Affordance为何不能被定义为一种感觉运动模式，本文主要内容关键词为：定义论文,模式论文,感觉论文,Affordance论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N031 文献标识码：A 文章编号：1000-8934(2015)02-0008-06 在学术生涯伊始，詹姆斯·吉布森(J.J.Gibson)就开始关注知觉与行动之间的关系问题。随后，他建立了以生态光学和生态心理学为基础的直接知觉理论，来解释知觉与行动之间的耦合(coupling)关系。而Affordance这个概念，就是为了说明知觉与行动之间、信息与环境之间的紧密联系而创造出来的一个独特的术语。 根据吉布森(1979)在《视知觉的生态学进路》[1](The ecological approach to visual perception)一书中给出的原初定义，Affordance被描述为环境提供给动物的东西，并且动物可以凭借自己所拾取(pick up)到的环境信息进行适当的行动。这个术语同时涉及环境与动物两个方面，并特别强调了动物与环境之间强烈的互补关系。这个模糊的Affordance定义，给了后来的理论追随者们极大的空间来充实和丰富这个概念。由于吉布森直接知觉理论在人工智能界呈现出非常成功的理论应用与指导，因此在Affordance这个概念诞生后的三四十年间，不断涌现出关于Affordance的新理论。然而，对于Affordance到底是什么，怎样的定义才算是一个精确的定义，在各种流派内部仍争论不休。 新近，伽亚尼(S.Z.Caiani)(2014)发表了《扩展中的Affordance概念》(Extending the notion of affordance)一文。作者在文中对Affordance该如何精确定义又提出了新看法。基于对物体知觉的经验科学证据与概念分析，伽亚尼主要对Affordance的倾向属性说(Dispositional Interpretation of Affordance，缩写为DIA)作出了批判，他认为DIA理论不足以解释与行动相关的物体知觉的全部Affordance效应，并根据批判的结论，发展出一种他称之为Affordance知觉理论(Theory of Affordance Perception，缩写TAP)，并将Affordance定义为行动主体的一种感知运动模式。然而通过对吉布森关于Affordance特征描述的分析，TAP理论仍有难以克服的缺陷，该理论的解释范围仍然有限，并不能涵盖对所有Affordance知觉行动实现的解释。因此，TAP理论还是不能给出一个精确的Affordance定义。 一、对DIA理论的批判与反驳 伽亚尼认为，倾向性属性(dispositional properties)可以被表述为：“在某个境况下，某事物可被表述为反事实条件下具有一定倾向的形式。因此，在某个境况C下，某事物X对M具有倾向，当且仅当，X是属性B的承载者；并且在C的情况下，在一个充分时间内，如果X还保持具有B的话，境况C和属性B可以联合起来令X引起M。”[2]278-279 根据这个表述，伽亚尼认为，如果DIA理论能够成功地解释行动者的Affordance知觉行动，那么这种解释就具有三个条件： a.Affordance能够被具体地描述出来，这样可以知道目标物有某种可以具体实现的倾向属性； b.行动者需要对Affordance的倾向属性具有一定的识别与鉴定能力； c.如果某个Affordance满足了各种实现条件，那么它必须被具体地实现出来，并且产生实际的行动效果。 因此，在DIA理论看来，如果要描述环境中的Affordance，那么至少就要包括三方面：需要被详细描述、需要被识别和需要被实现。伽亚尼认为，DIA理论的优势在于该理论可以为Affordance概念提供一个类似于确定或鉴定的作用，这就避免了在吉布森早期理论中那种对Affordance概念的模糊性描述。