Зарегистрироваться

Когнитивные науки

Категории Когнитивные науки | Под редакцией сообщества: Философия

Когнитивные науки (К.н.) (также используются термины "когнитивная наука", который соответствует английскому cognitive science, и "когнитивистика") – целостная междисциплинарная область, предметами которой являются приобретение, хранение, преобразование и использование знания.

К.н. включают в себя исследования, проводимые в таких областях, как: философия сознания, эпистемология и эволюционная эпистемология; когнитивная психология; лингвистика и психолингвистика; психофизиология и нейробиология; компьютерная наука, исследования искусственного интеллекта и математическая логика; этология и социобиология, психиатрия.

К.н. являются одновременно и единым исследовательским междисциплинарным полем, и совокупностью отдельных наук. Входящие в их состав отдельные науки сохраняют автономию и значительное разнообразие, но в то же время исследования в рамках К.н. почти всегда задействуют подходы и результаты нескольких наук. Предметом К.н. являются различные аспекты познания и мышления: законы восприятия, обработки, хранения и воспроизведения информации, связь их с устройством мозга человека и возможность реализации обработки информации на других носителях, исследования в области искусственного интеллекта, роль языка в познании, законы передачи информации, проблемы понимания и интерпретации, роль эволюционных механизмов в мышлении, специфика особых типов мышления.

История когнитивных наук

Как единое исследовательское поле К.Н. сложились в 60-80-х годах 20 в. Основания когнитивной науки были заложены исследованиями математика А. Тьюринга по конечным автоматам (1936). Ему удалось показать, что для проведения любого вычисления достаточно повторения элементарных операций. Тем самым открылись перспективы для проверки и реализации известной идеи Т. Гоббса и Д. Буля, что мышление есть вычисление. Проверяя эту идею, математик К. Шеннон предположил в 1948, что каждый элемент информации может быть представлен как выбор одной из двух равновероятных альтернатив, а количество передаваемой через канал связи информации может быть измерено с помощью двоичной системы счисления (в битах). В дальнейшем эти результаты были применены к изучению функционирования центральной нервной системы человека. Математическое моделирование процессов обработки информации у человека шло рука об руку с экспериментальным изучением этих процессов, начало которому было положено работой школы гештальтпсихологии. В 1948 была вдвинута гипотеза о том, что мышление как процесс обработки когнитивной информации может протекать в нейронных сетях. Несколько позднее была разработана первая нейронная модель мозга, где взаимодействие между сетями нейронов имитировали логические операции пропозиционального исчисления.

В 50-х годах начал определяться круг проблем К.Н. – обработка информации у человека, структура языка и его влияние на мышление (работы Н. Хомского), разработки искусственного интеллекта.

Заметный вклад в становление когнитивной науки внесли также работы Н. Винера и его коллег в области кибернетики и теории автоматов, позволившие объяснить некоторые характерные виды активности центральной нервной системы, отталкиваясь от аналогии между целенаправленным функционированием технических систем и соответствующими формами поведения людей. Эти открытия послужили основой для дальнейших систематических попыток описания общей структуры когнитивной системы человека и формирования когнитивной психологии. С кон. 1960-х гг. анализ природы человеческого познания с помощью информационных моделей становится общепринятым подходом. Серьезное влияние на исследования познавательных и мыслительных процессов в когнитивной науке оказала компьютерная революция, быстрое развитие вычислительной техники. В результате здесь постепенно стало доминирующим направление, ориентированное на создание новых когнитивных компьютерных моделей, которые могли бы рассматриваться как достаточно адекватные имитации различных аспектов человеческого познания. Впоследствии большую роль в К.н. стали играть также исследования по этологии и социобиологии, а также методики, дающие возможность непосредственного наблюдения над работой мозга, такие как магнитно-резонансная томография.

