分布式認(rèn)知理論

1、分布式認(rèn)知理論許國雄北京大學(xué)教育學(xué)院，100871摘 要 分布式認(rèn)知是認(rèn)知科學(xué)的一個新分支，是關(guān)于認(rèn)知研究的認(rèn)知、社會和組織等各方面觀點綜合的產(chǎn)物。本文通過對文獻(xiàn)的綜述介紹了分布式認(rèn)知的發(fā)展背景、基本觀點、典型案例、研究方法以及分布式認(rèn)知的應(yīng)用問題。關(guān)鍵詞 分布式認(rèn)知、個體認(rèn)知、表征系統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)發(fā)展到20世紀(jì)90年代，一直注重對個體的認(rèn)知的研究。然而，認(rèn)知工作不僅僅依賴于認(rèn)知主體，還涉及其他認(rèn)知個體、認(rèn)知對象、認(rèn)知工具及認(rèn)知情境。隨著電視、電話、計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等電子科技的迅猛發(fā)展，人類許多認(rèn)知活動（如計算機(jī)支持的協(xié)同工作、遠(yuǎn)程教育等）越來越依賴于這些認(rèn)知工具。認(rèn)知分布的思想，也逐漸被人們

2、所認(rèn)識，受到人們的重視。1分布式認(rèn)知（distributed cognition）是認(rèn)知科學(xué)的一個新分支，它借鑒了認(rèn)知科學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)、社會心理學(xué)的方法，認(rèn)為要在由個體與其他個體、人工制品所組成的功能系統(tǒng)的層次來解釋認(rèn)知現(xiàn)象。那些在個體的分析單元中不可能看到的認(rèn)知現(xiàn)象，在分布式認(rèn)知研究中得到了強(qiáng)調(diào)。尤其重要的是，分布式認(rèn)知強(qiáng)調(diào)個體、技術(shù)工具相互之間為了執(zhí)行某個活動而發(fā)生的交互。2一、分布式認(rèn)知的發(fā)展背景3分布式認(rèn)知是由加利福尼亞大學(xué)的赫欽斯（edwin hutchins* edwin hutchins于1978年在加利福尼亞大學(xué)獲得文化人類學(xué)（cultural anthropology）博

3、士學(xué)位。1988年任教于加州大學(xué)圣地亞哥分校認(rèn)知科學(xué)系，與james hollan教授合作領(lǐng)導(dǎo)分布式認(rèn)知與人機(jī)交互實驗室（distributed cognition and human-computer interaction laboratory）。他主要研究真實世界中認(rèn)知活動的特征。）于20世紀(jì)80年代中后期提出來的。在對當(dāng)時傳統(tǒng)的認(rèn)知觀點（認(rèn)為認(rèn)知是個體級別上的信息加工過程）的批判基礎(chǔ)上，hutchins認(rèn)為認(rèn)知的本性是分布式的，認(rèn)知現(xiàn)象不僅包括個人頭腦中所發(fā)生的認(rèn)知活動，還涉及人與人之間以及人與技術(shù)工具之間通過交互實現(xiàn)某一活動（比如飛行）的過程。hutchins在他的文章中討論了分布式

4、認(rèn)知理論的思想來源，他指出人類學(xué)和社會學(xué)對記憶和文化的研究，社會心理學(xué)對小團(tuán)體問題解決和陪審團(tuán)決策的研究，組織行為學(xué)對組織學(xué)習(xí)的研究，科學(xué)哲學(xué)對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的研究，政治學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)對個體和集體理性之間的關(guān)系的研究都充分地表明集體的認(rèn)知與集體中各成員的認(rèn)知間具有非常不同的特性。其中，hutchins著重引述了維果茨基（vygotsky）和明斯基（minsky）的思想。41認(rèn)知心理學(xué)的危機(jī)對于認(rèn)知和學(xué)習(xí)的規(guī)律，人類一直在進(jìn)行著不懈的探索。作為一個復(fù)雜的現(xiàn)象，人們的認(rèn)識都只是從不同側(cè)面對其規(guī)律性的近似揭示。馮特實驗室的建立，是試圖用自然科學(xué)的方法進(jìn)行認(rèn)知研究的開端；上世紀(jì)20年代誕生的行為主義，影響近半個

5、世紀(jì)，它的分析單元是個體的外顯反應(yīng)；認(rèn)知心理學(xué)從上世紀(jì)50年代崛起后逐漸成為心理學(xué)研究的主流，它把個體大腦內(nèi)部的心理活動作為分析單位。然而在上世紀(jì)80年代以后，傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的兩個目標(biāo)受到質(zhì)疑：“其一，試圖將復(fù)雜行為還原為一連串的簡單行為；其二，在說明信息加工的神經(jīng)機(jī)制時，試圖將人類思維還原為神經(jīng)生理學(xué)”。5 作為認(rèn)知心理學(xué)創(chuàng)始人之一的奈瑟和認(rèn)知的信息加工理論主要倡導(dǎo)者的西蒙都對信息加工模型進(jìn)行了深刻反思，提出認(rèn)知心理學(xué)應(yīng)作出更加現(xiàn)實主義的轉(zhuǎn)變，主張以生態(tài)學(xué)的方法取代信息加工的方法。62現(xiàn)代西方哲學(xué)思潮和杜威、維果茨基思想的影響現(xiàn)代西方的哲學(xué)流派，如現(xiàn)象學(xué)、存在主義、西方馬克思主義等，觀點各不相