同时，DIA理论也预设了，当我们将一个属性归于环境时，我们其实都在心照不宣地默认了环境中至少要存在一个物体或事件，而这个存在的物体或事件具有某个可以实现的倾向性属性。更进一步说，在伽亚尼看来，DIA理论预设了一个可以承载这个属性的合适物体的实际存在。 然而，这个理论预设又同时被伽亚尼当做DIA理论的软肋来进行批判与攻击。这是因为，伽亚尼通过对大量神经生物学研究数据和实验结论的总结与研究，发现当被试只是在观察屏幕上目标物的图像，并不要求去对目标物做出某种行动时，但被试的身体同样出现了Affordance效应。即使在一些情况下，被试需要去执行一些行动，但他们的活动也并不直接指向目标物体；而且，在一些实验中，被试也没有与目标物体产生实际的交互活动。但是，这些实验都具有一个共同点，那就是即使在被试并没有与目标物产生实际交互活动的情况下，而仅仅通过对目标物进行观察，大脑中的相应行动功能区的神经元还是被激活了。 根据这些实验结果，伽亚尼认为，Affordance效应的产生与出现，与提供适合行动的物体的实际存在与否并无特别紧密的联系。这样一来，就意味着即使环境中并不存在实际可被抓握的矿泉水瓶，但如果被试观看某个矿泉水瓶的二维图像，那么也可以引起与抓握相关的大脑活动效应出现。当然，我们知道被试在仅仅看到二维虚拟图像的情况下，是不可能做出任何被物体所引起的相关行动的。那么这就同时意味着，知觉系统对于真实或虚拟的目标物的感觉运动(sensorimotor)模式都是普遍适用的，并且不区分它们的远端因果性。 基于众多的实验证据，伽亚尼认为Affordance实际上并不与一个行动的实际执行有着重要的关联性。而DIA理论则与此相反，支持者们如特维(M.T.Turvey)(1992)[3]等则会认为任何一个Affordance知觉的发生，都会使得一个相关行动具体地实现出来。然而，伽亚尼认为这条路将DIA理论带到了一个死胡同，这是因为：如果将Affordance归属到环境里，那么就需要一个适合行动的物体的实际存在。毕竟，若是环境中没有如此这样的物体存在的话，那么对该物体所承载的Affordance属性的感知和获得就无从谈起。所以，这种理论就不再适用于对抽象事物的考察，因为抽象事物并没有物理实在的属性。根据这个推论，一个矿泉水瓶所具有可抓握的Affordance倾向性属性，就不适用于一个二维的矿泉水瓶图像。但在实验中，即使被试仅仅看到物体的图像，同样可以激活大脑的相关功能区域。这个实验结论恰好与DIA理论的解释大相径庭。 根据对与Affordance相关的生理和心理效应的实验证据进行考察后，伽亚尼认为DIA理论的三个特征与实际的经验数据均不保持一致，因此DIA理论并不具有比较好的普适性，它并不能完全说明全部Affordance的例子。 那么这也就意味着，在DIA理论的解释范围之外，仍然存在着一些真实的Affordance知觉案例。换句话说，伽亚尼认为这些Affordance知觉的存在，是一种独立于环境并与行动相关的倾向性属性的存在之外的情况。那么，如何能对Affordance进行一个更为精确的定义，使得该定义除了能够解释DIA理论所遇到的情况，并且能解释DIA理论外部的情况呢？为了回答这个问题，伽亚尼认为行动者的身体内存在着一个知觉与行动能够直接匹配的感觉运动模式，并提出了自己的TAP理论假说。 二、伽亚尼的TAP理论 由于DIA理论并不能预测和解释全部的与Affordance相关的效应，针对这种例外情况的出现，伽亚尼认为需要转换对Affordance概念定义的思路，即把从环境中寻找物理属性与Affordance的指涉物进行匹配的做法，转换为去寻找行动者知觉刺激中的感觉运动模式。因为在伽亚尼看来，Affordance知觉这种直接知觉形式，就是将物体对象(具有意义的)知觉特征，直接地投射在观察者感觉能力上，使其直接产生行动的可能性。