前沿 | 什么是“具身性”（Embodiment）？

苇草智酷 2025年06月02日 17:58

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建筑不再只是空间的形式制造，而是人与空间环境之间关系的发生载体。

编者按： “具身性”（Embodiment）在近二十年来已成为多个学科的核心议题之一，特别是在人机交互与神经科学领域被高度引用。对于当今的建筑学而言，站在这个十字入口，如何进行一次认知（cognitive）转向？既然我们都身处在城市的空间之中，那么，建筑学也自然从传统的物质建构变为认知实验的发生场所与载体，这并不是在说走向数字化，而是我们如何看待如今包裹着我们周身的物理现实？向前发展，有认知科学与空间的互动主题；向后回溯，也有认知历史的分析方法（ cognitive-historical method of analysis）以“人”作为重点，重新分析我们的建成环境。

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篇一/ 什么是“具身性”？

Ziemke, Tom. "What's that thing called embodiment?." Proceedings of the 25th Annual Cognitive Science Society . Psychology Press, 2013. 1305-1310.

作者：汤姆·齐姆克（Tom Ziemke）

瑞典斯科夫德大学（University of Skövde）计算机科学系（Dept. of Computer Science）

摘要：“具身性”已成为诸多认知科学领域中的一个重要概念。然而，对于“具身性”究竟为何，以及何种身体形式才能实现特定类型的“具身认知”（embodied cognition），目前尚存诸多不同理解。因此，尽管当下许多人已普遍认可人类是“具身的认知者”，但对于何种人工造物可以被视为“具身的”，意见却远未统一。本文识别并对比了六种不同的“具身性”概念，它们大致可被描述为：（1）主体与环境之间的结构耦合（structural coupling）；（2）作为结构耦合历史结果的历史具身性（historical embodiment）；（3）物理具身性（physical embodiment）；（4）类有机体的具身性（organismoid embodiment），即具有类生物形态的身体（如类人机器人）；（5）有机体具身性（organismic embodiment），即具备自创生性（autopoiesis）的生命系统）；以及（6）社会具身性（social embodiment）。

引言

自20世纪80年代中期以来，“具身性”一词在认知科学与人工智能（AI）文献中广泛使用，表现为诸如“具身心智”（embodied mind）（如Lakoff与Johnson，1999；Varela等，1991）、“具身智能”（embodied intelligence）（如Brooks，1991）、“具身行动”（embodied action）（如Varela等，1991）、“具身认知”（embodied cognition）（如Clark，1997）、“具身人工智能”（embodied AI）（如Chrisley，即将出版；Franklin，1997）与“具身认知科学”（embodied cognitive science）（如Clark，1999；Pfeifer与Scheier，1999）等术语。此外，具身性显然还存在不同的类型与概念化方式，这从诸如“情境具身性”（situated embodiment）（Zlatev，1997）、“机械具身性”（mechanistic embodiment）（Sharkey与Ziemke，2001）、“现象具身性”（phenomenal embodiment）（Sharkey与Ziemke，2001）、“自然具身性”（natural embodiment）（Ziemke，1999）、“自然主义具身性”（naturalistic embodiment）（Zlatev，2001）、“社会具身性”（social embodiment）（Barsalou、Niedenthal、Barbey与Ruppert，即将出版）等术语中亦可见一斑，本文进一步引入“历史具身性”、“物理具身性”、“类有机体具身性”与“有机体具身性”等概念。

目前，许多研究者认为“具身性”是任何自然或人工智能形式的必要前提。例如，Pfeifer与Scheier（1999）提出：“智能不可能仅以抽象算法的形式存在，而是需要一种物理实现形式，即身体。”此外，“具身性”通常也被视为区别近年来“情境化的、具身的与分布式”认知理论，与经典认知科学路径之间的核心思想之一。后者基于功能主义，其重点在于“去具身化的”计算过程（参见Chrisley与Ziemke，2002；Clark，1997；Pfeifer与Scheier，1999；Varela等，1991；Ziemke，2002）。然而，尽管目前许多研究者已普遍认可认知必须是具身的，但“具身”究竟意味着什么，尚未有明确共识。Wilson（2002）最近指出，该领域内各种主张的多样性本身构成问题：

