论人类认知的五个层级，本文主要内容关键词为：层级论文,认知论文,人类论文，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。
众所周知的认知科学的学科结构图(本文图2)展示的是认知科学的学科结构和关系，未能很好地说明人们头脑里的认知过程和结构，也不能说明认知过程、科学对象和学科发展之间的关系。因此，需要重新思考人类认知的过程和结构，从而更加合理地解释人们头脑里的认知加工过程、认知科学的各种对象的关系，并对认知科学日益发展的交叉综合学科做出解释。 一、人类认知的五个层级 人类认知从初级到高级可以分为五个层级：神经层级的认知；心理层级的认知；语言层级的认知；思维层级的认知；文化层级的认知。为方便阐述，在不引起歧义的情况下，可以简称为神经认知；心理认知；语言认知；思维认知和文化认知。迄今为止，人类认知只能而且必须被包含在这五个层级之中。前两个层级的认知即神经认知和心理认知是人和动物共有的，称为“低阶认知”(lower-order cognition)，后三个层级的认知是人类所特有的，称为“高阶认知”(higher-order cognition)。五个层级的认知形成一个序列：神经认知—心理认知—语言认知—思维认知—文化认知，也可以将他们纵向排列如下图。在这个序列中，低层级的认知是高层级认知的基础，高层级的认知向下包含并影响低层级的认知。[1]
图1 人类认知的五个层级(蔡曙山，2015) 由上图可以看出： (1)人类认知涵盖所有五个层级，包括高阶认知和低阶认知。从神经认知、心理认知、语言认知、思维认知到文化认知的发展，是动物和人类认知的进化方向的体现；人类认知的五个层级的存在，是心智和认知进化各阶段能力的遗留。 (2)每一种初级认知依次成为高级认知的基础。例如，神经认知是心理认知的基础；心理认知是语言认知的基础；语言认知是思维认知的基础；思维认知是文化认知的基础。当然我们也可以说，神经认知和心理认知是语言认知的基础；神经认知、心理认知和语言认知是思维认知的基础；神经认知、心理认知、语言认知和思维认知是文化认知的基础等等。 (3)由于高级认知向下包含了较初级的认知，所以较高级的认知形式会对它所包含的初级认知形式产生影响。例如，文化认知会对思维认知、语言认知、心理认知和神经认知产生影响；思维认知会对语言认知、心理认知和神经认知产生影响；语言认知会对心理认知和神经认知产生影响，等等。 (4)由语言认知、思维认知和文化认知构成的高阶认知是人类特有的认知形式，非人类的动物并不具有这种认知形式。高阶认知是本文重点研究的对象。在高阶认知中，语言认知是基础；在人类认知的五个层级中，语言认知是核心。 (5)低阶认知是非人类动物具有的认知形式，当然人类也具有这种形式的认知。本文并不特别涉及低阶认知，但对低阶认知对高阶认知可能产生的影响，则要进行一些研究。例如，由于语言认知在整个人类认知中的核心作用，本文也将涉及神经、心理与语言认知的研究。 五个层级的认知是按照科学标准划分的。所谓科学标准，就是将科学研究的对象作为划分的根据。迄今为止，认知科学所研究的对象都分属于这五个层级，没有也不可能有超出这五个层级的认知科学对象。当然，有些对象是跨层级的，这就形成认知科学跨领域、跨学科的研究。 二、认知科学的学科标准和科学标准 认知科学有一个众所周知的学科框架，如图2所示。[2]
图2 认知科学的学科结构(Pylyshyn，1983：76) 图中，神经科学、心理学、语言学、哲学、计算机科学和人类学被称为认知科学的六大来源学科或支撑学科。在认知科学框架下，这六大来源学科之间互相交叉，产生出11个新兴交叉学科，它们是：1.控制论；2.神经语言学；3.神经心理学；4.计算机仿真；5.计算机语言学；6.语言心理学或心理语言学；7.心理哲学；8.语言哲学或理论语言学；9.进化语言学，或语言的产生和演进，或人类学语言学；10.认知人类学；11.脑进化。 这样，关于认知科学，我们有两个关系图。其一是以上图1，这是从人类认知的五个层级来划分的，依据的是人们头脑里发生的认知过程，即依据认知科学研究对象的关系来划分的。由于依据的是科学标准，图1叫做“科学关系图”。其二是以上图2，是从认知科学的来源学科来划分的，由于依据的是学科标准，应该叫做“学科关系图”。 认知科学五个层级的科学关系是根本的，而认知科学六大学科的关系是从属的、派生的。原因是：其一，在科学和学科的关系中，以问题为导向的科学研究是第一性的，是先行的，因而是主导的；而以规范为目标的学科设置是第二性的，是后起的，因而是从属的。其二，认知科学的科学关系决定其学科关系。