近年來(lái)，隨著以信息高速公路建設(shè)為導(dǎo)向的信息技術(shù)的發(fā)展，使得人們對(duì)聯(lián)結(jié)主義的認(rèn)識(shí)日益加深，聯(lián)結(jié)主義因而受到重視，研究地位上升。筆者認(rèn)為，在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速變革和社會(huì)生產(chǎn)力的提高對(duì)計(jì)算機(jī)信息管理能力提出日益增長(zhǎng)之需求的今天，這兩大理論學(xué)說(shuō)將沿著各自的理論軌跡進(jìn)一步發(fā)展并且相互交叉、相互滲透，萌發(fā)新的內(nèi)容，對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。

　　《計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究》系中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)刊之一，創(chuàng)刊于1984年，由國(guó)家科技部所屬四川省計(jì)算機(jī)研究院主辦，北京、天津、山東、吉林、云南、貴州、安徽、河南、廣西、甘肅、內(nèi)蒙古等十余省市計(jì)算中心協(xié)辦的計(jì)算技術(shù)類學(xué)術(shù)刊物。

　　在認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域，存在著兩大理論學(xué)說(shuō)：以符號(hào)表征理論為核心的認(rèn)知主義和以網(wǎng)絡(luò)理論為核心的聯(lián)結(jié)主義。相對(duì)于計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)的發(fā)展而言，認(rèn)知主義和聯(lián)結(jié)主義分別興起于計(jì)算機(jī)(馮諾依曼式)的單處理機(jī)時(shí)代和計(jì)算機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，二者對(duì)認(rèn)知過(guò)程有著不同的解釋，并都對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展有著不同的貢獻(xiàn)。　　一、認(rèn)知科學(xué)的發(fā)生、發(fā)展及內(nèi)涵

　　馬克思主義哲學(xué)認(rèn)為，世界是物質(zhì)的，任何事物都是可被人類認(rèn)知的。但是更深層次的研究，即人類究竟是怎樣通過(guò)思維來(lái)達(dá)到認(rèn)知目的的問(wèn)題則一直困擾著許多專家學(xué)者。圍繞這一問(wèn)題建立起來(lái)的認(rèn)知科學(xué)經(jīng)歷了兩個(gè)重要的發(fā)展階段：⑴60年代，以符號(hào)表征理論為核心的認(rèn)知主義獨(dú)占鰲頭;⑵80年代，以網(wǎng)絡(luò)理論為核心的聯(lián)結(jié)主義東山再起。至此，人類的認(rèn)知科學(xué)似乎完成了一種轉(zhuǎn)歸，盡管這種轉(zhuǎn)歸可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能正確解釋人類的認(rèn)知過(guò)程與本質(zhì)，但我們卻可以從其中得到許多有益的啟示，尤其是對(duì)于高速發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)的理解，更是有著不同尋常的意義。

　　認(rèn)知主義作為認(rèn)知科學(xué)史上的一個(gè)發(fā)展階段，源起于本世紀(jì)60年代，并在70年代取得壓倒性勝利，作為認(rèn)知主義中心內(nèi)容的符號(hào)表征理論，也被廣大學(xué)者所接受和認(rèn)同。該理論認(rèn)為人類認(rèn)知的過(guò)程就是信息加工，處理同化的過(guò)程，是一種符號(hào)的運(yùn)算。基于此，認(rèn)知主義將對(duì)象世界看成是符號(hào)的組合，通過(guò)對(duì)符號(hào)的存儲(chǔ)、加工(推理反應(yīng)、編碼等)、提取和變換而完成人類的認(rèn)知。當(dāng)然，這種運(yùn)算是要受特定的規(guī)則協(xié)助與制約的。

　　認(rèn)知主義的興起是有其物質(zhì)基礎(chǔ)的，其指導(dǎo)性啟示和核心工具是數(shù)字計(jì)算機(jī)(馮諾依曼式)。計(jì)算機(jī)作為一種物理裝置，其特定的物理改變可以被解釋為運(yùn)算，運(yùn)算是對(duì)符號(hào)的操作，而符號(hào)則表征著一定的意義內(nèi)容〔1〕。 認(rèn)知主義的信息加工模式與數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的相似性提示我們，從認(rèn)知過(guò)程去理解和改進(jìn)計(jì)算機(jī)，以進(jìn)一步推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展是極有可能的。

