1.2 Сфера когнитивной психологии
Современная когнитивная психология
заимствует теории и методы из 10 основных областей исследований: восприятие,
распознавание образов, внимание, память, воображение, языковые функции,
психология развития, мышление и решение задач, человеческий интеллект и
искусственный интеллект.
1.2.1 Восприятие
Отрасль психологии, непосредственно связанная с обнаружением и интерпретацией сенсорных стимулов, называется психологией восприятия. Из экспериментов по восприятию известно о чувствительности человеческого организма к сенсорным сигналам и о том, как интерпретируются эти сенсорные сигналы. Доказано, что восприятие человека обладает творческой силой, действия которой подчиняются определенным объективным законам.
Система восприятия делится на подсистемы: зрительную, обонятельную, слуховую, кожно-кинестетическую и вкусовую. Они представляют собой адаптивные системы, способные к обучению и предвосхищению ситуаций. Цель этих систем - обеспечить высокую точность и скорость восприятия.
Общая модель восприятия такова: рецепторы осуществляют первичное кодирование внешней информации и анализ ее по физическим качествам (интенсивность, длительность).
Далее, информация по нервным волокнам поступает в отделы мозга, расположенные в задней части большого полушария. Эти отделы ответственны за глубокую многоступенчатую переработку информации. Там же формируется план перцептивных действий и формируются образы.
Процесс управляется врожденными и приобретенными навыками, а так же при помощи внимания, которое в свою очередь зависит от решаемых индивидуумом задач и его волевых усилий. Изучая врожденные и приобретенные навыки, можно реконструировать алгоритм их работы.
Исследование восприятия само по себе не может адекватно объяснить ожидаемые действия; здесь участвуют и другие когнитивные системы, такие как распознавание образов, внимание и память.
Таким образом, восприятие - это целостное отражение предметов, ситуаций и событий, возникающее при непосредственном воздействии физических раздражителей на рецепторные поверхности органов чувств. Ощущения и восприятия неразрывно связаны друг с другом и взаимозависимы.
Также необходимо отметить, что на
восприятие влияет предшествующий опыт человека.
1.2.2 Распознавание образов
Стимулы внешней среды не воспринимаются как единичные сенсорные события; чаще всего они воспринимаются как часть более значительного паттерна. То, что мы ощущаем (видим, слышим, обоняем или чувствуем вкус), почти всегда есть часть сложного паттерна, состоящего из сенсорных стимулов.
Весь этот процесс, выполняемый ежедневно миллиардами людей, занимает долю секунды, и он просто поразителен, если учесть, сколько в нем участвует нейроанатомических и когнитивных систем [16,с.27].
Распознавание образов - процесс перцептивной категоризации, отнесение воспринимаемого объекта к одному из множества классов на основе воспринимаемых признаков, т.е. процесс восприятия и идентификации форм и объектов. Например, для чтения необходимо помнить набор значимых паттернов (образов), состоящих из сочетаний линий и кривых.
Существует несколько теоретических подходов к объяснению способности человека идентифицировать и обрабатывать зрительные паттерны.
- По теории гештальтпсихологии предполагается, что восприятие зрительных паттернов организуется по принципам близости, сходства и спонтанной организации.
- Обработка информации происходит по принципу "от частного к общему" или "от общего к частному". Эксперименты показывают, что на восприятие объекта значительно влияют гипотезы, определяемые контекстом.
- Сравнение с эталоном предполагает, что распознавание паттерна происходит в случае точного совпадения сенсорного стимула с соответствующей внутренней формой.
- Принцип подетального анализа гласит, что распознавание паттернов происходит только после того, как стимулы будут проанализированы по их элементарным компонентам (имеет сходство с обработкой по принципу "от частного к общему").
- Согласно гипотезе формирования прототипов, восприятие паттерна происходит в результате сравнения стимулов с абстракциями, хранящимися в памяти и служащими в качестве идеальных форм.
Суть распознавания зрительных образов - зрительный анализ на входном этапе и хранение информации в долговременной памяти.
.2.3 Внимание
Внимание - процесс и состояние настройки (сосредоточенности) субъекта на восприятие приоритетной информации и выполнение поставленных задач. Р.Солсо дает более краткое определение: внимание - это концентрация мысленных усилий на сенсорных или мысленных событиях.
Способность к переработке информации, очевидно, ограничена на двух уровнях - сенсорном и когнитивном. Если одновременно навязывают слишком много сенсорных признаков, может возникнуть "перегрузка"; и если попытаться обработать слишком много событий в памяти, тоже возникает перегрузка. Последствием этого может оказаться сбой в работе.
