論人類認知的五個層級〔*〕

○蔡曙山

(1.清華大學 心理學系，北京 100084;2.清華大學 心理學與認知科學研究中心，北京 100084;3.貴州民族大學 民族文化與認知科學學院，貴州 貴陽 550025)

眾所周知的認知科學的學科結構圖(本文圖2)展示的是認知科學的學科結構和關系，未能很好地說明人們頭腦里的認知過程和結構，也不能說明認知過程、科學對象和學科發展之間的關系。因此，需要重新思考人類認知的過程和結構，從而更加合理地解釋人們頭腦里的認知加工過程、認知科學的各種對象的關系，并對認知科學日益發展的交叉綜合學科做出解釋。

一、人類認知的五個層級

人類認知從初級到高級可以分為五個層級:神經層級的認知;心理層級的認知;語言層級的認知;思維層級的認知;文化層級的認知。為方便闡述，在不引起歧義的情況下，可以簡稱為神經認知;心理認知;語言認知;思維認知和文化認知。迄今為止，人類認知只能而且必須被包含在這五個層級之中。前兩個層級的認知即神經認知和心理認知是人和動物共有的，稱為“低階認知”(lower-order cognition)，后三個層級的認知是人類所特有的，稱為“高階認知”(higherorder cognition)。五個層級的認知形成一個序列:神經認知—心理認知—語言認知—思維認知—文化認知，也可以將他們縱向排列如下圖。在這個序列中，低層級的認知是高層級認知的基礎，高層級的認知向下包含并影響低層級的認知?！?〕

圖1 人類認知的五個層級(蔡曙山，2015)

由上圖可以看出:

(1)人類認知涵蓋所有五個層級，包括高階認知和低階認知。從神經認知、心理認知、語言認知、思維認知到文化認知的發展，是動物和人類認知的進化方向的體現;人類認知的五個層級的存在，是心智和認知進化各階段能力的遺留。

(2)每一種初級認知依次成為高級認知的基礎。例如，神經認知是心理認知的基礎;心理認知是語言認知的基礎;語言認知是思維認知的基礎;思維認知是文化認知的基礎。當然我們也可以說，神經認知和心理認知是語言認知的基礎;神經認知、心理認知和語言認知是思維認知的基礎;神經認知、心理認知、語言認知和思維認知是文化認知的基礎等等。

(3)由于高級認知向下包含了較初級的認知，所以較高級的認知形式會對它所包含的初級認知形式產生影響。例如，文化認知會對思維認知、語言認知、心理認知和神經認知產生影響;思維認知會對語言認知、心理認知和神經認知產生影響;語言認知會對心理認知和神經認知產生影響，等等。

(4)由語言認知、思維認知和文化認知構成的高階認知是人類特有的認知形式，非人類的動物并不具有這種認知形式。高階認知是本文重點研究的對象。在高階認知中，語言認知是基礎;在人類認知的五個層級中，語言認知是核心。

(5)低階認知是非人類動物具有的認知形式，當然人類也具有這種形式的認知。本文并不特別涉及低階認知，但對低階認知對高階認知可能產生的影響，則要進行一些研究。例如，由于語言認知在整個人類認知中的核心作用，本文也將涉及神經、心理與語言認知的研究。

五個層級的認知是按照科學標準劃分的。所謂科學標準，就是將科學研究的對象作為劃分的根據。迄今為止，認知科學所研究的對象都分屬于這五個層級，沒有也不可能有超出這五個層級的認知科學對象。當然，有些對象是跨層級的，這就形成認知科學跨領域、跨學科的研究。

二、認知科學的學科標準和科學標準

認知科學有一個眾所周知的學科框架，如圖2所示?！?〕

圖2 認知科學的學科結構(Pylyshyn，1983:76)

圖中，神經科學、心理學、語言學、哲學、計算機科學和人類學被稱為認知科學的六大來源學科或支撐學科。在認知科學框架下，這六大來源學科之間互相交叉，產生出11個新興交叉學科，它們是:1.控制論;2.神經語言學;3.神經心理學;4.計算機仿真;5.計算機語言學;6.語言心理學或心理語言學;7.心理哲學;8.語言哲學或理論語言學;9.進化語言學，或語言的產生和演進，或人類學語言學;10.認知人類學;11.腦進化。

這樣，關于認知科學，我們有兩個關系圖。其一是以上圖1，這是從人類認知的五個層級來劃分的，依據的是人們頭腦里發生的認知過程，即依據認知科學研究對象的關系來劃分的。由于依據的是科學標準，圖1叫做“科學關系圖”。其二是以上圖2，是從認知科學的來源學科來劃分的，由于依據的是學科標準，應該叫做“學科關系圖”。

認知科學五個層級的科學關系是根本的，而認知科學六大學科的關系是從屬的、派生的。原因是:其一，在科學和學科的關系中，以問題為導向的科學研究是第一性的，是先行的，因而是主導的;而以規范為目標的學科設置是第二性的，是后起的，因而是從屬的。其二，認知科學的科學關系決定其學科關系。我們很容易看到認知科學的五個層級與其六大學科之間的對應關系，從低級到高級的對應關系依次為:神經認知→神經科學;心理認知→心理學;語言認知→語言學;思維認知→計算機科學、邏輯學、哲學;文化認知→人類學。這里，箭頭表示映射關系。很顯然，反過來的映射關系是不成立的。這就說明，認知科學的科學關系是學科關系的基礎，由于在人類認知過程中五個層級的交叉，才產生出認知科學的學科交叉。其三，認知科學五個層級兩兩交叉，產生出眾多的交叉學科。五個層級的科學交叉所產生的交叉學科如下:

