认知科学美学与审美机器人

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英文标题:Aesthetic Theory of Cognitive Science and Beauty-Appreciating Robot

内容摘要:人类认知研究不仅表现在自然科学领域,还应表现在审美等人文领域。近十几年来,国内外的“认知科学与美学”研究都取得相当深刻的积极成果。特别是在中国,已经形成了相对完整的认知科学美学理论,对世界范围内的美学难题作出了科学化的新阐释,并提出了一些新的问题和假说。不过,认知科学还从来没有从美学的角度进行过专项研究及实验。如果相关实证研究得以进行,将最终地、彻底地揭示审美活动的本性,为审美实践提供具有可操作性的理论基础,还可以为审美机器人的开发提供可能。

关键词:美本质,美感,认知美学,审美机器人,The essence of beauty; Aesthetic feeling; Cognitive aesthetics

GB/T 7714-2015 格式引文:[1].认知科学美学与审美机器人.[J]或者报纸[N].晋阳学刊,(2):55-59

正文内容

  一、认知科学在美学研究中的应用

  目前,将认知科学成果与美学研究相结合已经在美学原理的阐述方面取得相当积极的成果,其中很重要的一项是对“美的事物由何而来”的问题做出了科学化的解释。这一科学化的解释一方面为回答传统美学核心问题提供了全新的思路,另一方面证明了认知科学对于美学研究的有效性。

  美学研究的基本问题是:事物为什么是美的?为什么有的形式能引起美感,有的不能;同样的一个形式,为什么可以在此时是美的,在彼时是不美的。

  以往的研究常常是绞尽脑汁地要找到事物或其形式中蕴含的“美本质”或“美属性”,找到形式表现中美的规律或法则。但两千多年来毫无结果。因为,任何一个事物、任何一种形式都可能是美的;同样,任何一个事物、任何一种形式也可能是不美的。表明,寻找“美本质”或“美本身”的努力无论在事实上还是在逻辑上都是行不通的。应用认知科学的美学研究则可以合理地解释这类疑难问题,揭示出事物形式与情感反应之间联系的建立过程和机制。

  所有事物(包括成为审美对象的事物)都是内质与外形的统一体;其内质可以具有一定的功用价值,其外形是内质功用价值的表征、标识。人在把握一个事物时,对事物外在表现信息的知觉与对事物内在利害价值的感受在时间上是几乎同时的,由此造成的结果是:事物内外两方面因素所形成的刺激引发不同脑区的同步振荡,在大脑皮层的相关中枢中被整合为一个完整的事物[1]。即,事物的内质信息和外形信息可以在大脑信息加工机制的作用下,在生物学层面上形成非常稳定的神经联系。这种神经联系一旦建立,人自然而然地会将事物外形信息同事物内质的利害价值视为一体。

  人对事物外形的知觉经验可以“内化”为脑内的知觉结构,就好像是事物外形在对大脑的知觉结构加以“刻画”。如果知觉经验足够深刻,就能刻画出相应的“形式知觉模式”。于是,经由形式知觉模式,作为客体的事物外形就同主体的知觉建立起对应关系。这种对应关系建立起来之后,再遇到具有类似形式的事物,经由知觉而进行的识别和判断可以更加迅速,更加准确。

  形式知觉模式的作用还不仅如此。如果一个事物的内在价值能够满足人的需要,就会引起人的好感;缘此,这一事物的外形也能通过知觉过程引起人的好感,相应于这一事物外形的形式知觉模式就同好感建立起联系。以后,一旦见到与形式知觉模式相匹配或相类似的事物形式,就会直觉性地形成好感。这样,作为客体的事物外形又经由形式知觉模式的中介同特定的情感反应建立起联系。最终形成了“事物形式—知觉(形式知觉模式)—情感反应”的连接环路。在这一前提下,人只要知觉到与既有形式知觉模式相对应的事物及其外形,就能直觉性地产生相应情感。

