认知科学的动态范式
1。第三种竞争范式的提出
自20世纪80年代联结主义范式兴起以来，象征主义和联结主义已成为认知科学的两个基本范式。由于这两种范式都基于功能主义计算假说和联结主义假说，因此它们受到了一系列问题的质疑。随着近十年来一些动力系统理论文献的出现，一种新的认知科学基础理论似乎正在逐渐形成，例如Globus（1992）、Robertson（Robertson1993）、Thelen（Thelen）和Smith（1994） ）的文章和著作希望对认知有更好的动态理解。特别是，van Gelder 和 R.Port (1995) 出版了一本关于认知科学动态理论的书：Prohibiting a Dynamic Research Method to Cognition Science (It'sabouttime) : An Overview of the Dynamical Approach to Cognition, Mindasmotion: Explorations在认知动力学中，剑桥，马萨诸塞州，麻省理工学院）被用作认知科学第三个竞争范式的宣言。这本书引起了极大的关注，如华盛顿大学的C. Eliasmith于1996年出版了《第三种竞争范式：对认知的动力理论的批判性考察》，也引起了其他人的热烈讨论。
Von Gelder 针对 20 世纪 80 年代后象征主义和联结主义范式所带来的困难，提出了动态主义假说。对于认知科学中的时间、架构、计算和表示等概念，人们提出了不同的解释。 Von Gelder 描述了 Newell Simon 的计算主义假说或物理符号系统假说：
“自然认知系统在物理符号系统意义上是智能的。”
相关地，Churchland 和 Sejnowski（1992）表达了他们对联结主义假说的支持，因为“紧急情况是一种系统性的现象，在某种程度上依赖于较低层次现象的较高层次的后果。”他们承诺“通过结构化低级神经网络的功能可以实现复杂的认知效果”
“直觉过程是一个亚概念联结主义动态系统，不接受概念层面完整、形式和精确的描述。”
“自然认知系统最好理解为使用子概念网络的动态神经系统。”
有一种假设认为，人类意向性源于集群系统动力学，并受到环境的刺激。
动力系统类包括任何时变系统，广泛用于自然描述中。动力学家希望勾勒出一类特殊的动力系统，能够充分描述认知。因此，冯·盖尔德在 1995 年提出了他的动力学假说：
“自然认知系统是一种动态系统，从动态的角度来理解认知系统是最好的。”
动态假设描述了基于数学动力系统理论的认知，使用数学中的状态空间、吸引子、轨迹和确定性混沌等概念。解释认知主体（代理）与环境交互的内部认知过程。使用微分方程组来表达认知主体（agent）在状态空间中的认知轨迹。换句话说，认知被描述为由认知主体所有可能的思想和行为组成的多维空间。特别是通过认知主体在一定环境、一定内在压力下的思维轨迹来详细考察认知。的。认知主体（智能主体）的思想和行为受微分方程控制。系统中的变量不断演化，系统服从非线性微分方程。一般来说，它是复杂的、确定性的。
二。认知科学中的几种动态系统模型
虽然这些模型不仅仅是动态假设的应用实例，但它们被动态理论的倡导者视为其范式的承载者。
1。循环电机行为模型
Robertson (1990) 曾经使用动态方法粗略地概述了 CM（新生儿自发原动行为的循环）。罗伯逊收集了有关新生儿自发运动行为的大量数据。由于这些经验数据的有效性，这个动态系统模型CM是少数可以作为动态系统模型的模型之一。而且很多人认为，这是对可量化的生理行为的非隐喻动态描述，这恐怕比临床心理学的研究结果更容易让人接受。
Robertson 后来对观测状态空间进行了过滤，得到了一个具有几个自由度的理想动力学模型，似乎能够模拟 CM 的随机过程。但根据随后的研究，罗伯逊只能得出这样的结论：“我对CM的生物底物知之甚少。”因此，目前还没有完美的动力总成模型。
因此，Robertson说：“我们距离建立清晰对应状态变量和参数以及生理和环境因素的CM动态系统模型的目标还有很长的路要走。”
2．嗅觉灯泡模型
Skarde 和 Freeman 1987 年的论文《了解世界的大脑如何制造混乱》在一定程度上粗略地概述了这个模型和实验，一种基于嗅探的神经过程的研究，使用复杂的动态系统理论来描述神经的各种复杂状态受体系统，包括描述混沌神经元活动及其规则轨迹的复杂模型。 Gelder、Globus、Bardon 和 Newman 都认识到它可以用作动态系统模型。
3。动态振动理论模型（MotivationalOscillatoryTheory）
动态振动理论（MOT）是循环动态系统的模型。它是 von Gelder (1995) 推荐的简化动力系统模型，作为动力假设的一个例子，由...
