Simon與認知科學(xué)研究演講稿
謝謝馬老師!非常榮幸有機會(huì )能與大家進(jìn)行交流。剛才馬老師在主持的時(shí)候已經(jīng)多次提及有些問(wèn)題，希望在我的報告中有一定的回答。前面有三位老師，李院士、林老師、史老師都做了非常好的報告，講得也非常全面，我這里再從我們了解的一些信息，利用今天這點(diǎn)時(shí)間向大家做一個(gè)匯報。
這里給大家展示的是Simon的一張年表圖，從他出生到他去世。這張圖在我們編撰的《心坐標》這本書(shū)里面，書(shū)中有專(zhuān)門(mén)一章介紹Simon的人生歷程。林老師是寫(xiě)過(guò)《Simon傳》的，如果大家感興趣的話(huà)，也歡迎大家來(lái)看看我們寫(xiě)的Simon。
在這本書(shū)結尾之處，作者鄭秀麗博士總結了Simon的一生，認為“他以求真的挑戰力，為我們揭開(kāi)了有限理性之美;他以豐富的想象力，為我們演示了啟發(fā)式搜索之美;他以邏輯的思考力，為我們分析了物理符號系統之美;他精準的判斷力，為我們構建了認知模型之美;他以無(wú)窮的創(chuàng )造力，為我們展示了機器智能之美�！蔽矣X(jué)得總結得非常好，所以在這里與大家分享。
前面三位專(zhuān)家都特別提到了Simon在方方面面的貢獻，我這里也總結了三點(diǎn)。第一，在管理學(xué)界的貢獻，里面特別重要的是滿(mǎn)意理論。他獲得諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎，其實(shí)主要是因為提出了這個(gè)重要的理論。第二個(gè)貢獻，剛才我們史忠植老師特別介紹的物理符號系統假說(shuō)，里面也涉及到了他做出的很多具體的貢獻。下面要提及的是大家可以看到的，1960年提出的這個(gè)在心理學(xué)領(lǐng)域特別重要的模型“通用問(wèn)題解決者”。
第三個(gè)貢獻就是啟發(fā)式方法。Simon在他的理論原則以及眾多的研究中都特別強調啟發(fā)式，他認為科學(xué)上的偉大發(fā)現往往都利用了極為簡(jiǎn)單的經(jīng)驗規則，這種方法和有限合理性原則使得我們有效并簡(jiǎn)潔地實(shí)現我們的目的。而這方面也是我們計算機智能相對來(lái)講比較欠缺的。他做了一個(gè)非常有趣的心理學(xué)實(shí)驗，證明問(wèn)題的解決其實(shí)就是一個(gè)搜索的過(guò)程，效率的高低就取決于我們究竟使用了怎樣的策略。他研發(fā)出了通用問(wèn)題解決者，后面還有一系列的工作。
大家看到屏幕上這張照片就是Simon與漢諾塔的合影，漢諾塔很有名。Simon用了很多游戲進(jìn)行問(wèn)題解決研究，其中漢諾塔就是非常重要的游戲。
剛剛史老師、馬老師都提及，林老師和李老師也都說(shuō)到了，Simon是我們中國學(xué)術(shù)界的老朋友。從1972年到現在，他當然已經(jīng)去世好多年了，他還活著(zhù)的1972年之后的30多年，一直保持著(zhù)與中國學(xué)術(shù)界非常密切的交往。前面也提及到了在1983年他來(lái)到了北京，應中科院心理所的邀請，在北京大學(xué)進(jìn)行講座。我是1980年入學(xué)的北京大學(xué)心理學(xué)系學(xué)生，當時(shí)是大三本科生，所以我也全程聽(tīng)了他的講座。Simon非常熱愛(ài)中國，說(shuō)的是“我的中國”，認同感非常強，另外把中國的同行視為良師益友。
這是在1980年Simon作為美國心理學(xué)家代表團成員之一一起來(lái)訪(fǎng)華時(shí)的合影照。
這是1983年應中科院心理所的邀請來(lái)訪(fǎng)心理所時(shí)候的一張合影照片。照片上最左邊是潘蔋先生，也是我的博士生導師，第二位很高大的是Simon，第三位是杭州大學(xué)的陳立先生，第四位是荊其誠先生，也是我的博士生導師，最右邊的是心理所后來(lái)做了所長(cháng)的徐聯(lián)倉先生。這是非常珍貴的照片，大家在很多場(chǎng)合也能看得到。
在Simon看來(lái)，荊先生是他在中國活動(dòng)全過(guò)程中最重要的良師益友和親密的合作伙伴，他們共同進(jìn)行過(guò)多項研究。其中值得一提的是，蘇聯(lián)曾邀請Simon寫(xiě)一篇文章，他考慮到中美的關(guān)系，而且考慮到蘇聯(lián)批判過(guò)認知科學(xué)，所以他拒絕了，后來(lái)蘇美關(guān)系轉好了之后他與荊先生溝通，接受蘇聯(lián)邀請寫(xiě)了文章。這篇文章先在蘇聯(lián)發(fā)表，后用英文發(fā)表，最后也用中文發(fā)表。
