1、第 34卷 第 7 期 自然辩证法研究 VoL34，No.72 0 1 8 年 7 月 S tudies in D ialectics of N ature Jul.,2018文章 编 号：l-8934(2018)07-0102-0 6认知神经科学中神经层次的反向推理述介赵梦媛(上 海 理 工 大 学 马 克 思 主 义 学 院，上 海 200093)摘 要：近些 年 来，随着功能神经成像技术的广泛应用，认知神经科学家越来越多地运用反向推理策略来建立和评 价各种认知假说。科学哲学家们在讨论反向推理的性质时多把反向推理当作演绎或归纳，企图从有效性和可靠性角 度来分析反向推理的合理性。分 析 表
2、明，这个做法是失败的。反 向 推 理 中 演 绎 和 归 纳 交 织 在 一 起，同时还要参照其 他认识论价值标准，应当被理解成一种溯因推理。反 向 推 理 作 为 溯 因 推 理 不 仅 对 形 成 新 假 说 有 启 发 作 用，也能够以 最佳解释推理的形式对竞争假说做出筛选。关 键 词：反向推理；认知神经科学；分 离 性；溯因推理 中图分类号：N031 文 献 标 识 码：A导 言功能神经成像（例 如 功 能 磁 共 振 成 像，简 称 M-R I)等 技 术 出 现 以 后，认 知 神 经 科 学 一 直 是 根 据 神 经 成 像 数 据 来 研 究 特 定 认 知 功 能 实 现
3、的 脑 活 动 机 制。近 年 来，研 究 者 们 开 始 关 注“反 向 推 理（reverse inference)，即 从 脑 激 活 情 况 到 认 知 过 程 的 推 理。反 向推 理 作 为 一 种 解 释 模 式，其合理性受到一 些学者的质疑。这 样，反向推理问题成了认知神经 科学方法论基础领域中的一个争论焦点。质 疑 反 向 推 理 的 观 点 主 要 有 这 样 三 种。第 一，一个脑区的激活可 以 对 应 多 个 认 知 过 程，由反向推 理 不 可 能 给 出 确 定 的 结 论。神 经 科 学 家 罗 素 波 德 瑞 克（Russell A.Poldrack)在 2 0
4、 0 6 年 就 指 出，某 个特定 的 脑 区 可 能 被 多 种 认 知 过 程 所 激 活，根据该 脑 区 的 激 活 情 况 推 出 某 认 知 过 程 的 结 论 是 不 可 靠 的。第 二，认 知 过 程 的 脑 机 制 具 有 整 体 性，这样 就 不 能 把 认 知 过 程 的 脑 机 制 仅 仅 限 于 局 部 脑 区 的 活 动 情 况。认 知 科 学 家 迈 克 尔 安 德 森（M ichael L.A nderson)在 2 0 1 0 年 的 一 篇 文 献 中 认 为，一个认知 过 程 仅 与 某 个 局 部 脑 区 相 关 的 假 定 是 完 全 错 误 的，因
5、为 一 个 认 知 过 程 可 能 涉 及 多 个 脑 区 的 活 动。“有关神经关联和反向推理这类问题的解决方法不 是 更 精 致 地 使 用 这 些 技 术，而 是 停 止 使 用”W。第 三，用 脑 机 制 解 释 认 知 过 程 只 有 概 率 意 义，必须把 反 向 推 理 限 制 在 心 理 学 假 说 的 比 较 范 围。在 2014 年的一篇论文中，科 学 哲 学 家 爱 德 华 麦 舍 瑞（E douard M achery)认为，我们无从得知某个认知过程不 发生时特定脑区激活的概率,但 大 量 的 神经科学分 析 结 果 指 出，当 我 们 观 察 到 某 个 脑 区 激
6、活 时，特定 认 知 过 程 发 生 的 概 率 很 可 能 远 高 于 其 他 认 知 过 程 发生的概率。在 这 种 情 况 下，麦舍瑞建议应当限制 反向推理的应用范围，即只把反向推理用于比较两 个 相 互 竞争的心理学假说，而不是完全否定反向推 理 的合理性。麦 舍 瑞 写 到：“认 知 神 经 科 学 家 可 以 将 一 个 大 脑 激 活 模 式 作 为 支 持 一 个 假 说 胜 过 另 一 个 假 说 的 证 据，当 且 仅 当，前 者 预 设 心 理 过 程 Q 参 与 任 务 而 后 者 预 设 另 一 个 心 理 过 程 C2参与任 务 R C i 参 与 比 C2参 与
