我們身處的世界是一個機械化運作的數學公理系統嗎？這個數學公理系統是否有算法可以求解？德高望重的數學家戴維·希爾伯特（David Hilbert）在20世紀之初所提出的23個最重要的數學問題深深吸引著眾多杰出的數學家、科學家（上述兩個問題分別與其中的第二個問題和第十個問題密切相關）。一個世紀過去了，從生物生長的形態學規律、河流系統的Hack定律到生物體的Kleiber定律，在看似隨意、松散、支離破碎的現象背后，一個又一個普適性規律被發現和證實。那么人類的認知過程是否也存在一個支配性的規律呢？
圖靈（A.M.Turing）的偉大在于開辟了一個通往求解認知算法的路徑。雖然圖靈測試中對于智能設定的標準過于寬泛，但是圖靈機模型所闡發的計算、模擬定義，以及運用圖靈機組合解釋復雜行為如何產生、運用圖靈機模擬解釋計算等價性、通用圖靈機所蘊含的輸入與程序代碼間的轉換運行……這一切都奠定并推動著人工智能的產生和發展。
運用復雜系統的動力學模型解釋人類的認知過程與傳統的認知科學具有很大的不同，前者強調的是交互，而后者僅僅關注離散的信息表征。運用動力學解釋認知，必然涉及傳統認知理論所不曾思考的維度，諸如實在的肉身.外部多變的環境、復雜的情緒系統。它們之間的交互作用必然會為認知主體的認知過程、認知結果帶來不一樣的溫度、色彩、質地：認知不再是高高在上的、冰冷的表征，而是與活生生的肉身以及與可視、可聞、可聽、可觸的物體正面交鋒；環境作為認知系統的組成部分，當它從背景的視角切換到圖形的視角時，環境和行動者一樣被視為可認知的，被賦予認知地位；心身間的因果關系不再像是平面的二維效果圖，而更像是立體的三維場景。但是需要注意的是，認知科學領域目前所經歷的研究范式的轉變，是一種完全背離算法、拋棄算法而重新開疆辟土式的“另立門派”嗎？如果當前的具身認知、嵌入認知、交互認知無法提出切實可行的操作路徑，那么它們就僅僅停留在隱喻階段。尋求復雜事物背后的數理化模型是一門學科的制高點。人工智能也不例外，它需要破解大量的變化莫測的認知現象背后的算法。對于復雜的認知現象，圖靈機能夠對它進行抽象嗎？我們可以將我們所處的環境中所做感知的一切視為輸入集合；我們的言行、體態、姿勢、表情視為輸出集合；我們腦中所有可能的神經系統的狀態組合視為內部狀態；就程序而言，可以分為兩個看似矛盾卻彼此交替、促進生物體不斷演化和發展的方面：一方面是固定的程序，體現為單個神經元傳遞信息、變換狀態的規律是固定的，是可以程序化的，因此腦作為神經元的整體，也必然遵守固定的程序；另一方面，通過通用圖靈機化解固定程序會面臨的停機問題，如果我們的人腦就是一臺通用圖靈機，它可以模擬任何一臺圖靈機的算法，那么它就會超過圖靈計算，通過改變固化的程序而實現學習和演化。所以，從這個角度來看，復雜系統的動力學模型仍然是在認知算法的求解道路上尋求方法、建模。
“創造”被德國作家托馬斯·曼在其小說《騙子菲利克斯·克魯爾的懺悔》中描述為三個基本的階段：第1階段是從虛無中創造出萬物；第二階段是從無生命的物體中創造出有生命的生物；第三階段是從有機物中產生意識，即有意識的生物。那么理解也可以相應地被分為三個階段：第1個階段是理解物質、宇宙的普適性規律；第二個階段是理解生物體演化的普適性規律；第三個階段則是理解認知、意識的普適性規律。而現在，理解的第三個階段的帷幕正徐徐拉開，我們也終于可以窺見那精彩的表演了。
本書首先對認知科學的重要研究范式的發展線索和內在脈絡進行了探索和描述，試圖勾勒一幅西方認知科學發展的歷史“地圖”。從行為主義的勢微到認知主義的興起，從符號的退場到神經的涌現，以及作為第三代研究范式的動力學理論，認知科學一直處于高速發展的階段。通過總結、歸納、比較這些不同研究范式的基本觀念、維度、問題域和方法，挖掘其深層次的哲學基本預設。其次，本書結合動力主義，對傳統心智哲學中關于表征、環境、認知邊界、心身因果關系等議題進行反思、甚至批判。以環境為例，認知動力系統理論就對傳統認知觀念中的環境概念以及對環境的研究方法做出了重大修正。環境由認知科學中的一個次要概念晉升為一個主要概念，由靜態的、外在于認知系統的概念轉變為動態的、認知系統的內在子系統。環境即會表現為離線的表征，又會作為在線的耦合要素進入認知活動之中，它們并不是矛盾的，而是動態地體現了認知發展的不同階段，并能夠相容于認知的動力耦合模型。最后，根據動力主義，從認識論上闡述一種新的觀念，即人在認識上的不確定性。
當然，本書尚有諸多不足，在對動力主義進行闡述時，只選取了其中一部分具有代表性的觀點，還有一些認知心理學、認知神經科學研究中涉及的動力學問題，由于學科背景知識的缺乏探討只能點到為止；書中雖然結合環境、表征、延展認知理論對動力系統的耦合機制進行了闡述，探討了該機制的理論意義，但是具體的論證還略顯粗糙，筆者將會在今后的研究中進行檢討和完善。
叢書序............................................................................................................................i
前言............................................................................................................................ vii
導論...............................................................................................................................1
第一章 認知動力主義的形成及其蘊含的問題...........................................11
第一節.認知主義與聯結主義.........................................................................12
第二節.認知動力主義的形成.........................................................................32