我们很容易看到认知科学的五个层级与其六大学科之间的对应关系，从低级到高级的对应关系依次为：神经认知→神经科学；心理认知→心理学；语言认知→语言学；思维认知→计算机科学、逻辑学、哲学；文化认知→人类学。这里，箭头表示映射关系。很显然，反过来的映射关系是不成立的。这就说明，认知科学的科学关系是学科关系的基础，由于在人类认知过程中五个层级的交叉，才产生出认知科学的学科交叉。其三，认知科学五个层级两两交叉，产生出众多的交叉学科。五个层级的科学交叉所产生的交叉学科如下： (1)在神经认知层级上，我们有如下的科学交叉到交叉学科的映射：神经—心理交叉→神经心理学；神经—语言交叉→神经语言学；神经—思维交叉→神经计算机科学(控制论)，计算神经科学，神经科学哲学(心智哲学)，神经思维科学(神经系统的逻辑及认知逻辑)；神经—文化交叉→文化神经科学。 (2)在心理认知层级上，我们有如下的映射：心理—语言交叉→心理语言学，语言心理学；心理—思维交叉→思维心理学，心理逻辑；心理—文化交叉→文化心理学，社会心理学，认知人类学。 (3)在语言认知层级上，我们有如下的映射：语言—思维交叉→语言逻辑，计算语言学，语言哲学，理论语言学(逻辑语言学)；语言—文化交叉→进化语言学，语言的产生和演进，人类学语言学。 (4)在思维认知层级上，我们有如下的映射关系：思维—文化交叉→文化逻辑，文化哲学(如梁漱溟)，思维文化学，民族文化学。 此外，我们还可能有多层级多领域交叉而产生的交叉学科，如语言—思维—文化层级交叉产生了著名的萨丕尔—沃尔夫假说(The Sapir-Whorf hypothesis)以及语言文化学和思维文化学。 以上我们看到，人类认知的五个层级及相互关系与认知科学的学科结构和学科交叉之间的对应非常完美。我们还看到，认知科学的学科结构和交叉学科，其实是由认知科学五个层级的结构及各层级之间的交叉决定的，包括著名的认知科学六角形结构(图2)也是由认知科学的层级结构和科学交叉决定的，但认知科学的五个层级的结构和科学交叉能够产生的交叉学科要多得多，这是我们以前所没有认识到的。 三、五个层级认知的研究现状和成果 下面我们依次来看五个层级认知的研究现状和一些标志性的重要成果。 1.神经层级的认知 这是人类和动物共有的心智和认知形式。对神经层级的认知的研究，在历史上曾经产生了颅相学(phrenology)和神经科学(neuroscience)，代表人物和学说有威利斯的大脑功能定位学说、高尔的颅相学和解剖人格学、杰克逊的定位主义等等。真正有意义的研究和发现来自法国神经科学家布罗卡和德国神经科学家维尼克的工作。1861年，布罗卡报告了首个脑损伤的神经学案例，症状是病人可以理解语言，但不能讲话，病人脑损伤的确切位置是左额叶下部，后来这个区域被命名为布罗卡区。1876年，维尼克报告了一个中风案例，症状是病人可以自如地讲话，但他讲的话没有意义，也不能理解书面语和口语，病人脑损伤的位置在左半球更靠后的区域，即颞叶和顶叶的交界处附近，这个区域现在被称为维尼克区。 此后，更多的生理学家、解剖学家、神经科学家、神经解剖学家投入到对脑和神经的研究之中。代表人物和学说有意大利人高尔基的神经元染色法和他绘制的不同动物的神经节细胞图，西班牙人卡哈尔发现神经元的单一性，并发现神经元内的电传导是单向的，只能从树突传到轴突。两人分获了1906年诺贝尔生理学或医学奖。 与此同时，心理学经历了行为主义心理学、联结主义心理学到认知心理学的转变，代表人物有斯金纳的行为主义，艾宾豪斯、桑代克、华生的联结主义等等。1956年，天才的心理语言学家乔姆斯基在《描述语言的三个模型》一文中，深刻揭示出行为主义和联结主义的学习理论根本不能解释语言是如何习得的。他指出，语言的复杂形式嵌于大脑，而它所赖以工作的原理是超越所有人和所有语言的，语言具有普遍性——这就是乔姆斯基的唯理主义和心理主义语言学。几乎是一夜之间，心理学家们就以认知的方式来思考，而完全抛弃了行为主义。米勒，这位曾经坚定的行为主义者，受乔姆斯基的影响，转向以人类心智为对象的认知心理学的研究，并建立了哈佛大学认知科学实验室，这是世界第一个认知心理学实验室。此后，认知神经科学诞生了。 20世纪脑与神经科学有一系列的重大发现，如斯佩里等人在1960年代以后的裂脑实验，通过一系列实验，证实了大脑不对称性的“左右脑分工理论”，因此荣获1981年诺贝尔生理学或医学奖。裂脑实验及其后的神经科学证明：左半脑主要负责逻辑理解、记忆、时间、语言、判断、排列、分类、逻辑、分析、书写、推理、抑制、五感(视、听、嗅、触、味觉)等，思维方式具有连续性、延续性和分析性。因此左脑可以称作“意识脑”“学术脑”“语言脑”。右半脑主要负责空间形象记忆、直觉、情感、身体协调、视知觉、美术、音乐节奏、想像、灵感、顿悟等，思维方式具有无序性、跳跃性、直觉性等。