Психологи изучают следующие аспекты внимания:
- Сознание, в смысле осознания внешней и внутренней информации. Различают несколько уровней сознания, соответствующие эпизодической, семантической и процедурной системам памяти.
- Пропускная способность и избирательное внимание. Исследования показали, что в структуре обработки информации существует "узкое место". Предполагается, что сигналы имеют различный порог активации. Избирательность внимания выделяет существенную информацию для дальнейшей ее обработки.
- Управление вниманием. Различают два типа управления вниманием: автоматическая и управляемая обработка информации.
- Одним из важных свойств внимания является его объем. Он измеряется количеством объектов, которые человек способен правильно воспринять при кратковременном одновременном предъявлении.
- Процесс внимания также характеризуют такие характеристики как переключаемость (способность быстро выключаться из одних видов деятельности и включаться в новые, соответствующие изменившимся условиям) и распределение внимания (способность удерживать внимание одновременно на нескольких объектах, минимум на двух)
.2.4 Память
Память - собственно информация, которая хранится и извлекается по мере необходимости. Память связывает прошлое субъекта с его настоящим и будущим. Является важнейшей познавательной функцией, лежащей в основе развития и обучения. Память и восприятие работают вместе.
В памяти можно выделить четыре основных процесса:
1. Запоминание - процесс, направленный на сохранение в памяти полученных впечатлений. Различают произвольное и непроизвольное, механическое и осмысленное запоминание.
2. Сохранение - это процесс активной переработки и систематизации полученного материала.
. Процессы узнавания и воспроизведения - это процессы идентификации, актуализации и экстериоризации воспринимаемого объекта. Говоря проще это процессы восстановления прежде воспринятой информации (умений).
. Забывание - процесс постепенного уменьшения возможности узнавания и воспроизведения прошлых сведений или умений.
В связи с тем, что память присутствует во всех жизненных процессах, ее исследование носит междисциплинарный характер.
Психологи выделяют произвольную и непроизвольную память, по характеру проявления различают образную, словесно-логическую, механическую, эмоциональную и условно-рефлекторную память, по типу восприятия - зрительную, слуховую, обонятельную и двигательную память. Одной из основных характеристик памяти является время, или длительность хранения информации. По времени хранения память делят на кратковременную и долговременную.
Несмотря на активное и всестороннее изучение памяти, нельзя
сказать, что известно все об этом процессе. Но проведенные исследования дали
возможность практического применения знаний о процессах памяти.
1.2.5 Язык
Язык играет важную роль во многих видах деятельности человека, таких как общение, мышление, восприятие и представление информации. Это одно из главных средств человеческого общения, обмена информацией.
Развитие языка у человека представляет собой уникальный вид мысленного выделения, механизм которого служит основой познания.
Язык влияет на восприятие, являющееся основополагающим аспектом познания. Некоторые ученые предполагают, что язык используется человеком для описания мира и непосредственно влияет на восприятие этого мира. Существует и обратная точка зрения, что именно развитие языка зависит от восприятия мира.
Для когнитивной психологи изучение человеческого языка интересно по следующим соображениям:
• Развитие языка у homo sapiens представляет собой уникальный вид абстрагирования, механизм которого служит основой познания. У других видов (пчелы, птицы, дельфины, луговые собачки и др.) также есть сложные средства коммуникации, а обезьяны даже используют что-то вроде языковых абстракций, но степень абстрагирования человеческого языка гораздо выше.
• Обработка языка - важный компонент обработки и хранения информации.
• Язык участвует в различных видах человеческого мышления и решении задач. Многие, если не большинство, из видов мышления и решения задач происходят "внутренне" - при отсутствии внешних стимулов. Абстракции, выраженные вербальными символами, позволяют нам судить об этих событиях.
• Язык - одно из главных средств человеческого общения, обмен информацией чаще всего происходит с его помощью.
• Язык влияет на восприятие, являющееся фундаментальным аспектом познания. Некоторые ученые утверждают, что язык, используемый человеком для описания мира, влияет на то, как человек воспринимает этот мир. С другой стороны, развитие языка в значительной степени основано на восприятии мира. Поэтому составляющие перцептивно-языкового процесса взаимозависимы: одна их них существенно влияет на другую. Язык с этой точки зрения аналогичен окну в мир.
• Обработка слов, речь и семантика, по-видимому, задействуют определенные области мозга и, таким образом, обеспечивает важную связь между нейроанатомическими структурами и языком. Кроме того, исследования патологии мозга часто обнаруживали явные изменения в функциях языка, как в случае афазии [16, с. 358].
