Когнитивная наука: прошлое, настоящее, будущее. Основные области исследований, задачи и методы когнитивных наук. Познание принципиально отличается в начале и в конце обучения

, когнитивную психологию , нейрофизиологию , когнитивную лингвистику , невербальную коммуникацию и теорию искусственного интеллекта .

В когнитивной науке используются два стандартных вычислительных подхода к моделированию когнитивных систем: символицизм (классический подход) и коннекционизм (более поздний подход). Символицизм основывается на предположении, что человеческое мышление подобно мышлению компьютера с центральным процессором, последовательно обрабатывающего единицы символьной информации. Коннекционизм основывается на предположении, что человеческое мышление не может быть уподоблено центральному цифровому процессору из-за несовместимости с данными нейробиологии, а может имитироваться при помощи искусственных нейронных сетей, которые состоят из «формальных» нейронов, выполняющих параллельную обработку данных .

Классическая когнитивная наука игнорировала проблему связи сознания с мозгом, а также проблему связи психологии с нейробиологией. Это послужило причиной критики в её адрес. В 80-е годы XX столетия психологи и нейробиологи стали взаимодействовать теснее, что привело к возникновению новой науки – когнитивной нейробиологии , использующей методы визуализации мозга, которые позволяют эмпирически связать ментальные феномены с физиологией мозга. Если классическая когнитивная наука не принимала во внимание сознание, то в современной когнитивной нейробиологии сознание является предметом изучения .

Ключевым техническим достижением, сделавшим когнитивистику возможной, стали новые методы сканирования мозга. Томография и другие методы впервые позволили и получить прямые данные о работе мозга. Важную роль сыграли и всё более мощные компьютеры.

Прогресс в когнитивистике, как полагают учёные, позволит «разгадать загадку разума», то есть описать и объяснить процессы в мозгу человека , ответственные за высшую нервную деятельность . Это позволит создать системы так называемого сильного искусственного интеллекта , который будет обладать способностями к самостоятельному обучению, творчеству, свободному общению с человеком.

В когнитивистике совместно используются компьютерные модели, взятые из теории искусственного интеллекта, и экспериментальные методы, взятые из психологии и физиологии высшей нервной деятельности, для разработки точных теорий работы человеческого мозга .

Возникновение

Когнитивная наука возникла как ответ бихевиоризму , в попытке найти новый подход к пониманию человеческого сознания. Помимо непосредственно психологии, у истоков оказалось сразу несколько научных дисциплин: искусственный интеллект (Джон Маккарти), лингвистика (Ноам Хомский), а также философия (Джерри А. Фодор). На пике развития кибернетики и появления первых компьютеров, идея аналогии человеческого разума и вычислительной машины начала набирать силу и во многом заложила основные теории когнитивизма. Процесс мышления сравнивался с работой компьютера, который получает стимулы из окружающего мира и генерирует информацию, которая доступна для наблюдения. Помимо символов, как результатов контакта разума с внешним миром, объектом исследований стали мыслительные образы (или представления). Таким образом, произошло разделение на «снаружи» (предметы, объекты, …) и «внутри» (представления). На вопрос существует ли мир, когнитивная наука отвечает: «Неизвестно, но существуют наши представления об этом мире». С другой стороны, когнитивизм также вернул декартовский скептицизм и оставил без внимания субъективные переживания и эмоции .

Воплощённая когнитивная наука

В начале XXI столетия в когнитивной науке развилось новое направление - воплощённая когнитивная наука (англ. embodied cognitive science ). Её представители считают ошибочным подход традиционной когнитивной науки и философии сознания , который почти полностью игнорирует роль тела в деятельности сознания. В последнее десятилетие наблюдается рост эмпирических исследований в области воплощённого познания . Сторонники воплощённой когнитивной науки отвергают идею о том, что сознание порождается мозгом или тождественно мозгу .

Составляющие когнитивистики

См. также

Примечания

Литература

Лангаккер Р. У. Когнитивная грамматика. - М.: ИНИОН РАН, 1992. - 56 с.
Лакофф Дж. Когнитивное моделирование. Язык и интеллект. - М.: «Прогресс», 1996. - 416 с.
Краткий словарь когнитивных терминов. / Под общ. ред. Е. С. Кубряковой. - М.: Филол. ф-т МГУ им. М. В. Ломоносова, 1997. - 245 с.
Величковский Б. М. Когнитивная наука: основы психологии познания. В 2-х тт. - М. : Смысл: Издательский центр «Академия», 2006.
Когнитивная наука и интеллектуальные технологии: Реф. сб. АН СССР. - М.: Ин-т науч. информ. по обществ. наукам, 1991. - 228 с.
Деннет Д. Онтологическая проблема сознания / Пер. с англ. А. Л. Блинова // Аналитическая философия: Становление и развитие (антология) / Сост. Грязнов А. Ф. - М.: ДИК «Прогресс-Традиция», 1998. - С. 361-375.
Churchland, P. S. (1986) Neurophilosophy: Towards a Unified Theory of Mind Brain, Cambridge, Massachusetts, Bradford Books/MIT Press
Fodor, Jerry (1998). Concepts: Where Cognitive Science Went Wrong. New York: Oxford University Press
Jackendoff, R. (1987) Consciousness and the Computational Mind, Cambridge, Massachusetts, Bradford Books/MIT Press
Pinker, S. (1997). How the Mind Works. presented at the New York, New York: W. W. Norton & Company
Varela, F., Thompson, E. and E. Rosch (1991) The Embodied Mind: Cognitive Science and Human Experience, Cambridge, MA: MIT Press

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 ; 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

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.

