Главная arrow Робототехника arrow Возрождение когнитивной психологии
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
 

 
Возрождение когнитивной психологии Печать

Начиная с конца 50-х интересы ученых снова сосредоточились на внимании, памяти, распознавании образов, образах, семантической организации, языковых процессах, мышлении и других "когнитивных" темах, однажды сочтенных под давлением бихевиоризма неинтересными для экспериментальной психологии. По мере того как психологи все более поворачивались лицом к когнитивной психологии, организовывались новые журналы и научные группы, и когнитивная психология еще более упрочивала свои позиции, становилось ясно, что эта отрасль психологии сильно отличается от той, что была в моде в 30-х и 40-х годах. Среди важнейших факторов, обусловивших эту неокогнитивную революцию, были такие:

"Неудача" бихевиоризма. Бихевиоризму, который вообще изучал внешние реакции на стимулы, не удалось объяснить разнообразие человеческого поведения. Стало, таким образом, очевидным, что внутренние мысленные процессы, косвенно связанные с непосредственными стимулами, влияют на поведение. Некоторые полагали, что эти внутренние процессы можно определить и включить их в общую теорию когнитивной психологии.

Возникновение теории связи. Теория связи спровоцировала проведение экспериментов по обнаружению сигналов, вниманию, кибернетике и теории информации - т.е. в областях, существенных для когнитивной психологии.

Современная лингвистика. В круг вопросов, связанных с познанием, были включены новые подходы к языку и грамматическим структурам.

Изучение памяти. Исследования по вербальному научению и семантической организации создали крепкую основу для теорий памяти, что привело к развитию моделей систем памяти и появлению проверяемых моделей других когнитивных процессов.

Компьютерная наука и другие технологические достижения. Компьютерная наука и особенно один из ее разделов - искусственный интеллект (ИИ) - заставили пересмотреть основные постулаты, касающиеся обработки и хранения информации в памяти, а также научения языку. Новые устройства для экспериментов значительно расширили возможности исследователей.

От ранних концепций репрезентации знаний и до новейших исследований считалось, что знания в значительной степени опираются на сенсорные входные сигналы. Эта тема дошла к нам еще от греческих философов и через ученых эпохи ренессанса - к современным когнитивным психологам. Но идентичны ли внутренние репрезентации мира его физическим свойствам? Все больше свидетельств того, что многие внутренние репрезентации реальности - это не то же самое, что сама внешняя реальность - т.е. они не изоморфны. Работа Толмена с лабораторными животными заставляет предположить, что информация, полученная от органов чувств, хранится в виде абстрактных репрезентаций.

Несколько более аналитичный подход к теме когнитивных карт и внутренних репрезентаций избрали Норман и Румельхарт (1975). В одном из экспериментов они попросили жителей общежития при колледже нарисовать план своего жилья сверху. Как и ожидалось, студенты смогли идентифицировать рельефные черты архитектурных деталей - расположение комнат, основных удобств и приспособлений. Но были также упущения и просто ошибки. Многие изобразили балкон вровень с наружной стороной здания, хотя на самом деле он выступал из нее. Из ошибок, обнаруженных в схеме здания, мы можем многое узнать о внутреннем представлении информации у человека. Норман и Румельхарт пришли к такому выводу:

"Репрезентация информации в памяти не является точным воспроизведением реальной жизни; на самом деле это сочетание информации, умозаключений и реконструкций на основе знаний о зданиях и мире вообще. Важно отметить, что когда студентам указывали на ошибку, они все очень удивлялись тому, что сами нарисовали."

На этих примерах мы познакомились с важным принципом когнитивной психологии. Наиболее очевидно то, что наши представления о мире не обязательно идентичны его действительной сущности. Конечно, репрезентация информации связана с теми стимулами, которые получает наш сенсорный аппарат, но она также подвергается значительным изменениям. Эти изменения, или модификации, очевидно связаны с нашим прошлым опытом3, результатом которого явилась богатая и сложная сеть наших знаний. Таким образом, поступающая информация абстрагируется (и до некоторой степени искажается) и хранится затем в системе памяти человека. Такой взгляд отнюдь не отрицает, что некоторые сенсорные события непосредственно аналогичны своим внутренним репрезентациям, но предполагает, что сенсорные стимулы могут при хранении подвергаться (и часто это так и есть) абстрагированию и модификации, являющихся функцией богатого и сложно переплетенного знания, структурированного ранее<...>.

Проблема того, как знания представлены в уме человека, относится к наиболее важным в когнитивной психологии. В этом разделе мы обсуждаем некоторые вопросы, непосредственно связанные с ней. Из множества уже приведенных примеров и еще большего их количества, ожидающего нас впереди, ясно следует, что наша внутренняя репрезентация реальности имеет некоторое сходство с реальностью внешней, но когда мы абстрагируем и преобразуем информацию, мы делаем это в свете нашего предшествующего опыта.