.2.6 Психология развития
Это еще одна область когнитивной психологии, которая весьма интенсивно изучалась. Недавно опубликованные теории и эксперименты по когнитивной психологии развития значительно расширили наше понимание того, как развиваются когнитивные структуры.
Процесс психологии развития формировался в
течение длительного времени, но не получал должного признания вследствие того,
что был слишком "физиологическим" для психологических теорий. Однако
теперь мы признаем, что биологическое развитие мозга, и пренатальное и
постнатальное, является неотъемлемой частью когнитивного развития. В дополнение
к этому теоретическому доводу нейрокогнитивный подход к когнитивной психологии
развития становится все более важным ввиду недавних открытий в области методов
сканирования мозга, некоторые из которых уже обсуждались в других главах этого
учебника [16, c.
432].
1.2.7 Мышление
Мышление - это интеллектуальная деятельность, основанная на способности оперировать внешними и внутренними переживаниями и ощущениями. Другими словами, мышление - это обобщенное отражение окружающей действительности, опосредованное словом и прошлым опытом человека.
Успехи когнитивной психологии, особенно в течение последних 20 лет, привели к созданию огромного арсенала методов исследования и теоретических моделей, помогающих выявить и объяснить некоторые факты, касающиеся мышления, а также поместить их во вполне убедительную структуру логичной психологической теории [16, c. 460].
Мышление можно охарактеризовать следующими основными моментами:
1. Мышление когнитивно, происходит "внутренне", в уме, но о нем судят по поведению субъекта.
2. Мышление - это процесс, при котором происходит некоторая манипуляция знаниями.
. Мышление направленно, его результаты проявляются в поведении, которое "решает" некоторую проблему или направлено на ее решение.
. Мышление является составной частью и особым объектом самосознания личности, в структуру которого входит понимание себя как субъекта мышления, дифференциация "своих" и "чужих" мыслей.
Многие особенности процесса мышления до конца еще не изучены.
1.2.8 Решение задач
Деятельность по решению задач пронизывает каждый нюанс человеческого поведения и служит общим знаменателем для самых разнообразных видов человеческой деятельности
Люди, человекообразные обезьяны и многие другие млекопитающие любопытны и по причинам, связанным с выживанием, в течение всей своей жизни ищут новой стимуляции и разрешают конфликты в процессе творческого решения задач.
Во многих ранних экспериментах по решению задач ставился вопрос: что происходит, когда человек решает задачу? Такой описательный подход помогал определить эти явления, однако он не способствовал получению новых сведений о том, какие когнитивные структуры и процессы лежат в их основе [16, c. 498].
Решение задач - это мышление, направленное на решение конкретной задачи и включающее формирование ответных реакций, а также выбор из возможных реакций.
В повседневной жизни мы встречаемся с
бессчетным количеством задач, которые заставляют нас формировать стратегии
ответов, выбирать возможные ответы и проверять ответные действия. Попробуйте,
например, решить такую задачу: к шее собаки привязана шестифутовая веревка, а в
десяти футах от нее находится кастрюля
1.2.9 Человеческий интеллект
Несмотря на широкое употребление слова интеллект, психологи не пришли к единому его определению. В качестве рабочего определения Р. Солсо рассматривает человеческий интеллект как способность приобретать, воспроизводить и использовать знания для понимания конкретных и абстрактных понятий и отношений между объектами и идеями и использовать знания осмысленным способом [16, c. 514].
Человеческий интеллект, или способность абстрактного мышления
- одно из важнейших сущностных свойств человека. Человек, с позиций научного
материализма, не локальный и случайный эпизод эволюции, а необходимый результат
бесконечного развития материи, ее "высший цвет", возникающий "с
железной необходимостью", заложенной "в самой природе материи".
Утверждение о случайном характере возникновения человека в мире, высказанное
некоторыми философами и естествоиспытателями, находится в явном противоречии с
глубинными тенденциями современной науки, которая в эпоху современной
научно-технической революции убедительно показала, что человек - это результат
единого закономерного мирового процесса , образованного необходимой
последовательностью физической, химической и биологической форм материи [21].
1.2.10 Искусственный интеллект
Искусственный интеллект - область исследований, ориентированных на разработку компьютерных программ, способных выполнять функции, обычно ассоциируемые с интеллектуальными действиями человека: анализ, обучение, планирование, решение, творчество.
Наиболее продуктивные направления работ по искусственному интеллекту связаны с разработками:
) экспертных систем, (позволяющих работникам средней квалификации принимать решения, доступные узким специалистам),