綜合的時代：從認知科學到聚合科技及其未來發展

【摘要】20世紀最后25年有兩個最重要的科學和學科的發展：1975年出現的認知科學和2000年出現的納米-生物-信息-認知聚合科技（NBIC）。在21世紀，我們將實現跨學科的交叉、綜合、知識創新和人才全面發展。NBIC聚合科技將極大地拓展人類認知和交流，改善人類健康，提高群體和社會效益，加強國家安全，統一科學和教育。認知科學和聚合技術將對人類未來的發展產生重大影響。21世紀是一個綜合的時代，反映在以問題為導向的科學研究和以交叉綜合為特征的學科發展。綜合的時代將需要與20世紀分析時代不同的思想理論和創新方法。我們預測，這些發展將使每個人實現全面發展。與時代發展相適應，21世紀的教育體系將發生重大變化，并形成新的綜合人才培養體系。

【關鍵詞】綜合時代? 認知科學? 聚合科技? 學科綜合

【中圖分類號】G303? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2022.20.003

導言

20世紀50年代是哲學和科學碩果累累的重要時期，這些成果首先產生在語言學、心理學和計算機科學等學科領域。1956年，一個由眾多認知科學家參加的重要會議在麻省理工學院（MIT）召開。認知心理學的奠基人米勒（George Miller）在他的著名論文《神奇的數字7±2：我們信息加工能力的局限》里證明：在短時記憶中，一般人平均只能記下7個組塊（chunk）。進而，他提出人類對信息加工能力、注意廣度、即時記憶廣度以及人類處理信息能力的限度等重要的認知加工理論。1957年，喬姆斯基（Noam Chomsky）建立了轉換語法，隨后展開了對斯金《言語行為》一書及其行為主義心理學的論戰。喬姆斯基認為，人類的第一語言（母語）的能力是先天遺傳的，而不是后天習得的，轉換生成語法的理論為人類語言加工提供了令人滿意的語言學和語言哲學解釋。喬姆斯基的先天語言能力（Innate Language Faculty）的理論、普遍語法（Universal Grammar）的理論為認知科學奠定了基礎，而他的句法結構理論、形式文法理論則為人工智能奠定了基礎。與此同時，麥卡錫、明斯基、紐維爾和西蒙等先行者開創了人工智能的新興領域。在20世紀50年代和60年代，這些以信息加工為初衷的研究逐步覆蓋了哲學、語言學、心理學、人類學、計算機科學和神經科學等學科領域，這些學科不約而同地將自己的目標對準同一個東西——人類心智（Human Mind），形成一個以揭開人類心智奧秘為己任的多學科綜合交叉群體。

20世紀70年代中期，認知科學在美國創立，標志著一個被稱為“綜合時代”的科學新時代的到來。在其后的四分之一世紀，認知科學迅速發展成為一個新興的科學領域和學科群體。認知科學的目標是揭開人類心智的奧秘，其學科目標是促進相關學科的交叉融合和綜合發展。

2000年，人類邁入新世紀。美國國家科學基金會（NSF）和美國商務部（DOC）共同資助了一個研究計劃，目的是要弄清楚哪些學科是新世紀的帶頭學科。70多位美國一流科學家參加了這項計劃，研究結果是一份480多頁的研究報告，標題為《聚合四大科技 提高人類能力：納米技術、生物技術、信息技術和認知科學》（Converging Technologies for Improving Human Performance Nanotechnology， Biotechnology， Information Technology and Cognitive Science），簡稱CTIHP，或NBIC。[1]這里有兩個關鍵詞，一個是“聚合科技”（Converging Technologies），另一個是“NBIC”（Nanotechnology， Biotechnology， Information Technology and Cognitive Science），兩者是等價的?！熬酆霞夹g”就是要把四大科技NBIC聚合起來，形成一個更大的學科綜合體。認知科學是6大學科的綜合體，NBIC則是包含認知科學在內的更大的學科綜合體。從認知科學到聚合科技，表明人類從綜合走向更大的綜合。聚合科技NBIC的提出和建立，標志著一個被稱為“科學綜合”的新的時代的到來。如果說20世紀是“分析的時代”（The Age of Analysis），那么21世紀則是一個完全不同的“綜合的時代”（The Age of Synthesis）。

