魏屹東

(山西大學 哲學社會學學院，山西 太原 030006)

表征作為認知科學中知識形成的核心假設，由于它要不斷適應其目標對象而表現(xiàn)出顯著的“適應性”。在表達的意義上，表征是人使用概念、圖像、命題、模型、符號等中介客體對目標客體的似真的、可靠的描述或刻畫。用控制論的術語講，表征就是中介客體與目標客體之間不斷進行控制-反饋的認知適應過程。然而，由于表征特定目標客體的方式不止一種，其中有沒有最佳表征？如何才能更有效更可靠地表征？經(jīng)驗在其中起何作用？要回答這些問題就意味著我們要在諸多表征類型中做選擇，抑或是幾種表征形式的混用。這種選擇的實質涉及表征的經(jīng)驗適當性問題，因為在科學認知中研究者要運用各種手段從目標客體不斷獲得信息，以便在設計表征工具中不斷調(diào)整方案，以達到可靠描述和解釋目標客體的目的。本文從適應性表征這個概念出發(fā)，進一步挖掘其含義、類型、實現(xiàn)途徑、經(jīng)驗適當性、認知模型、心理建模機制及其方法論，力圖建立一種能夠闡明認知機制的科學方法論。

一、適應性表征的內(nèi)涵

“適應”是進化論的核心思想，它是主體(有機體或行為體)與其所處環(huán)境協(xié)調(diào)而不斷進化所表現(xiàn)出來的特性。霍蘭德(J.H.Holland)通過“隱秩序”闡明了適應性如何建構復雜性的問題，發(fā)現(xiàn)自然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)都存在適應性[1]。在達爾文進化論意義上，適應就是生物融入環(huán)境并在環(huán)境中生存的過程，這就是“適者生存”。在這個意義上，生物學實質上就是關于生物適應性的科學。“表征”作為心智與自然的界面，是心理與物理間的中介物，一種心理建模的物理實現(xiàn)。海里根(F.Heylighen)認為，適應是一種替代選擇，表征是主體與客體之間、心智與自然之間、智能適應性系統(tǒng)的內(nèi)在和外在環(huán)境之間的動態(tài)關系的特征描述，其機制是反饋-前饋相互依賴，體現(xiàn)為抽象的信息加工過程[2]。柏格森的創(chuàng)造進化論認為，“適應不僅僅是淘汰不適應者。適應是由于外部條件的積極影響，使有機體造就自己的形態(tài)。”[3]神經(jīng)生理學的可塑性原理表明，“皮層神經(jīng)元所創(chuàng)造的有關世界的表征并非固定不變，而是不穩(wěn)定的。在人的一生中，根據(jù)新經(jīng)驗、新的自我模式、外部世界的新刺激以及新同化工具等的不同，這一表征會不斷調(diào)整自己?！盵4]如果說無機物的適應意味著機械地嵌入環(huán)境，如不同的液體在同一器具里具有相同的形狀，那么有機體的適應就不是重復而是反應，不是復制而是塑造，塑造就是適應。適應性造就了創(chuàng)造性，同時也導致了表征的復雜性。因此，適應本質上是一種動態(tài)交互作用的過程。

表征作為一種認知過程，也是動態(tài)交互的同化適應過程。同化是主客體通過中介的相互作用，“這種相互作用的性質是，它包含對客體的特性的最大順應，同時也包含最大限度地整合到先行結構中去(不管這些結構是怎樣建立起來的)”[5]。根據(jù)皮亞杰的生物學認識論，認知是適應性的，而且只是有機體適應環(huán)境的一個特例，適應的標準就是適應的成功。比如，“氧化說”比“燃素說”更成功地說明燃素現(xiàn)象，這是同一思維過程的兩個近似值。認知表征是一個適應系統(tǒng)，其中的兩個核心要素是中介客體A和目標客體B。在表征系統(tǒng)中，A是適應性主體，它不斷使自己適應其客體B，通過相互作用最終形成適應性表征，而“適應度必須產(chǎn)生于具體的情境”[6]。這就是說，適應隨環(huán)境的變化而變化，表征須在特定語境中形成。因此，A表征B意味著它們之間具有協(xié)調(diào)性、匹配性、模擬性、類比性和同一性。而正是由于認知過程具有這些特性，才使得表征具有了適應性。

在我看來，在表征問題上不存在最佳表征，只有適應性表征，或者說，適應性表征就是最佳表征。凡是能適應性地表征對象的表征就是最佳的。適應性同時意味著可靠性和準確性，不適應一定是不可靠和不準確的。不過，表征會因學科不同而異，如數(shù)學表征不同于文學表征。即使是同一學科，不同人對同一現(xiàn)象的表征也會不同，如電磁現(xiàn)象，法拉第用自然語言和圖形描述，麥克斯韋則用數(shù)學語言刻畫。這必然涉及表征的類型和表征主體的經(jīng)驗適當性問題。

二、適應性表征的類型

如果一種表征是適應性的，那么它在經(jīng)驗上一定是適當?shù)?。根?jù)表征的直接性、間接性和經(jīng)驗的感知性、抽象性，筆者將適應性表征分為四類：直接具象表征、間接具象表征、直接抽象表征和間接抽象表征，它們分別相應于經(jīng)驗主義、建構經(jīng)驗主義、理性主義和科學實在論。

(一)直接具象表征

所謂直接具象表征，就是運用感官包括視覺、聽覺、觸覺和嗅覺對要探究的目標客體或現(xiàn)象根據(jù)其形象直接進行描述，其哲學立場是經(jīng)驗主義，即完全依賴經(jīng)驗建構知識。凡是通過感官從外部對象獲得信息，再在人們頭腦中進行加工形成其心理表征，都是直接具象表征。生物學、天文學、地質學是這種表征形式的主體學科，具體表現(xiàn)為實物、圖像、圖表、曲線圖、物理模型等可見表征形式。在科學表征中，除使用語言外，為什么還要使用視覺圖像呢？原因很簡單，作為文本的語言不能完全清晰說明世界，語言描述具有模糊性，而視覺表征具有可見性，如近期關于“黑洞”的圖像表征，將其由概念指代具體化為視覺圖像，因為視覺表征提供了科學中使用的不同類的圖形，能夠依據(jù)內(nèi)容表達意義并指明指稱。因此，語言與圖像是不同的兩類表征形式，它們并不互斥，而是相輔相成，因為語言需要圖像加以輔助說明，圖像也需要語言做進一步闡釋。魏格納的“大陸漂移假說”是直接具象表征的一個典型例子。魏格納根據(jù)大西洋海岸的高度吻合的二維視覺表征和各種地圖的比較，提出大陸漂移假說，并通過大地測量證據(jù)、地球物理證據(jù)、地質證據(jù)、古生物和生物證據(jù)及古氣候證據(jù)，將大陸移動的論點建立在地質學和古生物學的基礎上，指出大西洋兩岸地質學的相似性[7]。在表征的意義上，這種假設是依據(jù)直接感知形象做出的，證據(jù)也是可直接感知的，正如吉爾(R.N.Giere)所言，“我認為形象是作為地球相關屬性的部分視覺模型起作用的。這樣，它們(形象)為關于物理概率的基于模型的判斷提供了基礎。這些物理概率在世界上將是有效的，假如它們是根據(jù)該模型被建構的話?！盵8]

