Произвольность формальных моделей

В чем заключалась причина этого нового кризиса? Возникновение компьютерной метафоры было связано с принятием двух решений, упрощающих процедуры исследований. Первое решение состояло в отказе от анализа всякого достаточно сложного, развернутого во времени естественного поведения. Второе — в отказе от анализа мозговых механизмов (см. 2.2.3). Исходная идея разделения психологического «софтвера» и физиологического «хардвера» полностью соответствовала духу картезианского дуализма, с его верой в мощь математической интуиции (см. 1.1.1). Считалось, что абстрактные символьные модели, особенно в форме компьютерных программ, являются идеальным инструментом для объяснения познавательных процессов. Но во многих случаях этот инструмент оказался… слишком мощным. Всякая формула, снабженная достаточным числом свободных параметров, позволяет путем подбора их числовых значений описать практически любой массив эмпирических данных. Проблема произвольности формальных моделей стала для когнитивного подхода наиболее серьезной причиной методологического кризиса 1980;х гг.

Например, Дж. Таунсэнд (Townsend. 1976) проанализировал основания для выбора моделей решения задач бинарной классификации, широко представленных в исследованиях познания (см. 2.2.3 и 5.1.2). Он показал, как трудно подобрать массив хронометрических данных, который бы позволил остановиться на одной из моделей. В частности, типичные данные стернберговского эксперимента могут быть аппроксимированы не только моделью последовательного, но и моделями параллельного поиска. Акцент на формальном моделировании привел к появлению десятков моделей, представляющих разные комбинации допущений об обработке информации в этой сравнительно простой задаче. Дж. Тейос (Theios. 1977) выдвинул модель последовательного самооканчивающегося поиска, который распространяется и на «отрицательное множество», то есть на элементы, не входящие в положительное множество данной пробы. Существуют модели самооканчивающегося поиска в обратном направлении и исчерпывающего, но параллельного поиска. В одной из работ (Reed. 1976) обсуждалось сразу 14 подобных моделей, тогда как другие авторы доказывали, что, изменяя параметры базовой параллельно-зависимой модели (все процессы переработки параллельны, но их скорость лимитируется ресурсами внимания), можно описать практически любой массив данных. Как отметил У. Чейз, «после проведения сотен исследований нужно честно признаться, что вопрос о том, является ли поиск в памяти последовательным или параллельным, самооканчивающимся или исчерпывающим, по-прежнему остается открытым» (Chase. 1978. Р. 36).

В последующие годы интерес к этой проблеме просто угас. В других областях исследований сложилась очень похожая ситуация. Так, после появления десятков работ по психосемантике, направленных на сравнение пространственных и сетевых моделей репрезентации значений, неожиданно было показано, что с математической точки зрения они полностью эквивалентны, так что при желании можно выбрать любую из этих форм описания данных (Hollan. 1975). Сама эта проблема быстро потеряла актуальность. Ведущиеся в настоящее время в рамках когнитивной науки исследования направлены скорее на выявление нейрофизиологических механизмов сохранения семантической информации (см. 7.1.3) и на проведение лингвистического анализа функционирования концептуальных структур в процессах понимания и порождения речи (о так называемых грамматиках конструкций см. 7.3.2).

В ряде классических дискуссий, таких как дискуссия об образах (imagery debate — см. 5.3.1 и 6.3.1), некоторые авторы склоняются к мысли, что можно произвольно выбрать любую из точек зрения о характере репрезентаций. Так, Дж.Р. Андерсон (Anderson. 1978; Андерсон. 2002) последовательно подчеркивает, что любое утверждение о когнитивных репрезентациях невозможно оценить до тех пор, пока не указаны процессы, которые оперируют над ними. Комбинируя в разных соотношениях разнообразные «ментальные акты» и «ментальные элементы», можно дать множество разных описаний любой системы эмпирических данных. Это точка зрения известна как «теорема мимикрии Андерсона» (HayesRoth. 1979). Следует признать, что в силу выраженной зависимости данных от процедуры измерения психологический эксперимент является не очень точным средством проверки гипотез, поэтому темпы создания формальных моделей в течение последних 30 лет намного превышали скорость, с которой они проверялись. Если Андерсон прав, всякий эксперимент оказывается вообще ненужным — снимаются все ограничения на пути формального моделирования ради моделирования.