6、同，但有一點是類似的，那就是反對傳統(tǒng)哲學(xué)嚴(yán)格的主客二分的傾向，強(qiáng)調(diào)主體的意義存在于主體與客體的交互活動之中，倡導(dǎo)主客體在交互活動中的統(tǒng)一。作為一個哲學(xué)家、心理學(xué)家和教育家，在杜威的思想中，也蘊(yùn)含著這種觀念：“杜威提出的經(jīng)驗的自然主義，同現(xiàn)代西方哲學(xué)思潮和主要傾向是一致的，它集中反對傳統(tǒng)的主客分立的二元論”。7 這些思想對于心理學(xué)走出關(guān)注個體的狹隘分析單元是有直接影響的。杜威認(rèn)為，“機(jī)體離不開環(huán)境。有了環(huán)境這個概念，把心理活動看作是孤立存在于真空中的個體活動是不可能的?！? 這句話就蘊(yùn)含著對心理活動研究的個體分析單元（不管是外顯行為還是內(nèi)部符號處理機(jī)制）的質(zhì)疑。在對心理學(xué)研究困境的反思中，對于維

7、果茨基的心理學(xué)成果，人們也給予了特別關(guān)注：“那么，如何擺脫目前心理學(xué)的危機(jī)呢？在反思中，人們意識到維果茨基的成果中蘊(yùn)藏著許多有價值的思想?！? 維果茨基根據(jù)馬克思主義的實踐觀，指出“心理不僅通過人的活動表現(xiàn)出來，而且是在活動中形成的”；10 “意識不是與世隔絕、脫離活動的內(nèi)部封閉系統(tǒng)，而是以活動作為它的客觀表現(xiàn)的”。11 這些思想，對分布認(rèn)知在超越個體界限的范圍觀察認(rèn)知現(xiàn)象，并關(guān)注人與人、人與環(huán)境的交互活動過程都是很有影響的。另外，維果茨基心理學(xué)的文化歷史觀，對分布式認(rèn)知關(guān)于認(rèn)知的文化和社會分布性的觀點也是有影響的。3社會科學(xué)家認(rèn)知研究的不足在對心理學(xué)研究的反思中，一些社會學(xué)家、人類學(xué)家也開始

8、介入認(rèn)知研究領(lǐng)域。他們試圖提供一種替代的框架和理論工具以研究工作情境中的認(rèn)知問題。他們從各自角度進(jìn)行研究，得到了一些頗有新意的發(fā)現(xiàn)。“然而，當(dāng)用這種方法做出一些有意義的發(fā)現(xiàn)時，他們也完全忽略了計算機(jī)參與的協(xié)同工作中運算方面的問題”，12 這不能不說是一種缺憾。在這種背景下，赫欽斯（edwin hutchins）等人的認(rèn)知研究視野超越了個體大腦的范圍，開始注重環(huán)境和交互活動過程的影響以及社會文化因素的作用，并結(jié)合社會科學(xué)的研究方法，對復(fù)雜計算系統(tǒng)（如輪船的導(dǎo)航13、飛機(jī)駕駛艙14等）中的認(rèn)知現(xiàn)象進(jìn)行研究，提出了一個替代性的理論和方法論，試圖把認(rèn)知行為理解為一種在其所發(fā)生的工作情境中的具體情境性行

9、為，從而發(fā)展成為分布式認(rèn)知。與單獨社會學(xué)的研究相比，這種方法對認(rèn)知系統(tǒng)中的運算特征重新給予重視，并把各種交互作用與認(rèn)知運算結(jié)合了起來。hutchins用分布式認(rèn)知的方法描述了海上船只的定位行為。首先，站在船側(cè)的船員需要發(fā)現(xiàn)并回想岸邊陸標(biāo)的描述，這是內(nèi)部表征狀態(tài)的交互過程；然后，該船員應(yīng)用照準(zhǔn)儀測量陸標(biāo)的方位，這是內(nèi)部表征與技術(shù)工具表征的交互過程；接下來，該船員需要將方位數(shù)據(jù)告知操舵室里的記錄員，這是不同內(nèi)部表征的社會性交互過程；再接著，記錄員在日志上記錄下方位數(shù)據(jù)，這又是內(nèi)部表征與外部技術(shù)工具表征的交互過程；最后，船長可以通過查看日志上的數(shù)據(jù)或直接聽記錄員的口頭報告作出決策或計劃。15另外，h

10、utchins還把飛機(jī)駕駛艙的定速行為作為分布式認(rèn)知的一個例子。駕駛艙通過飛行員與多種表征設(shè)備、工具和媒介之間的復(fù)雜交互確定飛行速度。在這個例子中，hutchins指出分布式系統(tǒng)的認(rèn)知特性與所采用的表征媒介的物理特性密切相關(guān)。更進(jìn)一步，hutchins指出關(guān)于個體記憶的完整理論并不足以解釋該認(rèn)知活動，因為眾多的記憶活動發(fā)生在個體之外。16由此可見，分布式認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知是通過內(nèi)部表征（如個體的記憶）與外部表征（如計算機(jī)或紙表征的信息和知識）之間的傳播和轉(zhuǎn)移發(fā)生的，因此各種不同表征系統(tǒng)或表征狀態(tài)之間的交互是知識產(chǎn)生和傳播的重要特征，這些交互包括會話、非語言交流、信息形式的轉(zhuǎn)換（如從言語信息轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

11、鍵盤輸入）、在內(nèi)外部表征結(jié)合的基礎(chǔ)上建構(gòu)新的表征等。另外，內(nèi)外部表征之間的交互受不斷變化的環(huán)境的影響，也不是孤立不變的。17總的看來，分布式認(rèn)知理論旨在向人們解釋人類行為中的認(rèn)知過程是如何突破個體的局限而分布到環(huán)境中的。因此，分布式認(rèn)知特別強(qiáng)調(diào)個體、技術(shù)工具相互之間為了執(zhí)行某個活動而發(fā)生的交互，是cscw系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的重要理論方法。18二、提出分布式認(rèn)知的動機(jī)19早期分布式認(rèn)知的研究者觀察到認(rèn)知是一種分布式（包括在物質(zhì)上和時間上的分布）的社會現(xiàn)象，尤其是在現(xiàn)實實踐的場景中。該理論對認(rèn)知過程（cognitive processes）沒有提出新的看法，但它主張在具體的社會技術(shù)（socio-tec