7、更 可 能 伴 随。”w这 些 质 疑 都 把 脑 区 缺 乏 分 离 性 看 作 是 反 向 推 理 的 症 结。所 谓 脑 区 的 分 离 性（selectivity)就是特 定 认 知 过 程 与 其 他 认 知 过 程 在 脑 机 制 层 次 上 的 可收 稿 日 期=2018-0 4-01基 金 项 目：上海市哲学社会科学规划项目“间接 言 语 行 为 的 博 弈 逻 辑 研 究（2017EZX0 0 8);上海理工大学人文社科基金 项目“预设调节的博弈论语用学研究（16H JS K Y B1 7)。作 者 简 介：赵 梦 媛（1 9 8 6 _),女，黑龙江哈尔滨人，哲 学 博 士
8、，上海理工大学马克思主义学院讲师，主 要 研 究 方 向：语言逻 辑、认知科学。102DOI:10.19484/ki.1000-8934.2018.07.019认知神经科学中神经层次的反向推理述介区 分性,可以由特定认知过程所引起的某脑区激活 占 该 脑 区 激 活 总 量 的 比 率 来 指 示。神 经 科 学 家 普 遍 认 为，绝 大 多 数 脑 区 的 分 离 性 水 平 较 低，即一个 脑 区 激 活 可 能 伴 随 多 种 认 知 过 程 出 现。认 知 神 经 科 学 研 究 表 明,左梭状回区域的激活可以伴随视觉 词 汇 识 别,也 可 以 伴 随 面 部 感 知。如果只是从左
9、梭 状回激活 推 出 视 觉 词 汇 识 别 过 程 的 参 与，这种反向 推理就是不可靠的。在回应这些质疑时，弗洛里安赫茨勒（Florian Hutzle r)2 0 1 4 年给出了“设 定 认 知 任 务”的辩护策 略，认为可以根据认知任务的特定性和先验知识来 排除其他认知过 程 引 发 脑 区 激 活 的 可 能 性,从而可 靠 地 支 持 特 定 认 知 过 程 参 与 的 结 论。他 说：“反向 推 理 本 身 不 是 谬 误。它 的 可 靠 性 取 决 于 我 们 所 关 注 的 认 知 过 程 以 及 我 们 所 使 用 的 任 务 设 定（task-setting),而且我们
10、必须逐一考察问题中涉及的特定 脑激活情况”W。假 如 认 知 过 程 4 和 认 知 过 程 S 都 引起同一脑区的激活，只要在实验中施加的刺激属 于 认 知 过 程 1 就 可 以 排 除认知过程 B 的参与。然 而，赫茨勒的方法不能完全解决反向推理的 问 题，仅根据任务设定的情境不能完全排除所有无 关的认知过程。为 此，马可南森和吉列尔莫戴 尔 皮 纳 尔（Marco J.Nathan and Guillermo Del P inal)在 2 0 1 6 年 给 出 了 一 种 新 的 辩 护 策 略。他们 认 为，解决反向推理问题的关键在于区分两类反向 推 理，SP“基于定位”（loca
11、tion-based)的推理和“基 于 模 式（pattern-b ased)的 推 理。后 者 采 用 的 是“多体素模式分析”（multi-voxel pattern analysis，简 称 MVPA)方法,应用机器学习领域的技术获得特定 的成像数据集，通 过 统 计 分 析 来 解 码 认 知 过 程。由 于 基 于 模 式 的 推 理 不 再 局 限 于 特 定 脑 区 的 激 活 情 况，因 此 它 不 会 受 到 分 离 性 问 题 的 困 扰 5)。克拉 克 格 莱 莫 尔 和 凯 瑟 琳 汉 森（Clark Glymour and Catherine H anson)也 在
12、2 0 1 6 年 指 出，正确实现反向 推 理 的 方 式 是 从 脑 区 间 的 因 果 网 络 到 认 知 过 程 的 推 理 6。早 在 2 0 1 1 年，波 德 瑞 克 就 曾 指 出：“首 先，解 码 的 方 法 不 能 克 服 神 经 成 像 数 据 具 有 内 在 关 联 性 的 事 实，因此显著的解码结果不能证明某个脑区 激 活 必 然 伴 随 解 码 目 标 心 理 功 能 的 实 现 解码 方 法 的 另 一 个 重 要 特 征 是 它 们 具 有 高 度 的 机 会 性，即 它 们 会 利 用 与 有 关 过 程 关 联 的 任 何 信 息 最 后，精确地解码心理状态
13、或功能的能力从根本上受 到描述 这 些 心 理 实 体 的 本 体（ontology)精确性的限制”m。格莱莫尔和汉森也指出：“从功能磁共振成 像 到 大 脑 机 制 的 推 理 问 题 与 变 量 的 形 式 化 和 选 取 以 及 使 用 这 些 变 量 的 研 究 方 法 的 有 效 性 和 精 确 性 有 关”W。可 见，基 于 模 式 的 反 向 推 理 的 可 靠 性 也 会受到来自统计实践和模糊定义的限制。上 述 这 些 讨 论 都 把 反 向 推 理 的 逻 辑 有 效 性 作 为评价其合理性的依据，或者因缺乏分离性而否认 反 向 推 理 在 认 知神经科学中的地位，或者不顾缺
