1. приоритет знания и рационального мышления над поведением, привычками и аффектом,
2. использование компьютерной метафоры,
3. предположение о последовательной переработке информации,
4. акцент на формальном моделировании вместо изучения мозговых механизмов.
Итак, самым первым принципом, отличающим этот подход от бихевиоризма и, скажем, психоанализа, было подчеркивание роли знаний и рационального мышления: люди — это автономные и рациональные существа, использующие свои знания для того, чтобы в рамках доступных ресурсов оптимизировать взаимодействие с окружением.
Второй принцип заключался в аналогии между психологическими процессами и переработкой символьной информации в универсальномвычислительном устройстве. Предполагалось, что знания могут быть описаны как комбинации символов, которые репрезентируют объекты и события, но не похожи на них. Подобно тому, как слово «стул» фонетически и графически не более похоже на слово «шкаф», чем на слово «шарф», возможное перцептивное сходство самих символов никак не связано со сходством или различием репрезентируемых ими значений. Роль образца при этом, безусловно, выполняла теория Хомского, разделявшая два уровня репрезентации — поверхностный и значительно более абстрактный глубинный. Точно так же и в традиционном когнитивном подходе подчеркивался амодальный и условный характер (глубинных) когнитивных репрезентаций, связанных со значением. Задача когнитивной психологии понималась как возможно более детальная спецификация подобных абстрактных репрезентаций и осуществляемых над ними операций.
Общим допущением было, что познавательные процессы характеризуются определенными ограничениями, которые имеют структурные и, возможно, другие (например, энергетические) основания. С ограничениями пропускной способности связан третий принци п когнитивного подхода: из-за конечной пропускной способности переработка символьной информации должна осуществляться главным образом последовательно. Вследствие последовательного характера обработки полезным источником сведений о внутренней организации процессов познания является измерение времени реакции в различных задачах. Поскольку измерение времени реакции — ментальная хронометрия — стало одним из основных методических приемов когнитивной психологии, рассмотрим соответствующие методики несколько подробнее.
Майклом Познером. В работах, направленных на анализ стадий переработки информации в задаче абстрагирования свойств буквенно-цифрового материала, он предъявлял испытуемым пары букв, предлагая быстро оценивать совпадение/несовпадение визуальных характеристик, «имен» букв или же их принадлежности к классам согласных и гласных звуков. В результате были измерены времена, необходимые для выделения информации все более высоких уровней абстракции.
Четвертый принцип традиционного когнитивного подхода состоял в нарочито нечетком определении связи психологических и нейрофизиологических процессов. Считалось, что хотя процессы переработки символьной информации как-то связаны с мозговым субстратом, эта зависимость не является жесткой. Скорее всего, работающий мозг — необходимое, но не достаточное условие формирования символьных репрезентаций и психологического контроля поведения. Для представителей искусственного интеллекта, кстати, мозговой субстрат не был даже необходимым условием — предполагалась, что полноценные когнитивные репрезентации могут быть сформированы также и достаточно мощной компьютерной программой. В силу нечеткости психофизиологической связи, для многих научных и практических целей вполне достаточным представлялось формальное описание вовлеченных в переработку информации процессов, даже если их мозговой субстрат остается неизвестным. Подобное формальное описание строилось на базе формализации предложений естественного языка, то есть предполагалось, что внутренние репрезентации знания имеют в своей основе вербально-логический характер.
Представления об абстрактно-символьной природе внутренних репрезентаций были наиболее полно разработаны Аланом Ньюэллом. Подобные представления были необходимы, чтобы полностью использовать потенциал компьютерной метафоры и показать, что знания и следствия из них (умозаключения) могут в буквальном смысле слова вычисляться. Единицей знания при этом считается пропозиция — логическое суждение (утверждение), которое может быть либо истинным, либо ложным.
Существует большое количество производных от пропозиций средств моделирования, наиболее известными из которых являются семантические сети. Они представляют собой пространственные структуры, включающие узлы (понятия, объекты, аргументы) и связи между ними (отношения, функции, предикаты). С помощью подобных сетей возможно моделирование процессов категоризации и простых умозаключений. Так, если два понятия «лебедь» и «щука» объединены иерархически более высоким узлом «живое существо», то возможен перенос части свойств, приписанных данному узлу, с одного понятия на другое. Иными словами, интерпретация и репрезентация понятий в символьном подходе прямо зависят от процессов категоризации: как только понятие относится к некоторой более абстрактной категории, оно наследует семантические признаки этой категории.
Следует иметь в виду, что речь идет о процессах индуктивного вывода, которые в случае реальных семантических категорий всегда могут сопровождаться ошибками Например, свойство (предикат) ЛЕТАЕТ, приписывемое концептуальному узлу ПТИЦА, не может быть распространено на некоторые примеры этой категории, такие как СТРАУС и ПИНГВИН.
