Модулярность познания и коннекционизм

Идея специализации обработки

Вплоть до начала 1980;х гг. единственной претеоретической метафорой когнитивной психологии оставалась компьютерная метафора с характерной для нее аналогией между психологическими процессами и переработкой информации в универсальном вычислительном устройстве. Такие компьютеры, во-первых, имеют однопроцессорную архитектуру. Во-вторых, для них характерно разделение пассивных данных и активных операций над ними, причем последние объединены в более или менее сложные, заранее написанные программы. В вычислительной технике и информатике эти вычислительные устройства иногда называются «фон-неймановскими», по имени венгеро-американского математика и логика Джона фон Неймана, предложившего в 1947 г., на пороге масштабной компьютерной революции, соответствующую схему физического воплощения машины Тьюринга (см. 2.1.1)^[1].

Изобретение и распространение микропроцессоров в самых разных областях техники привело к созданию и повсеместному внедрению множества специализированных вычислительных устройств, значительно более простых, чем фон-неймановские компьютеры, но зато более эффективных в решении своих частных задач — балансировании тяги ракетных двигателей, регуляции температуры и влажности воздуха в помещении, определении времени суток и дня недели для любой даты в течение ближайшего тысячелетия и т. д. Стремление увеличить скорость обработки информации, а равно надежность получаемых результатов, в свою очередь, обусловило создание компьютеров с несколькими одновременно задействованными процессорами (один из первых прототипов даже получил характерное имя «Нон-фон» — «Не фон-неймановский компьютер»!). Число таких параллельных процессоров может достигать в современных суперкомпьютерах десятков тысяч, так что главной проблемой здесь становится разбиение общего массива вычислений на подзадачи и коммутирование (англ, connection) работы отдельных микропроцессоров между собой.

Первым автором, в явном виде использовавшим термин «модулярность» для описания организации психологических процессов, был американский нейроинформатик Дэвид Марр (Магг. 1976; 1982). Его интересовали частные, с точки зрения когнитивного сообщества, аспекты моделирования процессов зрительного восприятия (см. 3.3.2) и работы нейронных сетей мозжечка. В своем «принципе модулярной организации» Марр предположил, что «любой большой массив вычислений должен быть реализован как коллекция частей, настолько независимых друг от друга, насколько это допускает общая задача. Если процесс не организован подобным образом, то небольшое изменение в одном месте будет иметь последствия во многих других местах. Это означает, что процесс в целом будет очень трудно избавить от ошибок или улучшить, как путем вмешательства человека, так и посредством естественной эволюции — ведь любое изменение, улучшающее один из фрагментов, будет сопровождаться множеством компенсаторных изменений в других местах» (Магг. 1976. Р. 485).

Идея разбиения большого массива вычислений на относительно независимые автономные задачи, решаемые специализированными механизмами (подпрограммами или модулями) была очевидной для биологов и информатиков, но первоначально оставалась скорее малоубедительной для специалистов по когнитивной психологии, вполне удовлетворенных возможностями классической компьютерной метафоры. Кроме того, научная психология в целом, как мы видели в предыдущей главе, ориентируясь на опыт «больших сестер» — физики и химии, постоянно стремилась дать возможно более единообразное, или «гомогенное», объяснение частным феноменам и процессам (см. 1.3.2). Модулярный подход, напротив, постулирует нечто принципиально иное, а именно существование множества качественно различных механизмов, обеспечивающих специализированные способы решения для разных групп задач.