и когнитивная лингвистика

В науке XX века одним из интереснейших и важнейших событий явилось возникновение когнитологии или когнитивной науки . Когнитология изучает сложные феномены – ментальные процессы, которые выделили человека как разумное существо, и результаты этой ментальной деятельности – знания.

Когнитология имеет междисциплинарный характер. Она объединяет вокруг себя разные науки – математику и психологию, лингвистику и моделирование искусственного интеллекта, философию и теорию информации. Возникло это научное направление на Западе, но в настоящее время оно активно развивается и в России, в первую очередь, в сфере психологии и лингвистики. Когнитивная лингвистика в России связана, в первую очередь, с именами Елены Самойловны Кубряковой и ее коллег в Институте языкознания РАН в Москве и Николая Николаевича Болдырева и его коллег в Тамбовском государственном университете.

Когнитивные науки – это науки, занимающиеся человеческим разумом, мышлением и теми ментальными (умственными) процессами и состояниями, которые с ними связаны. Предметом когнитивных наук является когниция (познание) и связанные с ним структуры и процессы; исследование феномена знания во всех аспектах его получения, хранения, переработки и т.п., какими типами знания и в какой форме обладает человек, как репрезентировано знание в его голове (пропозиции , скрипты , сценарии , схемы , образы , фреймы и пр.), каким образом человек приходит к знанию и как он его использует.

Когнитивная психология – особое когнитивно ориентированное направление в психологии, связанное с изучением ментальных процессов, характеризующих поведение человека и отличающих его от других живых существ. Когнитивная психология стояла у истоков когнитивной науки и обязана своим названием Ульриху Найссеру. Когнитивный подход рождается именно в психологии. Он знаменует отказ от упрощенного понимания психических процессов и человеческого поведения в терминах стимулов и реакций, характерных для бихевиоризма . В орбиту научных интересов когнитивной психологии попадают не только такие феномены как научение, обучение и память, но и более сложные явления: планирование деятельности, виды отражения мира в мозгу человека и формирование с этой целью разных типов его ментальной репрезентации – всего того, что получает название «человеческой ментальной деятельности».

Параллельно с возникновением когнитивной психологии зарождается другое направление – когнитивная лингвистика. Когнитивная лингвистика – лингвистическое направление, возникшее к началу 80-х гг. XX века в рамках когнитивной науки. В центре внимания этого направления находится язык как общий когнитивный механизм, как когнитивный инструмент – система знаков, играющих роль в репрезентации (кодировании) и трансформировании информации. Иначе говоря, когнитивная лингвистика изучает, какую роль язык играет в процессах познания, усвоения и хранения знаний.

Когнитивная лингвистика исследует проблемы соотношения языка и сознания, роль языка в концептуализации и категоризации мира, в осуществлении познавательных процессов и обобщения человеческого опыта. Концептуализация – это процесс формирования так называемых концептов . Понятие концепта, несмотря на то, что, что оно является базовым в когнитивной науке, в разных её отраслях трактуется по-разному. Поэтому в научной литературе можно найти множество дефиниций концепта. Например, Елена Самойловна Кубрякова дает следующее определение концепта: «оперативная содержательная единица памяти, ментального лексикона, концептуальной системы и языка мозга, всей картины мира, отраженной в человеческой психике». В самом общем виде концепт можно определить как ментальную структуру, связанную со знаниями об одном явлении действительности (или группе явлений). Концепты, как правило, могут быть вербализованы , т.е. названы или описаны средствами языка. Так, можно говорить о концептах «пространство», «время», «человек», «завтрак» и т.д. Концепты формируются в результате и на основе процессов категоризации , т.е. такой обработки знаний, при которой происходит выделение и обобщение признаков предметов и явлений и их последующая классификация.

Когнитивная лингвистика заимствует из когнитивной науки ключевое понятие когниция , но вносит в него существенные коррективы. В когнитивной науке когниция – это вся деятельность человека с информацией, поступающей извне и постоянно обрабатываемой в ходе восприятия и оценки окружающей человека действительности органами чувств. В этом процессе задействованы все когнитивные способности человека – внимание и воображение, память и другие процессы сознания.