聚合科技在新世紀的作用和意義是：四大科技NBIC互相纏繞在一起，共同支撐21世紀的人類發展；同時，它將四大科技的能量聚集到一點，所向披靡，無堅不摧。本文將描述從認知科學到聚合科技NBIC的這一轉變過程，揭示21世紀綜合時代的特征，并對聚合科技NBIC對未來的潛在影響作出預測。

綜合的時代

分析科學和分析方法是20世紀的一個標志，由此產生了一個“分析時代”。這個時代，各門學科、各個研究領域的范圍都受到分析方法的影響，雖然科學研究越來越深入，但科學領域和學科范圍卻越來越窄，知識的廣度也越來越有限。以分析方法為主的科學技術主導了20世紀的發展，從太空探索到人類生存都取得了顯著成就。然而，這一時期卻缺乏以人為本的人文社會科學研究和成果來支持上述發展。這種情況在20世紀的最后25年開始改變，隨著文理工大綜合的認知科學的建立，越來越多的研究聚焦于人類綜合的能力。

分析與綜合：人類認識世界的兩種基本方法。分析與綜合是人類認識世界的兩種基本的科學方法。分析是一種自上而下的獲取信息的方法，即將認識對象分門別類地進行研究，這種方法基于古代分類學。相反，綜合是一種自下而上的研究方法，在這種方法中，我們將認識對象組合成一個整體來進行研究，這種方法基于古代對世界的整體觀。

分析和綜合這兩種科學方法涉及到兩種邏輯方法：演繹和歸納。分析方法在邏輯上使用的是演繹推理，從認知科學上說，它是左腦的工作方式；綜合方法在邏輯上使用的是歸納推理，采用的是右腦的工作方式。在人類認識史上，分析與綜合、演繹和歸納，這兩類主要的科學認識方法和邏輯推理方法早就被哲學家注意到了，形成了從古希臘到近代西方哲學中的唯理論和經驗論之爭。例如，古希臘哲學家柏拉圖和亞里士多德分屬于唯理論和經驗論陣營；近代西方哲學中唯理論者有笛卡爾、萊布尼茲、斯賓諾莎等；經驗論者有培根、洛克、休謨等。歐陸哲學家多屬唯理論，英美哲學家則多屬經驗論。中國哲學從古代到現代都是以經驗論為主流。

綜合：人類認知與發展的新的時代。20世紀是分析的時代，但自20世紀下半葉以來，分析和演繹的缺陷日益顯現出來。1931年，哥德爾（K. G?del）證明在一個充分大的數學系統中，系統的一致性和完全性不能同時滿足。這是說，在一個一致的數學系統中，至少存在一個真而不可證的命題。這個偉大的定理證明了分析方法和演繹推演不能窮盡系統內的真理，即使是數學和邏輯這種純粹的分析和演繹的科學亦是如此。這個定理也證明了人類的理性是有限度的。

從20世紀70年代中葉認知科學建立到21世紀之初聚合科技的建立，人類認識的發展走在一條從綜合到更大綜合的道路上，這并不是偶然的，它反映了人類認識世界的方式的根本轉變，這是2000多年來人類認知的一次重大變革！科學發展從以分析和演繹為主的認知方式，轉向以綜合和歸納為主的認知方式，人類社會從分析的時代進入綜合的時代！

綜合再綜合，創新再創新，這將成為21世紀的時代特征。

認知科學：三個綜合目標

認知科學有兩個重要的特點。首先，它是經驗性的。認知語言學家萊考夫（G. Lakoff）指出認知科學的三大發現是：心智是涉身的；思維是無意識的；抽象概念是隱喻性的。其次，學科具有整體性和綜合性。認知科學有三大綜合目標：學科交叉融合；知識綜合創新；人才綜合發展。

學科交叉綜合。在科學發展中，分析方法通常用來研究自然、社會和精神現象。這種方法幾乎應用于自然、社會和精神領域的所有學科。隨著時間的推移，學科分類越來越細，而學科的范圍卻越來越窄。