尽管“具身认知”或“具身认知科学”这一总体取向正日益获得广泛支持，然而其中所包含的具体主张却呈现出高度多样性，并引发诸多争议。倘若“具身认知”这一术语要保有实质性意义，我们必须理清这些主张之间的关系并加以评估。

尤其值得注意的是，当前尚无法明确指出“具身认知”究竟需要何种形式的身体——甚至是否需要身体也尚无定论。因此，尽管人类被普遍视为“具身的认知者”（embodied cognizers），但对于人工智能系统应具备何种身体形态才能被视为“具身的”，研究者间则意见分歧。例如，Pfeifer 与 Scheier（1999）所提出的“智能必须依赖物理身体”的观点，并不像表面上看来的那样获得广泛接受。

本文旨在识别并讨论认知科学与人工智能文献中若干不同的“具身性”概念。由于篇幅所限，本文并未对这些概念逐一详加论证，尽管其中“有机体具身性”获得了较多篇幅的关注，这是因为该概念来源于作者此前的研究工作（Sharkey 与 Ziemke，1998，2001；Ziemke，1999，2001a；Ziemke 与 Sharkey，2001）。

本文其余部分的结构如下：下一节将简要讨论关于“具身认知”的不同观点，依循 Wilson（2002）所提出的分类方式；再下一节将识别几种不同的“具身性”概念，并聚焦于“具身认知”究竟需要何种形式身体的问题。值得指出的是，本文所探讨的诸多概念与实例多源于人工智能系统的相关讨论，这是因为在人工系统的合成过程中，“具身性”的问题通常最为具体且迫切。然而，贯穿本文的指导性问题是：不同“具身性”概念对于认知科学整体而言具有什么样的价值，尤其是在识别与理解“具身认知”现象方面的作用。最后一节将对全文内容作简要总结。

具身认知的不同观点

Wilson（2002）近期识别出关于“具身认知”的六种不同观点，但其中实际上仅有一种明确涉及身体的角色。

1.“认知是情境性的”（Cognition is situated）：这是在“具身认知”文献中广为接受的一种主张。Wilson 自身区分了“情境认知”（situated cognition）与“脱情境认知”（off-line cognition）：前者发生于“与任务相关的输入与输出的语境中”，而后者则不然。

2.“认知受时间压力制约”（Cognition is time-pressured）：意味着认知受限于与环境进行实时交互的要求，例如“表征瓶颈”（representational bottleneck）（参见 Clark，1997）。

3.“我们将认知工作卸载至环境中”（We off-load cognitive work onto the environment）：Brooks（1991）提出相似主张，认为“世界本身就是最佳的模型”。一个著名的例子是 Kirsh 与 Maglio（1994）关于“Tetris 游戏中知识性动作（epistemic actions）”的研究，即决策前的准备动作是在现实中完成的，而非仅在头脑中。

4.“环境是认知系统的一部分”（The environment is part of the cognitive system）：这一观点的例证包括 Hutchins（1995）关于“分布式认知”（distributed cognition）的研究，其中如飞机驾驶舱的仪表被视为认知系统的一部分。然而，Wilson 指出，“只有极少数理论家在强意义上持续持守此立场”（更详细的讨论参见 Susi、Lindblom 与 Ziemke，即将出版）。

5.“认知的目的是行动”（Cognition is for action）：例如 Franklin（1997）提出该观点，认为心智即为自主代理体（autonomous agents）的控制结构。

6.“脱情境认知依赖身体基础”（Off-line cognition is body-based）：据 Wilson 所言，该主张迄今在认知科学文献中所获关注最少，尽管“它或许是六个主张中证据最充分且最有力的”。其中最具代表性的例证或可见于 Lakoff 与 Johnson（1980）的研究，他们认为抽象概念来源于扎根于身体经验/活动的隐喻。这一主张将在下节中进一步讨论。