因此，伽亚尼假设身体内存在着某种固定的感觉运动模式，这种模式其实就可以被称为Affordance知觉。为了验证这个假设，伽亚尼提出了三个问题： 第一，如果Affordance知觉是可能的(即视觉与行动有着直接关系)，那么根据这种Affordance知觉模式，在人类大脑内部，是否相对应也存在一个对感知活动与行动之间进行直接匹配的神经系统？ 第二，如果这个可以进行直接匹配的神经系统是存在的，那么是否可以假设，感知者可以根据自己本身适当的知觉能力，对目标物做出某种合适的行动，这是否意味着行动者因此可以直接拾取到环境中事物的价值(即吉布森所说的直接感知到物体对行动者本身的意义)？ 第三，如果感知者可以直接拾取事物的意义这一假设成立，那么是否意味着，物体对象的视觉图像，激活了大脑中具有相应功能性的感觉运动区域？ 为了回答这三个层层递进式的问题，伽亚尼对大量的神经科学实验数据进行了详细的分析。 首先，伽亚尼考察了近十年来神经科学与实验心理学实验，认为其中有很大一部分证据都表明了，非人类与灵长类动物的前运动区皮层(premotor cortex)的神经元，除了在动物做动作时发生反应外，更重要的是这些神经元也会对视觉刺激产生反应。这些证据均揭示了，从视网膜接收信息的视觉区域与顶额环路的感觉运动区之间，存在着一个直接的连接。更精确地说，大脑中的AIP(anterior intraparietal area)区存在着一个直接匹配系统，它可以将知觉刺激中所包含的信息，直接投射到对行动而言的一个特殊的感觉活动中。值得注意的是，在知觉流中所出现的这个活动进程，可以不需要对目标物进行任何分离式表征，就能探测到知觉刺激中与行动特征相关的那种视觉运动模式。 因此，由于知觉刺激包含了特定肢体躯干激活感觉运动系统的信息足够多，所以这个假设是可能的，即这个神经活动进程，就是对刺激中感觉运动模式进行直接检测的基础。基于这个结论，伽亚尼就认为，与感觉运动直接匹配的神经系统是实际存在的。 接着，伽亚尼认为，如果直接匹配的神经系统是存在的，那么就可以假设，感知者根据自己本身适当的知觉能力，就可以直接拾取外部事物的价值与意义。而且，通过研究神经科学与实验心理学方面的实验结论，伽亚尼发现也有很多证据来支持这个论断。具体来说，伽亚尼的思路是这样的：如果感知者可以直接拾取外部事物的意义，那么就意味着，在对感觉器官的刺激中，存在着某种特殊的感觉运动模式；如果这个模式存在的话，那么它必然会影响感知者行动的执行和准备。因此，只要我们能够在实验中，找到这种对行动的执行产生影响的某种效应，这种特殊的感觉运动模式，也就实际存在于大脑的直接匹配的神经系统之中。 非常幸运的是，这些证据的确存在着。伽亚尼考察了塔克(M.Tucker)和埃里斯(R.Ellis)(1998)[4]的研究，并且同意这一研究结论：当被试被要求去执行一个感觉任务，这个任务与由某个刺激所提供的行动保持一致时，刺激-反应协同性效应(S-R compatibility effects)就出现了。举例来说，在塔克和埃里斯(1998)的实验里，研究者给被试展示了普通可抓握物体的图片，并且要求被试用左右两只手的食指按压键盘上的键钮，以此来报告目标物是否是正确摆放或是放置颠倒的。实验的结果显示，在被试看到图片后的反应中，存在一个非常明显的促进效应，即被试总对物体的行动相关的部位(如把柄等)产生一个身体同侧的用手反应；而且有趣的是，即使与那些实验任务无关的暧昧朝向的物体，被试的身体反应依然如此。而且，德比施尔等(N.Derbyshire)(2006)[5]还证明了，不仅当一个物体的图像被展示出的时候就存在这种效应，而且在其他很多他物的排列中，某个物体的图像在被展示时也会存在这种协同性效应。 