聯合國教科文組織（UNESCO）的學科劃分確定了5個學科門類和60個一級學科。聯合國教科文組織國際文獻聯合會分類體系（BSO）的學科分類有9個門類和60個一級學科。美國標準有17個門類、38個組、362個學科。英國標準有20個門類、159個一級學科、654個二級學科。德國的學科分類有10個門類、64個一級學科、558個二級學科。日本標準有9個門類、49個組、1250個學科。1992年建立的中國學科標準包括11個學科門類，58個一級學科，573個二級學科和大約6000個三級學科。這種學科的細分可以概括為：學科門類十幾個，一級學科幾十個，二級學科幾百個，三級學科幾千個。這樣的學科分類將人類知識切割得支離破碎。

在這樣一個復雜而繁瑣的知識分類系統中，學習和掌握所有領域的知識是不可能的。相反，越來越多的學生被要求專注于一個狹窄的領域，并在一個特定的學科發展專長（專業化）。在這種分析性的教育系統中，作為學習和掌握這種狹隘的專業知識的代價，可能會導致受教育者寶貴的綜合能力的喪失。

人類知識本來就不是按照學科來劃分的，而是以問題為中心的，是以問題為學習和研究導向的。學科設置卻是人為的，現代教育強化了這種人為的學科劃分。認知科學打破了這種以分析方法建立的嚴格的學科壁壘，重新建立了多學科、跨學科的知識體系。認知科學作為一門綜合自然科學、工程技術、人文科學的新的知識體系和研究方法，有可能幫助許多傳統上互相分離的學科實現交叉綜合，重新煥發科學和學科的青春與活力。

綜合知識創新?？茖W是以問題為導向的，是處處稠密的?？茖W是針對特定問題而產生的，凡是有問題的地方，就會有科學。學科則是人為劃分的，是離散的和受學科規范約束的?，F代教育體制，特別是現代大學強化了學科劃分和學科規范。在科學與學科的這一對矛盾中，科學是第一性的，是活躍的，是常新的和生生不息的。學科是第二性的，是僵化的，是滯后的和難以改變的。學科規范與科學規律相適應則促進科學發展，反之則阻礙科學發展。但科學總是為自己的發展而不斷突破學科障礙、開辟發展道路。認知科學的建立就是一個科學研究突破學科障礙而使科學得到發展的典型例子。其后聚合科技NBIC的建立又一次突破學科障礙，并為自己的發展開辟新的方向。通過這種矛盾運動，科學和學科都得到了健康發展。

在綜合發展的時代，一些最初出現的學科或領域之間可能會發生整合。比如，在認知科學的框架內出現了大量的交叉學科新領域，如控制論產生于計算機科學與神經科學的交叉融合，神經語言學產生于神經科學與語言學的交叉融合，神經心理學產生于神經科學與心理學的交叉融合，認知過程的仿真產生于心理學與計算機科學的交叉融合，計算語言學產生于計算機科學與語言學的交叉融合，心理語言學產生于心理學和語言學的交叉融合，心理學哲學從哲學與心理學的交叉融合發展而來，人類學語言學從人類學與語言學的交叉融合發展而來，認知人類學從心理學與人類學的交叉融合發展而來，腦進化從神經科學與人類學的交叉融合發展而來，等等。顯而易見，如果沒有認知科學的發展，這些新的綜合領域或交叉學科就不會出現。

人才綜合發展?，F代教育體制由多學科的分科教育組成，因此就涉及到一種學科分析的方法。當代教育系統需要分析方法和管理部門發揮學科間的協調作用，從而強化了學科管理部門本身的職能。例如，當前，中國的大學如果要增加一個學科目錄中沒有的新學科，必須經過國家教育部的批準。在科學基金項目的申報中，跨學科、交叉學科和新興學科項目的申報也存在困難。認知科學這個在美歐已經發展了近半個世紀、碩果累累、具有強大生命力的學科，在中國的學科目錄和自然科學、社會科學兩大科學基金項目的申報中，至今仍然沒有自己的一席之地和正常通道。