具身性的不同概念

如上一节所述，令人颇感意外的是，许多关于“具身认知”的讨论/概念实际上对所涉身体的性质与角色关注甚少，甚至可能完全忽略。六种观点中，唯有 Wilson 所提出的“脱情境认知依赖身体基础”明确提及身体在其中所扮演的核心角色。然而，该观点仍未解答一个关键问题：例如，一具类人机器人（humanoid robot）——即具有大致人类形态的机器人——是否能够拥有与其有生命对应物相同类型的认知。

我们在此希望区分以下六种关于“具身认知”所需身体或具身性的概念：（1）主体与环境之间的结构耦合；（2）作为结构耦合历史结果的历史具身性；（3）物理具身性；（4）“类有机体具身性”，即具有类生物体形态的身体（例如类人机器人）；（5）具有自创生性的生命系统所体现的有机体具身性；（6）社会具身性。

上述每一种“具身性”概念将在接下来的各小节中分别阐述。值得预先指出的是，其中至少有一些并非是单一、界限清晰的立场，而是由若干彼此关系松紧不一的概念群所构成。

1.作为结构耦合的具身性

最广义的“具身性”概念或许是以下观点：若一个系统与其环境之间存在“结构耦合”，则该系统可被视为是具身的。需要指出的是，这种观点并不必然要求系统拥有“身体”。例如 Franklin（1997）曾指出：

“在通常意义上并不具备物理身体的软件系统也可以是智能的。但前提是它们必须以‘情境化’的方式具身，即作为与环境结构耦合的自主代理体（autonomous agents）存在。”

“结构耦合”一词源自 Maturana 与 Varela（1980, 1987）关于“认知生物学”（biology of cognition）的研究，相关内容将在后文小节中进一步讨论。受该概念启发，Quick 等人（1999）尝试为“具身性”提供一个“精确定义”，如下：

若系统 X 与环境 E 之间存在扰动通道（perturbatory channels），则 X 被视为具身于 E。亦即：若在任一时间 t 上，X 与 E 均存在，则 E 的某些状态子集能扰动 X 的状态，反之亦然，即 X 的某些状态子集也能扰动 E 的状态。

这一“具身性”定义的优点在于，它是极少数真正尝试对“具身性”进行明确界定的努力之一。然而，从认知科学的角度看，它可能效用有限，因为其界定并不具排他性。例如 Riegler（2002）指出：

“尽管该定义在澄清‘具身性’概念方面迈出了重要的第一步，但它仍是一种不充分的刻画”，因为“从某种意义上说，所有系统都与其环境存在结构耦合。”

换言之，此定义并不能区分“具身认知系统”与“非认知系统”。这一问题可通过 Quick 等人（1999）举的例子来说明：在南极苔原（E）上的一块花岗岩裸露层（granite outcrop）（X）。该岩层持续受到风的扰动，同时也改变了气流的方向，因此根据上述定义，它也是一个“具身系统”。然而，几乎没有认知科学家会认为这是一种“具身认知”的实例。

2.历史具身性

多位研究者强调，认知系统不仅在当下与环境之间存在结构耦合，其“具身性”本身更是主体—环境互动历程的结果或映现，在许多情况下甚至是共适应（co-adaptation）的产物。例如，Varela、Thompson 与 Rosch（1991）指出：“知识依赖于我们所处的世界——一个与我们的身体、语言与社会历史不可分离的世界，简言之，知识依赖于我们的具身性。”同样地，Ziemke（1999）亦指出：“[生物系统的]自然具身性（natural embodiment）……体现着主体与环境之间结构耦合及其相互规定的历史，正是在这一过程中身体得以被建构。”Riegler（2002）在其“具身性”定义中也包含了主体对环境的适应过程：“若一个系统在其所发展出的环境中获得了适应能力，则该系统可被视为具身的。”

尽管比前述“结构耦合”的定义更具约束性，且有助于识别“具身认知”的演化与/或发展起源，但该概念显然仍不够严格，因为它似乎适用于几乎所有生命系统，甚至不排除某些“非物理”系统（参见下文）。

3.物理具身性

相较之下，一种排除了“软件代理人”（software agents）的具身性概念则认为：具身系统必须具有 Pfeifer 与 Scheier 所说的“物理实例化”（physical instantiation）（参见引言部分），即拥有一个物理身体。

