大肠杆菌也有认知吗？——介绍意向性的连续统议题
今天向大家介绍意向性的连续统议题（the intentionality continuum thesis）。这个议题是Sims（2021）提出的，他认为作为认知的标志的意向性存在于一个连续统之中，连续统的一端是弱意向性（weak intentionality），另一端是强意向性（strong intentionality）。这两端是自然过渡的，意向内容的复杂程度逐渐增加，而没有明显的分割线。
Sims提出这一议题的动机是为了回应Fred Adams（2018）对于认知研究的生命启始进路（biogenic approaches, 简称BA）的批评。BA将认知放在生命活动的语境下进行讨论，认为较低等的生物（如大肠杆菌）也具有认知活动。Adams批评BA泛化了“认知”概念，理由是主流的人类启始进路（anthropogenic approaches，简称AA）所使用的“认知”概念是以具有意向性为标志，而大肠杆菌显然不具有概念，从而不具有意向性，其相关活动并非真正的认知。
Sims通过提出意向性的连续统议题来回应Adams对BA的批评。Sims的论证策略是承认意向性是认知的标志，但否认Adams所主张的过于严格的意向性概念。Sims认为意向性不一定要包含概念层面的内容，认知的标志应该是更简单的意向性。人类的概念化的意向内容属于强意向性，而大肠杆菌的复杂程度较低的意向内容属于弱意向性，二者都处于意向性的连续统之中。这也就是说，大肠杆菌也有一定程度的认知能力。
今天的这篇推文将分为三个部分。第一部分将介绍研究认知的两种不同的进路，即上文提及的AA和BA。第二部分将介绍Adams对BA的批评，即认为低等生物（如大肠杆菌）由于缺乏概念和意向性，而不具有真正的认知能力。第三部分将介绍Sims通过提出意向性的连续统议题，对这一批评的回应。这三个部分分别是对以下三篇文章的简介：
人类启始和生命启始
我们应如何研究认知？Lyon（2006）概括了研究认知的两种进路：一是人类启始进路（AA），二是生命启始进路（BA）。
AA将人类的认知能力作为认知的典范，从人类认知的特征出发，“向下”探索更为一般的认知概念。我们对于人类认知的研究通常根据内省的经验、外显的行为，以及人类大脑和神经系统的活动。人类的认知活动是复杂的，对于人类认知的研究内容通常包括命题态度（信念、欲望等）、理性的问题解决、建立概念的能力、概括能力、抽象能力、语言、情景记忆、心智理论、表征不在场者的能力、现象意识、反思性觉知等等。非人类的认知主体大多不具有这样复杂的认知能力。对人类启始进路的一个批评是，这一研究进路是人类中心主义的，它将人类的认知能力作为认知的典范，而忽视了更多样态的认知活动的存在。
BA则是从更为简单的生命形式与认知形式出发，“向上”探索至更为复杂的人类认知。人类的认知仅仅是一般的认知概念的一个案例，而不再是典范。认知被放入更广阔的生命系统及其活动的框架下进行讨论，认知被视为在生命演化中产生的一个适应（adaptation），具有利于有机体自我维持的功能。BA的一个重要预设是，不仅人类有认知能力，其他的生命有机体（甚至是像大肠杆菌这样简单的生命）也具有认知能力，并且人类的复杂的认知形式是从其他生命的简单的认知形式演化而来的。
在思想史上，这一预设并不是公认的，植物和动物在很长一段时间里被普遍认为是没有心灵的纯粹的物理存在。直到达尔文基于自然选择的演化论被广泛接受之后，人们才开始意识到，人类与其他生命的界线并非如此分明，其他的生命有机体也有认知活动，人类的认知能力正是从其他生命的认知能力演化而来的。而直到二十世纪晚期，BA才开始逐渐形成体系（Lyon 2004）。BA的代表性理论包括自组织复杂系统（self-organizing complex system, SOCS）、自创生生成主义（autopoietic enactivism, AE）和生物符号学（biosemiotic）等。Lyon关注到了这些理论在方法论上的共同特点，她将这种研究方法概括为生命启始进路（BA），以区别于传统的人类启始进路（AA）。
Lyon认为，BA相较于AA有更多的优势，BA可以避免一些长期存在的哲学问题，如心理因果、规范性的本体论地位、意识的困难问题等等（Lyon 2006 p. 26）。BA还揭示了认知在生物学方面的许多重要特征，例如强调了认知对于维持有机体内稳态的重要功能。并且，BA没有将认知研究的对象仅仅局限于人类，因此能够整合更多样的行为数据，能够研究更普遍、更一般的认知。需要强调的是，BA与AA并不是互斥的，而是互补的（Lyon 2006 p. 26）。也就是说，我们可以从多种进路来研究认知，BA作为研究认知的方法之一，并不一定要彻底取代AA。