提出但是这个系统最大的问题是如何正确选择系统的参数。由于动态系统对初始值敏感，“改变动态系统的一个参数会改变其整个动态”（vanGelder，1995，p.357）。
4。语言认知的动态模型
5。关于意识的动态模型
……
三．从动态认知范式理解表征
表征是认知科学的核心概念之一。表示包括对象表示、问题表示和知识表示等，还有隐式表示和显式表示、人类表示和机器表示。总之，表征被认为是人类表达自身和外部世界的媒介，尤其是知识表征是推理的前提。在计算主义的框架下，知识表示是有效计算的媒介，是计算机世界以及与人类世界进行信息交流的媒介。当今流行的认知科学范式的最前沿是表示和计算问题，无论是作为“代理”、“一组本体论承诺”还是“媒介”（Wegman（M.Wageman，1996），或者“作为另一个物体的替代品而存在的建构符号”（刘细蕊，2004）。每个人都有一个默认的假设，“没有表征，就没有人类的认知。”
动态认知范式与其他范式的一个重要区别是对表征的不同理解。符号主义模型基于符号表示。联结主义表示基于网络中的并行表示或局部符号表示（Globus1992，ThelenandSmith1994；vanGelder1993，1995）。但动态理论的认知范式声称动态模型应该是“无表征的”。
在对联结主义范式的批判中，格洛布斯指出“表征过程实际上简化了网络中的（符号）计算过程”。在真实的网络中，没有表征，它们是变化的；它是一个借助化学变化的自组织过程，因此谈论表征是没有意义的（Globus1992，p.302）。同样，vanGelder认为“表征的概念是一种诡辩，不足以理解认知（Globus1992，p.302）”（vanGelder，1993，p.6）。 ThelenandSmith 宣称“我们根本不构建任何表示”（ThelenandSmith1994，p.338）！动力论者认为，表征对于正确解释认知来说是完全不必要的。
事实上，R.布鲁克斯宣称他将建立一个完全自动的、主动的代理（造物），它将与世界上的人类共存，并被人类承认为拥有自己权利的智能体。存在。创造必须对其动态环境中的问题做出适当的反应。他们应该有多个目标，能够适应环境，并能够利用意想不到的情况。布鲁克斯的计划是将复杂的系统分解成多个部分来构建，然后将它们连接到复杂的系统上。他设计的机器人通过控制不同的层次来直接与环境交互，因此他声称“根本不需要表示”（1991）。
因此，也有人攻击动态范式，拒绝表示无非是行为主义编程表达不成功的强烈暗示。说它“没有表征”，不如说它“在某种类型的非计算动态系统中具有状态空间演化”。
四。对认知科学动态范式的批判性检验
动态系统理论提供了认知行为随时间连续性的自然主义解释。这无法用其他范式来解释，因为其他范式通常忽略时间概念。然而，人脑与环境之间随时都存在着信息交换，而且是不断变化的。瞬时和连续认知随时间而变化。
动力系统理论的优点在于它以多元的方式描述认知，并且是一个可以通过经验检验的理论。它可以分析和纠正描述认知系统的微分方程，并且还可以使用已知的技术来求解这些方程，与其他理论相比，它是一种定量分析，是理解认知的确定性观点。另一个优点是动力系统的描述可以说明人类行为复杂、混乱的本质。动力论者认为，这种对认知的分析描述应该找到一种新的范式来取代认知科学中的象征主义和联结主义。真的是这样吗
但是除了前面讨论的一些模式之外，目前为止有多少是成功的模式呢？
对表征的理解受到质疑。
如何保证电力系统变量和参数的选择合适？系统稳定性和可靠性问题。
虽然认知动力系统不是隐喻，而是定量分析，但是定量描述因素的选择是基于什么原则呢？
动态理论是否构成了与顺从主义和联结主义同等竞争的第三范式？
它是最有潜力、最有活力的认知新范式吗？
