Главная arrow Логика arrow Когнитивная психология
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Когнитивная психология Печать

Когнитивная психология изучает то, как люди получают информацию о мире, как эта информация представляется человеком, как она хранится в памяти и преобразуется в знания и как эти знания влияют на наше внимание и поведение. Когнитивная психология охватывает весь диапазон психологических процессов - от ощущений до восприятия, распознавания образов, внимания, обучения, памяти, формирования понятий, мышления, воображения, запоминания, языка, эмоций и процессов развития; она охватывает всевозможные сферы поведения. Взятый нами курс - курс на понимание природы человеческой мысли - является одновременно амбициозным и волнующим. Поскольку это требует очень широкого круга знаний, то и диапазон изучения будет обширен; а поскольку эта тема предполагает рассмотрение человеческой мысли с новых позиций, то вероятно, что и ваши взгляды на интеллектуальную сущность человека изменятся радикально.

Эта глава названа "Введение"; однако, в некотором смысле вся эта книга есть введение в когнитивную психологию. В этой главе дана общая картина когнитивной психологии, а также рассмотрена ее история и описаны теории, объясняющие, как знания представлены в уме человека.

С самого начала нашего изучения когнитивных моделей важно понять их ограничения. Когнитивные модели, опирающиеся на модель переработки информации, - это эвристические построения, используемые для организации существующего объема литературы, стимуляции дальнейших исследований, координации исследовательских усилий и облегчения коммуникаций между учеными. Существует тенденция приписывать моделям большую структурную незыблемость, чем это может быть подтверждено эмпирическими данными.

Модель переработки информации полезна для вышеперечисленных задач; однако, чтобы лучше отразить достижения когнитивной психологии, были разработаны и другие модели. С такими альтернативными моделями я буду знакомить вас по мере необходимости. Модель переработки информации предполагает, что процесс познания можно разложить на ряд этапов, каждый из которых представляет собой некую гипотетическую единицу, включающую набор уникальных операций, выполняемых над входной информацией.

Предполагается, что реакция на событие (например, ответ: "А, да, я знаю, где эта выставка") является результатом серии таких этапов и операций (например, восприятие, кодирование информации, воспроизведение информации из памяти, формирование понятий, суждение и формирование высказывания). На каждый этап поступает информация от предыдущего этапа, и затем над ней выполняются свойственные для данного этапа операции. Поскольку все компоненты модели переработки информации так или иначе связаны с другими компонентами, трудно точно определить начальный этап; но для удобства мы можем считать, что вся эта последовательность начинается с поступления внешних стимулов1.

Эти стимулы - признаки окружения в нашем примере - не представлены непосредственно в голове полицейского, но они преобразуются в значимые символы, в то, что некоторые когнитологи называют "внутренними репрезентациями". На самом нижнем уровне энергия света (или звука), исходящая от воспринимаемого стимула, преобразуется в нервную энергию, которая в свою очередь обрабатывается на вышеописанных гипотетических этапах с тем, чтобы сформировать "внутреннюю репрезентацию" воспринимаемого объекта. Полицейский понимает эту внутреннюю репрезентацию, которая в сочетании с другой контекстуальной информацией дает основу для ответа на вопрос.

Модель переработки информации породила два важных вопроса, вызвавших значительные споры среди когнитивных психологов: какие этапы проходит информация при обработке? и в каком виде информация представлена в уме человека? Хотя на эти вопросы нет легкого ответа, данная книга по большей части посвящена им обоим, так что их полезно не упустить из виду. Среди прочего когнитивные психологи пытались ответить на эти вопросы путем включения в свои исследования методов и теорий из конкретных психологических дисциплин; некоторые их них описаны ниже.

Восприятие

Отрасль психологии, непосредственно связанная с обнаружением и интерпретацией сенсорных стимулов, называется психологией восприятия. Из экспериментов по восприятию мы хорошо знаем о чувствительности человеческого организма к сенсорным сигналам и - что более важно для когнитивной психологии - о том, как интерпретируются эти сенсорные сигналы.