14、乏 分 离 性 的 事 实 指 望 通 过 反 向 推 理 获 得 从 脑 活 动 机 制 到 特 定 认 知 功 能 的 可 靠 结 论。在 认 知 神 经 科 学 的 实 践 中 广 泛 应 用 反 向 推 理 方 法 并 取 得 了 重 要 成 就，这个事实已经表明在认知神经科学中应用反向 推 理 具 有 合 理 性。既 然 反 向 推 理 的 合 理 性 并 不 在 于其逻辑有效性，那就应当从另 外 的 进 路 来 理 解 其 合 理 性。本 文 认 为，反 向 推 理 其 实 是 一 种 溯 因 推 理，认知神经科学关于脑机制与认知功能的假说不 能由反向推理证明其真，但可以通过反向推
15、理比较 不 同 假 说 的 优 劣;认 知 神 经 科 学 中 反 向 推 理 的 合 理 性并不在于其逻辑有效性，而 在 于 其 启 发 性。本文 以 下 两 个 部 分将分别讨论两个问题:反向推理为什 么 不 具 有 逻 辑 有 效 性？反 向 推 理 作 为 一 种 溯 因 推 理 在 发 现 和 评 价 认 知 神 经 科 学 假 说 中 有 怎 样 的 启 发功能？二、演 绎 或 归 纳：反向推理的 合 理 性 问 题这 一 节 要 阐 明 两 个 观 点：不论是基于定位的反 向推理还是基于模式的反向推理，都不是有效的演 绎 推 理，也 不 是 可 靠 的 归 纳 推 理；脑 机 制
16、 与 认 知 功 能之间很可能是一种“多一多”关 系，这就从根本上 排 除 了 通 过 演 绎 推 理 或 归 纳 推 理 在 两 者 之 间 建 立 确定关系的可能性，对 于 反向推理的合理性也就不 能从演绎推理或归纳推理的意义上来理解。从 特 定 脑 区 的 激 活 推 出 特 定 认 知 过 程 的 参 与，这就是基于定位的反向推理。2 0 0 1 年,约 书 亚 格 林（Joshua D.G reene)等 人 研 究 了 被 试 者 在 不 同“困境”下 采 取 决 策 时 的 大 脑 激 活 情 况。研究者将 6 0 种 困 境 所 描 述 的 场 景 划 分 为 三 类：“非 道
17、 德 类”(non-moral)、“道 德-非 人 性 类”（moral-im personal)和“道 德-人 性 类”（moral-personal)。非道 德类困境的场 景 不 涉 及 道 德 问 题，如在旅行时选择103自然辩证法研究 第34卷 第 7期乘 火 车 或 乘 飞 机；道 德-非 人 性 类 困 境 的 场 景 如“电车困境”（trolley d ilem m a),主 要 是 基 于 功 利 计 算 的 选 择;道 德-人 性 类 困 境 的 典 型 如“天 桥 困 境”(footbridge dilem m a),主 要 涉 及 人 的 同 情 心 对 选 择 的影响。
18、在 实 验 阶 段，研究者按随机顺序向被试出 示 60 种 困 境 的 文 字 描 述，记 录 被 试 者 对 每 一 种 困 境 的 判 断，同 时 使 用 M R I 对 被 试 者 的 大 脑 进 行 扫 描。fM R I能依据血液动力学原理（当某个脑区参与 认 知 任 务 时，血 液 会 为 该 区 域 输 送 氧 气），通过探测 血氧水平定位脑区激活情况。分 析 结 果 表 明，被试 者 在 道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 与 其 他 两 类 选 择 相 比 更 显 著 地 伴随以下脑区的激活：额中回布罗德 曼 分 区（B rodm ann A re a,简 称 B A)
19、9 和 10、扣带回后 部 BA31 以 及 两 侧 角 回 BA39。以往的 研 究 已 经 表 明，BA9 和 B A10、BA31 以 及 BA39 等区域的激活通 常都伴随情绪处理过程。格 林 等 人 得 出 的 结 论 是：道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 比 其 他 两 类 选 择 更 容 易 触 发 人 的 情 绪。“从 心 理 学 角 度 来 看，电车困境 和天桥困境的区别在于，后者比前者更倾向于触发 人们的情绪。我 们 认 为，想 象 将 某个人推下去致死 比 起 想 象 推 动 控 制 杆 导 致 类 似 的 结 果 在 情 绪 方 面 更具有显 著 效 果，正是