Когнитивная лингвистика изучает роль языка не столько в осуществлении сложной познавательной деятельности, сколько деятельности обыденного сознания, для которого определяющую роль играют наивная модель мира и соответствующая её языковая картина мира . В когнитивной лингвистике язык определяется как когнитивная способность, процесс, протекающий в виде речевой деятельности, в актах говорения и понимания. Одна из главных задач когнитивной лингвистики – познание языковой способности человека.

Возникновение [ | ]

Воплощённая когнитивная наука [ | ]

Составляющие когнитивистики [ | ]

К когнитивным наукам также относят экспериментальную психологию познания, нейронауку ,

Когнитивная наука

Все, что делают люди, они делают исходя из свох знаний. Знания определяются тем, как человек мыслит и воспринимает реальность. Отсюда: законы мышления и восприятия определяют все, что делают люди.

В этой простой идее заключена вся важность когнитивной науки - науки, изучающей законы мышления и восприятия. Это не психология, хотя тесно смыкается с ней временами: психология пытается изучать строение души, сознания, его законы, действующие в нем силы, понять человека полностью , а когнитивная наука изучает только "механику" мышления и воспрития: как из восприятий рождается мысль, и как из одной мысли рождается другая. Поиск ответов на эти "простые" вопросы стал истинной точкой старта органической логики.

Следует предупредить читателя: сегодня термин "когнитивная наука" понимается гораздо уже. Так именуют изучение работы сознания человека как компьютера, принимающего, хранящего и обрабатывающего информацию. Мозг - это большой компьютер: вот главная предпосылка современной когнитивной психологии. Но мы не можем всерьез относиться к этой идее: человек лишь тогда похож на компьютер, когда он имеет дело с информацией, но информация - это далеко не все, с чем имеет дело сознание человека. Еще есть чувства и эмоции, убеждения и верования, концепции и парадигмы, мифы и установки - в общем все, что придает смысл информации, без чего она просто - бесмыссленный набор букв или цифр. Именно смысл играет главную роль в нашем восприятии и мышлении, и когнитивная наука не может обойтись без изучения "законов смысла" , не может ограничиваться только изучением "законов информации".

Скажем еще иначе. Люди действуют, исходя из знаний, но

Знания = информация + смысл

И тогда на первое место выходит вопрос: как информация, которую мы получаем из внешнего мира, приобретает для нас определенный смысл? Или, как из набора отдельный возбуждений в рецепторах нашего глаза рождается цельное восприятие яблока, лежащего на подоконнике? Или, как из разрозненного набора фактов и сведений о какой-то вещи у нас рождается ее глубокое понимание?

Современная когнитивная наука, увлекшись компьютерами и томографами, забыла, что еще в начале 20-го века был дан ответ по существу на этот вопрос. Это сделал основатель школы гештальт-психологии Макс Вертгеймер.

Гештальт-теория

Если мозг человека - это компьютер, то для того, чтобы информация превратилась в знание, человек должен сначала "загрузить" сырую информацию из внешнего мира через органы восприятия, а затем обработать ее какой-то внутренней программой и получить на выходе какой-то вывод, знание. Так думают многие когнитивные психологи сегодня, и так думали психологи до начала 20-го века, хотя они компьютеров в глаза не видели.

Но Вертгеймер на очень простых экспериментах покзал: все происходит прямо противоположным образом. Сначала человек воспринимает вещь как целое, и лишь потом с учетом этого целого придает смысл той или иной детали этой вещи. То есть, восприятие не собирает цельный смысл воспринимаемой вещи из мозаики отдельных ее деталей, а наоборот, сразу схватывает ее цельный смысл и уж затем обращается к ее деталям. Не снизу вверх, а сверху вниз. Глядя на человека, мы не собираем в голове его лицо из отдельных деталей - ушей, глаз, носа, рта, мы видим лицо целиком сразу. Мы мгновенно можем узнать знакомое лицо, для этого нам не нужно времени для анализа, обработки и сопоставления информации. И этим мы отличаемся от компьютеров, которым нужно отдельно и последовательно анализировать все характеристики лица, чтобы сделать какой-то вывод.

Вертгеймер называл эти целостности, которыми мы воспринимаем мир (и мыслим) гештальтами . Гештальты - это смыслы, которыми мы упорядочиваем свой опыт, это организующие силы нашего восприятия и мышления, без которых оно бы рассыпалось на отдельные осколки, не имеющие смысла . Это можно видеть у людей, получивших травму мозга: они называют каждую букву слова, но не могут его прочитать. Когда им показывают фотографию человека, они не могут сказать, знают ли его - безрезультатно пытаясь вычислить это из отдельных деталей изображения.

Вертгеймер первый начал исследовать законы гештальта, "законы смыслов" (он называл их "законами организации перцептуальных форм"). А мы лишь двинулись по его стопам и смогли обогатить гештальт-теорию идеями, которых не знали до середины 20-го века, идеями науки сложных систем. Органическая логика - то, что получилось в результате.

Дополнительно точно