Величковский Б. М. Когнитивная наука. Основы психологии познания. Т. М., 2006. С. 108-125 - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Вопросы к зачету/экзамену по дисциплине «Основы общей психологии» 1 100.85kb.
Биология как наука. Методы научного познания 1 47.59kb.
Вопросы к экзамену по «Общей психологии: овп» 1 17.26kb.
01. Предмет психологии. Структура психологической науки. Практическая... 14 2637.11kb.
Литература для подготовки по курсу «Методологические основы психологии» 1 9.66kb.
С. В. Маланов метологические и теоретические основы психологии. 15 3896.82kb.
Категории специфика мыслительной деятельности человека 4 688.07kb.
О методологических проблемах современной психологии 1 261.7kb.
Лекция 1 Введение. Психология как наука: предмет, объект и методы... 1 180.8kb.
Понимание как один из уровней познания индивидуальности 1 127.11kb.
1 Предмет и объект психологии. Методологические основы изучения психики... 22 3959.35kb.
Всё на продажу /Wszystko na sprzedaz 1 21kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Величковский Б. М. Когнитивная наука. Основы психологии познания. Т. М., 2006. С. - страница №1/1

Величковский Б.М. Когнитивная наука. Основы психологии познания. Т. 1. М., 2006. С. 108-125

2.2 Компьютерная метафора

2.2.1 Ментальные модели и аналогия с компьютером

Новый подход к анализу психических процессов, возникший в начале 1960-х годов, имел длительную предысторию. В 1894 году ученик Гельм-гольца Генрих Герц писал: «Отношение динамической модели к систе­ме, моделью которой она считается, это в точности отношение образов вещей, которые создает наш разум, к самим вещам... Согласованность между разумом и природой может быть, таким образом, приравнена со­гласованности двух систем, являющихся моделями друг друга; мы даже могли бы объяснить эту согласованность, предположив, что наш разум способен создавать динамические модели вещей и работать с ними» (Hertz, 1894, S. 177). Через полстолетия эту мысль развил сотрудник Бартлетта и один из создателей инженерной психологии Кеннет Крэйк: «Если организм несет в голове мелкомасштабную модель внешнего ок­ружения и своих возможных действий, он способен проверять различ­ные альтернативы, определять наилучшие из них, реагировать на буду­щее развитие ситуации и вообще во всех отношениях вести себя более полноценно, безопасно и компетентно, попадая в сложные условия» (Craik, 1943, р. 61 )6.

Анализируя «внутренние модели» пространственного окружения, мы сразу же обнаруживаем, что они имеют «матрешечную» организа­цию, то есть обычно состоят из нескольких рекурсивно вложенных друг в

108

6 Элегантную формулировку сути когнитивного подхода в нейрофизиологии (не ис­пользуя, впрочем, термина «когнитивный») несколько позже предложил H.A. Бернштейн: «Мозговое отражение (или отражения) мира строится по типу моделей Мозг не запечат­левает поэлементно и пассивно вещественный инвентарь внешнего мира.., но налагает на него те операторы, которые моделируют этот мир, отливая модель в последовательно уточняемые и углубляемые формы» (1966, с. 287).

друга репрезентаций. Например, мы можем представить себе карту севе­ро-востока России, так что Санкт-Петербург будет при этом представлен чем-то вроде точки, а затем развернуть эту «точку» в полномасштабное пространственное представление и т.д. (см. 6.3.2). Рекурсивный характер имеют наши представления о других людях и их знаниях о нас (см. 7.4.1). Наконец, рекурсивность типична для нашего языка, что подчеркивалось в теории порождающей грамматики Хомского (см. 1.3.3 и 8.4.3). Исполь­зуя эту теорию, можно было сделать следующий шаг — объявить разли­чия всех этих форм репрезентации поверхностными и постулировать единый абстрактный формат представления знаний на уровне глубинных структур, допускающих алгоритмическое описание. Вот почему в нача­ле 1960-х годов процессы познания стали трактоваться по аналогии с процессами вычислений в компьютере. Понимание того, что человек ак­тивно «перерабатывает информацию», строя внутренние модели (репре­зентации) окружения, означало переход от информационного подхода в узком смысле слова к когнитивной психологии.

Эта компьютерная метафора когнитивной психологии открыла принципиально новые теоретические возможности, заменив характер­ное для психологии 19-го — первой половины 20-го веков представление об энергетическом обмене организма со средой на представление о зна­чительно более быстром и гибком информационном обмене. Так, Вундт и его современники полагали, что только что открытый закон сохранения энергии требует признания строгого психофизического параллелизма, то есть признания — в полном согласии с картезианской философской тра­дицией (см. 1.1.1 и 9.1.3) — полной независимости (в смысле причин и следствий) телесных и ментальных событий. Но вычислительное устрой­ство, потребляя весьма незначительное количество энергии, может уп­равлять огромными механизмами. Поэтому требование психофизичес­кого параллелизма перестало вдруг казаться строго обязательным. Далее, хотя трудно сказать, какие процессы лежат в основе некоторой чисто психической работы, например, восприятия картины Рембрандта, мож­но легко представить компьютер или специализированный электронный прибор, осуществляющий переработку информации, которая заканчи­вается адекватным ситуации ответом.

