提要：介紹一個簡單而基本的認知模型，“認知三角”（cognitive triangle），即“感受-思考-行動”（feeling-thinking-action）。它反映認知基本行為的基本過程結(jié)構(gòu)，也可能是基本的智能過程特征結(jié)構(gòu)，所以也可稱為“智能三角”。在討論中，假定了兩種基本的資料（數(shù)據(jù)）類型：映像、陳述（理論）。同時，大腦還應(yīng)有編制、執(zhí)行、調(diào)度“程序”的功能。大腦就是信息系統(tǒng)。進一步從信息系統(tǒng)及交互這樣的“中間”立場去討論，可以對信息系統(tǒng)、大腦工作原理等不同方面，帶來很好啟發(fā)性和操作性思路。
1 基本概念
對認知過程或認知模型有很多的研究，并且有認知心理學這樣的專門學科。有一個認知三角（cognitive triangle），即“感受-思考-行動”（feeling-thinking-action or do），雖然簡單，卻可能刻畫了認知過程（行為）最基本的東西[1]。
為了與其它話題區(qū)分，這里將其稱為“認知過程三角”（Cognitive Process Triangle）。這個模型揭示了認知的根本。它反映了認知過程上的三種相互關(guān)聯(lián)的基本行為，如圖。在不少地方看到這個三角形，action 有時也用 do，其中的順時針旋轉(zhuǎn)標記是我添加的。
感受（feeling），或感覺、知覺，是意識活動的基本出發(fā)點，是對原始資料（數(shù)據(jù)）的搜集。最初的感覺，是一種被動的信號接收。但認知過程不僅是被動接收、處理和分析信息，還包括對認知對象的主動探查、或者與認識對象的互動——稱之為“行動”（action）。
思考（thinking），首先是對原始的感受數(shù)據(jù)進行處理，并與已有的數(shù)據(jù)（知識）建立關(guān)聯(lián)。初步處理的結(jié)果，可能停留在關(guān)聯(lián)、補充上，也可能發(fā)現(xiàn)一般化的要求，例如產(chǎn)生新“概念”。更深入的方面，可能涉及復雜的陳述（理論）的建立或匹配、擴展。這些處理中可能會發(fā)現(xiàn)諸如資料不完整、不一致、與已有資料或知識矛盾、新理論存在的假設(shè)等等，這就產(chǎn)生了獲取新的資料或進行驗證的需求，也就是“行動”的需求。
例如：最初，我們還沒有“蘋果”的概念。然后，我們不斷地“感受”一些具體的蘋果，它的形狀、顏色、手感等。在感受資料基礎(chǔ)上，一方面，在大腦中處理各種感受的結(jié)果，例如多次的感受，綜合成為“蘋果”的概念（類），它不等同于任何一個具體的蘋果的數(shù)據(jù)，每次新的感受，都會被用來與之比較。另一方面，我們不會停留在偶然、被動得到的蘋果資料，例如我們會想，它的內(nèi)部是什么樣——于是產(chǎn)生行動指令，用刀切開；它的味道怎樣？于是產(chǎn)生品嘗的行動。在這些行動中，得到進一步的感受資料，不斷補充最初建立的“蘋果”概念。
行動（action），是思考的一種結(jié)果（這里我們忽略不經(jīng)大腦的所謂“條件反射”），表現(xiàn)為認知主體針對認知對象的行為或操作。例如對推測的檢驗，對數(shù)據(jù)的主動搜集。行動的結(jié)果必須通過感受，而再次進入到思考之中，這種感受，將是有目的、前提的（或用計算機的方式說，是有狀態(tài)記錄的，是預定程序的返回值），是“主動探索”的結(jié)果。