Основные области исследований, задачи и методы когнитивных наук

Когнитивная психология является наукой, экспериментально изучающей такие аспекты человеческого познания, как восприятие и распознавание образов, внимание, память, воображение, язык, развитие мышления, формирование понятий, особенности человеческого интеллекта, в том числе с использованием моделей искусственного интеллекта. Традиционно к сфере когнитивной психологии не относятся физиологические исследования работы мозга, которые составляют предмет нейрофизиологии (иначе называемой психофизиология или нейронаука), однако в последнее время, в связи с развитием неинвазивных методик, прежде всего томографических, психологические и физиологические исследования тесно смыкаются.

Основные задачи в исследовании восприятия – изучение пороговых эффектов, теория связи, изучение объема восприятия, типы хранения информации (иконическое, эхоическое и др.), закономерности распознавание паттернов, принципы гештальта, эталонное и прототипное распознавание, роль наблюдателя, его опыта, воспитания, культуры и др.

В исследовании внимания основные усилия исследователей направлены на разработку моделей внимания (концепции "сверху вниз" и "снизу вверх", модель избирательного внимания, модель фильтрации, модель уместности, модель делителя), на изучение связи внимания и сознания, а также роли внимания в контексте деятельности и принятия решений.

Концептуальные исследования памяти также в основном продвигаются методом построения моделей ее функционирования (напр., модель Прибрама). Проблема кодирования информации в памяти в настоящее время также находится в стадии формирования различных гипотез. Широкое развитие получили семантические модели организации памяти: кластерная модель, групповая модель, модель сравнительных семантических признаков, сетевые модели. В этой связи изучаются также модели построения мысленных образов.

Заложенная классическими исследованиями Ж.Пиаже и Л.С. Выготского область психологии когнитивного развития сегодня включает, наряду с классическими исследованиями формирования интеллектуальных и моральных понятий, также такие направления исследований, как экспериментальное изучение формирования распознавания образов, адаптационных стратегий и др.

Философия сознания чрезвычайно важна для когнитивных исследований, поскольку все когнитивные процессы так или иначе связаны с сознанием. В то же время важно отметить, что современных ученых характеризует разное отношение к самой проблеме сознания, ибо если одни исследователи утверждают невозможность решения этой проблемы как выходящей за пределы когнитивных способностей человека, то другие, напротив, считают ее одной из наиболее существенных проблем не только философии, но и самых разных конкретно-научных дисциплин – от нейрофизиологии до культурологии. В последнее время некоторые философы предприняли попытки «элиминирования» проблемы сознания – причем делается это именно в русле когнитивных исследований и связано с искусственным интеллектом. Согласно философу-аналитику Д. Деннету, сознание представляет собой интегрированную систему психологических состояний индивида, каждый элемент которой соотносится со всеми другими элементами, а «ввод» новой информации – с информацией, полученной в прошлом. Каузальные взаимоотношения психологических состояний в принципе могут быть актуализированы в разных физических структурах – в человеческом теле, «твердой» программе компьютера и др. Вместо традиционной модели «самости» как наблюдателя собственного «внутреннего театра» Деннет предложил «модель многократных набросков», согласно которой не существует единственного центра – «самости», собирающей сигналы и превращающей их в осознанные образы: ментальная активность в мозге осуществляется в виде параллельных и перекрещивающихся процессов выбора, ревизии и интерпретации получаемой чувственной информации. Каждая такая интерпретация гипотетична и может мгновенно сменяться другой, более сооответствующей реальной ситуации. Деннет использует метафору «центр нарративной тяжести», имея в виду, что мозг работает параллельно процессу языкового нарратива и именно естественный язык создает видимость единого «Я», его постоянства и самотворчества.