然而，这一观点本身仍不具充分限制性，因为它同样适用于 Quick 等人（1999）所举的花岗岩裸露层例子，以及椅子、桌子等大量对认知科学而言似乎意义有限的物体。

值得指出的是，尽管“历史具身性”与“物理具身性”均可被视为“结构耦合”的特例，但两者并不互相包含或排斥。例如，Riegler（2002）指出，他对“具身性”的定义（参见前文）“并不排除物理领域以外的范畴”；具体而言，“若计算机程序是自组织的产物而非外部设计的结果，也可视为具身的”。类似地，生物系统既是物理具身的系统，也是历史具身的；而许多其他物理系统则不是。

一种更具限制性的“物理具身性”观点认为，具身系统不仅应通过物理力量与环境连接，还必须通过传感器（sensors）与驱动器（motors）与环境互动。站在人工智能的角度，例如 Brooks（1990）将此称为“物理锚定”（physical grounding），他指出：

“要建构一个具有智能的系统，就必须使其表征锚定于物理世界……亦即，必须通过一组传感器与驱动器将其连接于世界。”

此观点或许可被视为一个独立的具身性概念，即“感知-动作具身性”（sensorimotor embodiment）。然而，由于“传感器”与“驱动器”与其他“扰动通道”（perturbatory channels）之间的定义界限相当模糊，本文对此不作区分处理。

4.类有机体具身性

另一种更具限制性的“物理具身性”概念是：至少某些类型的类有机体认知可能仅限于类有机体身体（organism-like bodies），即那些在一定程度上具备与生命体相似的身体形态与感知—动作能力的物理身体。需注意，“类有机体具身性”一词在此用于同时涵盖生物有机体及其人工对照系统。

最简单的类有机体具身性例子之一，是 Lund、Webb 与 Hallam（1998）使用的 Khepera 机器人。该机器人配有一个听觉电路与两个麦克风，它们之间的距离与蟋蟀的两个“耳朵”相同，其任务是模拟蟋蟀的趋声行为（phonotaxis）。在此案例中，感知器的布置——无论是对于蟋蟀还是机器人——都显著减少了系统对特定频率声音做出选择性反应时所需的内部处理量。需指出的是，此处的蟋蟀与轮式机器人身体形态大相径庭，唯有“耳朵”之间的距离是一个关键的共同点。

类有机体具身性的最著名且最复杂的人工例子，或许是诸如 Cog（Brooks 等，1998）等类人机器人（humanoid robots）。其背后逻辑为：若人工智能要处理或研究“类人认知”，则需面向类人造物体展开。

Dreyfus（1996）就此指出：“去具身化的神经网络（disembodied neural nets）与具身化大脑之间存在诸多重要差异。”他主张，神经网络必须“被放入类人机器人中”，因为缺乏身体与环境……

“使得去具身的神经网络在学习如何应对人类世界时处于严重劣势。没有上下、前后之分，也没有内外之别……这样的网络能像我们一样进行概括的可能性几乎为零。”

此主张与 Wilson 所提出的“具身认知”第六种观点密切相关，也与前述 Lakoff 与 Johnson（1980, 1999）关于抽象概念身体/隐喻基础的研究互为呼应。Lakoff（1988）对该理论的基本理念作了如下总结：

有意义的概念结构源自两个方面：（1）身体经验与社会经验的结构化特性；（2）我们将某些身体与交互经验中高度结构化的要素投射至抽象概念结构的先天想象能力。

例如，若“把握一个想法”（grasping an idea）这一概念植根于我们“抓握”物理对象的身体经验／活动，那么一个没有机械手臂／抓手的机器人就难以被期望理解这一概念。Keijzer（1998）也提出了相关论点，他质疑使用轮式机器人作为运动方式完全不同的有机体模型的合理性。

出于显而易见的理由，人工类人具身性，或人类自身的具身性，可被视为认知科学特别关注的一个子类。然而，需要指出的是，这仍未能回答一个关键问题：即，人类与其他有机体之间在认知上具相关性的身体差异究竟为何。换言之，即便“手、手臂、腿”等身体部位对于人类（或类人）具身认知而言确实至关重要，这一观点本身也未能说明原因何在。