Первыми работами нового направления можно считать исследова­ния процессов образования искусственных понятий Джеромом Бруне-ром и сотрудниками, а также работы Ньюэлла, Саймона и Шоу, создав­ших ряд машинных моделей мышления, в том числе «Логик—теоретик» и «Универсальный решатель задач». Общими чертами этих работ явля­ются не только массивное использование формально-логического ана­лиза (например, используемый в монографии Брунера теоретический аппарат совпадает с правилами индукции Дж.С. Милля), но и восста­новление авторитета более ранних, «добихевиористских» исследований познания. В случае Ньюэлла и его коллег это были Отто Зельц и геш-тальтпсихология, а в случае Брунера — вюрцбургская школа и диссер-

ПО

тационная работа Кларка Халла 1920 года по формированию понятий, выполненная на материале китайских иероглифов. Отдавая должное другим влияниям, Брунер писал позднее, что на него произвело в эти годы глубокое впечатление знакомство с традицией изучения познания в советской психологии. Действительно, в его работах отчетливо выс­тупает интерес к анализу развития познавательных процессов, которые он вслед за Бартлеттом, Леонтьевым, Гальпериным и Пиаже связывает с формированием внешней деятельности. При этом, впрочем, он, как и Выготский, подчеркивает моменты символьного взаимодействия ре­бенка с другими людьми, а не чисто сенсомоторные компоненты.



Использование «менталистской» терминологии в когнитивной пси­хологии было обусловлено вначале эвристическими соображениями; она оказалась необходимой потому, что сложность рассматриваемых фено­менов не позволяла дать их осмысленную интерпретацию в других тер­минах. Переход к неоментализму сопровождался попыткой осмысления философских проблем, которые он за собой влечет. Практически в тече­ние одного 1960 года появилось несколько работ, в которых ставился вопрос о характере объяснения активности познавательных процессов. Эти работы содержат предположение, что проблема бесконечного рег­ресса к гомункулусам, поставленная ранее в споре между Толменом и Газри (она известна также как проблема Юма — см. 1.1.1 и 1.3.3), может быть обойдена, если предположить, что процессы переработки инфор­мации организованы в иерархические, все более абстрактные структуры, а сам гомункулус выполнен из нейроноподобных элементов.

В статье под названием «В защиту гомункулусов» Фрэд Эттнив (Attneave, 1961) отмечает, что если на более ранних уровнях переработ­ки информации будут выполняться некоторые функции гомункулуса, то в конечном счете для моделирования познавательной активности во всей ее сложности потребуется система с конечным числом уровней. Блок-схема переработки информации человеком, центральное место в которой занимает гомункулус (блок Н), показана на рис. 2.4. Блок H является местом конвергенции сенсорной и аффективно-оценочной ин­формации; его выход представляет собой произвольное поведение, в то время как рефлексы и автоматизированные навыки реализуются други­ми структурами. Его активность необходима для осознания, а также для всякого сколько-нибудь продолжительного запоминания информации. Эттнив легко включает в свою модель данные об ограниченности вни­мания и непосредственной памяти, считая, что вход в блок H ограничен 7+2 единицами предварительно организованного перцептивной систе­мой (блок Р) материала. Совершенно очевидно, что Эттнив вкладывает в уже имевшиеся к тому времени информационные модели познаватель­ных процессов традиционное для психологии сознания содержание. Статья завершается призывом пересмотреть вопрос о научной респекта­бельности гомункулуса (см. 4.4.2 и 5.2.3).

Проприоцепция

Рис. 2.4. Модель переработки информации человеком по Эттниву (Attneave, 1961). Ρ — перцептивная система, А — аффективно-оценочная система, Η — гомункулус, M — мо­торная система



Сдвиг от необихевиоризма к неоментализму когнитивной психоло­гии был зафиксирован и в известной книге Дж. Миллера, Н. Галантера и К. Прибрама «Планы и структуры поведения» (русский перевод — Мил­лер, Галантер, Прибрам, 1964). Авторы описали элементарную структуру действия, включив в нее операцию когнитивной оценки, TEST. Эта структурная ячейка действия получила название TOTE {TEST-OPERATETESTEXIT). Этими же авторами также еще раз была выдви­нута задача изучения «центральных процессов», с помощью которых можно заполнить «пропасть между стимулами и реакциями». Образы были уподоблены планам, или компьютерным программам, иерархичес­кая организация которых допускает возможность «самопрограммирова­ния» и позволяет, по мнению авторов, обойтись без гомункулуса. Наряду с другими аналогичными призывами к изучению «центральных процес­сов», это был не просто субъективный бихевиоризм, но уже когнитивная психология, в ее специфической форме, подчеркивающей аналогию между внутренними репрезентациями и программами вычислений.

Значительная часть развернувшихся с конца 1950-х годов исследо­ваний склонялась к другой версии компьютерной метафоры, связанной с выявлением и анализом возможных структурных блоков переработки информации и принципов их объединения в единую функциональную архитектуру. Не случайно большинство этих работ было направлено на

111

выделение процессов и видов памяти, аналогичных процессам преобра­зования и блокам хранения информации вычислительных устройств. Благодаря экспериментам англичанина Брауна и американцев Питерсо-нов, здесь, прежде всего, удалось установить критическую роль актив­ного повторения для всякого продолжительного сохранения информа­ции: если после показа некоторого материала (цифры, слоги и т.д.) для запоминания испытуемый должен выполнять какую-либо интерфери­рующую активность (например, отнимать тройки от некоторого доста­точно большого числа), то уже через 10—20 секунд вероятность пра­вильного воспроизведения приближается к нулевой отметке7.