所以右脑又可以称作“本能脑”“潜意识脑”“创造脑”“音乐脑”“艺术脑”。神经科学的发展使我们对脑与神经系统的结构和功能有了完全清楚的认识。在此基础上，我们可以定义心智、认知和认知科学。心智是脑与神经系统的智能方式。从脑与神经系统产生心智的过程叫认知。认知科学是研究认知现象和规律的科学。[3]由此我们知道，人类和动物都有心智和认知，二者的区别又在哪里呢？显然，神经层级的心智与认知并不足以区别二者。 要揭示人的脑与神经系统的工作原理，不得不从五个层级的相互关联上来认识神经系统的工作方式和加工机制，因为五个层级的认知在人的大脑中是互相关联的。因此，在神经认知层级上，我们至少应该有如下的科学交叉到交叉学科的映射： (1)神经—心理交叉→神经心理学； (2)神经—语言交叉→神经语言学； (3)神经—思维交叉→神经计算机科学(控制论)，计算神经科学，神经科学哲学(心智哲学)，神经思维科学(神经系统的逻辑及认知逻辑)； (4)神经—文化交叉→文化神经科学。 加扎尼加和曼根所著的《认知神经科学：心智的生物学》第四版基本上就是按照五个层级的交叉来讲认知神经科学的，该书第一部分是“背景和方法”，介绍认知神经科学的简史、神经系统的结构和功能、认知神经科学的方法。该书第二部分“核心过程”共11章，它们是：第4章：大脑半球的特异化；第5章：感觉和知觉；第6章：对象识别；第7章：注意；第8章：行为；第9章：记忆；第10章：情绪；第11章：语言；第12章：认知控制；第13章：社会认知；第14章：意识、自由意志和定律。[4] 容易看出，第4章是神经层级的认知；第5-10章是心理层级的认知；第11章是语言层级的认知；第12章涉及思维层级的认知，但并不完全是思维认知；第13章是文化社会层级的认知。看该书从第三版(2009)到第四版(2014)的变化也是很有意思的。在第三版中，大脑半球的特异化是位于语言之后的第11章，在第四版中，该章被前移至第4章，即“核心过程”的第1章。这样整个章节顺序就是依照5个层级自低级向高级排列了。但该书缺少专门的章节来讲思维、逻辑和推理的神经科学，这在体例上实在是一个缺失；而且，自认知科学诞生以来，在思维的神经科学方面有很多重要的研究和成果，未收入该书也是一种遗憾。 2.心理层级的认知 这也是人类和动物共有的心智和认知形式。对心理认知的研究也是起源于乔姆斯基。如前所述，乔姆斯基和米勒共同开辟了心理层级的心智与认知研究，从此心理学告别行为主义的时代而进入认知的时代。 20世纪心理学对感知觉、注意、表象和记忆这些基本的心理现象和规律进行了系统的研究。感觉(sense)是通过单一感官直接获得的认识，包括视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉，以及多感官或跨通道获得的认识，即联觉(synesthesia)。例如，视觉中对颜色的感觉即色觉可以兼有温度感觉，如红、橙、黄色会使人感到温暖，所以这些颜色被称作暖色；蓝、青、绿色会使人感到寒冷，这些颜色被称作冷色等等。知觉(consciousness/perception)是脑和神经系统对感觉信息再加工，以获得对事物的整体性认识的心理过程。知觉具有整体性、恒常性、意义性、选择性等特征。感觉和知觉都是通过感官而获得的知识，两者紧密相连，常常相互交织在一起，统称为感知(senses and perception)。注意是在知觉和意识这个层次上认知加工的一种重要方式，它是一种导致局部刺激的意识水平提高的知觉选择性集中的形式。注意是认知心理学中研究最热门的领域之一。 表象(image/presentation)是在感知觉基础上，经大脑的进一步加工而成的经验的认识形式。感知觉不能脱离感官而存在，表象却可以脱离感官而存在。表象具有形象性、直观性和概括性。表象常常在多种感觉通道上发生，例如，我们有视觉的表象、听觉的表象以及嗅觉、味觉和触觉、动觉的表象等等。在心理学中，表象是指过去感知过的事物形象在头脑中再现的过程。哲学上则以表象世界为对象，与之相应的精神范畴则称为理念。记忆(memory)是表象的一种特殊的形式，表象通常体现为记忆效果。人在思维时也常常伴有对事物的表象，而且有时对某些事物的解决还有赖于表象的帮助。20世纪心理学家对表象和记忆进行了深入的研究，例如，根据米勒的研究，人的工作记忆容量有限，一般为7±2，即5-9个单元。如果超过短时记忆的容量，短时记忆容易受到干扰而发生遗忘。著名的艾宾浩斯遗忘曲线显示，记忆量是时间的函数，遗忘在学习之后立即开始，最初遗忘速度很快，以后逐渐缓慢，但经过复习，遗忘的数量会减少，记忆量会明显提高。