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数理心理学:统一性理论架构下的心理学性质与路径 精选

已有 3155 次阅读 2021-6-27 23:48 |个人分类:数理心理学概论|系统分类:科普集锦

社会科学或期望像自然科学中的物理学一样,具有统一性的理论架构、自洽的可数理推演的学科体系,彻底摆脱学科局部领域中的假设假说(唯象学理论)的多元与零碎之现状,具有准确的数理预测性与控制性,即实现数理理论架构的统一性。心理学也并不例外。这一问题古老而持久,APA设立的“unifying psychology”(统一性心理学)专题,正是这一代表。尽管争议颇多,但在国际范围内,关于统一性理论的孕育却悄然进行。

在国内,尽管在事实上旗帜鲜明地支持这一行动的学者稀少,但确有人在。例如:《统一框架下的心理学与认知理论》(唐孝威,2007)、《数理心理学》(高闯,2021)。

事实上,《数理心理学》(The Mathematical Principle of Psychology, MPOP)是继“认知科学”(cognitive science)的热潮开始消退后,又一新的研究领域——统一性心理学(unifying psychology)所孕育的关键性成果,它是把心理学从“实验科学”转型为“数理理论架构科学”的一次努力和尝试。

按照研究对象划分,人类的理学分为三大基础理学:

(1)物理理学。研究物质运作原理的学科。

(2)生物理学。研究生物运作原理的学科。

(3)人与社会理学。研究人的运作原理的学科。

其它学科是这三大理学的派生学科,这三大理学的任何一个学科的突破,都属于基础理论的巨大进步。很多重大的科学事件,就在三大理学中产生,这源于其基础性质。物理学实现了独立的数理理论架构的构建,其它两类理学,均未实现自己的理学的理论架构构建。

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图1 1927索尔维会议,这张照片号称物理学历史中最华美的照片。相对论、量子力学悄然孕育,这两个学科的教科书式经典研究主要由这批科学家完成的,号称集结了人类三分之一的智慧。

而人所天然的具有三种属性:物理性、生物性、精神性,与三大理学一一对应。这就意味着,对关于“人”的统一性理论的构建(即心理学的统一性),需要在三种属性的连接上,找到某种数理形式的突破。这些属性之间关系,天然蕴涵在心理学提出的基本关系中:(1)心物关系、(2)身心关系、(3)思维机制。

因此,“数理心理学”(MPOP)要实现心理学统一性的、自洽的逻辑搭建,需要找到关键的路径。这需要在物理学、生物学、心理学的共通物质载体“人”中,找到三大理学的共通的原理生长点。以整体性、全景式的视角研究“人”,而不是独立地强调“精神”与物性、生物性的差异。

在科学原理的研究中,强调精神、文化机制的独特性,这是属于现象学模式的研究,而不是对“因果律”揭示,也就是“动力学”机制。现象学的多变、多样,往往误导学者忽视了对科学中的本质问题——“因果律”的数理揭示。如,物理学就抓住了物质运作的“动力学”机制,并非困扰于纷繁多样的运动现象(现象学)。

因此,心理学的数理理论架构的统一性——数理心理学(MPOP)需要进一步阐释:统一性理论架构下的心理学性质与路径。

1.物理学发展的四个阶段

杨振宁在阐述物理学美学中,阐述了物理学理论发展的4个阶段:实验、唯象理论、理论架构、数学表达(杨振宁, 2003)

实验发现,即利用某种相互作用的原理,诱发客体之间的相互作用的效应。利用诱发的效应,来探测相互作用的“原理”。也就是“科学的原理”。这是实验研究的基本价值。

对实验相互作用的原理、效应之间的关系,进行的猜想,也就是唯象学假设和假说。关于实验中科学原理的争议和发现,是科学研究者的天然宿命。围绕关于实验中的原理的正确与否的争夺,是第一发现权的争夺的关键领域之一。

唯象学的发现,往往称为经验发现,也就是通过实证形式得到的局部领域的现象学规律。但是,往往没有给出这一现象规则背后运作的机制。即“知其然,而不知其所以然”。这就需要把现象学的规则进行理论的架构,建立普适性的规则,即建立在多样性上的不变性理论,也就是理论架构。

理论构架(Theoretical framework)是指将各种理论中,正确的部分整合到一起,形成一个完备,严密,自洽的理论体系。理论架构中的核心方程、定律,是第一发现权争夺的第二个关键领域。

数学表达,是指把理论的架构,通过数学的形式表述出来。这个阶段,是研究“定量化”的科学。其具有抽象性,精确性,逻辑性和辩证性的特点。这些特点使数学这一工具在科学研究中有着广泛的应用。

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                                                    图2 科学发展的四个阶段 