在這樣學科和教育體系中，學生更容易被培養成某種類型的專家、學者或教授，而很難被培養成為大師。為什么呢？因為這樣的科學和教育體制不太可能產生歷史上像諸葛亮那樣精通天文、地理和軍事的全才；也不可能產生像達·芬奇那樣集藝術家、雕塑家、建筑師、工程師和科學家于一身的大師。古希臘百科全書式學者亞里士多德、中國古代思想家和哲學家老子、思想家和教育家孔子、心學大師王陽明、儒學大師莫友芝，也不可能從當代教育體系中誕生。事實上，古今中外的所謂“大師”，他們的知識類型全都是綜合型的，而不僅僅是專業型的。這就是困擾我國科學界和教育界的“錢學森之問”的答案?？梢云谕?，“錢學森之問”這個難題在綜合的時代能夠得到完美的解決。

在現代教育體制下，之所以很難出現上述那樣的學術大師或改變人類命運的人物，重要的原因就是綜合能力和綜合知識的缺乏。如果人類知識是一座森林，在現代條分縷析的教育體制下，受教育者不過像蟲子一樣生活在一片樹葉上，對其他樹葉和樹木缺乏了解，更不用說整個森林了。我們需要的是這樣的人：他們能夠像鷹一樣在人類知識的森林上空自由翱翔，只有這樣才可能有綜合的眼光，才可能對人類知識，對整個森林有全面的了解，也才可能對人類的進步作出更大貢獻。

聚合科技：大規模集成

認知科學和聚合科技NBIC正在向更高層次、更大規模的方向發展。斯博列爾（J. Spohrer）預言：“在下個世紀，或者在大約5代人的時期之內，一些突破會出現在納米技術（消弭了自然的和人造的分子系統之間的界限）、信息科學（導向更加自主的、智能的機器）、生物科學和生命科學（通過基因學和蛋白質學來延長人類生命）、認知和神經科學（創造出人工神經網絡并破譯人類認知）和社會科學（理解文化信息，駕馭集體智商）領域，這些突破被用于加快技術進步的步伐，并可能會再一次改變我們的物種，其深遠的意義可以媲美數十萬代人以前人類首次學會口頭語言知識。NBICS（納米－生物－信息－認知－社會）的技術綜合可能成為人類偉大變革的推進器?！?/p>

擴展人類的認知和交際能力。實現NBIC聚合總目標的第一個重點領域是擴展人類認知與交際能力。這一領域的主要任務是促進技術突破，這些突破有可能增強個人的心理和社會交際能力。整個20世紀，人們提出了許多純粹的心理學技術來加強人類的人格特征，但是系統的研究通常無法證實這些技術方法的所謂好處。目前的證據表明，綜合運用各種科學和技術的方法，可能比單純依靠心理訓練更有效。

加州大學圣特巴巴拉分校的高雷奇（R. G. Golledge）認為，聚合技術NBIC可以拓寬人類在幾個感官領域“跳出界外”思考的能力，例如，聚合NBI和空間認知方法，我們就可以得到：自然語言驅動的機器人和可穿戴計算機；基于人類尋路實踐方法的互聯網搜索引擎；感知環境并提醒我們污染程度等的智能面料等；當我們旅行時會與我們交談的智能環境系統（如遠程聽覺標識系統）；以GPS為基礎的個人導航系統能夠方便我們在不熟悉的地方出行（例如旅游）；通過觸控、注視或手勢來解釋所在環境的智能地圖（例如“你在這里”的實時地圖或觸摸屏數據表達計算機）；機器導盲犬攜帶大型環境數據庫，可以在不熟悉的地方開辟路線；為訪客提供建筑物內部狀況及游客信息的智能建筑，比如，中轉終端機；在地面或交通工具上提供的遠程聽覺標志（談話標志／遠程紅外聽覺標志）；購物中心和交通樞紐等建筑物內的“會說話”的熒光燈；具有點鏈功能的GPS導航系統，可以提供定位于地點和網站的信息。

改善人類健康和身體能力。由于生物醫學項目設計的需要，了解細胞-分子界面（即納米級相互作用）將是納米生物技術應用的一個重要發展方向。

在延長人類壽命方面，廣泛和成功地引入納米生物技術將需要跨學科合作和廣泛的信息交換。例如，在修復和替換損傷的生物器官方面可能的干預水平和一些正在出現的解決方案，其中納米生物技術可以發揮作用。

