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心理学与生物学的统一性(3):信息学逻辑 精选

已有 2248 次阅读 2024-3-19 14:26 |个人分类:认知神经科学|系统分类:科普集锦

心理学与生物学的统一性(3):信息学逻辑

心理学和生物学会按照什么样的一个逻辑底层联系在一起,是困扰心理学、生物学、认知科学的一个核心难题。并诱发长时、广域的争论。并同时受制于个体差异、生物多样性、文化多样性等唯像学问题困扰,在心理学、生物学、社会学中,始终在努力一个底层的逻辑,至少在局部的知识内不断实现唯像学的统一。这是实验科学所能推到的一种极致。当“人”的载体的唯像学,在发现上,逐步达到完备,人的更为深层次的逻辑底层就会开始暴露。

“信息”是一个大家努力的一个共识。在精神和精神信号层次,认知科学是以“信息和信息加工”作为其基本公设的。(1)精神是认知系统的功能,(2)认知是信号操作的底层。它需要解决上述两个基本问题:精神动能的因果律。即整体意义的人,以“目的”(价值利益)为驱动的心理力学体系。(2)认知因果律。即认知信号如何驱动人的信号系统。它需要澄清人的信号的系统:物理刺激、心物信号、语义信号、心身信号的工作方式。S-O-R模式,是这一信号系统,在心理学界的一个共识。刺激信号性质S的树立,在生理学、心理学领域争论已久,这一问题,间歇性在学界被提起。它的基础性质,使得S的信息结构表达,一直困扰,它的本质,也是“信号”的本质问题。Jibson在1960年代的综述,是对这一概念的关键性重述(The concept of the stimulus in psychology),即把物理信号和认知的刺激信号的问题的本质问题的基础性质,再次暴露。在认知领域,什么是基本信号,也有深思,在实验领域,可操作的刺激定义,也一直备受困扰。刺激的本质,是对物质对象物的属性量、特征量的集合的规定。物质属性结构表达式、事件结构表达式,是对刺激信息结构的一次数理尝试(what it the information structure of event)。而心理学的内核,主要把精力放置在认知对对象物的属性加工的探索。而刺激内容,贯穿了加工的总的内容逻辑。也是一个“物”的参照。这就使得,以客观(刺激)和“主观加工生成物”(主观刺激)的心物关系,即现场加工物(onling processing)是否已物为参照的,或者是有不变性质的,或者是对称性质的,或者更哲学的讲,是唯物性质的。刺激暗示了一个信息结构的统一性底层,是认知信息的源起,它是信息加工机制的统一性的可能根源之一。刺激的信息结构表达,也就展现为三种可能的极简形式,:属性与特征信息,物理事件信息、精神事件的信息。在对事件信息的主观认知中,产生价值量、评价量、动机力学量,并驱动人的行为。这是精神信号驱动的内核。而这些均是“认知信号”意义的运作,它的任何一个表达的变量,均是一类认知变量。这就把精神在脑系统,或者人的精神信号系统,逼到了信息科学上来。(符号学、语言语义学的本质,就成为了精神变量,也即心理变量)。S的回答的源初性质,涉及到后续信息系统机理的各个层面。这条路,可能是可行的。

精神因果律.png

物质实体的人的功能性,在精神功能性上,就可能暴露出来。把它的生理系统来合并,进一步形成控制性质模型。在对人与生物观察的基础上,控制模型是最早期的一类通用模型。它具有广泛性意义,在人的信息系统中,广泛被采用(认知控制、神经控制、生化控制)。人的各个信息系统的反馈回路,基本上,建立在这个基础之上。例如:眼动回路、反射回路、神经核团控制回路、生化反馈回路。一个瓶颈问题是,在人的信号系统之上,如何确立一个普遍意义“基元信号”的界定,并在基元信号的基础上,生成人类动力系统得以需要的信号运作系统。即由基元信号-生成信号之间的逻辑机理。这就暗示了“基元信号”与“人类控制系统”之间的数理算理。在人的信号机理上,需要找到广泛意义的人的信息处理的反馈结构的普适性、广泛意义的信息处理单元的普适机理来揭示。即找到基元信号、人类认信号控制、生成关系的总算理。并给出其数理的功能模型,并给出数理表达。这就需要信号系统、功能系统联系的合体。

control model.jpg

人的动力功能系统,按照生理可以划分多类。而按照功能,则可能需要合并,例如:运动机械系统:骨骼和肌肉,骨骼(0)肌肉。供能系统:消化、循环、泌尿、免疫。怠速控制系统:自主神经控制。自反馈控制:低级反射。精神制动:高级信号系统。在每一个局部的系统,均可能找到一个信息控制的普适律。而最终形成一个智能信号系统。精神科学从最高级开展了工作,而生物科学在物质底层,开展了工作,两路的交汇也是必然的。

human system.jpg

若把信号控制系统,作为一个总逻辑,它的统一性,将会在下述系统中可能实现:

(1)自主神经系统。它是一个首先不需要主观性参与,就可以主动运作的谐振动力系统。往复运作,维持整个系统的协调运行。如果,它的谐振形成的是闭环,则这个热力系统,可能会找到一个统一性的数理机制。在这个系统中,同时伴发内分泌促发的化学信使信号,协同脏器的拨号,进而促发脏器协同,形成整体功能属性。这是动力系统供能本质的模型勾画。需要功能方程、信号控制方程、信号拨号的原理,来支撑这个原理。

