李德毅院士：人类的四种基本认知模式

编者按

人类认知的整个活动，就是如何解释、解决人类在生存和繁衍过程中所遇到的现实问题。OODA环是指挥控制领域的经典认知模式。2021年李德毅院士就在第九届中国指挥控制大会作主旨报告“对OODA环的再认识——用脑和认知科学解开博伊德环之谜”。近期，李院士明确提出人类认知的 4 种基本模式：记忆驱动的经验模式(OOA)、知识驱动的推理模式(OODA)、联想驱动的创造模式(OOCA)以及假说驱动的发现模式(OOHA)，用这 4个相对独立的认知模式来完成认知的形式化。这也为未来指挥控制的研究带来了新的启发思路。

认知的形式化

◇ 李德毅 1　郑思仪 2　黄立威 3　刘玉超 4

1.清华大学计算机科学与技术系，北京 100036;

2.北京中科原动力科技有限公司，北京 100085;

3.北京市遥感信息研究所，北京100192;

4.中国指挥与控制学会，北京100089

摘要

人类认知的整个活动，就是如何解释、解决人类在生存和繁衍过程中所遇到的现实问题。通过分析古今中外著名的认知案例，概括人类认知的4种基本模式为记忆驱动的经验模式(OOA)、知识驱动的推理模式(OODA)、联想驱动的创造模式(OOCA)以及假说驱动的发现模式(OOHA)，用这4个相对独立的认知模式来完成认知的形式化，OOA和OOCA两个模式是由下而上思维，从物理空间转向认知空间;OODA和OOHA两个模式是由上而下思维，从认知空间转向物理空间。4个模式发生的频度不同，相互之间的转换带有不确定性，共同构成了趋于统一的无尽认知。认知的形式化为构建可交互、会学习和自成长的新一代人工智能系统架构奠定了基础。

关键词：认知形式化;认知螺旋;迭代;多元认知;认知模式;自成长

中图分类号：B812.2 文献标识码：A

文章编号：1009-2412(2024)02-0001-14

DOI：10.3969/j.issn.1009-2412.2024.02.001

1　认知的螺旋式过程

著名的法国启蒙思想家、哲学家和教育家卢梭

说，“人生而自由，却无往不在枷锁之中”[1]。思想生而自由，却又无处不在形式化之中，这很好地诠释了“以约束为前提”的思维。所以，认知离不开形式化。认知是学习以及解释、解决现实问题的能力，而学习的能力常常是解释、解决预设问题的能力，预设问题就是现实问题的形式化 [2]。

人类和其他生物相比，以抽象、联想和交互见长，但人类能否把宇宙的奥秘探寻清楚仍然是个谜。在宇宙这个巨大的物理空间中，绝大多数的物质硬构体是自在的，并不是以人为本的。人的本性是求知，杰出科学家和工程师都有一个基本的信念，即相信宇宙在本质上是有秩序的和可认知的，这是一切科学工作的基础。物理学家阿尔伯特·爱因斯坦说，“宇宙最不可理解之处是它是可理解的”[3]。但一个人在宇宙里的地位太过渺小，在有限短暂的生命中要认知无限是一件十分困难的事情。人类能够通过文明、文化的传承，形成科学的理论，解释如此广袤的宇宙，站在牛顿、爱因斯坦、达尔文等科学巨人的肩膀上，继续探索，就能够把越来越多的未知变成已知。“可理解”本质上是人类认知的群体共识，尽管人类认知的道路曲折，对于千万年前还不可理解的事物，因为“知识断层”或者“学科断层”等诸多因素，现在人类可能也仅理解了其中的一部分，但却是在逼近真理。

人类认知的整个活动，就是如何解释、解决人类在生存和繁衍过程中所遇到的现实问题 [4]。每一次完整的认知活动可以分为感知、思维和行为 个阶段。感知是认知的源泉，思维是认知空间里的内在思考，行为是认知的目的和外化表现 [5]。无论是认知自然的能力，还是认知人文的精神，都不是与生俱来的物质存在，它自成体系，比物理空间更为深远广阔。认知活动不停地在物理空间和认知空间循环交互，以回答“在哪里”“是什么”“为什么”“怎么做”等问题。近 300万年，人类大脑容积激增、大脑皮层组织与功能爆发式进化，使得人类认知有了生物学基础。尤其是近10000年以来，人类发明了语言、文字、工具、教育、科技，产生了文化和文明，群体认知所积累的人工智能对环境生态的改变虽然微弱，但使人类看到了未来的希望。每个人都有一个由生物学意义进化而来的、基于大脑皮层复杂神经网络形成的认知空间 [6]，在其成长与生活环境里，通过具身行为与物理空间及其他人进行交互。其在成长过程中，接受教育，学习科学和技术，吸收群体的智能，并通过自己的思维和实践，不停地修饰、修剪或重塑大脑皮层神经网络细胞及连接，形成了个体独特的认知。

1.1  时间是认知的基石