根据这些实验结论，伽亚尼认为，这些效应现象的出现，与之前所提到的Affordance的两个特征保持了高度的一致(即动物通过视觉观察就可以拾取周围环境的信息，从而直接获取对象物的意义)，因此这些结论给这个Affordance特征提供了相当丰富和重要的经验证据，即我们在日常与环境中的事物进行交互的时候，具有一种特别的能力，这个能力就是对Affordance的知觉。 最后，伽亚尼认为既然与Affordance 一致的生理效应确实存在于人类，那么这些生理效应的产生，必然会有相应的大脑功能区域。的确，一些神经生物学的实验证据也支持了这个假说，即物体对象的视觉图像，激活了同样功能性的感觉运动区域，这个区域包含了对该物体所提供的行动执行的功能。 更为确定的是，伽亚尼认为汉弗瑞(G.W.Humphreys)和瑞多奇(M.J.Riddoch)(2001a)[6]的实验更能说明Affordance概念与大脑活动保持了高度的一致与相符。实验是这样的：被试是一个遭受单侧感觉丧失症的病人，在这个实验中，病人面前摆放着十个日常使用的物品，这些物品的把柄都朝向该病人。任务很简单，就是让病人用多种定义方式去指认一个目标物。 实验结果表明，当这些物体不以与行动相关的分类标准来定义，而用其他的方式比如这些物体的名字，甚至显著视觉特征(如颜色等)来定义时，该病人通常对这些物体都只有很慢的反应，或者根本不能在环境中找到目标物体(objectual targets)。但如果对物体按照它们各自所提供的行动可能性来分类，那么该病人可以非常高效地辨认出这些物体。 并且，汉弗瑞和瑞多奇(2001a)根据持续进行的相关实验还表明，在知觉刺激中，即使大脑损伤限制了分类与定位物体的能力，与感知相关的行动可能性模式的检测依然可以很高效地进行工作。这个事实值得我们注意，即使主体不具有其他分类能力和空间定位能力，只要具有那种与行动相关的特征的知觉，主体对物体的鉴定与识别，也会具有很高的显著效果。因此，伽亚尼认为这一点与Affordance不需心理活动推理就可直接获取外部事物意义这个特征保持了一致。所以，伽亚尼认为，由于具有所对应的大脑活动区域，的确按照视觉刺激执行了与Affordance特征所符合的相关运动功能，所以Affordance在他看来确实是实实在在的大脑中感觉运动的一个模式。 对于这些实验结论，伽亚尼认为这些证据均证明了，对于解释环境中感知运动模式是如何直接被有机体的知觉系统所探测到的，而Affordance的两个本质特征(即可提供行动的能力与直接性)，也在某种程度上道明了我们感知环境的一些最为本质的方式。与此同时，伽亚尼也发现，关于行动执行与物体知觉之间所产生的协同性效应的大量实验证据，均支持了对Affordance可提供的行动能力这个特征的理论陈述，即感知活动就是对环境中物体信息的拾取；另一方面，即使在非运动的那种分类模式缺失的情况下，被试或病人对感觉运动信息的知觉，也使得他们对物体的鉴定识别和定位都更加容易，这一点无疑支持了Affordance可以直接拾取外部事物意义这个特征。因此，根据这些强有力的实验证据，伽亚尼认为自从在知觉进程的早期阶段，介于知觉模式与感觉运动能力之间的直接匹配就已经出现了。如果伽亚尼这个结论成立，我们就不得不排除掉那些高阶认知能力(比如对记忆的提取和形成具有内容的心理表征等)在知觉发生中的作用与存在的必要性。 最后，伽亚尼认为，对affordance概念的分析与定义，不能仅仅停留在本体论的意义上(比如，Affordance是一些特殊的属性，这种属性使其所依附的物体具有适合某种特定行动的特征)；与此相反，重要的是那种通过感知者的全部行动能力(repertoire)所塑造的知觉活动进程的方式(即感觉运动模式)，是它形成了Affordance，这是构想一个与我们主观体验保持一致的Affordance概念的最富成果的方式。因此，Affordance实际上是一种行动者的感知运动模式。 三、对TAP理论的反驳 通过对伽亚尼(2014)的考察，我们不难看出，该理论实际上是对策梅罗(A.Chemero)(2003)[7]关系理论的深化。