20、这种情绪反应解释了人们区 别对待这两种情况的原因。”8格 林 等 人 的 结 论 是 通 过 反 向 推 理 得 到 的，其论 证 线 索 是 由 脑 区 BA9 和 BA10、BA3 1 以 及 BA3 9 的 激 活 推 出 道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 是 情 绪 处 理 过 程：(1)每 当 BA9 和 BA10、BA3 1 以 及 BA3 9 这些 脑 区 激 活，就触发情绪处理过程。(2)道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 激 活 了 BA9 和 10、BA3 1 以 及 BA3 9 这些脑区。(3)道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 是 情 绪 处
21、理 过 程。这 个 反 向 推 理 看 起 来 似 乎 具 有 演 绎 的 形 式，但 其经验内容都是假的或不确定的。前 提（1)是个似 律 陈 述，但 不 一 定 是 经 验 真 的。神 经 科 学 家 注 意 到，某 个 脑 区 可 能 被 多 种 认 知 过 程 所 激 活，不同认 知过程在脑机制层面上缺乏可分离性。前 提（2)是 边 界 条 件 陈 述，其 真 取 决 于 观 察 的 准 确 性。实际 上，我们还不能肯定一种认知过程仅仅对应于一个 脑 机 制，这就是认知神经科学和心灵哲学所关注的 功能“多重实现”问 题。脑 机 制 与 认 知 功 能 之 间 是 一种“多一多”关 系，
22、这就决定了这个反向推理不具 104有经验上的可靠性，把 这 个反向推理作为有效的演 绎推理是令人费解的。不 仅 如 此，在这个反向推理 中，结 论 没 有 超 过 前 提 的 新 知 识，因 而 反 向 推 理 也 不能被看作是形成新假说的程序。把 这 个 反 向 推 理 看 作 是 一 种 归 纳 推 理 又 会 怎 样 呢？如 果 归 纳 推 理 的 前 提 能 够 保 证 结 论 成 真 的 可 能 性大于结论为假的可能性，这个归纳推理才是 合 理 的。波 德 瑞 克 认 为，反 向 推 理的可靠性程度取 决 于 在 脑 区 皂 激 活 的 前 提 下 认 知 过 程 仏 参 与 的 条
23、 件 概 率 皂），由 脑 区 皂 针 对 特 定 认 知 过 程 q 激活的分离性程度决定。然 而，神经科学的研究表 明，“分离性并非大脑功能的显著特性”2。麦舍瑞 指 出，不同的认知过程都可能伴随同一个特定脑区 激 活，“当我们所关注的心理过程没有参与时，获得 某 种 脑 激 活 模 式 的 概 率 很 大。例 如，背左侧额 下 回 的 BA4 4 区 域 是 布 罗 卡 氏 区 的 一 部 分,该区域 的主要功能是进行语言处理,但是它也可能被音乐 感 知 和 手 部 运 动 等 非 语 言 性 认 知 过 程 所 激 活；不仅 如 此，非 语 言 性 认 知 过 程 伴 随 BA4 4
24、区域激活的概 率 还 可 能 大 于 语 言 处 理 过 程 参 与 的 概 率。在缺乏 分离性的情况下，如果反向推理还是被作为归纳推 理，进行这种反向推理就不具有合理性。为 了 说 明 在 认 知 神 经 科 学 中 运 用 作 为 演 绎 或 归 纳 的定位反向推理的合理性，有些学者采取了限 制其适用范围的策略。赫 茨 勒 等 人 倡 导 的 是“任务 设 定”（task-setting),也 就 是 在 运 用反向推理时必 须考虑具体的实验任务，只关心在特定任务中某个 认知过程出现的概率W。例 如，当我们将实验任务 设定为文字阅读时，就只考察视觉词汇识别激活左 梭 状 回 区 域 的 情
25、 况，而 不 考 察 其 他 认 知 过 程（如面 部 感 知）激 活 这 一 区域的情况。加人了任务设定的 限 制，似 乎 可 以 排 除 无 关 认 知 过 程 的 干 扰 项，也能 够提高反向推理的归纳可靠性。然 而，排除无关项 这 一 预 期 在 实 际 操 作 中 难 以 实 现。辨 析 名 词 意 义 这 一 认 知 过 程 就可能存在个体差异,有的被试者可 能想到了某物的形态,有的可能想到了口感和味道 等 等。不 仅 如 此，每个被试者在辨析名词意义时还 可能伴随着其他认知过程。这 样，在“任 务 设 定”的 条 件 下，无关项也不能被排除。基 于 模 式 的 反 向 推 理 是
