Третий вопрос. Основные направления когнитивной психологии.

Напомним о том, что когнитивную психологию можно определять в весьма широком смысле. Когнитивные психологи считают своими предшественниками Платона и Аристотеля. Но есть официальный год рождения когнитивной психологии – 1956г. Так считает Ховард Гарднер. Когнитивная революция.

Когнитивная психология активно оформлялась как общественное движение. В МИТ проходила конференция, где значимыми докладчиками были следующие люди. Во-первых, это Д. Миллер. В строгом смысле когнитивная психология считается от Миллера, с магического числа 7 плюс минус 2, то есть с рабочей памяти. Тогда начинается проблема о преобразовании информации и, следовательно, предшествующем её отборе. Миллер предложил ещё одну идею и в этом смысле что-то добавил к Вундту. Дело не в том, сколько чисел в памяти (единиц информации), но важно, что занять такую ячейку может любой схематически организованный материал.

Возникает не только проблема единиц информации. А таких единиц, которые можно считать единицей преобразования знаний. Мест ограниченное число, но каждая ячейка может расширяться по своему содержанию. Зависимость рабочей памяти от материала всё же существует. Объем рабочей или кратковременной памяти[422] будет разный для букв или цифр, для бессмысленных слогов или для осмысленных слов. Единицей можно считать не только слово, но и фразу. Не только изобразительный материал, но и число рисунков. Объектов, имеющих структуру. И если рабочая память является центральным образованием, то у неё есть предшественник и есть блок, в который поступает информация далее. Этот следующий блок – семантическая долговременная память. Сенсорный регистр связан с восприятием, а семантический – с мышлением.

На той же конференции выступили два исследователя, с именами которых связаны модели построения первых компьютерных моделей процесса решения задач – Ньюэлли Саймон. Они впервые поняли мышление как процесс переработки информации, а позже именно они дали конкретное определение. Мышление – суть процесс решения задач. Значительно позже в 1972г. Ньюэлл и Саймон ввели понятия пространства задачи, внутреннее или пространство решаемой задачи. Для них было значимо, что человеческое мышление в принципе модулируемо с помощью ЭВМ. Отдельная проблема – сравнение человеческого и ИИ. Но это не проблема для Н и С. Для них даже высшие формы мышления сводятся к процессам переработки символов.

Н и С пытались сымитировать прежде всего решение практических задач. Для когнитивной психологии в узком смысле принципиально рассматривать те этапы, где уже есть знание, понятия и логика. Для этого было значимо сформулировать начальное состояние и состояние целевое. В пространстве задачи выделялось исходный пункт и целевой.

Для испытуемых Н и С было два логических высказывания, две логических формулы – условие и требование. И условие нужно было преобразовать в требование. На выбор предлагались правила преобразования, позже названные операторами. Испытуемый должен был пройти определенный пошаговый путь от начала к цели. Результатом был определенный набор операторов. У каждого испытуемого был свой протокол. Затем протоколы обобщались, и оптимальный путь назывался алгоритмом.

Вот начало. Построение алгоритмических программ, но либо молодость, либо поспешность в доказательстве возможностей компьютеров. Для моделирования были избраны творческие деятельности, такие как шахматная игра, сочинение музыки и т.д. И как только перешли к моделированию творческих деятельностей (не строго, а в смысле создания чего-то нового) то возникла проблема, что творчество невозможно по алгоритму. Значит, должен смениьтся термин, должно появиться новое понятие заменяющее понятие творчество.

Эвристика. Когнитивный психолог сравнит алгоритм и эвристику. Алгоритм это перебор вариантов решения, в пределе полный перебор. А значит, движение по алгоритму может занимать много времени и, значит, обязательно будет успешный результат. А эвристика? Это уже не перебор, а выбор. Эвристика – это правило эффективного сокращения возможных вариантов решения (позволяющее выбирать), не гарантирующее успешный результат. Эвристика была довольно быстро освоена в психологии, и возникло направление – эвристическое программирование. Любые современные программы могут быть интерпретированы как определенные совокупности эвристик (частных и общих).

