表征理论 II 表征与动力学（上）

II 表征与动力学

II Representation and Dynamics

3 Theories of Representation

https://uberty.org/wp-content/uploads/2015/03/Anthony-Chemero-Radical-Embodied-Cognitive-Science-Bradford-Books-2009.pdf

本章核心目标

在承认“激进具身认知科学”（RECS）旨在解释无表征的认知的前提下，本章主动“让步”：援引并检验主流表征理论，以回答一个关键质疑——

“即便RECS模型未自称使用表征，其内部机制是否事实上已满足某类表征定义？”

作者策略是：
① 呈现几种具影响力的表征理论（尤其是传统目的论与解耦导向型）；
② 用耦合振荡器模型作为统一分析工具，检验各理论如何“覆盖”具身/动力学模型；
③ 论证：传统表征理论过于宽松（将追踪亦计为表征），而强解耦理论又过于严苛（仅登记才算表征），二者皆不适合作为评判RECS的基准；
④ 最终主张：密立根式目的论表征观（Millikan-style）是当前最稳健的起点——但其宽松性恰恰暴露了“是否含表征”之争的术语陷阱，从而为后续章节（4–5）转向解释性效用（explanatory value）而非“存在与否”的论辩做好铺垫。

二、关键概念辨析：解耦 ≠ 目标缺席

作者强调一常被混淆的区分（3.1.1节）：

→ 用振荡器模型可严格区分二者：

• 弛豫振荡器：不可解耦，目标永在场；

• 带延迟振荡器（仿真器）：可解耦（毫秒级），但目标（身体）未缺席；

• 自适应振荡器：可解耦 + 目标可缺席（节拍中断后仍维持）。

作者肯定Grush贡献，但指出其作为“基础表征理论”的两大硬伤：

1. 对象错位：
   所有神经仿真器案例（丘奇兰、韦伯等）均表征身体状态（如手臂位置），而非外部环境。
   → 违背表征理论传统：表征应关乎世界（world-involving），而非仅内感受。

2. 隐性笛卡尔主义：
   将CNS视为“心智”，身体+环境视为“世界”，实质复辟了RECS所反对的身心二元割裂。
   → 与具身认知根本立场（认知必然延伸至脑–身–环境耦合）相冲突。

→ 结论：仿真器或是传统表征的一个子类（具短暂解耦能力），但非表征的“基础情形”。

四、对强解耦（登记）的实践性质疑

• 自适应振荡器虽能实现“登记式”表征（如维持缺席节拍），但：

• • 技术上复杂（需相位/频率适应 + 动态置信窗）；

  • 认知上非普遍（爵士史表明：多数人难维持隐性节拍）；

• 将如此高阶能力作为 表征的门槛 ，实为“ 要求过高 ”（too strong）——
  → 会导致连青蛙追踪苍蝇这类基础适应行为都无法称为“表征”，显然反直觉。

• 并非因其“正确”，而因其：
  ✅ 历史厚重、学界共识广；
  ✅ 允许弛豫振荡器等简单机制为表征 → 便于检验RECS模型是否“隐含表征” ；
  ✅ 其宽松性恰恰暴露： “是否含表征”争论易沦为术语游戏 （如黑格尔式重新定义）。

→ 故后续章节（4–5）将不再纠缠“某模型是否含表征”，而转向核心问题：

即便某成分可被称作‘表征’，诉诸它是否在解释中提供了不可替代的因果/规范性说明力？ ——即：表征在解释中是否不可或缺（indispensable）？

• 承上：回应第2章末关于“RECS模型实则隐含表征”的批评（如Markman & Dietrich）；
• 启下：为第4章（表征的解释必要性）与第5章（动力学模型的非表征解释力）提供

理论武器与分析框架 ；

• 方法论示范：以耦合振荡器为“理论探针”，统一检验不同表征观的覆盖力——此亦为第5章详细展开“认知动力学建模”的铺垫。

3 表征理论

本书第二部分（即第3、4、5章）旨在阐明：何为激进具身认知科学（radical embodied cognitive science），尤其是如何在不诉诸表征的前提下解释认知。我的进路是：首先提出一种传统表征理论（该理论历史悠久，且其基本形式为众多哲学家所认可），继而论证：即便是那些号称“非表征性、具身化、嵌入式”的认知模型，其内部成分依此传统理论亦可被称作‘表征’。这一发现如今已不似我早年提出类似主张时（Chemero 1998a）那般令人惊讶。近期，Markman 与 Dietrich 更进一步主张：此类传统表征理论的易用性，足以促成认知科学的统一——甚至将所谓“激进具身认知科学”也纳入表征主义与计算主义的旗帜之下。然而，我提出此类主张的用意恰恰与之相反：它恰恰表明——传统表征理论在关于表征解释价值的论争中，并无特别助益。激进具身认知科学家必须转而重构论辩的框架。

本章有两个目标：
第一，探讨表征应发挥何种功能，并比较不同理论解释其如何实现此功能的方式。此比较将部分借助耦合振荡器（coupled oscillators）展开：我将为所述每种表征理论，描述一类满足其要求的耦合振荡器。
何以选用耦合振荡器？理由有三：
① 神经元、神经元集群及脑区本身皆为振荡器（除其他属性外）——故振荡器是表征载体（representational vehicles）的理想候选；
② 利用耦合振荡器解释行为，长期以来正是激进具身认知科学家的策略；
→ 因此，若能将表征理论应用于振荡器，即可展示：只需稍加努力，表征概念便能深入激进具身认知领域多远；
③ 除为某种表征观提供论证外，本章亦将逐步引导读者熟悉耦合振荡器模型——此即本章第二目标，而该类模型将在第5章扮演关键角色。