12、hnical）情境中來考察認(rèn)知過程。傳統(tǒng)的認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)個體的內(nèi)在性，而忽略了在合作情境中認(rèn)知的外部表征和問題解決。同樣的，在描述和設(shè)計人機(jī)交互方面，傳統(tǒng)的方法傾向于關(guān)注交互中的使用者和技術(shù)的內(nèi)在模型。其他批評傳統(tǒng)的理論則強(qiáng)調(diào)具體的社會技術(shù)情境，如生態(tài)認(rèn)知觀強(qiáng)調(diào)代理和環(huán)境的交互（agent-environment interaction），活動理論（activity theory）強(qiáng)調(diào)媒體中介行為中的社會文化（socio-cultural）情境，情境行動（situated action）理論對認(rèn)知活動具體細(xì)節(jié)的關(guān)注揭露了傳統(tǒng)人機(jī)交互在抽象概念建構(gòu)上的缺陷。分布式認(rèn)知理論同樣在這些方面對傳統(tǒng)理論提

13、出了批評，但在一定程度上它并不排斥傳統(tǒng)認(rèn)知理論。在現(xiàn)代復(fù)雜的協(xié)同工作環(huán)境中，我們發(fā)現(xiàn)人和技術(shù)一起維持和操縱著問題解決的過程和表征狀態(tài)。那么，認(rèn)知在社會、物質(zhì)和時間上呈分布式的系統(tǒng)中，認(rèn)知的過程和特性與個體內(nèi)部的認(rèn)知過程和特性有何區(qū)別呢？分布式認(rèn)知理論就是為分析這個問題提供的一個理論框架。最近，分布式認(rèn)知理論被當(dāng)作人機(jī)交互設(shè)計新的理論基礎(chǔ)。20三、分布式認(rèn)知的基本觀點21傳統(tǒng)認(rèn)知觀把認(rèn)知看成局部性現(xiàn)象，總是在個體層次上，從大腦內(nèi)部信息處理的角度對其進(jìn)行解釋，這樣就限制了對在個體層面上不可見的一些有意義因素的關(guān)注。赫欽斯力圖打破這種局限，認(rèn)為認(rèn)知具有分布性：“我將從個體的自然的情境性認(rèn)知角度來思考

14、問題。只是在海上（對輪船導(dǎo)航的研究）完成了我的第一個相關(guān)研究之后，我才意識到認(rèn)知之社會分布性的重要性”；22 “有充分的證據(jù)說明一個小組的認(rèn)知屬性是不同于小組之成員的認(rèn)知屬性的。在研究人類的認(rèn)知能力時考慮到這一點是很重要的?！薄斑@是什么意思呢，當(dāng)然是說個人的認(rèn)知也是分布式認(rèn)知”。23 所以他認(rèn)為認(rèn)知最好被理解為一種分布現(xiàn)象。分布式認(rèn)知據(jù)此提出了一個研究認(rèn)知的新的分析單元功能系統(tǒng)（functional system，一種社會技術(shù)系統(tǒng)，包括參與者全體、人工制品和他們在其所處特定環(huán)境中的相互關(guān)系），在這個超越個體的分析視野中強(qiáng)調(diào)認(rèn)知在時間、空間上和在個體、制品、內(nèi)部及外部表征之間的分布性，并且要求在

15、工作情境的層次上解釋人類活動中的智能過程是如何超越個體參與者之界限的。分布式認(rèn)知有以下一些突出特征：1新的分析單元傳統(tǒng)認(rèn)知強(qiáng)調(diào)個體認(rèn)知，而分布式認(rèn)知考慮到參與認(rèn)知活動的全部因素，給出了一個新的分析單元功能系統(tǒng)。這個新分析單元以共同參與認(rèn)知加工的各元素間的功能性關(guān)系為基礎(chǔ)，被證明很有實用價值：“研究發(fā)現(xiàn)，把諸如駕駛員座艙等功能性系統(tǒng)看作分析單元能明顯地提高工作績效”24。功能系統(tǒng)將表征媒介相互協(xié)調(diào)在一起。表征媒介可能在其所涉及的個體之中，也可能在其之外。這些功能系統(tǒng)表明了媒介間的表征狀態(tài)。在分布式系統(tǒng)中存在系統(tǒng)水平的協(xié)同努力：共同目標(biāo)，有效交流，整體大于部分地總合。252認(rèn)知的分布性分布式認(rèn)知強(qiáng)

16、調(diào)認(rèn)知現(xiàn)象在個體參與者、人工制品和內(nèi)外部表征之間的分布性。這樣，以前由人類學(xué)家和認(rèn)知心理學(xué)家在不同個體和文化認(rèn)知之間所設(shè)定的傳統(tǒng)界限被消解，相反，它們之間的相互作用則得到了特別關(guān)注。（1） 認(rèn)知在個體內(nèi)分布。知識是在腦中非均勻分布的26。認(rèn)知科學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中的一種重要的理論模塊說支持這一觀點。模塊說認(rèn)為，人腦在結(jié)構(gòu)和功能上都是由高度專門化并相對獨立的模塊組成的，這些模塊復(fù)雜而巧妙的結(jié)合，是實現(xiàn)復(fù)雜而精細(xì)的認(rèn)知功能的基礎(chǔ)。27（2） 認(rèn)知在媒介中分布，如圖1所示。認(rèn)知活動可以被看成是在媒介間傳遞表征狀態(tài)的一種計算過程。28其中，媒介可以是內(nèi)部的（如個體的記憶），也可以是外部的（如地圖、圖表、