На той же конференции выступил исследователь языка, речи. Язык – суть система знаков, одна из форм организации знания. Наум Хомский[423]. Предметом исследования (а значит и моделирования) являются здесь процессы порождения и понимания речевых высказываний. Понимание порождения и понимания речевых высказываний до Хомского и после него.

До него был собственно лингвистический этап. Шли собственно от языка и его структуры. Эту структуру понимали как подчиняющуюся закономерности. Человек каждое новое высказывание подбирает с определенной степенью вероятности. Это связано с понятием Минского «рамка». Ячейки связаны с другими с определенной вероятностью. Вот одна модель. Единица – ячейка.

Были и другие модели, где единицы были отражающими не отдельное слово, а целое предложение. Предполагалось, что в нашем языковом опыте знание хранится целыми формами группами. Группа подлежащего, группа сказуемого. И когда порождается развернутая письменная речь, адекватное высказывание то есть группа подлежащего и сказуемого.

Хомский внёс две основных идеи. В самом общем виде, он показал, что реальный процесс речепорождения относительно независим от структуры языка. Структура языка – это результат, она достаточно устойчива. А Хомский подчеркнул необходимость анализа и моделирования процесса. И этот процесс был назван порождающей грамматикой. Основная идея Хомского заключается в том, что порождая высказывание, человек трансформирует, а значит, преобразуется имеющиеся у него в прошлом опыте структуры (системы ячеек, группы подлежащего или сказуемого и т.д.).

Были выявлены уровни речевой активности. На исходном уровне хранится опыт в виде ядерных предложений, отвечающих нормативному языку. Но тогда на другом уровне Хомский помещает трансформации этих ядерных предложений, правила преобразования их. Это та же идея, которая была у Н и С, которая говорилась об операторах.

Довольно скоро в середине 60-х Хомский предлагает ещё одну модель, продолжающую данное психолингвистическое направление. Обращается к семантике языка. Помимо поверхностных уровней, где речь идет о грамматике, есть уровень глубинной семантики, на котором Хомский несколько спекулятивно предположил существование некоторых языковых универсалий, исходных смысловых единиц.

Человек слушает текст, ему подается сигнал. И он должен сказать, в каком месте текста был сигнал. Оказывается, что правильно опознать местоположение этого сигнала очень трудно, он всегда бывает смещен. Предположение Хомского в том, что этот сигнал смещается на стык на границу двух глобальных семантических единиц. Пока единица не осуществлена полностью, не прослушана и не проговорена, человек отмечает единицы словопорождения.

Не грамматика отражает семантику, а семантика определяет грамматическое строение речи. Как рядом с Пиаже имя Выготского, так и здесь. Выготский говорит, что всегда есть разделение в планах речи на внешний и внутренний, грамматический и семантический план. И собственно речепорождение, речемыслительная деятельность начинается с семантики. Мотив деятельности – суть выражаемая мысль.

Хочется упомянуть с самого начала. Многие считают, что моделируется все психические процессы. Но адекватно надо заметить, что машины порождающие язык созданы и довольно успешно работают. Но машины, понимающие язык, определяют некоторое ограничение информационного подхода. Когда язык порождают, то уже понимают. А вот когда язык понимают, то нужна какая-то встречная активность. Процессы понимания и порождения взаимосвязаны. Когда я понимаю текст, то в ответ порождаю собственные гипотезы понимания.

Второе событие, произошедшее в том же году, которое отмечает Гарднер – это Дартмутская конференция, на которой собрались представители когнитивных наук, занимавшиеся ИИ. Гарднер считает, что проблематика моделирования ИИ возникла в конце 50-х г. На этой конференции были представители компьютерного направления.

И вот проблема, которая была поставлена в 1956 году, затем в 60-х была темой острых дискуссий и остается сейчас постоянно присутствующей. Проблема соотнесения информационного и психологического подхода к интеллекту. Для тех, кто собрался на той конференции, такой проблемы не было. Для них информационный подход был как бы современным психологическим подходом. Но тогда звучали замечания некоторых методологов.

