认知科学笔记#8：智能模块

智能的模块性，指心智由运行不同程序规则的不同子系统结构而成，诸如视觉系统、记忆、逻辑、脸部识别等。Pinker 氏*称，

心智是一套计算器官的系统，由自然选择所设计……

模块性以多种方式浮现，我们谈到过的如 Chomsky 的语言获得设备(LAD)和各类专家系统，以及 Gardner 氏的多元智力理论。所谓「模块」，具体而言，在 Fodor 氏**看来有以下六个特质：

  1. 特定于领域：致力于某个特种认知功能，如脸部识别。
  2. 信息封闭：模块不会被下游处理区域所影响，除了上游输入以外独立运转
  3. 强制：不受制于执行控制或者自愿行为
    • 你不能仅靠意志就以不同方式感知物体；甚至当你知道何为真实的时候仍然无法摆脱视错觉。
  4. 迅速：相较于下游的有意识反射性过程***。

此外 Fodor 氏还指出另外两个生理上的而非功能上的特质：

  1. 局部架构：模块被脑的特定区域实现。
    • 例如脸盲症跟脑的梭状回有联系。许多认知科学家于是将脸部识别定位到梭状回，位于颞叶与枕叶中的 Brodmann 37 区。
  2. 故障模式具有特征
    • 发生选择性的损伤，如影响脸部识别但没有其他

* Pinker. How the Mind Works. p. 21.

** Fodor, J. Modularity of Mind (1983).

*** Kahneman. Thinking Fast and Slow (2011).



Fodor 氏实际上认为不是人的所有子系统都是模块式的，比如中央处理器既非特定于领域亦非信息封闭。还有一个重要非模块式的功能是「信念固着」，整个系统使用感知、记忆、理论知识等的所有各种数据来决定去相信什么。这种非模块式系统也有两个特性*：

  1. Quinean **：进行整体处理而非特定于领域
  2. 各向同性***：并非信息封闭，即一个区域的处理进程会被另一个区域影响
    • 在 Muller-Lyer 视错觉中，我们看到（以不能被我们控制的模块式的感知系统）两个线段有不同长度，同时我们却可以相信（以非模块式的信念系统）两个线段是不一样长的。

Fodor 氏进一步认为认知科学不关心非模块系统****，其论证是

  1. 认知科学通过符号系统假设进行解释；
  2. 符号系统通过操作物理形状来操作语义单元；
  3. 对物理性状的操作并不敏感于整体知识；
  4. 不敏感于整体知识的系统是信息封闭的；
  5. 所以，认知科学通过信息封闭模块进行解释。

为了结论成立，Fodor 氏实际上认为认知科学的解释「只」通过符号系统。但认知科学可不可以既有对局部形状检测语法，又对保持整体知识的语义区域和网络有所联系？Fodor 氏对此种语义网络的反对是一种乞题。我们之后会涉及他之后提供的另一种语义——外部因果理论。

* Bermudez. p.157

** =蒯因主义。科学哲学家 Quine, W.V.O. 强调科学验证的整体论性质，即一致性是对整体知识基底而非孤立模块而言的。

*** =isotropic

**** Fodor. The Mind Doesn’t Work That Way (2000).



一些演化心理学家和哲学家认为所有系统都是模块式的，这被称为「大范围模块性*假设」**。Cosmides 氏和 Tooby 氏用演化解释对 Wason 氏卡片问题的模型进行了解释：

  1. 在抽象问题中，即涉及对全部事物的一般内容，人类的「若……则……」条件推理表现得很差。
  2. 在涉及特定领域，如对演化发展至关重要的社会义务，人类的「若……则……」条件推理则表现得很好。
  3. 最好的解释于是成为，逻辑规则如「若……则……」条件推理属于特定领域的模块系统，而非一般非模块系统。

另一方面，根据 Simon, H. 的建议，Carruthers, P. 论证道大自然逐模块地设计了生物系统***：

  1. 认知系统由演化逐渐建成。
  2. 演化会发展出高效的系统，这时每个部分都解离或分离于其他部分。
    • 也就是说当一个部分失效时不影响其他部分运行。
  3. 可解离或者可分离的部分就是模块。
  4. 所以演化会从模块来建立认知系统。

反对意见指，大自然可以选择多功能的东西，即便是一般功能，只要适应性充分。例如眼睛提供了明暗、颜色、形状的信息，但视觉同样也有非模块元素，比如先前经验的记忆会影响一个人将眼前物品分辨为 Musk 灵车、未知的车辆或者外星人登陆舱。反对意见还指，自然选择已经产生了无关领域的机制，比如在所有领域都有条件反射，诸如奖励能够增强逃出迷宫、清理自己的房间、讲出恰当的英语等行为。

* =massive modularity hypothesis

** Cosmides, L., Tooby, J.. Origins of Domain-Specificity: the Evolution of Functional Organization. In: Hirschfeld and Gelman, Ed. Mapping the Mind (1994).

*** Carruthers, P. The Case for Massively Modular Minds. In: Stainton, ed. Contemporary Debates in Cognitive Science (2006).



模块性这个概念也被新近研究质疑。

  • 局部架构假设与多项研究*均不一致。如 Prinz, J. **指出语言生成可在脑的所有叶中被定位。
  • Prinz 氏还指出一些强制或者自动过程非常慢，比如昼夜节律系统。同一个系统的不同情形仍然有速度差别，比如动词变形的速度取决于该动词规则与否，以及该动词出现的频率。Prinz 氏更指一些不太可能成为模块的系统反而却很迅速，比如促发效应强制且迅速，却联系到记忆系统、语言系统的词汇、文化知识系统的刻板印象等不同系统的元素。
  • 哲学家 Samuel, R. ***指出，可以有领域特定的规则在一般系统中，而不在包含该规则的机械架构的特定领域模块中。我们谈论过的经典与连接主义系统的混合架构就同时包含模块和非模块的子系统，如 Anderson, J. 的 ACT-R 架构。

* Uttal, W.R. The New Phrenology: The Limits of Localizing Cognitive Processes in the Brain (2001).

** Prinz, J. Is the Mind Really Modular? In: Stainton, ed. Contemporary Debates in Cognitive Science (2006).

*** Samuels, R. Is the Mind Massively Modular? In: Stainton, ed. Contemporary Debates in Cognitive Science (2006).