從上述過程的認識看，它們應(yīng)當是有順序的，正如同圖中的順時針箭頭所示：感受需經(jīng)思考才能行動；行動帶來新的感受，從而啟發(fā)進一步的思考；而思考過程的重要結(jié)果，則是一些“理論陳述”（可能成為知識），并可能導致行動方案——程序的產(chǎn)生。例如，在感受到一種不知名的園形物體時，我們會運用已有的知識（即理論）與之關(guān)聯(lián)，看是否符合：它是堅硬的嗎？它含有水分嗎？它的顏色、氣味如何？手感如何？所有這些“設(shè)問”，實際上就是與某種“理論”進行比較，另一方面，也可能產(chǎn)生新的理論陳述。這些理論陳述可以是：蘋果是園的、一邊有柄，一邊有眼，黃底紅色，等等。每次感受得到的資料，會與已有資料匹配，足夠相似時，就可能是一種驗證；不同時，則可能需要補充、更新現(xiàn)有資料，或進一步探索（采取行動和新的感受）的需要。
思考與行動、感受的關(guān)聯(lián)，暗示這是一種智能行為模式，它們的基本順序和不可跳過性，也許就是“智能”的基本特征，或者說是智能過程的特征性結(jié)構(gòu)。感受提供思考的基本素材，行動則主動地獲得新的素材。通過這樣不斷地循環(huán)，逐步積累、改進對復雜事物的認識。人類正是通過這幾個基本行為的不斷重復、循環(huán)，形成對外部世界復雜的“認知”。不經(jīng)大腦的“行動”（條件反射），是低級的、非智能的。
另一方面，這一結(jié)構(gòu)不僅表現(xiàn)在對“外部世界”的認知，也表現(xiàn)在人體自身的過程，例如饑餓（感覺）-如何解決（思考）-吃飯（行動）。相對于認知主體——大腦，身體也是其工作環(huán)境的一部分，相當于計算機的外部設(shè)備。
2 若干討論
2.1 從信息系統(tǒng)及交互立場研究認知
傳統(tǒng)的認知過程或認知心理的研究，看起來具有強烈的學科特點，即密集地運用心理學、社會與文化方面的概念。而涉及到基礎(chǔ)原理或作用機理層面，則可能更多地，直接落到生理乃至解剖學的視域中。這樣的研究，可能在兩個地方產(chǎn)生軟肋：一是自頂向下，從傳統(tǒng)的哲學、認識論、文化社會研究的命題向下，如何過渡到諸如“信息、數(shù)據(jù)、處理、輸出、程序、執(zhí)行”，是第一個軟肋；從大腦解剖學、活動區(qū)域的掃描、腦細胞結(jié)構(gòu)、神經(jīng)傳導信號向上，如何升層次，是第二個軟肋。這兩個軟肋中間的地方，我認為，就是與“計算機信息系統(tǒng)”最相似的地方——它的基本要素是信息/數(shù)據(jù)、存儲、處理、程序……。嚴格地說，這也許仍然是一種假說（我個人寧愿當作是信念）。
正是出于這種“固執(zhí)”的觀念，我才關(guān)注或留意到諸如上述的認知過程，并且發(fā)現(xiàn)這兩方面的知識（盡管有些非常原始和粗糙），通過這種途徑能夠緊密地結(jié)合，互相啟發(fā)。
例如，感受和行動這兩種基本行為，還揭示了思考不僅僅是分析處理感受的數(shù)據(jù)，而且要產(chǎn)生行動指令（程序）。而感受，也不會停留在被動、初級的感覺數(shù)據(jù)輸入，它包括各種“探測行動”（例如觀察，試驗）的結(jié)果。無論研究大腦的活動原理，還是借助對大腦的認識研究計算機（信息系統(tǒng)或軟件）的結(jié)構(gòu)原理（例如具體的“信息系統(tǒng)架構(gòu)”這樣的課題），這個認知過程三角模型都有很直接的啟發(fā)和可操作性。
在這樣的基礎(chǔ)上，我們還提出同時具有啟發(fā)性和操作意義的“認知結(jié)構(gòu)模型”。
2.2 大腦對幾種不同資料的處理方式
大腦之內(nèi)的陳述，是以什么樣的“語言”完成的？是一種字符編碼的文本嗎？