在人機交互領域，人們普遍認為納米技術的最新進展將對腦機接口（BMIs）和神經假體器件的發展產生重大影響。通過在神經元組織和機器之間建立直接聯系，這些設備可以使用自愿神經元活動來直接控制機械、電子甚至虛擬物體，就像它們是身體的延伸一樣。

這項新技術的核心是不斷增長的電生理學方法的能力，用于揭示從大量個體神經元的原始電活動中獲得意識和有意向的神經過程（如移動手臂）的潛在機制。這些神經信號可以被轉換成一種可以用來控制外部設備的信息形式。此外，通過提供從這些設備向大腦傳遞感官（如視覺、觸覺、聽覺等）反饋的方法，有可能在大型神經回路和機器之間建立互惠的（生物學上更合理的）交互形式。這些發展可能滿足人工驅動器的要求。這些驅動器作為簡單的身體延伸功能，可以用來增強人體運動性能?；谶@項研究和納米技術的最新發展，構建一套閉環控制的腦機接口成為可能，使之在宏觀、微米甚至納米環境下恢復或增強電機性能。

提高團體和社會效益。NBIC創新的主要好處超出了個人層面，施益于群體，并促進經濟、文化和整個社會發展。特別是，NBIC創新尋求提高團隊能力，促進社會交際和合作。

加州大學伯克利分校的班菲爾德（J. Banfield）提出了一個模型來解釋認知科學的引入在指導復雜過程的超級模型發展方面是如何發揮無法估價的作用的。該模型將物理和化學環境信息與種群大小、結構和基因表達信息結合起來，分析群落相互作用并預測系統對擾動的響應。

在微生物模型的研究中，班菲爾德發現，過度使用和／或不平衡使用資源可導致毒素積累、食物短缺、人口過剩和死亡。納米-生物-地理的整合可以讓我們梳理出器官與其周圍環境之間復雜的相互依賴關系，從而最終獲得對環境系統的充分理解，以避免由微生物層面的相互作用中表現出來的資源耗盡的不利后果。

國家安全。美國國防部闡明了NBIC的７個國家安全目標：（1）數據鏈接、威脅預測和戰備；（2）無人駕駛作戰車輛；（3）作戰人員教育和訓練；（4）化學／生物／輻射／爆炸（CBRE）的探測與防護；（5）戰士系統；（6）提高人類工作表現的非藥物治療；（7）腦機接口的應用。

例如，手腕佩戴的監視器（腕表）通過監測睡眠來預測人員的工作能力。睡眠通過手腕監視器處于非運動狀態來確定。腕表顯示的曲線根據士兵的休息時間來預測士兵的行動能力。海軍研究實驗室的默戴（J. Murday）開發了一種涉及未來納米生物技術應用的戰士系統，該系統包括電鍍陶瓷制造的等角天線材料、碳納米管和納米纖維制造的輕型彈道頭盔、燃料電池膜制造的緊湊型電池、納米纖維和選擇性發膜制造的化學／生物防護服、聚合體分層硅化物和多層聚合物制造的彈道防護面罩、化學／生物探測技術和水質探測技術制造的化學／生物傳感器、納米初級合成物和納米金屬物制造的先進武器系統、納米反應物制造的化學／生物皮膚殺蟲劑乳霜、納米膠囊和納米薄膜過濾器制造的飲用水系統，這個多系統綜合的“未來戰士系統”將極大地提高單兵作戰能力，并在未來戰爭中形成前所未有的強大戰斗力。

在21世紀之初，《聚合四大科技 提高人類能力》（CTIHP）一書就作出預言，無人機將會成為未來戰爭的主要作戰手段。自動化技術（包括傳感器小型化、增強的計算能力、存儲能力和增強的軟件能力）將替代飛行員在許多危險的作戰任務中實現完全自動化或者人機循環組合。無人機將具備人工大腦，在執行任務時能夠效仿技術嫻熟的戰斗飛行員。除需要戰略決策或開火決定等特殊情況外，如起飛、航行、情況偵察、目標確認和安全返航等任務，將被自動完成。解除了人體重力約束和減少了人體物理支持設備（氧氣、彈射系統、裝甲等）的重量，飛機將更加靈敏。坦克、潛水艇和其他戰斗車輛將會得到類似的改進。今天看來（特別是在近期的烏克蘭危機中），這一預言已經完全成為現實。