剛才馬先生提到了Simon會(huì )不會(huì )中文的問(wèn)題，我這里有一封Simon寫(xiě)給荊先生的中文信，還不能算很流暢，但是已經(jīng)很了不起了，比我們很多小學(xué)生的中文已經(jīng)寫(xiě)得好了很多。
Simon來(lái)參加了我的博士學(xué)位論文答辯。其實(shí)在整個(gè)和中國交往過(guò)程中Simon培養了很多中國學(xué)生，今天在座的一些老師當時(shí)也曾是Simon的學(xué)生。我非常榮幸，因為Simon跟我導師荊其誠先生的密切關(guān)系，他專(zhuān)門(mén)參加了我的博士學(xué)位ie論文答辯。他除了翻看我的中文論文之外，我還專(zhuān)門(mén)用英文給他私下做了講解，因此并不是他從頭到尾都看的是我的中文論文。Simon提了非常寶貴的意見(jiàn)。
這里我也放一張當時(shí)論文答辯結束時(shí)候的合影照片。左邊第一位李家治先生，也是特別值得一提的，待會(huì )兒我也會(huì )簡(jiǎn)單地提到Simon跟他的合作。第二位是Simon，第三位是我的導師荊其誠先生，我是第四位。中間這位是王甦先生，是我的碩士生導師。再過(guò)去是徐聯(lián)倉先生，再就是北師大的張厚粲先生。最右邊兩位，倒數第二位是朱新民先生，剛剛說(shuō)的在日本會(huì )議上專(zhuān)門(mén)提及到的一個(gè)工作就是Simon和朱新民先生的合作。最右邊是陳永明先生，也是心理所的老師。
在我的博士學(xué)位論文中也提出了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的基本認知操作模型。我現在依然認為這個(gè)模型的基本原理可能還是對的。
要提到Simon和李家治和陳永明先生的合作，主要是開(kāi)展了人工智能方面的研究，但是側重于從心理學(xué)的角度來(lái)研究，包括理解古漢語(yǔ)，人是怎么做到的。這方面中方的學(xué)者包括李家治先生、陳永明先生提到了的一些觀(guān)點(diǎn)，例如漢語(yǔ)與西方語(yǔ)言的不同等等，得到了Simon先生的高度評價(jià)和認可。
剛才提及Simon和朱新民先生有非常密切的合作，他們十幾年的親密無(wú)間的交往結下了非常深厚的友誼。朱先生現在在美國，他本來(lái)想專(zhuān)門(mén)趕回來(lái)參加今天的會(huì )議，后來(lái)權衡了一下還是沒(méi)有過(guò)來(lái)，但給我發(fā)過(guò)來(lái)很多資料。因為今天時(shí)間關(guān)系我沒(méi)有辦法專(zhuān)門(mén)來(lái)講這個(gè)合作，給我的時(shí)間只有30分鐘。
這個(gè)工作主要是在自適應產(chǎn)生式系統框架方面，從這個(gè)角度進(jìn)行了很多的工作。Simon對相關(guān)的工作有大量的評價(jià)，這里引用了一部分，大家可以大致的看一下。Simon認為這方面的工作是非常非常重要的。
Simon和中國學(xué)者的合作是多方面的，這里沒(méi)有時(shí)間一一展開(kāi)，包括合作發(fā)表了很多論文，在他自己的專(zhuān)著(zhù)中也會(huì )收集他和中國學(xué)者合作的成果。
下面談一下認知科學(xué)。我們在座的老師和同學(xué)對于認知科學(xué)都非常熟悉，而且也知道這方面近些年也有很多進(jìn)展，在細節方面我就不展開(kāi)來(lái)談了。其實(shí)我們面臨著(zhù)非常巨大的挑戰，就是要研究心智問(wèn)題，但是我們又看不見(jiàn)它到底是怎么運作的。所以我在這里提出來(lái)，我們不揭開(kāi)天靈蓋，如何發(fā)現腦在怎樣工作，事實(shí)上我們揭開(kāi)了天靈蓋又能怎么樣，其實(shí)還是不知道是怎么做的。所以典型的是把人類(lèi)的心智視為一個(gè)黑箱。這方面從認知心理學(xué)角度進(jìn)行心智的研究，主要是兩大取向，一個(gè)是信息加工的取向，剛剛史忠植老師做了很好的介紹，另外一個(gè)是聯(lián)結主義的取向。