(二)間接具象表征

借助儀器、圖形或他人的觀察數(shù)據(jù)所做出的表征我稱之為間接具象表征，其哲學立場是建構經(jīng)驗主義，即基于間接經(jīng)驗進行理論建構。在物理學中，開普勒利用第谷的天文觀測資料所做的關于行星運動的幾何模型與數(shù)學刻畫，就是間接具象表征的典型例子。從表征的角度看，如果說第谷的天文觀測結果是一種直接具象表征，那么開普勒使用數(shù)學方法處理那些觀測資料，提出行星運動三定律說明太陽系行星之間的數(shù)量關系，就是一種間接具象表征。之所以間接是因為，他所用資料是第谷觀測的，而且?guī)缀文Ｐ筒皇菍π行墙Y構的直接觀測獲得的，而是設想的；之所以具象是因為，這種幾何模型是形象的、可見的。開普勒用語言和幾何圖形混合表征行星運動的例子告訴我們，每一種發(fā)現(xiàn)一定會有一種相應的表征，要么是語言描述，要么是幾何圖形表達，要么是方程式刻畫，抑或是幾種方式的混合。這幾種方式在開普勒的表征中都用到了。

法拉第對電磁感應現(xiàn)象的語言-繪圖表征是間接具象表征的又一個典型例子。為了解釋電磁感應現(xiàn)象，他創(chuàng)造性地提出“場”和“力線”這兩個概念，將不可見的場用可見的圖形表示出來，如表征磁鐵N和S極的磁力線圖、磁力線和電流線相互作用的關系圖、表示電和磁通過運動相互變換的兩個圓環(huán)垂直嵌套圖。為了使磁場或電場成為可見的，法拉第在一張紙上撒滿鐵屑，并輕輕敲擊紙，鐵屑便連成許多細小線條，顯示出永久磁鐵或電流導線周圍的磁場分布圖形。鐵屑所排列的形狀就是磁力線的形狀。通過場和力線這兩個抽象概念的形象化表征，法拉第實現(xiàn)了對電磁場及其感應效應的間接具象表征，即將心中設想的不可見的場和力線變?yōu)橛设F屑顯示的可見線條。心中的設想是一種心理模型，它是科學家在其想象中能夠操作的東西。因此，間接具象表征首先是建立心理模型，然后進行機制表征，最后獲得經(jīng)驗啟示法。間接具象表征給我們的啟示是：科學發(fā)現(xiàn)依賴于找到一個足夠重要的問題，而且將其轉換成一種表征形式，這種表征形式提供了一個清晰的、簡潔的、有希望的解決問題路徑。總之，表征是發(fā)現(xiàn)過程的一部分，僅發(fā)現(xiàn)而不知道如何表征是難以有所突破的，也難以有所創(chuàng)造。

(三)直接抽象表征

這是一種不以可見實體、圖像、物理模型等為中介的抽象表征，其哲學立場是理性主義，即超越經(jīng)驗憑借純粹理性思維進行表征建構。在面對一個新問題或一種未知現(xiàn)象時，科學家可直接構想一個新概念，而不是建立一個抽象模型或方程，然后設計實驗驗證；一旦驗證了，說明新概念對那個問題或現(xiàn)象的解釋就是適當?shù)摹＠咤a的“氧化說”和門捷列夫發(fā)現(xiàn)的“元素周期律”就屬于這類表征，他們使用的表征工具是一種新的化學語言。在化學史上，對燃燒現(xiàn)象本質的探討是先設想可燃物質內(nèi)部存在某種“燃素”的東西，然后用其進行解釋，再用實驗進行驗證。在探索燃燒本質的漫長過程中，拉瓦錫的“氧化說”最終取代了斯塔爾的“燃素說”。在概念表征的意義上，“燃素”和“氧”最初都是化學家設想的一種物質，但實驗最終否定了“燃素”而證實了“氧”的存在。也就是說，“燃素”沒有實際指稱物，雖然能指，但沒有所指；“氧”則相反，不僅能指，也有所指(氧元素)。“燃素說”之所以不是科學假說，其原因在于它僅從可燃物內(nèi)部尋求燃燒的可能性，忽視了外部因素，而科學表征是內(nèi)在表征和外在因素的相互作用。拉瓦錫認識到燃燒是可燃物與空氣中的氧結合的結果，從而提出“氧化說”。從表征的角度看，前者是用設想的東西表征虛構的能指，后者是用所發(fā)現(xiàn)之物表征本就存在的所指，即用所謂的“生命空氣”表征真實的氧氣。

元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程是無模型直接抽象表征的典型例子。這種發(fā)現(xiàn)和表征首先得益于元素和原子量這兩個概念的確立。門捷列夫時代已有63種元素得到確認，同時原子量也得到精確測定，制定了當時最精確的原子量表，使得探討不同元素之間的規(guī)律性成為可能。然后，化學家嘗試按照原子量大小和性質排列元素，發(fā)現(xiàn)部分元素之間存在性質上的規(guī)律性，如元素的“三素組”(如鋰、鈉、鉀)現(xiàn)象、元素性質與原子量關系的“螺旋圖”、元素性質相似的“八音律”和“元素周期表”。這種以量增和相似為主的表征方式體現(xiàn)了直接抽象表征的特征。筆者發(fā)現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)元素周期律的過程中，包括門捷列夫在內(nèi)的所有人，直接使用經(jīng)驗可獲得的原子量和實驗測量的元素的物理性質來描述周期性，沒有設計任何模型，也沒有假設任何可能的機制，而是直接進行抽象的表征。這類表征完全不同于預先通過設計一個模型來描述世界的某方面的表征。這就是接下來要討論的間接抽象表征。

