杨文采：谈对固定研究对象的系统认知

谈对固定研究对象的系统认知

杨文采

（浙江大学）

DOI:10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2025.03.166

第二次世界大战后的80年，信息科学、计算科学、脑科学和系统学的崛起和融合造成了认知科学的诞生。认知是信息在脑海中被感知、处理和提取的全过程，感知和思维是人认知的关键环节。理性认知是认知科学研究的主要对象，系统学的思维对于天、地和生命等固定对象的认知，具有指导意义。本文对固定研究对象的系统认知进行了初步探讨。

人的认知有多种模式，如遗传认知、具身认知，离身认知和涉身认知。一般性的认知过程包括观测感知、记忆联想、分析推理、综合判断，最后产生概念和解答方案。另外一类认知的起点来源于一个固定的研究对象，例如，宇宙、地球、生态、大脑等等。这类认知与科学的分科相对应，可称为有固定研究对象的专业认知。一个固定的研究对象就是一个多元组分相互作用构成的系统，它们的认知方法遵循系统学的认知模式。科学认知的目标主要表现为追求理性、客观、精准、系统的知识，为人类智力的升华提供潜能和动力，需要有系统认知的模式和方法来指导。系统认知要取得认知对象完整的知识体系，包括对事物的“何物”、“如何”、“为何”和“如何用”四方面的内容。

鉴于自然系统的复杂性、非线性，系统学同时研究所有系统的普适认知规律和大概率发生的特殊规律。在系统认知模式中，首先观测对象的组成、结构、属性和环境，然后在观测系统组元相互作用行为的基础上，研究系统的相态变化和演化，最后研究系统整体的组织或者自组织机制。因此，普适的系统认知模式由组成、结构、属性、环境、行为、相态、演化和组织机制等 8 个环节链接而成。它们又分为三个层次：组成、结构、属性和环境研究属于概念研究层次，集中研究 know What（认知什么）；行为、相态和演化层次属于模式研究层次，集中研究 know How（认知如何演化）；而组织机制层次研究认知为什么会这样（know Why）。第一个层次要结合具象和抽象思维，第二个层次要融合所有信息以完善模型，取得抽象出来的知识。第三个层次包括理论验证，以取得理论知识为系统认知目标。系统组织还具有反馈的功能，在演化过程中对系统的结构会进行调整，并可能改变系统的属性。系统认知还必须考虑系统整体与外部环境的相互作用，环境可能与系统产生能量与物质交换，影响系统的行为属性和相态的稳定性。

科学认知的目标就是要为人类可以共享的知识库提供最为理性、客观、精准和系统的知识。宇宙万物的生成和演化机制隐藏在时空尺度变化巨大的各种相互作用中，为人类的认知造成困难。系统学研究所有系统普适的认知规律，它的认知模式由组成、结构、属性、环境、行为、相态、演化和组织机制等 8 个环节链接而成。进入 21 世纪，社会发展到一个让人和机器共同发挥智能的 AI 时代，如果能够把系统认知的知识的获取、表达、集成、利用等环节整合到机器学习的过程中，AI 技术的发展就可能再上一个台阶。

系统演化通常有一个从涌现到组织结构复杂化的过程，组织结构的复杂化要求系统做功并消耗能量，可能会使系统“物壮则老”。当社会发展到一个让人和机器共同发挥智能的 AI 时代，复杂化是否走向了极端呢？这些问题正在考验人类的智慧。

作者简介：

杨文采，浙江大学教授，中国科学院院士。研究方向为地球信息学和动力学研究。