  近期有一项实验研究可以间接地证明这一点。意大利都灵大学和国家神经学研究所研究人员借助一系列实验,训练实验鼠将不同音调的声音、闪光或醋的气味同由电击造成的不良刺激相关联。在声音关联实验中,将声音与电击刺激相关联。这样,实验鼠由电击刺激形成的恐惧就同特定声音相关联,形成对特定声音产生恐惧的记忆,形成知觉与情感的捆绑反应[2]。表明,当大脑储存情感记忆时,会将感官信息即形式知觉模式与情感信息捆绑在一起。我们在生活中可以见到:儿童在医院被护士打针时会感到痛疼,因而形成了对护士服的知觉模式。在这种知觉模式及情感联系作用下,儿童往往一看到医院中穿白大褂的人就会感到恐惧,吓得哭叫,甚至一进入医院就开始哭闹。

  事物与知觉的连接机制使得人的具体情感态度全方位地同事物各构成因素相粘连——既粘着于事物的内在功用之上,又粘着于事物的外形表现之上。事物的内质可以经由利害性需求的满足而引发肯定性情感,被称之为功利性的快感;事物外形可以经由知觉即形式认知而引起肯定性情感,被称之为美感。在审美中的表现是:于人有害的事物就引起否定性的丑恶感;于人有利的事物就引起肯定性的美感。例如,长期以来,狼对于人类来说都是危害性的、不利的;因此,狼的形象是丑恶的,不能被审美。随着社会的发展,狼对人的危害性越来越小,而狼的生存环境越来越恶化,已经成为需要人类来关照、来保护的对象。狼在生态环境方面的有利性越来越重要,已经成为于人有利的事物。这时,狼的外形就同肯定性情感相关联,狼的形象也可以被审美了。

  二、美学对认知科学的呼唤与期待

  如上所例,认知科学与美学相结合,有着非常广阔的研究前景。但在目前,认知科学界还没有从美学研究的需要出发进行研究,也没有进行过审美方面的实验;美学对认知科学材料的运用往往是间接的、原理性的,缺少直接回答问题的科学证明。随着认知科学美学研究的深入,需要设计出专门针对美学研究的实验。这对美学研究来说非常重要。例如:

  1.关于审美活动的利害性与非利害性

  这一点,关涉到对审美活动本性的认识。美学研究的一项公认成果是,审美是非功利的。那么,人体中是否存有非功利的审美中枢?目前的认知美学研究只能利用认知科学的成果提出一些似说,认为:人体中不存在专门化的审美中枢,但存有利害意义中枢和形式表现中枢,这两个中枢的激活状态就决定了人是否可以处于审美状态。

  根据人类认知活动的特点,可以推测:动物及人类在长期的认知活动中形成了两大类的信息:一是由事物外在表现形式构成的信息,一是由事物内在功用价值构成的信息。事物的内在功用价值同人类机体的生存状态直接相关,为生存所需要;事物的外在表现形式则同事物的内在功用价值相关,可以为动物及人类寻找生存需要提供有效方式。从人对事物加以认识的功能和目的看,主要是为了获得对象事物相应于机体生存需要的有关信息,寻找被生存所需要的功用价值。具有功用价值的事物内质相当于同人的生存需要相关的刺激物;事物的外形则是这一刺激物的信号或表征。

  大脑进行信息加工的特性是:面对所接受的信息,要对其各种因素加以抽象分解,然后分类传送,分别存放,逐级加工,最终整合。认知活动的特点造成了对动物来说具有生物学意义的脑中枢。而对美学来说具有重要意义的事实是:相关研究证明,脑内神经元对事物的物理性信息和意义信息是能够加以分辨并区别对待的[3]。可以认为,事物内在的利害性意义信息和外在表现形式的物理信息都是被分解处理、分类存放的,由此形成形式表现信息中枢和利害意义信息中枢。即,在大脑认知结构中形成相互区分的两大类中枢区域:一是统摄利害意义信息的中枢,一是统摄外在表现信息的中枢。