(四)間接抽象表征

這是一類完全使用抽象符號的表征，其哲學立場是科學實在論，即在本體論承諾的前提下，使用想象進行符號化表征。這類表征不是使用概念或模型作為中介描述客體或現(xiàn)象，而是通過符號或數(shù)學方程進行表征。麥克斯韋描述電磁波的方程組是此類表征的典型例子。為了表達法拉第的“力線”和“場”的思想，弄清傳播電磁作用介質的力學結構和運動與所觀察到的電磁現(xiàn)象之間的關系，麥克斯韋提出“位移電流”概念和“渦旋電場”假說以及光的電磁波動學說，通過方程組(5個微分方程)將電、磁和光現(xiàn)象用動力學統(tǒng)一起來，不僅反映了電磁場的規(guī)律，也揭示了電磁場的物質性，成為自牛頓以來物理學上最深刻的一次革命。從適應性表征的角度看，麥克斯韋針對電磁現(xiàn)象創(chuàng)造性地導出了電磁現(xiàn)象的場方程，這是物理學中的一個新的表征結構，即關于力的一個“量化場”表征。麥克斯韋的建模表征過程包括三個基于模型的推理，即漩渦流動模型、漩渦-滾輪模型和彈性漩渦-滾輪模型。這三個模型是遞進的，它們都是以流體力學和機械力學作為源，通過滿足各種約束條件建立模型來表征電磁現(xiàn)象，正如奈瑟希安(N.J.Nersessian)總結的：“麥克斯韋的基于模型的推理實踐包括建構、評價，以及通過抽象和整合不同約束條件適應模型。約束條件本質上是經(jīng)驗的、數(shù)學的和理論的，它們源于連續(xù)統(tǒng)力學和機械力學，源于電與磁中的實驗發(fā)現(xiàn)，源于數(shù)學以及法拉第和湯姆森的各種假設。一旦麥克斯韋形成一個滿意的模型表征一個具體的機制，他就考慮能夠說明電磁現(xiàn)象的機械模型的那些抽象關系結構，明確表達抽象模型的方程，并用電磁變量替換?！盵9]

三、適應性表征的實現(xiàn)途徑

在認知表征系統(tǒng)中，中介客體相對于目標客體是該系統(tǒng)的主體，它是作為“適應性主體”起表征作用的。由于表征是“用一個中介客體指涉一個目標客體”，“指涉”不僅意味著指代和關涉，更意味著映射、耦合、匹配等適應性意義，是一種有向的對應替代關系。科學認知的中介客體主要是概念(命題)、定律、理論、模型及其組合，其適應性反映了其對目標客體表征的主體性，即適應目標的主動性和能動性。這些作為適應性主體的中介客體是如何適應其所指涉的目標客體的呢？我認為這種適應性是通過科學理論核心概念的變化、定律的凝練、理論的更替、模型推理和世界觀的改變實現(xiàn)的。

(一)概念變化產(chǎn)生適應性

科學理論中的核心概念不是一成不變的，一個概念從提出到進入理論核心，進而真正反映事物的本質，其名稱、內(nèi)涵與外延必然會發(fā)生變化。概念變化的類型可歸結為三種：一是一個新概念取代另一個原有概念，這是徹底的概念變化，必然產(chǎn)生革命性影響，比如，“氧化”概念取代“燃素”概念，導致了化學中的一場革命。二是名稱(語形)本身未變，但內(nèi)涵變了，其意義必然發(fā)生了變化，例如“原子”概念的語形，從古希臘至今未變，但意義由“不可分”到“可分”發(fā)生了變化，這導致了粒子物理學的產(chǎn)生，使原子論成為當代科學的主要基石。三是在原初概念上分化出新概念，導致原初概念的內(nèi)涵和外延發(fā)生變化，例如“元素”概念，它是指由同種原子組成的單質，如氫元素在元素周期表中占據(jù)第一個位置，后來發(fā)現(xiàn)氫元素有三種，它們是質子數(shù)相同但中子數(shù)不同的同位元素(氕、氘、氚)，由于它們的化學性質基本相同且在元素周期表中占據(jù)同一位置，“同位素”概念便由此產(chǎn)生了?！巴凰亍备拍畈粌H改變了元素概念的內(nèi)涵和外延，而且揭示了決定元素化學性質的是質子數(shù)(核電荷數(shù))而不是原子量。這些類型的概念變化表明：科學概念只有不斷適應新的事實而變化，才能真實反映并表征目標客體。

(二)定律的凝練過程創(chuàng)造適應性

皮爾遜認為，科學定律是“概述事實群之間的關系之簡要的陳述或公式”[10]。也就是說，定律是人的某些感知和概念群的關系和順序的概要或簡明的表達。例如，對于行星運動體系的數(shù)學刻畫，從古希臘到牛頓時代的兩千多年里，越來越趨向簡潔、精確、包容廣的陳述或公式。古希臘的自然哲學家用“同心球”幾何結構體系描述日、月和諸多行星的運動，比如亞里士多德用3到4個同心球的組合來描述行星的運動。這些早期的學者們把太陽的運動和恒星的運動結合起來，將地球置于同心球體系的中心并靜止不動，設想行星沿著“本輪”做圓周運動，而“本輪”的中心處于另一個圓周的“均輪”上，“均輪”的中心則是地球。這樣一來，行星和地球之間的距離就會發(fā)生變化，用此來解釋行星的亮度變化更符合人們的視覺感知；而適當選擇圓周的大小和運轉的速度，通過設想天體運行的軌道都是“偏心圓”，軌道中心離開地球有一定的距離來解釋，則行星運動的軌跡就可從數(shù)量上得到說明，比如“偏心圓”軌道較準確地解釋了太陽的某些不規(guī)則的視運動和月亮的近地點運動。再后來托勒密則采用“本輪”“均輪”加“偏心圓”的新理論來描述行星運動，雖然復雜但使理論更接近觀測結果。這種通過不斷修正的行星運動體系，嚴格說是合乎邏輯的、完善的幾何表征。近代的哥白尼發(fā)現(xiàn)，托勒密的體系既不簡潔也不完全符合事實，他通過假設地球繞軸自轉擺脫了它攜帶恒星的天球之麻煩，通過將太陽而不是地球置于體系的中心擺脫了“本輪”，雖然沒有擺脫“偏心圓”。哥白尼的體系在陳述上更簡潔，精確性也更好，但還沒有凝練為更簡化的數(shù)學公式。開普勒通過構想行星在橢圓上運動，太陽處于一個焦點上，用三個數(shù)學公式完備地刻畫了行星的運動。牛頓進一步用萬有引力定律統(tǒng)一了開普勒三定律，不僅描述了行星的運動，也描述了它們的衛(wèi)星的運動和它們上面物體的運動，從而提出一個更簡潔、更精確、包容更廣的陳述和公式。顯然，定律凝練的過程就是表征不斷適應所觀測事實的過程。