本章自身亦呈振荡结构：交替阐述不同表征观及其对应的振荡器类型。但首先需作些铺垫。

3.1 铺垫与振荡器

我将比较四类（组）关于“何为表征”的不同观点。其中，我将支持一种基于露丝·密立根（Ruth Millikan）（亦为Bechtel 1998与Rowlands 2006¹所采纳）的表征理论。此外，我还将考察Markman 与 Dietrich（2000a）提出的定义，以及两种以解耦（decoupling）：布莱恩·坎特韦尔·史密斯（Brian Cantwell Smith, 1996）的登记理论（theory of registration），以及里克·格鲁什（Rick Grush, 1997, 2004）的仿真器表征理论（emulator theory of representation）。最终我将论证：出于不同理由，基于解耦的表征定义均不恰当。

3.1.1 速查术语表
为便于讨论，先引入表征 R与其目标（target）T之间三种可能关系：

• 持续因果接触

  （constant causal contact）：
  当且仅当 R 在系统中存在时， T 正在引起 R ；

• 可解耦性

  （decouplable）：
  R 至少在某些时候，可在 不与目标 T处于因果接触 的状态下，履行其系统功能；

• 目标缺席

  （absent）：
  当表征 R 存在于系统中时，其目标 T 不产生任何局部因果效应 。（例如，我祖母与数字3在此意义上均属“缺席”。）

需注意：可解耦表征与缺席目标之表征，均属无需与目标持续因果接触的表征类型；但二者并不等同。例如：当我闭眼30秒，对书桌物品的表征（若存在）虽暂不受其因果影响，但这些物品并未“缺席”。我将指出：人们常误将“可解耦性”等同于“表征缺席目标”——而实际上，前者是后者的必要但不充分条件。我亦将运用耦合振荡器模型论证：此区分绝非无实质差异的空泛之别。

3.1.2 耦合振荡器基础

此处讨论²将以动力学术语展开：我将为每种表征定义，提供一类耦合振荡器作为范例。耦合振荡器曾被提议作为多种认知任务的表征机制：

• McAuley（1996）与Large & Kolen（1994）提出 节律知觉理论 ，以振荡器表征事件的相对时序（亦见Semjen & Ivry 2001）；

• Jones & Boltz（1989）提出 注意理论 ，以振荡器表征任务中时间结构的层级；

• 甚至非时间性任务如 视觉特征绑定 ，亦曾以振荡器为底层表征载体建模（Singer & Gray 1995）。

此外，耦合振荡器亦是认知科学中反表征主义动力系统运动的基石：Kugler, Kelso & Turvey（1980）率先引入耦合振荡器，以吉布森（1979）术语解释“行动何以规则却不需调控”；Kelso & Engstrøm（2006）更称振荡为“一切行为的动力学原型”（a dynamical archetype of all behavior）（153页）。

两类受生物启发的振荡器常用于认知与脑建模：
① 电学/神经启发类：
多种神经元动作电位模型（Fitzhugh 1961；Nagumo, Arimoto & Yoshigawa 1962；Morris & LeCar 1981）属弛豫振荡器（relaxation oscillators）——其缓慢累积电压后骤然放电，“弛豫”释放能量。此类振荡器易与自身或节律输入同步；但作为表征载体，其问题在于：无法在因果刺激缺席时维持对目标的表征。换言之，其目标不能“缺席”。我将在下文论证：这并不意味着表征与目标必须持续因果耦合。

② 物理系统启发类（如质量–弹簧系统）：
此类模型因质量赋予的惯性，难以如弛豫振荡器般迅速同步节律信号——惯性使其轨迹不易随信号改变。Kelso & Engstrøm（2006）称其具有内禀动力学（intrinsic dynamics）。质量–弹簧振荡器已被用于建模多种认知任务（尤以含运动控制成分者为主）：

• Thelen & Smith（1994）用其建模婴儿踢腿、踏步与抓取的发展；

• Schöner & Kelso（1988b）用其建模Haken, Kelso & Bunz（1985）所研究的“手指摆动”运动控制任务。³

③ 混合模型：
亦存在难以归入上述任一类别的混合模型——它们汲取弛豫（电学）系统与物理（质量–弹簧）系统的各自优势。例如：
McAuley（1996）、Large & Kolen（1994）、Large & Jones（1999）的节律知觉模型所用自适应振荡器（adaptive oscillators）：

• 如弛豫振荡器般 快速同步输入信号 ；

• 又具类惯性机制，使其即便信号消失亦能“ 保持节拍 ”（keep the beat）。
  → 然而，此类混合振荡器在大规模耦合时 稳定性逊于弛豫振荡器 （Eck, Gasser & Port 2000），且 既无生理亦无神经可行性 。⁴

