適應性表征主義：一種新唯物主義

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

〔關鍵詞〕適應性表征主義，新唯物主義，海里根

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

“適應性表征”這個概念包括“適應性”和“表征”兩個方面。“適應性”早在達爾文進化論中業已闡明，即“自然選擇”和“適者生存”;“表征”是認知科學和認知心理學中的核心概念或假設，哲學中已有多種用法并產生了各種理論〔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概念的變化問題以及物理科學與認知科學的關系〔2〕23-37，筆者將其理論稱之為“適應性表征主義”，認為這是一種新唯物主義，對于科學發現和創新具有重要意義。本文將結合海里根對適應性和元表征的看法，進一步探討適應性表征作為認知包括意識、心智和智能生成機制的內涵和特征等。

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，這也導致研究心智的學科和研究自然的學科的對立，即認知科學和物理科學的嚴格區分，從而導致了精神與物質的對立。從表征的角度看，這種二元對立直接導致了一個嚴重后果：一個表征應該說明什么這個模棱兩可的問題，比如被稱為表征的規范結構可以說既指一個抽象心理實體，如一個問題、一個代數概念、一條知識，也可以指一個具體的物理現象，如一個物體、一個物理過程、一個情境。借用邏輯學的術語講，海里根將心理實體這種抽象指稱稱為表征的“內涵”，將物理現象這種具體指稱稱為表征的“外延”。顯然，這是從內外角度劃分的，前者可稱為表征的內在主義，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（semiotics）或符號學（semeiology）術語，心理實體可稱為表征的“解釋項”（interpretant），物理現象可稱為表征的“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，文學的或科學的，都包括一個外延（一組外在的、客觀的物理現象）和一個內涵（一個內在的、主觀的心理意義或解釋）。海里根認為，關于表征概念的大多數混淆，都源于我們僅承認兩種基本功能中的一個，也就是要么只承認心理表征，要么只承認物理表征，這實際上是從各自學科出發，最終導致了二者的對立。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，關于一個狀態的數學描述，它有一組動態算子和方程，允許你從輸入函數計算輸出函數，如果是這樣，你既可以將這個數學描述看作物理系統（如一個電路）的一個數學表征，也可以將它看作你獲得關于這個系統的知識表征，即從心理產生表象。事實上，在我看來，解方程的過程就是獲得關于那個系統的知識的過程。比如我們解幾何題，解題的過程既是運用已有幾何規則的知識表征，也是獲得知識的認知過程，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”的物質領域，也不屬于純粹心智或柏拉圖的“理念”的領域，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知科學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造了一個“內在自我”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域的中介系統。如果這個中介系統存在，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，而且是由表征結構決定的。顯然，海里根談論的是一種三元關系，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：當你伸手摸咖啡壺確認咖啡是否還發燙時，這種體驗可以有兩種表達：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。常識錯誤認為這個認知視角僅僅作為外部世界模型的應用，但海里根認為，表征先于自我和世界的區分。在科學表征的情形中，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和自然科學之間鴻溝的橋梁。如20世紀發生在物理學中的兩次概念革命的理論——相對論和量子力學。在相對論中，基本物理屬性如空間、時間、質量和能量，依賴于觀察者的參照系，這種參照系就是一種表征方式。在量子力學中，觀察者和被觀測的客體是難以分離的，測不準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于粒子的完整知識，他必須選擇粒子的狀態的一個表征，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理論的表征是十分重要的。例如，若觀察者對某一空間發現粒子的幾率感興趣，他就會使用薛定諤方程表征粒子的狀態;若他對粒子自旋的可能值感興趣，他會把該狀態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，如對應于這個特殊表征的自旋有確定的值）的本征態的客體，在被觀察后，一般不再處于這個表征的本征態，但處于一個相應于被觀察的屬性（如位置）的新表征的一個本征態。

這種不同于經典力學的反常結果意味著在量子力學中，表征不只是一種不變物理現象的實質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，這導致許多矛盾和概念問題的出現，如經典力學無法合理說明黑體輻射現象。這些問題不只是基于量子力學的物理機制問題，更是物理觀察和表征方式的認識論問題。在我看來就是表征的適應性問題。如果表征方式跟不上，科學發現就不會有所突破，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）。