5.有机体具身性

“有机体具身性”这一概念认为，认知不仅限于物理、类有机体的身体，实际上是限于真正的“有机体”（organisms），即具有生命的身体。该观点可追溯至理论生物学家冯·乌克斯库尔（von Uexküll，1928，1982）的研究，以及其当代继承者——Maturana 与 Varela（1980，1987）所提出的“认知生物学”（biology of cognition）。后者大致认为：认知即是生命系统与其环境相互作用时所展开的活动。

根据该观点，生命有机体与人造机器之间存在本质差异：前者是自主的（autonomous）并具有自创生性（autopoiesis），而后者则是他主的（heteronomous）与他创生的（allopoietic）（参见 Sharkey 与 Ziemke，2001；Ziemke 与 Sharkey，2001）。

冯·乌克斯库尔（1928）指出，有机体的行为取决于其历史性形成的反应基础，即一种依赖情境的行为倾向。相反，至少在冯·乌克斯库尔所处的时代（1864–1944），机器则不具备这种“历史性反应基础”；他认为这种基础只能通过“成长”产生，而机器并不具备成长能力。他进一步阐明，机器所遵循的规则是不可变更的，这是因为机器是一种固定结构。因此，支配机器运作的规则并非机器自身之“规则”，而是人为设定的规则。这些规则仅能由人类更改或在损坏时修复，也就是说，机制本质上是“他主的”。

这一观点可简要总结为：机器“依照计划行事”（act according to plans，即设计者的人类所制定的计划），而有机体则是“行动中的计划”（acting plans）。

这同样密切关联于冯·乌克斯库尔（von Uexküll，1982）所称的“机制与有机体建构方式之间的根本差异”（the principal difference between the construction of a mechanism and a living organism）：即机器是向心式（centripetal）构造的——其部件需先被制造出来，而有机体则是离心式（centrifugal）“自我建构”的——整体先行，部件“从整体中生长”而出。

类似地，Maturana 与 Varela（1980，1987）区分了系统的“组织”（organization）与其“结构”（structure）。其中，“组织”（organization），可类比冯·乌克斯库尔所言的“建构图式”（Bauplan），是指“一个系统成为特定类型系统所必须具备的组件之间的关系”（Maturana 与 Varela，1987）。生命系统的核心特征即其自创生性组织（autopoietic organization）：一种特殊类型的稳态机器（homeostatic machine），其须持续维持的基本变量正是其自身的“组织”。

相比之下，“结构”（structure）是指“具体构成某一统一体（unity）的实际组件及其相互关系，并使其组织得以具体实现”（Maturana 与 Varela，1987）。因此，一个自创生系统的结构，是其实际组件与它们之间具体关系的物质实现；而其组织则由这些组件间的关系构成，这些关系将其界定为某一特定类型的统一体。这些关系是一组生产过程的网络，该网络通过变换与破坏不断生成组件本身。组件之间的互动与变换持续再生并实现了产生这些组件的过程网络。

因此，依 Maturana 与 Varela 之观点，生命系统绝非与人造机器（如汽车与机器人）相同——后者为他创生系统（allopoietic systems）。与自创生机器不同，他创生机器的“组织”体现在一系列过程的串联上。这些过程并非那些生成机器组件、进而界定其统一性的过程；相反，其组件是由与其组织无关的其他过程所生产的。因此，一个他创生机器在不丧失其定义性组织的前提下所经历的变化，必然是以生产出某种“异于其自身之物”为目的。换言之，其并非真正自主的，而是“他主的”（heteronomous）。

相对而言，一个生命系统是真正自主的：其作为一台自创生机器，其功能正是生成并维持使其区别于所处媒介的统一性。值得指出的是，尽管术语不同，Maturana 与 Varela 所区分的“自创生”与“他创生”机器，与冯·乌克斯库尔（1928）所划分的“向心构造的机制”与“作为‘生命图式’的离心自建有机体”极为相似。