Некоторые философы на вопрос может ли машина мыслить, говорили очень спокойно, что это всего лишь неверно поставленный вопрос. В науке его ставить бессмысленно. Может ли машина мыслить – странный вопрос, ведь машина – это то, что действует по алгоритму, и как его не совершенствуй, а мышление, прежде всего, продуктивный творческий процесс[424]. Но разговор шёл на другом языке и философов не слушали.

По существу. Речь не о том, чтобы уподобить человека машине. А о том, что можно сымитировать с помощью машины. Есть какие-то области в психологии, которые подлежат моделированию и есть те, которые выходят за эти границы. Для продолжения разговора воспользуемся работами О.К.Тихомирова.

В теоретическом отношении работы Тихомирова есть испытание того, что можно моделировать, а что за границами. Рассмотрим мышление как деятельность вслед за Леонтьевым, Лурией. Операциональный уровень (в смысле Леонтьева как способы выполнения действий), например информационный процесс преобразования определенного символа – на этом уровне любой процесс решения задач заведомо моделируется. Почему? П.ч. операции (это ещё Леонтьев сказал) неосознаваемы, автоматизированы, поэтому они по определению моделируются с помощью машины.

Поднимаемся на уровне действий и встречаем массу проблем. П.ч. действие – это и есть процесс решения задачи. Мыслительный процесс, интеллектуальный, эвристический. Моделируется ли этот процесс? Он моделируется там, где материал задачи освоен испытуемым, скажем хорошо знаком ему. Моделируется там, где уже не нужен инсайт, где уже есть понимание ситуации.

Один из предшественников эвристического программирования – Джордж Пойа, прекрасно выразил саму проблематику. Он выделяет типовые эвристики. Скажем, мечта учителя математики – выделить универсальную эвристику, такую стратегическую программу, которая позволяла бы решать любые задачи. Он строит такую программу и говорит, что любую задачу надо решать и с начала и с конца. Не только от условий идти, но и от требований к условиям. Опытный математик сразу же видит решение. Но эвристика не гарантирует результат, поэтому в данный момент решение может не произойти, не будет понимания ситуации, не будет инсайта. И это центральное звено не моделируется.

Об этом же О.К.Тихомиров находит специфическую психологическую проблему. Эмоциональная регуляция мыслительной деятельности. Машина не испытывает эмоций. Процесс, когда автоматизировано можно смоделировать, а вот эмоциональное предвосхищение решения нельзя смоделировать. Представитель информационного подхода вспомнит об оценке какого-то элемента задачи, оценке какой-то тактике стратегии решения. Так вот программы оценки и придания значимости элементам решения задач могут быть построены. Поэтому сама функция эмоций смогла быть смоделирована.

Что не обсуждают представители информационного подхода, но обязаны обсуждать психологи? Это уровень познавательной мотивации. Здесь психолог заведомо прав. Здесь представитель когнитивной психологии заведомо исключил мотивацию из своего анализа.

Когнитивная психология имеет, грубо говоря, два качественно разных этапа. Первые психологи, изучавшие память, внимание, мышление сосредоточились на моделировании механизмов мышления. Весь процесс переработки информации был разбит на блоки каждый с какими-то характеристиками. И здесь когнитивные психологи почувствовали риск уйти от реальности.

У.Найссер, пожалуй, одним из первых обратил внимание на то, что закономерности информационных процессов должны быть проверены на экологическую валидность[425]. Это новый этап – путь к экологической психологии. Теперь есть желание изучать человеческую деятельность. Речь идет об учете тех в широком смысле средовых влияний, в которых существует человек.

Всё больше исследуют не отдельные элементарные процессы, а процессы повседневные. Например, когнитивные психологи занимаются и дают ответы на житейскую психологическую проблему о внезапном совпадении узнавания тех или иных фактов. Де жа вю, уже видел. Люди считают, что эти события они видели во сне. Эти факты объясняет когнитивный психолог, причем всякая мистика исчезает.

Третье событие, произошедшее в 1956 году. В этом же году выходит работа, которую считают переломной в проблематике формирования понятий.

Когнитивного психолога интересует непременно понятийный интеллект. В 1956г. выходит работа Джерома Брунера. Соавторами были Гуднауи Остинсотрудники Брунера. Эта работа посвящена формированию понятий и возможности моделирования этого процесса.