На примере проблемы образов можно увидеть, в каком направлении возможен выход из наметившегося тупика. Хотя сегодня никто не будет отрицать значение воображения для познавательной активности, природа образов продолжает вызывать оживленные споры (см. 5.3.1 и 6.3.1). Дискуссия была начата Пылишиным (Pylyshyn. 1981), атаковавшим исследования образной памяти за чрезмерную «картинность» лежащей в их основе метафоры. Фактически утверждается, что наглядные образы являются эпифеноменами, а эффективная форма репрезентации — это дискретные логические функции, или пропозиции. Спор об аналоговой или пропозициональной природе образов продолжался несколько десятилетий, приобретая такой характер, что для его разрешения нужно было бы уметь буквально «заглянуть в мысли» другого человека. Интересно, что позиция, занимаемая в этой дискуссии, коррелирует с особенностями зрительных образов участников и различиями в их подготовке, причем сторонники картинной метафоры тяготеют к гуманитарным наукам и биологии, а представители пропозициональной точки зрения — к математике и языкам программирования^[1].

Для эмпиризма, равно как и для значительной части традиционной психологии, представления были ослабленными копиями восприятий. В когнитивной психологии первоначально также не делалось качественного различения между ними: восприятие, воображение и галлюцинация понимались как явления одного порядка, иногда как результат возбуждения одной и той же гипотетической структуры — «зрительного буфера». Так, видный представитель аналоговой точки зрения Косслин описывает образы как изображения на экране электроннолучевой трубки, которые генерируются из более абстрактных репрезентаций долговременной памяти. Механизмы интерпретации («мысленный взор») обрабатывают («смотрит на») эти внутренние дисплеи и классифицируют изображения в терминах семантических категорий (Kosslyn. 1981).

Проблематичность подобной трактовки образов была отмечена не только сторонниками пропозиционального формата описания знаний (см. 6.3.1), но и Улриком Найссером (см. 5.3.1). Восприятие, познание и действие понимаются им как процессы циклического взаимодействия организма и окружения. В таком взаимодействии нельзя выделить отдельные фрагменты — есть только все более полно воспринимаемое окружение. Схемы, перцептивная активность и предметы включены в более широкий контекст: когнитивные карты, локомоции субъекта и реальный мир. Включение перцепции в устойчивые структуры знания об окружении позволяет предвосхитить изменения окружения во время перемещений (путешествий) в пространстве. Воображение — это внутренний аспект пространственной антиципации. Когда кто-то сообщает о своих наглядных образах, то в действительности он говорит о том, что ожидал увидеть, но по каким-то причинам не увидел. Иными словами, найссеровская теория зрительных образов — это теория неподтвердившихся ожиданий.

Воспользуемся этими соображениями, чтобы дать описание образов, альтернативное их пониманию как картинок или логико-лингвистических описаний. Оно состоит в трактовке образов как инициированных, но затем задержанных движений — «действий про себя». Подобно внешним движениям человека, образ есть в общем случае амальгама вкладов разных уровней (см. 1.1.3 и 8.4.3). В основе микроструктуры образных явлений обычно лежит работа пространственнопредметных механизмов уровней С и D. Например, включенность перцептивных автоматизмов в знания и умения иллюстрируют результаты исследований, показавших, что взрослый образованный человек располагает знанием об очертаниях частотных слов, написанных привычным шрифтом (см. 7.2.1). Эта процедурная форма памяти обычно недоступна для интроспекции и специфически связана с процессами чтения. Точно так же среди подобных «действий про себя» могут быть и воображаемые вращения трехмерного предмета. При их экспериментальном анализе может быть установлено хорошее соответствие динамики мысленного и реального вращения, хотя сомнительно, что при этом происходит какое-либо физическое вращение в голове самого наблюдателя (см. 9.3.3).