本章余下部分，将运用上述各类振荡器，分别例示不同表征理论。

3.2 一种心理表征理论

心理表征是理论实体（theoretical entities），正如福多的舅舅威尔弗里德（Sellars）所坚持的那样（Fodor 1983；Sellars 1956）。也就是说，正如我们为了解释天文学观测而设定（posit）暗物质，我们为了解释智能或适应性行为的观测而设定心理表征。因此，心理表征是行为解释的组成部分；其存在性由诉诸它们的解释之成功而得到确证（vindicated），其被提出的属性亦由该成功而得到证实（confirmed）⁵。

心理表征在适应性行为解释中的作用，是作为具有因果效力（causally potent）的信息载体（information-carrying vehicles）。表征在行为主体的因果经济（causal economy）中扮演角色；又因其承载关于环境的信息，使其所引发的行为能与环境相适配。

由于表征被设定为理论实体，且其解释力正源于其所承载的信息，一种表征理论便需说明：行为主体内部的某物如何能够关涉（be about）；如图3.1所示。

以下便是一种传统表征理论，略带目的论色彩；它基于露丝·密立根（Ruth Millikan）的目的论表征理论（teleological theory of representations）（Millikan 1984, 1993）：

此定义在上述所描述并图示于图3.1的基本表征概念基础上增添了几处细节。图3.2展示了：若一个系统要拥有表征，则还需具备哪些附加机制。由于“具有功能”关乎“具有特定历史”，故该定义中的功能要求并未在图中呈现。（请注意：在图中，因果关系以实线箭头表示，语义关系以虚线箭头表示。）

如上所述，此定义是露丝·密立根目的论内容理论（Millikan 1984）的一个版本。鉴于已有大量文献论述密立根的观点，我将不花太多篇幅详述此定义。不过，我将简要指出其若干特征：

第一，如前所述，因它要求表征必须具有功能，故它是目的论的（teleological）（R2），因而明确具有规范性（normative）。

第二，它要求表征须在生产与消费装置的语境中发挥作用（R1）。

第三，它内建了对误表征（misrepresentation）的解释机制。由于表征的内容由其功能以及表征生产者与消费者的特性共同决定，因此即便生产者、消费者或表征本身运作失常，其内容仍保持不变。即：正如精子的功能是使卵子受精——尽管成功完成此功能的精子数量微乎其微；同样，代表“此处有鸡”的符号之功能亦不会改变——即便该符号被错误地生成或使用。

第四，它要求表征必须是一个表征系统（system of representations）的一部分（R3）。因此，没有任何事物仅能表征单一（一个）环境情境。但需注意，这并不排除例如“特征检测器”的可能性。当一个水平线检测器开启时，它可能代表“此处此刻有一条水平线”，其中“此处”与“此刻”具有不同的指称对象。

第五，它要求我们遵循密立根（1984）的观点：在确定表征内容时，应聚焦于表征消费者——表征的内容即是：为使表征消费者所引发的行为具有适应性，世界应当具有的状态（R2）。

第六，在符合该表征理论标准的事物中，包括密立根所称的“pushmi-pullyu 表征”，或安迪·克拉克（Andy Clark, 1997）所称的“行动导向型表征”（action-oriented representations）。如第2章所述，这类表征正是表征主义具身认知科学中通常所援引的类型。

那么，这种基于密立根的表征理论，在哪些方面与其他可用理论相似或不同？在接下来的几节中，我将将其与若干其他曾用于分析具身化、嵌入式认知模型的理论进行比较。我将论证：刚刚描述的这一理论，就激进具身认知科学的目标而言，至少与其他表征理论一样好，甚至更优。

3.3 马克曼与迪特里希论“内部中介状态”

如前所述多次，马克曼与迪特里希在一系列论文中（2000a, b；Dietrich & Markman 2003）主张：认知科学家应统一承认——对认知的解释必须依赖表征。为此，他们勾勒出一种表征理论，并指出：所有认知模型中均可找到此类表征。其核心论点是：反表征主义根本行不通。（而本书的主旨，正在于指出他们此点实为错误。）

依马克曼与迪特里希之见，系统中的表征即具备如下特性的内部中介状态（internal mediating states）：

依此观点，含表征的最简系统如图3.3所示。请注意：这是一种相当宽松的表征理解。这恰恰是其用意所在——马克曼与迪特里希力图将所有激进具身认知科学家纳入表征主义与计算主义的保护伞之下。其定义甚至比前述目的论定义限制更少，因它不要求目的论条件：中介状态即便偶然成为系统一部分，亦可依马克曼与迪特里希之见被称作“表征”。

尽管如此，就此处目的而言，该定义与目的论定义实质等价：二者在绝大多数情形下，对某系统是否含表征的判定完全一致。尤其二者均允许：即便某成分持续与其目标处于因果耦合，只要其属于正常运作系统的一部分，即可计为表征。德雷茨克（Dretske 1981）、福多（Fodor 1990）、安妮·雅各布森（Anne Jacobson）的“亚里士多德式表征”（2003, 2008），以及威廉·拉姆齐（William Ramsey）近著中提出的两类表征之一——“s-表征”（s-representations）（Ramsey 2007）⁶——其经典表征理论亦作此允准。

鉴于上述诸家观点趋同，此后我将统称：凡将所有承载内容的内部状态（即便不可与其目标解耦）皆称为“表征”的理论，为传统表征理论（traditional theories of representation）。