(三)理論的范式更替造就適應性

在科學中，后繼理論取代先前的理論幾乎是一種常態(tài)。這一方面反映了人的認識的提升，另一方面反映了理論不斷適應目標客體這個事實。根據(jù)庫恩的觀點，兩個理論范式是不可通約的，因為它們擁有完全不同的概念體系，但它們在適應目標客體方面卻是一致的。進化論的發(fā)展是理論不斷更替適應的典型例子。進化意味著主體(生物的和非生物的)隨著時間變化。對于生物體而言，進化意味著變種和生存競爭，其目的是為了適應環(huán)境而生存。而描述進化現(xiàn)象的理論無疑是非生物的，也是隨著時間改進的。進化理論只是提供了解釋目標客體(種群)的一個模型。達爾文理論是描述進化發(fā)生的一個“自然選擇”模式，后來生物學家發(fā)現(xiàn)促進進化的因素還有遺傳漂變(偶然因素引起種群基因構成變化)、基因流動(遷移引起的種群基因的變化)和基因突變(DNA調(diào)整導致的變化)，這些都是解釋進化的不同模式。這些理論范式導致了漸進論(進化是微小變化慢慢積累的過程)與突變論(進化是一個間歇性的暴漲過程)之間的不可調(diào)和的爭論。20世紀20年代出現(xiàn)的“現(xiàn)代綜合論”發(fā)現(xiàn)，兩個看似不可調(diào)和的觀點其某些核心部分是可兼容的，即孟德爾遺傳學與達爾文自然選擇背后的機制是一致的。這就是20世紀50年代DNA結構的發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)是弄清分子過程參與遺傳的關鍵。分子遺傳學就是綜合論的巨大成就，形成了新的進化理論。

(四)模型推理強化適應性

模型一般可分為理論模型和實驗模型，前者依據(jù)理論建模，后者依據(jù)測量或觀測數(shù)據(jù)建模。現(xiàn)代宇宙模型的發(fā)展是模型推理的一個典型例證。愛因斯坦首先根據(jù)廣義相對論創(chuàng)立了一個有物質無運動的靜態(tài)宇宙學模型，其后其他天文學家根據(jù)廣義相對論建立了一個物質密度為零而有一定質量的靜態(tài)宇宙學模型，它們均屬于封閉宇宙系統(tǒng)。后來有人通過分析上百個球狀星團的空間分布，確認銀河系的中心在人馬星座方向，提出銀河系模型，徹底否定了太陽系宇宙中心說。再后來不斷涌現(xiàn)出新的宇宙模型，諸如“弗里德曼宇宙模型”(基于愛因斯坦引力方程)、“勒梅特的膨脹宇宙模型”(宇宙大尺度時空將隨時間的推移而膨脹)、“穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型”(宇宙的性質在大尺度時空范圍內(nèi)恒定不變)。宇宙雖然在不斷膨脹，但物質可以連續(xù)不斷地從虛空中創(chuàng)造出來，形成新的天體和天體系統(tǒng)，從而保持宇宙中物質密度不變。這種關于宇宙膨脹觀點最終形成了著名的“大爆炸宇宙學假說”，即推斷宇宙起源于原始火球的大爆炸，今日演化著的動態(tài)宇宙是熱大爆炸的結果。從宇宙模型的演化可以看出，模型是構造出的假設，模型推理是假設的模型化過程，從理論假設到建構模型的過程，就是不斷適應目標客體(宇宙)的過程。

(五)世界觀的轉變契合適應性

在科學中，世界觀是指一套信念體系，該信念體系內(nèi)的各個信念相互聯(lián)系、連貫一致[11]。從亞里士多德到牛頓世界觀的變化說明了對真實世界的適應。亞里士多德認為，地球處于宇宙中心且靜止不動，諸行星圍繞地球約24小時公轉一周；月下區(qū)的物質由土、水、氣、火四種基本元素構成，月上區(qū)由以太構成，每種基本元素的本質屬性由它們的運動方式?jīng)Q定等。這些基本信念形成一個完整的、連貫一致的信念體系，其中地球靜止不動且處于宇宙中心是核心信念，其他信念隨之而調(diào)整，如土元素向著宇宙中心方向運動，氣向著離開宇宙中心的方向運動。若改變核心信念，其他信念就必須調(diào)整或替換。也就是說，核心信念是不可改變的，否則就要改變整個信念體系。在牛頓世界觀形成之前的近兩千年里，亞里士多德的世界觀一直是西方的主流。牛頓以來的新的觀測證據(jù)(由于發(fā)明了望遠鏡)表明：地球不僅圍繞自己的軸自轉，而且在橢圓軌道上圍繞太陽運動。這不僅更符合太陽系的實際情形，也徹底顛覆了亞里士多德的世界觀。雖然亞里士多德的世界觀更符合常識，但牛頓的世界觀更符合證據(jù)。在證據(jù)面前，常識通常被顛覆。證據(jù)與真理相關，常識與信念相關。這種世界觀的轉變有力地說明，我們的大多數(shù)信念是缺乏證據(jù)的，我們之所以相信那些信念，是因為它們符合常識和所持的世界觀。因此，我們不能僅把科學看作是一個由真信念和真理構成的集合，它要不斷地適應經(jīng)驗世界才能存在，就連人工智能的知識表征上也是適應的，正是“適應性確保了多智能體系統(tǒng)能夠學習自己的運行方式，使其在某種程度上依賴于自己的經(jīng)驗”[12]。這就是認知表征的經(jīng)驗適當性。

四、適應性表征的經(jīng)驗適當性

適應性表征與經(jīng)驗密切相關，或者說，表征在經(jīng)驗上是適當?shù)?。這就是范·弗拉森(B.C.van Fraassen)所說的“經(jīng)驗適當性”，它對于科學表征是不可或缺的，理由有如下三點：

第一，對復雜理論的理解需要經(jīng)驗適當性。范·弗拉森將世界分為可觀察和不可觀察兩類，前者是我們直接看到的，或通過儀器觀測到的經(jīng)驗世界；后者是超越人類視力范圍，或根本就不可觀察的非經(jīng)驗世界，如物理學中的宇觀、微觀領域，哲學中的可能世界或形而上世界。理論對經(jīng)驗世界的表征應該是經(jīng)驗適當?shù)?，否則就是不可接受的；對不可觀察世界的理論描述若不具有經(jīng)驗適當性，就難以被理解，如量子力學，不論多么深奧，也不論有多少種解釋，最終都是要通過實驗與經(jīng)驗聯(lián)系起來。這種超驗的理論如何與經(jīng)驗聯(lián)系本身就是個難題。在范·弗拉森看來，科學是建構的而不是發(fā)現(xiàn)的，是建構符合科學現(xiàn)象的模型，而不是發(fā)現(xiàn)不可觀察物的真理，建構過程就是不斷適應的過程[13]。