具体地说，策梅罗(2003)将Affordance定义为动物的身体能力与外部环境特征之间的行动关系，而伽亚尼(2014)则将这种身体与环境之间的外部关系，内化为大脑中动物视觉系统与其所接受到的物体特征信息之间的感觉运动模式。然而，伽亚尼(2014)的定义并没有超出策梅罗(2003)的定义，之所以做出这样的结论，则基于以下几点原因： 第一，动物的视觉系统本身就具有行动能力。根据吉布森(1979)，环绕光阵列的存在，使得外部环境中的实物被“照亮”；继而，这种被“照亮”的实物，就给了动物的视觉系统提供了“可以看到的”的Affordance。这样的话，动物的视觉系统就可以凭借这个“可以看到的”Affordance，对目标实物进行“看到”的视觉行动。在这里，视觉本身就是一种行动。因此，视觉系统的运作尽管在大脑的初级视皮层中，但它与外部环境之间仍然产生了具体的交互行动。所以，伽亚尼(2014)所谓的视觉系统中所产生的感知运动模式，其实仍然是策梅罗(2003)关系理论中那种动物所具有的其中一种行动能力而已。 第二，Affordance的实现需要不同层级行动的组合，而不仅仅只有视觉系统的启动。由于“观看”本身就是动物的一种行动，因此对任何Affordance的实现，都必须以某种“看到”、“听到”、“摸到”或“闻到”这种微型的Affordance的具体实现作为基础。如果行动者在当前外部环境中都不能“看到”的话，那么进行下一步的Affordance知觉便无从谈起。因此，Affordance知觉其实是由多个层级间微型的Affordance组合而成。例如，一个水杯可以提供给行动者“可举起的”这样一个Affordance。当我们实现“举起”这个水杯的行动时，行动者其实获得了至少三个更加微型的Affordance知觉信息，即观察这个水杯，行动者获得了“可看到的”这个Affordance；接着，根据该水杯的形状，行动者又获得了“可抓握的”这个Affordance；继而，又通过抓握行动，行动者获得了“可拿动的”这个Affordance；最后，行动者举起了水杯，完成了对水杯“可举起的”这个Affordance信息的拾取。策梅罗(2003)关于Affordance的关系定义也比较笼统，因此没有详细地讨论行动的可能性问题。然而，通过这个例子，我们可以看出，在考虑Affordance知觉时，TAP理论却仅仅提到了以视觉为主的感知运动模式。那么，仍然以行动者举起水杯这个事件为例，在TAP理论那里，似乎视觉系统启动后，行动者就可以获得从看到直至拿起水杯这个对Affordance信息拾取的过程中后续所有的Affordance信息。而这个结论与现实的情况实际上并不相符。因为Affordance具有一种连续的、并且知觉与行动互相影响着的、多层级的动态结构，然而TAP理论却不能解释Affordance概念的这个特征。 根据吉布森(1979)的生态世界层级观，一个复杂多层级的Affordance知觉，是由一些微型的Affordance的组合来实现。那么根据这个观点，我们就可以得出这个推论：行动者对某目标物的知觉与对该目标物的行动，这两者在实施的过程中，存在着非常显著的相互影响。而且，弗兰查克(J.M.Franchak)，范德泽姆(D.J.van der Zalm)和阿道夫(K.E.Adolph)(2010)[8]也通过具体的实验数据支持了这种推论的合理性。我们仍然以行动者拿起某个水杯为例。根据上文，如果水杯向行动者所提供的这个Affordance(即“可举起的”)，至少由三个微型的Affordance(即“可看到的”、“可抓握的”和“可拿动的”)组成，并且行动者总是按照先知觉、后行动的顺序来进行的话，那么在行动者逐次来拾取这些微型的Affordance的时候，上一次行动的实现情况，必然会对下一次的Affordance知觉产生影响。