交感和负交感.jpeg

(2)自反馈促发。低级反射信号,同时促发供能系统。这个相对简单。它的内核源于神经反馈形成的反射弧控制。核心在与神经逻辑模型、神经元模型、神经电路三者合体,形成的通讯、控制的模型。在生理学、神经科学、生物物理学、生物信息控制中,构建了大量的唯像学模型。蓄积丰富。关键点:自然神经元的逻辑模型,仍然成为关键瓶颈。

(3)精神促发。即精神意义的评价信号,在兼具有认知性质之外,并同时,兼具有能量促发特征。在情绪性信号中,可以观察到这一分解形式。即人的动力促发,既要合并认知成分的正负性质,同时也要合并能量激发的正负性质。表现为情绪具有社会性成分,同时情绪又具有成分的正负,并激发能量的正负。它首先是信号变量性质的。

建立心物量、语义变量(心理量)至情绪量关系,并建立上述和神经表征、生化量之间的关系,成为信号工作的关键。在人的不同的信号阶段,信号系统的工作性质并不相同。S-O-R中,拆解为S-O的心物、O-R的心身。

    

这样,在人的神经构成的神经官能单位、核团、电路构成的功能单位上,它需要回答“集成”的信号性质:(1)搭载的信号的数理本质,也即信号的意义、(3)信号的调制、解调、计算的“功能原理”、(3)神经的编码、(4)通讯原理、(5)记忆属性和功能、(6)电路控制的功能性原理、(6)认知效应。而上述,均建立在一个集成性的功能单位之上“神经元”。这可能暗示了一个建立在数理逻辑运算,且具有可扩充性、可兼容性、可子母连接的“芯片单元”。尽管,它是生物材料意义的,也就是通常说的“碳基”材料。HH方程回答了动作电位码的生化和电路机制。也是“码”的模拟机制。在码的基础上,建立“认知量”和“码”之间的关系,也就构成了“神经表征”或者“神经表示”。

神经表征方程.bmp       

        心物神经表征信息学.jpg       

心物的物理量,是最直接、最容易测度的物理信号变量。由感觉器加载,换能是能量信号产生的根本,也是所有神经元工作的底层。如果这一逻辑成立,神经元编码的逻辑将是:(1)能量信号的计算与编码,(2)能量信号的表征和生成。则就需要建立能量-认知量(物理量、心理物理量、语义量)-编码量之间的普适关系,才能解决神经作为基础信息单元,搭载人类信号的可能性。作为信号垒砌的单元才能成立。这就需要一套关于神经元与认知信号表征之间的一个统一性的方程组。

HH方程解决了“码”的模拟机制。则认知和神经之间的连接,则是“认知信号”与“码”之间的“数字编码”原理。若这一原理得以成立,在可以在人的各个神经通道中,通过神经机制推演出认知信号的功能机制,并和“精神因果律”建立联系。而认知-神经的表征和数理机制,也就本质上属于“认知-神经统一性的因果律”表述。它实际上,在神经层次上逼近了“信号-能量-信息-信息动力”之间之间的关系。这个范畴已经属于广义信息范畴。由于它的信号,属于人类认知信号。而在狭义信息中,“信号-能量-信息-信息动力”之间的关系,并未给出。

在神经的模拟机制中,把神经元的生化机理,转换为物理元器件参数,已经确立。例如:膜电容、发放频率、阈值、电缆、电缆电压衰减等。这些参数决定这数理机制的“工况”,也必然在“数字编码”和认知信号的表征中,通过参数表现出来。因此,认知信号的神经元表征,也就是建立认知信号、神经元器件参数、编码机制和运算逻辑之间的4者关系。自然神经元计算原理,解决了HH方程的电路参数、电路性能,为自然神经转换为逻辑神经元,及其数理机制描述,铺平了道路。

心物的生物器件性能、功能、参数,是生物学、心理物理学长期工作的主要方向。且在视觉中心化的研究中,视觉积累了大量的实验发现:

(1)自感觉器到低级皮层心物加工的心物-频率的唯像学发现。

(2)感觉器的结构、构型、构象的换能机械机制、化学机制等。

(3)器件性能。滤波特性、信号分解特性、信号探测特性等。

(4)心物功能机制。

(5)心物神经的认知信号、功能柱、神经码之间的关系。

则在生理结构、功能、认知神经表征、外加精神因果律的事件的信号结构,以物为参照的、各个信号通道的生物物理的通信原理、信号原理揭示的大路,可能就打开了了认知-神经统一性的底层的数理逻辑原理、和从基元信号(能量、空间、、时间)到复合信号的垒砌原理。心物就成为“心物神经表征方程组”,在各个神经通道的逻辑电路、连接上,进行演绎的底层基础和根据。这个逻辑建立了,在S-O-R模式中,S-O的数理逻辑,可能就建立了。并统摄于精神因果律。若认知-神经机制,可以介入“数理演绎”时,意味着这一领域可能从唯像学进入了理论时期。而从一个基础性的原理中,推演精神功能、认知功能、神经机理时,可能预示了一个科学性质的变化,即在心理学、生物学的神经科学中,开始一个唯像学到理论科学的转换,也就是统一性性质的凸显。这值得去尝试。也就是在个体差异、多样性的现象背后,可能蕴涵了普适性的功能学原理。“心物神经表征信息学”问题,就成为这一道路上,优先被介入的领域。而视觉中心化的研究的领域,也是最容易被公理化的领域,唯像学积累已久。

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