　　但是不能忽視，人類認(rèn)知世界最主要的物質(zhì)基礎(chǔ)是人腦，隨著對(duì)人腦(主要是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))研究的深入，人們?nèi)找姘l(fā)現(xiàn)，認(rèn)知主義的符號(hào)表征理論是有著較大缺陷的，還不能將其與認(rèn)知科學(xué)本身等同。

　　首先，認(rèn)知主義遠(yuǎn)未達(dá)到立足于對(duì)人類大腦思維的精確描述之上這一要求，它只是對(duì)產(chǎn)生認(rèn)知現(xiàn)象起因的一種猜想，是一種受啟示于數(shù)字計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)算方式，進(jìn)而根據(jù)輸入輸出進(jìn)行系統(tǒng)識(shí)別的方法理論，實(shí)際上仍沒(méi)有脫離簡(jiǎn)單系統(tǒng)的范疇。面對(duì)復(fù)雜巨系統(tǒng)問(wèn)題，它只能束手無(wú)策〔2〕。

　　其次，由于認(rèn)知主義對(duì)符號(hào)的運(yùn)算要依賴于規(guī)則，這就必然產(chǎn)生過(guò)多的硬性限制，規(guī)則具有確定性和強(qiáng)制性，活動(dòng)的發(fā)生與停止直接受控于規(guī)則的啟動(dòng)與否，而符號(hào)系統(tǒng)的任何改變都需要規(guī)則的相應(yīng)改變，這是有悖于人類的認(rèn)知活動(dòng)的。

　　再次，認(rèn)知主義認(rèn)為認(rèn)知過(guò)程是一種序列加工，即人腦是單線地或串行地處理問(wèn)題。這一觀點(diǎn)顯然是片面的，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深入研究表明：并行計(jì)算在神經(jīng)系統(tǒng)中是廣泛存在的，對(duì)外界表現(xiàn)的串行現(xiàn)象只不過(guò)是在并行處理基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來(lái)的串行，而非表象的本質(zhì)。

　　正是由于上述原因，1986年，魯梅爾哈特和麥克萊蘭德在其巨著《并行分布與加工》一書(shū)中向認(rèn)知主義提出了挑戰(zhàn)，并經(jīng)典地闡述了曾一度沒(méi)落的網(wǎng)絡(luò)理論，我們將這一東山再起的研究定向稱為聯(lián)結(jié)主義。它認(rèn)為人類的認(rèn)知不是簡(jiǎn)單的符號(hào)運(yùn)算，而是網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)活動(dòng)的結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)是時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，由類似于神經(jīng)元(節(jié)點(diǎn))的大量處理元素(單元)相互聯(lián)結(jié)在一起，每個(gè)單元都有其不同的活性，即可以興奮和抑制其它單元，也可以受其它單元的興奮和抑制。認(rèn)知過(guò)程就在于網(wǎng)絡(luò)從初始狀態(tài)到最后完成的穩(wěn)定狀態(tài)，而這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程就可以被看做是認(rèn)知能力。

　　聯(lián)結(jié)主義的指導(dǎo)性理論源泉是大腦(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))，而且從根本上講，聯(lián)結(jié)主義的網(wǎng)絡(luò)定向就是一個(gè)完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，關(guān)于這方面的研究已比較深入，現(xiàn)列出聯(lián)結(jié)主義網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特點(diǎn)如下：

　　1.網(wǎng)絡(luò)的加工是并行的和相互作用的，即不同的節(jié)點(diǎn)可以按不同規(guī)則同時(shí)運(yùn)算，而規(guī)則之間體現(xiàn)的是競(jìng)爭(zhēng)或協(xié)作關(guān)系。換言之，每個(gè)單元在特定的時(shí)間均有不同的活性狀態(tài)，接受信息后，同時(shí)開(kāi)始運(yùn)算，并且相互影響和作用，結(jié)果是使某單元的活性狀態(tài)發(fā)生改變，但計(jì)算結(jié)果只能是整體層次上的。

　　2.網(wǎng)絡(luò)的表征(記憶)是分布式的。即是節(jié)點(diǎn)只包含了概念的一部分，對(duì)整體來(lái)說(shuō)有貢獻(xiàn)，但不能決定整體狀態(tài)，存儲(chǔ)的整體內(nèi)容與存儲(chǔ)的基本單元不在一個(gè)層次上。如果將概念歸屬于宏觀層次，那么概念的信息就存儲(chǔ)于大量"微觀"單元狀態(tài)中。