(1)在神經認知層級上，我們有如下的科學交叉到交叉學科的映射:神經—心理交叉→神經心理學;神經—語言交叉→神經語言學;神經—思維交叉→神經計算機科學(控制論)，計算神經科學，神經科學哲學(心智哲學)，神經思維科學(神經系統的邏輯及認知邏輯);神經—文化交叉→文化神經科學。

(2)在心理認知層級上，我們有如下的映射:心理—語言交叉→心理語言學，語言心理學;心理—思維交叉→思維心理學，心理邏輯;心理—文化交叉→文化心理學，社會心理學，認知人類學。

(3)在語言認知層級上，我們有如下的映射:語言—思維交叉→語言邏輯，計算語言學，語言哲學，理論語言學(邏輯語言學);語言—文化交叉→進化語言學，語言的產生和演進，人類學語言學。

(4)在思維認知層級上，我們有如下的映射關系:思維—文化交叉→文化邏輯，文化哲學(如梁漱溟)，思維文化學，民族文化學。

此外，我們還可能有多層級多領域交叉而產生的交叉學科，如語言—思維—文化層級交叉產生了著名的薩丕爾-沃爾夫假說(The Sapir-Whorf hypothesis)以及語言文化學和思維文化學。

以上我們看到，人類認知的五個層級及相互關系與認知科學的學科結構和學科交叉之間的對應非常完美。我們還看到，認知科學的學科結構和交叉學科，其實是由認知科學五個層級的結構及各層級之間的交叉決定的，包括著名的認知科學六角形結構(圖2)也是由認知科學的層級結構和科學交叉決定的，但認知科學的五個層級的結構和科學交叉能夠產生的交叉學科要多得多，這是我們以前所沒有認識到的。

三、五個層級認知的研究現狀和成果

下面我們依次來看五個層級認知的研究現狀和一些標志性的重要成果。

1.神經層級的認知

這是人類和動物共有的心智和認知形式。對神經層級的認知的研究，在歷史上曾經產生了顱相學(phrenology)和神經科學(neuroscience)，代表人物和學說有威利斯的大腦功能定位學說、高爾的顱相學和解剖人格學、杰克遜的定位主義等等。真正有意義的研究和發現來自法國神經科學家布羅卡和德國神經科學家維尼克的工作。1861年，布羅卡報告了首個腦損傷的神經學案例，癥狀是病人可以理解語言，但不能講話，病人腦損傷的確切位置是左額葉下部，后來這個區域被命名為布羅卡區。1876年，維尼克報告了一個中風案例，癥狀是病人可以自如地講話，但他講的話沒有意義，也不能理解書面語和口語，病人腦損傷的位置在左半球更靠后的區域，即顳葉和頂葉的交界處附近，這個區域現在被稱為維尼克區。

此后，更多的生理學家、解剖學家、神經科學家、神經解剖學家投入到對腦和神經的研究之中。代表人物和學說有意大利人高爾基的神經元染色法和他繪制的不同動物的神經節細胞圖，西班牙人卡哈爾發現神經元的單一性，并發現神經元內的電傳導是單向的，只能從樹突傳到軸突。兩人分獲了1906年諾貝爾生理學或醫學獎。

與此同時，心理學經歷了行為主義心理學、聯結主義心理學到認知心理學的轉變，代表人物有斯金納的行為主義，艾賓豪斯、桑代克、華生的聯結主義等等。1956年，天才的心理語言學家喬姆斯基在《描述語言的三個模型》一文中，深刻揭示出行為主義和聯結主義的學習理論根本不能解釋語言是如何習得的。他指出，語言的復雜形式嵌于大腦，而它所賴以工作的原理是超越所有人和所有語言的，語言具有普遍性——這就是喬姆斯基的唯理主義和心理主義語言學。幾乎是一夜之間，心理學家們就以認知的方式來思考，而完全拋棄了行為主義。米勒，這位曾經堅定的行為主義者，受喬姆斯基的影響，轉向以人類心智為對象的認知心理學的研究，并建立了哈佛大學認知科學實驗室，這是世界第一個認知心理學實驗室。此后，認知神經科學誕生了。

20世紀腦與神經科學有一系列的重大發現，如斯佩里等人在1960年代以后的裂腦實驗，通過一系列實驗，證實了大腦不對稱性的“左右腦分工理論”，因此榮獲1981年諾貝爾生理學或醫學獎。裂腦實驗及其后的神經科學證明:左半腦主要負責邏輯理解、記憶、時間、語言、判斷、排列、分類、邏輯、分析、書寫、推理、抑制、五感(視、聽、嗅、觸、味覺)等，思維方式具有連續性、延續性和分析性。因此左腦可以稱作“意識腦”“學術腦”“語言腦”。右半腦主要負責空間形象記憶、直覺、情感、身體協調、視知覺、美術、音樂節奏、想像、靈感、頓悟等，思維方式具有無序性、跳躍性、直覺性等。所以右腦又可以稱作“本能腦”“潛意識腦”“創造腦”“音樂腦”“藝術腦”。神經科學的發展使我們對腦與神經系統的結構和功能有了完全清楚的認識。在此基礎上，我們可以定義心智、認知和認知科學。心智是腦與神經系統的智能方式。從腦與神經系統產生心智的過程叫認知。認知科學是研究認知現象和規律的科學?！?〕由此我們知道，人類和動物都有心智和認知，二者的區別又在哪里呢?顯然，神經層級的心智與認知并不足以區別二者。