17、計算機(jī)數(shù)據(jù)庫等）。圖1 認(rèn)知在媒介中分布（引自cole，engestrom1993）（3） 認(rèn)知在文化上分布。文化是指規(guī)范、模式化的信念、價值、符號、工具等人們所共享的東西。29文化是模式化的，但并不是統(tǒng)一的。文化需要在面對面的實地交流中才能被體會或感受到。文化以間接方式影響著認(rèn)知過程，例如，不同文化背景下人可能具有不同的認(rèn)知風(fēng)格。（4） 認(rèn)知在社會中分布，如圖2所示。在具體情境中（例如在餐廳），記憶、決策等認(rèn)知活動不僅分布于工具（菜單、椅子和桌子的布置、桌號）中，而且分布于規(guī)則（例如，就餐后離開餐廳前付賬等）中，分布于負(fù)責(zé)著不同性質(zhì)工作的人（例如，是服務(wù)員，而不是洗碗工，負(fù)責(zé)餐廳內(nèi)就餐的各項

18、事務(wù)）中。圖2 認(rèn)知在社會中分布（引自cole，engestrom1993）（5） 認(rèn)知在時間上分布。認(rèn)知橫向分布于每個認(rèn)知主體特有的時間維度上，縱向分布于特定認(rèn)知主體的過去、現(xiàn)在和未來。例如，成人常常根據(jù)他們自己過去的或文化上的經(jīng)驗來解釋兒童的一些行為。分布式認(rèn)知觀認(rèn)為，一個古代制品，是在很長的歷史進(jìn)程中逐漸形成的，隨著人們對它們創(chuàng)造和應(yīng)用的歷史進(jìn)程，它們的價值也在不斷地發(fā)生改變，從而同時具有了觀念性和物質(zhì)性兩方面的特征。其物質(zhì)性特征，指它們是在人類有目的的歷史進(jìn)程中被創(chuàng)造的；其觀念性特征，則是因為它們經(jīng)歷了一定跨度的歷史進(jìn)程，在其中不斷介入不同時期的文化特征，并通過其所參與的不同時期社會文

19、化因素之交互作用而定形。再如，一本書的特征，從內(nèi)容目錄、索引到注腳，也被認(rèn)為是經(jīng)過幾個世紀(jì)的發(fā)展才形成的，更具體些，比如1456年出的古德堡圣經(jīng)，雖則以后的出版呈爆炸性增長，但它的編號方式、索引方式、目錄表甚至標(biāo)題頁的方式卻仍沿用經(jīng)歷了100多年才形成的方式，并成為現(xiàn)在一本書的標(biāo)準(zhǔn)特征。303對交互作用的關(guān)注分布式認(rèn)知通過分析工作所產(chǎn)生的環(huán)境、表征媒體（如工具、顯示器、使用手冊、導(dǎo)航圖）、個體間的相互作用，以及它們與所有人工制品之間的交互活動來解釋認(rèn)知現(xiàn)象。這些活動，包括了個體的行為、個體與一系列設(shè)備之間的交互行為、個體與其他成員之間的交互活動，或協(xié)同工作的成員之間，他們與工具之間的交互活動。

20、赫欽斯認(rèn)為分布式系統(tǒng)中的要素必須相互依賴以完成任務(wù)。 314關(guān)注表征狀態(tài)的傳播及轉(zhuǎn)換分布式認(rèn)知關(guān)注系統(tǒng)中不同參與者間知識傳播方式和協(xié)作中所需信息通過表征狀態(tài)系統(tǒng)，超越制品進(jìn)行傳播的方式。為了使個人能分享分布式系統(tǒng)的成果，必須以外在于個體的形式對觀點加以表征。分布式認(rèn)知強(qiáng)調(diào)利用不同的表征系統(tǒng)來記錄并在系統(tǒng)中發(fā)布觀點。在這種情境下，認(rèn)知活動被看作是一種通過媒體間的表征狀態(tài)傳播而發(fā)生的運算。媒體包括了內(nèi)部表征（個體大腦記憶）和外部表征（包括計算機(jī)和紙質(zhì)的顯示品）兩個方面；表征狀態(tài)則指活動中信息和知識資源的轉(zhuǎn)換方式。研究證明，對外部表征的關(guān)注也很有實用價值，“外部表征有助于解決河內(nèi)塔問題和解決幾何問題

21、。哪些信息被外部表征，以及如何表征，均對問題解決有影響”。325人工制品(artifacts)的地位分布式認(rèn)知對人工制品給予了高度重視，認(rèn)為人工制品在一個協(xié)作的共同體中有與人類參與者同等重要的地位，是表征和表征狀態(tài)之轉(zhuǎn)換不可或缺的重要組成部分。人工制品在支持人的智能方面的作用，與其說是擴(kuò)展了能力，不如說是對任務(wù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，使之更明顯和易于解決。赫欽斯通過輪船航行中的速度計算來說明這一點。他分析到，通過導(dǎo)航中一個特殊制品列線儀可在速度、距離和時間之間進(jìn)行沒有差錯的轉(zhuǎn)換（只需要指出其中兩者便可找出對應(yīng)的第三個需要知道的參數(shù)），有了這種人工制品，大腦內(nèi)部的運算結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，完全不同于用紙和筆來計算

22、時的情形33。另外，無論制品的設(shè)計是否幫助我們內(nèi)化和發(fā)展認(rèn)知技能，利用制品會產(chǎn)生認(rèn)知留存。在個體必須在沒有這些工具的情況下完成任務(wù)時，認(rèn)知留存能夠很好地為他服務(wù)。所謂認(rèn)知留存，就是說在沒有這種制品工具的時候你也知道怎么樣去做。346信息的共享分布式認(rèn)知強(qiáng)調(diào)一個協(xié)作共同體要共享相應(yīng)的信息，這是進(jìn)行協(xié)作的基礎(chǔ)，也是參與者賴以建立工作過程中情境性共享理解，保證任務(wù)完成的基礎(chǔ)。赫欽斯認(rèn)為交流是分布式認(rèn)知的必備條件，個體知識只有通過向他人表征，把知識可視化并與團(tuán)體分享，才能成為團(tuán)體可用的知識。35共享的信息是集聚的信息（pooled information），這讓情境中裝備最佳的人（或設(shè)備）為所有其他人