Джордж Сперлинг (Sperling, 1960), а несколько позднее и другие ав­торы, использовав методику частичного отчета (инструкция, определя­ющая характер воспроизведения материала, предъявляется в этой мето­дике уже после окончания предъявления самой информационной матрицы), пришли к выводу, что сразу после кратковременного предъяв­ления зрительная информация примерно в течение трети секунды сохра­няется в виде относительного полного сенсорного образа, после чего она исчезает или переводится в какую-то другую, вероятнее всего, вербаль­ную форму (см. 3.2.1). Предположение об обязательном участии вербаль­ного повторения в переводе информации в долговременную память, то есть во всяком, сколько-нибудь продолжительном запоминании матери­ала (включая абстрактные фигуры), получило название гипотезы вер­бальной петли (см. 5.2.1).

Для объяснения этих данных сначала Н. Во и Д. Норман (Waugh & Norman, 1965), а затем Р. Аткинсон и Р. Шиффрин (русский перевод — Аткинсон, 1980) предложили модель, в которой выделили три блока пе­реработки информации в памяти человека: сенсорные регистры (напри­мер, «ультракороткая зрительная память» из работ Сперлинга), первич­ную память (кратковременная память с ограниченным объемом и вербальным повторением в качестве способа сохранения информации) и вторичную память (долговременная семантическая память с очень боль­шим объемом пассивно сохраняемой информации). Легко видеть, что эта модель в общих чертах описывает архитектуру универсальной цифро­вой вычислительной машины (см 5.2.1 ). Вместе с тем, она вполне тради-ционна. Так, различение первичной и вторичной памяти можно найти уже у Джеймса или еще раньше у немецкого физиолога Экснера. Пер­вичной памятью они называли непрерывное сохранение представления в пределах поля сознания, вторичной — повторное возвращение пред­ставления в сознание, после того как оно его покинуло. Первичная (кратковременная) память оказывается, таким образом, удивительным

7 Полученные этими авторами результаты совпали с данными исследования А Дани-елса (Daniels, 1895), выполненного в конце 19-го века Его интересовала продолжитель-112 ность сохранения впечатления в «поле сознания»

образованием, одновременно имеющим сходство с сознанием, гомунку­лусом, каналом связи и микропроцессором компьютера!

К числу других проблем этих ранних исследований относились воп­росы о локализации и модусе работы селективных фильтров (внимания), осуществляющих отбор релевантной и подавление иррелевантной ин­формации, последовательной или параллельной организации процессов в задачах поиска, характера взаимодействия восприятия и памяти при распознавании конфигураций. Так, ученица Бродбента Энн Трисман предположила, что перцептивные процессы разворачиваются последо­вательно на нескольких уровнях обработки информации, начиная с анализа сенсорных признаков материала и кончая анализом семантичес­ких. Такие работы представляли не только абстрактный научный инте­рес. Одной из практических проблем, изучению которой были посвяще­ны в середине 20-го века десятки экспериментов, стала проблема вечеринки {cocktail party problem) — механизмы выделения релевантного речевого сообщения на фоне множества других одновременно ведущихся разгово­ров. Исследования показали, что отбор осуществляется преимуществен­но на основании элементарных сенсорных признаков, таких как опреде­ленное пространственное положение источника или специфический тембр голоса8. Было установлено, что семантическая связность сообщения также способствует лучшей настройке на релевантный канал (см. 4.1.2).

Значительное число работ 1960-х годов было посвящено описанию организации семантической информации в памяти. Одна из методик со­стояла в анализе группировки (кластеризации) словесного материала по семантическим категориям в задаче полного воспроизведения. Устойчи­вые ассоциативные связи между словами изучались с помощью методи­ки свободных ассоциаций (см. 6.1.2). Еще один подход был связан с ана­лизом феномена «на кончике языка», описанного Джеймсом, а также, в литературной форме, А.П. Чеховым (в рассказе «Лошадиная фамилия»). Браун и Макнил давали испытуемым словарные определения редких слов. В тех случаях, когда испытуемые не могли назвать слово, но утвер­ждали, что знают его и вот-вот вспомнят, их просили угадать число сло­гов, примерное звучание, положение ударения, отдельные буквы и т.д.



8 Несмотря на легкомысленное название, «проблема вечеринки» возникла в серьез­ном контексте ведения воздушного боя, когда пилоты общались на одной радиоволне и нужно было научиться выделять в хоре голосов релевантное сообщение В разгар «холод­ной войны» данные о селективности внимания использовались в СССР при глушении западных радиостанций Поскольку женские и мужские голоса существенно отличаются базовой частотой, для глушения передач в какой-то момент стал применяться акустичес­кий «салат» из одновременно звучащих мужских и женских голосов Возникающая при этом маскировка была более полной, чем при использовании так называемого белого шума, в равной степени включавшего разные акустические частоты В настоящее время наблюдается новый всплеск интереса к этим механизмам, поскольку технические систе­мы распознавания речи оказались неспособными к решению «проблемы вечеринки» и пытаются одновременно обрабатывать все, что произносится в их окружении (см 7 4 3)

113


Оказалось, что часто они оказывались в состоянии воспроизвести эту фрагментарную информацию об отдельных признаках слова (см. 7.1.3). Внутренняя репрезентация значений слов стала описываться как много­мерный вектор свойств. В одной из первых теорий значения когнитив­ной психологии Катц и Фодор описали значение в терминах атомарных, иерархически организованных признаков, или предикатов: «быть муж­чиной», «быть человеком», «быть живым существом» и т.д.

