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自然-认知系统的探析

(2013-08-23 14:48:10)
标签:

认知-自然系统

信息

信息载体

分类: 学术探讨

 

等级体系是一种多重的整体型结构,在这种结构中,每个组成部分既是整体,又是局部。就整体而言,它具有向低层次的局部提供特定生存环境的功能。就局部而言,它向低层次的局部提供生存环境的功能,又恰好是高层次的局部所必须的功能。似乎整个等级体系中每一个层次的系统都是被自上而下地控制着的,又似乎整个等级体系是由等级体系中每一层次的系统自下而上地支撑着的。

于是,我们不得不思考这样一些问题,这个等级体系,以及这个等级体系中每一个层次上的系统,是如何生成和演化的?在整个等级体系运行的过程中,每一个层次的系统何以能协同一致,配合得如此天衣无缝?哈肯的协同学给出的答案是自组织,而系统科学又通常把信息看成是系统的组织力,认为依靠信息运作可以把诸多组分整合为一种有序的结构。[1]从协同、自组织和信息三者之间的逻辑关系中不难看出,系统之间的协同是由自组织形成的,而自组织又是在信息的运作下完成的。

我们知道,信息是以非物质形式存在的,却不可能离开物质而单独存在,它必须借助于一定的物质形式,由一定的物质来承载,而能承载信息的物质形式,叫做信息的载体,世界上不存在离开物质载体的裸信息。[2]由此,我们似乎可以得出这样一个结论,即等级体系上的每个系统内都应该有承载着大量信息的信息载体。因为,只有这样系统才有可能通过自组织形成有序的结构,系统与系统之间才有可能形成天衣无缝的协同。

但是,系统的信息载体是怎样的?载体信息又是如何运作的?这个时候,我们又不由自主地联想到了自身,因为,自身是我们在等级体系中最熟悉的系统层次。而如果要在人体内寻找信息载体的话,那一定是神经元。因为,我们知道人体内的所有信息均储存在大脑里,而大脑是由神经元构成的。

根据生理学知识,神经元构成了神经系统,而神经系统在生理体系中承担着监控的角色,一方面它要负责监控体内各个生理器官的运行情况。例如,体内的血糖过高,神经系统便通知胰腺分泌胰岛素,体内的含氧量不够时,神经系统便通知呼吸系统加快呼吸的频率。另一方面它还要根据人体生存的需求来指导运动系统的行为。例如,人体有食物需求时,神经系统会借助于视觉器官在环境中寻找所需要的食物,一旦发现食物,便立刻指导运动系统去获取食物。

不难看出,神经系统在生理体系中的作用实际上信息是服务。从系统的角度上考虑,我们很想将具有信息服务功能的神经系统从生理体系中分离出来,作为一个相对独立的信息系统来分析和研究,因为,神经系统运行的是无形的信息,而生理体系所运行的是有形物质。

但是,遇到了这样一个问题,那就是神经系统实际上是生理体系的一个部分,它不仅是有形的,而且也参与有形物质的新陈代谢,如果将神经系统看成是一个相对独立的系统,很容易造成有形概念与无形概念之间的混乱。

在这个问题上,拉兹洛提出了一个解决问题的办法,他在《系统哲学引论》一书中说:“根据我们的理论,我们可以对人进行双透视的观察和描述。如果从内省的角度看,人是由心灵事件组成的认知系统。而从外部进行分析,他是一个由物理事件组成的自然系统。当考虑到人类自由时,我们必须深入研究这两种透视图像,然后把人综合到心理-物理,自然-认知系统这个一般性概念中。”[3]

关于认知系统,拉兹洛是这么定义的:由心灵事件构成的系统,包括知觉、感觉、感情、意志、气质、思想、记忆和想象——也就是任何“出现在心灵中”的东西。[4]
   