23、的利益而運用這些信息。分布式認(rèn)知要求在系統(tǒng)的各要素之間共享認(rèn)知活動。367重視具體情境和情境脈絡(luò)對任務(wù)情境和情境脈絡(luò)的關(guān)注，是分布式認(rèn)知的另一特點。強(qiáng)調(diào)對特定的情境和境脈中的信息表征和表征狀態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)行記錄和解釋，也是分布式認(rèn)知方法的明顯特點。四、分布式認(rèn)知與其它認(rèn)知方法理論的關(guān)系1分布式認(rèn)知與個體認(rèn)知37引入分布式認(rèn)知的概念之后，個體認(rèn)知并不會轉(zhuǎn)而處于消極地位。分布的意思指的是缺乏明確的唯一的定位，如家庭責(zé)任或經(jīng)濟(jì)投資分布于不同的家庭成員；分布也有分享之意分享權(quán)威、語言、任務(wù)、經(jīng)驗及文化遺產(chǎn)。38 因此，分布的認(rèn)知元素共同發(fā)揮作用，但同時每種認(rèn)知元素也在獨自發(fā)展變化，以使其隨后的共同作用更加智

24、能化。分布式認(rèn)知依然需要考慮個體認(rèn)知39。首先，并不是所有的智能都是或都可能是分布著的，40 例如，高級知識和過程、技術(shù)等就是不可分布的，無論在個體中還是在環(huán)境中都沒有它們的合適表征41。其次，即使在最基本的情景活動模式中，也無法忽視個體表征的作用。即使當(dāng)個體表征的作用降到了第二位，也不能舍棄個體表征。因為當(dāng)個體不能順利地執(zhí)行其行為時，就要運用個體表征進(jìn)行反思。最后，若沒有個體的認(rèn)知，臨場的分布式的認(rèn)知就會陷于僵化的境地，既不發(fā)展也不成長。在perkins提出的“個人加環(huán)境”系統(tǒng)中，個體作為認(rèn)知的主體，處于該系統(tǒng)的中心42。而每個個體都出現(xiàn)在他所參與的所有“個人加環(huán)境”的交叉點。因此分布式認(rèn)知

25、和個體認(rèn)知應(yīng)被看作是互相影響互相發(fā)展的。salomon提出一個個體認(rèn)知與分布式認(rèn)知的交互模型（the reciprocal interaction model），如圖3所示43。在該模型中，每個反應(yīng)物既保持自己的獨立身份，同時它們之間又交互影響，甚至賦予意義于其他的反應(yīng)物。這就產(chǎn)生了一個螺旋發(fā)展的過程，“任何地方發(fā)生的任何變化自身最終要受到變化結(jié)果的影響而發(fā)生改變”44。圖3 個體認(rèn)知和分布式認(rèn)知的交互關(guān)系（引自周國梅，傅小蘭2002）hatch和gardner就教室中的認(rèn)知活動提出了分布式認(rèn)知的同心圓模型（the concentric model），該模型也強(qiáng)調(diào)個體的作用，如圖4所示45。同

26、心圓模型中的三個圓表示三種力：（1）最外圍的圓是文化力，代表慣例、活動及信仰，超越了特定的情境，影響許多個體。中間的圓是地域力，是持分布式認(rèn)知觀點的人最關(guān)心的。它強(qiáng)調(diào)在一個特定的本地情境中的資源及直接影響個體行為的人物。（2）本地情境包括一些典型場所，如，家、教室及工作場所。（3）最里邊的圓是個人力，表示個體帶到許多本地情境中的傾向及經(jīng)驗。這幾種力相互依賴，缺一不可。個體的智力和興趣等是在與同伴、家庭成員及老師的交往中形成的，受當(dāng)時所提供的資源的限制，受文化價值和期望的影響。兒童帶入情境中的技巧和興趣則會使老師或父母重新安排本地情境并提供不同的物質(zhì)資源。文化價值和期望會隨著時間、個人興趣和技巧

27、、本地情境結(jié)構(gòu)的變化而變化。甚至在同一文化中，這些力對不同個體的影響也有所不同。圖4 影響認(rèn)知的各種力的同心圓模型（引自周國梅，傅小蘭2002）2分布式認(rèn)知與其他方法共享的方面46首先，它以大體上與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀一致的方式，對知識建構(gòu)進(jìn)行了描述。分布式認(rèn)知觀通過將社會物質(zhì)境脈引入理論思考之中，與建構(gòu)主義觀點區(qū)別開來。第二，分布式認(rèn)知觀和真實世界場境中進(jìn)行的認(rèn)知活動有自然的相通之處。分布式特性，就認(rèn)知來說，常常指真實世界而不是設(shè)計的世界中的人和制品之間的分布。如果認(rèn)為社會物質(zhì)境脈與進(jìn)行的認(rèn)知活動密切相關(guān)的話，分布式認(rèn)知與情境認(rèn)知理論共有許多屬性。但是，分布式認(rèn)知觀并不放棄對“知識的內(nèi)部表征”和“

28、知識向不同場境中的遷移”的關(guān)注。第三，分布式認(rèn)知通常是在系統(tǒng)內(nèi)各要素的可利用性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這一點與生態(tài)心理學(xué)觀點的一些方面類似。社會物質(zhì)境脈限制并提供了參與者在這些場境中的具體認(rèn)知動向。在教育場境中，這一特質(zhì)強(qiáng)調(diào)了設(shè)計者在支持具體形式的認(rèn)知和學(xué)習(xí)中的重要性。最后一點是，設(shè)計和實施分布式認(rèn)知的方法與其他設(shè)計方法有許多共同之處，但最重要的一點區(qū)別是，分布式認(rèn)知觀強(qiáng)調(diào)成功教育革新的包型特征，這一點源于分布式認(rèn)知觀強(qiáng)調(diào)將學(xué)習(xí)環(huán)境作為系統(tǒng)看待。47五、分布式認(rèn)知研究的典型案例48分布式認(rèn)知研究常常通過對真實情境中實踐共同體（如飛機(jī)駕駛艙、空中交通控制系統(tǒng)、輪船的導(dǎo)航、軟件開發(fā)組等等）的分析來解釋認(rèn)知

