Ученье свет, а неученье тьма народная мудрость. Да будет Свет! сказал Господь божественная мудрость
Скачать 7.09 Mb.
|
150 -,  100 - вербальный интеллект невербальный интеллект Рис. 2.8. Результаты тестов на вербальные и невербальные интеллектуальные способности у трех групп детей: контрольная группа нормальных детей, дети с синдромом Дауна и синдромом Уильямса (неопубликованные данные, с разрешения Department of Psychology, Emory University). 131 и вы получите стандартный список обитателей зоомагазинов и пригородных ферм: собака, кошка, лошадь, корова, свинья. Попросите об этом ребенка с синдромом Уильямса, и вы получите более интересный набор: единорог, птеранодон, як, ибекс, саблезубый тигр, коала, дракон и, к особой радости палеонтологов, бронтозаврус реке» (Pinker, 1994, р. 53). В одной из недавних публикаций итальянских нейропсихологов приводится случай 9-летнего мальчика с этим синдромом, который был лучшим в своем классе по развитию навыков чтения. В то же время интеллектуально он был так слаб, что играя в любимую игру — футбол, так и не мог понять разницу между своими и чужими воротами. Второй признак модулярности — информационная закрытость соответствующих механизмов (Фодор использует более выразительный термин «инкапсулированность»). Лучше всего этот признак иллюстрируется хорошо известными оптико-геометрическими иллюзиями, такими как иллюзия Мюллера-Лайера (рис. 2.9). Выраженность этой иллюзии не меняется при полном знании о физическом равенстве центральных отрезков13, а значит, процессы восприятия оказываются когнитивно непроницаемыми для наших знаний о ситуации. Соавтор Фодора по ряду публикаций Зенон Пылишин считает когнитивную непроницаемость основным критерием анализа фиксированных компонентов архитектуры познавательных процессов. Для Фодора существенными являются и некоторые другие признаки. Третий признак в его классификации — это обязательный («мандатный») и баллистический характер модулярных процессов: если на входе некоего модуля оказывается соответствующая информация, то ничто уже не может остановить или изменить его работу. Так, если, открыв дверь, мы наблюдаем некоторую сцену, мы не в состоянии не увидеть ее или увидеть ее иначе, если нам не нравится то, что мы видим. Перцептивные процессы и потенциально любые другие, модуляр-но организованные процессы переработки информации, с этой точки зрения, являются вычислительными рефлексами. Из этого, в частности, естественно следует четвертый признак: модули работают очень быстро. Пятый признак тесно связан с предыдущим и заключается в том, что результатом работы модулярных систем оказываются сравнительно поверхностные репрезентации, зачастую служащие лишь сырым материалом для дальнейшего использования центральными системами. Три последних признака модулярности, описываемые Фодором, оказали в дальнейшем особое влияние на переориентацию всего комп- 1  3 Более того, как показали наблюдения одного из классиков гештальт-психологии Вольфганга Метцгера, иллюзорному искажению подвержены даже металлические балки (!), если они образуют соответствующую перцептивную конфигурацию (Metzger, 1941/ 2001) В последние годы были, впрочем, получены новые данные, описывающие условия, при которых данная и некоторые другие оптико-геометрические иллюзии не возни-132 кают (см. 3.4.1) Рис. 2.9. Иллюзия Мюллера-Лайера — выраженный иллюзорный эффект сохраняется, несмотря на знание истинных размеров и наличие линейки. лекса когнитивных исследований. Согласно шестому признаку, очень похожие когнитивные модули могут встречаться у представителей различных биологических видов. Седьмой признак заключается в том, что нарушения и распад работы некоторого модуля обнаруживают свою собственную картину симптомов и могут происходить на фоне полной сохранности других механизмов. В нейропсихологии соответствующая особенность организации мозговых процессов по сути дела давно предполагалась таким методическим приемом, как поиск двойных диссоциаций: выявления такой пары мозговых поражений, которые селективно вызывают один из двух контрастируемых неиропсихологических синдромов (см. 2.4.1). Не удивительно, что последним, восьмым признаком когнитивных