这就为2500多年前中国教育家孔子的著名论断“学而时习之，不亦乐乎”提供了科学依据。 表象和记忆是从感知到思维的中间过渡环节，表象已经具有思维的某种初级形式，并且在思维中产生重要的作用。表象对思维的影响表现为：第一，产生表象思维(形象思维)，即凭借表象进行的思维操作。谢帕德的“心理旋转”表明，字母旋转的角度越大，判断其正反所需的时间越长。反应时所反映的进行心理旋转——表象操作所用的时间上的差异，证明了形象思维——表象操作的存在。谢帕德实验还证明，心理上的旋转，在性质上类似于实际物体的物理旋转，因而为表象以符号形式存储提供了进一步的证据。第二，表象与语词在心理操作中进行双重编码，而图像和语词之间是可以建立对应关系的。对表象和语词关系的认知在艺术创作中有重要的意义。例如，王维的诗就是通过“表象—语词”的转换来创作的，并且通过“语词—表象”的转换来欣赏。小说、剧本的创作和欣赏亦是如此。第三，表象是概念思维的基础，概念思维操作需要表象的参与和支持，思维任务的不同决定表象操作在思维操作中是否出现。例如，几何学在很大程度上依赖图像操作的支持，图形操作是几何运算的必要支柱。但代数学和方程式运算则只需用符号概念进行，完全排除了形象操作。表象思维的一些重大的理论问题需要继续进行研究，例如，是否存在表象思维？动物是否具有思维？这些问题仍然是心理学和认知科学中具有争议而未能解决的重大理论问题。 心理层级的认知会和其他层次的认知发生交叉。因此，在心理认知层级上，除了主流的认知心理学，还有如下的从科学研究到学科发展的映射：心理—语言交叉→心理语言学，语言心理学；心理—思维交叉→思维心理学，心理逻辑；心理—文化交叉→文化心理学，社会心理学，认知人类学。在这些领域，半个多世纪以来取得了大量重要的成果。 3.语言层级的认知 这是人类所特有的心智和认知形式。在人类认知的五个层级中，语言具有特殊的地位和意义。第一，它是五个层级的中间环节；第二，它是低阶认知和高级认知的联结点；第三，它是高阶认知的基础。 人类的心智和认知是以语言为基础的，所以，认知科学对语言的研究具有特别的意义。动物界的语言既是统一的，又是相互区别的。统一在于所有语言都是自然进化的结果。区别在于各种自然语言在语言的进化树上占有独特的位置，甚至同一种系下的不同语言也具有能够相互区别的特征。例如，同是动物的声音语言，蟋蟀的鸣叫和夜莺的歌唱是完全不同的。同是人类的表意符号语言，拼音语言和图形语言也是完全不同的。甚至同一民族的语言的地区差异也会非常之大。语言的这种区别为认知科学解释个体差异性提供了基本的根据。 动物从低级到高级的进化形式依次为：肢体语言、声音语言、表意的符号语言(图3)。[5]人类特有的、表意的符号语言具有抽象性、可产生性、任意性和歧义性。人类特有的符号语言和文字使人类最终进化为人。
图3 语言分类系统和分支图 20世纪下半叶以来，语言学的研究取得重大进展，成为认知科学的来源学科之一。当代语言学的三分框架来源于符号学的研究，在当代语言学中形成了句法学(syntax)、语义学(semantics)和语用学(pragmatics)三大领域，代表人物和重要理论有乔姆斯基的形式句法学、蒙太格的形式语义学、奥斯汀和塞尔的言语行为理论、凯德蒙的形式语用学等。句法学研究语言符号的空间排列关系，语义学研究语言符号的指称和意义，语用学研究语言符号和使用者的关系。从句法学到语义学再到语用学是逐渐扩充的，其顺序的加工方式是“自下而上”的。从语用学到语义学再到句法学则是逐次包含的，其顺序的加工方式是“自上而下”的。现代语言学中，按照句法学、语义学和语用学的框架和方法来研究语言理论的学科被称为理论语言学(theoretical linguistics)。另外一门专门研究语言理论的学科叫做逻辑语言学(logical linguistics)，它又分为结构理论(形态学)、意义理论和有效性理论三个部门。语言符号学(linguistic semiotics)则是将语言学作为符号学的一个分支来进行研究，它是具有元理论性质的语言学。 语言和语言学的研究对认知科学的建立和发展具有特别重要的意义。在句法学领域，我们以乔姆斯基为例。1957年，乔姆斯基建立的句法结构理论吹响了语言学革命和认知科学革命的第一声号角。在此后的40多年时间里，他在语言学、语言哲学和认知科学领域做出了很多重大的理论贡献。在语言学领域，乔姆斯基先后建立了句法结构理论(SS)、标准理论(ST)、扩展的标准理论(EST)和修正扩展的标准理论(REST)、管辖和约束理论(GB)、最简方案(MP)等等。在语言哲学领域，乔姆斯基的贡献是多方面的：提出先天语言能力(ILF)的科学假说，区分了语言能力和语言知识，这一伟大假说后来被科学实验证实，使我们对人类的语言能力有了空前深刻的认识。