要揭示人的腦與神經系統的工作原理，不得不從五個層級的相互關聯上來認識神經系統的工作方式和加工機制，因為五個層級的認知在人的大腦中是互相關聯的。因此，在神經認知層級上，我們至少應該有如下的科學交叉到交叉學科的映射:

(1)神經—心理交叉→神經心理學;

(2)神經—語言交叉→神經語言學;

(3)神經—思維交叉→神經計算機科學(控制論)，計算神經科學，神經科學哲學(心智哲學)，神經思維科學(神經系統的邏輯及認知邏輯);

(4)神經—文化交叉→文化神經科學。

加扎尼加和曼根所著的《認知神經科學:心智的生物學》第四版基本上就是按照五個層級的交叉來講認知神經科學的，該書第一部分是“背景和方法”，介紹認知神經科學的簡史、神經系統的結構和功能、認知神經科學的方法。該書第二部分“核心過程”共11章，它們是:第4章:大腦半球的特異化;第5章:感覺和知覺;第6章:對象識別;第7章:注意;第8章:行為;第9章:記憶;第10章:情緒;第11章:語言;第12章:認知控制;第13章:社會認知;第14章:意識、自由意志和定律?！?〕

容易看出，第4章是神經層級的認知;第5-10章是心理層級的認知;第11章是語言層級的認知;第12章涉及思維層級的認知，但并不完全是思維認知;第13章是文化社會層級的認知?？丛摃鴱牡谌?2009)到第四版(2014)的變化也是很有意思的。在第三版中，大腦半球的特異化是位于語言之后的第11章，在第四版中，該章被前移至第4章，即“核心過程”的第1章。這樣整個章節順序就是依照5個層級自低級向高級排列了。但該書缺少專門的章節來講思維、邏輯和推理的神經科學，這在體例上實在是一個缺失;而且，自認知科學誕生以來，在思維的神經科學方面有很多重要的研究和成果，未收入該書也是一種遺憾。

2.心理層級的認知

這也是人類和動物共有的心智和認知形式。對心理認知的研究也是起源于喬姆斯基。如前所述，喬姆斯基和米勒共同開辟了心理層級的心智與認知研究，從此心理學告別行為主義的時代而進入認知的時代。

20世紀心理學對感知覺、注意、表象和記憶這些基本的心理現象和規律進行了系統的研究。感覺(sense)是通過單一感官直接獲得的認識，包括視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺，以及多感官或跨通道獲得的認識，即聯覺(synesthesia)。例如，視覺中對顏色的感覺即色覺可以兼有溫度感覺，如紅、橙、黃色會使人感到溫暖，所以這些顏色被稱作暖色;藍、青、綠色會使人感到寒冷，這些顏色被稱作冷色等等。知覺(consciousness/perception)是腦和神經系統對感覺信息再加工，以獲得對事物的整體性認識的心理過程。知覺具有整體性、恒常性、意義性、選擇性等特征。感覺和知覺都是通過感官而獲得的知識，兩者緊密相聯，常常相互交織在一起，統稱為感知(senses and perception)。注意是在知覺和意識這個層次上認知加工的一種重要方式，它是一種導致局部刺激的意識水平提高的知覺選擇性集中的形式。注意是認知心理學中研究最熱門的領域之一。

表象(image/presentation)是在感知覺基礎上，經大腦的進一步加工而成的經驗的認識形式。感知覺不能脫離感官而存在，表象卻可以脫離感官而存在。表象具有形象性、直觀性和概括性。表象常常在多種感覺通道上發生，例如，我們有視覺的表象、聽覺的表象以及嗅覺、味覺和觸覺、動覺的表象等等。在心理學中，表象是指過去感知過的事物形象在頭腦中再現的過程。哲學上則以表象世界為對象，與之相應的精神范疇則稱為理念。記憶(momory)是表象的一種特殊的形式，表象通常體現為記憶效果。人在思維時也常常伴有對事物的表象，而且有時對某些事物的解決還有賴于表象的幫助。20世紀心理學家對表象和記憶進行了深入的研究，例如，根據米勒的研究，人的工作記憶容量有限，一般為7±2，即5-9個單元。如果超過短時記憶的容量，短時記憶容易受到干擾而發生遺忘。著名的艾賓浩斯遺忘曲線顯示，記憶量是時間的函數，遺忘在學習之后立即開始，最初遺忘速度很快，以后逐漸緩慢，但經過復習，遺忘的數量會減少，記憶量會明顯提高。這就為2500多年前中國教育家孔子的著名論斷“學而時習之，不亦樂乎”提供了科學依據。

表象和記憶是從感知到思維的中間過渡環節，表象已經具有思維的某種初級形式，并且在思維中產生重要的作用。表象對思維的影響表現為:第一，產生表象思維(形象思維)，即憑借表象進行的思維操作。謝帕德的“心理旋轉”表明，字母旋轉的角度越大，判斷其正反所需的時間越長。反應時所反映的進行心理旋轉——表象操作所用的時間上的差異，證明了形象思維——表象操作的存在。謝帕德實驗還證明，心理上的旋轉，在性質上類似于實際物體的物理旋轉，因而為表象以符號形式存儲提供了進一步的證據。第二，表象與語詞在心理操作中進行雙重編碼，而圖像和語詞之間是可以建立對應關系的。對表象和語詞關系的認知在藝術創作中有重要的意義。例如，王維的詩就是通過“表象—語詞”的轉換來創作的，并且通過“語詞—表象”的轉換來欣賞。小說、劇本的創作和欣賞亦是如此。第三，表象是概念思維的基礎，概念思維操作需要表象的參與和支持，思維任務的不同決定表象操作在思維操作中是否出現。例如，幾何學在很大程度上依賴圖像操作的支持，圖形操作是幾何運算的必要支柱。但代數學和方程式運算則只需用符號概念進行，完全排除了形象操作。表象思維的一些重大的理論問題需要繼續進行研究，例如，是否存在表象思維?動物是否具有思維?這些問題仍然是心理學和認知科學中具有爭議而未能解決的重大理論問題。