     在上述的4个阶段中,实验和唯象理论并称为“实验科学”,从唯象理论到数学表达,则称为“理论科学”


2.数理心理学的统一性质

数理心理学(MPOP),天然继承这一思想,并按照自然科学道路,确立统一性路径。即把心理学发展的这一阶段理解为“实验唯象学”。

即心理学在长期的实验发现的研究中,蓄积了大量的关于人的内在机制的现象的成果,而正处于由“实验唯象学阶段”向“理论架构”转变的关键期(见数理心理学:实验唯像学向统一性理论架构的转型)。数理心理学则是“统一性”的典型体现。


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图3 数理心理学统一性质:由“实验心理学”向“数理心理学”的转变

 

 3.数理心理学统一的首发领域

 把人作为一个系统,按照还原论,它可以分为四个层次:

(1)精神功能层次。

(2)神经层次。

(3)细胞生物学层次。

(4)基因层次。

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图4 还原论视角下“人”的研究的四个层次

精神功能层次,本质上也就是心理层次。大多数心理学从业者属于这一层次。而精神现象是神经的功能,这也意味着神经的计算机制,决定了人的精神功能的内因。这是认知科学及其纲领——“认知即计算”存在的合理缘由。

神经传递的信号是频率信号,分为两种机制:模拟信号机制和数字信号编码机制。前者是通讯编码的物质基础,后者是通讯编码的机制。H-H方程本质是模拟信号机制,而不属于数字信号编码机制,因此,神经的核心机理还缺乏一个最为本质的编译方程,这是神经可编译的基础。细胞生物学层次的研究担负了上述三个基本任务。基因表达,则是细胞复制增殖的基础。

MPOP(数理心理学)的任务的第一期,则是在精神功能上,首先找到精神功能运作机制的统一性机制。由这一统一性机制出发,进而延伸到各亚层次,完成各个层次的统一性的数理理论架构。在《数理心理学:心理空间几何学》(高闯,2021)中,正是沿着这一基本路径进行行进,并开展“精神功能层次”的这一基础性质的工作。

需要提及的是,在“精神功能层次”中的大量唯象学发现里,相当一部分的结果,并不来自于心理学,它来自于:医学、美术学、色度学等学科。这也意味着,人的精神功能的统一性的经典发现,在事实上相当大一部分源于心理学的外部。这也就为心理学统一性在内部的产生带来了困难,事实上,心理学的统一性,是由外部学科对心理学的蚕食引起的。这也常常引起这一领域的恐慌,而被认为心理学偏离了她的基本研究方向。换言之,完成人的精神功能的统一性,需要打通多学科之间的知识壁垒,并具有极强的自然科学背景或数理驾驭力。

只要把人作为物质的研究对象,而不是功能现象作为研究对象(心理学把精神作为了研究对象往往引发缥缈的神秘研究倾向),对人的关注必然的包含对她的物性的研究、生物性的研究、精神性的研究。否则,心物关系、身心关系,都是思辨的名词与术语。

这一突破的根源,在于“数理心理学”把“人”作为对象,而不是把“精神”作为对象。这使得在对人的理解的机制上的统一性,只有占有广域知识,才有可能取得突破。人的工作机制不一定复杂,但是需要的经典发现的广度一定不能单一。这就使得“心理学”在经典发现的知识上,并不占有绝对优势,或者不具有自己的科学话语体系。

尽管在“What happened to cognitive science”文章中,认知科学被理解为危机,“认知计算”的纲领面临失败,大量的认知成果和驱动为心理学学科所吸收(Rafael Núñez,2019)。这本质上是因为,“认知科学”是更靠近人的研究,而不是心理学这个学科更有优势,来突破认知科学中的关键问题。实现对认知科学中六大分支学科的知识集成,是现实困难。而关键性的科学大事件,往往来自于在不同交叉领域整合的奠基者,这在以往科学史上已经屡屡发生。这在事实上增加了对心理学研究者本身的不自信,心理学相当一部分学者,走向对“灵”的侧重,这也是越来越多的研究排除了人的研究神秘性之后,留给心理学内部研究的毛地。这也成为这个学科从不成熟亟待走向成熟的内在渴求的动力、和不成熟的表现。