第二，超驗的想象需通過經(jīng)驗適當性加以確認。哈瑞將世界分為三個局域[14]：局域1是人類視力直接觀察的世界，一種完全經(jīng)驗世界；局域2是借儀器如望遠鏡和顯微鏡可觀察的世界，一種非完全的經(jīng)驗世界，或是半經(jīng)驗世界；局域3是完全不可觀察的世界，一種超驗的可能世界。局域1和局域2是經(jīng)驗主義和實證主義可達的世界，對于局域3它們無能為力。局域3是科學實在論可達的世界，不是通過經(jīng)驗，而是通過隱喻式的想象認知。但科學實在論并不排斥經(jīng)驗，相反它承認通過經(jīng)驗主義和實證主義就可描述局域1和局域2。因此，科學實在論超越了經(jīng)驗主義和實證主義，將認識論的范圍擴展到經(jīng)驗之外。想象和隱喻認知是科學研究所必須的，但仍面臨著抽象的想象物和隱喻的事物的經(jīng)驗適當性問題，也就是將想象和隱喻的事物轉換為經(jīng)驗上可感知的東西，這是科學表征的一個難題。

第三，實驗探究凸顯經(jīng)驗適當性。施拉格爾(R.H.Schlagel)倡導的語境實在論認為，語言不是作為探究的首要材料，經(jīng)驗探詢的結果才是首要材料；科學如果僅僅致力于邏輯形式和數(shù)學形式的研究，而忽視了實驗探究的發(fā)現(xiàn)，它就不會取得如此大的進步；邏輯不是澄清概念和論證的唯一工具，經(jīng)驗探詢可能更重要；科學表征是系統(tǒng)的描述，它極力說明知識問題的不同方面，如經(jīng)驗探詢的層次、量子力學自相矛盾的結論、心身問題的困境、語言指稱問題以及真理的意義標準等[15]。在他看來，這些問題相互關聯(lián)，可以在語境實在論框架中加以解釋。實驗探究首先是感知性的，其結果也一定與經(jīng)驗相關，因為實驗的設計要與探究的現(xiàn)象相匹配，結果要通過數(shù)據(jù)模型來表征，而數(shù)據(jù)模型是與實在世界緊密相聯(lián)的。可見，語境實在論也非常重視經(jīng)驗在探究中的作用，語言被置于次要地位，盡管探究的結果需要語言表達?；蛘哒f，在科學探詢中，經(jīng)驗探究是第一位的，語言描述是第二位的，因為語言畢竟是作為工具被使用的。正如康德指出的，“在時間上，我們沒有任何知識在先于經(jīng)驗，一切知識都從經(jīng)驗開始?！盵16]

需要指出的是，這里強調(diào)表征的經(jīng)驗適當性并不是一味堅持經(jīng)驗主義。事實上，表征關系中并不包括經(jīng)驗，經(jīng)驗只是在兩種客體形成表征關系時的匹配方面起作用，即表征應該在經(jīng)驗上是適當?shù)?，?jīng)驗上不適當就不能形成被認可的表征關系。雖然奎因對經(jīng)驗主義的批判已經(jīng)表明，經(jīng)驗主義關于觀察命題和理論命題的區(qū)分是失敗的，經(jīng)驗作為檢驗標準也不一定可靠，但這并不能成為我們可以忽視經(jīng)驗在表征確證方面起重要作用的理由。在我看來，經(jīng)驗是探索過程中不可或缺的一種基本認知表征模式，這與心理建模密切相關。

五、適應性表征的心理建模

如果經(jīng)驗是一種認知模式，那么所有表征在認知意義上均是基于心理建模的，因為所有表征都首先是內(nèi)在于人心的，是有心理意向的人做出的?？梢哉f，心理建模和認知加工是所有知識產(chǎn)生的基礎，因此所有基于經(jīng)驗的表征都是認知表征。既然表征是一種認知過程，它就不僅僅是指代、經(jīng)驗描述、心理想象，更應是推理和建模。在傳統(tǒng)認知科學中，表征和包括推理的加工被認為是在頭腦中進行的心理建模，包括心理想象、心理動畫以及基于感知的表征。這種內(nèi)在表征一定會延伸到外在世界，從而形成外在表征——語言表達、邏輯刻畫、視覺表征、物理模型和計算模型等，這正是具身認知科學和延展認知綱領所倡導的。因此，適應性表征必須考慮心理建模這種內(nèi)在表征的框架和實現(xiàn)路徑。

(一)心理建?？蚣?/h3>

心理模型最初是心理學的一個假設，在當代認知科學中處于核心位置。根據(jù)這個假設，人們在許多案例中通過設計思想實驗進行關于物理情境的內(nèi)在模型的推理，在此過程中，模型是類比真實世界現(xiàn)象的一個結構、行為或功能，如說明絕對空間的牛頓桶的思想實驗。心理模型作為一種解釋框架進一步假定：模型是知識的心理表征的組織單元，在各種認知任務包括推理、問題解決和話語理解方面有著廣泛應用。因此，心理模型是在工作記憶中作為感知、話語理解和想象的結果被建構的，它的一個重要特征是它的結構對應于它所表征的結構，如一棟房子的心理模型與該房子的結構幾乎同構。這樣一來，心理模型與建筑師的房子模型類似，也與化學家的化合物分子模型類似。

那么，究竟什么是心理模型？它如何被表征？哪類加工是使用它的基礎？創(chuàng)造和使用心理模型的心理機制是什么？心理建模如何參與外在表征和加工過程？這些問題目前還沒有一個公認的理論能夠說明。在心理學中，心理模型通常是指人們遵循習俗或經(jīng)驗建立的有效方法，它是根據(jù)零散的事實構建而成的一種初步的理解，或是相互關聯(lián)的言語或表象的命題集，是推論和預測深層知識的基礎。奈瑟希安認為，“心理模型是真實世界或想象情景、事件或過程的一個結構的、行為的或功能的類似表征?！盵9]93也就是說，心理模型是通過類比對真實世界、想象情境或事件的表征，其框架的一個總假設是：領域知識的某些心理表征被組織在包括時空結構、因果聯(lián)系和其他關系結構知識的單元中。

在我看來，心理模型是一類框架或結構，與命題框架相比更形象化和動態(tài)化。例如“狗”不僅僅是一個抽象概念，我們都有一個關于狗的形象化的心理模型，或許是基于我們的寵物狗的形象，或許是基于像狗的狼的形象。不同框架之間可以相互嵌套，不同心理模型之間也可以嵌套。科學家能夠擁有關于一個總系統(tǒng)的心理模型，如宇宙模型，也能夠擁有關于這個系統(tǒng)的一部分如何工作的心理模型，如太陽系模型。“胸有成竹”就是做事有成功把握的一種心理模型。認知的表征本質上也是一種心理框架，如語言表征的命題框架，模型表征的物理、符號、數(shù)學框架。