　　3.網(wǎng)絡(luò)的定向容錯(cuò)能力強(qiáng)，可塑性(可整合性)程度高。因?yàn)樗�要表達(dá)的信息與存儲(chǔ)信息的單元不在同一層次上，所以個(gè)別單元的損傷不會(huì)引起整體的錯(cuò)誤。另一方面，網(wǎng)絡(luò)又能適時(shí)地、恰如其分地衰退。這樣，即使某些聯(lián)結(jié)遭到破壞，也不會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)停止活動(dòng)。所以，人腦能用不太高的精確度進(jìn)行極其復(fù)雜的計(jì)算。

　　4.聯(lián)結(jié)主義的網(wǎng)絡(luò)定向具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性。對(duì)于多次重復(fù)的信息，只需改變單元之間的聯(lián)結(jié)極數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)記憶加工。

　　表1　認(rèn)知主義與聯(lián)結(jié)主義的比較 　　　　　　　　　　　　　 認(rèn)知主義　　　　 聯(lián)結(jié)主義

　　中心內(nèi)容　　　　　　　　　 符號(hào)定向　　　　 網(wǎng)絡(luò)定向

　　處理方式　　　　　　　　　 序列加工　　　　 并行分布加工

　　思維源泉與核心工具　　　　 數(shù)字計(jì)算機(jī)　　　 腦(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))

　　處理對(duì)象　　　　　　"符號(hào)"化的外部世界　　客觀外部世界

　　記憶方式　　　　　　　　　 程序式記憶　　　 分布式記憶

　　由此可見(jiàn)，認(rèn)知主義與聯(lián)結(jié)主義是有著較大區(qū)別的(見(jiàn)表1)。 但是，這并不影響二者與信息技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系。如果說(shuō)，今天認(rèn)知主義帶給人們的是一種否定的啟示，即數(shù)字計(jì)算機(jī)這種符號(hào)定向式的運(yùn)算在一定程度上將越來(lái)越不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求的話，那么，聯(lián)結(jié)主義帶給人們的卻是新思維的源泉。人們正著手通過(guò)聯(lián)結(jié)主義理論，確切地說(shuō)，即通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)為信息技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)展。

　　二、由認(rèn)知科學(xué)到信息高速公路

　　人是主動(dòng)的信息加工者，人類活動(dòng)的本質(zhì)就是認(rèn)知外部世界，改造外部世界。因此任何生產(chǎn)、通訊系統(tǒng)只有設(shè)計(jì)得適合人的信息加工特點(diǎn)，才可能獲得理想效率〔3〕。基于這樣一種認(rèn)識(shí)， 人們提出了信息網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)想，并且開(kāi)始實(shí)施、實(shí)踐，對(duì)此最好的明證就是今日方興未艾的信息高速公路建設(shè)。

　　信息高速公路自1993年由美國(guó)政府提出以來(lái)，很快在世界各國(guó)引起了深刻反響。對(duì)此，有兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)是共同的：⑴信息高速公路將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮難以想象的作用。做為未來(lái)社會(huì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施〔4〕， 它的建設(shè)成功與否將從根本上影響一個(gè)國(guó)家在世界各領(lǐng)域的地位及其綜合國(guó)力;⑵信息高速公路是一項(xiàng)艱巨的系統(tǒng)工程，其研究與開(kāi)發(fā)必然是多層次、全方位、跨學(xué)科的。因此，我們?cè)谥匾曅畔⒏咚俟�路自身建設(shè)的同時(shí)，還必須從其它學(xué)科中尋求盡可能的支持與借鑒。