Главные вопросы, которые разрабатывает философия сознания в рамках К.н., следующие: Что такое сознание? Может ли субъективный опыт быть описан в физических терминах? Каково соотношение сознания с мозгом? Каковы взаимоотношения сознательных и бессознательных процессов в восприятии, памяти, обучении и других областях? Каковы особенности опыта сознания в таких специфических областях, как визуальное восприятие и эмоции? Как можно понять необычные формы и состояния сознания, такие как синестезия, «инсайт», и др.? Играет ли сознание функциональную роль, и если да, какова она? Каковы пригодные и потенциально плодотворные методы изучения сознания? Могут ли новые методы исследования мозга помочь прояснить природу и механизмы сознания? Можно ли развить надежные методы постижения и формализации данных об опыте сознания с точки зрения «первого лица»? Нужно ли выйти за границы научных методов, чтобы схватить сущностные элементы феномена сознания, или достаточны традиционные методы? Какую роль имеет субъективный опыт в существующих теориях современных наук? Какими могут быть импликации науки о сознании для этики и общества?

Область когнитивной психологии, изучающая овладение языком, употребление языка, хранение языковой информации и другие аспекты языковой деятельности, носит название психолингвистика. Здесь основное внимание исследований традиционно привлекают такие темы, как различные модели усвоения родного языка и иностранных языков, проблема ментального лексикона, обработка языковой информации – устной и письменной, стратегии речепорождения. Несмотря на огромное количество исследований у нас в стране и за рубежом, психолингвистика остается одной из самых богатых задачами и проблемами областей когнитивной науки. Основные исследования в рамках когнитивной лингвистики и психолингвистики: 1. Исследование процессов производства и понимания естественного языка; 2. Исследование принципов языковой категоризации; 3. Исследования материального базиса человеческого сознания и языка; 4. Исследование метафорических и метонимических отношений в языке; 5. Исследование нарушений языковой деятельности (работы А.Р. Лурии).

К настоящему времени когнитивная лингвистика представлена в мире несколькими мощными направлениями, каждое из которых отличается своими установками, своей областью и особыми процедурами анализа. Однако ряд достаточно различающихся между собой школ, несомненно, объединяет стремление дать языковым фактам и языковым категориям психологическое объяснение и так или иначе соотнести языковые формы с их ментальными репрезентациями и с тем опытом, который они в качестве структур знания отражают. Различные теории в разных аспектах вскрывают связь знаний, заложенных в языке, с субъектом восприятия, познания, мышления, поведения и практической деятельности; преломление реального мира – его видения, понимания и структурирования – в сознании субъекта и фиксирование его в языке в виде субъектно (и этнически) ориентированных понятий, представлений, образов, концептов и моделей.

В последние десятилетия к классическому кругу когнитивных наук стали присоединяться также исследования в области антропологии, этологии и социобиологии и даже таких, первоначально далеких, областях, как психиатрия. Когнитивная антропология возникла в середине 1950-х г. как результат осмысления феномена культуры в широком смысле. До этого времени определения культуры были прежде всего бихевиористскими – культура представлялась моделью поведения, действий или обычаев. Бихевиористские акценты, как уже было сказано, ставились также в лингвистике и психологии. Однако после того, как произошел постепенный отход от бихевиоризма, исследователи обратились к изучению культурных аспектов мышления и познания. Этот поворот произошел одновременно во трех сферах – в культурной антропологии, в лингвистике и в психологии. Целью когнитивной антропологии стало изучение культурной «компетенции» (competence), абстрактной «теории культуры», хранящейся в головах ее представителей. Однако со временем «культура» стала определяться в когнитивной антропологии прежде всего как система знания — внутренняя концептуальная система, обосновывающая и управляющая реальным поведением и наблюдаемыми событиями, или как эксплицитно выражаемая публичная система значений (вторая концепция вылилась в символическую антропологию). Сегодня имеется более десятка научных направлений, которые, используя ту или иную лексику и терминологию, ставят своей целью изучения «картины мира» или «менталитета». В частности, достаточно близкими друг другу по задачам являются психологическая антропология (этнопсихология) и когнитивная антропология. Для этнопсихологии задача состоит в следующем: объяснить, как и почему формируется специфическое восприятие народом себя самого и внешнего мира и как это восприятие влияет на поступки и поведение людей. Целью когнитивной антропологии стало решение очень близкой задачи – изучение структуры картины мира. Картина мира — это видение мироздания, характерное для того или иного народа, это представления членов общества о самих себе и о своих действиях, своей активности в мире. Но если концепция «национального характера» (этнопсихология) предполагает взгляд на культуру со стороны внешнего наблюдателя, то когнитивная антропология пытается посмотреть на картину мира изнутри, глазами носителя культуры, понять и описать мир людей других обществ в их собственных терминах, как они его воспринимают и переживают в опыте. Таким образом, объектом изучения когнитивной антропологии является система ментальной организации элементов культуры.