29、現(xiàn)象。在飛機(jī)駕駛艙案例的分析中，赫欽斯描述了為執(zhí)行“升到更高空”的任務(wù)而發(fā)生的認(rèn)知活動。飛機(jī)要升到巡航高度，必須先從地面航空控制系統(tǒng)那里獲得批準(zhǔn)。此時，機(jī)長必須喊話，機(jī)員也參與到不太獨立的活動中。要求升空批準(zhǔn)的信息傳到atc（航空交通控制）那里。由于交流工具的特殊結(jié)構(gòu)，機(jī)長的呼叫也能被f/o（first officer）和s/o（second officer）監(jiān)聽到，這是結(jié)構(gòu)所支持構(gòu)建的一系列可能的信息軌道。但，即使結(jié)構(gòu)允許f/o可監(jiān)聽到機(jī)長的呼叫，他也不能真會監(jiān)聽到。所以可能的信息傳播路跡一經(jīng)確定，就要對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗以確定信息實際的去向?？吹絝/o觸及警戒高度，就可知道他確已監(jiān)聽到了機(jī)長的呼

30、叫，并在等待atc的批準(zhǔn)。此例中，赫欽斯描述atc發(fā)回的消息不是他們（機(jī)長和f/o）期待的消息（期待的消息是得到批準(zhǔn)）。期待被否定，所以f/o從警戒系統(tǒng)（這里表現(xiàn)出了對信息分布式訪問的協(xié)調(diào)行為）撤回了手。即使f/o沒有對無線電交流做出答復(fù)，他也能監(jiān)聽到與atc的交流。這就使信息建立起了一定的冗余存貯形式，使系統(tǒng)避免了傳播失誤。49機(jī)長和f/o擁有一定先在知識。f/o把新接收到的無線電頻率傳給了機(jī)長，是因為根據(jù)共享的先在知識，機(jī)長本應(yīng)不斷呼叫的，但他沒有這樣做（情境性知識）。在交互過程中，參與者利用共享知識構(gòu)建了對特定情境的共享理解。f/o僅僅用眼睛掃視了一下就明白機(jī)長并沒有監(jiān)聽到atc發(fā)給他的

31、頻率。50再來看此例中的表征狀態(tài)傳播與轉(zhuǎn)換。要求升空的信號先以口頭語言序列的方式傳到飛機(jī)駕駛艙。經(jīng)由f/o對口頭語言的記憶在f/o和機(jī)長之間進(jìn)行交換。然后，經(jīng)由機(jī)長的記憶，到達(dá)無線電裝置。每一步傳播都與前一步不同，信息作為不同表征媒體上一系列的表征狀態(tài)而通過系統(tǒng)移動，從語言通道轉(zhuǎn)為內(nèi)部記憶，又經(jīng)語言通道，最后到達(dá)物理設(shè)備。每一媒體上的表征都是其他媒體表征的轉(zhuǎn)換。這個片斷案例就很好地說明了信息和知識怎樣在心智的、社會的和技術(shù)的狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。51六、分布式認(rèn)知的研究方法52分布式認(rèn)知研究借鑒了認(rèn)知科學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)等的方法，具體包括詳細(xì)分析真實生活中的視頻和音頻記錄、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模仿和實驗室實驗

32、等。赫欽斯等使用的一種典型分析方法是對具體工作情境進(jìn)行詳細(xì)觀察，做大量的筆記，并對其進(jìn)行破譯解釋。與其他實地研究法不同的是，這種方法關(guān)注在不同抽象和具體水平上收集原始數(shù)據(jù)，并且注意其中的表征狀態(tài)變化。赫欽斯把這種方法分成了四個階段，53 我們把這個四階段轉(zhuǎn)換成下面的圖形（見圖5）。圖 5 分布認(rèn)知研究的一種典型萬法（引自任劍鋒，李克東2004）第一階段：對事件產(chǎn)生的情境做視頻或音頻記錄。記錄必須非常詳細(xì)，對任何細(xì)微角落、色彩和氣味的遺漏，都有可能使一些有意義的信息丟失。第二階段：把通過視音頻記錄形成的信息表征全部轉(zhuǎn)換為印刷媒體形態(tài)的表征，包括語言和其他行為的文字記錄。第三階段：從第二階段所得到

33、的文字記錄中，找出有意義的行為和事件，前一階段中的連續(xù)性行為流因此而被分割為有文化意義的塊。第四階段：對第三階段所確定的行為進(jìn)行解釋，從而把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的理論描述。在這種方法中，研究者需要描述似乎非?，嵥榈?、容易被想當(dāng)然進(jìn)行解釋的行為和交互活動的各個方面，傳統(tǒng)分析中可能錯失的那些不明顯卻具有重要意義的時刻，在此得以顯露；與那種只關(guān)心引起問題的單獨、首要因素的方法不同，這種方法能明確揭示問題是由多方面因素的交互影響引起的。七、分布式認(rèn)知的應(yīng)用54分布式認(rèn)知觀點認(rèn)為，認(rèn)知分布于個體內(nèi)、個體間、媒介、環(huán)境、文化、社會和時間等之中。與之密切相關(guān)的概念有：活動理論（activity theory）、分

34、布式知識（distributed knowledge）、組織學(xué)習(xí)（organizational learning）55、情景認(rèn)知（situated cognition）和外部表征（external representation）56。它們均已得到較為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)認(rèn)知強(qiáng)調(diào)個體認(rèn)知，而分布式認(rèn)知提出了一種考慮到認(rèn)知活動全貌的新觀點，給心理學(xué)研究提供了新的研究思路57。首先，分布式認(rèn)知的分析單元不是個體，而是以共同參與認(rèn)知加工的各元素間的功能性關(guān)系為基礎(chǔ)的認(rèn)知過程。這種新的觀點有很大的實用價值。例如，研究發(fā)現(xiàn)，把諸如駕駛員座艙等功能性系統(tǒng)看作分析單元能明顯地提高工作績效。58-60其次，分布式認(rèn)