前面也放了一些模型，我也提前看到了鐘老師的PPT，也還會(huì )有更多的模型，我們這里放的是心理學(xué)家繪制的人類(lèi)信息加工系統的框圖。大家可以看到對我們人類(lèi)信息加工方面的機制，我們比過(guò)去有了更多的了解，也有了我們進(jìn)行研究的一些思路，但是在很大程度上，我們也可以認為我們現在只不過(guò)是把原來(lái)的一個(gè)大黑箱給它砸開(kāi)了，變成了N個(gè)小黑箱，而且這些黑箱之間是怎么連接的，他們之間的'關(guān)系我們還是不清楚，所以我們現在不能說(shuō)我們已經(jīng)把黑箱變成了灰箱，更不能說(shuō)已經(jīng)變成了白箱。下一步到底該怎么做，我這里跟大家分享一些思考。
首先一點(diǎn)是，現在非常熱，研究者投入得非常多，而且是從不同學(xué)科的背景，大家都來(lái)開(kāi)展的研究，就是認知神經(jīng)科學(xué)的研究。認知神經(jīng)科學(xué)主要關(guān)心的問(wèn)題是，心智和大腦的關(guān)系。我們的大腦怎么樣支持我們開(kāi)展如此復雜的心智活動(dòng)。這方面有很多的技術(shù)，而且這些技術(shù)還在不斷的發(fā)展過(guò)程中，為我們提供了很好的工具。
另一方面，我們必須考慮到的一個(gè)研究中的重要的問(wèn)題，就是我們人是在社會(huì )和自然場(chǎng)景中開(kāi)展的認知活動(dòng)，所以我們不能忽視這一方面。
這里我要引用Simon自己的觀(guān)點(diǎn)，現在重新溫習還是很有啟發(fā)。Simon提出：
任何科學(xué)理論的最有利的支柱，就是對觀(guān)察到的事實(shí)能夠進(jìn)行解釋。同時(shí)任何科學(xué)理論必然會(huì )面臨一種可能性，就是后來(lái)的人能夠對這個(gè)事實(shí)給出更好的解釋。心理學(xué)和其他學(xué)科一樣，它的理論只能夠接近真理，而不可能達到絕對真理。
在心理學(xué)中發(fā)現規律是很困難的，主要是由于研究對象本身的復雜性，而不是由于缺乏某種儀器設備造成的。其中一個(gè)困難，是我們所研究的人類(lèi)機體總處于一定的環(huán)境之中，而且適應性又很強。這在前面專(zhuān)家中也提及了。人的行為既決定于機體本身，同時(shí)又是適應環(huán)境的結果。另一個(gè)困難，是人與人之間有個(gè)別差異，這就造成了研究結果的不確定性。
自然科學(xué)的中心任務(wù)是化令人驚奇的事物為易于理解的常情：它要表明，如果正確地看待，復雜性不過(guò)是遮蔽著(zhù)簡(jiǎn)單性的外表;它要發(fā)現隱藏在表面的混亂狀況之后的規整模式。一個(gè)人，若視作行為系統，是很簡(jiǎn)單的。他的行為隨時(shí)間而表現出的表面復雜性主要是他所處環(huán)境的復雜性的反映。
一個(gè)思想著(zhù)的人是一個(gè)適應系統，人的目標確定了他的內部環(huán)境與外部環(huán)境的界面。后著(zhù)包括他的記憶庫。由于他的適應性很強，他的行為所反映的是外部環(huán)境(就他的目標而言)的特征，只揭示了一點(diǎn)點(diǎn)的內部環(huán)境(使人能夠思想的生理機制)的限制性。
人或至少人的智力要素也許是比較簡(jiǎn)單的，人的行為的復雜性也許大半來(lái)自于環(huán)境，來(lái)自人對優(yōu)秀設計的搜索。因此，在相當大程度上，要研究人類(lèi)便要研究設計科學(xué)。它不僅是技術(shù)教育的專(zhuān)業(yè)要素，也是每個(gè)知書(shū)識字人的核心學(xué)科。一個(gè)組織或者一個(gè)社會(huì )的成員(計劃就是為他們做的)，不是被動(dòng)的工具，他們自身也是設計者，他們也要設法實(shí)現他們自己的目標。社會(huì )計劃過(guò)程就是計劃者和他們試圖影響其行為的人之間的博弈。計劃者每走一步(如實(shí)現計劃)，受其影響的人也隨之改變自己的行為，以在變化的環(huán)境中實(shí)現自己的目標。
所以，我們只描述機體本身是不夠的，還要研究機體與周?chē)h(huán)境的關(guān)系。
因此，關(guān)于心理行為復雜的原因，到底是腦復雜，還是因為我們環(huán)境的復雜?大家從Simon的觀(guān)點(diǎn)其實(shí)可以做出一定的判斷。因此，分布式認知就顯得特別的重要。我們的認知現象其實(shí)是在認知主體和環(huán)境間分布的，這是它的本質(zhì)。認知既分布于個(gè)體內與個(gè)體間，也分布于媒介、環(huán)境、文化、社會(huì )和時(shí)間的認知中。我們人的內部認知系統的加工和表征，其實(shí)已經(jīng)一直延續到了外部世界中的加工和表征。
