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图模型认知表征与联结主义——两种认知模型的比较

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2017年第31期(总第271期) 教胄界/EDUCATION CIRCLE 理论研究V 图模型认知表征与联结主义——两种认知模型的比较 山西大学哲学社会学院 闫 鼎 图模型认知表征与联结主义是认知哲学中解释认知的两种 模型。图模型认知表征理论开始于20世gg80年代,直至近年来 染。目前,在图模型认知表征理论中,大部分因果认知,基于 概念和决策的认知是用图模型来表征的。 才受到广泛关注。图模型认知表征理论主张用图模型来对认知 进行表征。对认知的联结主释同样开始于20世gE80年代, 自产生以来便受到广泛关注。联结主义认为,人类的认知结构 类似于联结主义网。通过比较,有助于清晰地看到二者之间的 异同,发现新问题,并且二者间的互相补充也有利于更完善的 认知模型的诞生。 一联结主义的本体论预设是,人类的认知产生于联结主义网 络中。联结主义最初始于这种观察:人类的认知和行为特别复 杂,而单个的神经元却是受限的、简单的。人类复杂的认知和 行为不是产生于单个神经元,而是产生于神经网络中众多神经 元相互作用的过程中。联结主义的核心直觉是,通过建构神经 网络,可以推进对认知的理解。 联结主义网络由单元和联结组成。单元类似于大脑中的神 、图模型认知表征与联结主义 图模型是一种数学计算工具,最近才被用于认知科学的研 经元,联结类似于神经元之间的相互作用。在一些基础的联结 主义网络中,单元构成层级。一般的联结主义网络有三个层级: 输入层、隐藏层和输出层。联结主义的一般工作机制是信息自 上而下的流通,即,信息从联结主义网络之外给定输入层的某 些神经元,继而导致神经元的激活状态,然后经过隐藏层的加 工到达输出层。这其中,输入层是隐藏层的原因,隐藏层是输 入层的结果;隐藏层是输出层的原因,输出层是隐藏层的结果。 当然,输出层也能将信息回馈到隐藏层,隐藏层将信息回馈到 究…。在图模型认知理论中,图模型是共享表征库中因果认知、 基于概念、基于决策的认知等不同认知过程的共同运算结构, 是认知统一的基础。 图模型是对相关关系的表征。图模型的“图”由“节点” 和“边”两部分组成。即,它利用节点和边来对定性关系进行 编码。例如,图(a)是一个以DAG为基础的图模型,在这个 图模型中,A、B、C是节点,连接在它们之间的线段就是边。 从纯数学视角来看,节点代表对象,边代表对象之间的相关关 系。这种相关关系有三种类型:一是有向边( B)类型,二 输入层。联结主义网络已经解释了不同的认知现象,包括概念 的学习和推理、关系和关系概念、语言习得、语言困难、记忆 系统和动力控制等。 是无向边(A—B)类型,三是双向边(A—B)类型。边的方 向表征了相关关系的不同方向。边所连接的两节点具有相邻关 系,也就是说,当且仅当两点之间有一条边时,这两点是相邻 二、联结主义与图模型认知表征的比较 联结主义与图模型认知表征有很多相似之处。第一,联结 的。从语义学的视角来看,图模型中的节点表征个体、变量等。 边表征直接的相关性,例如,直接原因、直接交流或社会联系、 直接的或或然的相关性或其他类型的直接关联等。 主义和图模型认知表征都有一个共同的理论目标——认知统一。 联结_:E32模型是一种以图式为中心的认知统一径路 。以图式为 中心的统一旨在用一般性的图式或模型来解释、预测多元的认 知活动。联结主义的图式就是联结主义网络。也就是说,在联 结主义视域下,多元的认知活动都可以通过联结主义网络得到 解释。图模型认知表征则是一种以共享表征为中心的认知统一 路径。图模型认知表征假设人类所有的认知过程都发生在一个 以图模型为运算结构的共享表征库中,并试图以这个共享表征 库解释所有的认知类型。第二,联结主义和图模型认知表征都 41 rI A___]卜_ r——1 B卜 r——1 c I I......__J I......__』I......__J 图(a)DAQ 在认知科学中,图模型用来表征认知过程中的相关关系。 