相對論和量子力學給我們的啟示是，純認知或思維對于探索抽象或不可觀察現象是不可或缺的。新興的認知科學更強化了這種探索方式，因為它一般不參考外部物理現象來研究認知和智能，如腦科學研究不必涉及自然環境，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，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象的純符號系統，智能機器人能夠“體驗”物質世界，能夠根據其專門目標與環境互動，能夠根據適當的反饋系統修正自己的行動。這些例子充分說明：一個包括主體、客體和表征方法在內的整體的、整合的方法論正在興起，事實上，物理科學和認知科學正在聯手，物理表征與心理表征的界限正在被打破，承擔這一任務的就是統一心智與世界、主體與客體的整體概念——適應性表征〔4〕。

二、適應作為替代選擇

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、一個智能適應性系統的內在和外在環境之間的動態關系的特征描述。他假設一個“主體”或“自我”由一個穩定的同一性描述，而且通過一個適當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“自我”系統是活的，主體與自我持續保持同一。按照這種觀點，這種系統與其環境的相互作用可簡化為自主選擇過程——該系統要么為了活著積極選擇，要么消極選擇被毀滅，其中，環境可被看作是動態選擇者的角色，它不斷消除某些系統而保持其他系統。

在筆者看來，這個環境中的自我系統就是有智能的生物系統，遵循達爾文進化論。海里根的觀點似乎有點同義反復，即在變化的任何復雜過程中，區分出穩定現象和不穩定現象總是可能的，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。不穩定現象通常被認為是變化的背景或環境，它是穩定現象凸顯的東西，如乘火車觀光，窗外的環境是不斷變化的，但觀察者和車廂是穩定的。海里根將高層次穩定現象稱為“適應性系統”，如果該系統能夠以它受制于變化的某種方式作出預期，并使它能夠應對潛在的破壞過程的話，比如當一個人遇到潛在的危險現象如著火時，他不必去體驗被燒傷的過程就知道迅速作出反應，如逃離，因為他可能觀察到有煙冒出的信號，這足以使他調整自己的行動計劃，如報警。當然，要作出一個預期，該系統應該擁有關于這個世界的某些知識，如“煙是著火的信號”以及關于自我的知識，如“火能燒傷人”。顯然，適應性系統是一種動態穩定系統，我們的身體是這種系統的典型例子，既保持相對穩定也不斷適應環境。

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），它選擇系統可能的行動，從而使系統能在一個給定的外部環境中生存。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境本身執行的選擇，而環境通常會破壞那些不適當行動的系統，例如面對著火現象，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，有的逃離，有的隱藏，有的繼續做事如滅火。大滅熄滅后，選擇的結果就出現了，只有那些以恰當方式作出選擇的生物能存活下來，如隱藏到沒有火的地方，或者跑得快而遠離火場，比如2020年發生在澳大利亞的那場大火，據報道燒死了幾億只包括考拉、袋鼠在內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行為系統的選擇者。假設有一個人，在面對火情時他只有兩個選擇：一是當察覺到著火的信號后他知道如何適當地行動;另一是他不知道如何作出反應。在第一種情形中，他會從他的多種可能行動中選擇適當的行為，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的行動，比如把自己關在屋里。在這種情形中，這種選擇是否適當就要看火勢發展和救火的效果而定了。因此，在特定環境（如著火）破壞不適當行為系統前，我們會把知識（如救火知識）看作允許我們采取適當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于表征的整合概念的第一步，其基本觀點是一個系統能夠在保持其穩定同一性方面是成功的，盡管它通過內化那些相互作用的選擇行動于它的行為中，并與其環境持續變化而相互作用，其結果是它能夠預測哪類行為會適應一個給定的情境。為達此目標，這種系統至少應該能區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“內化”或“表征”它與環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，這導致關閉一個能觸發發熱原件的電回路，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。在熱力學中，這是一個典型的控制-反饋系統，也是一個初級的適應性表征的例子，也就是沒有智能的適應性系統。這個恒溫器系統有兩個狀態：接觸的金屬板和不接觸的金屬板。第一個狀態對應于世界的狀態——“水箱中的溫度太低”（低于24[℃]）;第二個狀態針對世界狀態——“水箱中的溫度足夠高”（高于24[℃]）。在外部的觀察者看來，恒溫器的確被認為擁有關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性系統，即溫度應該是24[℃]才能保持平衡（實際上是人設置的），智能機器也是這種情形。