對于這個(gè)我曾經(jīng)在2004年在一個(gè)《華人心理學(xué)報》期刊上發(fā)表過(guò)一篇文章，提出了三要素相互作用模型，試圖把心理學(xué)研究人的認知加工中最重要的加工、表征和控制這三個(gè)因素綜合考慮進(jìn)來(lái)，里面借用了我們的太極圖，認為所有要素它們是交融在一起的。
基于這個(gè)框架，我們的研究?jì)热菀部梢院?jiǎn)單地繪制一下。如果研究監控，就要研究策略、語(yǔ)言認知和決策;研究表征包括外部表征的研究和內部表征的研究;而研究加工的話(huà)，自下而上和自上而下的研究都要進(jìn)行。
另外還要提及的是在清華大學(xué)計算機系胡事民教授牽頭的973項目中，我們也提出了一個(gè)模型，感知、記憶和判斷的認知計算模型。今天在這里也與大家提及，是希望看能不能對未來(lái)的研究有一定的意義。這個(gè)模型最重要的就是把認知過(guò)程中的感知、記憶和判斷與計算機建模中的分析、建模和決策一一對應起來(lái)，提出了模塊、通路，也包括一些具體的假設。
小結一下，我們從白箱去看黑箱進(jìn)行了很多很多的努力，這里面有很多過(guò)去研究的一個(gè)積淀，也有很多新的研究者的努力和探索。目前我們現在不能說(shuō)這個(gè)黑箱已經(jīng)在多大程度上開(kāi)始變得透明化，我們能看得清了，但是我們比過(guò)去更具有信心，而且希望能在新的技術(shù)的支持下我們取得更多的進(jìn)展。
在各種各樣的現代科學(xué)技術(shù)中，特別要提及的就是現在蓬勃發(fā)展的腦與認知科學(xué)研究。腦科學(xué)是未來(lái)的重要生長(cháng)點(diǎn)，它標志著(zhù)我們從探索外部世界開(kāi)始轉向探索我們人類(lèi)自身的奧秘，這是非常重要的一個(gè)轉折。有越來(lái)越多的科學(xué)家到這個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究，試圖從基因、腦、行為認知的角度，從多學(xué)科、多層次的高度交叉和綜合的角度來(lái)研究人腦的高級認知功能及其神經(jīng)機制。所以可以說(shuō)，我們現在已經(jīng)逐步進(jìn)入到了讀腦的時(shí)代。
而會(huì )聚技術(shù)，我也相信會(huì )對與我們每個(gè)在座的人以及所有人密切相關(guān)的一些方面做出重大的促進(jìn)。這包括外部的環(huán)境，外部包括集體和個(gè)體，以及我們內部的短期的和長(cháng)期的一些方面。心理學(xué)、計算機科學(xué)和各種學(xué)科的綜合交叉，我們一起努力，應該能有新的進(jìn)展。
將心理學(xué)的重大基礎研究與國家的重大需求結合起來(lái)，解決我國在21世紀從大國走向強國將面臨的腦與認知、人口與健康、社會(huì )與經(jīng)濟發(fā)展中的各種難題和瓶頸，是我們的戰略目標。這里面包括闡明智力與思維的腦機制，延緩衰老，防止各種神經(jīng)和精神性疾病，以及我們能夠發(fā)展出具有腦風(fēng)格的人工智能和神經(jīng)計算系統，以及老齡化、兒童教育等等方面的問(wèn)題。
據說(shuō)今年也許明年就會(huì )推出中國的腦計劃。這個(gè)中國腦計劃在座的所有老師、同學(xué)可能在不同場(chǎng)合都有所了解，就是“一體兩翼”，大家可以看到腦認知原理是非常重要的基礎，我們最終服務(wù)的目標是人口健康與和諧社會(huì )，以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國家安全。
另外，在IBM公司組織的一次研討會(huì )上，我用這張圖做了一個(gè)結束，這張圖也反映了我對整個(gè)領(lǐng)域的認識。要研究認知計算，我們毫無(wú)疑問(wèn)要研究人腦的機理，同時(shí)神經(jīng)生理學(xué)、認知心理學(xué)、計算建模的結合，加上充分利用好大數據，我們有可能真正實(shí)現認知計算機。
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