談對固定研究對象的系統(tǒng)認知

楊文采

（浙江大學）

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

第二次世界大戰(zhàn)后的80年，信息科學、計算科學、腦科學和系統(tǒng)學的崛起和融合造成了認知科學的誕生。認知是信息在腦海中被感知、處理和提取的全過程，感知和思維是人認知的關鍵環(huán)節(jié)。理性認知是認知科學研究的主要對象，系統(tǒng)學的思維對于天、地和生命等固定對象的認知，具有指導意義。本文對固定研究對象的系統(tǒng)認知進行了初步探討。

人的認知有多種模式，如遺傳認知、具身認知，離身認知和涉身認知。一般性的認知過程包括觀測感知、記憶聯想、分析推理、綜合判斷，最后產生概念和解答方案。另外一類認知的起點來源于一個固定的研究對象，例如，宇宙、地球、生態(tài)、大腦等等。這類認知與科學的分科相對應，可稱為有固定研究對象的專業(yè)認知。一個固定的研究對象就是一個多元組分相互作用構成的系統(tǒng)，它們的認知方法遵循系統(tǒng)學的認知模式?？茖W認知的目標主要表現為追求理性、客觀、精準、系統(tǒng)的知識，為人類智力的升華提供潛能和動力，需要有系統(tǒng)認知的模式和方法來指導。系統(tǒng)認知要取得認知對象完整的知識體系，包括對事物的“何物”、“如何”、“為何”和“如何用”四方面的內容。

鑒于自然系統(tǒng)的復雜性、非線性，系統(tǒng)學同時研究所有系統(tǒng)的普適認知規(guī)律和大概率發(fā)生的特殊規(guī)律。在系統(tǒng)認知模式中，首先觀測對象的組成、結構、屬性和環(huán)境，然后在觀測系統(tǒng)組元相互作用行為的基礎上，研究系統(tǒng)的相態(tài)變化和演化，最后研究系統(tǒng)整體的組織或者自組織機制。因此，普適的系統(tǒng)認知模式由組成、結構、屬性、環(huán)境、行為、相態(tài)、演化和組織機制等 8 個環(huán)節(jié)鏈接而成。它們又分為三個層次：組成、結構、屬性和環(huán)境研究屬于概念研究層次，集中研究 know What（認知什么）；行為、相態(tài)和演化層次屬于模式研究層次，集中研究 know How（認知如何演化）；而組織機制層次研究認知為什么會這樣（know Why）。第一個層次要結合具象和抽象思維，第二個層次要融合所有信息以完善模型，取得抽象出來的知識。第三個層次包括理論驗證，以取得理論知識為系統(tǒng)認知目標。系統(tǒng)組織還具有反饋的功能，在演化過程中對系統(tǒng)的結構會進行調整，并可能改變系統(tǒng)的屬性。系統(tǒng)認知還必須考慮系統(tǒng)整體與外部環(huán)境的相互作用，環(huán)境可能與系統(tǒng)產生能量與物質交換，影響系統(tǒng)的行為屬性和相態(tài)的穩(wěn)定性。

科學認知的目標就是要為人類可以共享的知識庫提供最為理性、客觀、精準和系統(tǒng)的知識。宇宙萬物的生成和演化機制隱藏在時空尺度變化巨大的各種相互作用中，為人類的認知造成困難。系統(tǒng)學研究所有系統(tǒng)普適的認知規(guī)律，它的認知模式由組成、結構、屬性、環(huán)境、行為、相態(tài)、演化和組織機制等 8 個環(huán)節(jié)鏈接而成。進入 21 世紀，社會發(fā)展到一個讓人和機器共同發(fā)揮智能的 AI 時代，如果能夠把系統(tǒng)認知的知識的獲取、表達、集成、利用等環(huán)節(jié)整合到機器學習的過程中，AI 技術的發(fā)展就可能再上一個臺階。

系統(tǒng)演化通常有一個從涌現到組織結構復雜化的過程，組織結構的復雜化要求系統(tǒng)做功并消耗能量，可能會使系統(tǒng)“物壯則老”。當社會發(fā)展到一個讓人和機器共同發(fā)揮智能的 AI 時代，復雜化是否走向了極端呢？這些問題正在考驗人類的智慧。

作者簡介：

楊文采，浙江大學教授，中國科學院院士。研究方向為地球信息學和動力學研究。