這是我的一個猜想：原始感官記錄（映像）和最接近的地方，人腦使用的是通用的（取決于大腦一般結(jié)構(gòu)特征的）表達方式，一種大腦特有的“原始編碼”。在什么地方、怎樣與自然語言銜接，是未來研究的一個切入點。從信息的本質(zhì)角度，在自然科學的基本方法基礎(chǔ)上（比如數(shù)學）研究，而不是限于精神、心理、神經(jīng)學的角度，可能是個突破口。畢家祥的“全息拓撲學”，就是這樣一個理論，其中的一個要點，就是通過對信息的拓撲性質(zhì)的揭示，發(fā)現(xiàn)了一種“自然編碼”的方式[2]。我個人篤信，這是一個迄今沒有受到重視的重要發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)直覺，大腦對于原始感覺資料的保存可能是很少的、短暫的，它們可能被迅速轉(zhuǎn)化為“原始編碼”，這些原始編碼，或許類似于映像轉(zhuǎn)換為腳本。而在大腦空間里，這些原始腳本，才是思考的基礎(chǔ)，相當于思想的“模型”部分。根據(jù)對大腦研究的一些留意，我想大腦對上述類型資料的接受、儲存和處理，可能會反映到某種具體的生理 /物理結(jié)構(gòu)上。更有意思的是，在上述思考背后所能看到的，將大腦活動（信息系統(tǒng)）建立在既有的數(shù)學基礎(chǔ)之上的可能方式。
2.3 如何建立和處理時間/順序
時間性（順序性）的因素是怎樣產(chǎn)生或作用的？可以有以下假設(shè)：
- 大腦存在著基礎(chǔ)時鐘，把握腦的計算節(jié)拍，與計算機的時鐘相似。這種時鐘具有物理時鐘的特點。但它的重要性，也許并沒有被足夠地重視和揭示。
- 大腦對絕對時間的處理，可能只能與計算機系統(tǒng)類似，靠對特定事件附加時間標記。它和順序的表達是可分離的。因此，很多事情，我們可能只記得順序，而無法回憶絕對時間。
- 大腦對順序/程序的儲存、處置機制是什么？這是一個重要的問題。記憶資料的時間順序，可能會體現(xiàn)在物理分布上。而程序的執(zhí)行機構(gòu)，可能是小腦。程序的編制機制和定位、調(diào)度方式，是特別重要和有吸引力的一個研究點。
- 大腦編制、執(zhí)行、保存“程序”的方式，也許可以從現(xiàn)代計算機軟件的發(fā)展中得到很多啟發(fā)。僅僅是確定這種假設(shè)的合理性，也是很有意思的。
3 小結(jié)
大腦的認知過程可能是類似軟件開發(fā)的迭代、增量式、逐步求精的過程。在這個過程中，行動（主動的探測、操作、有目的地搜集數(shù)據(jù)）是標志著“智能”的重要環(huán)節(jié)。在這個意義上，這一認知過程三角，也可稱之為“智能三角”。
在對認知過程三角的分析中，假定了兩種基本的資料（數(shù)據(jù)）類型：映像，陳述。映像是感覺器官輸入的直接記錄，并作為“理論”的模型；陳述則對應(yīng)著模型論[3]的“理論”?！袄碚摗睕Q定行動，這應(yīng)該是“智能”的一個基本標志。
在“信息系統(tǒng)”概念上研究大腦，是個有趣的課題。大腦如何對原始的感覺映像編碼，
并過渡到自然語言，可能是個重要的切入點。同時，為了支持行動（乃至各種復雜的行為），大腦還應(yīng)具有編制、執(zhí)行、調(diào)度“程序”的功能。
借助現(xiàn)代信息技術(shù)（軟件、信息系統(tǒng)）的原理，可以對研究大腦的工作原理帶來許多啟發(fā)和借鑒。這里隱藏著一個命題：“大腦就是信息系統(tǒng)”。
這些討論思路，無論是對計算機應(yīng)用，還是大腦工作原理研究，都可能具有啟發(fā)意義，并帶來操作性思路。而筆者思考這些問題的基本初衷與主要結(jié)果，都是針對計算機信息系統(tǒng)的。
注釋
[1] 很遺憾，看到過幾個關(guān)于認知三角的敘述，都是一般性的，尚未能辨清其原始的提出者。
[2] 見畢家祥創(chuàng)建的網(wǎng)站，這是一個運用拓撲學創(chuàng)建的信息理論模型。其基本目的就是“研究人工智能和大腦思維模型”。