他建立的普遍语法(UG)，说明全人类语言的同一性：只有一种语言，只有一种语法。他还建立了心理主义和唯理主义语言学，使我们对语言的认识有了本质的改变。在心理学领域，乔姆斯基的贡献也是多方面的。他批判行为主义心理学的代表人物斯金纳；他的思想影响了另一位行为主义心理学家米勒，使其转向认知心理学的研究，也使心理学从行为主义的时代转向认知心理学的时代；他的语言理论开创了理论语言学、心理语言学、实验心理语言学等众多语言学的新兴领域；他的普遍语法理论丰富了语言心理学的语言习得理论和研究。在计算机和人工智能领域，乔姆斯基建立了形式文法，使自然语言的机器分析成为可能，乔姆斯基也是人工智能理论和技术最早的奠基者之一。可以说，如果没有乔姆斯基，半个世纪以来的人类文明会是另外一个样子，世界也会是另外一个样子……，总之，乔姆斯基业已改变我们思考自身的方式，获得了在思想史上与笛卡儿和达尔文并驾齐驱的地位。乔姆斯基是认知科学当之无愧的第一代领袖。[6] 在语用学领域，奥斯汀提出“以言行事”的言语行为理论，他区分了语谓行为(locutionary acts)、语用行为(illocutionary acts)和语效行为(perlocutionary acts)三种言语行为，还对言语行为进行了分类。塞尔在此基础上进一步推进言语行为理论的研究，他将言语行为理论普遍化，把所有的言语行为都看作语用行为，“说事即是做事”。他对言语行为重新进行分类，并用符号加以表示。在此基础之上，他与合作者范德维克共同建立了语用逻辑(illocutionary logic)。塞尔还进一步扩展言语行为理论，建立了间接言语行为理论(indirect speech acts theory)。在言语行为理论基础上，塞尔进一步研究意向性和人类心智，使他的哲学从语言哲学进入到心智哲学和社会哲学的领域。关于语言—心智—认知的关系，塞尔曾做了深刻的阐述。[7] 语言层级的认知也会和其他层级的认知发生交叉。在语言认知层级上，我们不仅有认知语言学，或称语言与认知，还有如下从科学研究领域到学科的映射：语言—思维交叉→语言逻辑，计算语言学，语言哲学，理论语言学(逻辑语言学)；语言—文化交叉→进化语言学，语言的产生和演进，人类学语言学等。 4.思维层级的认知 这是人类心智和认知特有的形式，人类的心智和认知是以思维为特征的。思维是人类做出的最高级别的精神活动。所有人类的业绩和进步不过就是人类思想的产物。文化、艺术、文学、科学和技术的发展无一不是思维的结果。[8]法国哲学家笛卡尔的著名论断“我思故我在”(法语：Je pense，donc je suis)(英语：I think，therefore I am)将思维与存在的关系定义为因果关系，由于我思维，所以我存在。哲学家的生命存在之定义比现代医学脑死亡的定义早了三百多年。事实上，笛卡尔的科学思想与他的哲学思想同样著名。笛卡尔的心身问题(Mind-Body problem)是哲学和认知科学的永恒问题。 中国古代思想家对于思维也有过非常精辟的论述。孔子和荀子都论述过学习和思维的关系。孔子说：“学而不思则罔，思而不学则殆。”[9]荀子说：“终日而思，不如须臾之所学也。”[10]孟子不仅区分感性认识和理性认识(思维)，而且深刻论述了两者的关系。他说：“耳目之官不思，而蔽于物。物交物，则引之而已矣。心之官则思，思则得之，不思则不得也。此天之所与我者。先立乎其大者，则其小者弗能夺也。此为大人而已矣。”[11] 思维形式和规律一直是逻辑学研究的领域。逻辑学研究的思维形式包括概念、判断、推理和论证，思维规律则包括同一律、矛盾律和排中律。[12]概念、判断、推理是认识的高级形式和高级阶段。 心理学研究的范畴是感觉、知觉和表象，主要的领域有：感觉、知觉、意识和注意、表象和记忆、动机和情绪，它们属于认识的初级形式或初级阶段。此外，心理学还研究人的心理特性，如能力和人格，以及人的学习活动等。认知科学建立以后，由于心理学与逻辑学的交叉，心理学也进入思维的研究领域。[13] 认知科学建立以后，心理学和逻辑学出现了交叉融合的趋势，两者重新统一于认知科学的背景框架之中。2004-2009年，笔者相继在国内外学术期刊和学术会议上发表文章，建立了认知逻辑的学科框架，即将认知科学的学科框架(图2)映射到现代逻辑的背景之中，得到认知逻辑(cognitive logic)的学科框架，它包括哲学逻辑、语言逻辑、心理逻辑、人工智能的逻辑、文化与进化的逻辑以及神经系统的逻辑。认知逻辑的学科框架如图4所示。[14]在认知逻辑的学科框架下，心理学与逻辑学重新走向统一。心理学与逻辑学从分到合的关系如图5所示：[15]
图4 认知逻辑学科框架图
