联结主义近来引起了认知科学的极大关注,因为它似乎有可能取代对于认知模型传统基于规则的研究方案。哲学家们也开始注意联结主义。 认知的联结主义模型的基本特征 研究认知的联结主义方案除了探讨近几十年来引导对认知的大量思考的传统的计算机模型外,首先要研究的就是作为认知基础的机制的不同概念。这一替代模型是由我们对大脑的理解所引起的。即使它试图体现大脑结构的重要特征,但并未对中枢过程提供详尽的说明。确切地说,它倡导的是与认知有关的那类加工模型。 联结主义结构的基本构成部分就是像神经元这样的简单单元,它们在任何特定的时候都被激活到某种程度。典型地说,这种激活就在于控制一电极。仍像神经元一样,这些单元与其他单元相联结(这些联结可能具有不定的强度),以便它们基于它们自己的激活促使其他单元激活的增加(兴奋)或减少(抑制)。此外,在某些联结主义系统中,这些联结的强度可能由于此系统中的活动而改变,以致于一个单元对另一个单元的作用能随时改变。 即使这一概述涉及到联结主义系统的基本构成部分,但事实上,联结主义系统还可有许多不同的建构方法。基于一种方法,不同的参数可以确定下来。一种参数决定了单元的可容许激活水平:这些单元可能被限制在少数分立状态(如开和关),或者它们也容许在特定的范围内变化(如从0到1)。另一种参数制约了一单元的激活怎样根据它的先前状态和它从其他单元接受的输入而发生变化,例如其中可能包括一种衰退的功能,在没有新的激活的情况下,一单元的激活就将中止,一种阈限可能出现,因而除非输入超过一定的量,一单元就不会被激活。第三种参数规定了一特定单元的输出量。输出可能与它自己的激活成比例,或者说它可能为一临界值所限制。最后,有许多学习规则,它们可用来在特定的通路上调节联结的强度。其中两个最广泛地被采用的规则分别是Hebbian 规则(它根据两个单元在它们的激活水平上是相同还是不同加强或削弱通路)和变数增量(delta)规则, 它增强或减弱每一输入通路的力度,以便增加单元的目标值和电激值之间的协调。 基本的加工系统就是这些被联结起来的单元的集合体。当一种激活的初始模式被给予这些单元中的一部分或全体,这样的集合体就开始发挥作用。这种模式可视之为给予那集合体的一个问题。当系统跃入稳定状态(例如经过联结,激活的完成并不会导致单元改变它们的激活强度这样的状态),加工就结束了。这种跃入依据热力学原则而发生,单元由于它们的输入而改变它们的激活,从而改变它们的输出,直至进入最高的熵的状态。当一种稳定模式得到了,总的稳定模式或关于某些单元的值便代表系统对于那个问题的回答。 在建构像问题解决这样的系统时,我们应对系统的活动提供一种说明。一般来说,联结主义者常起用两种不同类型的说明图式。在局部化(Localized)说明图式中,每一单元都代表某种对象或属性, 例如在拉梅尔哈特(Rumelhart)和麦克莱兰(Mcclelland )的单词识别系统中,每一单元便代表了关于可能在场的特征、字母或单词的一种假定,单元的激活程度表示的是对于相应项目是部分输入的信任程度。 另一说明图式是一种分布图式,在这里,一种说明被归结为一种对于整个单元的集合体的激活的模式,个体单元的活动可以有某种符号作用(例如表示被认知对象的特征)。但是具有首要利益的不是特定的特征,而正是整个模式。使这种方案特别令人感兴趣的是:相同的网络都具有进入被给予了输入的不同激活模式的能力。当一种模式实现了,另一些模式在它们可能为相应的输入所激活的意义上,仅仅是潜在地出现了。人类在由进化而形成的、利用分布表征的系统中从事活动是相当困难的,但是存在着许多使这种系统具有极高吸引力的性质,例如相关表征激活通常单元的能力(这可以被解释为由模式代表的整个对象的表示特征)。 尽管大多数哲学家不会去从事联结主义网络的实际构想,但仍有一些关于它们的计划的基本哲学争论。有一个就是关于这样一些原则的,它们控制着这些网络的操作,并且我们据以解释它们的诸能力。 1.有没有我们据以解释联结主义系统的行为的基本设计原则?或者说联结主义系统的行为仅只是突现的吗(在典型的情形之下)? 有些理论家已预见到了这样的前景,即我们可以建构联结主义系统,它能模拟人类的认知行为,但不能以机械论的方式解释这种行为。机械论的解释方法在许多学科中广为流行。这些学科中的科学家试图解释复杂系统的行为,方法是把复杂系统分解为部分,然后说该系统的行为怎样来源于部分的行为。根据这种机械论观点,每一构成部分可视为对于整个系统的行为所作的一种具体贡献。在联结主义纲领中,部分的作用受到轻视,系统的行为主要是起因于部分的相互作用,其次才是部分本身的行为。虽然有这样一些学科(如热力学),其中的解释模型已得到发展,在解释中,几乎没有什么解释功能被归之于部分,数学理论也发展到了这样的地步,因而能表明整体的行为怎样产生出高水平的结果,然而这种解释常常是难以令人满意的。不过联结主义模型发展的潜在结果是:我们在心理学中可能有必要放弃机械论的分解方案,而接受数学和统计学关于突现的解释,这种突现出现在现象的更高水平之上,而不是从另外的低水平的操作中零碎地聚集起来的。