35、知從更廣的角度研究認(rèn)知加工機(jī)制，而不再局限于個體內(nèi)部。在分布式認(rèn)知觀點中，認(rèn)知任務(wù)分布于內(nèi)部表征和外部表征之中，分布式認(rèn)知活動源于二者的交互作用。研究表明，外部表征有助于解決河內(nèi)塔問題61和解決幾何問題62。哪些信息被外部表征，以及如何表征，均對問題解決有影響。63分布式認(rèn)知觀點認(rèn)為，認(rèn)知分布于個體大腦內(nèi)。大腦是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，具有社會性?；诖竽X的學(xué)習(xí)是以人類大腦的結(jié)構(gòu)和功能為基礎(chǔ)的一種新的學(xué)習(xí)理論。64該理論把人的學(xué)習(xí)過程與大腦的自然學(xué)習(xí)過程類比，強(qiáng)調(diào)要設(shè)計合適的學(xué)習(xí)環(huán)境以使人類學(xué)習(xí)過程與大腦的自然學(xué)習(xí)過程相一致。認(rèn)知在大腦內(nèi)分布的思想可以充實這種新的學(xué)習(xí)理論，并在其對應(yīng)的新的教育方式

36、中有很大的實際應(yīng)用價值。分布式認(rèn)知觀點認(rèn)為，認(rèn)知分布于個體間。這已被應(yīng)用于家庭建設(shè)中。moll等認(rèn)為，家庭是以文化為中介的知識系統(tǒng)，即生活知識系統(tǒng)。某個具體家庭的社會結(jié)構(gòu)由各種因素決定，包括家庭的個人史、勞動史、社會經(jīng)濟(jì)條件、政治、法律、文化及它們所屬的社會網(wǎng)絡(luò)。家庭成員對外界壓力不是做被動反應(yīng)，而是積極地運用智慧，運用各種分布于家庭社會中的知識儲備來調(diào)節(jié)外界壓力并進(jìn)行預(yù)測。65分布式認(rèn)知觀點認(rèn)為，認(rèn)知分布于媒介、環(huán)境中。分布式認(rèn)知的思想在人機(jī)交互領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。wright等指出設(shè)計機(jī)器上合適的外部表征可降低機(jī)器使用者的認(rèn)知負(fù)荷，并運用分布式認(rèn)知的思想提出人機(jī)交互的分布信息資源模型，以闡明

37、不同的系統(tǒng)是如何在人和技術(shù)間分布信息的。66分布式認(rèn)知的思想在實際的系統(tǒng)設(shè)計中也發(fā)揮著作用，如，電子商務(wù)、電子政府的設(shè)計67、機(jī)器設(shè)計68等。迅速發(fā)展的對于計算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)（computer-supported collaborative learning，cscl）的研究，也許最能代表人們對于新技術(shù)具備的新的可能性的探索。人們希望能夠創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境來支持一系列的分布式認(rèn)知活動，包括學(xué)習(xí)共同體、概念學(xué)習(xí)交流和知識建構(gòu)共同體等。教學(xué)設(shè)計者剛剛開始探討多種由新技術(shù)支持的cscl活動的共性和差異，以及如何更好地設(shè)計這些活動。69分布式認(rèn)知觀點認(rèn)為，認(rèn)知分布于由多個個體、工具、環(huán)境組成的較復(fù)雜的系統(tǒng)

38、中。分布式認(rèn)知被認(rèn)為是連接計算機(jī)支持的協(xié)同工作和人機(jī)交互的橋梁中的重要組件。70分布式認(rèn)知為研究計算機(jī)支持的協(xié)同工作中的共享信息是如何表征及如何使用的提供了一個理論框架。71rajani則運用分布式認(rèn)知的理論框架，研究了移動性對計算機(jī)支持的協(xié)同工作中合作的影響72。另外，分布式認(rèn)知在遠(yuǎn)程教育73和普通教室教育74設(shè)計中也有著重要的作用。綜上所述，分布式認(rèn)知觀點將對認(rèn)知心理學(xué)、教育心理學(xué)、社會心理學(xué)、組織心理學(xué)、醫(yī)學(xué)心理學(xué)等心理學(xué)領(lǐng)域，或?qū)π枰J(rèn)知參與的其他研究領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在分布式認(rèn)知的理論研究和實際應(yīng)用中，目前人們所關(guān)注的一些尚未解決的重要問題包括：75（1）人類帶入情境中的智力和存在

39、于工具和情境本身的智力是有區(qū)別的。如今，機(jī)器正獲得越來越多的認(rèn)知能力。機(jī)器知識如何區(qū)別于人類知識，如何使機(jī)器知識最有效地輔助人類知識以達(dá)到人類認(rèn)知活動的目的，成為人們所關(guān)注的重要問題。（2）分布式認(rèn)知的觀點給團(tuán)體心理學(xué)研究也提出了新問題。例如，是否集體活動大于個體活動之和？團(tuán)體知識大于其中任一成員的知識？團(tuán)體間成員如何交互作用？等等。（3）如何更好地設(shè)計各種外部信息，以使人們方便、有效地利用信息資源，包括索引、圖表、參考書、計算器、計算機(jī)、時間表和各種電子信息服務(wù)，以幫助人們形成合適的外部表征從而解決問題，也成為研究的熱點問題。八、研究分布式認(rèn)知的相關(guān)資源1主要學(xué)者76g. salomon r

40、. pea d. perkins e. hutchins d. norman 2研究分布式認(rèn)知的相關(guān)刊物77“to my knowledge，there is no specialized journal on the topic. articles somehow related to the distribution of cognition，however，are often published in the following journals: ”（ilias karasavvidis，2005）mind，culture，and activity cognitive science

41、3相關(guān)網(wǎng)上資源78“few research groups and no journals are currently dedicated to the topic of distributed cognition. but work on the theory and its application appears from time to time in interactive hci labs worldwide and in journals concerned with cooperative，collaborative work and learning environments.