海里根認為，這個“自我知識”被恒溫器的固定金屬板具體化，形成了某個標準（保持24[℃]），根據那個標準，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于系統和環境當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到的。接下來，恒溫器的后繼狀態很好地表征外部環境中的變化（溫度波動）和系統的穩定同一性（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，此時水箱中的魚很可能會死掉，除非外界溫度接近24[℃]。

在恒溫器系統中，是哪個基本過程和結構控制這個系統呢？從穩定性方面來看，我們知道恒溫器的結構，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（當溫度達到24[℃]時其距離會接近0）。這種結構是一種物質實現或一種抽象表征，即系統的“心理”組織——保持溫度24[℃的]目標，感知或區分溫度是否達到或低于閾值的能力，關于溫度低于24[℃]時需要加熱的知識，以及高于24[℃ ]時需要降溫的知識，關閉或打開熱回路作用于情境的能力等。筆者認為，這些基本性質以最原始的形式描述了恒溫器系統的“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在行為上（如身體保持恒溫）沒有多大區別。然而，我們知道，要建構這樣一個系統，擁有初步的物理學知識就夠了，即知道關于溫度和金屬膨脹之間的關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介于物理學和認知科學的邊界，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，這種物理系統也似乎具有一些智能，如自動保持恒溫的能力。

從動態方面來看，這種系統運行的是什么過程？從感知角度來看，外部環境溫度的變化引起雙金屬板的彎曲，我們可以認為這種系統“意識到”溫度的變化，或者已經“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”規則進行認知或思維的過程：如果水溫低，那么加熱裝置就被觸發;否則，若水溫高，加熱裝置就會被關閉。現在的智能電器都有這種自動功能。最后是行動階段，即“信息”被發送到加熱元件來決定是加熱還是不加熱。假設元件開始加熱，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模式中進行，也就是控制論中的“反饋環”。從控制-反饋原理看，系統行動（輸出）的外部結果（溫度變化）反饋到系統（輸入），并重新評估，以便一個新修正的行動能夠開始。機器人學中的感知-行動智能系統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（在該發現前行動應該被修正）的外部反應啟動，而且由一個特殊行動使系統更獨立地接近它的外部可能性任何目標的預期啟動。一般來說，一個適應性系統也會使用反饋作為前饋機制，以便處理外部環境中的變化，比如上述的恒溫器系統，其前饋機制非常簡單，如果溫度低于閾值時唯一的預期就會產生，那么熱元件的觸發會讓系統更接近其目標溫度。這是因為系統使用的表征只有兩個狀態，即它的唯一內在知識是某一行動會將一個狀態轉化為另一個狀態。

三、反饋-前饋相互依賴作為適應性表征的機制

上述表明，簡單系統的適應性表征依賴于反饋和前饋過程，復雜系統又如何呢？根據控制論，如果表征變得越復雜，比如有更多狀態，那么預期知識的儲備和前饋的可能狀態數就會變得非常大。這樣一來，在一個給定狀態和目標之間會存在許多路徑，系統必須決定哪個行動序列最有可能產生所期望的目標狀態。在這種情形下，知覺狀態的組合會產生一個更復雜的結構，它允許系統產生更詳細的和長期的期望，以便它能夠適應更復雜和更多變的環境。然而，即使是這樣，依據西蒙（H.A.Simon）的研究，系統仍然需要一個反饋機制來修正或完成不適當的期望。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用被極大地擴大，導致系統失去它的穩定性〔7〕413。這意味著，反饋與前饋的相互依賴對于適應性表征的工作機制是至關重要的。

為了闡明適應性表征的工作機制，海里根給出了這樣一個例子：假設一個人僅使用一幅地圖和一個磁羅盤探測一個區域，通過比較地圖上標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的一個表征。假設他希望達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狀態的一個表征。此時，他會在地圖上畫一條線連接他的實際位置和將要達到目標的位置。這條線表征了他的行動計劃，并預測了他達到小屋的行動路徑。如果地圖是準確的，他的標記也是正確的，他也按照所標記的線路行進，原則上這個問題就算解決了，也就是說，他能夠達到那個小屋。至此我們發現，他使用的唯一適應性機制是前饋，即借助地圖上的表征，他簡單地預測了他達到目標必須采取的不同行動。