統一科學和教育。目前，科學和工程的教育是高度碎片化的，每個部分都受到特定學科邊界的限制。紐約城市大學的阿金斯（D. Akins）等人預測，在未來，知識將基于由納米技術、生物技術、信息技術和認知科學提供的統一概念，而這是通過教育機構來推行的。自然科學、工程科學、社會科學和人文科學將聚合在一起。統一科學的基本概念將從教育過程的一開始就引入，包括K-12、本科和研究生教育的全過程。聚合科技將開發新的工具，用以提供高質量的、隨時隨地可利用的教育機會。NBIC的科學和工程教育方式將讓大多數學生可以受益，并作為繼續教育讓感興趣的成年人也可以受益。

美國國家航空航天局的巴特森和波普（J. G. Batterson and A. T. Pope， 2002）對2015年K-12教育的發展前景做了詳細的預測：

在未來的15年里，聚合科技（CT）、納米、生物、信息和認知技術（NBIC）的協同作用將顯著改善K-12年級的教學方式、教學地點和教學內容，并支持快速發展的科技經濟所需的終身學習。通過國家和州的標準，美國一半的學校將根據科學與技術統一的原則開展科學教育（NRC， 1995），而不是自工業革命前以來孤立學科的教育。新的學習工具如神經科學傳感器，通過保證帶寬提高互聯網服務質量，以及對自我完善的生物反饋的新理解，將為所有人提供新的、高效的學習方法，特別是確保所有兒童在五歲前都能夠閱讀。學生們將不再依賴于教室或校舍的嚴格管理和課程表，因為他們將從無數的場所全天候地獲得課程和補充信息。

NBIC的研究進展可以滿足每年越來越多學生的特殊需求，而需要的教職員工卻越來越少。隨著科技的發展，學生可以越來越方便地與世界各地的其他學生交流，分享信息、語言和文化。隨著人們認識到終身學習的重要性，全世界可能會有越來越多的人加入到教育體系中，其中包括數百萬老年人，終身學習的重要目標成為現實。在巴特森和波普（2002）的教育模式中，對新建筑的要求降低了，因為學生可以在家里、工作區域和學校全天候（每周7天，每天24小時）利用課程資源。節省下來的資本投資可以用于提高教育工作人員的薪酬，以吸引和留住優秀的教師和課程開發人員。據設想，教育和娛樂之間的界限將越來越模糊，因為公民都可以全天候對學校進行訪問，以改善他們的生活。

結論與未來預測

在20世紀的最后25年里，科學技術的兩個重要的發展是1975年認知科學的建立和2000年NBIC聚合技術的產生。下面，我們對從認知科學到聚合科技及其后的發展作一總結，并對未來作出預測。

人類發展進入綜合時代。認知科學由6大學科組成，是人類知識的綜合發展。NBIC聚合科技，包括認知科學，是一次更大的學科綜合?？茖W綜合的趨勢為科學知識提供了極其廣泛的基礎，也為科學技術進步和人類認知發展提供了前所未有的廣闊前景。

縱觀人類科學史和思想史的發展歷程，我們可以看到一個從分析到綜合，再從簡單綜合到更大綜合的發展過程。不斷地綜合發展，從綜合到更大的綜合，是21世紀人類科學技術發展的持續趨勢。

這種融合發展的趨勢體現在科學研究、學科建設、人才培養等多種模式上。在綜合知識、綜合學科和擴展能力的發展基礎上，綜合和發展將會變得更加全面。此外，這一趨勢可能會對中國的政治、經濟、社會、文化、教育和社會的其他方面產生強烈的影響。在21世紀綜合的時代，NBIC聚合科技有可能從根本上改變人類前進的方向，甚至改變物種。重要的是要預測這些變化的性質，并作出適當的準備。