图5 心理学与逻辑学重新统一示意图 心理学与逻辑学交叉融合发展的结果，产生了心理逻辑(psychological logic/mental logic)和思维心理学(psychology of thinking)这样一些新兴学科，并取得一系列重大的研究成果。例如，著名的沃森选择任务实验(Wason selection task，1966)[16]深刻揭示了人类认知过程中逻辑加工与心理加工的关系。首先，人们头脑里的逻辑并不等于“逻辑学”。人们头脑里的逻辑，或者说人们在思维与认知活动中所使用的逻辑是与经验相关的。那种与经验无关的、普遍的、无个体差异的逻辑是不存在的，或者说，它只存在于逻辑学家的理想模型之中。其次，理想的逻辑模型在实际应用时，往往会发生一定程度的心理偏差(psychological biases)，这说明在人们的实际思维和认知过程中，逻辑过程与心理过程是相互交织在一起的，逻辑推理是会受到心理因素影响的。其三，虽然心理因素对逻辑推理会发生影响，但正确的逻辑推理模型(包括先天的MP和习得的MT)会对思维和认知过程进行约束与修正，使之运行在一个科学合理的范围之内。[17] 沃森实验以后，沃森·米勒、约翰逊-莱尔德在心理学与逻辑学的交叉领域的研究中取得了很多令人瞩目的成果，主要建树有推理心理学、语言和感知、思维、心理模型、人类和机器思维等。里普斯则在概念、推理和证明的心理学研究方面卓有建树。在《证明心理学》一书中，里普斯用心理学实验的方法研究了包括三段论、假言推理和一阶逻辑的心理逻辑问题。心理逻辑最令人瞩目的一项工作，我认为是心理学家卡尼曼和特沃斯基建立的风险投资理论。这项研究发现，人们面对风险的决策是不对称的：当面对盈利时人们的决策表现出“风险规避”的倾向，当面对损失时人们的决策却表现出“风险寻求”的倾向。[18]他们用了30多年时间发展了这项重要的被称为“前景理论”(prospect theory)的经济学理论，并由此获得2002年度诺贝尔经济学奖。2011年，卡尼曼出版了他的著作《思维：快与慢》，他用两个代理人的隐喻即系统1和系统2，来描述人的思维活动。系统1是心理的、直觉的、自动的和无意识的，它是快的思维系统；系统2是逻辑的、分析的、受控的和意识的，它是慢的思维系统。卡尼曼认为，系统1在判断和决策中的作用比我们所知道的要大，它是判断和决策的幕后主使(secret author)。[19] 在思维认知层级上，我们有如下的从科学研究到学科发展的映射关系：思维—文化交叉→文化逻辑，文化哲学(如梁漱溟)，思维文化学，民族文化学等。 在思维认知这个层级上，半个世纪来取得的研究成果可以说是硕果累累。本研究团队在这个领域也取得了相当的成绩，读者可以参阅笔者和本研究团队成员的其他著作和论文。 5.文化层级的认知 文化认知是五个层级中最高层级的认知形式，它也是人类特有的认知形式。总结来说，人类认知就是以语言为基础，以思维和文化为特征的高阶认知。文化是与自然对立的一个范畴。文化是人所创造的一切对象的总和，是人的创造物，包括物质存在、社会存在和精神存在。所以，文化就是人化。 文化是人所创造的一切(everything created by man is culture)，文明则是文化发展到一定阶段才出现的。文化与文明密切相关，它们都是人类活动的产物。两者紧密联系但又相互区别。文化和文明都是人类的创造物，这是它们的共同点。但文化偏重人类所创造的精神财富，如宗教、哲学、文学、艺术、音乐、舞蹈等等。文明更侧重人类所创造的物质财富和社会制度，如电灯、电话、电脑、网络、法律、国家等等。 文明的发展有一种背离文化和自然的趋势。古代文明是与文化直接关联的，也是与自然亲近的。近代文明开始与文化相背离，并将自然作为异己的对象加以改造和利用。以科学技术为主导的当代文明则完全与文化相背离，并开始对自然进行大规模的破坏，甚至试图改造和改变自然。人类发展到今天，是到了深刻认识并正确把握自然、人类、文化和文明之间关系的时候了！ 文化影响认知。这是当前认知科学研究最深刻的论题之一。按照人类文化的类型，我们可以把人类认知分为三个层次并讨论文化与认知的关系。 在文化的层级上，人类认知的三个层次是：科学、哲学与宗教。它们都是与人类文化紧密相连的，而且，它们是从初级到高级的。 科学认知处于文化认知的底层，它是人类文化认知最基本的形式。科学家们在这个层次上揭示自然界的真理。他们使用的是以数学为基础的科学方法。勾股定理用“勾三股四弦五”可以获得一个直角三角形，从而解决古代建筑的很多实际问题。这个定理稍后被毕达哥拉斯用数学变元表述为“
”，使它具有更大的普遍性并被应用于更大的范围。循着这个理论，毕达哥拉斯的学生得到一个单位长度的正方形的对角线的长度是