然而，在現實中，凡是經歷過這種簡單認知活動的人都知道，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，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。當然，這些未知因素是可以修正的，比如及時修正地圖，就像導航系統即時更新一樣，這個過程就是反饋。這意味著，理想的表征通常會偏離現實。如果這種偏離得不到修正，它就會越來越大，最終導致失去目標。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-反饋循環的作用就是不斷將環境中的信息立刻返回給初始狀態，使初始狀態及時作出調整。人工智能中的強化學習就是利用反饋原理，所謂強化就是不斷通過獎勵來調整權重從而達到目標，所以這種修正方法非常普遍，應用也非常廣泛，比如社會中的各種獎勵，目的是強化人們正確的行為。

顯然，反饋方法隨著循環次數的增加，達到目標的成功概率就會越大，失敗的風險就越小。在反饋過程中，一個預設是連續性，即小的行動只會對初始狀態（如位置）產生小的效果，因此初始狀態和目標狀態之間的偏離不會以非連續的方式增長。不過，這種預設不是必要的，比如我們在行走中跨出過大一步會導致跌倒甚至摔傷，反而對達到目標不利，這就是“欲速則不達”的道理，反饋機制也是如此。處理環境中這種不連續變化的唯一方法就是使用前饋或預期，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性機制根本上依賴于表征。這是適應性系統的實質，也是理解變化與適應性的關鍵所在，但這一事實在大部分關于反饋-前饋概念的描述中卻被忽視了。上述例子中的預期或計劃嚴格依賴于地圖這一點說明，環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，因為這可引導人們評估預期目標的距離和方向，從而避免偏離預期目標。反過來，如果我們不知道如何解釋從環境獲得的反應或信號，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行。這就解釋了為什么最簡單的控制系統如恒溫器為了達到理想的效果，應該包含其目標狀態和環境的可能狀態的一些表征。物理系統尚且如此，生物有機系統更是如此，人工智能系統也應該是這樣。

四、適應性表征作為抽象組織

由上述可知，反饋、前饋、適應和表征是適應性系統的特性，它們作為概念是我們理解這種系統所必需的。那么，如何將這些特性整合為一個抽象統一模型呢？在海里根看來，這需要將適應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、神經組織來實現，但這些物質實現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或控制系統和其環境之間的相互作用。引導或控制的方式是這樣的，即系統的同一性通過發生在環境中的變化得到保持，這允許系統去適應，也就是其內在變化是以這種方式發生的——外部變化在破壞系統的同一性之前就得到補償。要做到這一點，表征應該提供關于環境中的可能變化、系統的可能行動、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在自我之間的差異由表征的結構決定，而不是由先驗結構決定。這允許系統替代性地探索環境或系統和環境之間的可能關系，也就是檢驗行為與外部情境的可能策略，而不實際地執行它們，因為它們可能是不適當的，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境的某個視覺方面映射的靜態結果意義上，環境與表征之間的替代性關系是動態的映射和非同構關系。一般來說，大多數人傾向于把表征看作是與要表征對象在形式上有相似結構的東西，比如A表征B，意味著A與B結構上相似，這是普遍接受的關于表征的相似或同構觀。然而，環境與其表征之間的適應或一致不是結構或靜態形式上的，而是過程或動態演化上的。這意味著，總體上不存在環境的部分與其表征的部分之間的一致性，換句話說，環境與其適應性表征之間不存在絕對的一致性。表征源于將一個抽象結構的元素映射到環境的元素上的觀點，被稱為表征的指代或同構觀，它對應于這樣的觀點，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。海里根認為，這種表征機制就是德·梅伊稱之為的信息處理的“單體的”和“結構的”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構屬性相關聯。然而，在后兩個階段（“語境的”和“認知的”），情境的解釋不只是需要對情境本身作更多的靜態結構分析，更需要這個情境如何演化和如何進一步發展的知識。這就是海里根所強調的——環境或情境的動力學使一個表征適應。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，嚴格說都不是適應性表征，它們只是靜態描述或表達而已。

