计算理论（五）

第三个突出的信息概念是语义信息，即代表内容。[8] 一些哲学家只有当系统的州具有代表性的绩效（1989年饮食奖; 1998年：10; Ladyman 2009; Shagrair 2006; Sprevak 2010）时，才会计算物理系统只计算物理系统。 从这种感知，信息处理是必要的计算。 由于福索难忘地说，“没有表示没有计算”（1975：34）。 但是，这个职位是值得简言的。 Chalmers（2011）和Piccinini（2008A）争辩说，即使机器操纵的符号没有语义解释，也可以执行计算。 机器的计算本质上纯粹是语法，缺乏语义属性等任何东西。 在此视图上，物理系统作为计算所需的代表内容是不需要的。

它仍然不清楚口号“计算是信息处理”提供了很多洞察力。 尽管如此，口号似乎很快就会从文学中消失。 进一步讨论计算和信息之间可能的连接，参见Gallistel和King（2009：1-26），Lizier，Flecker和Williams（2013），Miłkowski（2013），Piccinini和Scarantino（2010），以及Sprevak（2020）。

6.2功能评估

在广泛引用的段落中，感知心理学家大卫·弗里（1982）区分了三个级别，其中一个级别可以描述“信息处理设备”：

计算理论：“HE设备的特征在于从一种信息到另一个信息的映射，因此精确地定义了该映射的抽象特性，并且证明了其手头任务的适当性和充分性”（第24页）。

表示和算法：“输入和输出表示的选择以及用于将另一个转换为另一个的算法”（第24-25页）。

硬件实现：“算法和表示如何物理地实现的细节”（第25页）。

Marr的三个层面吸引了激烈的哲学审查。 出于我们的目的，关键点是Marr的“计算级别”描述了从输入到输出的映射，而不描述中间步骤。 MRR通过提供各种感知过程的“计算水平”理论，例如边缘检测来说明他的方法。

Marr的讨论表明计算的功能概念，其中计算是将输入转换为适当的输出的问题。 Frances Egan详细阐述了一系列文章（1991,1992,1999,2003,2010,2014,2020）的功能概念。 像Marr一样，她将计算描述视为输入输出关系的描述。 她还声称计算模型表征了纯数学函数：也就是说，从数学输入到数学输出的映射。 她通过考虑一种可视化机制（称为“Visua”）来说明，这些机制计算了从视网膜视差的对象的深度。 她想象一种神经生理学重复（“双visua”）在它不代表深度的物理环境中如此不同地嵌入。 Visua和双Visua实例化具有不同代表性的感知状态。 尽管如此，Egan表示，视觉科学将Visua和双visua视为计算重复。 Visua和Twin Visua计算相同的数学函数，即使计算在两种情况下具有不同的代表性导入。 eGan得出结论，心灵的计算建模会产生与许多替代可能的代表性描述一致的“抽象数学描述”。 故意归因只是在基础计算描述后的启发式光泽。

Chalmers（2012）认为功能概念忽略了计算的重要特征。 正如他所指出的那样，计算模型通常描述不仅仅是输入 - 输出关系。 它们描述了将输入转换为输出的中间步骤。 这些中间步骤，MARM MARM MARM托管到“算法”级别，突出地在逻辑学家和计算机科学家提供的计算模型中。 限制输入输出描述的术语“计算”不会捕获标准计算实践。

额外的担心面临功能理论，例如egan的理论，专门强调数学输入和输出。 批评者抱怨，乔根人错误地提升了数学职能，以牺牲认知科学（Burge 2005; Rescorla 2015; Silverberg 2006; Skevak 2010）的故意解释为代价。 为了说明，假设感知心理学描述了感知系统，估计一些物体的深度是5米。 感知深度估计有一个代表性内容：只有当物体的深度为5米时才准确。 我们引用数字5以识别深度估计。 但我们选择该号码取决于我们的任意测量单位选择。 批评者争辩说深度估计的内容，而不是我们理论家指定该内容的任意选择的数量，是心理解释的重要事项。 egan的理论将数字而不是解释中心阶段的内容占据。 根据egan，计算说明应该将视觉系统描述为计算特定数学输入的特定数学函数，该函数将特定的数学输入划入特定的数学输出。 这些特定的数学输入和产出取决于我们的任意选择测量单位，因此他们可以说可以缺乏egan分配给他们的解释性意义。

我们应该将功能方法区分开，从计算机科学的功能规划范式从功能方案制作范式中。 功能编程范式模型评估复杂功能作为更简单的功能的连续评估。 要采取一个简单的例子，人们可能会评估