然而，認知科學和聚合技術的新發展目前還未進入決策層面。例如，盡管部分發達國家和世界一流大學都在全力支持認知科學和聚合技術的研究，但認知科學尚未被納入中國的學科目錄。這種狀況令人擔憂。許多年前，筆者曾說過，一所大學如果不進行認知科學研究，就不足以被認為是世界一流的大學。這個觀點應該引起大學和各級教育管理者的重視。

思想和方法創新在當今時代的重要性。認知科學，特別是認知人類學（涉及文化、進化和認知）和進化心理學的研究表明，人類和非人類動物之間的根本區別是：人類在200萬年前發明了口頭語言，這是可以表達抽象概念的符號語言。在抽象語言的基礎上，人類發展出抽象思維。憑借抽象語言和抽象思維，人類建構了全部的知識體系，知識在歷史的演進過程中積淀為文化。因此，人類具有語言、思維、文化層級的認知，而非人類動物并不具有這種認知。非人類動物的進化僅僅發生在基因的水平上，一個有生物學意義的小小變化往往需要歷經數百年甚至數千年的時間跨度。人類的進化可以發生在思想、文化和技術層面上，其基礎是通過語言進行社會傳播。文化演變可以在幾十年、一代人或至多幾代人的時間內產生實質性的變化。地球上生命的歷史長達數十億年。作為基因進化的結果，智人出現在1.6億年前。這個過程涉及數十億年緩慢的生物進化。在大約5000年前人類逐漸發展出了語言和書寫。從那時起，人類的進步在很大程度上不是在基因水平上，而是在工具和文化水平上的進步。自文字發明以來，人類社會的進步呈指數級的發展。書面語言促進了知識的保存，而語言促進了文化的傳播（見表1）。美國科學家文特（J. C. Venter）使用合成染色體來創造人工生命，驗證了表1最后一行的合成方法，文特將自己從無到有合成的這個新生命命名為“辛西婭”（Synthia），與“綜合”（synthesis）為同源詞，由此開創的一個新的學科被稱為合成化學（synthetic chemistry）。人工合成生命出現的時間比2002年羅科、班布里奇等人預測的要早得多。

分析方法在20世紀初極大地改變了人類社會。在20世紀下半葉，認知科學的綜合方法也產生了類似的效果。隨著更加綜合的科學方法的使用，NBIC聚合技術將從根本上改變21世紀的人類社會。人類的思考和行動受語言使用方式變化的影響。因此，從語言中產生的工具和技術發生變化，會引發社會在多個層面上的變化。從分析到綜合，再從綜合到更全面的綜合，涉及語言學層面的思想和方法的創新。這就突出了創新思想和方法對社會進步的重要性。很明顯，在綜合時代需要大量的思想和方法的創新，且這種創新不同于作為分析時代單一學科或某一領域的創新。

個人全面發展的重要性。綜合的時代有利于個體的全面發展。在分析時代，左腦在控制思想和行為方面占主導地位?？梢灶A測，在未來，左腦優勢將被右腦優勢所替代，左右腦半球將扮演更平衡的角色，因為大腦高度偏側化使得雙腦平衡的個體比只使用或主要使用左腦的個體能夠更有效地同時執行左右腦的功能，從而達到分析與綜合、演繹與歸納平行的認知功能。

因此，左腦的分析功能應該得到越來越多的應用，右腦的綜合功能也應該得到越來越多的應用，只有這樣個體才有可能得到更全面的發展。認知神經科學已經表明，沒有足夠的對大腦與心智能力的理解，即對腦、心理、語言、思維和文化認知的理解，人的整體心智能力無法得到提高。

《聚合四大科技 提高人類能力》（CTIHP）一書顧問羅賓奈特（W. Robinett）認為，新的認知能力通過對大腦的全面了解而實現。這些能力包括虛擬存在、改進的感覺、記憶、想象等。羅賓奈特還設想了一些發展，比如，“將自己下載到新的硬件”的能力，通過這些能力，一個人可以實現即時學習，開發多個體蜂群心智，光速旅行，甚至自主進化等。NBIC技術可以幫助我們整合現有的關于人類行為的多種驅動因素的知識，以全面理解人類活動。這一目標的實現將使我們對人類行為的理解有一個重大飛躍（見圖1），有可能導向人類構成一個新物種。