上述各类传统表征定义，均可由同一振荡器模型实现：即菲茨休–南云模拟神经元（Fitzhugh-Nagumo simulated neuron）（Fitzhugh 1961；Nagumo et al. 1962）。该振荡器是对霍奇金–赫胥黎（Hodgkin & Huxley 1952）神经元动作电位模型的简化。如前所述，菲茨休–南云振荡器属弛豫振荡器一类：当输入为电压脉冲序列时，其放电将与脉冲同步；若脉冲具节律性，则该振荡器亦同步并“随节拍而动”（‘‘beats along’’），以自身脉冲与之齐发。互联的此类振荡器群体，能以反映输入节律结构的方式与节律性输入耦合：网络可区分弱拍与强拍，甚至可通过适当的抑制性连接表征休止符（represent rests）。

然而，一旦驱动刺激从网络中移除，振荡器即立即解耦，回归静息态。由此，它们无法与缺席的目标（absent target）保持耦合——事实上，它们仅对当下持续与其处于因果接触之物作出反应：即在时刻 t，仅响应 t 时刻呈现给它的输入。

尽管如此，此类弛豫振荡器显然可在系统维持其与环境的适切关系中扮演关键角色。若在认知系统内被恰当连接，它们即可被系统用于引导其行为使之与外部信号适配。事实上，弛豫振荡器已被用于控制机械臂，使其随外部节拍敲击（见 Eck, Gasser & Port 2000）。此类智能、具身化行为，恰是表征本应解释的对象；它亦印证了如下表征定义的恰当性——即允许那些持续与其目标因果耦合的状态亦被计为表征。换言之，这些弛豫振荡器正是传统表征理论理应纳入“表征”范畴的范例。——然并非众人皆认同此点。

3.4 可靠在场性与可解耦性

约翰·豪格兰德（John Haugeland）的《表征属类》（“Representational Genera”, 1991）已成为认知科学哲学中讨论表征的标杆文献，尽管其二十七页中仅有两页泛论表征。安迪·克拉克（Andy Clark, 1997）对此定义作了精当概括：一系统仅当满足如下条件，方可称其“使用表征”：

它必须协调自身行为以应对那些并非始终‘可靠地呈现于系统’（reliably present to the system）的环境特征； 它通过让某种“替代物”（something else）为之“代行”（stand in）并引导行为，以应对上述情形； 此“替代物”乃一更普遍表征图式之组成部分，该图式使“代行”得以系统性发生，并容许一系列相关状态的存在。（Clark 1997, 144；亦见 Haugeland 1991；Wheeler 2005；Clark 2008）

依此定义，表征即为此类系统中起“替代”（stand-in）作用之物。然此表述本身允许多种诠释。尤需注意：豪格兰德未对“可靠地呈现于系统”（reliably present to the system）一语作分析——他本意仅为“几句教条式、粗略的评述”（1991, 62）。事实上，对该短语至少存在两种不同理解，从而导向两种不同表征观：

• 强版本

  ：常被归于豪格兰德（Clark & Toribio 1994；Clark 1997），并为 布莱恩·坎特韦尔·史密斯 （Brian Cantwell Smith, 1996）所明确认可；

• 弱版本

  ：体现于 里克·格鲁什的仿真器表征理论 （Grush’s emulator theory of representation）（Grush 1997, 2004；Clark & Grush 1999）。

遗憾的是，人们通常未能觉察豪格兰德（1991）定义之强、弱解读间的实质性差异。

3.4.1 强解耦性：登记

在《存在于此》（Being There）中，安迪·克拉克声称：豪格兰德定义要求他（克拉克）所称的“解耦性”（decouplability），他将其定义为：“在环境特征[被表征者]缺席时，仍能利用内部状态引导行为的能力”（1997, 144）。他将豪格兰德“并非始终可靠在场”的表述解读为：要求高层推理能力，即解决“表征饥渴型问题”的能力。

适应性挂钩（Adaptive hookup）因此逐渐过渡至真正的内部表征，随着挂钩的复杂性与系统性增加。在此连续谱的远端，我们发现豪格兰德笔下的生物体——它们能在其目标环境特征完全缺席的情况下部署内部编码。此类生物体是其世界的最明显表征者，亦是唯一能进行复杂想象、离线反思与反事实推理者。需要此类能力方能解决的问题，即属“表征饥渴型”，因它们似乎在呼吁使用内部系统特征作为外部事态的“代用品”。（Clark 1997, 147）

我将称此种对豪格兰德“并非始终可靠在场”的解读为“强解耦性”（strong decouplability）。强解耦性要求：表征 R与其目标 T不处于持续因果接触，且目标 T可能缺席。克拉克拒绝将强解耦性视为某物成为表征的必要条件。以大鼠后顶叶皮层神经元群为例，克拉克论证道：存在一些可恰当地称为“表征性”的系统，却永远无法从其所承载信息之对象上解耦。这些神经元复合体携带关于大鼠头部位置的信息，但并无理由认为“这些神经元可在缺乏来自大鼠身体本体感受信号的持续流时仍发挥作用”（同上，145）。因此，在《存在于此》一书中至少，克拉克同意传统表征理论：即便某物仅在其与所表征对象耦合时方可运作，它仍可是一种表征。

