，每个人对认知活动都有贡献。比如国际空间站进行的合作研究，不仅有不同国别的科学家，也有同一国别不同学科、不同领域的专家参与。共同体成员共同参与策略的制定，一起讨论一起做决定，最后共同发表研究成果。在人工智能中，使用平行分布和网络连接处理器已能将探询的每一种社会分布模型化，即处理器间的连接和协同将个体间的关系模型化，这种协同作用使得人工智能的群体智能的形成成为可能。
第四，情境知识通过具体化、政治定位适应于不同境遇。按照女性主义的科学哲学，客观性就意味着情境知识[13]。每个人看问题的视角和政治立场不同，得出的结论自然会有差异。个人视角和政治立场自然就是一种境遇，在这种境遇中获得的知识一定是情境化的。不过，女性主义的知识观也是有问题的。如果说知识是具体化的，则是可以接受的，因为所有知识包括政治的和社会的，都是有针对性的；如果说科学知识受政治立场影响，则是难以接受的，因为尽管科学家有国籍之别，必然持不同的政治立场，但科学知识是中立的。
第五，工具作为认知适应性的中介直接包含在情境中。这里的工具不是通常意义上我们所使用的工具(如扳手)，而是指人造物或物质构造复杂的东西，如语言、模型、实验仪器。这类工具包含语义信息，比如关于工具本身的使用说明，关于世界的隐含的或显在的信息，诸如命题表征、物质载体(书、报纸)和互联网。有时工具也产生信息，如利用望远镜观察到新天体，利用雷达发现新物体。这说明一个工具加上人产生的认知能力，强于不使用工具的人的认知能力。
第六，历史语境是作为背景知识而起作用的。认知通常与时空和历史语境相关。按照语境论，任何行动和事件都是其历史语境中的行动和事件，已有的知识和理论就是新行动和事件的历史语境。任何历史语境都是发生过的境遇，它构成了认知的基底。在科学实践中，科学发现和科学理论的形成均是在历史语境中继承前人的思想和理论基础上做出的[14]。例如，日心说的形成是基于地心说和历史上关于宇宙中心思想的，绝不是哥白尼个人的苦思冥想。这个例子说明，历史语境是作为一种情境嵌入认知过程的，它不纯粹是“过去”行为，而是一种“似现在”，即“历史语境的相关性包括那个时候其他知识实践状态的相关性”[12]421，过去的行动进入当下情境而对认知起作用。
第七，具身性是情境认知的适应性前提。人的推理具有这样的特征：“推理是情境化于身体中的，包括特殊的策略和启示法，依赖先前知识和训练，并由个人动机构成”[12]422。人的大脑并不是唯一的认知场所，我们的手、眼睛、身体都参与认知过程(5)身体会影响我们的思维和行为，而身体是嵌入环境中的，因而不仅影响大脑，而且塑造大脑，改变大脑的结构，即“大脑之外改变大脑之内”。参见：西恩·贝洛克.具身认知：身体如何影响思维和行为[M].李盼,译.北京：机械工业出版社，2016:ⅲ.，比如我们在演讲时总是伴随着手势、眼神和身体动作。这说明认知是整个人包括大脑、身体的各个部分相互协调产生的。当然，我们不排除某些复杂的符号加工是在大脑中进行的，比如人在沉思时身体是静止的。不论是动态的还是静止的认知，身体始终参与其中(6)具身认知观提出“认知无意识”观点，这一术语描述了所有与概念系统、意义、推理和语言相关的无意识心智操作。其重要意义在于：我们不仅拥有身体，就连思维某种程度上也是具身的；更为重要的是，我们身体的独特性造就了我们在概念化与范畴化方面特有的发展潜力。参见：乔治·莱考夫，马克·约翰逊.肉身哲学：亲身心智及其向西方思想的挑战[M].李葆嘉,等译.北京：世界图书出版公司，2018：9-18.。
总之，情境不是静态的，而是动态的，其中的历史语境不仅仅指过去已经发生的行为，而是强调它对当下行为的影响，历史事件是一种“似现在”[15]。更为重要的是，情境认知的表征方式是动态的推理过程。
三、情境认知的表征方式
情境认知作为适应性表征，它是如何表征的？在笔者看来，作为知识表征的情境演算、时序推理和事件演算、基于案例的推理是情境认知的主要表征方式。