如此一来,神经系统所承载的信息便作为认知系统,合理地从人体生理体系(或称自然系统)中彻底分离了出来。一个是无形的认知系统,另一个是有形的自然系统,彼此泾渭分明。接下来,我们要分析的是认知系统是如何通过信息对自然系统实施调控的。

根据维纳的控制论,复杂的控制还需要存储暂时不用的信息以备以后需要时提取,还包括消除实效的信息。而一切信息的运作都依靠于信息传送,控制过程始终是一种通信过程。[5]显然,维纳的这一结论也是从生物体身上总结出来的。因为,《控制论》的副标题就是关于动物和机器中控制和通信的科学。

根据这个逻辑,认知系统内应该存储着大量的暂时不用的信息,以备以后需要时提取,它的一切信息运作都是依靠于信息传送,调控自然系统的过程始终是一种通信过程。如果对应于人体的话,那么,认知系统中所存储的“大量的暂时不用的信息”应该是意识和潜意识,而调控自然系统的过程应该是神经元之间传导的过程。

这个时候,认知系统的轮廓渐渐地清晰了起来:它存储着大量的、暂时不用的、以备以后需要时提取的调控信息,它是通过与自然系统之间的通信渠道对自然系统实施服务性调控的。从系统的角度上看,它的系统结构链是由“存储的大量的、暂时不用的、以备以后需要时提取的调控信息”所构成的信息链,其代谢产物是无形的信息,其功能是借助于信息链来分析和处理各类无形的信息,其根本目的是寻求系统内部结构的最佳状态和系统外部的最佳环境。

从生理学的分析中可以看出,认知系统是专门为自然系统提供信息服务的,它依附于自然系统的信息载体,与自然系统的物质需求是完全一致的。因此,它们彼此之间的关系如同形影、相互对应 

 其中自然系统的结构链是由有形物质构成的物质链,其代谢产物是有形的物质,向认知系统提供有形的物质服务,而认知系统的结构链是由无的信息构成的信息链,其代谢产物是无形的信息,向自然系统提供无形的信息服务。彼此之间以共同的需求为纽带。

但是,关于认知-自然系统的客观验证,眼下似乎还是一个难题。因为,以我们人类目前的科技水平还无法像解剖人体一样,确切地了解原子的结构中是否存在类似于神经系元这样的东西。欧文拉兹洛在《系统哲学引论》一书中感慨地说:认知系统也许像自然系统一样在自然界中是很普遍的,不过,对于它们的识别是通过对观察到的行为的类推来进行的,并且随着我们对那些与人类极不相同的各种系统的考察的进展,此种类推亦在不断的渐变中消失。[6]

然而,我们也许可以换一种思维方式。如果我们可以证明某类物质是有记忆的,是否可以说明这类物质中存在可以承载信息的载体呢?如果答案是肯定的,那就说明凡是有记忆的物质都是具有认知系统的,因为,认知系统就是由一系列的信息载体所构成的。事实上,现代科学已经发现几乎所有的物质都是有记忆的,例如,金属、水晶,甚至普通的石头和我们每天饮用的水等等。

因此,我们似乎有理由认为认知-自然系统的概是一切系统的共同规律。而如果认知-自然系统的概念的确是一切系统的共同规律,那么,关于等级体系的许多问题便都有了更合理的解释。其中包括自组织和他组织,以及等级体系中各个系统之间的协同等等。因为,认知系统是一切系统行为的导向。

参考资料:

 

1、苗东升,系统科学大学讲稿,中国人民大学出版社,2007,第254页

2、苗东升,系统科学大学讲稿,中国人民大学出版社,2007,第121页

3、欧文·拉兹洛,系统哲学引论,商务印书馆,1997,第160页

4、欧文·拉兹洛,系统哲学引论,商务印书馆,1997,第81页

5、苗东升,系统科学大学讲稿,中国人民大学出版社,2007,第172页

6、欧文拉兹洛,用系统论的观点看世界,中国社会科学出版社,1985,第81页

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