，这是一个无理数。这个发现引发了第一次数学危机，导致数系的扩大和数学的发展。 牛顿第二运动定律即动量定律公式F=ma刻画了宏观物体运动中力、质量和加速度之间的关系。令人惊讶的是，牛顿发表的原始公式：F=d(mv)/dt在相对论中依然有效。爱因斯坦相对论就是从物体动能与位移关系基本公式dE=Fds出发，使用动量定律推导出著名的质能公式
，它不仅解释了物体的能量与质量和运动速度之间的关系，在技术上它还释放出原子能，使人类掌握了新的能源。科学家们用数学和逻辑推导得出的这些公式均被科学实验和科学实践所证实，这是人类心智的高级形式理性的力量！ 科学并不是无所不能的。由于科学认知的方法是实证的和可证伪的，这就限制了它的适用范围。当超出实证的和可证伪的这个范围时，科学认知也就无能为力了，这时人类认知必须求助于哲学这个更高级的认知形式。 哲学是人类认知的较高级的形式，从古代到现当代很多杰出的哲学家从哲学认知这个层次揭示了宇宙的真理。老子《道德经》不过五千言，他所阐述的世界观一直指导着探索自然文化的价值和人生意义的人们。《道德经》中所蕴含的真理两千多年来一直使人们不停地追求，但我们不是离它更近，而是更远了。老子过去是，现在是，将来仍然是世界级的哲学家。两千多年来，中国还出现过另一位世界级的哲学家，他就是心学的创始人，明代大儒，中国历史上唯一没有争议的立德、立功、立言三不朽的圣人王阳明。由“心即理”的存在论、“致良知”的认识论和“知行合一”的实践观构成的阳明心学与当代认知科学不谋而合，异曲同工，只是比西方思想早了500年！王阳明的思想和行为影响了曾国藩、梁启超、孙中山、蒋介石，成为他们的心灵导师。章太炎说：“日本的明治维新，亦由王学为其先导。”日本倒幕领袖西乡隆盛说：“修心炼胆，全从阳明学而来。”东乡平八郎则“一生伏首拜阳明”。杜维明先生说：“五百年来，儒家的源头活水就在王阳明。21世纪将是王阳明的世纪。” 两千多年来西方的哲人们也思考着同样的问题：世界本源、认知奥秘和人生哲理。古代西方哲学探索世界本源问题，是本体论哲学。泰勒斯的水，赫拉克利特的火，毕达哥拉斯的数，德谟克利特的原子。他们也探索形而上学问题，柏拉图的理念论和亚里士多德的经验论。他们还创立了科学和哲学的研究方法，如欧几里得几何和亚里士多德三段论的公理方法。近代欧洲哲学探索人的认识能力问题，是认识论哲学。培根的归纳法，笛卡尔的演绎法，洛克的白板说，贝克莱的存在就是被感知，休谟的归纳问题和不可知论，康德的纯粹理性批判和先天综合判断。近代欧洲哲学延续了唯理论和经验论之争。20世纪西方哲学分为三个阶段：20世纪20至50年代，以罗素、早期维特根斯坦和维也纳学派为代表的逻辑实证主义和分析哲学；1940至1970年代后期以维特根斯坦为代表的日常语言学派和乔姆斯基、奥斯汀、蒙太格、塞尔等人共同创立的语言哲学；1970年代中期认知科学创立以后，由塞尔等发展起来的心智哲学。20世纪西方哲学的三大主流——分析哲学、语言哲学和心智哲学都是与语言相关的，分析哲学以符号语言及其上的数学逻辑作为分析工具，研究符号语言所反映的思维对象的本质；语言哲学回归于自然语言，研究自然语言的句法特征、语义特征和语用特征以及语言对象(语言作为对象和语言的对象)的本质特征；心智哲学研究以语言为载体、以思维为特征的人类心智的本质特征。如前所说，人类心智可以从神经、心理、语言、思维和文化五个层级加以认识和研究。由此可以说，古代本体论哲学以客体为对象，近代认识论哲学以主体为对象，当代语言哲学和心智哲学则以语言为对象。主体不能达到客体，除非经过语言。除了语言，我们一无所知。 广义地说，宗教也是文化的一部分，因为宗教也是人类的创造物。早在认知科学创立之初，哈佛大学医学院就已经开始研究宗教与认知的关系。1979年，当时的哈佛医学院副教授、身心医学研究院院长赫伯特·班森博士与布达喇嘛在哈佛大学会面，班森博士向布达喇嘛提出对拙火瑜伽行者进行测试，以了解心智如何影响身体。此后遂有数次到印度的远征。第一次是在达兰萨拉山，气温16℃，受试者是三位修炼拙火瑜伽的僧侣，他们的皮肤、手指、脚趾都明显的升温。这项结果发表于《自然》杂志1982年第295期。第二次是在马纳里一年最冷的一天，室温4.5℃，僧侣们将床单浸在冰水里，然后把正在滴水的床单包住几乎全裸的身体，三、五分钟之后，床单开始冒热气，四十五分钟之内，床单完全被烘干。第三次试验在锡金海拔7000尺的隆德寺，受试者是三位僧侣，其中一位僧侣新陈代谢不仅没有加速，反而明显减缓。让他静坐休息，其氧气消耗量惊人地减少了64%。这些研究结果已经用来治疗疾病，如在对癌症的治疗中，可以通过静坐并观想体内白细胞攻击癌细胞来取得治疗效果。