26、 根 据“脑 区 间 网 络”(netw orks of regions)的成像数据集来解码认知活动 的推理。2 0 0 8 年，汤 姆 米 切 尔（Tom M.M itchell)等 人 考 察 了 被 试 者 辨 析 名 词 意 义 时 大 脑 的 激 活 模认知神经科学中神经层次的反向推理述介式。研 究 者 选 取 1 2 类（如 蔬 菜 类、动 物 类 等）、每类 5 个（如 蔬 菜 类:芹 菜、胡萝 卜 等）共 6 0 个 具 体 名 词，向 被 试 逐 一 出 示 其 中 的 5 8 个 名 词（包 括 文 字 和 相 应 图 示），并 要 求 被 试 者 思 考 每 个 名 词
27、相 关 的 性 质，同 时 使 用 M R I 对 被 试 进 行 脑 部 扫 描。他 们 选 取 5 0 0 个激活情况最稳定的体素进行计算模型的训练(training),建立起被试者思考名词意义时的多体素 脑 模 式#。接 着，研 究 者 用 这 个 计 算 模 型 预 见 剩 余 的两个名词对应的 fM R I图 像 也 符 合 Af，也就是根据 预 见 fM R I图 像 与 实 际 M R I 图 像 的 余 弦 相 似 度，将 剩 下 的 两 个 词 与 它 们 的 fM R I图 像 进 行 匹 配。实验 结 果 表 明,9 名 被 试 者 的 fM R I图像与名词正确匹配 的
28、平均精确度达0.7 7,远 高 于 随 机 水 平 0.5。必须 指 出，米切尔等人是从大脑网络整体的角度考察名 词 意 义 辨 析 所 对 应 的 脑 机 制 的。正 如 他 们 所 说:“我们的理论框架不考虑对意义进行编码的神经激 活 是否定位于特定的大脑皮层区域,而是要考察所 有的脑皮层体素，并 通 过 训 练数据来确定语词意义 的哪些方面能够系统地调整哪些区域的体素”W。米 切 尔 等 人 的 这 种 模 式 反 向 推 理 是 循 着 这 样 的线索进行的：(1)在 训 练 阶 段，被 试 者 在 对 5 8 个名词的意义 进 行 辨 析 时，脑激活情况符合多体素脑模式N，据此 建立
29、计算模型。(2)根 据 这 个 计 算 模 型 可 以 预 见，被试者在辨 析剩余两个名词的意义时，脑 激 活 情 况 符 合 N。(3)在 实 验 阶 段，我 们 观 察 到 被 试 者 脑 激 活 情 况 符 合 N,即 符 合 计 算 模 型 的 预 测。由此推出被试 在实验阶段思考某个名词的意义。这 样 的 模 式 反 向 推 理 可 以 避 免 定 位 反 向 推 理 面临的“缺乏分离性”困 难，因为在某个脑区上不可 分 辨 的 认 知 过 程 可 以 在 多 个 脑 区 形 成 的 因 果 网 络 上得以区分。换 句 话 说，不同认知过程在多脑区因 果网络上的分离性高于单个脑区的。
30、然 而，在统计实践上仍然难以把模式反向推理 看作是可靠的归纳推理。首 先，脑机制模式的构建 主要依据训练阶段的计算模型，被直接用于实验阶 段判定认知过程的参与情况,这就不能保证这个脑 机 制 模 式 在 不 同 实 验 条 件 下 和 不 同 被 试 者 的 情 况 下也是仍然适用的。在 本 例 中，研究者在训练阶段 与 实 验 阶 段 测 量 的 脑 成 像 数 据 都 来 自 于 相 同 的 9 名 被 试 者；如 果 更 换 被 试 者，就 不 能 保 证 这 种 归 纳 的可靠性，因为受过训练的被试者与未受训练的其他被试者之间存在着显著差异。其 次，多体素脑模 式展现的是一 个 认 知
31、 过 程 所 对 应 的 因 果 网 络，即不 同脑区之间的复杂因果联系，因而脑区的不同选取 就 意 味 着 不 同 的 脑 模 式。由 于 此 例 中 的 脑 区 划 分 标准具有任意性，这就无法保证依据脑模式推断认 知功能的可靠性。最 后，构建脑模 式 的 途 径 是 统 计 的，容 易 受 到 无 关 因 素 的 干 扰。此 例 中，研究者要 为 名 词 意 义 辨 析 这 种 认 知 过 程 建 立 相 应 的 脑 模 式，但实验中的一些操作环节（如向被试者出示名词图 示）会引人与名词意义辨析没有直接关联的认知行 为（如 图 示 识 别）。这 些 无 关 项 引 发 的 部 分 脑 区