情境演算是一种表征推理行动和变化的谓词逻辑语言。作为一种知识表征语言，它旨在预测一个系统状态的行动结果，计划行动以达到既定目标，诊断什么事件可以解释某些观察，并分析执行任务的程序的操作[16]，其中的“情境”表示世界的一种境遇或状态。当行动者或智能体行动时，情境会发生变化。行动者如何行动取决于他或她或它所处的情境。在情境演算中，推理不但取决于情境，而且取决于行动者对情境了解多少。我们假设将要探究的世界或系统的初始情境用S0表示，它是没有行动发生的境遇；导致一个行动a在一个情境S中被执行的情境由do(a,s)表示。例如，do[pickup(rob,package1),S0]表征这样的情境：机器人rob在初始情境S0中执行了捡起包裹package1的行动。因此，一个情境本质上是一个可能世界的历史，它被看作行动的序列[17]。这与语境论的根隐喻“历史事件”十分相似，因为历史事件是现实中动态的、活跃的事件，是其语境中的一个行动序列[18]。显然，情境演算提供了一个行动结果是什么的形式表达方法。
时序推理和事件演算是模态逻辑(也称时序逻辑)的表征方法，用来表征和推理关于时间限定的命题规则和符号化的任何系统。由于时间是情境的一个重要因素，因而时序推理自然就是情境认知的一种重要方式。时序推理主要有三种范畴：代数系统、时序逻辑和行动逻辑。代数系统集中于时间点和时间间隔间的关系，命名物体的变量表征。一组质性或量性方程限制被分配到时序变量的赋值。这些方程采取一个约束满足问题的形式，即一组线性方程或一阶逻辑的限定子集中的一组断言，其目标可能是确定一致的，从中找到约束满足问题的一个最小标记，或者为控制某些数学客体的所有变量找到一致的集合体[19]。
一个典型的代数系统是质性时序代数，由艾伦[20]提出并由拉德金和马杜社[21]给出代数形式，其中将时间间隔作为基元。一对时间间隔间的初始可能关系有13个，比如先于(<)，后于(>)，接触(m)等，第一个的末端对应于第二个的始端。这些初始关系能够组合而形成213个复杂关系。例如，约束I1
基于案例的推理(Case-based Reasoning，CBR)是具体的个案情境认知。CBR是指设计一个系统使得思想和行动在一个给定情境中由一个明确的先前案例指导[23]。CBR中的推理是依据具体案例而不是规则进行的，或者说CBR是只有情境没有规则的推理。CBR有一个案例库，其推理过程是寻求从一个源案例确定一个相关的目标案例，这是按照类比模式进行的推理。CBR分为两个阶段：先找到一个适当的源案例，即检索过程，再在目标案例中确定适当的结论，即修正与再用。检索是寻求最相似的过去案例，这依赖于什么是适当的相似性问题。修正与再用是对源案例进行修改以便适合目标案例，然后用于目标案例。CBR解决问题的基本过程是：出现一个待解决的新问题，即目标案例；利用目标案例描述的信息在案例库中搜索过去相似的案例，即检索已存案例，获得与目标案例类似的源案例，并获得对新问题的一些解决方案。假如解决方案无效，推理者将对其进行调整、修正，以获得一个成功案例，之后可获得目标案例的较完整的解决方案。若源案例未能给出满意的解，则通过修正案例并保存从而获得一个新的源案例。
总之，情境认知作为一种知识表征，无疑是对知识的一种描述，是一种行动者可接受并用于描述知识的数据结构。因此，情境表征可被视为数据结构、境遇及其处理机制的综合：情境表征=数据结构+境遇+处理机制。没有情境的表征就是纯粹的符号组合假设处理机制。
四、情境认知的方法论意义
情境认知的环境嵌入性和语境依赖性表现为情境化语言、情境化直觉、情境化学习，以及情境具身化、情境具体化、情境语境化等方面，蕴含了重要的方法论意义。
第一，情境化语言体现在索引词、时态和其他语境依赖的语句构造方面，使理解通过适应情境得以实现。当我使用“我”时，“我”指我自己，当你使用“我”时，“我”是指你自己。我们使用相同的词语表达相同的惯例意义。这就是词语的索引性。索引的作用在于：词义可以不变，但解释说明是变化的。当语境改变时，我们会终止不同的指示词。在英语中，时态是一种潜在情境的表现形式，通过时态我们能够知晓行动发生的大致时段，比如过去式表明行动发生在过去。至于语句，可以说任何语句的意义都是依赖语境的，比如我们说“是”或“不”时，是针对什么内容或事情说的，所针对内容或事情就是说“是”或“不”的语境。缺乏这个语境，说“是”或“不”虽然意思明确，但不知道肯定或否定什么。