[3] 本文提到的映像、陳述（理論），有意對應(yīng)著數(shù)學分支“模型論”的背景。映像對應(yīng)著模型論中的結(jié)構(gòu)（即模型）；陳述，表達為句子的集合，對應(yīng)著模型論的理論。
補記：
大腦如何記錄和回想一個影像，過去曾有兩種觀點。一種說大腦內(nèi)數(shù)百萬個神經(jīng)元會和諧一致地作用，將各種零星的信息拼湊在一起，形成完整的畫面；另一種則認為大腦內(nèi)一個個獨立的神經(jīng)元，會各自辨識一個特定的物體或人物。1960年代神經(jīng)學家雷特溫（Jerome Lettvin）將第二派的觀點命名為“祖母細胞”理論，意謂大腦內(nèi)有一個神經(jīng)元專門負責辨認每一個家庭成員，失去了某個神經(jīng)元，可能就認不得祖母了。
英國列斯特大學的基洛加（Rodrigo Quian Quiroga）和同事為研究單一神經(jīng)元的選擇程度，觀察了八名病患，他們的腦內(nèi)都植入了 64 個微電極（為找出癲癇發(fā)作部位進行手術(shù)治療），其中許多是裝置在與長期記憶儲存有關(guān)的海馬（hippocampus）。這樣就可以觀察記錄腦神經(jīng)元的活動與信息輸入的關(guān)聯(lián)（例如：給受試者觀看明星、特殊物體照片）。他們發(fā)現(xiàn)：
有名病患的一個神經(jīng)元，可以對演員珍妮弗安妮斯頓七張不同的照片都會產(chǎn)生反應(yīng)，然而對其他80多張動物、建筑物、有名或默默無聞的人的相片卻一點反應(yīng)也沒有。
類似地，另一名病患有一個神經(jīng)元是奉獻給演員荷莉貝瑞的；這個神經(jīng)元不僅對照片有反應(yīng)，對畫像和她名字的圖像都有反應(yīng)；此外，即使貝瑞穿上貓女的面罩和戲服，只要病患知道那是貝瑞，這個神經(jīng)元也會活化?；寮友a充道：“這個神經(jīng)元是對荷莉貝瑞這個抽象觀念有感應(yīng)，而不是對某一特定的視覺特征起反應(yīng)。這就好像’我沒有辦法回想一段對話的每個細節(jié)，但我記得它是有關(guān)什么’一樣。它顯示我們儲存記憶時用的是抽象的概念?！?/p>
（摘編自：《部分人的大腦詮釋事物的影象只需幾個細胞》，環(huán)球科學，2007-3）
※※※
在豆瓣上一個關(guān)于“具身認知”（Embodied Cognition）的對話中（鏈接），從網(wǎng)友的質(zhì)疑得到一點啟發(fā)。
三角形這個表述給人以強烈的靜態(tài)結(jié)構(gòu)的暗示，雖然本文討論是認知（智能）過程：基本行為的順序和循環(huán)，并對流行的圖示做了重要改進（環(huán)形有向箭頭），但似乎仍然不能消除這種誤解。
由此啟發(fā)，這個概念最恰當?shù)谋硎?，是“認知循環(huán)”（cognitive cycle）。這才更明確無誤地表達出“認知行為的過程結(jié)構(gòu)特征”這一主旨。
另一個質(zhì)疑是關(guān)于條件反射的：但正如本文所述，它是低層次上的東西。如果非要說這也是智能，那么它就是比大腦智能低一個層次的“智能”，幾乎所有動物都具有的“智能”，叫做“軀體智能”也很恰當（也許這就是所謂“具身認知”強調(diào)的？）。模糊印象中，巴普洛夫?qū)W說的早期闡述似乎就有類似軀體智能的說法？但這是本文之外的事情。除了對“智能”含義的不同，這與本文討論的東西并不矛盾。忽然想到坎農(nóng)的《軀體的智慧》，好久沒翻過。
原發(fā)：企業(yè)工程論壇，2010-04-09,
http://www.ee-forum.org/wp/pub/ty/2010-04-p1290.html
(修改了個別單詞)
作者?。篸cb442
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