Описание, данное полицейским в приведенной уличной сцене, значительно зависит от его способности "видеть" существенные признаки окружения. "Видение", однако, - это непростая вещь. Чтобы воспринимались сенсорные стимулы - в нашем случае они преимущественно зрительные,- надо, чтобы они имели определенную величину: если водителю предстоит выполнить описанный маневр, эти признаки должны иметь определенную интенсивность. Кроме того, сама сцена постоянно изменяется. По мере изменения положения водителя, появляются новые признаки. Отдельные признаки получают в перцептивном процессе преимущественную важность. Указательные знаки различаются по цвету, положению, форме и т.д. Многие изображения при движении постоянно меняются, и чтобы превратить их указания в действия, водитель должен быстро корректировать свое поведение.

Экспериментальные исследования восприятия помогли идентифицировать многие из элементов этого процесса; с некоторыми из них мы встретимся в следующей главе. Но исследование восприятия само по себе не может адекватно объяснить ожидаемые действия; здесь участвуют и другие когнитивные системы, такие как распознавание образов, внимание и память.

Распознавание образов

Стимулы внешней среды не воспринимаются как единичные сенсорные события; чаще всего они воспринимаются как часть более значительного паттерна. То, что мы ощущаем (видим, слышим, обоняем или чувствуем вкус), почти всегда есть часть сложного паттерна, состоящего из сенсорных стимулов. Так, когда полицейский говорит водителю "проехать через железнодорожный переезд мимо озера... рядом со старой фабрикой", его слова описывают сложные объекты (переезд, озеро, старая фабрика). В какой-то момент полицейский описывает плакат и предполагает при этом, что водитель грамотный. Но задумаемся над проблемой чтения. Чтение - это сложное волевое усилие, при котором от читающего требуется построить осмысленный образ из набора линий и кривых, которые сами по себе не имеют смысла. Организуя эти стимулы так, чтобы получились буквы и слова, читающий может затем извлечь из своей памяти значение.

Весь этот процесс, выполняемый ежедневно миллиардами людей, занимает долю секунды, и он просто поразителен, если учесть, сколько в нем участвует нейроанатомических и когнитивных систем.

Внимание

Полицейский и водитель сталкиваются с несметным количеством признаков окружения. Если бы водитель уделял внимание им всем (или почти всем), он точно никогда бы не добрался до хозяйственного магазина. Хотя люди - это существа, собирающие информацию, очевидно, что при нормальных условиях мы очень тщательно отбираем количество и вид информации, которую стоит принимать в расчет. Наша способность к переработке информации очевидно ограничена на двух уровнях - сенсорном и когнитивном. Если нам одновременно навязывают слишком много сенсорных признаков, у нас может возникнуть "перегрузка"; и если мы пытаемся обработать слишком много событий в памяти, тоже возникает перегрузка. Последствием этого может оказаться сбой в работе.

В нашем примере полицейский, интуитивно понимая, что если он перегрузит систему, то пострадает результат, игнорирует множество тех признаков, которые водитель конечно бы заметил. И если иллюстрация, приведенная рядом с текстом диалога, является точной репрезентацией когнитивной карты водителя, то последний действительно безнадежно запутался.

Память

Мог бы полицейский описать дорогу, не пользуясь памятью? Конечно нет; и в отношении памяти это даже более верно, чем в отношении восприятия. И в действительности память и восприятие работают вместе. В нашем примере ответ полицейского явился результатом работы двух типов памяти. Первый тип памяти удерживает информацию ограниченное время - достаточно долго, чтобы поддержать разговор. Эта система памяти хранит информацию в течение короткого периода - пока ее не заменит новая. Весь разговор занял бы около 120 секунд и маловероятно, чтобы все его детали навсегда сохранились и у полицейского, и у водителя. Однако, эти детали хранились в памяти достаточно долго для того, чтобы они оба сохраняли последовательность элементов, составляющих диалог2, и некоторая часть этой информации могла отложиться у них в постоянной памяти. Этот первый этап памяти называется кратковременной памятью (КВП), а в нашем случае это особый ее вид, называемый рабочей памятью.

C другой стороны, значительная часть содержания ответов полицейского получена из его долговременной памяти (ДВП). Наиболее очевидная часть здесь - знание им языка. Он не называет озеро лимонным деревом, место выставок - автопокрышкой, а улицу - баскетболом; он извлекает слова из своей ДВП и использует их более-менее правильно. Есть и другие признаки, указывающие на то, что ДВП участвовала в его описании: "...помните, у них была выставка Экспо-84." Он смог за долю секунды воспроизвести информацию о событии, происшедшем несколько лет назад. Эта информация не поступала из непосредственного перцептивного опыта; она хранилась в ДВП вместе с огромным количеством других фактов.

