История развития когнитивного подхода

Под когнитивным подходом понимается решение традиционных для данной науки проблем методами, учитывающими когнитивные аспекты, в которые включаются процессы восприятия, мышления, познания, объяснения и понимания. Когнитивный подход в любой предметной области акцентирует внимание на «знаниях», вернее, на процессах их представления, хранения, обработки, интерпретации и производстве новых знаний.

Когнитивный подход имеет десятки ракурсов. Большое внимание уделяется вопросам понимания естественного языка, компьютерного перевода, проблемам компьютеризации общества и теории искусственного интеллекта.

Когнитивный подход может рассматриваться как трамплин, позволяющий преодолеть невидимые барьеры, которые нередко возникают между людьми, говорящими и мыслящими на разных языках.

Чтобы стала ясной необходимость использования когнитивного инструментария для решения сложных проблем (в частности, социальных), нам придется начать с краткого экскурса в историю развития когнитивного подхода и его основных принципов.

Когнитивные проблемы - восприятие, познание и понимание действительности - волновали философов и психологов во все времена. Но начавшееся после второй мировой войны бурное развитие кибернетики и вычислительной техники, появление в 50-е годы первых «думающих» машин, пытающихся решать логические задачи, играть в шахматы, понимать устную и письменную речь, переводить ее на другие языки, вынудили по-новому взглянуть на процессы мышления, познания и понимания. В середине 50-х годов в центре внимания оказался феномен знания и связанные с ним проблемы получения, хранения, обработки и репрезентации знаний, как в голове человека, так и в компьютерной системе. Психологи вынуждены были пересмотреть свои взгляды на восприятие, память, воображение, рассматривая их сквозь призму компьютерной метафоры деятельности мозга - устройства по переработке и хранению информации.

Историки полагают, что в 50-60-е годы в науке произошла когнитивная революция - смена научной парадигмы по Т.Куну. Как писал в 1991 году известный специалист по теории искусственного интеллекта и когнитивной лингвистике Н.Хомский, «когнитивная революция относится к состояниям разума-мозга и тому, как они обуславливают поведение человека, особенно - когнитивным состояниям: состояниям знания, понимания, интерпретаций, верований и т.п. Подход к человеческому мышлению и поступкам в этих терминах делает психологию и такой ее раздел, как лингвистика, частью естественных наук, занимающихся природой человека и ее проявлениями и, в первую очередь, мозгом».

Впервые центр когнитивных исследований был создан в Гарварде в 1960 году. К этой дате относят зарождение когнитивной науки (когнитологии) - междисциплинарного научного направления, объединяющего философию (теория познания), когнитивную психологию, нейрофизиологию, антропологию, лингвистику и теорию искусственного интеллекта. Г. Гарднер предложил схему взаимосвязей внутри когнитивной науки, приведенную на рис. 1 (сильные связи представлены сплошными линиями, слабые - штриховыми).

Рисунок 1. Структура когнитивной науки

Локомотивом когнитивного содружества, конечно, является теория искусственного интеллекта, ведь за ней стоят стремительно развивающиеся отрасли промышленности, связанные с производством компьютеров и электроники, развитием сети телекоммуникаций. Поэтому в когнитологии доминирует технологический подход к изучению знаний, а критерием качества когнитивных теорий является практическая реализация. Теория искусственного интеллекта в когнитологии понимается весьма широко и включает в себя теорию информации, теорию принятия решений и в последнее время - теоретическую информатику. Развитие методов искусственного интеллекта являлось одним из условий создания пятого поколения ЭВМ. Однако период эйфории от успехов искусственного интеллекта, создания экспертных систем, полностью заменяющих человека в решении практических задач, в основном завершился, и в настоящее время ставятся более реалистические задачи - обеспечение технологического синтеза интеллектуальных возможностей человека и ЭВМ, разработка интерактивных систем визуализации информации, систем поддержки принятия решений.

Благотворное воздействие теории искусственного интеллекта испытали все науки, собравшиеся под когнитивным «зонтиком», но наибольший выигрыш получила психология. Как указывает психолог Роберт Солсо, «между искусственным интеллектом и когнитивной психологией установились своего рода симбиотические отношения, где каждый выигрывает от развития другого. Ибо, для того чтобы искусственным образом сделать точную копию человеческого восприятия, памяти, языка и мышления, нужно знать, как эти процессы происходят у человека. И в то же время развитие искусственного интеллекта дает новые возможности к пониманию человеческого познания».

Что же такое «знание»? С точки зрения специалистов по инженерии знаний достаточно следующего определения: «Знание - это основные закономерности предметной области, позволяющие человеку решать конкретные производственные, научные и другие задачи, т.е. факты, понятия, взаимосвязи, оценки, правила, эвристики (иначе фактические знания), а также стратегии принятия решений в этой области (иначе стратегические знания)».

Наиболее распространено деление знаний на декларативные (знание - «что?») и процедурные (знание - «как»). Декларативное знание относится к знанию теоретического типа и предполагает умение объяснить, почему что-либо происходит. Процедурное знание является практическим знанием и означает какие-либо умения, навыки. Например, можно хорошо ездить на велосипеде, но не уметь научить кого-либо и не знать устройства велосипеда. Казалось бы, декларативное знание предполагает и владение практическими навыками. То, что это далеко не всегда верно, следует из примера, который любят приводить американские когнитологи: прекрасные профессора экономики, начав практическую деятельность на рынке, моментально разоряются и, наоборот, преуспевающие бизнесмены, пытаясь передать свой опыт молодежи, не могут внятно прочитать ни одной лекции.

Процедурные знания в свою очередь могут быть ин структивными (знание рецептов приготовления пищи, инструкций к бытовым приборам и т.д.) и ситуационными (умение действовать в конкретных ситуациях).

Последние годы внимание ученых привлек третий тип знания, которые Шоттер назвал знанием «изнутри» - знание культуры данной социальной системы. Такие знания могут носить неявный характер, недоступный «непосвященным».

Как же хранятся знания в голове человека? Когнитологи делят системы представления знаний на три основных типа: системы правил, семантические сети и структуры отношений (Рис.).

Модели репрезентации знаний первого типа включают понятия и процедуры, закодированные в виде правил типа условие - действие. Правила могут использоваться для определения категориальной принадлежности объектов и для предсказания того, как члены категории будут меняться в ответ на какие-либо воздействия. Модели этого типа чаще всего применяются в промышленных экспертных системах.

В моделях семантической организации знаний предполагается, что понятия существуют в памяти как независимые единицы, связанные сложной сетью связей (род - вид, часть - целое, логические и функциональные связи).

Среди структур отношений (третий тип представления знаний) наиболее популярна теория фреймов М.Минского, в которой предполагается, что «человек, пытаясь познать новую для себя ситуацию или по-новому взглянуть на уже привычные вещи, выбирает из своей памяти некоторую структуру данных (образ, прототип), называемую фреймом, с таким расчетом, чтобы путем изменения в ней отдельных деталей сделать ее пригодной для понимания более широкого класса явлений или процессов».

Для обозначения организованных единиц стереотипной информации, которые создаются людьми в типовых ситуациях, Р. Шенк ввел понятие скрипта. В виде скриптов в памяти хранятся стандартные последовательности действий, а также «общепринятые» последовательности причинных связей.

Рис. Формы представления знания

Дата добавления: 2014-01-03