心理層級的認知會和其他層次的認知發生交叉。因此，在心理認知層級上，除了主流的認知心理學，還有如下的從科學研究到學科發展的映射:心理—語言交叉→心理語言學，語言心理學;心理—思維交叉→思維心理學，心理邏輯;心理—文化交叉→文化心理學，社會心理學，認知人類學。在這些領域，半個多世紀以來取得了大量重要的成果。

3.語言層級的認知

這是人類所特有的心智和認知形式。在人類認知的五個層級中，語言具有特殊的地位和意義。第一，它是五個層級的中間環節;第二，它是低階認知和高級認知的聯結點;第三，它是高階認知的基礎。

人類的心智和認知是以語言為基礎的，所以，認知科學對語言的研究具有特別的意義。動物界的語言既是統一的，又是相互區別的。統一在于所有語言都是自然進化的結果。區別在于各種自然語言在語言的進化樹上占有獨特的位置，甚至同一種系下的不同語言也具有能夠相互區別的特征。例如，同是動物的聲音語言，蟋蟀的鳴叫和夜鶯的歌唱是完全不同的。同是人類的表意符號語言，拼音語言和圖形語言也是完全不同的。甚至同一民族的語言的地區差異也會非常之大。語言的這種區別為認知科學解釋個體差異性提供了基本的根據。

動物從低級到高級的進化形式依次為:肢體語言、聲音語言、表意的符號語言(圖3)?！?〕人類特有的、表意的符號語言具有抽象性、可產生性、任意性和歧義性。人類特有的符號語言和文字使人類最終進化為人。

圖3 語言分類系統和分支圖

20世紀下半葉以來，語言學的研究取得重大進展，成為認知科學的來源學科之一。當代語言學的三分框架來源于符號學的研究，在當代語言學中形成了句法學(syntax)、語義學(semantics)和語用學(pragmatics)三大領域，代表人物和重要理論有喬姆斯基的形式句法學、蒙太格的形式語義學、奧斯汀和塞爾的言語行為理論、凱德蒙的形式語用學等。句法學研究語言符號的空間排列關系，語義學研究語言符號的指稱和意義，語用學研究語言符號和使用者的關系。從句法學到語義學再到語用學是逐漸擴充的，其順序的加工方式是“自下而上”的。從語用學到語義學再到句法學則是逐次包含的，其順序的加工方式是“自上而下”的?，F代語言學中，按照句法學、語義學和語用學的框架和方法來研究語言理論的學科被稱為理論語言學(theoretical linguistics)。另外一門專門研究語言理論的學科叫做邏輯語言學(logical linguistics)，它又分為結構理論(形態學)、意義理論和有效性理論三個部門。語言符號學(linguistic semiotics)則是將語言學作為符號學的一個分支來進行研究，它是具有元理論性質的語言學。

語言和語言學的研究對認知科學的建立和發展具有特別重要的意義。在句法學領域，我們以喬姆斯基為例。1957年，喬姆斯基建立的句法結構理論吹響了語言學革命和認知科學革命的第一聲號角。在此后的40多年時間里，他在語言學、語言哲學和認知科學領域做出了很多重大的理論貢獻。在語言學領域，喬姆斯基先后建立了句法結構理論(SS)、標準理論(ST)、擴展的標準理論(EST)和修正擴展的標準理論(REST)、管轄和約束理論(GB)、最簡方案(MP)等等。在語言哲學領域，喬姆斯基的貢獻是多方面的:提出先天語言能力(ILF)的科學假說，區分了語言能力和語言知識，這一偉大假說后來被科學實驗證實，使我們對人類的語言能力有了空前深刻的認識。他建立的普遍語法(UG)，說明全人類語言的同一性:只有一種語言，只有一種語法。他還建立了心理主義和唯理主義語言學，使我們對語言的認識有了本質的改變。在心理學領域，喬姆斯基的貢獻也是多方面的。他批判行為主義心理學的代表人物斯金納;他的思想影響了另一位行為主義心理學家米勒，使其轉向認知心理學的研究，也使心理學從行為主義的時代轉向認知心理學的時代;他的語言理論開創了理論語言學、心理語言學、實驗心理語言學等眾多語言學的新興領域;他的普遍語法理論豐富了語言心理學的語言習得理論和研究。在計算機和人工智能領域，喬姆斯基建立了形式文法，使自然語言的機器分析成為可能，喬姆斯基也是人工智能理論和技術最早的奠基者之一?？梢哉f，如果沒有喬姆斯基，半個世紀以來的人類文明會是另外一個樣子，世界也會是另外一個樣子……，總之，喬姆斯基業已改變我們思考自身的方式，獲得了在思想史上與笛卡兒和達爾文并駕齊驅的地位。喬姆斯基是認知科學當之無愧的第一代領袖?！?〕

在語用學領域，奧斯汀提出“以言行事”的言語行為理論，他區分了語謂行為(locutionary acts)、語用行為(illocutionary acts)和語效行為(perlocutionary acts)三種言語行為，還對言語行為進行了分類。塞爾在此基礎上進一步推進言語行為理論的研究，他將言語行為理論普遍化，把所有的言語行為都看作語用行為，“說事即是做事”。他對言語行為重新進行分類，并用符號加以表示。在此基礎之上，他與合作者范德維克共同建立了語用邏輯(illocutionary logic)。塞爾還進一步擴展言語行為理論，建立了間接言語行為理論(indirect speech acts theory)。在言語行為理論基礎上，塞爾進一步研究意向性和人類心智，使他的哲學從語言哲學進入到心智哲學和社會哲學的領域。關于語言—心智—認知的關系，塞爾曾做了深刻的闡述?！?〕