  这两大类中枢的结构和功能可在猴脑研究中得到部分证实:猴脑中,有一些专门对事物外形特征(例如食物的外观或味道)加以反应的神经元;这些神经元各司其职,其中,一些神经元仅对食物的外观起反应,一些仅对食物的味道起反应,一些既对外观也对味道起反应;下丘脑中的神经元对食物的反应主要取决于动物的动机状态;即只有当猴子饥饿时,这些神经元才对食物的外观和(或)味道起反应。动物对食物的外观和味道作出的自发反应和行为反应与这些神经元的活动密切相关[4]。对猴子来说,食物外形信息是对事物利害价值的表征,因此,只有当猴子产生利害性需要时,这些外形信息才能引起猴子的注意;猴子的利害需要状态应该是由专门的一些神经元加以掌控的,即存在着利害中枢,专门对内在意义、利害价值进行加工,加以反应。

  如果允许实验猴充分吃饱,眶额回皮层停止对食物的形状和气味的放电,显示出神经反应下降,表现为与食物的被享受价值的消失相一致(动物不再注意食物)。与此相反,大多数脑的其他“奖励神经元”(请注意,下丘脑与杏仁核例外)对此情境则保持恒常反应,即对味觉刺激的“感觉性质”而不是对“感情性质”进行编码(Roll,1999)。说明情绪刺激(饱食享受)和感觉刺激在这里得到区分[5]。

  这个观察和实验表明,脑中特异的神经元可以组成具有特定功能的中枢。从类别上看,一类是对事物外观形式起反应的,一类是对事物内质利害价值起反应的。对实验猴来说,食物的形状和气味就是食物利害价值的表征,与事物利害价值具有等同的意义,因为实验猴还不能把食物的外在形式信息同其内质利害价值抽象地分离开来。所以,实验猴在吃饱之后,利害需要即行消失,食物形状、气味对利害价值的表征作用也即行消失,相应的利害中枢不再发生反应,不再放电。但是,在知觉中枢方面,实验猴对食物形状和气味的感觉依然存在,依然能对食物的外形进行知觉性质的加工。说明,在实验猴的前额叶(眶额回)皮层中,既有对事物单纯外形加以知觉的神经中枢,又有对事物利害表征性(即外形的利害意义)进行加工的神经中枢。不过,在实验猴的脑中,这两个中枢还不能完全抽象地相分离,因此,猴子不具备审美能力。

  根据上述材料,美学研究需要这样的实验:面对同一个事物,人处于功利性需求状态即不能审美时,脑内呈现出一种反应状况;处于无功利性需求状态即可以审美时,脑内呈现出另一种反应状况。出现了功利性需求时,对事物外形的知觉同功利中枢相关联,而在审美状态下对事物外形的知觉就不同功利中枢相关联。或者,功利性需求得到满足时,情感呈现为一种模式;在非利害状态下形成审美情感时,脑区激活部位呈现为另一种形态,不与利害中枢相联。如果这一情形得到实验证明,就可以清晰地揭示出审美状态及审美注意的神经机制。而利用脑成像等相关技术进行这类实验,似乎是可行的。近日有报道,美国的科学家们在研究大脑扫描成像技术方面取得了突破性的进展,可以让测试者“观看”到自己大脑思维中的动态图像,形成令人惊讶的“读心术”[6]。

  2.关于美感与快感的本质性区别

  这一问题对于认识审美活动的特性也至关重要。目前,人们只能通过体验来感受并表达快感与美感的不同。但仅凭经验的说明毕竟是远远不够的,科学化的美学研究应该有确切可靠根据。在此,认知科学美学也是根据经验和认知神经科学的成果做出一个假想:快感和美感的根本区别即在于机体内部的情感体验是否同利害性感觉中枢相连接。

  如上所述,人对外界的认知可以区分为两大类途径:一是对事物外在形式的知觉,一是对事物蕴含利害价值的内在感觉。形式知觉和利害性内在感觉是相对独立的两个神经中枢,有不同的神经通道,形成两种不同的认知方式。由利害性认知方式所引发的情感有专门的生成途径和神经联系模式;南形式知觉性的认知方式所引发的情感也有专门的生成途径和神经联系模式。很可能,正是情感的生成途径和神经联系模式的特殊性造成情感体验的不同。