心理模型的意義一般是通過在心中編碼形成的命題實現(xiàn)的，即心理表征。心理表征的結構是語法式的，依賴于慣例來控制被稱為思想語言的東西。例如語句“三角形位于圓的右側”，謂詞“右側”先于主語“三角形”和賓語“圓”，在我們心中形成的心理模型(圖像)是：ΔΟ。這種心理模型是有空間的，即它與兩個客體之間的實際空間關系是同構的，但它不表征兩個客體之間的距離和物質特征。表征概念在認知心理學中被理解為可反復指代某一事物的符號集，包括日常語言與形式語言。特別是在某物缺席時它代表該事物，被代表的事物通常是外部世界的一個特征或人心中想象的一個對象。相對于外部表征如地圖、圖畫、文字語言等，心理表征是內(nèi)在于心中的，它僅代表了環(huán)境的一些特征，與外部表征的一些特征是對應的[17]。在認知科學中，符號主義心理表征觀認為，認知是通過各種基于規(guī)則的加工過程而對符號表征進行操作，因此心理模型就是符號模型。聯(lián)結主義采用神經(jīng)網(wǎng)絡組成的計算模型，不是通過命題表征的符號內(nèi)容對信息進行表征，而是以具有亞符號特性的分布式表征來描述信息，心理模型因此也是一種微觀結構模型。

(二)心理建模的實現(xiàn)路徑

我們究竟是如何在大腦中組織和表征外在世界的？這是認知科學和腦科學都會面臨的最棘手的問題。在認知心理學中，表征是指物理客體不在場的情形下重新指稱這一實體的任何符號或符號集，心理表征就是要處理大腦中所儲存的知識的內(nèi)容和形式。如果這個定義是正確的，那么心理建模是通過什么途徑實現(xiàn)的？根據(jù)認知心理學和認知科學，我將心理建模的實現(xiàn)路徑概括為以下五種：

1.思想語言 思想語言是哲學家福多(J.A.Fodor)提出的一種相對于自然語言的心理語言假設。自然語言作為表征外部世界的工具，是我們的一種語言表征能力；思想語言作為表征外部世界的一種觀念或觀念集，是關于我們的行為如何被解釋的一種觀念，也因此是我們的一種心理表征能力。與自然語言一樣，思想語言不受刺激的約束，即我們?nèi)魏螘r候任何地點都能夠使用思想語言進行思考和想象，使用這種語言表征的世界可能是反事實的世界，如神話世界。思想語言的這種特征使得它作為表征工具可能會誤表征真實世界。在我看來，思想語言其實就是自然語言在心中的反映，沒有自然語言就不會產(chǎn)生思想語言，因為自然語言是從口語到書面語逐漸在特定世界如漢語世界中發(fā)展起來的，只有學會了自然語言，才能形成思想語言。顯然，自然語言是組織化的系統(tǒng)，語言表征就是組織化的知識。具體說，一個語句是按照語法規(guī)則組織起來的詞語結構，語句的意義是依賴于詞語的含義加上它的結構。在表達的意義上，自然語言是說出的思想語言，思想語言是內(nèi)化于心的自然語言。前者是外在的、顯在的，后者是內(nèi)在的、潛在的。當然，思想語言假設能否成立是有巨大爭議的。不過，我認為既然有思想就會有思想語言，否則思想就難以被表征了。盡管自然語言可以描述我們的思想，但它不能描述所有的思想和觀念，思想和觀念有時是“只可意會，不可言傳”。這就是我們常常說的意會知識，它是難以用自然語言表達的。

2.心理表象 表象是視覺感知的東西在心中形成的圖形或圖像，因此也稱視覺表象。比如我看到一匹馬，當閉上眼回憶時在我心中會形成馬的形象，馬的形象就是表象。亞里士多德曾經(jīng)將表象看作人類思維的主要中介和心理表征的一種重要形式。心理旋轉、心理掃描和認知地圖是表象的主要形式。心理旋轉實驗表明：表象具有客觀世界中那些物體的全部屬性，就像物體占據(jù)物理空間那樣占據(jù)一定的心理空間，似乎具有三維特征。心理掃描實驗也證明，表象具有域特異的空間特征，與客觀世界物體和活動所擁有的特征相類似。例如讓被試看一副地圖，發(fā)現(xiàn)被試從一個目標掃描另一個目標的時間，與這兩個目標之間的實際距離相關，即掃描時間與兩物體之間的實際距離成正比。認知地圖是基于過去經(jīng)驗產(chǎn)生于頭腦中的某些類似于現(xiàn)場圖的模型，也是一種對局部環(huán)境的綜合表象，包括事件的順序、方向、距離以及時間關系的信息。這種綜合表象是通過大腦對環(huán)境加工后建立的一個完整的格式塔，這種格式塔就是認知地圖。認知地圖是真實環(huán)境的復制品，與物質環(huán)境大致一一對應，似乎是一幅貯存在頭腦中的環(huán)境圖像?？傊?，表象的實質是客觀事物的心理空間模擬和心理動畫模擬，一種具體的心理表征。

3.心理命題 這里的命題不是指一個有特定意義的陳述句，而是指一種心理的概念性內(nèi)容，一種可以用于指代所有心理信息的基本語言。這種心理命題構成了一個普遍的、不具有感覺特性的心理語言。我們可以想象心理的內(nèi)容是類似事物的各種實體，它們通過各種概念關系組合起來。例如(狗，草坪)這些實體，它們的概念加上謂詞“玩”可以表征為(狗，草坪，玩)，用語句描述就是“狗在草坪上玩”。金屬銅、鐵、銀等實體，其概念加上謂詞“導電”，可以表征為(金屬，導電)，用語句表示就是 “金屬能導電”。科學中的許多核心概念起初并不是從實踐中獲得的，而是先在心中形成范疇，如原子、分子、夸克等，這些均是不可觀察的實體，它們首先是類似于實體的心理客體，由它們組成的命題自然就是心理命題。潛在的心理命題通過實驗檢證后，就成為顯在的知識命題。這就是心理命題與知識命題的轉化關系，它們是內(nèi)在表征與外在表征耦合的結果。