Значит, информация, которой владеет полицейский, получена им из восприятия, КВП и ДВП. Кроме того, мы можем сделать вывод, что он был мыслящим человеком, поскольку вся эта информация была им представлена в виде некоторой схемы, которая "имела смысл".

Воображение

Для того, чтобы ответить на вопрос, полицейский построил мысленный образ окружения. Этот мысленный образ имел форму когнитивной карты: т.е. своего рода мысленной репрезентации для множества зданий, улиц, дорожных знаков, светофоров и т.п. Он был способен извлечь из этой когнитивной карты значимые признаки, расположить их в осмысленной последовательности и преобразовать эти образы в языковую информацию, которая позволила бы водителю построить сходную когнитивную карту. Затем эта повторно выстроенная когнитивная карта дала бы водителю вразумительную картину города, которая могла бы потом быть преобразована в акт вождения автомобиля по определенному маршруту<...>.

Язык

Чтобы правильно ответить на вопрос, полицейскому нужны были обширные знания языка. Это подразумевает знание правильных названий для ориентиров и, что тоже важно, знание синтаксиса языка - т.е. правил расположения слов и связей между ними. Здесь важно признать, что приведенные словесные последовательности могут не удовлетворить педантичного профессора филологии, но вместе с тем они передают некоторое сообщение. Почти в каждом предложении присутствуют существенные грамматические правила. Полицейский не сказал: "них ну это хозяйственном в у"; он сказал: "Ну, это у них в хозяйственном", - и мы все можем понять, что имеется в виду. Кроме построения грамматически правильных предложений и подбора соответствующих слов из своего лексикона, полицейский должен был координировать сложные моторные реакции, необходимые для произнесения своего сообщения.

Психология развития

Это еще одна область когнитивной психологии, которая весьма интенсивно изучалась. Недавно опубликованные теории и эксперименты по когнитивной психологии развития значительно расширили наше понимание того, как развиваются когнитивные структуры. В нашем случае мы можем только заключить, что говорящих объединяет такой опыт развития, который позволяет им (более или менее) понимать друг друга<...>.

Мышление и формирование понятий

На протяжении всего нашего эпизода полицейский и водитель проявляют способность к мышлению и формированию понятий. Когда полицейского спросили, как попасть в "Плати-Пакуй", он ответил после некоторых промежуточных шагов; вопрос полицейского "Вы знаете, где цирк?" показывает, что если бы водитель знал этот ориентир, то его легко можно было бы направить в "Плати-Пакуй". Но раз он не знал, полицейский выработал еще один план ответа на вопрос. Кроме того, полицейский очевидно был сбит с толку, когда водитель сказал ему, что в мотеле "Университетский" замечательная библиотека. Мотели и библиотеки - это обычно несовместимые категории, и полицейский, который так же как и вы знал об этом, мог бы спросить: "Что же это за мотель такой!" Наконец, употребление им некоторых слов (таких как "железнодорожный переезд", "старая фабрика", "железная ограда") свидетельствует, что у него были сформированы понятия, близкие к тем, которыми располагал водитель.

Человеческий интеллект

И полицейский, и водитель имели некоторые предположения об интеллекте друг друга. Эти предположения включали - но не ограничивались этим - способность понимать обычный язык, следовать инструкциям, преобразовывать вербальные описания в действия и вести себя соответственно законам своей культуры<...>.

Искусственный интеллект

В нашем примере нет непосредственной связи с компьютерными науками; однако специальная сфера компьютерных наук, именуемая "Искусственный интеллект" (ИИ) и нацеленная на моделирование познавательных процессов человека, оказала огромное влияние на развитие когнитивной науки - особенно с тех пор, как для компьютерных программ искусственного интеллекта потребовались знания о том, как мы обрабатываем информацию. Соответствующая и весьма захватывающая тема <...> затрагивает вопрос о том, может ли "совершенный робот" имитировать человеческое поведение. Вообразим, например, эдакого сверхробота, овладевшего всеми способностями человека, связанными с восприятием, памятью, мышлением и языком. Как бы он ответил на вопрос водителя? Если бы робот был идентичен человеку, то и ответы его были бы идентичны, но представьте себе трудности разработки программы, которая бы ошиблась - так же, как это сделал полицейский ("вы поворачиваете налево"),- и затем, заметив эту ошибку, исправила бы ее ("нет, направо").