Так, например, понятие ХОЛОСТЯК задается, согласно теории Кат-ца и Фодора, сочетанием всего лишь трех дихотомических признаков: «быть мужчиной (+)», «быть взрослым (+)», «быть женатым (—)». Дан­ный подход, казалось бы, наконец-то открывал путь к чисто автомати­ческому, машинному вычислению истинности понятий и составленных из них логических высказываний, пропозиций (см. 2.2.3). Вместе с тем, подобная абстракция исключала из рассмотрения многие пограничные или особые случаи, определяемые такими факторами, как социокультур­ные традиции и предписания. Можно ли, в самом деле, считать «холос­тяками» иерархов римской католической церкви, хотя в их случае вы­полняется приведенное выше требование сочетания элементарных семантических признаков? Точно так же, можно ли считать «холостяка­ми» лиц нетрадиционной сексуальной ориентации или же членов фор­мально незарегистрированных гетеросексуальных пар, которые длитель­ное время живут вместе со своими партнерами? Очевидно, при определении даже такого простого понятия перечисление признаков оказывается недостаточным и приходится учитывать более широкий контекст — специфические особенности социокультурного института женитьбы/замужества (см. 6.3.1).

Близость этих когнитивных теорий значения структуралистским представлениям создателей экспериментальной психологии и филосо­фии 18—19-го веков неоспорима. Уже для Вундта, впрочем, всякое вос­поминание было интегрировано в системе координат его трехмерной теории эмоций: «удовольствие — неудовольствие», «напряжение — рас­слабление», «возбуждение — успокоение». Ее более современным ана­логом может служить трехмерное семантическое пространство конно-тативных (то есть аффективных) значений, построенное в 1950-е годы с помощью статистической процедуры факторного анализа Чарльзом Осгудом и его сотрудниками (Osgood, Suci & Tannenbaum, 1957). Эта модель имеет очень похожие на вундтовские координаты: «хороший — плохой» (шкала оценки), «сильный — слабый» (шкала силы), «актив­ный — пассивный» (шкала активности). На базе модели была создана методика семантического дифференциала, в которой значение слов оце­нивалось всего лишь по трем отмеченным шкалам — оценки, силы и активности. Использовав данную методику, Осгуд и его коллеги проде­монстрировали, например, каким образом меняется отношение к сло­вам, имеющим аффективное значение, у пациентки с синдромом раз- двоения личности (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Изменения в оценке коннотативного (аффективного) значения группы поня­тий у пациентки с раздвоением личности до (А), во время (Б) и после (В) кратковремен­ного обострения состояния (по· Osgood, Suci & Tannenbaum, 1957).

Надо сказать, что сам Осгуд, несмотря на его активное участие в первых междисциплинарных конференциях когнитивистов и значитель­ный фактический вклад в когнитивную науку, представлял необихевио­ристское направление психолингвистики. Поэтому он трактовал значе­ние как осуществляющийся на основе ассоциативных связей внутренний медиаторный ответ (rj на внешний стимул. То, что Осгуд и другие пси­холингвисты середины 20-го века описывал как изменение отношения к понятиям, для представителей только что возникшей когнитивной пси­хологии означало изменение внутренней структуры репрезентации поня­тий в семантической памяти. Это различие еще раз оттеняет специфику когнитивного подхода, с его общей неоменталистской ориентацией, от­рицающей исследование моторики и поведения в целом. Современные психологические, а также и нейрофизиологические исследования раз­личных форм представления знания будут подробно рассмотрены нами в следующих главах. Для новых работ становится характерным извест­ный плюрализм — объединение этих и ряда других, первоначально про­тивопоставлявшихся друг другу точек зрения и методических подходов (см. 6.1.3 и 9.4.1).

115


2.2.2 «Когнитивная психология» Улрика Найссера

Итоги первого этапа развития когнитивной подхода были подведены в книге Улрика Найссера «Когнитивная психология», вышедшей в свет в 1967 году. Уже во введении он пишет, что конструктивный характер на­ших познавательных процессов является фундаментальным фактом. Задача когнитивной психологии состоит в том, чтобы понять, каким образом «воспринимаемый, воспоминаемый и осмысляемый мир по­рождается из такого малообещающего начала, как конфигурация рети-нальной стимуляции или узоры звукового давления в ухе» (Neisser, 1967, р. 4). Заимствуя идею у Фрейда (работа «Влечения и их превращения»), Найссер, пишет, что «эту книгу можно было бы назвать "Стимульная информация и ее превращения". "Познание" — это обобщенное назва­ние для всех процессов, посредством которых сенсорная информация трансформируется, редуцируется, усиливается, сохраняется, извлекает­ся и используется. Оно имеет отношение к этим процессам даже тогда, когда они разворачиваются в отсутствие релевантной стимуляции, как это имеет место при воображении или галлюцинациях. Такие термины, как ощущение, восприятие, воображение, запоминание, припоминание, ре­шение задач и мышление... относятся к гипотетическим стадиям или ас­пектам процесса познания» (там же).

Найссер с осторожностью подходит к определению ведущей мета­форы когнитивной психологии. Отмечая, что компьютерная метафора, по-видимому, уступает по своей эвристичности программной (сравне­нию психических процессов с машинными программами в духе Милле­ра, Галантера и Прибрама), он подчеркивает, что речь идет лишь о сход­стве, но не об идентичности машинных программ и психических процессов. Значение обеих метафор состоит не только в доказательстве правомерности изучения внутренних психических процессов, но и в том, что они позволяют делать это без учета нейрофизиологических данных. В самом деле, если психика — это нечто вроде компьютерных программ, или «софтвера» (англ. software), а мозговые механизмы — собственно «хардвера» (англ. hardware), то очевидно одни и те же программы могут быть запущены на разных, в смысле физической реализации элементов, компьютерах (кремний, пневмоника, фотоника и т.д.). Найссер отмеча­ет, что конечная задача когнитивной психологии состоит в демонстра­ции роли знания в детерминации поведения человека.