例如,对 撞击导致受伤,受伤导致感染”这种因果关系的认 知,用图模型对这种相关关系的认知表征是:撞击一受伤一感 V理论研究 教胄界/EDUCATION CIRCLE 2017年第31期(总第271期) 从《德伯家的苔丝》审视哈代作品中的 现代主义文学精神 四川工程职业技术学院 徐阳平 李君梅 陈玛莉 一、引言 1 9N纪未,欧美国家大工业的发展及其催生的以物质文化 为标识的城市发展,给宁静的乡村生活带来了巨大变化,动摇 了传统的宗法道德观念。人们在社会的急速转变中看到田园牧 歌的自然美景被钢筋水泥的丛林所取代,体会着传统观念逐步 瓦解中的迷茫与困惑。作为社会转型期的小说家,哈代既是1 9 托马斯・哈代(1840—1928)是19N纪末2O世纪初英国 文坛杰出的现实主义文学作家代表,他倾尽心皿为人类文学艺 术的发展奉献了自己的智慧与才华,深受同时代及后世作家和 读者的赞誉。《德伯家的苔丝》(以下简称《苔丝》)被认为是 世界文学史上最具内涵及影响力最大的作品之一。正是该小说 的发表确立了作者在1 9N纪后二十年英国文坛的主导地位。 支持用表征来解释认知。对于联结主义来说,表征是其理论要 素的必要构成;对于图模型认知表征,表征更是其理论的中心 要素。第三,联结主义和图模型认知表征都具有强大的计算力。 联结主义的计算力体现在单元间的激活扩散。当一个单元被激 活,与其相关的单元也会被激活,直到目标问题得到解决。图模 型认知表征的计算力主要体现在图模型。图模型本身就是强大的 世纪优秀的批判现实主义文学传统的继承者,同时也积极地探 索与接受现代文学观念与艺术方法,正是这一时代背景决定了 主义主张没有长久的、持续的心理客体在表征中起作用。它认 为,认知之所以有明显的、持久的结构,是因为世界的结构稳 定性,而不是因为认知内部的结构稳定性。而在图模型认知表 征中,图模型就是表征的稳定结构,它的认知表征是分离的符 号,是长久的、持续的。 表征方式的不同,似乎是联结主义网络和图模型认知表征 计算工具,对一个节点的计算,只需通过对相邻节点的计算就能 完成。第四,联结主义和图模型认知表征都具有学习能力。联结 主义的学习可以通过层次间的逆向反馈来完成,而图模型认知 表征的学习是通过节点的改变来重新构建图模型来实现。 联结主义与图模型认知表征有两个重大的差异。首先,相 比图模型认知表征,联结主义网络更具有生物上的似真性。联 之间不可调和的冲突。如果大脑的功能是联结主义网络的话, 其表征方式是涌现的、分布式的,那么也就表明没有持久的认 知表征,也就是说,没有节点、边、图这样的心理客体存在。 然而,这并不能真正构成联结主义和图模型认知表征之间的冲 突,因为图模型的表征是象征的、隐喻的,它并不承诺大脑真 实的表征结构是图模型,而是主张大部分人类的认知最好理解 为图模型。这与联结主义非象征的表征并不冲突。并且,图模 型认知表征的框架可以合理地理解、预测和解释人类的认知及 行为,可以解释联结主义还不能解释的认知现象,与联结主义 形成了理论上的互补。总之,联结主义与图模型认知表征并不 是冲突的、无法调和的,而是兼容的、互补的。 结主义网络虽然并不承诺本体论上的生物实在性,但其理论构 建是受到神经元及其工作机制的激发,因此与真实的大脑有一 定的相似性。并且,联结主义网络可以为基于一些认知活动的 似真神经元提供制约作用。例如,如果一个特别结构的网络没 有能力预测、解释一些真实可观察的经验现象或行为,那么我 们可以认为真实的大脑也不会有这种结构。而图模型认知表征 并未得到神经科学的证据表明人类的认知结构就是图模型,也 就不具有生物上的似真性。第二,联结主义网络和图模型认知 表征的表征方式不同,联结主义网络的表征方式是涌现的、分 【参考文献】 [1]Dank s,D.Uni ̄ing the Mind:Cognitive I epresentacjons as Graphical Models[M].Cambridge:The MIT Press,2014. 布式的。例如,对狗的概念的表征不是具体到某个个体神经元 上,而是在整个联结主义网络中涌现出来的。这也就导致联结 42 [2]魏屹东.认知科学哲学问题研究『M1.北京:科学出 

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