结果表明，克拉克对豪格兰德“并非始终可靠在场”的解读——即强解耦性——被豪格兰德本人斥为过于排他。⁷ 我愿主张：他（及克拉克）是对的。此定义过于排他。认知科学中关注表征角色之争的人，是否真持此观点：强解耦性是成为表征的必要条件？
是的：布莱恩·坎特韦尔·史密斯（Brian Cantwell Smith, 1996）如此主张，并自认与豪格兰德立场一致。史密斯所称“登记”（registration）的理论，乃一种整合了表征与本体论的理论；但就当前目的而言，我们可仅视其为一种表征理论。史密斯将“登记”与“有效追踪”（effective tracking）相区分。我们可在“青蛙追踪飞过苍蝇”的经典例子中看到有效追踪。依物理情境而言，史密斯指出：我们面对的是一个从苍蝇延伸至青蛙的持续运动扰动柱。此柱状扰动仅为“一件事物”，在物理意义上不可分割为青蛙、苍蝇及中间大气。当青蛙以此方式追踪苍蝇时，青蛙与苍蝇在极强意义上彼此耦合：它们并不分离。对我们目的而言的关键在于：追踪是一种主体与对象间持续因果连接的事态。

史密斯主张，这无需被称为“表征”。我们可见，在有效追踪中，代理者任何可被称作“表征”的内部部分，均持续与其目标因果耦合。事实上，依据传统表征定义，这些部分即属表征。

然而，在“登记”中，代理者必须潜在地可与所登记之物断开连接，且是以一种极强的方式。首先，代理者必须能够在恒常因果连接被中断时，仍继续追踪对象。青蛙，即，必须能够在反射光被（暂时）遮蔽时，仍继续追踪苍蝇。据我所知，青蛙或许无此能力，且确实难以想象在一只青蛙与一只苍蝇之间、在舌可触及距离内，会有什么东西介入。但这种“无效追踪”（noneffective tracking）在动物界警觉行为中实属常态。筑巢鸟不会因狐狸暂时藏于岩石后而丢失对其踪迹。然而，无效追踪本身不足以构成“登记”。事实上，仅凭因果连接与惯性即可完成无效追踪。（头部的惯性使其保持朝向原方向运动，而鸟眼则捕捉到不再被岩石遮挡的光线。）在“登记”中，尚有进一步的疏离与抽象化（distancing and abstraction）。它要求脱离（detachment）——主体必须“放手”（let go）于对象，停止追踪它（即使无效地追踪）。此处之差异，类似于：知道你的侄女将从桌子另一侧走出，与知道你直到下个感恩节前都再也见不到她。后者要求抽象化（abstraction）——主体必须忽略对象诸多细节方能维持对其追踪。当你有效或无效地追踪你的侄女时，你与她的每一个细节皆耦合：每一颗雀斑、每一根头发、每一道衣褶皆与你的头部和眼睛同步运动。当此物理连接断裂，而你“登记”她时，你便失去或抽象掉许多此类细节。据史密斯所言，唯独在此处，才有所谓“值得称为表征”的事物。

正是在此种抽象化中，我们方得见史密斯理解与“表征可与目标持续因果耦合”之理解间的巨大鸿沟。在“登记”中，代理者所登记的不仅是一个“瞬时目标”，而是一个在时间上延展的实体——一个日后可被重新识别的实体。史密斯通过比较“有效追踪”与“无效追踪”期间代理者与环境对象间的“点对点关联”，来阐明此点。在有效追踪中，有效连接存在于“瞬时代理者”与“瞬时对象”之间。而在“登记”中，代理者登记的是一个具有历史与未来的持久对象。

当然，这本身就是“抽象化与细节删减”要点的一部分：不可能表征对象的所有细节，且无论如何，下次该对象出现时，也未必所有细节均会再现。因此，“登记”需相当复杂的机制。它要求一种稳定、可断开的内部状态——该状态能维持其“关乎某一特定目标”的身份，即便该目标在时空上遥远，之后亦可重新施加于该目标。故而，史密斯的“登记”理论，部分而言，即为一种前述所谓“强解耦性”的表征理论。⁸

我们可通过再次审视耦合振荡器模型，来例示“强解耦性”（如史密斯理论所示）与传统表征理论之间的差异。如前所述，一个相对简单的弛豫振荡器已能满足传统表征概念的要求。然而，若要表征环境中缺席的特征，则需更为复杂的自适应振荡器（adaptive oscillators）。自适应振荡器是混合型振荡器，可实时跟随节奏刺激——类似随音乐拍打脚部的任务。事实上，自适应振荡器已被证明可跟随嘈杂的节奏信号，例如真实人类鼓手演奏或人类语音中的节奏（McCauley 1996）。它们之所以成功，是因其汲取了质量–弹簧振荡器与弛豫振荡器两者的优良特性。

使自适应振荡器成功的混合化设计，最重要的三个方面是：相位适应（phase adaptation）、置信度评分（confidence rating）与频率适应（frequency adaptation）。

相位适应：自适应振荡器可瞬间调整其相位以匹配输入信号的能量。当脉冲输入强度“足够响亮”（大于某阈值）时，振荡器立即将其相位重置为零。由此，自适应振荡器如同弛豫振荡器一般，能即时响应刺激；但不同于钟摆或其他质量–弹簧振荡器——后者因惯性而禁止此类瞬时相位重置。