具体地说，行动者会根据本次的行动结果，作为下一次Affordance知觉的基础，来影响和塑造该行动者对下一次Affordance知觉信息的拾取。每一级Affordance的实现，都必须以上一级Affordance的实现为基础。比如，如果我们不能“看”到外部环境对象的话，那肯定不能进行下一步的行动。在每一级Affordance实现的过程中，存在着实现的可能性，或者实现不了的可能性。然而，TAP理论却没有解释这种层级观下的Affordance概率知觉行动。因此，可以看到TAP理论的Affordance概念定义并不能解释这种具有层级递进顺序和具有概率发生的Affordance知觉行动。 第三，Affordance描述的是一种动态行动的可能性，它具有概率性的特点，而面对这个最为本质的特征，TAP理论却仅仅一笔带过，没有引起足够的重视。而这种根本的特征，就体现在我们实际的行动之中。当我们去鉴定和识别一个行动的时候，会考察这个行动是否被实现，如果没有实现的话，那就是行动失败，没有显示出本来预测的实际效果。这一特征在体育界的球类运动中极其常见，比如网球运动员面对同一落点的来球重复挥拍下网、篮球运动员运球失手等。因此，按照以往的Affordance理论定义，Affordance知觉只有成功或者失败，如果将行动成功赋值为1，而行动失败赋值为0，这样就可以对其进行明确地区分。但是，正如人不能两次踏入同一条河流一样，面对同样的目标物，行动者也不可能做出两次完全相同的行动。因此，伴随着这种行动的不确定性，Affordance知觉并不意味着行动结果仅仅是成功或者失败，而Affordance也不是用来区分行动者是否能对一个目标物进行某个具体行动的分界线，因为行动的成功与失败之间的界限是模糊的，Affordance是一种介于行动者个体能力与环境对其所提供的物理特征之间的概率知觉关系。 第四，TAP理论的感觉运动模式没有足够的解释力去解释行动的“可预测性”。所谓“可预测的”行动，就是指行动者在某段时空里进行某种行动的过程中，存在一个时间点，在这个时间点中，我们可以根据行动者目前行动状态与行动实现结果，来对该行动者在这个时间点之后的后续时间里的行动作出基于一定概率的可能性预测。由于Affordance是基于某些具体条件下的一种连续的动态随机运动过程，那么，在前一次的行动成功(或失败)后，行动者肯定会基于一些条件来对下个行动进行预测和期望，而外部环境中与行动者内部肯定也会有一些因素来影响这个可预测行动的成功率。 最后，TAP理论并没有说明感觉运动模式的来源。这种视觉系统与外部事物特征相匹配的感觉运动模式是先天就有的，还是后天习得的？TAP理论在这里语焉不详。不过我们可以假设，这种可以使动物面对某些目标做出合适行为的感觉运动模式是先天的，那么这里也会产生一个问题，即动物是否可以在后天的成长与训练中，获得这种本不属于自己的特定感觉运动模式？如果后天可以习得，或者后天可以发明出来，那么我们就可以大胆设想，将这种运动模式形式化，然后应用到智能机器人对外部环境目标物的交互上来。然而遗憾的是，TAP理论并没有对这种感觉运动模式进行更为形式化的讨论。 应该重视的是，伽亚尼(2014)的研究资料与实验数据均来自认知科学与神经科学的第一线，这样大范围对科学家工作进行细致的分析，使得当我们以哲学的方式研究与定义Affordance这个概念时，能够与科学家的实验数据与证据进行直接对话，这样无疑对Affordance的定义进行了更为丰满的补充与支持。然而，伽亚尼在此基础上提出的TAP理论，虽然解决了DIA理论所遇到的问题，还是由于解释力有限，最终没能给出一个更为精确的Affordance概念定义。因此，Affordance不能被定义为一种类似于大脑神经机制的感觉运动模式。但是，我们也应该乐观地看到，TAP理论的发展也使得我们在对Affordance精确定义的道路上又前进了一步。