 4.数理心理学对心理学的划分

 数理心理学体系,来自关于“人”的不同学科知识,这必然打破心理学原有的学科知识体系。并且,由于统一性的理论架构的数理逻辑性,心理学的知识体系将得到重整。

4.1心理学的基本领域划分

从心理学理论发展的阶段,从四个阶段看,数理心理学出现后,心理科学的研究,并分为3大类:实验心理科学、数理心理科学、应用心理科学。

4.1.1实验心理科学

实验科学包含两个阶段:实验和唯象理论。实验也称为实验发现,是指借助特殊的技术探测方法,发现某一特殊“效应”的总称。它可以起到提出或者验证假说的目的。

唯象理论,即假设假说,可以精确描述心理现象,但并没有说明心理现象背后的机制。它主要来自于对实验现象及结果的建构。心理研究的大部分模型建构结果,都属于这类研究。

4.1.2理论心理科学(数理的、自洽的理论架构

理论构架是指将各种理论中,正确的部分整合到一起,形成一个完备,严密,自洽的理论体系。在心理研究中,我们一直确立一个最基本规则,就是心理现象背后具有的共通性规则。理论架构就是我们寻找的不以个体差异存在而具有的共同性规则,即寻找变化中的不变性,也就是规律。

数学是一种定量化的语言,属于语言学或者思维科学,具有抽象性,精确性,逻辑性和辩证性的特点。这些特点使数学在科学研究中有着广泛应用。我们建立数学模型来揭示对象的本质特征和变化规律。理论架构如果通过严格的数学来表达,则可以精确预测。它是理论发展的最高级阶段。

在这里,我们同样把“唯象理论、理论架构、数学表达”称为“理论心理科学研究”。

4.1.3应用心理科学

应用是在普遍性理论为指导的基础上,将理论知识应用到实际问题上的科学。这些学科多源于实践本身。在实践中,针对特殊对象的处理而发展起来的工程方法与技术。通常,这些学科中,存在一定的非科学的内容。就当前心理学发展的阶段来看,应用心理学仍然属于经验应用的领域,缺乏深层次理论指导与准确的数理预测性。

  5.数理心理学对心理学基础知识的要求

     把人作为对象,并坚持统一的思想,数理心理学的统一性的理解,需要掌握的基础知识将发生改变,包括以下知识体系:

     (1)信息论。它是人的神经信号必要考虑的基础。

     (2)电路原理。它是理解人的神经的基础。

     (3)模拟电路。它是理解人的神经功能模块的基础。

     (4)数字电路。它是理解人的神经编码的基础。

     (5)逻辑学与语言学(计算类)。它是理解人的精神编码的基础。

     (6)群论。它是对称性科学的原理,人的认知加工对称性原理的规则决定。(需要在心理学中进行补充)

     (7)视觉专题。它占据了人类心理学研究的绝大部分,而在心理学本学科中几乎空白。

     (8)心理统计转换为数理统计。以应用为指导的心理学教学,使得心理学数理思考训练较弱。这是心理学理论长期和数理脱节,而以思辨为主造成。

     (9)计算文化学。文化是人的行为模式。行为模式的社会因果律蕴含在这一体系中。

     (10)计算社会学。社会的对象物,及其相互作用关系,天然的形成了人类行为模式的另外一类约束条件。也就构成了社会文化部分,这是弗洛伊德的马车中揭示的,而长期被忽视。

       国学的本质,是对“人”的群体的管理的设计,即人是被设计了的(见人类学结论),设计的背后的根源,就构成了人类行为的模式的因果律。它是揭示心理行为内因的关键。也就是归因的关键,心理学在这一领域没有足够重视。

     (11)计算语义学。语言的编码,是人类思维运行的规则。它是人类经验的编码学。

     (12)计算美学。人对外界的表征的规则的规则,就构成了美学。丑是美的试错,或者容错。美和丑均为美的数理根源则源于此。对美学的敏感,也就是对规则的敏感,在人格研究的一个子维度的根源性也就会被找到。

      当上述逻辑关系被找到时,事实上也就是从心理机制的角度,回答了哲学、社会学、美学的数理性,“数理心理学”就向“社会科学统一性理论”迈进了。

     人文社科的统一性,会发生在心理学理论统一之后,这是她的基础性质决定的。但是,心理学需要大量其它领域转入的人员,尤其是理工基础较好的人员的转入。大数据和人工智能提供了这一转换的背景。

       心理学要强调她的基础性,事实上她需要快速的改变自我的被动状态。需要更大的魄力。 心理学要真正意义上走向“类似物理学”的数理科学,上述是必要的。

      数理心理学,因其性质与以往理论体系的不同,必然的吸收前面各个纲领合理性的基础上,建立自己的新纲领,它的改造的逻辑,以研究对象的原理揭示为纲领,这将在后续的科普中,发布新的内容。

     

      参考文献

唐孝威,统一框架下的心理学与认知理论,上海人民出版社,2007

杨振宁.(2003).美与心理学.武汉理工大学学报:信息与管理工程版,25(1),5.

 Rafael Núñez, Michael Allen, Richard Gao,What happened to cognitive science?nature human behaviour behaviour, 3p782–791 (2019)

高闯.(2021).数理心理学:心理空间几何学.,吉林长春:吉林大学出版社.



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4 黄永义 杨金波 范会勇 陈志飞

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