　　信息高速公路本質(zhì)上是一種骨干網(wǎng)絡(luò)，其基本結(jié)構(gòu)模式可以模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：作為主體的高速信息網(wǎng)平臺(tái)，相當(dāng)于神經(jīng)纖維;與高速信息網(wǎng)平臺(tái)接口的大量信息系統(tǒng)相當(dāng)于各個(gè)分工明確的中樞和外周各級(jí)神經(jīng)元;具體用戶的感測(cè)器、顯示器相當(dāng)于感受器和效應(yīng)器。這種多層次的組合形成一個(gè)大規(guī)模的復(fù)雜的開(kāi)放式系統(tǒng)，高速信息網(wǎng)平臺(tái)是所有信息系統(tǒng)的公共服務(wù)臺(tái)，在大容量高速傳輸?shù)墓馔ㄐ畔到y(tǒng)基礎(chǔ)上，交流各個(gè)應(yīng)用信息系統(tǒng)的資料、信息及反饋要求。各個(gè)應(yīng)用信息系統(tǒng)之間兼有平行、分級(jí)交錯(cuò)的形式，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)又是一個(gè)小型的信息網(wǎng)絡(luò)，采用先進(jìn)的智能網(wǎng)技術(shù)，對(duì)各種信息及反饋要求進(jìn)行整合、識(shí)別，并進(jìn)而與不同級(jí)別的應(yīng)用信息系統(tǒng)和具體用戶的控制器、感測(cè)器、顯示器接口。

　　當(dāng)前，依據(jù)"生物經(jīng)濟(jì)原則"并模仿聯(lián)結(jié)主義網(wǎng)絡(luò)(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所建立的由眾多類似于節(jié)點(diǎn)的基元所組成的拓?fù)涫介_(kāi)放神經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，借助于光纖的超高速特點(diǎn)，就可能實(shí)現(xiàn)信息的并行處理。這樣，調(diào)控時(shí)不必逐級(jí)"尋訪"，就既可以保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性與準(zhǔn)確性，又在一定程度上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)極高精確度、極高速度的雙重要求。

　　信息網(wǎng)絡(luò)化面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是要求其穩(wěn)定性、協(xié)同性和可塑性程度的進(jìn)一步提高。這個(gè)問(wèn)題的解決有望借鑒于聯(lián)結(jié)主義網(wǎng)絡(luò)定向的某些理論。主要思路是建立分布式的記憶網(wǎng)絡(luò)。這樣輸入的信息就可相互作用，相互滲透、補(bǔ)充與完善，從而保證，即使傳遞了誤差較大的信號(hào)，經(jīng)辨識(shí)后，其結(jié)果與正確結(jié)論亦將相差無(wú)幾。對(duì)于多次重復(fù)的信息，系統(tǒng)可以自適應(yīng)，并指導(dǎo)其對(duì)新情況的加工處理。

　　三、認(rèn)知科學(xué)將給人們帶來(lái)計(jì)算機(jī)革命的思維源泉

　　信息網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境的實(shí)現(xiàn)必然要求信息技術(shù)中的核心工具——計(jì)算機(jī)，要有相應(yīng)改進(jìn)以與之適應(yīng)。首先，我們知道，以數(shù)字計(jì)算機(jī)為理論源泉的認(rèn)知主義，在一定程度上偏離了人類對(duì)信息加工的正確描述。因此，以它為指導(dǎo)的人機(jī)界面必然是一種非良性的界面。比如，數(shù)字計(jì)算機(jī)的工作必須依賴于規(guī)則，而規(guī)則卻都有例外。世界的復(fù)雜性必然決定了有些規(guī)則(軟件)的不可通用性。另外數(shù)字計(jì)算機(jī)強(qiáng)調(diào)序列加工，必然使運(yùn)算的速度與精確性受到制約，并最終影響系統(tǒng)處理的效果。到目前為止，我們都過(guò)分強(qiáng)調(diào)機(jī)器效率而忽視人的效率，其結(jié)果是，人的效率限制了系統(tǒng)的效率。所以，最終的解決辦法是將系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))設(shè)計(jì)得符合人的信息加工特點(diǎn)，也就是說(shuō)，要完成對(duì)人腦功能的"軟件描述"到硬件實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)變。