語言層級的認知也會和其他層級的認知發生交叉。在語言認知層級上，我們不僅有認知語言學，或稱語言與認知，還有如下從科學研究領域到學科的映射:語言—思維交叉→語言邏輯，計算語言學，語言哲學，理論語言學(邏輯語言學);語言—文化交叉→進化語言學，語言的產生和演進，人類學語言學等。

4.思維層級的認知

這是人類心智和認知特有的形式，人類的心智和認知是以思維為特征的。思維是人類做出的最高級別的精神活動。所有人類的業績和進步不過就是人類思想的產物。文化、藝術、文學、科學和技術的發展無一不是思維的結果?！?〕法國哲學家笛卡爾的著名論斷“我思故我在”(法語:Je pense，donc je suis)(英語:I think，therefore I am)將思維與存在的關系定義為因果關系，由于我思維，所以我存在。哲學家的生命存在之定義比現代醫學腦死亡的定義早了三百多年。事實上，笛卡爾的科學思想與他的哲學思想同樣著名。笛卡爾的心身問題(Mind-Bodyproblem)是哲學和認知科學的永恒問題。

中國古代思想家對于思維也有過非常精辟的論述?？鬃雍蛙髯佣颊撌鲞^學習和思維的關系?？鬃诱f:“學而不思則罔，思而不學則殆?！薄?〕荀子說:“終日而思，不如須臾之所學也?！薄?0〕孟子不僅區分感性認識和理性認識(思維)，而且深刻論述了兩者的關系。他說:“耳目之官不思，而蔽于物。物交物，則引之而已矣。心之官則思，思則得之，不思則不得也。此天之所與我者。先立乎其大者，則其小者弗能奪也。此為大人而已矣?！薄?1〕

思維形式和規律一直是邏輯學研究的領域。邏輯學研究的思維形式包括概念、判斷、推理和論證，思維規律則包括同一律、矛盾律和排中律?！?2〕概念、判斷、推理是認識的高級形式和高級階段。

心理學研究的范疇是感覺、知覺和表象，主要的領域有:感覺、知覺、意識和注意、表象和記憶、動機和情緒，它們屬于認識的初級形式或初級階段。此外，心理學還研究人的心理特性，如能力和人格，以及人的學習活動等。認知科學建立以后，由于心理學與邏輯學的交叉，心理學也進入思維的研究領域?！?3〕

認知科學建立以后，心理學和邏輯學出現了交叉融合的趨勢，兩者重新統一于認知科學的背景框架之中。2004-2009年，筆者相繼在國內外學術期刊和學術會議上發表文章，建立了認知邏輯的學科框架，即將認知科學的學科框架(圖2)映射到現代邏輯的背景之中，得到認知邏輯(cognitive logic)的學科框架，它包括哲學邏輯、語言邏輯、心理邏輯、人工智能的邏輯、文化與進化的邏輯以及神經系統的邏輯。認知邏輯的學科框架如圖4所示?！?4〕在認知邏輯的學科框架下，心理學與邏輯學重新走向統一。心理學與邏輯學從分到合的關系如圖5所示:〔15〕

圖4 認知邏輯學科框架圖

圖5 心理學與邏輯學重新統一示意圖

心理學與邏輯學交叉融合發展的結果，產生了心理邏輯(psychological logic/mental logic)和思維心理學(psychology of thinking)這樣一些新興學科，并取得一系列重大的研究成果。例如，著名的沃森選擇任務實驗(Wason selection task，1966)〔16〕深刻揭示了人類認知過程中邏輯加工與心理加工的關系。首先，人們頭腦里的邏輯并不等于“邏輯學”。人們頭腦里的邏輯，或者說人們在思維與認知活動中所使用的邏輯是與經驗相關的。那種與經驗無關的、普遍的、無個體差異的邏輯是不存在的，或者說，它只存在于邏輯學家的理想模型之中。其次，理想的邏輯模型在實際應用時，往往會發生一定程度的心理偏差(psychological biases)，這說明在人們的實際思維和認知過程中，邏輯過程與心理過程是相互交織在一起的，邏輯推理是會受到心理因素影響的。其三，雖然心理因素對邏輯推理會發生影響，但正確的邏輯推理模型(包括先天的MP和習得的MT)會對思維和認知過程進行約束與修正，使之運行在一個科學合理的范圍之內?！?7〕

沃森實驗以后，沃森·米勒、約翰遜-萊爾德在心理學與邏輯學的交叉領域的研究中取得了很多令人矚目的成果，主要建樹有推理心理學、語言和感知、思維、心理模型、人類和機器思維等。里普斯則在概念、推理和證明的心理學研究方面卓有建樹。在《證明心理學》一書中，里普斯用心理學實驗的方法研究了包括三段論、假言推理和一階邏輯的心理邏輯問題。心理邏輯最令人矚目的一項工作，我認為是心理學家卡尼曼和特沃斯基建立的風險投資理論。這項研究發現，人們面對風險的決策是不對稱的:當面對盈利時人們的決策表現出“風險規避”的傾向，當面對損失時人們的決策卻表現出“風險尋求”的傾向?！?8〕他們用了30多年時間發展了這項重要的被稱為“前景理論”(prospect theory)的經濟學理論，并由此獲得2002年度諾貝爾經濟學獎。2011年，卡尼曼出版了他的著作《思維:快與慢》，他用兩個代理人的隱喻即系統1和系統2，來描述人的思維活動。系統1是心理的、直覺的、自動的和無意識的，它是快的思維系統;系統2是邏輯的、分析的、受控的和意識的，它是慢的思維系統?？崧J為，系統1在判斷和決策中的作用比我們所知道的要大，它是判斷和決策的幕后主使(secret author)?！?9〕