第三節.認知動力系統的構成.........................................................................38
第四節.認知動力主義蘊含的問題.................................................................49
第二章 認知動力主義的非表征問題.............................................................50
第一節.認知動力主義的非表征模型.............................................................52
第二節.表征在心智發展中的證實.................................................................58
第三節.對認知表征作用的再審視.................................................................63
第三章 認知動力主義的環境與認知邊界問題...........................................67
第一節.認知動力系統中的環境.....................................................................67
第二節.認知邊界的擴展：延展認知假說.....................................................76
第三節.認知動力系統中的認知邊界.............................................................85
第四章 認知動力主義與心靈因果性問題....................................................94
第一節.傳統心靈因果關系理論.....................................................................95
第二節.復雜系統的突現與下向因果性.......................................................116
第三節.認知動力主義的心靈下向因果性...................................................121
第四節.功能主義對下向因果性的反駁.......................................................131
第五章 基于認知動力主義復雜性的思考..................................................135
第一節.認識復雜性的思想淵源...................................................................136
第二節.認知復雜性與確定性原則...............................................................144
第三節.對人與自然認識關系的啟示...........................................................151
結束語.......................................................................................................................160
參考文獻..................................................................................................................162
認知科學以探討人類認知的本質為己任，旨在研究人類的認知如何產生、如何發展，其內在的運行規律、屬性、功能等方面，尤其是人類的意識經驗如何產生，又如何在物理世界發揮作用等問題。20 世紀80 年代以來，經典認知主義因其計算隱喻以及符號表征的計算綱領所暴露的缺陷而受到學界質疑，從此，理解認知本質的大一統局面開始呈現出多樣性的發展，許多學者開始逐步脫離計算主義的藩籬，探索一些新的研究路徑。一個快速發展的理論是從動力系統觀點出發，看待認知和心智的認知動力主義理論。倡導這一理論的代表性人物有埃德爾曼（G. Edelman）、克蘭西（W. J. Clancey）、西倫（E. Thelen ）、史密斯（L. Smith）、馮?蓋爾德（T. van Gelder）、波特（R. F. Prot）、瓦雷拉（F. J. Varela）、凱爾索（J. A. S. Kelso）、克拉克（A. Clark）、布魯克斯（R. Brooks ）、比爾（R. D. Beer ）等。與傳統的認知理論和探索方法不同，認知動力主義理論通過質疑、批判傳統認知主義的計算隱喻，以及符號、表征、計算和算法在認知中的地位，強調認知主體與環境的交互作用，尤其是重視身體與環境實時的感知過程對于認識形成的基礎性作用。概括起來，動力系統理論將認知視為嵌入環境中的智能體的實時的適應性活動，認為認知是一個系統事件，其中，環境、身體感知和大腦的思維活動、身體行為等都是認知系統中的函數參量，把認知發展描述為函數參量在未來的變化趨勢。最終，認知被動力主義者視為系統內部諸多分布的、個別的或局部間相互作用的突現。那么，認知動力主義理論的理論淵源是什么？它的出現又會給原有心靈哲學帶來怎樣的修正或者啟示？動力系統認知理論是否是一個完善的解釋認識發生、發展的理論，其本身是否還存在什么缺陷？這就是本書將要探討的問題。
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