Они связаны между собой, но различаются в том смысле, что "концептуальная наука" - это очень общее понятие, тогда как термин "когнитивная модель" обозначает отдельный класс концептуальной науки. При наблюдении за объектами и событиями - как в эксперименте, где те и другие контролируются, так и в естественных условиях - ученые разрабатывают различные понятия с целью:

  • организовать наблюдения;
  • придать этим наблюдениям смысл;
  • связать между собой отдельные моменты, вытекающие из этих наблюдений;
  • развивать гипотезы;
  • предсказывать события, которые еще не наблюдались; в поддерживать связь с другими учеными.

Когнитивные модели - это особая разновидность научных концепций, и они имеют те же задачи. Определяются они обычно по-разному, но мы определим когнитивную модель как метафору, основанную на наблюдениях и выводах, сделанных из этих наблюдений, и описывающих, как. обнаруживается, хранится и используется информация.

У ченый может подобрать удобную метафору, чтобы возможно элегантнее выстроить свои понятия. Но другой исследователь может доказать, что данная модель неверна и потребовать пересмотреть ее или вообще от нее отказаться. Иногда модель может оказаться настолько полезной в качестве рабочей схемы, что даже будучи несовершенной она находит свою поддержку. Например, хотя в когнитивной психологии постулируются два вышеописанных вида памяти - кратковременная и долговременная - есть некоторыесвидетельства <...>, что такая дихотомия неверно представляет реальную систему памяти. Тем не менее, эта метафора весьма полезна при анализе когнитивных процессов. Когда какая-нибудь модель теряет свою актуальность в качестве аналитического или описательного средства, от нее просто отказываются.

Возникновение новых понятий в процессе наблюдений или проведения экспериментов - это один из показателей развития науки. Ученый не изменяет природу - ну разве что в ограниченном смысле,- но наблюдение за природой изменяет представления ученого о ней. А наши представления о природе, в свою очередь, направляют наши наблюдения! Когнитивные модели, так же как и другие модели концептуальной науки, есть следствие наблюдений, но в определенной степени они же - определяющий фактор наблюдений. Этот вопрос связан с уже упоминавшейся проблемой: в каком виде наблюдатель репрезентирует знания. Как мы убедились, есть много случаев, когда информация во внутренней репрезентации не соответствует точно внешней реальности. Наши внутренние репрезентации перцептов могут искажать реальность.

"Научный метод" и точные инструменты - это один из способов подвергнуть внешнюю реальность более точному рассмотрению. На самом деле не прекращаются попытки представить наблюдаемое в природе в виде таких когнитивных построений, которые были бы точными репрезентациями природы и одновременно совместимы со здравым смыслом и пониманием наблюдателя.

Логику концептуальной науки можно проиллюстрировать на примере развития естественных наук. Общепризнанно, что материя состоит из элементов, существующих независимо от непосредственного их наблюдения человеком. Однако, то, как эти элементы классифицируются, оказывает огромное влияние на то, как ученые воспринимают физический мир. В одной из классификаций "элементы" мира разделены на категории "земля", "воздух", "огонь" и "вода". Когда эта архаичная алхимическая систематика уступила дорогу более критическому взгляду, были "обнаружены" такие элементы, как кислород, углерод, водород, натрий и золото, и тогда стало возможным изучать свойства элементов при их соединении друг с другом. Были открыты сотни различных законов, касающихся свойств соединений из этих элементов.

Так как элементы очевидно вступали в соединения упорядоченно, возникла идея, что элементы можно было бы расположить по определенной схеме, которая придала бы смысл разрозненным законам атомарной химии. Русский ученый Дмитрий Менделеев взял набор карточек и написал на них названия и атомные веса всех известных тогда элементов - по одному на каждой. Располагая эти карточки так и сяк снова и снова, он наконец получил осмысленную схему, известную сегодня как периодическая таблица элементов.

Природа - включая познавательную природу человека - объективно существует. Концептуальная наука строится человеком и для человека. Построенные учеными понятия и модели - суть метафоры, отражающие "реальную" природу вселенной и являющиеся исключительно человеческими творениями. Они есть продукт мысли, который может отражать реальность.

То, что он сделал - это подходящий пример того, как естественная, природная информация структурируется мыслью человека, так что она одновременно точно изображает природу и поддается пониманию. Важно, однако, помнить, что периодическое расположение элементов имело много интерпретаций. Интерпретация Менделеева была не единственной из возможных; возможно, она не была даже лучшей; в ней даже могло не быть естественного расположения элементов, но предложенный Менделеевым вариант помог понять часть физического мира и был очевидно совместим с "реальной" природой.

Концептуальная когнитивная психология имеет много общего с задачей, которую решал Менделеев. "Сырому" наблюдению за тем, как приобретаются, хранятся и используются знание, не хватает формальной структуры. Когнитивные науки, так же как и естественные, нуждаются в схемах, которые были бы интеллектуально совместимы и научно достоверны одновременно.