32、 激 活 也 会 被 整 合 在 与 名 词 意 义 辨 析 对 应 的 脑 模 式 之 中，这 些 无 关 项 的 干 扰 会 严 重 影 响 归 纳 的 可 靠 性。这 样，把 反 向 推 理 看 作 是 建 立 新 假 说 的 归 纳 推 理,就 不 能 理 解 反 向 推 理 在 认 知 神 经 科 学 中 的 广 泛 应 用 D综 上，反 向 推 理 在 认 知 神 经 科 学 中 被 广 泛 应 用，其 合 理 性 并 不 在 于 其 作 为 演 绎 推 理 的 有 效 性，也 不 在 于 其 作 为 归 纳 的 可 靠 性。这 个 情 况 源 于 脑 机制与认知功能之间的关系是一
33、种“多 一多”关 系：在 脑 机 制 层 面 上 难 于 区 分 不 同 的 认 知 功 能，s r 缺 乏分离性”；而 同 一 认 知 功 能 又 可 以 有 多 种 脑 机 制，bp“多重实现”。要 理 解 反 向 推 理 在 认 知 神 经 科 学 中的作用，就要对认知神经科学的实践有更系统的 分析,不能仅局限于建立新假说的环节。三、反 向 推 理 作 为 溯 因 推 理 的 启 发 性在 认 知 神经科学的实践中，反向推理不是单纯 的演绎或归纳，而是同时包含演绎和归纳过程的溯 因推理（abductive inference),它 所 起 的 作 用 不 仅 是 启发一种解释性假说，同时
34、还交织着对多种可能解 释的评价。波 德 瑞 克 已 经 注 意 到 认 知 神 经 科 学 中 的 反 向 推理是溯因推理，但 他 把 这 种溯因推理仅仅看作是 建 立 假 说 的 过 程。他 说：“我 认 为 反 向 推 理 可 以 作 为形成新假说的有用策略实 际 上，在这种意义 上反向推 理 是 溯 因 推 理 的 一 个 例 子，它被广泛地 誉为科学推理的有用途径”7。麦舍瑞则注意到了 认 知 神 经 科 学 中 反 向 推 理 具 有 评 价 和 选 择 假 说 的 功 能，但 不 是 把 反 向 推 理 作 为 一 种 溯 因 推 理，而且 回避了反向推理能否作为建立新假说的程序问
35、题。105自然辩证法研究 第34卷 第 7期在 他 看 来，反向推理是通过似然度比较来评价相互 竞 争 的 心 理 学 假 说 的 方 法，“一 个 实 证 结 果 支 持 一 种特定假说胜过于另一种假说”W。波德瑞克和麦 舍瑞的主张都有某种不足，但都启发我们应当在溯 因 推 理 的 框 架 中 理 解 反 向 推 理 在 假 说 建 立 和 假 说 评价等过程中的作用。溯 因 推 理 刻 画 的 是 为 新 数 据 或 者 异 常 现 象 提 供 解 释 的 过 程,推理的结果不仅是形成某个特定的 假 说，而且是一组假说的可能性及其潜在价值的比 较。反 向 推 理 符 合 溯 因 推 理 的
36、 基 本 理 念，也符合脑 机制与认知功能之间是“多一多”关 系 的 实 际 情 况，能 为 神 经 数 据 提供认知层面的解释,启发人们建立 新的认知科学假说。但 是，神经科学家通过脑成像 技术获得的大脑激活数据，可能是某个认知过程造 成 的，也 可 能 是 其 他 认知过程造成的。认知神经科 学 依 据 反 向 推 理 获 得 的 结 论 是 某 个 认 知 过 程 造 成 了该脑激活数据。这 个 推 理 的 结 论 只 是 或 然 性 的，不能排除其他可能性。因 此,反向推理不是演绎推 理，它对形成和评价一种可能的解释性假说只有启 发 性。在 道 德 决 策 的 案 例 中，反 向 推
37、理 的 线 索 是：由 情 绪 处 理 过 程 激 活 了 脑 区 BA9 和 10、BA3 1 以及 BA3 9 和 道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 与 BA9 和 10、BA3 1 以 及 BA3 9 的 激 活 相 伴,推 出 道 德-人 性 类 困 境下的选择是情绪处理过程。显 然，这个推理是肯 定后件的谬误推理。然 而，这个溯因过程启发认知 神 经 科 学 家 把 道 德-人 性 类 困 境 下 的 选 择 与 情 绪 处 理 过 程 联 系 起 来，形 成 了 解 释 性 假 说:道 德-人 性类困境下的选择是情绪处理过程。在认知神经科学中，反 向 推 理过程也交织着对