42、 the theorys influence in hci and interaction design is （partially!） represented by the links listed here.”（steven harris，2005）l the ucsd distributed cognition & hci laboratorythe laboratory at ucsd，supervised by james hollan and ed hutchins，combines ethnography and experiment to improve the design

43、of digital artifacts for real-world work environments./lab/index.shtmll the interactive cognition lab at ucsdanother laboratory at ucsd，run by david kirsch and aaron cicourel，studies the fundamentals of designing interactive environments. their research includes topics in distribut

44、ed and collaborative cognition./iclsite/home.html l the interact lab at sussexthe interact lab is now directed by geraldine fitzpatrick and co-directed by founder yvonne rogers. the focus of research here is on developing novel user experiences by exploiting the possibilitie

45、s for interaction between people，technologies，and representations.http:/www.cogs.susx.ac.uk/interact/index.htm l cotcos: cooperative technologies for complex work settingscotcos is an interdisciplinary research program that lasted from 1996 to 2000，dedicated to investigating cooperative technologies

46、 in complex work settings.http:/www-sv.cict.fr/cotcos/pjs/l tecfa education & technologiestecfa at the university of geneva pursues work on educational technology. one of their research projects focuses on distributed learning systems.http:/tecfa.unige.ch/tecfa/research/theme2.html l the dme at bath

47、this research group investigates the causes of failure in systems of distributed cognition.http:/staff.bath.ac.uk/ensreh/distributed_cognition/index.htmll the acm special interest group siggroup/l computer supported cooperative work （cscw），the journal of collaborative computing l th

48、e journal of interactive learning research （jilr）/dl/index.cfm/fuseaction/viewpaper/id/9137/toc/yes/dl/index.cfm/fuseaction/viewpaper/id/9148/toc/yes some other，more specific online references to distributed cognition and its application to related areas in hci an

49、d beyond.l ilias karasavvidisa nice summary of information on distributed cognition./lc_distributed_cognition.phpl hcii 2003，t25 （gerhard fischer）hci themes for the futurehttp:/www.hcii2003.gr/program/tutorials/t25.aspl fischer，gerhard （2003）distributed cognition: a conceptual fr

50、amework for design-for-all/gerhard/papers/hci2003-dis-cog.pdfl waloszeck，gerd （2003）dissolving boundaries with distributed cognition and xapps/editions/edition7/distrib_cognition.aspl distributed cognition （a ppt presentation by steven harris）this

51、 is a powerpoint presentation of my own on the role of the theory of distributed cognition in hci design/stharris/papers/dcog.ppt參考文獻(xiàn)13754 周國梅、傅小蘭分布式認(rèn)知一種新的認(rèn)知觀點 j心理科學(xué)進(jìn)展2002, （2）23214852 任劍鋒, 李克東分布式認(rèn)知理論及其在cscl系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用 j電化教育研究2004, （8）42333 edwin hutchinsdistributed cognition db/olie

52、sbs distributed cognition /drwhite/anthro179a/distributedcognition.pdf2005-12-2256 高文21世紀(jì)人類學(xué)習(xí)的革命譯叢總序 a, 喬納森主編鄭太年等譯學(xué)習(xí)環(huán)境的理論基礎(chǔ)m上海: 華東師范大學(xué)出版社2002.97 楊壽堪杜威反傳統(tǒng)的經(jīng)驗自然主義哲學(xué)一一經(jīng)驗與自然基本思想述評 j人文雜志 2003（5）824 轉(zhuǎn)引自周國梅、傅小蘭, 分布式認(rèn)知一種新的認(rèn)知觀點 j心理科學(xué)進(jìn)展2002, （2）9 王光榮維果茨基研究熱的理論透視 j心理科學(xué)2000, （6）10 轉(zhuǎn)引自楊利

53、娟活動理論與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀 j教育科學(xué)研究2000（4）11 王光榮維果茨基心理學(xué)理論述評 j心理學(xué)探新2002, （4）123249505153 franoise decortis, samuel noirfalise, berthe saudellidistributed cognition as framework for cooperative work db/olhttp:/www-sv.cict.fr/cotcos/pjs/theoreticalapproaches/distributedcog/distcognitionpaperdecortis.htm2005-12-22131

54、52228 edwin hutchinscognition in the wildintroduction db/ol/hutchins/citw.html2005-12-23141658 edwin hutchinshow a cockpit remembers its speeds db/ol/lab/hci_papers/eh1995-3.pdf2005-12-221718 cscl的理論基礎(chǔ) db/ol1978 steven harrisdistributed cognition db/olhttp:/www.sl

55、/faculty/yrogers/dist_cog/2005-12-232057 hollan j, hutchins e, kirsh ddistributed cognition: toward a new foundation for human-computer interaction researchacm transactions on computer-human interaction, 7（2）, 174-196200026 luria a rthe making of mindcambridge ma: harvard university pr

56、ess197927 gazzabuga m s主編, 沈政等譯認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)上海: 上海教育出版社1997829 cole m, engestrom ya cultural-historical approach to distributed cognitionin: salomon geddistributed cognitions: psychological and educational considerations usa: cambridge university press199330 stefano bussolondistributed cognition as a framework for web usability db/ol2531343536464769 貝爾等分布式認(rèn)知: 特征與設(shè)計a喬納森主編。鄭太年等譯學(xué)習(xí)環(huán)境的理論基礎(chǔ)m上海: 華東師范大學(xué)出版社2002383943 solomon gno distribution without individuals cognition: a dynamic interactional viewin: salomon geddistribu