Действительно, традиционный когнитивный подход оставлял нерешенными много серьезных проблем. Так, не вполне понятной оказалась проблема первичного определения значений — «проблема заземления символов». На поздних этапах изучения языка понятия могут задаваться посредством определения и ссылок на другие символы. Но можно ли выучить китайский язык с самого начала, имея в распоряжении лишь китайско-китайский толковый словарь, к тому же без картинок? Очевидно, первичное «заземление» понятий возможно в контексте непосредственного восприятия и предметных действий, однако именно они были исключены из рассмотрения. Акцент на вербально-логическом, амодальном описании знаний оставлял открытым также вопрос о природе образных явлений. Далее, наши действия и восприятия явно непрерывны, поэтому их трудно описывать дискретными логическими функциями. Программы символьной обработки, например, так и не позволили смоделировать элементарный феномен восприятия — разделение видимого поля на фигуру и фон. Отсюда субсимвольный подход, модульный и нейросетевой.
4. Моделирование восприятия, внимания, памяти, мышления и речи как совокупности различных процессов оперирования символами и этапов переработки информации.
Восприятие- Марр
Одна из наиболее влиятельных теорий зрительного восприятия и распознавания предметов была предложена Д. Марром в 1982 г. Он предположил, что восприятие представляет собой последовательность этапов возрастающей сложности и может быть смоделировано при помощи компьютера. По его мнению, человек последовательно извлекает информацию из окружающей среды и одновременно включает полученные сведения в уже имеющиеся схемы или паттерны в соответствии с законом возрастающей детализации. Процесс восприятия начинается с возникновения первичного наброска, т.е. двухмерного отображения информации о контурах, краях и пятнах на основе изменчивости интенсивности света в зрительном поле. Затем возникает набросок, который Д. Марр обозначает как «2-D ». Это отображение основано на информации о затенении, бинокулярной диспарантности и движении и служит для описания относительной глубины и направленности видимых поверхностей.
Процесс восприятия завершается, когда возникает трехмерное отображение («3D »), которое не зависит от положения, занимаемого наблюдателем.
Теория Д. Марра представляет интерес с точки зрения компьютерного моделирования сенсорных систем и искусственного интеллекта. В частности, она нашла применение в исследовании закономерностей восприятия человека и частей его тела в трехмерном пространстве.
Прежде всего задается ось общей формы «организма », затем достраиваются изображения «рук », «ног », «туловища » и «головы ». При этом каждая часть человеческого тела привязывается к своей собственной оси. Такие оси определяют особенности форм – как каркас из проволоки дает объемное изображение тела.
Таким образом, Д. Марр предложил алгоритм описания и преобразования исходной стимульной информации для восстановления трехмерных координат каждой точки изображения и детекции движения, выделения плоскостей, их цвета и освещенности, а также соединения плоскостей в отдельные объекты.
Его «зрительные программы » имеют уровневую организацию и используют в качестве процедур обработки информации как «снизу вверх » (bottom-up), так и «сверху вниз », а также обеспечивают селективное пространственное перераспределение вычислительных ресурсов.
Внимание - вся селекция
Данные, полученные в экспериментах по изучению способности человека фокусировать внимание в процессе восприятия звуковых сенсорных событий (эксперименты по дихотическому слушанию), были впервые обобщены гипотезой, предложенной Бродбентом. Согласно этой гипотезе, система переработки информации человеком имеет ограниченную пропускную способность и поэтому необходим фильтр, предохраняющий её от информационного переполнения. Информация, переносимая сенсорными событиями в виде сенсорных сегментов, первоначально заносится в сенсорный буфер, из которого она последовательно выбирается и подвергается распознаванию. Бродбент ассоциировал выбор одного из сенсорных сегментов с процессом фильтрации по принципу «всё или ничего». На уши давали по несколько цифр (2 цифры в 1 секунду). Испытуемый должен был сказать, какие цифры он слышит. Бродбент ожидал, что результат 95%, а оказалось 60 и 20. В первом случае пришлось переключать внимание с одного уха на другое, а затем перерабатывать и в память.
Поступающая информация перекодируется в символы на ранних этапах. Но информация вся распознана до осознания, которая заставляет следовать не за сенсорным потоком, а за процессом переработки. Процедура находится на завязке между символами.
Бродбент (внимание). Основное допущение: познание- переработка информации. Линейный характер переработки: последовательный ряд блоков от входа до выхода. Блок/ канал с ограниченной пропускной способностью. (ввод—буфер---центр процессор—вывод)
Трейсман- субсимвольный подход (склеивание символов).
В системе переработки информации должен быть защитный фильтр- механизм внимания (теории внимания, как отбора) Трейсман, Норман.