38、 认知科学假说的比较和选择。肯 尼 思 诺 曼（Kenneth A.N orm an)等人对“再认记忆”的研究表明，人 对 再 认 记 忆 的 判 断 源 于 两 类 信 息：“回忆起特定细 节”以及“非 特 定 的 熟 悉 感。有 两 种 假 说 都 能 描 述 人 们 是 如 何 使 用 这 两 类 信 息 来 处 理 再 认 记 忆 的。按 照 优先假说，人是优先依靠回忆特定细节的 信 息 的，只 有 当 无 法 获 取 这 类 信 息 时，才会依靠非 特 定 的 熟 悉 感；按 照 随 机 假 说，两 类 信 息 没 有 固 定 的 优 先 顺 序，人 们 受 语 境 因 素 的 影
39、响 选 择 信 息 的 来 源。为了比较这两种假说的优劣，研究者设计了如 下 实 验:研 究 者 首 先 向 被 试 者 出 示 一 批 词 项（如“鞋 子”和“球”），再 向 被 试 者 出 示 另 一 批 词 项（如“鞋 106子”和“自行车”），并要求被试者回答他们之前是否 见 过 这 些 词 项，同 时 对 被 试 者 进 行 脑 部 扫 描。在训 练 阶 段，研 究 者 分 别 为“回忆模块”（被试只有成功 回忆起特定细节才能做出肯定回答）和“熟 悉 模 块”(被试忽略特定细节而仅根据熟悉感即可做出肯定 回答）建 立 相 应 的 多 体 素 脑 模 式 和 乂。在实验 阶 段，研究者
40、考察了正确实现再认记忆的被试的脑 激活模式。实 验 结 果 显 示 和 M 混 合 出 现，意味 着 随 机 假 说 比 优 先 假 说 更 优 越。诺 曼 等 人 的 反 向 推理可以 简 化：(1)优 先 假 说 更 优 越，就 有 脑 模 式;随机假 说 更 优 越，就 有 脑 模 式 M 和 乂 的 混 合。(2)正 确 实 现 再 认 记 忆 的 脑 模 式 是 和 乂 的 混 合。(3)随机假说比优先假说更优越。从 其 能 够 为 竞 争 假 说 的 筛 选 提 供 启 发 的 意 义 上 说，反 向 推 理 也 可 以 被 看 作 是 最 佳 解 释 推 理（inference
41、to the best explanation)。作为溯因推理的 种，最佳解释推理要从假说能够为经验证据提供最 佳 解 释 推 出 该 假 说 的 真。在 筛 选 最 佳 解 释 性 假 说 的 反 向 推 理 中，通 常 要 参 照 其 他 认 识 论 价 值 标 准，如假说的简单性、与 已 有 被 接 受 的 理 论 一 致 等。科 里麦克米兰（Corey T.M cm illan)等人在关于代词 消 解 的 研 究 中 发 现，代 词 消 解 过 程 的 脑 成 像 数 据(额 叶 皮 质 和 顶 叶 皮 层 被 激 活）能 够 由代词消解的“博弈模型”（ga m e-th e o re
42、 tic m odel)来 解 释 1 1。尽 管也有其他假说能够解释这些脑成像数据（如短期 记 忆 过 程 也 伴 随 背 外 侧 前 额 叶 皮 质 激 活），但是博 弈模型不仅为我们提供了最简单的解释（如短期记 忆 的 解 释 难 以 简 洁 地 说 明 不 确 定 与 确 定 指 称 情 况 的差异性结果），而 且 与 现 有 的 神 经 科 学 理 论 保 持 一 致。因 此，博 弈 模 型 是对这种脑成像数据的最佳 解 释。这个反向推理过程简单地表示如下：(1)消 解 不 定 代 词 时，额 叶 皮 质 和 下 顶 叶 皮 层 等区域呈现显著性激活。(2)进 行 概 率 和 风 险
43、 评 估 这 样 的 博 弈 时，额叶 皮质 和 下 顶 叶 皮 层 等 区 域 呈 现 显 著 性 激 活；短期记 忆 时，额叶皮质和下顶叶皮层等区域也呈现显著性 激 活。(3)消除不定代词是概率和风险评估的博弈这 一假说可 以 为（1)提 供 解 释；消除不定代词是短期 记忆这一假说也可以解释（1)。(4)消除不定代词的博弈模型优于短期记忆假认知神经科学中神经层次的反向推理述介说，因 为 前 者 更 简 单，与 被 广 泛 接 受 的 神 经 科 学 理 论更 一 致。(5)博 弈模型对（1)的解释是最佳的，也更可能 为 真。综 上 所 述,反 向 推 理 之 所 以 成 为 认 知 神
44、经 科 学 研究的重 要 方 法，就在于反向推理作为一种溯因推 理 能 够 启 发 新 假 说 的 形 成 和 竞 争 假 说 的 筛 选。由 于反向推理中交织着归纳和演绎，并要参照其他的 认识论价 值 标 准，因而仅仅从演绎推理的有效性或 归 纳 推 理 的 可 靠 性 角 度 是 不 能 理 解 反 向 推 理 的 合 理 性 的。脑 机 制 与 认 知 过 程 之 间 的 关 系 是 一 种“多-多”关 系，同 时 具 有 不 可 分 离 性 和 多 重 实 现 性，这也是反向推理这种方法适合于认知神经科学 研究的重要原因。参考文献 1 R u s s e ll A.P o ld ra