модулей оказывается фиксированность их нейроанатоми-ческой локализации. В целом, эта группа признаков позволяет сделать дополнительный и, надо сказать, достаточно сильный (если не провокационный) вывод о врожденности модулярных компонентов когнитивной архитектуры. Вызванные книгой Фодора дискуссии продолжаются в психологии и за ее пределами, не утихая, и по сегодняшний день. Оценивая эту работу, следует отдельно обсудить ее конкретные положения, часть из которых не выдерживает критики, и те, скорее неспецифические последствия, которые она имела для современных когнитивных иссле- 133 дований в целом. Конкретные положения действительно вызывают множество вопросов. Насколько правомерны, например, приписывание модулярных характеристик перцептивным «системам входа» и подчеркнуто «изотропная» интерпретация функционирования «центральных систем»? Одной из базовых функций перцептивных механизмов (то есть «систем входа», по Фодору) является пространственная локализация объектов и самого наблюдателя. По ряду параметров процессы пространственного восприятия, однако, трудно отнести к типичным модулярным механизмам. Так, восприятие пространства связано с широкой интермодальный интеграцией сенсорной информации (зрение, слух, кинестезия, гаптика и т.д.) и сенсомоторных навыков, основанных на опыте активных локомоций и действий (см. 3.1.1 и 3.4.3). Далее, восприятие пространства оказывается чрезвычайно пластичным, способным корректировать драматические изменения сенсорной информации. Пластичность восприятия сохраняется и у взрослых индивидов, как это было показано в многочисленных экспериментах с адаптацией к искажающим изображение на сетчатке оптическим устройствам (см. 3.4.3). При этом может учитываться также и семантическая информация — на промежуточных этапах адаптации к переворачивающим ретинальное изображение линзам свечка, видимая сначала в перевернутом положении, иногда вдруг воспринимается правильно, если ее поджигают и пламя начинает указывать направление «вверх» (O'Reagan & Noe, 2001). Обращаясь к центральным системам, можно, напротив, найти массу примеров отклонений от предполагаемой гомогенности («изотропности») высших когнитивных процессов. Лучше всего это иллюстрируют работы по нейропсихологическим механизмам социального интеллекта. Узкая функциональная специализация, типичная картина выпадения, известная как аутизм, и даже возможная узкая локализация мозговых механизмов, которые предположительно связаны с префронтальными областями коры (см. 8.1.1), — все эти признаки механизмов социального интеллекта вполне соответствуют их модулярной интерпретации. Следует сказать, что многочисленные последователи Фодора пытаются в последние годы модифицировать его исходную концепцию, причем главным образом путем распространения модулярного подхода на самые разные, в том числе на высшие познавательные функции (Cosmides & Tooby, 1994). На основании данных, полученных с помощью методов трехмерного мозгового картирования, распространенным становится представление о модулярной организации именно высших форм познания и контроля деятельности (см. подробнее 2.4.2, 4.4.2 и 8.2.3). В следующих главах мы будем часто упоминать разнообразные специализированные механизмы познавательной активности и анализировать ведущиеся вокруг этого комплекса вопросов дискуссии. Широта и интенсивность споров демонстрируют тот факт, что публикации Фодора по модулярности спровоцировали настоящий всплеск интереса (иногда, впрочем, с элементами протеста) к классическим проблемам развития и мозговых механизмов познавательных процессов. Хотя соответствующие упоминания работ Выготского, Пиаже и Лурия давно уже стали в когнитивной психологии правилом хорошего тона, лишь с конца 1980-х годов интересовавшие этих авторов проблемы постепенно перемещаются в фокус внимания междисциплинарного научного сообщества когнитологов (см. 9.1.3 и 9.4.2). С этой точки зрения, поиск относительно автономных когнитивных модулей и их возможных нейрофизиологических механизмов действительно может считаться одним из числа наиболее влиятельных и интересных подходов в новейших исследованиях познания. 