在这次研讨会上，布达喇嘛说：“有些现代学者认为，佛教不是宗教，而是一门心智科学！这项主张看来不是没有根据的。”[20] 2009年3月8日朱清时院士的一个讲演《物理学步入禅境：缘起性空》语惊四座。作为国际著名物理学家和教育家，他立足于现代物理学后最新成果，与佛教哲学相结合，探讨了物质与意识的本质意义。他以爱因斯坦的统一场论和霍金的弦论，与佛学经典《成唯识论》的“藏识海”进行比较研究，认为科学与宗教是相通的。他幽默地说：“科学家千辛万苦爬到山顶时，佛学大师已经在此等候多时了！”[21] 科学、哲学和宗教从不同的角度，在不同的层次上反映了人类心智，反映了人类对物质世界和精神世界的认识。科学、哲学和宗教都反映了造物主的智慧，这个最高的智慧体现在古今人类的心智中，犹如太阳的光辉被每一棵树、每一根草、每一滴水、每一颗露珠所反映一样。“今人不见古时月，今月曾经照古人。古人今人若流水，共看明月皆如此。”[22] 四、一些结论和简单讨论 (一)看清人类认知五个层级之间的关系 众所周知的认知科学的学科结构图是认知科学的学科结构和关系，不是认知科学研究对象之间的关系，未能很好地说明人们头脑里的认知过程和结构，也不能说明认知过程、科学对象和学科发展之间的关系。因此，需要重新思考人类认知的过程和结构，从而更加合理地解释人们头脑里的认知加工过程、认知科学的各种对象的关系，并对认知科学日益发展的交叉综合学科做出解释。 五个层级的认知是按照科学标准划分的。所谓科学标准，就是以科学研究的对象之间的关系作为划分的根据。人类认知五个层级的划分依据的是人们头脑里发生的认知过程，即依据认知科学研究对象之间的关系来进行划分的，依据的是科学标准，所以它是认知科学对象之间的“科学关系图”。人类认知从神经认知、心理认知、语言认知、思维认知到文化认知的提高，与心智和认知的进化方向是一致的，是心智和认知能力进化结果的遗存。 迄今为止，认知科学所研究的对象都分属于这五个层级，没有也不可能有超出这五个层级的认知能力和对象。五个层级之间的交叉综合，才产生了认知科学之下的众多的交叉和综合学科。五个层级的划分，不仅使我们看清了人类认知五个层级之间的关系，对认知科学研究中发生的学科交叉和学科综合，也具有更加合理和更强的解释力。 (二)看清认知科学的科学研究和学科发展之间的关系 本文给出的认知科学五个层级的科学结构图(本文图1)与认知科学的学科结构图(本文图2)的区别，是科学与学科的区别。 图2的学科结构关系不能说明越来越多的认知科学交叉和综合学科的产生与发展。而我们提出的认知科学五个层级的科学结构不仅能够说明目前已经存在的认知科学新兴的交叉学科和综合学科，而且能够预测和解释今后可能出现的新兴交叉和综合学科。在科学与学科的关系中，科学研究和科学探索是第一性的，而学科的产生和发展是第二性的。科学研究和科学探索决定学科的产生和发展。因此，只有正确理解了认知科学的科学对象之间的关系，正确理解认知科学的科学结构，才能正确理解其学科结构，以及学科的产生和发展。 人类认知的五个层级及相互关系与认知科学的学科结构和学科交叉之间的对应非常完美，本文给出了人类认知的各个层级到认知科学的学科之间，以及各个层级的交叉综合到认知科学的交叉和综合学科之间的映射关系，并讨论了这些领域的发展。我们看到，认知科学的五个层级的结构和科学综合交叉能够产生的综合交叉学科要多得多，有的综合交叉学科是我们以前所没有认识到的。这说明人类认知五个层级的理论不仅是有科学解释力的，也是具有学科发展预见力的。 (三)五个层级划分的理论意义和应用价值 人类认知五个层级的划分具有重要的理论意义和实际应用价值。 人类认知五个层级理论的创新意义：其一，体现了对人类认知层级的科学划分，同时也体现了清华大学认知科学团队全学科、大综合的认知科学观，对中国认知科学研究产生了积极影响；其二，体现了对人类认知特征的认识，体现了人类认知与非人类的动物认知之间的本质区别，同时也体现了清华大学认知科学团队的研究方向和特征，即语言、思维、文化层级高阶认知研究，对中国认知科学发展产生了积极的影响；其三，体现了研究方法的创新。当代认知科学以经验为基础，以科学实验为基本方法的、全学科综合交叉的研究方法是认知科学研究的重要方法，对认知科学相关学科和其他学科的发展将产生影响。 人类认知五个层级划分的实际应用价值：其一，推动哲学社会科学领域的认知科学研究；其二，促进我国认知科学包括清华大学认知科学和相关学科的建设和发展；其三，语言、思维、文化层级的高阶认知研究，具有重要的文化意义和价值，对国家文化发展战略的建构和实施具有重要的推动作用。
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