Особенно подробному анализу подвергается судьба сенсорной ин­формации. Ее «превращения» начинаются с попадания в периферичес­кие блоки памяти: «иконическую» для зрения и «эхоическую» для слуха. Затем эта информация поступает в вербальную кратковременную па­мять, где сохраняется с помощью процессов скрытого или явного про-говаривания. Подчеркивая конструктивный характер как низших, так и высших познавательных процессов, Найссер различает в них две фазы. Первая — фаза предвнимания — связана с относительно грубой и парал-

дельной обработкой информации. Вторая — фаза фокального внимания — имеет характер конструктивного акта, отличающегося «осознанной, внимательной, детальной и последовательной» обработкой. Только на этой второй фазе становится возможным вербальное кодирование ин­формации, служащее предпосылкой для ее длительного сохранения в памяти и последующей реконструкции (см. 4.2.1).

Тезис об активности познавательных процессов развивается на примере психолингвистической модели «анализа через синтез». Соглас­но этой модели, при восприятии речи мы пытаемся построить внутрен­нюю репрезентацию предложения, максимально похожую на оригинал. Если слово предъявляется на фоне шума, то предвнимательный анализ первоначально может выделить лишь отдельные различительные при­знаки или слоги, после чего последовательно синтезируются несколько вероятных слов, пока одно из них не совпадет с информацией на входе. Это встречное моделирование — антиципация — может происходить на разных уровнях описания материала: буквы, слоги, слова, целые пред­ложения. Результатом являются такие известные феномены, как оши­бочное восприятие слов, которые отсутствовали в сказанной фразе, но хорошо подходят по контексту, пропуск ошибок в типографском тексте и, наконец, эффект превосходства слова Кеттела, то есть более быстрая и вообще более эффективная обработка слов, чем случайных последова­тельностей тех же самых букв (см. 3.3.3 и 7.2.2).

Значительное место в книге Найссера отводится феноменам памя­ти, в том числе зрительным образам, вновь возвращенным из бихевио­ристского изгнания. Найссер интерпретирует эти феномены по анало­гии со зрительным восприятием. Последнее означает для него развернутый процесс интеграции получаемых во время отдельных фик­саций «кадров» зрительной информации, или «икон». Речь идет «о по­стоянно развивающейся схематической модели, к которой каждой фик­сацией добавляется дополнительная информация» {там же, с. 180). Для такой развернутой во времени интеграции необходимо, очевидно, неко­торое пространство — зрительная память. «Схематические зрительные объекты» могут быть синтезированы повторно. Это и есть образы пред­ставлений, которым, следовательно, свойствен такой же конструктив­ный характер, как и восприятию. «Существует аналогия между ролью хранящейся информации при воспроизведении и ролью стимульной информации в восприятии. В том и в другом случае информация не по­падает прямо в сознание... В области психологии памяти... можно пред­ложить модель работы палеонтолога, которую мы использовали для объяснения восприятия и внимания: по нескольким сохранившимся костям мы восстанавливаем динозавра» {там же, с. 285).

В связи с этим вариантом концепции творческого синтеза перед Найссером встают две проблемы. Первая, называемая им «проблемой исполнителя», заключается в необходимости устранения гомункулуса из объяснительных схем. Вторая проблема, возникающая в теории Найссе-

pa, это адекватность восприятия. Если восприятие, воображение, гал­люцинация — наши внутренние конструкции, то как различить подлин­ное восприятие, представление имевших когда-то место событий и не­что впервые воображаемое? Ответ Найссера на этот вопрос довольно формален и, вообще говоря, не очень убедителен: «Индивид имеет об­разы представлений тогда, когда он вовлечен в выполнение некоторых из тех же самых когнитивных процессов, которые имеют место и при восприятии, но когда отсутствуют раздражители из внешнего мира, вы­зывающие это восприятие»9.

Книга Найссера представляла собой пример широкого, хотя и не­сколько эклектического синтеза различных подходов. На базе компью­терной метафоры были объединены структурализм Вундта и функцио­нализм Бартлетта, гештальтпсихология и лингвистика Хомского. По сути дела (например, с точки зрения разделения процессов предвнима-ния и фокальной обработки, соответствующих тому, что столетием ранее называлось перцепцией и апперцепцией — см. 1.2.2), эта работа больше всего напоминала осовремененный вариант вундтовской эксперимен­тальной психологии. Плюрализм, распространявшийся также и на мето­дологию исследований, где соседствовали гипотетико-дедуктивный ме­тод и самонаблюдение, несомненно, оказался одной из привлекательных черт когнитивного подхода в целом, позволившей представителям раз­ных психологических традиций, а также специалистам в соседних с пси­хологией областях принять это новое глобальное направление.