Обращение к данным этологии позволило когнитивным наукам обогатиться новым видением инстинктивных, врожденных, природно обусловленных компонентов человеческого поведения. Из этологической практики такие науки, как социобиология, заимствовали методы многоаспектного изучения поведения, что, в свою очередь, позволило поставить перед изучением процесса познания ряд новых задач: изучение распознавания природных сигналов и конвенциональных знаков, эмоциональная регуляция познавательной активности, гипотеза конкурентной организации когнитивных процессов. Аналогично, данные психиатрии позволяют обогатить видение познавательного процесса целым рядом его особых типов, благодаря чему оказывается возможной постановка вопроса о природных механизмах формирования установки, интерпретации и конструктивной деятельности познания. Так, антрополог Г. Бейтсон использовал в своем методе кибернетического анализа коммуникации материал по этнографии, этологии, психиатрии и экологии.

Основные теоретические направления К.н.

К настоящему моменту в когнитивной науке сложилось три основных теоретических направления: модельно-символический подход, модулярный подход и коннекционизм (направление, именуемое также нейронно-сетевым подходом или моделями параллельно-распределенной переработки). Первое из этих направлений базируется на компьютерной метафоре, предполагающей рассмотрение человеческого познания и соотношения его с работой мозга по аналогии с персональным компьютером, в котором программы (software), выполняющие определенные функции, могут быть реализованы на разном «субстрате» (hardware). Обычно принимается, что имеется также некий центральный процессор с ограниченной пропускной способностью. Теоретики модулярного подхода сравнивают психику человека со швейцарским армейским ножом, который приспособлен для выполнения множества функций потому, что, в отличие от обычного ножа с единственным лезвием, вооружен множеством инструментов: ножницами, штопором и т.п. Согласно данному подходу, человеческое познание можно представить как набор таких параллельно функционирующих «модулей» (работы Дж.Фодора), работающих независимо друг от друга. Однако и в этом случае обычно принимается, что имеется центральный процессор, который аккумулирует выходные данные этих модулей и использует их в процессах координации знаний и принятия решения. Наконец, коннекционизм базируется на «мозговой» метафоре познания, где познавательные процессы предстают как процессы параллельной переработки информации сетью, состоящей из нескольких уровней простых единицы – моделей нейронов, связи между которыми обладают разными весовыми коэффициентами, причем эти коэффициенты могут меняться в зависимости от обучения нейронной сети решать определенный тип задач. В этих моделях достаточно часто центральный процессор отсутствует.

Рекомендуемая литература

Величковский Б.М. Когнитивная наука. Основы психологии познания. М., 2006.

Солсо Р. Когнитивная психология. М., 2001.

Дж. Гибсон. Экологический подход к зрительному восприятию. М., 1988.

Грегори Р.Л. Разумный глаз. М., 2003.

Залевская А.А. Введение в психолингвистику. М., 2000.

Пиаже Ж. Психология интеллекта. М., 1969.

Выготский Л.С. Развитие высших психических функций. М., 1970.

Лурия А.Р. Язык и сознание. М., 1979.

Деннет Д. Виды психики. М., 2004.

Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.