频率适应（Frequency adaptation）被演奏的音乐与口语（即自适应振荡器设计所追踪的两类信号）持续地加速与减速。这对仅具相位适应（phase-adapting）能力的简单振荡器构成难题：若输入信号频率与振荡器固有谐振频率不完全匹配，振荡器将不断发生相位重置。该问题通过使振荡器具备调节其谐振频率以匹配输入频率的能力得以解决——即依据相位重置发生时振荡器所处的相位周期位置，相应加速或减速振荡器。换言之，自适应振荡器表现得像一个具有强偏好频率的质量–弹簧振荡器，而全然不像弛豫振荡器——后者并无偏好频率。这正体现了自适应振荡器的混合特性：

• 相位适应 通过弛豫振荡器式机制实现；
• 频率适应 则通过可调谐的质量–弹簧机制实现。

该振荡器具有一调谐函数：若相位重置持续发生在节拍之后，则加速振荡器；若持续发生在节拍之前，则减速之。

置信度评分（Confidence rating）相位耦合与频率耦合使自适应振荡器能追踪多种不同频率的节拍，但仅此尚不足以使其表征缺席的节拍。节拍追踪振荡器始终对足够响亮的输入敏感。当追踪嘈杂的真实信号（如现场鼓点或语音）时，此特性反成问题——因节拍追踪要求忽略大多数声音，以避免持续相位重置。其直觉是：一旦振荡器“找到节拍”（‘‘found the beat’’），应使其相位重置变得相对困难。（类比：你随节拍敲击，即便旋律与背景噪声常更响亮。）

此问题通过添加一个以相位零点为中心的相依窗口（phase-dependent window）加以解决。当振荡器对其已锁定强拍（downbeat）的置信度越来越高时，它会收窄此窗口（颇似戴上眼罩，以免被外围事件分心），并对输入进行滤波。此时，响度本身已不足以引发相位重置——现要求：强信号必须恰好发生于振荡器注意窗口的中心。

此类自适应振荡器可用作表征——例如驱动需随节律信号敲击的机械臂。随时间推移，振荡器的相位与频率经调谐，使其匹配节律信号的节拍；与此同时，其窗口亦由与信号的交互而调整、收窄，确保节拍（当其存在时）总落入窗口之内。振荡器遂可驱动机械臂同步敲击。由于自适应振荡器具备质量–弹簧属性，其惯性（momentum）可使其在节律信号消失后继续敲击。这意味着：自适应振荡器能表征那些与之强解耦（strongly decoupled）的现象——即能表征缺席的节拍。

还需注意：窗口机制即是一种抽象化（abstraction）。窗口收窄后，振荡器仅预期节拍在极精确时刻出现，并对窗口外发生的节拍无响应。在窗口内，无需物理上完全相同的信号——只要信号足够响亮、且时间足够接近即可。→ 正如你仍能认出侄子，尽管他雀斑更少、换了件衬衫；具备自适应振荡器的系统，亦会将落入其窗口的物理上非同一的信号，识别为“同一个节拍”。

由此，自适应振荡器实现了史密斯所谓“登记”（registration）：

• 它能引导行为以适配 缺席的信号 ；

• 且其方式正依赖于—— 忽略输入信息，转而依靠自身内部状态 。

构建具备此能力的自适应振荡器，无疑是认知科学中一项令人印象深刻的成就，可显著推进我们对高阶节律行为的理解。然此类能力似过于复杂，难以为心理表征的基础情形（base case）。事实上，许多人类个体并不具备此能力：爵士乐史表明，不少人难以“登记”缺席节拍。比尔·埃文斯三重奏（Bill Evans Trio）的录音（如1961年《周日 Village Vanguard 现场》）之所以具有革命性，正在于：每首曲子确立节拍后，三重奏中无人被指定为节拍维持者——节拍仅隐含存在，每位成员皆在演奏中尊重它，却无人实际奏出它。此音乐在1960年代初被视作革命性且令众多听众困惑，恰恰凸显了“维持对缺席节拍的表征”之困难。

此点正是克拉克（1997）所意识到的：强解耦性（strong decouplability）作为心理表征的基础情形，要求过高。

3.4.2 弱解读：仿真器

意识到强解耦性（strong decouplability）要求过高，人们或许会转而寻求一种表征理论——其基础情形介于史密斯的“登记”（registration）与更宽松的传统表征之间：该理论应具神经可行性、限制不过严（有别于“登记”），又能尊重如下直觉——即表征对象可能并非可靠在场（有别于传统理论）。里克·格鲁什（Rick Grush）的仿真器表征理论（emulation theory of representation）（Grush 1997, 2004）正旨在成为这样一种理论。

仿真器（emulators）试图捕捉这样一种直觉：若某物要被视为表征，则其必须能与其所表征者解耦（decoupled）。事实上，格鲁什宣称其理论可使我们免于传统表征理论所带来的混淆——后者将单纯的呈现（presentations）也误作表征。“呈现”指那些持续与其目标处于因果连接的、承载内容的内部状态（internal contentful states）。格鲁什主张：一状态要成为表征，必须具备可解耦性（decouplable）。他将仿真器（emulators）视为具备可解耦表征的最基础系统。

仿真器是系统内部的一种机制：它接收关于系统当前状态的信息，并输出对系统下一状态的预测。它是一种系统行为的“前向模型”（forward model）。

以格鲁什所举之例——熟练的伸手抓取（skilled reaching）——说明：
手臂与手朝某物体移动，依赖大脑接收并响应关于其位置与轨迹的一系列视觉与本体感受反馈。但有时，受限于神经系统的固有速度，所需反馈的时效性（required more quickly than it is available）。在此类情境中，仿真至关重要。此处的仿真器可将手臂与手的当前位置及其运动方向作为输入，输出一种模拟反馈（mock feedback），在真实反馈抵达前，即对臂手的位置与轨迹作出预测；该模拟反馈继而被用于控制抓取动作。⁹
图3.4展示了格鲁什的仿真器表征理论。