第二，理解和解释是适应情境和依赖语境的。在理解和解释中，意义、语境和解释构成一个函数关系。如果用M表示意义，C表示语境，I表示解释或说明，f表示它们之间的关系，那么我们可以给出它们之间的函数关系：M=f(C,I)。这个函数关系的意思是，一个词语或语句的意义是由其特定语境和解释者的说明共同给出的。例如，语句“雪是白的”，其中名词“雪”和谓词“白的”均是意义明确的，它们由系词“是”连接起来，表达了一个特定意义句子“雪的颜色是白色的”。这个语句的语境是在阳光下，解释者知晓阳光下雪是白的。假如是在黑暗语境下，解释者也不知道阳光下雪的白色属性，自然不会解释说“雪是白的”。因此，意义是随着语境和解释共同变化的。在方法论上，意义的变化焦点经历了一个从语句类型到个人表达方式的转换，经历了一个从保留真值到保留指称的推理概括的转换，比如理解昨天和明天的意义是相对于今天的。
第三，情境化直觉构成情境认知的更深层原因。在传统哲学中，直觉被认为是与顿悟、灵感相类似的东西，它是指一种无须经验刺激或理性推理直接领悟真理的天生能力，是通过瞬间的洞察对普遍中的特殊事物的认知。直觉可以是经验或实践的，也可以是抽象或理智的。无论是哪种形式，它都是对对象(实在的或非实在的，感知的或非感知的)的直接把握，而无须任何中介。因此，直觉知识通常与经验知识、理性知识相对。如果对直觉的这种理解是对的，那么直觉本身就是嵌入情境的，是在情境中形成的，绝不是某种孤立的、神秘不可测的东西。在感觉的意义上，直觉不像视觉、听觉和触觉那样有相对应的感觉器官，因而常常被认为是非认知的和非理性的。在笔者看来，直觉的感官是大脑或包括大脑在内的整个人体，通过直觉获得的知识是具身的、情境化的。
第四，具身化是情境认知的生物基础和认知适应性取向。在认知科学中，认知人造物的具身化研究表明：一个智能体的嵌入性情境确定指称的一个语义资源，也是简化思维本身的一种物质资源。这个智能体无须记住是什么保存在视觉领域中，也无须测量它们直接比较了什么。“世界本身就是它自己的最好模型”[24]，一个智能体让世界做计算，通过检验决定结果，较之通过演绎推理承担全部认知有效得多。假如世界没有提供给我们想要的东西，我们却可以重新安排让它提供给我们想要的东西。这就是人工智能要做的工作。在这个意义上，机器智能的具身化是实现高级智能的关键，因为如此一来，机器就会具有适应能力。这也是机器人学一直追求的目标。
第五，行动者的行动是具体的而非抽象的。情境认知倾向于将抽象演绎转化为具体活动，如做饭、洗衣服等这些看似简单的日常活动事实上正是人类智力的范例，是认知行为的具体化。认知科学表明，大多数人类活动由连续的、创新的、即兴的活动和环境提供的大量可用资源构成，而不是执行预先概念化的计划。这与有准备的行动不同，因为即时行动来不及事先制订出计划。情境认知具体化的方法论意义在于：一方面，它拒绝笛卡尔的直觉观，强调认知行为对物理世界的适应性；另一方面，从离身的研究转向具身的研究，从统计测量和实验室实验转向对实际生活情境中的真实人行为的深刻描述。
五、结 语
情境认知作为一种认识论可能会导致更激进的情境化倾向。在情境化语言中，词语意义是确定的而解释是变化的。这引发了一个具有挑战性的本体论问题——词语的什么属性表达了指称。根据语境论，本体论问题也是依赖语境的，即认知是语境中的认知[25]。按照这种观点，不仅我们所做的、所说的和我们是如何通达世界的被认为是依赖于我们所处的环境，而且这个我们生活于其中的世界本身也是依赖解释语境的。这就是说，世界不是单纯的逻辑的构造，而是社会的构造、环境的构造。这涉及我们对科学本质的理解。情境认知作为方法论，虽然反对关于认知是个体的、一般的、抽象的、符号的、显在的、基于语言的、居于头脑的传统观点，但接受其中关于认知是社会的、特殊的、具体的、隐含的、非语言的和分布式的观点。在表征上情境认知一定是适应性的，因为认知必须适应于那种情境。从生物符号学的视角看，“重要的不仅是生物上的适应性，更是符号学上的适应性。适应性取决于关系——只有在给定的语境中，某物才能去适应”[26]。这意味着认知的适应性应该在关系整体中去考察，而关系能力就是一种符号表征能力。因此，认知总是情境化的，总是以这种或那种方式置于社会情境中的[27]，文化的形成就是情境认知的典范[28]。