2.2.3 Принципы символьного подхода

В течение 1970-х годов в психологии и за ее пределами, прежде всего в работах по искусственному интеллекту, сложилось относительно единое мнение о теоретических основаниях, методах и моделях когнитивных исследований. Перед тем как перейти к обсуждению более современных подходов и проблем, мы попытаемся кратко обрисовать основные чер­ты этих представлений, которые можно было бы назвать «консенсусом 1970-х годов». С точки зрения терминологии специалистов в области теории и истории науки, речь идет о частном случае так называемой «парадигмы нормальной науки» (см. 9.1.1), то есть о совокупности явно или неявно разделявшихся тогда абсолютным большинством исследова-



9 Начиная со следующей после «Когнитивной психологии» работы «Познание и ре­альность» (русский перевод, 1981), Найссер связывает возникновение образов с непод­тверждением наших ожиданий изменения вида объектов и окружения в процессах реаль­ной или интериоризированной активности (см 5 3 1 и 6 3 1) Примерно так же можно интерпретировать объяснение возникновения внутреннего — психологического, или «иде­ального» — плана активности и в работах некоторых психологов, исследовавших процес-118 сы отногенеза, прежде всего Π Я Гальперина и Ж Пиаже

телей теоретических и методологических допущений. С известной до­лей условности можно выделить четыре принципа традиционной пара­дигмы ранней когнитивной психологии:



  1. приоритет знания и рационального мышления над поведением,
    привычками и аффектом,

  2. использование компьютерной метафоры,

  3. предположение о последовательной переработке информации,

  4. акцент на формальном моделировании вместо изучения мозговых
    механизмов.

Итак, самым первым принципом, отличающим этот подход от би­хевиоризма и, скажем, психоанализа, было подчеркивание роли знаний и рационального мышления: люди — это автономные и рациональные существа, использующие свои знания для того, чтобы в рамках доступ­ных ресурсов оптимизировать взаимодействие с окружением.

Второй принцип заключался в аналогии между психологическими процессами и переработкой символьной информации в универсальном вычислительном устройстве. Предполагалось, что знания могут быть описаны как комбинации символов, которые репрезентируют объекты и события, но не похожи на них. Подобно тому, как слово «стул» фоне­тически и графически не более похоже на слово «шкаф», чем на слово «шарф», возможное перцептивное сходство самих символов никак не связано со сходством или различием репрезентируемых ими значений. Роль образца при этом, безусловно, выполняла теория Хомского, раз­делявшая два уровня репрезентации — поверхностный и значительно более абстрактный глубинный. Точно так же и в традиционном когни­тивном подходе подчеркивался амодальный и условный характер (глу­бинных) когнитивных репрезентаций, связанных со значением. Задача когнитивной психологии понималась как возможно более детальная спецификация подобных абстрактных репрезентаций и осуществляе­мых над ними операций.

Общим допущением было, что познавательные процессы характе­ризуются определенными ограничениями, которые имеют структурные и, возможно, другие (например, энергетические — см. 4.2.2) основания. С ограничениями пропускной способности связан третий принцип ког­нитивного подхода: из-за конечной пропускной способности переработ­ка символьной информации должна осуществляться главным образом последовательно. Вследствие последовательного характера обработки по­лезным источником сведений о внутренней организации процессов по­знания является измерение времени реакции в различных задачах. По­скольку измерение времени реакции — ментальная хронометрия — стало одним из основных методических приемов когнитивной психологии, рассмотрим соответствующие методики несколько подробнее.

В ряде случаев речь идет о методе вычитания Дондерса (см. 1.2.1). Логика этого метода использовалась, например, американским инже-

119

I

120



нерным психологом, впоследствии специалистом по когнитивной ней-ронауке Майклом Познером. В работах, направленных на анализ стадий переработки информации в задаче абстрагирования свойств буквенно-цифрового материала, он предъявлял испытуемым пары букв, предлагая быстро оценивать совпадение/несовпадение визуальных характеристик, «имен» букв или же их принадлежности к классам согласных и гласных звуков. В результате были измерены времена, необходимые для выделе­ния информации все более высоких уровней абстракции. Как и в рабо­тах Дондерса, основной недостаток таких исследований состоит в пред­положении, что новые задачи в чистом виде добавляют или отнимают некоторые стадии переработки, не меняя остальных. Общим приемом выделения стадий, свободным от этих недостатков, стал предложенный в 1969 году сотрудником Белловских лабораторий Солом Стернбергом (Sternberg, 1969) метод аддитивных факторов. Идея этого методическо­го приема связана с использованием факторного планирования экспери­мента и дисперсионного анализа (они были разработаны в 1920-х годах Рональдом Фишером, 1890—1962).

Допустим, что решение некоторой хронометрической задачи включа­ет несколько последовательных этапов переработки информации, на­пример, тех трех этапов, которые описал еще Дондерс: детекция стиму­ла, его различение и выбор ответа (см. 1.2.1). Тогда в случае наиболее сложной задачи времени реакции выбора (п стимулов -» и реакций) можно было бы попытаться найти такие независимые переменные, или факторы, которые, селективно влияя на продолжительность каждого из этих этапов, не вызывают изменения времени переработки информации на других этапах. Наличие отдельных этапов выразилось бы в аддитив­ном влиянии этих факторов на общее время реакции выбора. Аддитив­ность двух факторов А и В означает, что при всех значениях одного фак­тора влияние другого постоянно. Формальным критерием аддитивности служит ситуация, при которой величина взаимодействия факторов (АхВ) в дисперсионном анализе не достигает уровня значимости. При графическом представлении результатов аддитивность выражается в по­явлении параллельных зависимостей.

Действительно, многочисленные данные демонстрируют существо­вание переменных, которые, влияя на время решения тех или иных за­дач, не взаимодействуют между собой (Sternberg, 1969; 1999). Как пока­зано на рис. 2.6А, к их числу в простейшем случае относятся оптическая зашумленность («читабельность») предъявляемых зрительно цифр и ес­тественность соответствия стимулов и ответов: в соответствующих экс­периментах испытуемый должен был либо просто называть показанную цифру, либо называть цифру, на единицу большую. Аддитивность (неза­висимость) влияния этих двух факторов на время реакции свидетель­ствует о существовании, по крайней мере, двух независимых этапов в процессах решения данной задачи. Содержательно их можно было бы назвать этапами перцептивного кодирования и организации ответа. Вре­мя перцептивного кодирования избирательно зависит от читабельности




естеств. неестеств естеств. неестеств.