格鲁什声称，仿真是重要的，因其构成真正内部表征的最小情形——即可解耦的表征（representation that is decouplable）。克拉克最初曾拒斥“可解耦性”作为表征的必要条件，但后来转而认同¹⁰。在一篇合著论文中，克拉克与格鲁什指出：

“总之，我们主张：一生物仅当其系统内可识别出某些特定状态与/或过程——其功能角色在于充当可解耦的替代物，以代行某些可明确指认的**（通常为神经外的）事态**——时，方使用‘十足的’内部表征。我们认为，运动仿真回路（motor emulation circuitry）为此类条件的满足，提供了一个清晰、最小且演化上可辩护的实例。”（Clark & Grush 1999, 8）

然而，同样显而易见的是：仿真器实际上并不构成强解耦情形——它并不要求其所表征目标具有潜在的缺席性（potentially absent）。我们或许可在某种意义上说：一个控制熟练伸手动作的仿真器是“解耦”的——即在它接收输入（手臂状态、运动方向）与输出结果（用于引导动作的模拟反馈）之间的短暂时间间隔内，它并未直接接收来自其所表征对象的输入；换言之，与真实本体感受反馈的定位点（在格鲁什术语中仅为“呈现”）不同，仿真器与目标的连接并非持续不断。

然此非强意义上的解耦——即“在所表征环境特征缺席时，仍能利用内部状态引导行为”的能力。尽管仿真器在数毫秒内未接入本体感受输入，其所控制的手臂及正在进行的动作绝无‘缺席’可言。事实上，仿真器远未达到史密斯“登记”理论所要求的强解耦水平。像前述弹道式伸手仿真器这类简单仿真器，实属无效追踪（noneffective tracking）的案例。我们既可从据称存在于中枢神经系统（CNS）中的仿真器实例观察到这一点，亦可通过一个能实现基于仿真器控制的耦合振荡器加以说明。

格鲁什在其关于仿真理论的原始论文（Grush 1997）中，提供了非平凡的经验证据，表明人类CNS中确存有仿真器。他援引了整合了仿真器的神经系统模型。此证据在格鲁什后续工作（2004）、克拉克与格鲁什（1999）、帕特里夏·丘奇兰（Patricia Churchland, 2002）及芭芭拉·韦伯（Barbara Webb, 2004）的研究中进一步强化。丘奇兰尤其提出了大量证据，支持她所谓“格鲁什仿真器”（Grush emulators）在中枢神经系统中不仅存在，且或为普遍存在。故极有可能：仿真器在神经系统中无处不在，并在任何程度的、由感觉反馈预期所引导的行为控制中发挥作用。

然而必须清醒认识到：至少在上述文献所描述的所有案例中，仿真器表征的目标均为动物身体的状态。事实上，格鲁什所描述的全部仿真案例，其目标皆为身体状态。而显然，在通常情形下，动物的身体绝不会‘缺席’。因此，尽管引导弹道式伸手的仿真器状态可能短暂地与本体感受输入流解耦，其状态几乎立即会被新的本体感受信息更新。这正符合史密斯所谓“无效追踪”，与“登记”所特有的强解耦（真实疏离、抽象化）截然不同。

我们同样可借耦合振荡器阐明此点。试想：你边与友人交谈边行走。此类情境下的步态，恰是既需仿真器、又需振荡器的典型活动。振荡器之所以关键，盖因行走是一种协调的、节律性的活动，而振荡器已被反复证明可有效建模此类行为（Kugler & Turvey 1987；Schöner & Kelso 1988a,b；Haken, Kelso & Bunz 1985；Kelso 1995；Kay, Saltzman & Kelso 1991；亦见第5章）。

要理解行走亦需仿真器，可设想：当你深陷交谈时，一脚踏入一小坑中；或更佳例子：在黑暗中上楼，却未察觉已抵达平台。两种情形下的踉跄性质清楚表明：你继续以早于实际接收本体感受反馈的方式控制运动——即你的步态正由对地面接触的预期所引导。

利用菲茨休–南云振荡器（Fitzhugh-Nagumo oscillator）——即前文所述足以充当传统（持续因果耦合）表征的振荡器——即可轻松构建适当的仿真器。只需在菲茨休–南云振荡器网络中引入时间延迟，使网络得以恰当地利用本体感受流中的“过时”（‘‘stale’’）信息。因运动具周期性，此延迟仅需通过测量本体感受流的变化速率，并以此估算腿部运动速度即可获得。一旦确定延迟，该仿真器便能利用恰好一个腿部周期之前的信息，预测当前本体感受状态——它因此成为足部与腿部状态的前向模型（forward model）。

关于此类仿真振荡器，尚有几点需简要说明：第一，在人工神经元的“轴突”上添加时间延迟，易于实现且具神经可行性；第二，尽管格鲁什的范例通常涉及弹道式伸手，此振荡器依格鲁什理论标准，仍属仿真器因而亦属表征；第三，亦为当前目的最重要者：该仿真器系由与传统（持续因果耦合）模型完全相同的振荡器类型所实现。换言之，仿真器与格鲁什坚称应称作“单纯呈现”（mere presentations）的传统表征，实无显著差异。仿真器与有效追踪及传统表征理论的相似度，远高于其与强解耦及史密斯登记理论的相似度。