认知的标志：意向性
Lyon认为BA具有许多AA无法比拟的优势，我们应当将BA也作为研究认知的方法之一。而一些纯粹AA的坚持者则认为，AA是唯一可行的研究认知的方法，BA所涉及的“认知”并不是真正的认知。Adams（2018）批评BA偷换了“认知”的概念，他认为只有AA所使用的认知概念才是认知科学家真正的研究对象。
Adams指出，认知的重要标志是具有意向性，或称“关于性（aboutness）”，心灵状态指向外部世界。而BA中所描述的一些低等生命的所谓“认知活动”由于并不具有意向性，从而并非真正的认知。
Adams区分了感官表征（sensory representations）和概念表征（conceptual representations），他认为感官表征只有信息，概念表征才有意义，而意向状态采用概念层次内容的表征形式，其意义取决于它们所关于的世界中的事态（Adams 2018, pp. 8-9）。为了表明二者的区分，Adams举例说，如果一个人感觉（senses）房间的温度在升高，那么她会感觉周围空气的平均分子动能在增加（无论她是否觉察到这一点）。然而，如果她认为（thinks）房间的温度在升高，她不必认为（thinks）周围空气的平均分子动能也在增加。这说明思想（thought）的内容是关于意义的，而不是关于指称的，是概念表征的，而不是感官表征的。
Adams认为BA所说的“认知”仅仅是对感觉状态的信息处理，或者说仅仅是感官表征，而不是概念表征，因此不具有意向性，不是真正的认知。像大肠杆菌这样简单的生命有机体显然不具有概念，它们所表现出来的适应性行为只是根据感官表征作出的反应，而不是由真正的认知驱动的行动。
Sims（2021）试图回应Adams对BA的批评，其回应策略是承认意向性是认知的标志，但拒绝意向性必须基于概念表征。Sims提出了意识的连续统议题，指出正如认知能力的演化是从简单到复杂的渐进过程，作为认知标志的意向性也是渐进的，也有不同的复杂性程度。人类的概念表征属于强意向性，大肠杆菌的感官表征属于弱意向性，二者都在意向性的连续统上，也都具有认知。
意向性的复杂性程度的标志之一是表征内容的复杂性程度，而衡量表征内容的复杂性程度的常用标准则是未来导向性（Future-oriented-ness）。表征内容的未来导向性指的是能够描述尚未发生的内容，以使有机体在行为上适应尚未遇到的环境或感官状态。强意向性具有较为复杂的表征内容，能够在更长的时间尺度上运作；而弱意向性的表征内容的复杂性程度较低，仅能在较短的时间尺度上运作。人类能够对更加遥远的未来进行表征，并据此调整当下的行为，而大肠杆菌只能对较近的未来作出预测与调试。二者都具有未来导向性，二者的差别仅仅是程度上的。
有许多经验证据表明，对于未来状况的预测行为并不是具有神经系统的有机体所特有的。例如大肠杆菌在检测到环境中的氧气浓度降低，但氧气尚未耗尽时，就开始抑制有氧呼吸（Tagkopoulos et al. 2008）。再如酿酒酵母在检测到环境中的葡萄糖水平下降后，开始采取高耗能的代谢过程，使其分解乳糖，为葡萄糖的耗尽作准备（Wang et al. 2015）。
关于未来导向性，Sims给出了如下界定：给定一个环境状态类型A，规则性地（regularly）跟随着环境状态类型B，且有机体O（在系统发育或个体发育的时间尺度上）获得了这种A-B相关性（A-B correlation）；每当O检测到一个状态A的例示时，其弱意向内容将指向一个状态B的例示，这是O的内稳态的一个功能。即便事实上B尚未发生，情况仍将如此（Sims 2021, p. 50）。
将上述界定应用到大肠杆菌的预测行为中，不难发现大肠杆菌的表征内容具有未来导向性。氧气浓度降低（环境状态类型A）规则性地跟随着氧气耗尽（环境状态类型B），大肠杆菌获得了这种A-B相关性，每当大肠杆菌检测到氧气浓度降低时，其弱意向内容就将指向氧气耗尽，并根据这一意向内容调整当下的行动。
像大肠杆菌那样简单的有机体的意向内容的时间尺度是分钟或小时，而像人类这样复杂的有机体的意向内容的时间尺度可达到月和年。大肠杆菌能够预测未来几分钟后氧气浓度的变化并据此调整当下的行为，而人类则能考虑更为遥远的未来，并据此计划和形塑遥远的事件，这个时间尺度甚至可以超出个体的生命。
尽管大肠杆菌的弱意向性与人类的强意向性之间有着很大的差异，但这一差异只是程度上的。强意向性和弱意向性之间没有明显的分界，在BA的语境下，强意向性正是由弱意向性演化而来的。意向性的复杂性程度增加的动力是环境的复杂性的增加，生境越复杂，生命有机体所遇到的选择压力也就越大。以人类为典范的强意向性常伴随着概念表征，这是由于概念表征能使有机体更好地应对复杂的环境，维持内稳态。环境的复杂性程度越高，环境类型A和环境类型B的相关性就越不明显，或者说A-B相关性的时间尺度越大，因此有机体需要作更长时间尺度的预期，从而需要更强的抽象概括出规则性的能力，而概念表征是进行规则的抽象概括的有力工具。