2.3.3 Нейронные сети в психологии Другим влиятельным подходом в течение последних 20 лет стал так называемый PDP-подход (от parallel distributed processing = параллельная распределенная обработка), широко известный также как коннекцио-низмн. И в этом случае речь идет об отказе от компьютерной метафоры в ее символьном варианте, связанном первоначально с логико-математическими работами Алана Тьюринга и Джона фон Неймана. Однако, если концепция когнитивных модулей Фодора и его последователей лишь допускает определенную параллельность обработки в каких-то звеньях когнитивной архитектуры, в коннекционизме параллельность обработки становится уже всеобщим принципом. Речь идет о массивной параллельности обработки — все элементы системы, интерпретируемой как обширная нейронная сеть, рассматриваются как потенциально связанные между собой и одновременно участвующие в формировании ответа на стимульную конфигурацию. Типичная коннекционистская сеть показана на рис. 2.10. Наличие нескольких слоев элементов: входного и выходного слоя плюс не менее одного промежуточного (или «скрытого», от англ. hidden) слоя — отличительная черта современных коннекционистских моделей. Попытки демонстрации вычислительных возможностей сетей формальных нейронов предпринимались американскими нейрофизиологами Мак-Кал-локом и Питтсом еще в 1940-е годы. В последующие два десятилетия простые (один входной и один выходной слой) сети под названием «персептроны» использовались для машинного распознавания изображений, однако без особого успеха, так как оказалось, что они неспособны к строгой дизъюнкции («либо А» — «либо В») — логической операции, необходимой для различения состояний мира. Лишь в начале 1 4 Распространенный сегодня в психологии и за ее пределами термин «коннекцио-низм» в историческом контексте впервые был использован Эдвардом Торндайком (на пример, Thorndike, 1932) для обозначения его основанной на ассоциативных связях сти мулов и реакций бихевиористской теории научения (см. 1.3.2 и 5.4.2). 135 1980-х годов было показано, что добавление по крайней мере одного «скрытого» слоя нейроноподобных элементов снимает эту проблему, позволяя осуществлять на базе параллельных архитектур весь спектр логических операций. В 1986 году Румелхарт и Макклелланд опубликовали двухтомную «библию» коннекционизма (McClelland & Rumelhart, 1986; Rumelhart & McClelland, 1986), содержащую, наряду с описанием формального аппарата моделирования, многочисленные примеры психологических и нейрофизиологических применений этого подхода. Главное преимущество коннекционистских моделей по сравнению с традиционными когнитивными моделями — это возможность ассоциативного (контентно-адресованного) и распределенного хранения информации, а также, что особенно важно, адаптивного обучения. Первая особенность означает, что любой фрагмент первоначальной ситуации или любое сопутствующее обстоятельство способны ассоциативно поддержать припоминание. «Распределенным» хранение является потому, что его субстратом является в каждом конкретном случае не какой-то отдельный элемент, а сеть в целом, то есть состояния всех ее узлов и весовые коэффициенты их связей. Наконец, коннекционизм позволяет естественно описывать некоторые элементарные формы обучения. Процессы обучения в искусственных нейронных сетях имеют известную специфику, которая должна стать понятной из нижеследующих примеров. Простейшая, сугубо ассоциативная процедура обучения в нейронных сетях активация на выходе  выходной слой тренируемые связи скрытый слой входной слой О О О активация на входе 136 Рис. 2.10. Однонаправленная (feedforward) коннекционистская сеть, включающая скрытый слой элементов восходит к классическим идеям проторения путей павловской физиологии и клеточных ансамблей Дональда Хэбба (см. 1.4.2). В «Организации поведения» Хэбб (Hebb, 1949) предположил, что повторная стимуляция тех же рецепторов постепенно ведет к функциональному объединению нейронов ассоциативных областей мозга, так что этот клеточный ансамбль может сохранять активацию после окончания стимуляции и вновь возбуждаться при возникновении похожего узора стимуляции. В нейроинформатике используется следующее правило Хэбба: между всеми одновременно (синхронно) активированными нейронами (то есть элементами сети) снижаются пороги синаптических связей (повышаются весовые коэффициенты активационных связей). В результате многократных повторений распространение активации при возникновении на входе той же ситуации происходит быстрее, группа элементов, «ансамбль», активируется как целое, и, что важно, эта активация происходит даже при изменениях ситуации, например, выпадении каких-то компонентов изображения, а равно «отмирании» части «нейронов» самой сети. Тем самым удается моделировать особенности целостного восприятия, описанного гештальтпсихологией (см. 1.3.1). Подобная терпимость (graceful degradation) к искажениям на входе и к нарушениям механизма обработки информации разительно контрастирует с хрупкостью обычных символьных программ, где лишний пропуск или неправильно поставленная запятая способны остановить работу программы и даже самого компьютера. Кроме того, пластичность синаптических связей, лежащая в основе формирования ансамблей, позволяет дать физиологическое объяснение процессам обобщения (категоризации) отдельных стимульных ситуаций. Недостатком описанного механизма самоорганизации нейронных связей является его чрезвычайно медленный, требующий сотен и тысяч повторений характер. В 1981 году немецко-американский нейрофизиолог К. фон дер Мальсбург предположил, что для объяснения одноразового обучения должны существовать быстрые синапсы, меняющие свои характеристики в ответ на однократное возникновение некоторой, обычно новой или значимой ситуации. Мальсбург назвал их «хэббов-скими синапсами». Такие синапсы действительно были обнаружены в последнее время и по предложению Нобелевского лауреата по биологии Фрэнсиса Крика иногда называются теперь «мальсбургскими». Мы подробнее остановимся на обсуждении этих нейрофизиологических механизмов в последующих главах, посвященных сознанию и памяти (см. 4.4.3 и 5.3.2). Примером более эффективного компьютерного алгоритма обучения в самой нейроинформатике служит предложенный канадским информатикой Джеффри Хинтоном и его коллегами метод обратного распространения ошибки (backpropagation of error). В этом случае сети предъявляется некоторая конфигурация, а затем ответ на выходе сравнивается с идеальным, желаемым ответом. Результат подобного сравнения того, что должно быть (Sollwert), с тем, что есть (Istwert), вычисляется и пропускается затем в обратном направлении: от выхода сети к ее входному слою, причем на каждом промежуточном этапе осуществляются некоторые коррекции весовых коэффициентов связей элементов с целью последующей минимизации рассогласования. Телеологизм этих процессов и необходимость эксплицитного надсмотра за обучающейся сетью порождают, с одной стороны, множество смутных психологических аналогий, а с другой стороны, известный скептицизм в оценке «обратного распространения» как подходящего средства моделирования когнитивных процессов. Дело в том, что «контролируемая минимизация рассогласования» оставляет сильное впечатление произвольного подбора желаемого результата15. Ряд коннекционистских моделей использует обратные связи для повторного пропускания продуктов обработки через нейронную сеть. Это свойство, называемое рекуррентностью, позволяет обрабатывать конфигурации на входе в контексте предыдущих событий («прошлого опыта»). Два варианта рекуррентных сетей, использовавшихся для моделирования синтаксического анализа речи, показаны на рис. 2.11. Существует практически открытое множество других вариантов коммутации элементов, а также возможность соединения коннекционистских моделей с традиционными символьными архитектурами в рамках гибридных моделей, включающих как символические, так и коннекцио-нистские компоненты. Так, в литературе интенсивно обсуждается возможность существования разных нейролингвистических механизмов для работы с регулярными и нерегулярными глаголами (Pinker, 2000). В случае регулярных глаголов, склоняемых по определенным фиксированным правилам, в памяти могла бы сохраняться лишь корневая морфема, по отношению к которой осуществляются традиционные символьные трансформации (скажем, добавление «-ed» при переходе к прошедшему времени в английском