  对情感的神经科学方面的研究可使我们形成一个大概的印象或推测:机体内部的每一种状态都向大脑中的评估控制系统发放带有特定色彩的信息,引发具有特定色彩的情感体验。有什么样的机体状态和感受,就会有什么样的情感体验;有多少种机体状态和感受,就会有多少种情感体验。在基本情绪基础上,可以形成复合型的情感。复合型情感体验同复杂的对外在环境的认识相关,也同复杂的对内在机体状态的感觉相关。

  复合型情绪之所以复杂,是因为引发情绪的通道或神经模式比较多,每一个通道或神经模式都有自己的色彩,多色彩交融在一起就形成带有复合色彩的复合型情感。这种情形对我们的启示是:很有可能,受到观念和意识调控的利害性感觉中枢能够根据认识的状况而发出种种神经信号,调节皮层中的神经活动,引起相应的行为和体验。心理学家卡西奥泊(Cacioppo)认为:

  一个刺激可以引起一个基本评价,这一评价的结果就决定了个体是趋近还是回避,同时也会导致个体产生生理上的变化。虽然在最初的评价中躯体内脏反应并不一定发生,但却会随着从情绪特异性的激活到无差别的激活这一连续体上激活状态的不同而发生变化。同时这种变化会与来自躯体内脏的感觉输入一起并行传人脑内。而成年人则可以对这些躯体内脏的变化信息进行进一步的加工。最终就导致了特异性的情绪体验[7]。

  人的每一种认识、行为都有特定的神经活动模式;传送到评估控制系统引起情感反应时也会有不同的模式,从而引起色彩各不相同的体验。由此推想,利害性生存中枢和形式知觉中枢都有自己独特的传输通道和神经模式,发放具有自己色彩的信息,引发不同色彩的感受和体验。人在与事物构成认知关系时,既能知觉到事物的形式因素,又能意识到事物的利害价值。事物的形式因素和利害性因素各以自己的通道对评估控制系统和大脑皮层形成刺激。通道的模式不同,表现的色彩就不同,感觉和体验也应有所不同。在利害性状态下,生存利害性居于优势地位,利害性色彩成为主色彩,而且非常的浓重,其他色彩都被覆盖,被遮蔽,人只能体验到利害性情感。当人没有利害性需求时,机体处于无利害状态之中;这时,利害性的主色彩不复存在,形式知觉通道及其模式的色彩才能得以彰显,使人形成美感体验。打个比方,由形式知觉带来的情感体验相当于月光,由利害需求带来的情感体验相当于阳光。当日月同辉时,人们感觉不到月光,只能感觉到阳光;只有当阳光不在的时候才能感觉到月光。

  以上阐述虽然符合认知科学的基本原理,但却由于缺乏实验数据的支持而只能停留在假说阶段。美学研究非常需要认知科学协助解决这样几个关键问题:(1)人体非利害状态的存在虽有心理经验的证明,能否也得到神经科学水平上的证明?(2)利害和非利害状态下,当前知觉信息同已储存信息的联接方式及范围、作用是否不同?即审美知觉与一般知觉有何区别?(3)审美情感与一般利害性情感在体验上的差别是否能有心理学、生理学、生物学方面的实证根据?等等。

  3.关于儿童审美心理研究

  按照认知美学的原理,审美是经由形式知觉而形成美感的活动,需要以具备完全的抽象思维能力为前提,以便在知觉到事物时,能够把事物的外形和内质完全地抽象开来。只有在这种认知方式下才能形成非利害性的愉悦感即美感。如果是这样,则不具备完全抽象思维能力的儿童是不具备一般审美能力的,因此不能进行审美,或者说不能形成审美的情感体验。但是在生活中,一两岁的幼儿也会说“好看”、“漂亮”等话语,似乎可以审美。