当然，这并非对格鲁什仿真器理论作为认知科学贡献的真正批评。仿真器实则更接近传统表征、更类似“单纯呈现”，远超格鲁什（及克拉克、丘奇兰）修辞所暗示的程度。仿真器仍可能是传统表征中一重要（且或广泛神经实现的）子类；它亦为布莱恩·史密斯关于“有效耦合”与“无效耦合”之区分如何实现，提供了极佳解释。事实上，我前文已指出：无效耦合可由引导有效耦合的相同机制——加上惯性——共同实现，以维持眼或头朝特定方向运动。显而易见，带延迟的振荡器正发挥此作用：提供模拟反馈的延迟振荡器，使腿与足即便在缺乏本体感受反馈时仍持续运动。

故重申：仿真器表征理论是一项优秀且或极为重要的贡献；格鲁什将此观念引入主流认知科学，值得嘉许。然上述一点仍令我们担忧：将仿真器视为心理表征的基础情形是否恰当？问题在于：格鲁什、格鲁什与克拉克、丘奇兰所引证的所有潜在神经仿真器案例，其仿真器所表征者皆为动物身体的部分，而非外部环境的部分。

重温克拉克与格鲁什（1999, 8）引文的部分内容：“……可解耦的替代物，以代行某些可明确指认的**（通常为神经外的）事态**”（格鲁什关于仿真的著述中随处可见类似表述）。“神经外的”（extraneural）一词并不意指‘身体之外’。格鲁什（2003）明确采纳的这种笛卡尔式极端主义——即将中枢神经系统视为心智所在，而将其他一切（余下身体与物理环境）归为“世界”——令人忧虑，原因有二：第一，一种将动物身体部分作为基础案例的表征理论，实属罕见，且全然违背哲学与认知科学传统；（注意：图3.4中甚至无需描绘代理者之外的环境。）第二，亦更为重要者：即便某人因某种缘由愿在此点上背离传统，将心智封装于中枢神经系统之内的做法，亦与认知科学中具身化、嵌入式运动的主旨相悖——后者的核心目标，正在于摆脱早期认知科学的笛卡尔主义，并承认认知必然是具身的。

基于此二理由，仿真器理论不适合作为最基本表征的理论。

3.5 小结

本章概览了若干表征理论，并借由耦合振荡器，初步介绍了动力学建模。本章要点可依布莱恩·史密斯（Brian Smith）对有效追踪（effective tracking）、无效追踪（noneffective tracking）与登记（registration）的三重区分加以总结：

• 在有效追踪中，行为主体可能与其所追踪之物持续处于因果耦合状态。传统表征理论（Millikan 1984, 1993；Fodor 1990；Dretske 1981；Bechtel 1998；Markman & Dietrich 2000a,b；Jacobson 2003, 2008；Rowlands 2006；Ramsey 2007）对表征的界定，使得那些仅在与环境对象持续因果连接时方能履行功能的主体组成部分，亦可被计为表征。

• 在无效追踪中，行为主体即便遭遇短暂的因果连接中断，仍能维持其与所追踪环境对象的关联。格鲁什（Grush, 1997）所提出的、作为表征基础案例的仿真器（emulators），正可用于弥合此类因果流中的短暂时隙。尽管伴随诸多宣传，仿真器表征实则与传统表征差异极小——这一点可由下述事实证得：仅需对实现传统表征的耦合振荡器（即菲茨休–南云振荡器）作微小改动，即可将其转化为仿真器，使其即便在因果流中断时仍维持与目标的连接。

此外，仿真器尚存一问题：在其基础案例中，它们所表征的是行为主体自身的身体部分，而非外部环境。这导致动物大脑与身体–世界之间出现一道不可弥合的鸿沟。因此，尽管许多动物体内可能存在仿真器，仿真器理论仍不适合作为最基本表征的理论。

• 最后，要对一对象实现 登记 ，行为主体必须能在该对象 显著缺席之后重新识别它 。这要求主体拥有对该对象的表征，且该表征须兼具 抽象性 与 可重部署性 （redeployable）。实现此类表征的耦合振荡器模型——即 自适应振荡器 ——与可实现追踪的菲茨休–南云振荡器 迥然不同 。

由此，我们面临二择：
其一为传统表征理论，其界定或过于宽松；
其二为基于强解耦（strong decoupling）的新理论，其界定或过于严苛。

我以为：若采用后者——即更严苛的新定义——来论证非表征认知科学之合理性，将成问题。“依据我新定义的表征，这些系统皆无表征”之论，几近第一章所诟病的黑格尔式论证——即允许激进具身认知科学家或其反对者通过重新定义术语来赢得论辩¹¹。

故就本书目的而言，传统观点更为恰当；我将坚持第3.2节所述的密立根式进路（Millikan-style approach）。因此，后续章节将考察：若以该传统表征理论审视认知科学中那些号称“非表征”的模型，会得出何种后果。

原文链接：https://uberty.org/wp-content/uploads/2015/03/Anthony-Chemero-Radical-Embodied-Cognitive-Science-Bradford-Books-2009.pdf