языке). Работа с нерегулярными глаголами, напротив, требует заучивания индивидуальных паттернов (как в случае грамматических форм английского глагола «to be»: am, are, is, was, were). При моделировании такого, скорее механического, заучивания могли бы помочь нейронные сети (см. 7.1.3). Коннекционизм не мог не вызвать острых научных дискуссий. Они возникли прежде всего с представителями символьного и модулярного подходов (Fodor & Pylyshin, 1988), для которых подобное применение идеи параллельности ведет слишком далеко, вплоть до отказа от основных принципов переработки символьной информации, выделенных к началу 1980-х годов. В самом деле, в распределенных архитектурах не выполняются основные логические требования к символьной записи информации, а следовательно, к коннекционистским репрезентациям не применимы средства исчисления предикатов (см. 2.3.3). Поэтому, 1 5 Вне психологии — нейроинформатика, компьютерное зрение и роботика — широко используются алгоритмы обучения нейронных сетей, не требующие внешнего надсмотра. Речь идет прежде всего о разновидности разработанных финским информатикой 138 Т. Кохоненом самоорганизующихся карт (self-organizing maps). - контекстные нейроны '' |
Похожие:
 | Лекция №1 «В начале сотворения Всесильным Неба и Земли, когда Земля... Земля была пуста и нестройна, и тьма над бездною, а Дух Всесильного парил над водою, сказал Всесильный: «Да будет Свет»; и стал Свет.... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Величие Света и непобедимость его противопоставим ничтожеству тьмы ухищрений. Свет вечен, но временна тьма! Дух вечен, но временно... |
| "Народная мудрость" 20 последних советов При возникновении какой-нибудь неисправности в вентиляторе или соединительном проводе, защита от перегрузки или короткого замыкания,... |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «свет» и «фор». «Свет» —это всем понятно. А «фор»? «Фор» произошло от греческого слова «форос», что означает «несущий» или «носитель».... |
| Урок: Род несклоняемых имен существительных Вспомните, что такое пословица и как она обычно строится. В пословице заключается народная мудрость | | Самостоятельная работа по дисциплине «Информатика и икт» Вы подошли к светофору, когда горел красный свет. После этого загорелся желтый свет. Сколько информации вы при этом получили? |
| Программа международной православной выставки-форума «Сильвестр Омский Свет земли Сибирской» Просмотр документального фильма "Свет огня. Несколько страниц и жизни преподобного Сергия Радонежского". Сцена выставочного зала | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Эпиграф к урокам: «Здоровому и нездоровое здорово, а нездоровому и здоровое нездорово» народная мудрость |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Народная мудрость, философия, искусство, религия как основ ные источники психологических знаний | | Аль Атоми Беркем Мародер 2 Роман : Фантастика Как, оказывается, хуево на том свете. Точнее, теперь это "этот" свет. Точнее, тьма. Еще столько же, или втрое больше |
| Сказка «Один заработанный рубль» Не прав тот, кто считает, что чтение сказок — это развлечение. В сказках заложена народная мудрость, они могут дать тебе добрый... | | Конспект урока в 1 классе по окружающему миру Тема: Народные сказки Сказка – ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок. Говорит народная мудрость. Приходилось ли вам извлекать какие-нибудь уроки из... |
| Испокон веков люди боялись темноты. Для них тьма была олицетворением... Но мало кто знает, что все совсем не так. Ведь Тьма не есть Зло, равно, как Свет не есть Добро. Но есть в мире люди, которым темнота... | | Ученье свет. Как делать уроки с первоклашкой Что же произошло? Почему малыш не хочет учиться? По мнению многих учителей, нежелании детей учиться, виноваты в первую очередь сами... |
| Урок 4 Особенности морали Притчи- это вековая мудрость народов всего мира. Зло и добро, мир и война, любовь и ненависть, глупость и мудрость, лень и трудолюбие.... | | Ученье свет. Как делать уроки с первоклашкой Что же произошло? Почему малыш не хочет учиться? По мнению многих учителей начальных классов, в нежелании детей учиться виноваты... |