第三，適應性表征的機制源于狀態和結構的二元關系及其轉換。什么使一個表征是適應性的？什么機制允許表征為實際和潛在的變化建模？這需要從狀態和結構的關系上去尋找。如上所述，結構是一個適應性表征的靜態部分，它相對于環境是不變的，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。狀態只是不斷變化的表征的一個方面，以便它與要表征的環境中的變化相一致;從一個狀態到另一個狀態的轉換部分地由表征的結構決定，即該結構詳細說明了從一個狀態到另一個狀態的可能狀態和可能轉換，也部分地由系統的接收器所感知到的實際外部情境決定，即該系統選擇其中一個潛在狀態或轉換。簡單來說，狀態和結構之間的區分是顯著的，比如水，液態、固態和氣態三種狀態的結構不同，其表征方式也不同（流體力學、固體力學和氣體方程）。語言表征的結構可以說明事物狀態和結構對于適應性表征的重要性。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在邏輯來描述，詞匯、句法和邏輯對應于表征的結構。為了熟練和準確使用語言，我們必須掌握語言的這些方面，掌握這種結構的語言使用者擁有喬姆斯基稱為的“能力”，能夠說出準確和精妙的句子。當然，語言使用者產生的句子不完全是由語言結構決定，但依賴于他的意圖和他所處的情境。也就是說，句子的產生不僅依賴于它的結構，也依賴于產生它的意圖和情境，這意味著語句的意義是依賴語境的。這種實際產生的語句被喬姆斯基稱為言說者“表現”，即實際語句對應于作為表征的語言系統的狀態。語句作為可能狀態是無限的，單詞和邏輯-句法規則作為結構則是有限的。這種特征讓語言使用者能適應其口語表達來描述最多樣的情境。所以，在不同情境中使用語言來準確描述不同現象是適應性表征的一個典型應用。動態地看，從一種語言表達到為另一種語言表達的轉換，在語言內是不能詳細闡明的，還依賴于語言使用者。

第四，適應性表征的建構受制于表征結構的各種約束。根據海里根的看法，表征有三類約束：生成的、轉換的和目標的。生成約束是說，一個表征結構必須提供一些生成機制來生產不同的狀態。正如語言一樣，一個狀態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（語法規則）決定。被允許的集合連同它們的相互關系形成一個狀態空間，單元集合被稱為單元空間。在通常情況中，單元的最大數被組合為一個單一狀態，其中狀態空間和單元空間同時發生。在這種情形下，組合為一個單一狀態的單元數可能是無限的，狀態空間也是無限的，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“現實化”（actualization）或者“活化”（activation）。因此，表征所處的一個特殊狀態的情境可被看作源于表征結構的單元的一個選擇性活化。轉換約束是說，一定存在著決定被允許的狀態之間轉換的約束，這是表征結構的動態部分。目標約束是說，決定哪類轉換與系統的目標一致。這三種約束是一個適應性表征必須遵循的原則。

在筆者看來，海里根將表征結構劃分為單元空間、生成約束、動態約束和目標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性表征的這些不同功能屬性也應該對應于實際上不同的亞結構。在科學認知中，科學模型例示的顯表征結構是根據這個模式被理解的，如原子模型，但由神經系統例示的隱表征如大腦系統不是明顯的、可觀察的。而且我們應該注意到，被稱為靜態表征的東西，如言語表達、一副繪畫或一首詩，可被看作是一個適應性表征的外在化狀態，其結構由創造它們的主體的能力或技能決定。這種理解適應性的靜態表征所需要的技能，有時被稱為“表征模式”或“表征技術”，海里根稱之為“表征結構”〔2〕34。

五、適應性表征作為信息加工過程

系統狀態的靜態結構與其變化環境之間的相互作用可用計算機的輸入和輸出術語來描述，比如由外部情境引起的表征狀態的變化（輸入），由表征狀態引起的外部情境的變化（輸出）。在高階認知系統中，輸入過程對應于感知，輸出過程對應于行動，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”。前饋與反饋構成一個表征循環，或者說，相互作用過程作為一個整體可被看作一個循環系統，由表征產生，通過環境再返回表征。

然而，這個過程不是周期性的，因為每次循環完成，表征就處于不同的狀態。這個過程可以進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果：面朝上或朝下，你不知道會是哪種結果，因為你缺乏這方面的信息。當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分，即關于被保留現象和被消除現象之間的區分。區分過程基本上是一種從選擇主體到一組被選擇的現象的信息傳遞，被保留的現象集，如事件、系統或狀態，可被認為是合并或儲存被傳遞的信息，海里根將這個想法用于環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境表征的潛在狀態的一個選擇，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于環境的信息。這意味著這個表征知道它的哪個潛在狀態是真實外在情境的一個可接受表征。筆者認為，表征概念就包含了選擇和區分的含義，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分（不同狀態或現象），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，適應性表征不僅僅是以被動的方式承受著環境產生的選擇性影響，而是它本身主動地選擇它接收的攜帶信息的信號，這種內在選擇由表征具體化的知識來實現。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，內在于表征結構的這種知識選擇，在某種意義上是將信息增加到從環境來的傳遞信號，這種現象被稱為“信息加工”，即：信息的轉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構的新信息，而這個表征信息加工的“終端產品”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。