4.思想實驗 所謂思想實驗就是一種想象的實驗，一種理想的、在頭腦中設計形成的認知模型，其實質是在心中操作模擬真實實驗的一種心理類比。與心理命題是類語言表征相比，心理類比是關于視覺、聽覺和動覺的表象。類比表征是不連續(xù)的，能夠內(nèi)隱地指代事物，組合規(guī)則是松散而具體的。例如，我們通過類比知曉，電腦病毒類似生物病毒那樣自復制、自傳播，不同病毒的復制和傳播途徑不盡相同，危害性的大小也不一。科學中的思想實驗就是與真實實驗的心理類比。例如牛頓設想了水桶旋轉實驗來證明時空是絕對的，用無限大的水桶類比宇宙，桶中旋轉的水形成的凹類比絕對空間。伽利略設想了行駛中的船上運動的物體，如飛翔的蒼蠅，這種情境與在陸地上沒有什么區(qū)別，以此說明運動的地球圍繞太陽轉動的相對運動性。這些例子說明，精心設計的思想實驗的敘事導致建構一類情境的一個心理模型，而且這類情境的模擬結果，提供了表征世界某些方面的認知通道。正如奈瑟希安指出的，“思想實驗模型提供了探討結果(概念的或經(jīng)驗的)一種方法，由此產(chǎn)生了表征世界的一種方式。它們本身通常不提出解決方案，而是指明可能變化的通道。”[9]175

5.心理模擬推理 推理經(jīng)由心理模擬是心理模型的一個核心洞見。事實上，不僅推理需要心理模擬，其他知識，如因果知識，也同樣需要建構模型，創(chuàng)造一個經(jīng)由模擬的新狀態(tài)。日常生活中像搬家具這種簡單的事情，我們事先也是在心中像“放電影”一樣回顧家具搬入家門的情境，看家門的大小是否能讓家具通過。這個過程就是心理模擬?？梢哉f，凡是在心中再現(xiàn)某種場景的過程都是心理模擬?？茖W中的心理模擬就是想象，想象是展現(xiàn)場景的思維過程，如化學家凱庫勒在思考苯環(huán)的結構時，據(jù)說他在夢中展現(xiàn)了幾條蛇頭尾相咬連成一個環(huán)的情形，醒來后豁然開朗，意識到苯的結構可能是環(huán)狀。愛因斯坦設想追逐光柱、光線彎曲的情形，是他創(chuàng)立相對論不可或缺的一環(huán)。科學中的心理模擬不是做夢，它是一種基于科學原理的想象，具有變?yōu)楝F(xiàn)實的可能性。心理模擬具有的心理空間、心理旋轉、心理動畫特征表明，被模擬的客體可能是一個模糊的、無模式的圖像，如牛頓將地球視為一個質點而非橢圓的球體。這不只是出于研究和表征的方便，可能是心理模擬的特點使然。總之，心理模擬是通過建立與目標客體相類似的一個心理模型來探索該客體的結構和屬性，它是對世界的客觀反映，不純粹是精神現(xiàn)象。

六、適應性表征的方法論意義

上述表明，人的認知系統(tǒng)是適應性表征系統(tǒng)，它源于生命系統(tǒng)對環(huán)境的適應性。在作為人類活動的科學實踐中，我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)表征的適應性？作為表征的中介客體，它既可以指稱抽象的心理實體，如問題、觀念、知識和代數(shù)概念，也可指稱具體的物理實體，如自然類、物理過程和境遇，它是如何將心智與世界結合而成為適應的？或者說，適應性表征如何體現(xiàn)？這是科學認知的方法論問題，其意義在我看來表現(xiàn)為五方面。

(一)適應性表征提供了認知主體與外在世界之間不可或缺的界面

邏輯地看，任何表征都是有內(nèi)涵和外延的。表征的內(nèi)涵是抽象的指稱，是指內(nèi)在的、主觀的和心理的意義或內(nèi)容；表征的外延是具體的指稱，是指它指代的外部客體和物理現(xiàn)象。借用皮爾士的符號學概念來說，內(nèi)涵指稱是解釋項，外延指稱是指代項。譬如，如果我們要把一個具體記號作為一個表征，我們必須說明它指代什么，指出其指代項就是給出意義或做出解釋。然而，要清晰地說明表征概念的意義不是一件容易的事情。一個表征，既不完全屬于外部世界或物質領域，也不完全屬于純粹的心理或理念領域，它介于這兩個領域之間，在二者之間保持一種適應性張力，即：表征構成一個界面，位于心智與自然之間、主體與客體之間、自我與世界之間，超越了傳統(tǒng)的心智與自然、主體與客體的二分。在任何操作的意義上，純觀念和“物自體”都不存在，它們是不可達的理想物。這種劃分是人為地區(qū)別了內(nèi)在自我與外部世界，純粹是一種表征的人造物。皮爾遜認為，所謂的“外部客體”就是我們“過去感覺印象存儲的結果”，也就是一種由即時的感覺印象與過去的或存儲的感覺印象組合而成的“構象”(contruct)，因此，事物的實在性依賴于它作為即時的感覺印象群出現(xiàn)的可能性；而形而上學家的概念，如康德的“物自體”或克利福德的“心智素材(mind stuff)”，就是非實在的(不是理想的)，它們不能變成直接的感覺印象，但關于物質本性的物理學假設是理想的(不是非實在的)，因為它們并非絕對地處在可能的感覺印象的領域之外[18]。由此可見，一個表征就是連接心智與自然的一個中介，它的意義依賴于它要表征的物體的語境，如關于天體運動的描述，在托勒密的表征體系中，太陽的視運動被認為是屬于外在世界的天體，屬于太陽本身，而在哥白尼的表征體系中，太陽的運動屬于地球，屬于居于地球觀察太陽的主體。因此，一個表征原則上就是心智與自然之間的橋梁，表征概念就是心智科學與自然科學之間的橋梁。

(二)適應性表征提供了刻畫外部世界的一個指稱框架

相對論和量子力學清楚地表明：像空間、時間、質量和能量這些基本物理屬性，依賴于觀察者的指稱框架。這個指稱框架被看作是表征的一個具體例子。在量子力學中，觀察者也使用一個表征來起主導作用，根據(jù)測不準原理，在觀察者與其觀察的客體之間總是存在一個有限的相互作用，這引起了客體本身的一個擾動。由于觀察者與其所觀察的客體的非分離性，總是存在一種持續(xù)的不確定性。由于觀察者對客體缺乏完整的知識，他必須對客體狀態(tài)的表征做出選擇，以便對其感興趣的變量進行計算。如果觀察者對在某一個空間域中發(fā)現(xiàn)一個粒子的概率感興趣，他就會使用粒子態(tài)的波函數(shù)表征。如果觀察者對該粒子自旋的可能值感興趣，他會將該粒子態(tài)作為自旋本征矢量的一個線性結合體。這種表征的結果意味著，表征本質上不只是一個不變物理現(xiàn)象的相當純粹的常規(guī)描述，情形似乎是，主體、客體、表征和觀察，不再被看作是彼此分離的，它們形成一個不可分割的整體，這就是玻爾的互補性原理所描述的微觀世界的粒子運動現(xiàn)象的特征。因為我們使用儀器觀察微觀粒子時，這些粒子不可避免地會受到觀察者的影響而失去它們本來的運動狀態(tài)。經(jīng)典力學缺乏一種概念工具來模型化這種基本相互作用性，而量子力學則提供了這樣一種概念框架。