最后，應該認識到，科學和技術的回歸必須是在個體層面上，并且是以人為本的。也就是說，人類的生存應該有一個總目標，包括預防潛在的危害和遏制科學技術目前所造成的危害。必須考慮到，聚合技術的發展除了積極的影響，也可能有潛在的負面影響。目前，地球正在變暖，海洋冰層正在融化，環境正在受到破壞，資源面臨枯竭危險。此外，一些人類活動正在對人類自身產生嚴重的有害影響。解決技術的這些消極影響是未來科學技術的核心問題。

完善教育體系，在廣闊的發展體系中創造全面發展的人才。未來的真正改善將依賴于社會變化，這些變化使人類能夠在不破壞地球的前提下生存和發展。這不僅需要能夠進行數學和邏輯分析的科學家和哲學家，也需要能夠運用綜合認知能力進行藝術創作和綜合思維的思想家和創造者。

中國古代思想家孟子說：“萬物皆備于我矣。反身而誠，樂莫大焉?！边@是說，世界上萬事萬物之理已經由天賦予我，在我的天性之內完全具備了，如果向內探求，到達天人合一的至誠境界，便會感到莫大的快樂。這句話反映了孟子天人合一的思想。兩千年后，馬克思曾引用一句他所喜歡的格言“人所共有我皆有”，表明了同樣的哲理和人生價值。相距兩千年的這兩位偉大思想家對世界的思考得到同樣的結論，這不是偶然的。

《達·芬奇傳》的作者瓦薩里（Giorgio Vasari）評價達·芬奇這位文藝復興時期著名的科學家和藝術大師：“在正常的過程中，許多男人和女人生來就具有非凡的才華；但有時，一個人被上天以一種超越自然的方式神奇地賦予了美麗、優雅和才華，他把其他人遠遠甩在了后面，他的所有行為似乎都受到了啟發，事實上，他所做的一切顯然都來自上帝，而不是人類的技能。每個人都承認列奧納多·達·芬奇是這樣的，他是一位有著出眾的身體美的藝術家，他在做任何事情時都表現出無限的優雅，他如此輕松地培養他的天賦，以至于他研究的所有問題都能輕松解決?！币獯罄锢韺W家、天文學家、數學家、哲學家、現代實驗科學先驅伽利略說：“自然是完美的”，喬姆斯基引用伽利略的話寫道：“科學家的任務就是證明這種美，無論是研究運動的定律、雪花的結構、花朵的形狀和生長，還是我們已知的最復雜的系統——人類的大腦?！?/p>

一些科學家預測，全球教育和信息系統將在本世紀的前15年從根本上改變教育的面貌。NBIC聚合科技有可能將科學和教育統一起來，提供一個包括認知科學在內的更廣泛的基礎。在當今時代，我們也許能夠消除對學生和學習的限制，包括自現代教育系統出現以來就存在的物理教室和社會紀律的限制。我們希望涌現像文藝復興時期的達·芬奇和伽利略那樣杰出的科學家和學術大師，我們也希望出現更多像孔子、孟子、老子、莊子那樣關心人類命運的思想家。

（本文系國家社會科學基金重大項目“語言、思維、文化層級的高階認知研究”、國家自然科學基金重點項目“語言理解的認知機理與計算機模型研究”的階段性成果，項目編號分別為：15ZDB017、62036001）

注釋

[1]M. C. Roco; W. S. Bainbridge （eds.）， Converging Technologies for Improving Human Performance Nanotechnology， Biotechnology， Information Technology and Cognitive Science， Kluwer Academic Publisers， 2002. 中文版《聚合四大科技 提高人類能力——納米技術、生物技術、信息技術和認知科學》，蔡曙山、王志棟、周允程等譯，北京：清華大學出版社，2010年。本書入選2011年中央國家機關“強素質，作表率”讀書活動科技類唯一推薦書目。為方便閱讀，英文版書名簡寫為：CTIHP。

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責 編／張 曉