根據海里根的解釋，這個信息加工過程來自環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，這個過程經歷了一個內在演化，即信息加工，并由表征結構的約束決定，直到達到一個局部平衡狀態，即一個不需要進一步加工的狀態，該狀態表征關于環境的信號所指的意義和其內在目標。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的目標狀態和被感知信號產生的解釋之間的不一致性限定的問題。而且，構成系統輸出的這些行動可被看作從系統到環境的信息傳遞，因為它們（系統和環境）選擇環境中幾個可能情境中的一個，也就是導致最有可能完成系統目標的那個情境。與這個情境相關的信息，部分地由系統的行動計劃來決定，部分地由信息的反應來決定，可以通過接收器（即感覺器官）被反饋到系統，于是循環就持續進行下去了。

總之，這個信息加工的漸進模型通過忽略各種中間反饋環而得到簡化，這導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-輸出-環境-輸入循環。比如，從“平衡狀態”到中間感知階段可能有一個反饋，因為“平衡狀態”與其他信息不一致，其結果是，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對全部信息加工的有效性和穩定性有貢獻。但是，由于這些中間反饋環使得建模變得不必要的復雜，它們在大部分時間被忽略了，因此，這實際上構成了適應性表征的一個簡化的信息加工模型。

綜上，適應性表征主義認為，一個表征可以同時包含兩類知識或信息：一類是表征結構中固有的穩定知識，它引導進入信號的加工和規劃行動，這類似于心理學中的長時記憶;另一類是變化的知識或當下情境的覺知，它由表征狀態擁有，經歷由新感知和內在加工決定的連續轉換，這類似于心理學中的短時記憶或工作記憶。認知心理學揭示，短時記憶可以轉化為長時記憶，短時知識可以轉化為長時知識，這個過程對應于表征結構的變化，而且非常難以描述，因為這個模型基于這個結構的穩定性。模型化這類變化的唯一途徑超越了“狀態[?]結構”或“短時[?]長時”二分法，并將表征結構看作一個“高階元表征”狀態。元表征（meta-representation）是海里根為解決為什么是適應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，元表征是關于表征的形而上學問題，類似于亞里士多德的“meta-physics”（元物理學或形而上學）。海里根從物理科學、系統科學特別是控制論和信息論與認知科學相結合的視角探討適應與表征，所持的立場是自然主義，并嘗試通過適應性表征解釋物理現象如何擁有了自治性和目標性，試圖打通物理現象與心理現象之間的壁壘，總體上這是非常好的研究策略。但是，他側重于物理層次和心理層次的結合，卻忽視了這兩個層次與人工認知層次的關系，也忽視了現象學、語境論、具身認知科學和人工智能等對這些問題的探討，特別是沒有注意到認知神經科學在這方面所起的作用。這正是筆者基于語境論的適應性表征研究所要彌補的。

參考文獻：

〔1〕魏屹東.科學表征：從結構解析到語境建構〔M〕.北京：科學出版社，2018.

〔2〕Heylighen F.Representation and change： a meta-representational framework for the foundations of physical and cognitive Science〔M〕.web edition：http：//pcp.vub，ac.be/books/Rep&Change.pdf， 1999.

〔3〕 涂紀亮.實用主義、邏輯實證主義及其他〔M〕.武漢：武漢大學出版社，2009.

〔4〕魏屹東.適應性表征：架構自然認知與人工認知的統一范疇〔J〕.哲學研究，2019（09）：114-124.

〔5〕Campbell DT.Evolutionary epistemology.In Schilpp P A（ed.），The Philosophy of Karl Popper〔M〕.La Salle ILL：Open Court Publishing，1974.

〔6〕De Mey.M.The Cognitive Paradigm〔M〕.Dordrecht，Holland： Reidel Publishing Company，1982.

〔7〕Simon H A.The Sciences of Artificial（2nd ed.）〔M〕.Cambridge，Mass：MIT Press，1979.

責任編輯 蘇玉娟