45、c k.C a n c o g n itiv e p r o c e s s e s b e in fe rre d fro m n e u ro im a g in g d a ta?J T re n d s in C o g n itiv e S c ie n c e s,2 0 0 6,1 0(2)：5 9-6 3.2 M ic h a e l L.A n d e r s o n.R e v ie w o f n e u r o e c o n o m ic s：d e c is io n m a k in g a n d th e b r a in J.J o u r n a l o
46、f E c o n o m ic P s y c h o lo g y,2 0 1 0,3 1(1)：1 5 1-1 5 4.3 E d o u a r d M a c h e r y.I n d e f e n s e o f r e v e r s e in f e r e n c e J.B r itis h J o u r n a l f o r th e P h ilo s o p h y o f S c ie n c e t 2 0 1 4,6 5(2)：2 5 1-2 6 1.4 F lo r ia n H u tz le r.R e v e r s e in f e r e n
47、 c e is n o t a f a lla c y p e r s e：c o g n itiv ep r o c e s s e s c a n b e i n f e r r e d f r o m f u n c t i o n a l i m a g i n g d a t a J.N e u r o im a g e,2 0 1 4,8 4:1 0 6 1-1 0 6 9.5 M a r c o J.N a t h a n a n d G u i l l e r m o D e l P i n a l.M a p p i n g t h e m i n d：b r i d g e
48、 la w s a n d t h e p s y c h o-n e u r a l i n t e r f a c e J.S y n th e s e,2 0 1 6,1 9 3(2)：6 3 7-6 5 7.6 C l a r k G l y m o u r a n d C a t h e r i n e H a n s o n.R e v e r s e i n f e r e n c e i n n e u r o p s y c h o l o g y J.B r itis h J o u r n a l f o r th e P h ilo s o p h y o f S c
49、ie n c e,2 0 1 6,6 7(4)：1 1 3 9-1 1 5 3.7 R u s s e l l A.P o l d r a c k.I n f e r r i n g m e n t a l s t a t e s f r o m n e u r o i m a g i n g d a t a：f r o m r e v e r s e i n f e r e n c e s to l a r g e-s c a l e d e c o d i n g J.N e u r o n,2 0 1 1，7 2(5):6 9 2-6 9 7.8 J o s h u a D.G r e
50、e n e,R.B r a i n S o m m e r v i l l e,L e i g h E.N y s t r o m,J o h n M.D a r l e y a n d J o n a t h a n D.C o h e n.A n f M R I i n v e s t i g a t i o n o f e m o t i o n a l e n g a g e m e n t i n m o r a l j u d g m e n t J.S c ie n c e,2 0 0 1，2 9 3(5 5 3 7)：2 1 0 5-2 1 0 8.9 T o m M.M i