如其他文献所详细探讨（参见 Ziemke，2001a；Ziemke 与 Sharkey，2001），近年来人工智能与人工生命研究在“自组织机器人”（self-organizing robots）方向已取得诸多进展。与冯·乌克斯库尔时代的机器不同，今日的适应性机器人可借助“人工进化”与“学习技术”在与环境互动中“成长”。此外，机器人身体在某种意义上也可通过世代演化以离心方式发展（例如 Lipson 与 Pollack，2000）。赋予人造物以“自组织能力”，可视为尝试赋予其一种“人工个体发育过程”（artificial ontogeny）。然而，若试图以此方式赋予其上述意义上的强自主性，这一目标似乎注定失败。因为如前所述，自主性无法“从外部赋予”一个系统——除非该系统已“内含”其自主性。个体发育过程所能维持的是某种已有组织的自主性，而无法“建构”出自主性本身。

另一方面，尝试使人造物与其环境达成某种“结构一致性”（structural congruence）则可能“成功”，但其“成功”仅存在于观察者的视角中——即判断一致性的标准不可能存在于“他主的人造物”本身，而只能植根于观察者的认定。

因此，鉴于当前技术的局限，“有机体具身性”事实上仍局限于生物性的生命系统。然而，这并不排除未来人工“自创生系统”的可能性，例如基于所谓“自修复材料”（self-repairing materials）的系统。

“有机体具身性”这一概念的优势在于，它将认知限定于一种“自然种类”（natural kind）的系统——即生命有机体。然而显然，这种限定在传统意义上的认知科学中效用有限：因为它在某种程度上等同于将“生命”与“认知”划上等号，从而规避了一个关键问题——究竟是什么使得“人类”或“高等动物”的认知如此独特且值得探究？

6.社会具身性

Barsalou 等人（即将出版）提出了“社会具身性”的概念，其核心观点为：

……身体状态，如姿态、手臂动作与面部表情，是在社会互动中产生的，并在社会信息加工过程中发挥核心作用。

在某种程度上，他们对“社会具身性”的讨论与前述五种“具身性”概念呈正交关系（orthogonal），即他们关注的是具身性在社会互动中的作用，而非探讨何种身体适用于何种类型的认知。Barsalou 等人聚焦于人类认知与社会互动，因此并未特别关心前述意义上的具身性类型或区别。

尽管如此，他们在提出四种“具身性效应”（embodiment effects）时，间接涉及了该问题：

1. 感知到的社会刺激不仅会引发认知状态，也会引发身体状态；

2. 感知他人的身体状态会在自身产生模仿行为（mimicry）；

3. 自身的身体状态可引发情感状态；

4. 身体状态与认知状态之间的相容性会调节个体的表现效能。

由于篇幅限制，本文无法详论“社会具身性”与前述五种具身性概念之间的关系及其兼容性／不兼容性。但应指出，Barsalou 等人关于“知识”为“感官、运动与内省状态的部分模拟”的观点，与“类有机体具身性”以及“（脱情境）身体基础认知”高度兼容。

至于“社会具身性”是否必须依赖生命身体，或是否也可在物理系统或计算系统中实现，这仍是未来研究需要探讨的问题（参见 Dautenhahn，1997）。

总结与结语

本文探讨了若干不同的“具身性”概念及其各自的优劣之处。其出发点与 Wilson（2002）相似，目的在于厘清当前研究领域中各种观点与概念之间的混杂（参见 Chrisley 与 Ziemke，2002）。但与 Wilson 不同的是，本文聚焦于“具身性”的不同概念及“何种身体可以承担具身认知”的具体问题。

本文从现有文献中识别出的具身性类型包括：

1.主体与环境之间的结构耦合（structural coupling）；

2.作为主体—环境交互历史结果的历史具身性（historical embodiment）；

3.物理具身性（physical embodiment）；

4.类有机体具身性（organismoid embodiment），即类生命体的身体形态；

5.具有自创生性的生命系统所体现的有机体具身性（organismic embodiment）；

6.社会具身性（social embodiment）。

显然，本文作为一篇短文，其内容存在诸多限制。例如，其中最具限制性的“有机体具身性”实际上适用于所有生命系统，这反而使其限制性不强。类人（humanoid）与人类（human）具身性可被视为“类有机体具身性”与“有机体具身性”的更具体子类。在探讨“社会具身性”的语境中，这类具身性或许对认知科学尤具意义。但本文并未就为何这些具体子类应当或能够体现出本质不同于更一般类别的“具身认知”类型，提出论证。