Более сложные образные явления учитывают не только пространственно-предметные, но также социальные и эмоциональные аспекты ситуаций. В зависимости от характера вкладов различных уровневых механизмов возможны те или иные классификации образов. Так, Пиаже и Инельдер (Piaget & Inhelder. 1966) различали репродуктивные и антиципирующие образы, появление которых они связывали, соответственно, со стадиями дооперационального мышления (два года) и конкретных операций (шесть лет). Когда процессы воображения преимущественно репродуктивны, то ведущим для них может быть уровень концептуальных структур Е. Однако часто для воображения в качестве ведущего уровня необходимо использование уровня метакогнитивных координаций F с характерной для него возможностью релятивизации знания и рассуждения в модальности «как если бы» (см. 8.1.1). Не случайно дети-аутисты, у которых неразвита индивидуальная теория психики, то есть нарушена рефлексивная оценка собственного и чужого знания о ситуации, испытывают специфические трудности именно тогда, когда они должны представить себе—вообразить — нереалистические ситуации (Scott & Baron-Cohen. 1996).

В предыдущей главе было показано (см. 8.1.3), что уровень F располагает средствами, позволяющими решать подобные задачи. К ним прежде всего относятся метапроцедуры ПРЕДСТАВЛИВАНИЕ и КОНТРОЛЬ. Например, чтобы разметить цветочную клумбу, мы обычно сначала просто пытаемся увидеть ее в том или ином положении на пока еще ровной лужайке. Информация, которая явно не подтверждает такое восприятие, — отсутствие перепадов цвета и текстуры на «границах» клумбы и лужайки — должна при этом игнорироваться, для чего приходится использовать стратегию произвольного подавления зрительной информации (метапроцедура КОНТРОЛЬ). Сам факт такого подавления не проходит бесследно, его результатом оказывается то, что воображение имеет для нас подчеркнуто субъективный характер. С этим обстоятельством связана важнейшая роль воображения в решении творческих (продуктивных) задач. Поскольку такие задачи по определению не могут быть решены путем ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ готовых знаний из памяти, для них необходимо особое пространство движения в модальности «как если бы» (см. 8.3.2). В качестве процесса, связывающего сенсомоторные предвосхищения с произвольным (эндогенным) КОНТРОЛЕМ, воображение и создает тот особый пространственно-смысловой контекст, который позволяет нам работать с моделями гипотетических и контрфактических ситуаций^[2].

Трудности формализации содержательных предметных областей и даже строгого обоснования самой математической логики во многом определяли направленность центральных научных дискуссий прошедшего века, которые были начаты знаменитым перечнем нерешенных математических проблем, составленным Давидом Гильбертом.

(см. 2.1.1). Надо полагать, что сегодня, в начале XXI в., таких нерешенных математических проблем осталось никак не меньше. К ним, безусловно, относятся такие проблемы применения математики в когнитивной науке, как моделирование рефлексивного сознания и описание взаимодействия компонентов многоуровневых развивающихся систем. Одна из причин возникающих на этом пути методологических затруднений была отмечена голландским математиком, основателем интуиционизма Л. Э. Я. Брауэром, по мнению которого «тот, кто говорит на формализованном языке, часто теряет суть проблемы, поскольку при абстрагировании мы отвлекаемся, прежде всего, от содержания» (цит. по: Непейвода. 2000). Этот видный оппонент Гильберта инициировал развитие неклассических логик, которые могут стать одной из основ более успешного применения логико-математических средств к содержательным когнитивным системам (см. 9.2.2).

• [1] Один из основателей дифференциальной психологии Фрэнсис Гальтон показалв конце XIX в., что у части людей (по его данным, примерно 10%) зрительные образыинтроспективно отсутствуют. В условиях, когда остается слишком много степеней свободы интерпретации данных, объяснительные схемы начинают черпаться исследователем, как заметил Эдвард Толмен, «из своей собственной феноменологии» (Tolman. 1959.Р. 147).
• [2] Ослабление префронтального контроля во сне, при психотических состоянияхи фармакологических воздействиях ведет к тому, что качественные различия междувосприятием и образными представлениями могут исчезать, в результате чего последние приобретают галлюцинаторно-реалистический характер (Collerton, Perry & McKeith.2005 in press). Похожий эффект может иметь ослабление сенсорной основы восприятия, например, при зрительном восприятии в темноте, когда мы «куст принять готовыза медведя» (см. 3.3.3).