Брунер не только когнитивный психолог. Прежде всего, он объединяет познавательную сферу, восприятие и мышление как единый процесс переработки информации. Восприятие для Брунера – это процесс познавания образов. Это процесс отнесения объекта к категории, а это очень удобно для моделирования процесса. Другое название для перцептивного процесса – процесс принятия решений, к какой категории относить то или иное решение. Восприятия значит можно рассматривать как результат решения задач. Значит, нет строгой разницы между восприятием и мышлением.

Проблема восприятия субъектом информации интересовала ещё старинных исследователей мышления. Вюрцбургская школа уже использовала метод определения понятий, сравнения понятий друг с другом. Остается вопрос о том, как понятие образуется, как оно формируется впервые. Исследователь Ахпредложил первую методику формирования искусственных понятий.

Чтобы проверить, надо создать искусственный материал, незнакомые слова. Первые такие методики были в Вюрцбургской школе. Затем был этап, когда формирование понятий исследовалось Выготским и Сахаровым, чтобы посмотреть на то, какими единицами оперирует ребенок до понятия. Каковы стадии значений слов. Одна из таких стадий – это синкрет. От синкретов ребенок переходит к т.н. комплексам и только потом появляются понятия.

Можно ли в методике Выготского-Сахарова мыслить не понятиями, а например синкретами или комплексами? Ответ: такую методику смоделировать на машине нельзя. П.ч., например, показывают фигуру и просят определить относимые к этой же группе другие фигуры. И сразу же называется общий признак данной фигуры (цвет, размер, т.е. признак). Производится поиск по общим данной группе признакам. Значит оперирование понятиями, а не чем-то, что понятиям предшествует. А на машине моделируется только понятие.

Когнитивных психологов привлекла работа Брунера, п.ч. она была этапом в развитии проблематики. Брунер изучает не то, что предшествует понятию, а он изучает стратегии понятийного поиска.

У человека, который садится за ЭВМ, уже есть хотя бы конкретные понятия. Он ищет по признакам. Брунер исследует стратегии формирования понятий, тогда когда человек уже владеет понятийным мышлением. Брунер вновь предложит испытуемым образец с понятийным признаком, задуманным экспериментатором. А испытуемым должен высказать гипотезу о загаданном понятийном признаке. У испытуемых есть два идеальных варианта. В первом – испытуемый формулирует гипотезу целостно, а значит, ввёл в неё все признаки образца. Сразу и цвет, и количество объектов и форму, и цвет фона, в общем всё. А во втором абстрактном случае – частная гипотеза или парциальная. Учёт какого-то одного признака.

После того как испытуемый выбрал гипотезу обязательно приходит к стратегии формирования понятий. В первом случае, когда всё учёл. Когда предъявят, например, объект на зеленом фоне и скажут, что это не относится к понятию. Испытуемый исключит это как что-то лишнее. Сфокусирует и тем самым угадает задуманное понятие.

Во втором случае. Испытуемый от своей предыдущей гипотезы отказывается и формулирует новую гипотезу. Происходит перескакивание к другому признаку. Сканирование[426]признаков. В этой второй гипотезе нет нагрузки на память. А в первой стратегии нужно постоянно учитывать предыдущее.

Вообще-то говоря, самые смелые научные открытия делались не тогда, когда учитывалось всё, а отбрасывалось и делалось конкретное предположение. Это рискованно. Маленький итог и следующая тема. Когнитивная психология в целом изучает познавательные процессы, как процессы переработки информации. Она рассматривает этот процесс как последовательный, т.е. состоящий из определенных блоков и каждый из них имеет свою функцию. Кроме того когнитивная психология занимается моделированием этих процессов. В контакте с психологами выясняется, что же моделируется, а что – нет.

М.Айзенк говорит, что среди представителей когнитивных наук можно выделить три группы. Это психологи экспериментаторы, это представители эвристического программирования и знатоки техники, и, наконец, третьи – это нейрофизиологи. И нас будут интересовать именно первая группа исследователей.