От натурфилософии к нейропсихологии 5 страница

Точно так же в исследовании зрительного различения было уста­новлено, что комбинация перцептивных признаков, которая с логичес­кой точки зрения не меняет неопределенность стимулов (а следователь­но, не меняет и количество информации), тем не менее, приводит к значительному изменению пропускной способности. Так, в случае од­номерных стимулов, варьирующих только по цвету, яркости или вели­чине, испытуемый может перерабатывать 2,75 бита информации, чему соответствуют безошибочные различения и категоризация примерно 7 стимулов. Если же стимулы меняются одновременно по всем трем пара­метрам, причем меняются полностью коррелированным (избыточным) образом, так что формально по-прежнему есть только одно стимульное измерение, количество передаваемой информации возрастает до 4,11 битов. Это означает успешную категоризацию уже 17 стимулов. После таких результатов необходимость изучения внутренней репрезентации цвета, яркости, величины и других перцептивных категорий станови-

I         лась понятной даже наиболее позитивистски ориентированным пред-

ставителям информационного подхода.

Важную роль в создании методологического климата, сделавшего
возможным переход к когнитивной психологии, сыграл принцип кон­
вергирующих операций Гарнера, Хэйка и Эриксена (Garner, Hake &
Eriksen, 1956), означавший либерализацию и даже ревизию требований
ортодоксального неопозитивизма (см. 1.3.2). Основная мысль состояла
в том, что изучать можно и то, что не является непосредственно наблю­
даемым. Границы подобного, «скрытого за поверхностью» регистрируе­
мых событий предмета исследований, лучше всего могут быть намечены
при движении по различным, но сходящимся (конвергирующим) на­
правлениям. Например, если обнаруживается сходство оценок продол­
жительности работы некоторого гипотетического внутреннего механизма,
|                           полученное с помощью двух или большего числа независимых методичес-

^!                                           ких процедур, то можно допустить, что такой механизм действительно

существует — даже если результаты отдельных методик для этого допу­
щения недостаточно убедительны. Авторы попытались в первую очередь
разделить сенсорные аспекты восприятия и чисто моторные реакции,
заменив радикальное операционалистское утверждение: «восприятие =
определенный способ реагирования на сенсорную стимуляцию» на бо-
¹                                          лее осторожное: «восприятие = некоторое внутреннее событие, кото-

¹                                           рое может проявляться в моторных реакциях, но принципиально от

I                          них отлично».

¹                                                    В результате психология восприятия была вновь выделена в качестве

самостоятельной области исследований. Поскольку понятия гештальт-психологии казались слишком широкими и слишком менталистскими, была предпринята попытка использовать для количественного описания структуры восприятия аппарат статистической теории связи. «Многие из гештальтистских принципов, — писал один из ведущих представителей информационного подхода Фрэд Эттнив, — связаны с количеством ин­формации. Хороший гештальт — это форма с более высокой степенью избыточности. Такие законы перцептивной организации, как законы близости, сходства, хорошего продолжения и общей судьбы, совершен­но очевидно относятся к ситуациям, в которых происходит уменьшение неопределенности» (Attneave, 1965, р. 117). Однако применение теории информации для описания перцептивной организации также натолкну­лось на трудности. Искусственным было уже требование, согласно ко­торому наблюдатель заранее должен знать весь набор возможных собы­тий. Гештальтпсихологи, например, всегда утверждали, что восприятие является процессом, который строится «здесь и теперь»: в конкретной ситуации и вне зависимости от прошлого опыта.

Следует отметить, что еще в 1950 году английский кибернетик До­
нальд М. Маккай (МасКау, 1950) предупреждал о принципиальных про­
блемах с применимостью статистической теории связи в психологии,
¹              предлагая создать или, по крайней мере, подумать о создании теории, в

которой информация в некотором сообщении оценивалась бы числом когнитивных операций, которые осуществляются при моделировании

его содержания. Маккай даже создал вариант применимой для психо­логических целей методики измерения «структурной информации». Как и ряд аналогичных попыток, его теория структурной информации не получила сколько-нибудь широкого распространения (за исключе­нием отдельных исследований восприятия формы и цвета — см. 3.3.1). Не получил широкого распространения и сам кибернетический подход, предложивший интересные, но очень математизированные средства описания процессов управления в сложных динамических системах. Напротив, чрезвычайно популярной стала общая идея реконструкции организмом своего окружения и мысленной работы с этой внутренней моделью. Эта идея легла в основу следующей метафоры эксперимен­тальной психологии.

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- OPERATE—TEST—EXIT). 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 вер­ бальной 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), первич­ ную 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.

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!