于是，我们可以设想一个意向性的连续统：连续统的一端是表征内容复杂性程度极低的、未来导向性时间尺度较小的弱意向性，连续统的另一端是表征内容复杂性程度极高的、未来导向性时间尺度较大的强意向性，这两端之间是自然过渡的，没有明显的分界线。大肠杆菌靠近弱意向性的一端，而人类则处于强意向性的一端。
在这个意义上，像大肠杆菌这样简单的生命有机体也具有一定程度的认知能力。于是BA对于“认知”概念的使用就是合法的，因为AA所认可的人类的认知，与AA所忽视或排斥大肠杆菌的认知之间，并没有质的区别。
结语
Adams和Sims的争论的焦点在于对“意向性”的标准不同，这反映了AA与BA在“认知”概念上的分歧。Adams对于“意向性”的标准较高，认为只有具有概念内容的表征形式才具有意向性。而Sims对于“意向性”的标准较低，认为只要表征内容有一定程度的未来导向性，即便不具有概念，也属于意向性内容。
我认为Adams对于“意向性”的过高要求，实质上是将人类的具有概念内容的意向性作为一般的意向性的典范，这正是BA所批评的人类中心主义的体现。放宽“意向性”与“认知”的标准，似乎是更明智的选择。Sims将未来导向性，而不是概念，作为“意向性”的重要标志，这不仅能够整合更多样的生命有机体的行为数据，还能够进一步解释人类为何具有概念表征的能力。
承认大肠杆菌也有认知，并没有贬损人类所具有的概念化、抽象化的复杂认知能力，而是通过展现复杂性程度不同的认知光谱，来丰富我们对于一般性的认知的理解，并知晓我们的复杂认知能力是从何而来的。•
___参考文献___
Adams, F. (2018) Cognition wars. Stud Hist Philos Sci. 68:20–30. Di Paolo, EA. (2005) Autopoiesis, adaptivity, teleology, agency. Phenom Cogn Sci. 4:429.Godfrey-Smith, P. (1996) Complexity and the function of mind in nature. Cambridge University Press.Lyon, P. (2004) Autopoiesis and knowing: reflections on Maturana's biogenic explanation of cognition. Cybernet Human Know. 11(4): 21–16.——(2006) The Biogenic Approach to Cognition. Cognitive Process. 7: 11–29 DOI 10.1007/s10339-005-0016-8.Lyon P., Keijzer F., Arendt D, Levin M. (2021) Reframing Cognition: Getting Down to Biological Basics. Philosophical Transactions. R. Soc. B 376: 20190750.Sims, M. (2021) A continuum of intentionality: linking the biogenic and anthropogenic approaches to cognition. Biology & Philosophy. 36: 5.Tagkopoulos, I., Liu, Y-C., Tavazoie, S. (2008) Predictive behavior within microbial genetic networks. Science. 320(5881): 1313–1317.Wang, J., Atolia, E., Hua, B., Savir, Y., Escalante-Chong, R., Springer, M. (2015) Natural variation in preparation for nutrient depletion reveals a cost-benefit tradeoff. PLoS Biol 13(1): e1002041.
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