Соотношение стимулов и реакций

Рис. 2.6. Примеры аддитивного (А) и неаддитивного (Б) влияния на время реакции в за­даче называния цифры (по· Sternberg, 1999).

цифр, а время организации ответа — от его естественности. С другой стороны, третий экспериментальный фактор — число альтернатив — взаимодействует в той же задаче как с читабельностью цифр, так и с ес­тественностью ответов. Можно сделать вывод, что этот фактор влияет на продолжительность каждого из выделенных выше этапов переработки, а его полезность для тестирования процессов на одном из этих этапов ограничена.

Таким образом, метод аддитивных факторов заключается в поиске пар не взаимодействующих между собой факторов с целью расчленения процесса решения задачи на отдельные стадии. Это выявление внутрен­ней структуры процессов переработки информации оказывается воз­можным чисто психологическими методами, без использования физи­ологических и нейропсихологических процедур. Ограничением метода аддитивных факторов является то, что он может использоваться толь­ко в хронометрических экспериментах, причем в режиме относительно безошибочной работы. Следует подчеркнуть последний момент: в силу взаимозависимости скорости и точности ответов (больше времени — точнее работа и наоборот) число ошибок в хронометрических исследо­ваниях, за исключением специальных случаев, должно оставаться на очень низком и примерно одинаковом уровне (порядка 2—3%). Дан­ный метод был использован в огромном числе когнитивных исследо­ваний, прежде всего для систематического анализа закономерностей поиска информации в памяти (см. 5.1.2).

121

Четвертый принцип традиционного когнитивного подхода состо­ял в нарочито нечетком определении связи психологических и нейро­физиологических процессов. Считалось, что хотя процессы переработ­ки символьной информации как-то связаны с мозговым субстратом, эта зависимость не является жесткой. Скорее всего, работающий мозг .— необходимое, но не достаточное условие формирования символьных репрезентаций и психологического контроля поведения. Для предста­вителей искусственного интеллекта, кстати, мозговой субстрат не был даже необходимым условием — предполагалась, что полноценные ког­нитивные репрезентации могут быть сформированы также и достаточ­но мощной компьютерной программой. В силу нечеткости психофизи­ологической связи, для многих научных и практических целей вполне достаточным представлялось формальное описание вовлеченных в пе­реработку информации процессов, даже если их мозговой субстрат ос­тается неизвестным. Подобное формальное описание строилось на базе формализации предложений естественного языка, то есть предполага­лось, что внутренние репрезентации знания имеют в своей основе вер-бально-логический характер.

Представления об абстрактно-символьной природе внутренних репрезентаций были наиболее полно разработаны Аланом Ньюэллом. Подобные представления были необходимы, чтобы полностью исполь­зовать потенциал компьютерной метафоры и показать, что знания и следствия из них (умозаключения) могут в буквальном смысле слова вычисляться. Единицей знания при этом (см. также 5.3.1, 7.1.3 и 8.1.1) считается пропозиция — логическое суждение (утверждение), которое может быть либо истинным, либо ложным.

В логике и лингвистике существуют разные подходы к описанию пропозиций. Традиционный подход близок к описанию структуры предложения и состоит в выделении в составе пропозиции субъекта, предиката (отношения, свойства) и объекта. Этот подход, однако, про­блематичен, так как субъект и объект легко могут меняться местами без изменения истинности утверждения: «Россия продала Аляску Амери­ке» и «Аляска была продана Россией Америке». Поэтому более совре­менным, отвечающим духу математической логики подходом является трактовка предиката как логической функции, или отношения, в ко­торое могут подставляться различные аргументы (объекты отношения). В зависимости от характера предиката (отношения) пропозиция может допускать различное количество аргументов. Примером одноместного предиката служит выражение твердый (карандаш), двуместного — на (книга, стол), трехместного — подарить (Маша, Летя, яблоко) и т.д. В качестве аргументов таких выражений могут выступать не только су­ществительные, имена собственные и местоимения, но и целые пропо­зиции, в связи с чем говорят о предикатах второго порядка. Например, предикат установления причинно-следственной связи, cause, способен рекурсивно объединять серию более элементарных пропозиций:



cause [подарить (Маша, Петя, яблоко), благодарить (Петя, Маша)].

живое существо







птица

Мурка

Чижик


Рис. 2.7. Пример простейшей семантической сети.

На базе пропозициональных репрезентаций возможно выполнение вычислений, для которых используется пропозициональная логика, назы­ваемая также исчислением предикатов. Подчеркивание роли пропозици­онального описания знания, таким образом, тесно связано с поставлен­ной еще Лейбницем (см. 1.1.2) задачей автоматического вывода и моделирования умозаключений. Существует большое количество произ­водных от пропозиций средств моделирования, наиболее известными из которых являются семантические сети. Они представляют собой про­странственные структуры, включающие узлы (понятия, объекты, аргу­менты) и связи между ними (отношения, функции, предикаты). Пример фрагмента простейшей семантической сети показан на рис. 2.7 С помо­щью подобных сетей возможно моделирование процессов категориза­ции и простых умозаключений (см. 6.2.1 и 8.2.1). Так, если два понятия «лебедь» и «щука» объединены иерархически более высоким узлом «жи­вое существо», то возможен перенос части свойств, приписанных дан­ному узлу, с одного понятия на другое. Иными словами, интерпретация и репрезентация понятий в символьном подходе прямо зависят от про­цессов категоризации: как только понятие относится к некоторой более

123


абстрактной категории, оно наследует семантические признаки этой категории10.