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通过首先评估平方函数，然后评估添加功能。 功能性编程与MARR强调的“计算级别”描述不同，因为它指定了中间计算阶段。 功能规划范式延伸回Alonzo教堂的（1936）Lambda微积分，继续使用PCF和Lisp等编程语言。 它在AI和理论计算机科学中起着重要作用。 一些作者认为它提供了对心理计算的特殊洞察力（Klein 2012; Piantadosi，Tenenbaum和Goodman 2012）。 然而，许多计算形式主义不符合功能范式：图灵机; 命令编程语言，如C; 逻辑编程语言，如prolog; 等等。 尽管功能范例描述了许多重要的计算（可能包括心理计算），但它也不会占用一般捕获计算。

6.3结构主义

许多哲学讨论体现了计算的结构主义概念：计算模型描述了抽象的因果结构，而不考虑到实例化结构的特定物理状态。 这一概念至少追溯到Putnam的原始治疗（1967）。 Chalmers（1995,1996A，2011,2012）详细介绍。 他介绍了组合 - 州自动机（CSA）形式主义，其中载有最熟悉的计算模型（包括图灵机和神经网络）。 CSA提供了物理系统的因果拓扑的抽象描述：系统零件之间的因果关系模式，独立于这些部件的性质或它们相互作用的因果机制。 计算说明指定因果拓扑。

Chalmers部署结构主义以描绘一个非常一般版本的CTM。 他假设功能主义者认为，心理状态是以因果组织的模式中的角色而个性化的。 心理描述指定了因果角色，从实现这些角色的物理状态抽象。 因此，心理学属性是组织不变的，因为他们在因果拓扑上监督。 由于计算描述表征了因果拓扑结构，满足适当的计算描述以实例化适当的精神特性。 它还遵循，心理描述是一种计算描述，因此计算描述应该在心理解释中起着核心作用。 因此，结构主义计算为认知科学提供了坚实的基础。 心态接地为因果模式，这正是计算模型的表达。

结构主义随着抽象计算模型与物理系统之间的实施关系而封装。 物理系统在什么条件下实现计算模型？ 结构主义者表示，在模型的因果结构是模型的正式结构的情况下，物理系统实现模型。 计算模型通过阐明镜像一些相关因果拓扑的正式结构来描述物理系统。 Chalmers详细阐述了这种直觉的想法，为CSA的物理实现提供了详细的必要和充分条件。 如果有任何替代的计算概念，则可以提供对实现关系的实质性。

我们可以通过上面讨论的其他其他理论表示，将结构主义的计算主义与：

机器功能主义。 结构主义计算主义拥抱机器功能主义背后的核心理念：精神状态是通过合适的计算形式主义所描述的功能状态。 Putnam将CTM推进为经验假设，他在此基础上捍卫功能主义。 相比之下，在心理话语概念分析中，Chalmers在概念分析中接地功能主义遵循David Lewis（1972）。 帕尔南通过捍卫计算主义来捍卫功能主义，Chalmers通过假设功能主义来捍卫计算主义。

古典计算主义，连接和计算神经科学。 结构主义计算主义强调组织不变的描述，这些说明是乘法可分的。 在这方面，它来自计算神经科学。 结构主义与古典和连接主义的计算主义兼容，但它与这些观点的精神不同。 典型主义者和连接人员将其竞争对手的位置作为大胆，实质性假设。 Chalmers将结构主义的计算主义推进，因为不太可能讨论的相对简单的立场。

故意现实主义与消除主义。 结构主义计算主义与两个位置兼容。 CSA描述没有明确提及语义属性，例如参考，真实条件，代表性内容等。 结构主义计算主义者不需要在科学心理学中分配代表性内容任何重要作用。 另一方面，结构主义计算主义并不排除代表性内容的重要作用。

形式句法的计算观念。 广泛的内容取决于对外部环境的因果关系，联系因果拓扑的关系。 因此，CSA描述留下了未确定的宽含量。 狭窄的内容可能会在因果拓扑上取得卓越，但CSA描述没有明确提及狭窄的内容。 因此，整体而言，结构主义计算主义优先考虑正式非语义计算描述的水平。 在这方面，它类似于FSC。 另一方面，结构主义的计算主义者不认为计算对语义属性“不敏感”，因此它们不需要支持FSC的所有方面。

虽然结构主义计算主义与CTM + FSC不同，但它提出了一些类似的问题。 例如，Rescorla（2012）否认因果拓扑在结构主义计算主义决定的认知科学中发挥着中心解释作用。 他建议，外部主义故意描述而不是组织不变的描述享有解释性的初步。 来自不同的方向，计算神经科学家将建议我们放弃组织不变的描述，而是采用更神经特定的计算模型。 为了响应这种反对意见，Chalmers（2012）认为，组织不变的计算描述产生了解释性益处，既不故意描述也不是神经生理学描述复制：它揭示了认知的潜在机制（与故意描述不同） 它摘要远离神经实施细节，与许多解释性目的无关。