在思維認知層級上，我們有如下的從科學研究到學科發展的映射關系:思維—文化交叉→文化邏輯，文化哲學(如梁漱溟)，思維文化學，民族文化學等。

在思維認知這個層級上，半個世紀來取得的研究成果可以說是碩果累累。本研究團隊在這個領域也取得了相當的成績，讀者可以參閱筆者和本研究團隊成員的其他著作和論文。

5.文化層級的認知

文化認知是五個層級中最高層級的認知形式，它也是人類特有的認知形式?？偨Y來說，人類認知就是以語言為基礎，以思維和文化為特征的高階認知。文化是與自然對立的一個范疇。文化是人所創造的一切對象的總和，是人的創造物，包括物質存在、社會存在和精神存在。所以，文化就是人化。

文化是人所創造的一切(Everything created by man is culture)，文明則是文化發展到一定階段才出現的。文化與文明密切相關，它們都是人類活動的產物。兩者緊密聯系但又相互區別。文化和文明都是人類的創造物，這是它們的共同點。但文化偏重人類所創造的精神財富，如宗教、哲學、文學、藝術、音樂、舞蹈等等。文明更側重人類所創造的物質財富和社會制度，如電燈、電話、電腦、網絡、法律、國家等等。

文明的發展有一種背離文化和自然的趨勢。古代文明是與文化直接關聯的，也是與自然親近的。近代文明開始與文化相背離，并將自然作為異己的對象加以改造和利用。以科學技術為主導的當代文明則完全與文化相背離，并開始對自然進行大規模的破壞，甚至試圖改造和改變自然。人類發展到今天，是到了深刻認識并正確把握自然、人類、文化和文明之間關系的時候了!

文化影響認知。這是當前認知科學研究最深刻的論題之一。按照人類文化的類型，我們可以把人類認知分為三個層次并討論文化與認知的關系。

在文化的層級上，人類認知的三個層次是:科學、哲學與宗教。它們都是與人類文化緊密相連的，而且，它們是從初級到高級的。

科學認知處于文化認知的底層，它是人類文化認知最基本的形式?？茖W家們在這個層次上揭示自然界的真理。他們使用的是以數學為基礎的科學方法。勾股定理用“勾三股四弦五”可以獲得一個直角三角形，從而解決古代建筑的很多實際問題。這個定理稍后被畢達哥拉斯用數學變元表述為“a2+b2=c2”，使它具有更大的普遍性并被應用于更大的范圍。循著這個理論，畢達哥拉斯的學生得到一個單位長度的正方形的對角線的長度是□，這是一個無理數。這個發現引發了第一次數學危機，導致數系的擴大和數學的發展。

牛頓第二運動定律即動量定律公式F=ma刻畫了宏觀物體運動中力、質量和加速度之間的關系。令人驚訝的是，牛頓發表的原始公式:F=d(mv)/dt在相對論中依然有效。愛因斯坦相對論就是從物體動能與位移關系基本公式dE=Fds出發，使用動量定律推導出著名的質能公式E=mc2，它不僅解釋了物體的能量與質量和運動速度之間的關系，在技術上它還釋放出原子能，使人類掌握了新的能源?？茖W家們用數學和邏輯推導得出的這些公式均被科學實驗和科學實踐所證實，這是人類心智的高級形式理性的力量!

科學并不是無所不能的。由于科學認知的方法是實證的和可證偽的，這就限制了它的適用范圍。當超出實證的和可證偽的這個范圍時，科學認知也就無能為力了，這時人類認知必須求助于哲學這個更高級的認知形式。

哲學是人類認知的較高級的形式，從古代到現當代很多杰出的哲學家從哲學認知這個層次揭示了宇宙的真理。老子《道德經》不過五千言，他所闡述的世界觀一直指導著探索自然文化的價值和人生意義的人們?！兜赖陆洝分兴N含的真理兩千多年來一直使人們不停地追求，但我們不是離它更近，而是更遠了。老子過去是，現在是，將來仍然是世界級的哲學家。兩千多年來，中國還出現過另一位世界級的哲學家，他就是心學的創始人，明代大儒，中國歷史上唯一沒有爭議的立德、立功、立言三不朽的圣人王陽明。由“心即理”的存在論、“致良知”的認識論和“知行合一”的實踐觀構成的陽明心學與當代認知科學不謀而合，異曲同工，只是比西方思想早了500年!王陽明的思想和行為影響了曾國藩、梁啟超、孫中山、蔣介石，成為他們的心靈導師。章太炎說:“日本的明治維新，亦由王學為其先導?！比毡镜鼓活I袖西鄉隆盛說:“修心煉膽，全從陽明學而來?！睎|鄉平八郎則“一生伏首拜陽明”。杜維明先生說:“五百年來，儒家的源頭活水就在王陽明。21世紀將是王陽明的世紀?！?/p>