尽管如此，本文希望通过所提出的区分，有助于澄清当前“具身认知”研究领域中存在的大量观点、概念与理论混杂现象。

篇二/ “认知—历史”方法是什么

KRAGH, HELGE. "Danish Yearbook of Philosophy, Vol. 32 (1997), 7-9 INTRODUCTION." Danish Yearbook of Philosophy 32 (1997): 7.

“认知—历史分析”（cognitive-historical analysis）的前提是：科学家在科学史发展过程中所发明并逐步发展的认知实践（cognitive practices），是日常推理 （译注：在认知科学学中，ordinary reasoning 常用来指我们在日常决策中所使用的直觉、比喻、归纳等方式（相对于逻辑推理、数学演绎等“formal reasoning”）） 与表征实践（representational practices ，表征（representation）是指人们用符号、图像、语言、模型或行为来表达、传递或组织思想、知识或经验的过程与结果。 ）的复杂衍生物。因此，理解科学如何发展与演变，既需要对科学家的实际操作过程有所了解，也必须认识到人类认知能力与其限制如何生成并约束这些实践。这两者均无法先验地加以确定。“认知—历史方法”一方面在细微层面展开科学中认知实践的历史探究，另一方面则借助关于人类如何进行推理与表征的科学研究成果，对这些实践进行解释。该方法所提供的分析路径与技术手段，若在理解其适用范围与局限性的基础上得以运用，能够帮助我们发展并验证有关科学中概念变迁（conceptual change）如何发生的模型。

认知—历史方法开启了另一种可能，使我们得以以不同且更为深入的方式理解哲学家与历史学家所称的“概念变迁”。认知—历史分析将分析重心从概念结构本身（conceptual structures），转向那些创造并改变它们的实践者（practitioners）与实践行为（practices）。传统上，概念结构常被视为语言结构（linguistic structures），其变动由其自身的内在动力机制所推动。而历史研究表明，概念变迁是一种跨时间展开的、具有动态性质并嵌入社会语境之中的问题解决过程（problem-solving process）。新概念并非完整无缺地从科学家脑中一蹴而就，而是面对具体问题，通过系统推理所建构出来的。科学中的问题解决确与一般意义上的“日常”问题解决不同：科学问题通常更为复杂、定义较为模糊，且其解决路径对于所有人而言都不可预知。然而，“认知—历史”框架采纳了赫伯特·西蒙（Herbert Simon）长期以来所倡导的立场，即：

“构成科学发现马赛克的各个组成过程，并不在质上区别于我们在更简单问题解决情境中所观察到的那些过程。”（引自兰利等〔Langley et al.〕1987，第7页）

我们可能与西蒙产生分歧的地方，在于对于这些组成过程的某些特定性质之理解。

普通的与科学的表征与推理实践位于同一连续体之上，这一前提并不排除二者之间存在显著差异的可能性。目前，认知理论在很大程度上尚未从对科学实践的分析中获得实证支撑，因此认知理论与科学实践之间的适配性仍有待检验。认知—历史分析是一种具反身性的方法（reflexive method）（译注：研究者或方法自身意识到它正在参与其所研究的过程，并将这种意识纳入研究实践。即：一边研究世界，一边反省我们用来研究世界的工具本身。）：它仅在认知理论能够帮助解释历史实践的前提下加以运用，同时又检验现有认知过程理论在多大程度上适用于科学思维，并指出这些理论需要在哪些方面进行扩展、细化与修正。换言之，该方法本身是一种“自举程序”（bootstrapping procedure）（译注：在没有外部基础或完全依靠自身资源的情况下，逐步建立起一个系统的方法。），这类程序在科学研究中广为使用。

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