  幼儿审美能力的形成应该符合幼儿智能发展的一般规律。儿童的自我意识是逐步形成的,一般要到两三岁时才能将自己的主观世界和客观事物区分开来,懂得什么叫“我”。“儿童认为非生物客体也具有各种生命客体的特征,如有思想、观点、愿望、意图和情绪感受能力等等,就像他自己一样。……这是由于幼儿不能区分心理的东西和物理的东西。如对幼儿来说,事物的名称是事物本身固有的属性,梦是看得见的物质的动画片,而思想是一种音调(“在我头背后的一张嘴向头的前面的一张嘴讲话”)[8]。如果不能区分心理的东西和物理的东西,当然不能区分事物的本体与其符号。在这种智能基础上,不可能有“形式”概念,也不可能形成经由形式知觉而产生的情感体验。但是,这毕竟只是逻辑的推论,还缺乏直接的实证材料。我们需要从美学角度设计相关实验,看看幼儿的实际知觉和情感体验状况究竟是怎样的,弄清一些具体的现象和问题。例如,当儿童说到“漂亮”时,其感觉是否与成年人的审美感觉具有同样的性质?儿童是怎样识别“漂亮”及“不漂亮”的?如此等等。这种实验及研究可以更全面地对儿童的思维、智能及内心世界有深刻的了解,也可以在审美机理方面提供更充分的根据。

  三、审美机器人的开发和利用

  总起来说,审美是经由形式知觉而形成愉悦快感的活动。审美活动时主体的身体机制是人人相同的。如果把审美过程中大脑对审美信息的加工机制比作计算机的工作,则相当于说,人的审美有基本一致的程序。应用同样的程序,输入不同的数据就会有不同的运算结果。人的生活环境和生活经验各不相同,由此形成不同的形式知觉模式暨审美眼光,形成不同的审美观念。这就构成了各人在审美时的具体数据。相当于说,每个人都在共同的审美程序之下输入自己的数据,审美程序运算的结果,就是每个人自己的审美体验。在大致相同的生活环境中,人们可以形成大致相同的知觉经验,即有大致相同的审美数据;因而可以有大致相同的审美体验,表现为共同的审美旨趣和审美对象,被称之为“共同美”。不同的生活环境及个体独特的经验构成特殊的数据,因而各人有不同的审美体验,表现为各不相同的审美旨趣和审美对象,被称之为“差异美”。

  美学原理的研究首先是发现审美的机制,即人人相同的审美程序;然后是发现各不相同的审美数据怎样造成千姿百态的审美体验。从这一美学原理出发,利用对审美程序的了解,可以设计出会审美的机器人。它有着像人一样的知觉机制和情感反应程序,只要输入相关数据,就可以模拟出人的审美状态和审美体验结果。

  如果把审美功能加入到仿真机器人中,可以使机器人更加逼真、更加人性化,从而更易在社会中应用、推广,被消费者所接受。还可以利用审美机器人来预测人的审美趣味和发展取向,例如检测艺术形象、广告内容、产品外形及包装样式等等带有审美性的物品在消费者眼中可能引起的审美反应。

  审美机器人的开发当然需要一定硬件的支持。认知美学原理则可以为软件的开发提供必要的原理。此外,认知科学的美学研究还要从目前的定性研究向定量研究发展,发现审美时的量化关系,即掌握准确的数据。定量研究的成果将可以直接应用到各实践领域及产业部门。由此实现自然科学与人文学科的高度融合,将科研成果转化为社会效益。这一工作尤其需要将认知科学与美学紧密相结合,需要更多学科、更多部门和学者的参与。

参考文献

  [1]黄秉宪.脑的高级功能与神经网络[M].北京:科学出版社,2000:119.

  [2]感官与情感捆绑被大脑储存(O/L).中国脑科学网(2010-8-15).http://www.pa1314.com/news.asp?/5160.html.

  [3]徐科.神经生物学纲要[M].北京:科学出版社,2000:342.

  [4]艾森克.心理学—— 一条整合的途径(下册)[M].阎巩固译,上海:华东师范大学出版社,2000:800-801.

  [5]孟昭兰.情绪心理学[M].北京:北京大学出版社,2005:46-47.

  [6]美成功研发“读心术”可真实呈现大脑思维图像[O/L].网易探索(2011年9月25日). http://discover.news.163.com/11/0925/09/7EPNC130000125LI.html#p=7EPN39SC05RQ0001.

  [7]斯托曼(Strongman,K.T.).情绪心理学:从日常生活到理论(第五版)[M].王力译,北京:中国轻工业出版社,2006:59.

  [8]方富熹,方格.儿童发展心理学[M].北京:人民教育出版社,2004:304.

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