В конце 1970-х годов появились и другие средства моделирования когнитивных процессов, прежде всего так называемые системы продук­ций или марковские алгоритмы, названные так в честь русского матема­тика A.A. Маркова (1858—1922). Одним из примеров могут служить пра­вила перезаписи порождающей грамматики Н. Хомского (см. 1.3.3). Они представляют собой колонку пар (продукций) типа «условие» —» «дей­ствие»: если на вход системы продукций попадает одно из «условий», то оно автоматически приводит к соответствующему «действию». Продук­ции можно представить как определенные правила, например: «Если идет дождь, то нужно взять с собой зонт», хотя речь может идти и о средствах моделирования простых связок: «стимул» —» «реакция» Управ­ление начинается сверху колонки и последовательно спускается вниз до нахождения первого подходящего условия. После осуществления опера­ций — «действий» — управление вновь начинается с верхней строчки В отличие от обычных машинных программ системы продукции практи­чески не обладают структурой, в них, в частности, отсутствует обычный для многих языков программирования оператор перехода к другим уча­сткам программы (оператор «go to»). Простота систем продукций при­вела к тому, что они стали широко использоваться при когнитивном мо­делировании (см. 6 4.1 и 9 2.1). В связи с упоминанием «действий» много надежд было связано и с возможным использованием систем продукции для дополнения моделей когнитивных функций (прежде всего памяти и мышления) моделями сенсомоторных процессов.

Оценивая перспективы когнитивной психологии, один из ее пред­ставителей писал в эти годы: «Развитие этого направления науки обеща­ет оказать на нашу философию влияние, которое будет, по крайней мере, столь же существенным, как влияние дарвинизма» (Broadbent, 1961, р. 11). Этот энтузиазм разделялся большинством психологов. Пожалуй, един­ственным крупным автором в американской психологии, который по­зволил себе публично выразить сомнение, был специалист по восприя­тию Джеймс Джером Гибсон: «Многие психологи, видимо, думают, что сейчас нужно только собрать воедино все наши научные достижения. Их самоуверенность удивляет меня. Ведь эти достижения очень сомнитель­ны, а сама научная психология, по-моему, плохо обоснована. В любой момент все может опрокинуться, как тележка с яблоками» (Gibson, 1967, р. 142). Может показаться удивительным, но именно его взгляды оказа­ли особенно сильное влияние на более поздние работы одного из осно­вателей когнитивной психологии Найссера, а также на многие ведущие­ся сегодня дискуссии (см. 9.3.2).

124

10 Следует иметь в виду, что речь идет о процессах индуктивного вывода, которые в случае реальных семантических категорий всегда могут сопровождаться ошибками На­пример, свойство (предикат) ЛЕТАЕТ, приписывемое концептуальному узлу ПТИЦА, не может быть распространено на некоторые примеры этой категории, такие как СТРАУС и ПИНГВИН (см 6 2 1)

Действительно, традиционный когнитивный подход оставлял не­решенными много серьезных проблем. Так, не вполне понятной оказа­лась проблема первичного определения значений — «проблема заземле­ния символов» (symbol grounding problem). На поздних этапах изучения языка понятия могут задаваться посредством определения и ссылок на другие символы (см. 6.1.1). Но можно ли выучить китайский язык с са­мого начала, имея в распоряжении лишь китайско-китайский толковый словарь, к тому же без картинок (см. 9.2.2)? Очевидно, первичное «за­земление» понятий возможно в контексте непосредственного восприя­тия и предметных действий, однако именно они были исключены из рассмотрения. Акцент на вербально-логическом, амодальном описании знаний оставлял открытым также вопрос о природе образных явлений (их изучение привлекло поэтому внимание многих талантливых иссле­дователей — см. 5.3.1 и 6.3.1). Далее, наши действия и восприятия явно непрерывны, поэтому их трудно описывать дискретными логическими функциями. Программы символьной обработки, например, так и не по­зволили смоделировать элементарный феномен восприятия — разделе­ние видимого поля на фигуру и фон (см. 1.3.1). Вместе с тем, они оказа­лись достаточно успешны при моделировании решения логических задач и даже игры в шахматы.

Из возникших в тот период дискуссий и новых данных к концу 1980-х годов постепенно возникли подходы, поставившие под сомне­ние универсальную применимость символьного подхода. В центре вни­мания оказались процессы параллельной обработки и «субсимвольной репрезентации» знания, в частности, процессы, лежащие в основе на­шего непосредственного взаимодействия с окружением — локомоций, восприятия и действия с предметами. Новые нейрофизиологические методы, такие как трехмерное картирование активности мозга (см. 2.4.2), были быстро включены в арсенал средств психологических ис­следований. Радикально изменился и сам характер когнитивных тео­рий, в фокусе которых, наряду с нейропсихологическими механизмами, все чаще оказываются проблемы развития и коммуникативного взаи­модействия. Можно сказать, что сегодня мы имеем дело с другой пси­хологией и другой когнитивной наукой. Они стали в большей степени соответствовать представлениям об объединяющей различные научные дисциплины и субдисциплины единой романтической науке (см. 1.4.3 и 9.4.1), чем это могли представить себе создатели первых метафор дан­ного направления.



125




Покойники легко меняют политические взгляды. Станислав Ежи Лец
ещё >>