Общая характеристика символьного подхода. Компьютерная метафора. Переработка информации, кодирование и процессы управления.

 

См. билет 2 (про общую характеристику символьного подхода)

 

Компьютерная метафора - (от греч. metaphora - перенесение) - аналогия между процессами переработки информации человеком и в универсальном вычислительном устройстве.Благодаря развитию когнитивной психологии и претворению идей компьютерной метафоры в жизнь, удалось достаточно хорошо исследовать память человека. Исследования памяти это большая победа когнитивной психологии, ведь именно благодаря ей мы смогли узнать о памяти гораздо больше за последние несколько лет, чем за всю предыдущую историю.

Для того чтобы создать хорошую машинную память необходимо знать и понимать процессы, происходящие в памяти человека. В свою очередь развитие искусственного интеллекта ведет к более полному пониманию психологических процессов у человека.

Компьютерная метафора конечно не является заменой психологической теории. Но она дает нам возможность оперировать конструктивными понятиями.

 

Компьютерная метафора открыла новые теоретические возможности, заменив представление об энергетическом обмене организма со средой на представление об информационном обмене. В. Вундт и его современники полагали, что принцип сохранения энергии требует признания строгого психофизического параллелизма [215; 600]. Но вычислительное устройство, потребляя незначительное количество энергии, может управлять огромными механизмами. Далее, хотя трудно сказать, какие процессы лежат в основе некоторой чисто психической работы, например, восприятия картины Рембрандта, можно легко представить компьютер или блок-схему когнитивных процессов, осуществляющие переработку информации, которая заканчивается адекватным ситуации ответом. Под этим представлением, например, вполне мог бы подписаться К. Халл, считавший, что модель "человека по типу поддерживающего свое существование робота была бы надежной гарантией против использования менталистских понятий. Возрождение этой терминологии в когнитивной психологии было обусловлено вначале чисто эвристическими соображениями: она оказалась необходимой потому, что сложность рассматриваемых феноменов не позволяла дать их осмысленную интерпретацию в других терминах.

 

Первыми работами нового направления можно считать исследования процессов образования понятий Дж. Брунером и сотр. [14], а также работы А. Ньюэлла, Г. Саймона и Дж. Шоу, создавших ряд машинных моделей мышления, в том числе «Логик — теоретик» и «Универсальный решатель проблем». Общими чертами этих работ являются не только сильный крен в сторону формально-логического анализа (например, используемый в монографии Дж. Брунера теоретический аппарат совпадает с правилами индукции Дж. С. Милля), но и восстановление авторитета более ранних исследований познавательных процессов: докторская диссертация К. Халла 1920 года по формированию понятий на материале китайских иероглифов и вюрцбургская школа — в случае Дж. Брунера; О. Зельц и в меньшей степени гештальтпсихология — в случае А. Ньюэлла и его коллег.

 

Отдавая должное другим теоретическим влияниям, Дж. Брунер писал позднее, что на него и на ряд видных англо-американских авторов произвело в эти годы глубокое впечатление знакомство «с прочной традицией изучения познавательных процессов, сложившейся в советской психологии и вдохновившей всех нас на новые исследования» [14, 11]. Действительно, в его работах 60-х и 70-х годов отчетливо выступает интерес к генетическому анализу развития познавательных процессов, которые он вслед за советскими психологами, Ж. Пиаже и поздним Ф. Бартлеттом, связывает с формированием внешней практической деятельности [14; 153; 160]. Тем самым, однако, он поставил себя вне основного потока исследований когнитивной психологии, так как активг ность познавательных процессов сводилась для большинства авторов к внутренним преобразованиям информации в соответствии с определенными правилами.

 

Переход ко все более широкому использованию терминологии «менталистской» психологии 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 [68; 113]. Все эти работы содержат предположение, что проблема бесконечного регресса к гомункулусам, поставленная ранее в споре между Э. Толменом и Э. Газри, может быть обойдена, если предположить, что процессы переработки информации организованы в иерархические структуры, а сам гомункулус выполнен из нейроноподобных элементов.

 

Так, ведущий представитель информационного подхода Ф. Эттнив [113] в статье под названием «В защиту гомункулусов» 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. 6. Блок Н 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 сколь-нибудь продолжительного запоминания информации. Ф. Эттнив легко включает в свою модель данные Д. Бродбента и Дж. Миллера об ограниченности возможностей внимания и непосредственной памяти, считая, что вход в блок Н ограничен 7±2 единицами предварительно организованного перцептивной системой (блок Р) материала. Психологию в этой работе как будто хотят начать строить заново, причем примерно на том же самом месте. Совершенно очевидно, что Ф. Эттнив вкладывает в уже имевшиеся к тому времени информационные модели познавательных процессов (ср. рис. 5) традиционное для психологии сознания менталистское содержание. Статья завершается призывом «пересмотреть вопрос о научной респектабельности гомункулуса» [113,781].

 

Сдвиг от необихевиоризма к «неоментализму» когнитивной психологии был зафиксирован и в известной книге Дж. Миллера, Е. Галантера и К. Прибрама «Планы и структуры поведения» [68]. Здесь еще раз была выдвинута задача изучения «центральных процессов», с помощью которых можно бы заполнить «пропасть между стимулами и реакциями». Образы были уподоблены планам или программам, а иерархическая организация последних, допускающая возможность «самопрограммирования», позволяла обойтись без гомункулуса. Наряду с другими аналогичными призывами к изучег нию «центральных процессов» (например, Д. Хэбб [273]), это был не просто субъективный бихевиоризм, но уже когнитивная психология, правда, в ее специфической форме, подчеркивающей не столько соответствие организации познавательных процессов архитектуре цифровой вычислительной машины, сколько связь между внутренними репрезентациями и программами машинных вычислений.

 

Значительная часть развернувшихся с конца 50-х годов исследований склонялась скорее к компьютерной метафоре. Не случайно в своем большинстве это были работы, направленные на выделение отдельных процессов и видов памяти, аналогичных блокам хранения, и преобразования информации вычислительных устройств. Благодаря экспериментам англичанина Дж. Брауна и американцев Л. и М. Питерсонов удалось установить критическую роль активного повторения для всякого продолжительного запоминания: если после показа 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—20с вероятность правильного воспроизведения приближается к нулевой отметке1. Дж. Сперлинг [514], а несколько позднее Э. Авербак и А. Кориэлл [117], использовав методику частичного отчета, пришли к выводу, что сразу после кратковременного предъявления зрительная информация сохраняется примерно в течение трети секунды в виде относительного полного образа, после чего она исчезает или переводится в какую-то другую, вероятнее всего, вербальную форму. Предположение об обязательном участии повторения в продолжительном запоминании материала (включая абстрактные фигуры) — «переводе информации в долговременную» память — получило название гипотезы вербального кольца (см. [35]). Для объяснения всех этих данных Н. Во и Д. Норман [584] предложили модель, в которой выделили три последовательных блока переработки информации в памяти человека: сенсорные регистры (например, «очень короткая зрительная память» из работ Дж. 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 цифровой вычислительной машины. Вместе с тем.она вполне традиционна. Так, различение. первичной и вторичной памяти можно найти уже у У. Джеймса [31], который, в свою очередь, взял его у С. Экснера [483]. Первичной памятью они называли непрерывное сохранение представления в пределах поля сознания, вторичной — повторное возвращение представления в сознание, после того как оно его покинуло. Таким образом, первичная или кратковременная память — это удивительное образование, одновременно имеющее сходство с сознанием, гомункулусом, каналом связи и процессором электронно-вычислительной машины.