兩千多年來西方的哲人們也思考著同樣的問題:世界本源、認知奧秘和人生哲理。古代西方哲學探索世界本源問題，是本體論哲學。泰勒斯的水，赫拉克利特的火，畢達哥拉斯的數，德謨克利特的原子。他們也探索形而上學問題，柏拉圖的理念論和亞里士多德的經驗論。他們還創立了科學和哲學的研究方法，如歐幾里得幾何和亞里士多德三段論的公理方法。近代歐洲哲學探索人的認識能力問題，是認識論哲學。培根的歸納法，笛卡爾的演繹法，洛克的白板說，貝克萊的存在就是被感知，休謨的歸納問題和不可知論，康德的純粹理性批判和先天綜合判斷。近代歐洲哲學延續了唯理論和經驗論之爭。20世紀西方哲學分為三個階段:20世紀20至50年代，以羅素、早期維特根斯坦和維也納學派為代表的邏輯實證主義和分析哲學;1940至1970年代后期以維特根斯坦為代表的日常語言學派和喬姆斯基、奧斯汀、蒙太格、塞爾等人共同創立的語言哲學;1970年代中期認知科學創立以后，由塞爾等發展起來的心智哲學。20世紀西方哲學的三大主流——分析哲學、語言哲學和心智哲學都是與語言相關的，分析哲學以符號語言及其上的數學邏輯作為分析工具，研究符號語言所反映的思維對象的本質;語言哲學回歸于自然語言，研究自然語言的句法特征、語義特征和語用特征以及語言對象(語言作為對象和語言的對象)的本質特征;心智哲學研究以語言為載體、以思維為特征的人類心智的本質特征。如前所說，人類心智可以從神經、心理、語言、思維和文化五個層級加以認識和研究。由此可以說，古代本體論哲學以客體為對象，近代認識論哲學以主體為對象，當代語言哲學和心智哲學則以語言為對象。主體不能達到客體，除非經過語言。除了語言，我們一無所知。

廣義地說，宗教也是文化的一部分，因為宗教也是人類的創造物。早在認知科學創立之初，哈佛大學醫學院就已經開始研究宗教與認知的關系。1979年，當時的哈佛醫學院副教授、身心醫學研究院院長赫伯特·班森博士與布達喇嘛在哈佛大學會面，班森博士向布達喇嘛提出對拙火瑜伽行者進行測試，以了解心智如何影響身體。此后遂有數次到印度的遠征。第一次是在達蘭薩拉山，氣溫16℃，受試者是三位修煉拙火瑜伽的僧侶，他們的皮膚、手指、腳趾都明顯的升溫。這項結果發表于《自然》雜志1982年第295期。第二次是在馬納里一年最冷的一天，室溫4.5℃，僧侶們將床單浸在冰水里，然后把正在滴水的床單包住幾乎全祼的身體，三、五分鐘之后，床單開始冒熱氣，四十五分鐘之內，床單完全被烘干。第三次試驗在錫金海拔7000尺的隆德寺，受試者是三位僧侶，其中一位僧侶新陳代謝不僅沒有加速，反而明顯減緩。讓他靜坐休息，其氧氣消耗量驚人地減少了64%。這些研究結果已經用來治療疾病，如在對癌癥的治療中，可以通過靜坐并觀想體內白血球攻擊癌細胞來取得治療效果。在這次研討會上，布達喇嘛說:“有些現代學者認為，佛教不是宗教，而是一門心智科學!這項主張看來不是沒有根據的?！薄?0〕

2009年3月8日朱清時院士的一個講演《物理學步入禪境:緣起性空》語驚四座。作為國際著名物理學家和教育家，他立足于現代物理學后最新成果，與佛教哲學相結合，探討了物質與意識的本質意義。他以愛因斯坦的統一場論和霍金的弦論，與佛學經典《成唯識論》的“藏識?！边M行比較研究，認為科學與宗教是相通的。他幽默地說:“科學家千辛萬苦爬到山頂時，佛學大師已經在此等候多時了!”〔21〕

科學、哲學和宗教從不同的角度，在不同的層次上反映了人類心智，反映了人類對物質世界和精神世界的認識?？茖W、哲學和宗教都反映了造物主的智慧，這個最高的智慧體現在古今人類的心智中，猶如太陽的光輝被每一棵樹、每一根草、每一滴水、每一顆露珠所反映一樣?！敖袢瞬灰姽艜r月，今月曾經照古人。古人今人若流水，共看明月皆如此?！薄?2〕

四、一些結論和簡單討論

(一)看清人類認知五個層級之間的關系

眾所周知的認知科學的學科結構圖是認知科學的學科結構和關系，不是認知科學研究對象之間的關系，未能很好地說明人們頭腦里的認知過程和結構，也不能說明認知過程、科學對象和學科發展之間的關系。因此，需要重新思考人類認知的過程和結構，從而更加合理地解釋人們頭腦里的認知加工過程、認知科學的各種對象的關系，并對認知科學日益發展的交叉綜合學科做出解釋。

五個層級的認知是按照科學標準劃分的。所謂科學標準，就是以科學研究的對象之間的關系作為劃分的根據。人類認知五個層級的劃分依據的是人們頭腦里發生的認知過程，即依據認知科學研究對象之間的關系來進行劃分的，依據的是科學標準，所以它是認知科學對象之間的“科學關系圖”。人類認知從神經認知、心理認知、語言認知、思維認知到文化認知的提高，與心智和認知的進化方向是一致的，是心智和認知能力進化結果的遺存。

迄今為止，認知科學所研究的對象都分屬于這五個層級，沒有也不可能有超出這五個層級的認知能力和對象。五個層級之間的交叉綜合，才產生了認知科學之下的眾多的交叉和綜合學科。五個層級的劃分，不僅使我們看清了人類認知五個層級之間的關系，對認知科學研究中發生的學科交叉和學科綜合，也具有更加合理和更強的解釋力。