在認知科學中，最初獨立地研究認知或心理現(xiàn)象而不用指稱外部物理世界似乎也取得了豐富的成果，如邏輯形式主義的抽象結構和屬性分析、生成語法分析、狀態(tài)空間搜索的啟示法等就是如此。后來，為了給實際的智能建模，我們需要研究能夠面對實際世界的系統(tǒng)，研究處于具體境遇中的智能系統(tǒng)。典型的例子是機器人的研究。機器人應該能夠通過反饋其目標系統(tǒng)，有能力體驗物理世界，能夠根據(jù)其目標作用于物理世界，并及時修正其行為。這個例子說明，認知科學也同樣趨向一個更整體的、相互作用的方法，其中認知主體和被認知的客體是相互包含的，更說明物理科學與認知科學在邏輯上是相通的，建立一個整合的、適應變化的表征概念是必要的。這就是適應性表征。

(三)適應性表征提供了一種替代選擇

適應性系統(tǒng)是能夠根據(jù)環(huán)境的變化而自動調(diào)節(jié)以適應環(huán)境變化的系統(tǒng)。認知系統(tǒng)如人腦就是一個適應性系統(tǒng)，機械系統(tǒng)如恒溫器也是一個適應性系統(tǒng)。人能夠根據(jù)環(huán)境的變化不斷調(diào)整自己，如氣溫升或降時，我們就會減少或增加衣服。當遇到一種突然出現(xiàn)的變化如火災時，人能夠根據(jù)當時的具體環(huán)境和條件做出適當?shù)倪x擇，如逃跑或躲避，凡是有利于生存的選擇就是適應性選擇。在選擇的過程中，認知系統(tǒng)自然會形成一種感知-進化-推理-行動的模式。這種模式包括一個反饋-控制環(huán)，系統(tǒng)通過不斷的反饋-控制循環(huán)，達到最佳的適應性選擇或表征。相對于人類這種具有目的、意志、知識的認知系統(tǒng)而言，機械系統(tǒng)的適應性就會弱許多，因為它沒有目的性和知識性，盡管它也能機械地自動調(diào)節(jié)和選擇。在這個意義上，機器人的適應性與人類的適應性不可同日而語。機器人雖然也有內(nèi)在表征(符號編程)，但沒有心理表征(心理圖像、思想語言)。機器人的符號表征是不會隨著環(huán)境的變化而變化的，但人的心理表征則會。換句話說，機器人是不會自動生成語境的，而人類是語境化的。這就是機器人與人類的本質差別。

(四)適應性表征引導或控制一個系統(tǒng)及其環(huán)境之間的相互作用

表征以通過發(fā)生在某個環(huán)境中的變化的方式來保持那個系統(tǒng)的同一性。這使得那個系統(tǒng)以內(nèi)在變化的方式適應環(huán)境的變化，或者說，在外在變化破壞系統(tǒng)的同一性之前它們就得到補償。為了保持系統(tǒng)的同一性，即在變化的環(huán)境中系統(tǒng)仍然能夠適應環(huán)境，這個表征應該能夠提供一個在環(huán)境中可能變化的模型，提供該系統(tǒng)可能行動的一個模型，并允許這個系統(tǒng)探查環(huán)境，以便使它不斷適應其環(huán)境。比如一個人來到一個新的環(huán)境，他首先應該去熟悉那個新環(huán)境，以便在此環(huán)境中調(diào)整自己的行為讓自己適應，或者說，使自己保持與新環(huán)境的同一。

在系統(tǒng)不斷適應環(huán)境的過程中，系統(tǒng)的表征結構也在發(fā)生著變化，其結構可以是同構的，即一一對應的映射，也可以是相似的，即是部分同構的；既可能是靜態(tài)結構，如圖像，也可能是動態(tài)結構，如神經(jīng)網(wǎng)絡。適應性反映了環(huán)境的動態(tài)性，反過來，正是環(huán)境變化的動態(tài)性，使得表征產(chǎn)生適應性。假如環(huán)境是不變的，系統(tǒng)對它的表征也就不會變化，當然也就不存在適應性了。那么，是什么使得一個表征具有適應性呢？什么機制使得它對變化的物體建模呢？在我看來，這個機制是基于表征的狀態(tài)和結構的二元性。結構是適應性表征的一個靜態(tài)部分，它是不變元素的一種組織和內(nèi)在聯(lián)系；狀態(tài)是一個表征的不斷變化的方面，為了與環(huán)境中的變化一致，狀態(tài)一定是能夠表征的。而從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的轉換部分地由表征的結構和實際外部境遇決定。比如一個語言系統(tǒng)，其表征結構一般由詞匯、語法或句法和內(nèi)在邏輯構成，語言的使用者知道這種結構，并有能力運用語言進行描述或表征，也就是能夠說出或寫出有意義的句子。當然，要知道句子的意義，還需要有句子的語境。因為語言系統(tǒng)的靈活性導致了句子的數(shù)量可能是無限的，但詞匯和語法規(guī)則卻是有限的。這意味著，語言的使用者要適應其語言變化，以便描述或表征變化多端的境遇。如從一種語言到另一種語言的轉化，這不僅取決于使用者的能力，也取決于對語境轉換的把握，適應性表征在這種情形中突出了動態(tài)性。

(五)適應性表征提供了正饋-反饋的認知機制

在一般系統(tǒng)中，穩(wěn)定結構與變化環(huán)境之間的相互作用可分為輸入與輸出，如由外部境遇產(chǎn)生的表征狀態(tài)的變化(輸入)和由表征狀態(tài)產(chǎn)生的外部境遇的變化(輸出)。在高階的認知系統(tǒng)中，感知是輸入過程，行動是輸出過程。從輸入到輸出的過程由表征決定，通常被稱為“正饋”，而從經(jīng)過環(huán)境的變化的輸出返回一個新輸入的過程，被稱為“反饋”，而相互作用過程就是正饋-反饋構成的一個循環(huán)，表征就體現(xiàn)在這個循環(huán)過程本身。具體而言，信息加工過程就是表征過程。如果信息蘊含了知識，那么信息表征就是知識表征。與心理學中的長時記憶和短時記憶相比，穩(wěn)定知識相當于長時記憶，變化的知識相當于短時記憶。由于短時記憶能夠轉化為長時記憶，變化的知識也可以轉化為穩(wěn)定知識。適應性表征就是在這種變化中形成的。如果要追問適應性表征的最終根源是什么，那就要探尋更高階的元表征，即表征背后的表征問題。這是表征的形而上學問題。