6.4机械理论

计算的机制性质是逻辑，哲学和认知科学的重复主题。 若干作者将这一主题制定为计算系统的机制概念（Coelho Mollo，2017; Dewhurst 2016; Fresco 2014,2017;Miłkowski2013; Piccinini 2007,2012,2015）。 在Gualtiero Piccinini的（2015）影响力的发展中，功能机制是一个互连组件的系统，其中每个组件在整个系统内执行一些功能。 机械解释通过将系统分解成零件来进行，描述如何将部件组织到较大的系统中，并隔离每个部分执行的功能。 计算系统是特定类型的功能机制：它是一种机制，其在功能上组织成部件以符合规则来处理车辆。 回声普查对多种可实现性的讨论，Piccinini要求规则是中等独立的，因为他们摘要远离车辆的具体物理实现。 计算解释将系统分解成零件并描述了每个部分的帮助系统如何帮助系统处理相关车辆。 如果系统处理离散结构的车辆，则计算是数字化的。 如果系统处理连续车辆，则计算是模拟的。 MarcinMiłkowski的（2013）的机械方法是类似的。 他通过追求“信息处理”光泽来与Piccinini不同，因此计算机制在信息轴承状态下运行。 Miłkowski和Piccinini部署了他们各自的机械理论，以防御计算歧视。 Piccinini（2020）特别关注神经计算，绘制与认知神经科学的广泛联系。

机械计算主义者通常是非语义的单独计算状态。 因此，他们遇到了对代表性内容的解释作用的担忧，类似于FSC和结构主义遇到的担忧。 批评者抗议该机制计算主义并未适应同时计算和代表的认知科学解释（Rescorla 2016; Shagrir 2014; ShaGrir 2022）。 这种批评的感知力将取决于一个人对涉及内容的计算主义的同情。 为了融合批评，Miłkowski（2017）将机械化计算员们通过将代表性函数归因于某些计算机制来归因于代表性内容来分配核心理论角色。

6.5多元化

我们已经调查了各种对比度，有时重叠的计算概念：经典计算，连接主义计算，神经计算，正式语法计算，内容涉及计算，信息处理计算，功能计算，结构主义计算和机械计算。 每个概念产生不同的计算主义形式。 每个概念都有自己的优势和弱点。 人们可能采取了一种识别鲜明的合法概念的多元姿势。 除了在其他概念之上提升一个概念，令人愉快地聘用，无论在给定的解释性上下文中，无论概念似乎都很有用。 Edelman（2008）采取多元线，追逐在他最近的讨论中的Chalmers（2012）。

多元线提出了一些自然问题。 我们可以提供包含全部或大多数计算类型的一般分析吗？ 所有计算是否彼此共享某些特征标记？ 他们也许是家庭相似之处的责任吗？ 更深入地理解计算要求我们努力解决这些问题。

7.反对计算主义的论据

CTM吸引了许多反对意见。 在许多情况下，异议仅适用于CTM的特定版本（例如古典计算主义或连接主义计算中）。 这是一些突出的反对意见。 另请参阅中国房间论证的条目，广泛讨论了John Searle先进的古典计算主义的反对意见（1980年）。

7.1琐事争论

重复担心是CTM是微不足道的，因为我们可以将几乎任何物理系统描述为执行计算。 Searle（1990）声称墙体实现了任何计算机程序，因为我们可以辨别出墙壁中的一些分子运动模式，这是对程序的正式结构的同性。 Putnam（1988：121-125）剥夺了沿着同一条线的极端但仍然非常强大的琐碎性论文。 琐事论点在哲学文学中发挥着重要作用。 反计算主义者可以将琐事论据部署在计算中，而计算主义者则寻求避免琐碎。

计算主义者通常通过坚持参数在计算实现时忽略约束，限制栏差异实现实现来反驳琐事争论。 约束可能是反事实，因果，语义或其他方式，具体取决于一个人有利于计算理论。 例如，David Chalmers（1995,1996A）和B. Jack Copeland（1996）持有该Putnam的琐事论证忽视了实际条件，以便实施计算模型。 其他哲学家称，物理系统必须具有实现计算模型的代表性（FODOR 1998：11-12; Ladyman 2009; Sprevak 2010）或至少实施涉及内容的计算模型（Rescorla 2013）。 这里的详细信息很大程度上不同，并且计算主义者在他们自己之间辩论究竟可以避免哪种类型的计算可以避免哪种琐事参数。 但大多数计算主义者都认为我们可以通过计算模型与物理系统之间的实施关系的足够强大理论来避免任何破坏性的琐事担忧。

Pancomputationsis持有每个物理系统实现计算模型。 本文是合理的，因为任何物理系统可以说可以实现足够的微不足道的计算模型（例如，一个单态有限状态自动机）。 作为Chalmers（2011）笔记，对计算主义似乎并不令人担忧。 令人担忧的是，几乎每个物理系统都实现了几乎每个物理系统的更强大的琐碎性论文。

为了进一步讨论琐事论证和计算实现，请参阅Sprevak（2019）和物理系统中的进入计算。