(二)看清認知科學的科學研究和學科發展之間的關系

本文給出的認知科學五個層級的科學結構圖(本文圖1)與認知科學的學科結構圖(本文圖2)的區別，是科學與學科的區別。

圖2的學科結構關系不能說明越來越多的認知科學交叉和綜合學科的產生與發展。而我們提出的認知科學五個層級的科學結構不僅能夠說明目前已經存在的認知科學新興的交叉學科和綜合學科，而且能夠預測和解釋今后可能出現的新興交叉和綜合學科。在科學與學科的關系中，科學研究和科學探索是第一性的，而學科的產生和發展是第二性的?？茖W研究和科學探索決定學科的產生和發展。因此，只有正確理解了認知科學的科學對象之間的關系，正確理解認知科學的科學結構，才能正確理解其學科結構，以及學科的產生和發展。

人類認知的五個層級及相互關系與認知科學的學科結構和學科交叉之間的對應非常完美，本文給出了人類認知的各個層級到認知科學的學科之間，以及各個層級的交叉綜合到認知科學的交叉和綜合學科之間的映射關系，并討論了這些領域的發展。我們看到，認知科學的五個層級的結構和科學綜合交叉能夠產生的綜合交叉學科要多得多，有的綜合交叉學科是我們以前所沒有認識到的。這說明人類認知五個層級的理論不僅是有科學解釋力的，也是具有學科發展預見力的。

(三)五個層級劃分的理論意義和應用價值

人類認知五個層級的劃分具有重要的理論意義和實際應用價值。

人類認知五個層級理論的創新意義:其一，體現了對人類認知層級的科學劃分，同時也體現了清華大學認知科學團隊全學科、大綜合的認知科學觀，對中國認知科學研究產生了積極影響;其二，體現了對人類認知特征的認識，體現了人類認知與非人類的動物認知之間的本質區別，同時也體現了清華大學認知科學團隊的研究方向和特征，即語言、思維、文化層級高階認知研究，對中國認知科學發展產生了積極的影響;其三，體現了研究方法的創新。當代認知科學以經驗為基礎，以科學實驗為基本方法的、全學科綜合交叉的研究方法是認知科學研究的重要方法，對認知科學相關學科和其他學科的發展將產生影響。

人類認知五個層級劃分的實際應用價值:其一，推動哲學社會科學領域的認知科學研究;其二，促進我國認知科學包括清華大學認知科學和相關學科的建設和發展;其三，語言、思維、文化層級的高階認知研究，具有重要的文化意義和價值，對國家文化發展戰略的建構和實施具有重要的推動作用。

注釋:

〔1〕蔡曙山:《人類的心智與認知》，人民出版社，2015年，序言。

〔2〕〔3〕蔡曙山:《認知科學框架下心理學、邏輯學的交叉融合與發展》，《中國社會科學》2009年第2期，第25-38頁。

〔4〕Gazzaniga，Michael S.，George R.Mangun.The Cognitive Neuroscience:The Biology of the Mind(fourth Edition)，W.W.Norton＆ Company，2014.

〔5〕蔡曙山:《自然語言的形式理論》，北京:人民出版社，2010年，第6頁。

〔6〕蔡曙山:《沒有喬姆斯基，世界將會怎樣》，《社會科學論壇》2006年第6期。

〔7〕蔡曙山:《關于哲學、心理學和認知科學12個問題與塞爾教授的對話》，《學術界》2007年第3期。

〔8〕http://www.psychology4all.com/Thinking.htm.

〔9〕孔子:《論語·為政》。

〔10〕荀子:《勸學》。

〔11〕孟子:《孟子·告子上》。

〔12〕金岳霖主編:《形式邏輯》，人民出版社，1979年。

〔13〕彭聃齡:《普通心理學》，北京師范大學出版社，2012年。

〔14〕關于認知邏輯，請參閱蔡曙山:《認知科學背景下的邏輯學》，《江海學刊》2004年第5期，第23-30頁;蔡曙山:《邏輯、心理與認知——論后弗雷格時代邏輯學的發展》，《浙江大學學報》2006年第6期，第5-12頁;Cai，S.Logics in a New Frame of Cognitive Science:On Cognitive Logic，its Objects，Methods and Systems，Logic，Methodology and Philosophy of Science:Proceeding of the 13th International Congress，Vol.1.London:King’s College Publications，2009，pp.427-442;蔡曙山:《認知科學框架下心理學、邏輯學的交叉融合與發展》，《中國社會科學》2009年第2期，第25-38頁。

〔15〕蔡曙山:《認知科學框架下心理學、邏輯學的交叉融合與發展》，《中國社會科學》2009年第2期。

〔16〕Wason，P C.Reasoning.In Foss B M.New horizons in psychology.Harmondsworth:Penguin，1966，pp.135-151.

〔17〕蔡曙山:《科學發現的心理邏輯模型》，《科學通報》2013年第58卷，2013，58:3530-3543，doi:10.1360/972012-515。

〔18〕Tversky A，Kahneman D.Judgment under uncertainty:Heuristics and biases.Science，1974，185:pp.1124-1131.

〔19〕Kahneman D.Thinking，Fast and Slow.New York:Farrar，Straus and Giroux，2011，pp.278-288.

〔20〕蔡曙山:《心智科學的若干重要領域探析》，《自然辯證法通訊》2002年第6期。

〔21〕朱清時:《物理學步入禪境:緣起性空》，《第二屆世界佛教論壇論文集·佛教與科學》，第34-41頁。

〔22〕李白:《把酒問月》，《李白詩選》，葛景春選注，中華書局，2009年。