　　最近的資料表明：日本、美國(guó)等國(guó)的計(jì)算機(jī)專家已經(jīng)在著手研制神經(jīng)元計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)。按照理論上的設(shè)想，所有的信息并不是按程序工作的，而是自適應(yīng)處理的〔4〕～〔7〕。這方面的工作雖然還不是很深入，但第六代電腦的開(kāi)發(fā)與進(jìn)展已經(jīng)在一定程度上開(kāi)始了這一歷程。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，第六代電腦的最先進(jìn)之處在于它采用了生物芯片與神經(jīng)芯片。生物芯片是一種應(yīng)用基因工程技術(shù)制造的蛋白質(zhì)分子，由其參與的一系列生化反應(yīng)最終實(shí)現(xiàn)了電腦的計(jì)算過(guò)程，因而工作方式類似于人腦，具有模擬反應(yīng)的特點(diǎn)，因而大大區(qū)別于普通計(jì)算機(jī)那種0和1的數(shù)字編碼反應(yīng)，編碼速率可提高100倍。此外， 它以波而不是以電子的形式傳遞信號(hào)，色調(diào)識(shí)別水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)只能辨別黑白分明色調(diào)的一般芯片。神經(jīng)芯片則是一種由諸如非晶硅高效光電子薄膜、電液晶體等光學(xué)材料制成的新型部件，通過(guò)它們可以產(chǎn)生一個(gè)與接收到的光信號(hào)強(qiáng)度成正比的電動(dòng)勢(shì)。由于利用光信號(hào)傳遞信息，而光信號(hào)又十分容易被處理成若干平行光束，所以可以同時(shí)快速處理眾多信息，因而功能就十分接近人腦中的神經(jīng)元。1995年，一種被稱為"終極科學(xué)研究"的項(xiàng)目被科學(xué)家們提到議事日程上來(lái)。其中心內(nèi)容是將電腦芯片移植于人的神經(jīng)系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)人類思維與電腦的連接，這樣，微型電腦芯片可將人的思維直接轉(zhuǎn)換為電腦語(yǔ)言，并通過(guò)芯片的接收與發(fā)送進(jìn)行人腦與電腦的信息交流，從而以某種"心想事成"的方式控制各種自動(dòng)化裝置。已有科學(xué)家設(shè)想，到那時(shí)，通過(guò)一粒如胡椒般大小的芯片就可使人腦直接進(jìn)入信息高速公路。

　　四、聯(lián)結(jié)主義時(shí)代的到來(lái)

　　綜上所述，認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的兩大理論學(xué)說(shuō)認(rèn)知主義與聯(lián)結(jié)主義，和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。認(rèn)知主義作為認(rèn)知科學(xué)的重要組成部分，在一定程度上成功地描述了人類的認(rèn)知過(guò)程，為數(shù)字計(jì)算機(jī)的誕生，為人類從繁重的工作中解脫出來(lái)起到了積極的作用，翻開(kāi)了計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)的第一頁(yè)，有其歷史性的貢獻(xiàn)。但是由于其自身的若干缺陷，難以適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的新要求。這一歷史階段，我們稱之為馮諾依曼式計(jì)算機(jī)的單處理機(jī)時(shí)代;其次，認(rèn)知主義與聯(lián)結(jié)主義內(nèi)容上的差別并不會(huì)導(dǎo)致二者根本上的對(duì)立，恰恰相反，它們是相互補(bǔ)充、相互配合的，而這種作用的直接結(jié)果是開(kāi)辟了計(jì)算機(jī)(馮諾依曼式)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。事實(shí)證明，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)正在超越，或者更明確地說(shuō)，是在包容個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)，成為一種依靠它，就可產(chǎn)生各種新產(chǎn)品、新戰(zhàn)略、新公司、新市場(chǎng)的高效低成本的開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)平臺(tái)，本世紀(jì)90年代興起的客戶/服務(wù)器(Client/server)模式就是其典型代表〔8〕。最后，我們?cè)诔浞终J(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)必然趨勢(shì)的同時(shí)，切不可忽視計(jì)算機(jī)技術(shù)本身的發(fā)展。之所以這樣說(shuō)，是源于數(shù)字計(jì)算機(jī)局限性這一事實(shí)。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)的未來(lái)將由網(wǎng)絡(luò)來(lái)定義，但這個(gè)層次上的網(wǎng)絡(luò)不僅包含聯(lián)結(jié)方式方面的內(nèi)容，而且相應(yīng)要求計(jì)算機(jī)本身結(jié)構(gòu)性能的改進(jìn)，即要爭(zhēng)取完成神經(jīng)元計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字計(jì)算機(jī)的替代過(guò)程。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始，尚處于較低級(jí)階段;且存在一定的爭(zhēng)議。它的成熟與完善將有待于廣大專家學(xué)者的進(jìn)一步研究和探索。

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　　〔7〕湯姆·弗列斯特(美)， 《高技術(shù)社會(huì)：漫話信息技術(shù)革命》，P44，北京，中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社，1990

　　〔8〕施伯樂(lè)："計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展"， 《電腦技術(shù)》，1995.2，P2～3^