Возможно, что именно из-за методологической установки на гомогенизацию длительное время оставались незамеченными и данные психодиагностических исследований интеллекта. Эти исследования, по крайней мере, с начала 1930; х гг., сигнализировали об относительно низкой корреляции способностей в таких областях, как, например, вербальный и практический интеллект (см. 8.4.3). Последовательное применение процедур факторного анализа по отношению к индивидуальным результатам выполнения разнообразных когнитивных задач (тестов) привело уже в наше время к дальнейшему расщеплению списка способностей. Так, в одной из современных работ (мы рассмотрим их позднее — см. 8.1.1) было выделено в общей сложности 52 способности, что отдаленно напоминает список из 37 способностей, выделенных на основании сугубо спекулятивных соображений френологами еще в первой половине XIX в. (см. 2.4.3). Другим важным различением в психометрических исследованиях интеллекта стала идея о различии «кристаллизованного» (основанного на знаниях и устоявшихся навыках) и «текучего» (основанного на абстрактных мыслительных способностях) интеллекта. Это различение также в какой-то степени предвосхитило современные попытки разделить когнитивные процессы на специализированные (или модулярные) и более универсальные (центральные) системы.

В порядке ретроспективного отступления можно отметить также, что представление об относительно узкой специализации различных когнитивных механизмов периодически возникало в истории психологии, в частности, оно было широко распространено в американской функционалистской психологии. Торндайк и Вудворте еще в 1901 г. подчеркивали: «Психика {mind) — это машина для осуществления специализированных реакций на конкретные ситуации. Она работает очень детально, адаптируясь к доступному ей опыту… Улучшение одной из ментальных функций редко сопровождается сопоставимым улучшением других, независимо оттого, насколько они между собой похожи, ибо функционирование каждой ментальной функции обусловлено специфическими особенностями конкретной ситуации» (Thorndike & Woodworth. 1901. Р. 249—250). При желании, в этом описании можно легко усмотреть сходство с современными модулярными представлениями и даже с идеей функциональных систем («функциональных органов») отечественной психофизиологии (см. 1.4.2).

К середине 1980;х гг. общая ситуация в когнитивных исследованиях восприятия и высших форм познания существенно изменилась. На смену эйфории, вызванной первыми успехами в создании компьютерных моделей человеческого интеллекта (типа «Универсального решателя задач» Ньюэлла и Саймона) или в выявлении очертаний архитектуры хранения информации в памяти человека (разделение кратковременной и долговременной памяти), пришло более или менее отчетливое понимание сложности исследуемых задач и разнообразия участвующих в их реализации психологических и нейрофизиологических механизмов. Стали отчетливо раздаваться голоса о новом (то есть третьем по счету) полномасштабном кризисе психологии (см. 2.3.3 и 9.1.1). Один из ведущих специалистов в области психолингвистики и мышления Филипп Джонсон-Лэйрд писал в эти годы: «Двадцать лет интенсивных исследований процессов переработки информации у человека еще не привели к формулированию их общих принципов. Более того, кажется, что эта задача вообще неразрешима. Что делать дальше?» (Johnson-Laird, 1978. Р. 108).

На этом фоне неожиданно актуальной стала точка зрения самого инициатора когнитивного переворота в психологии и лингвистике Хомского. Согласно его мнению, таких «общих принципов», может быть, и не существует. Например, речевые процессы являются не только врожденными, но и «специальными» (или домено-специфическими — domain-specific), в смысле их независимости как от когнитивных способностей в других столь же специальных областях, так и от интеллекта в целом. Аналогично, в исследованиях памяти было высказано сходное предположение, что долговременная память на самом деле не едина, а разделена, как минимум, на две автономные подсистемы — вербальную и образную (см. 5.3.1). Множество предположительно параллельных подсистем обработки сенсорной информации было обнаружено при психофизических и нейрофизиологических исследованиях восприятия, причем как в случае отдельных модальностей (зрение, слух и т. д.), так и субмодальностей, например, восприятия формы, пространственного положения или цвета объектов (см. 3.1.3). Все эти данные требовали совершенно других объяснительных схем.

• [1] С еще большим основанием, впрочем, такую схему можно было бы назвать «фонцу-зевской», по имени создателя первых программно управляемых вычислительных машин, немецкого инженера и математика Конрада фон Цузе. В период с 1938 по 1944 гг. онспроектировал и построил целую серию вычислительных машин, длительное времяостававшихся неизвестными научной общественности из-за секретного характера этих, проводившихся в Германии во время войны, работ.