![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Là__ 1 страница
траектории между вершинами, репрезентирующими Istwert и Sollwert, а затем и практического движения по этой траектории. Возможно, что решение подобных задач, а именно задач на удовлетворение множественных ограничений (см. 2.3.3 и 7.3.3), было бы успешнее в случае использования не графов, а какой-нибудь более гомогенной, например аналоговой, формы репрезентации, способной передавать информацию о градиентах приближения к цели. Сама цель при этом могла бы рассматриваться как аттрактор, некоторый локальный минимум в многомерном ландшафте возможных состояний системы. Этот подход реализуется в некоторых коннекционистских программах. Кроме того, делаются первые попытки использования гибридных архитектур, обычно с элементами вертикальной организации: на нижнем уровне реализуются сенсомоторные процессы, а на верхнем — процессы управления и контроля («критики»), включающие моделирование среды, целепола-гание и планирование действий. При весьма скромных затратах времени и средств на моделирование способностей к абстрактному мышлению, видное место в современной роботике занимают вопросы коммуникации и практического взаимодействия. Причиной этого являются следующие очевидные соображения. Во-первых, типичные задачи для мобильных роботов, такие как обследование акватории порта в поисках мин или очистка территории после экологической катастрофы, предполагают кооперацию нескольких, иногда множества относительно простых (а следовательно, дешевых) роботов и сочетания их автономности с управляемостью со стороны человека. Во-вторых, часть систем, прежде всего гуманоидные роботы, создается для использования в медиабизнесе и рекламе. Понятно, что главное требование к ним — имитация человеческих форм общения. Более отдаленная цель состоит в объединении этих двух линий, что может быть достигнуто только путем координации ресурсов, по типу эффектов совместного внимания, известных из исследования раннего отногенеза (см. 4.1.1 и 7.1 2). Такие проекты ведутся сейчас в ряде лабораторий, в частности, в Массачусетском технологическом институте. На рис. 9.2 показана серия эпизодов из экспериментов, направленных на тренировку простейших процедур координации внимания человека и робота. Популярным, хотя и весьма размытым понятием в современной литературе является термин «агент». Под «агентом» может пониматься любая нетривиальная часть некоторой более широкой среды, ситуативно адаптированная к ней и проявляющая какие-либо другие признаки интеллектуального поведения, например, способность к ответам на вопросы и другим формам взаимодействия (Поспелов, 2003). Это может быть программа вычислений, компьютер в сети, мобильный робот и, конечно же, живой организм. В связи со стремительным развитием Интернета как универсальной среды для размещения знаний и появлением технологий виртуального поиска данных (см. 7.4.3), для когнитивных исследований особенно интересны так называемые виртуальные агенты — при- кладные программы автономного поиска данных по сформулированным J
Рис. 9.2. Три эпизода в попытках управления «вниманием» робота: А — робот фиксирует объект, Б — переходит к фиксации лица экспериментатора; В — легкие движения объекта вновь привлекают «внимание» робота к объекту. пользователем на естественном языке требованиям. Поскольку такие программы для упрощения коммуникации с пользователем обычно снабжены антропоморфным интерфейсом, то в ходе развития этой технологии приходится сталкиваться с проблемами, возникающими и при создании гуманоидных роботов. В плане более фундаментальных исследований виртуальные агенты служат материалом для моделирования различных аспектов эволюции живых организмов в рамках подхода, получившего название «эволюционная кибернетика» (см. Редько, 2001). В частности, любая важная система организма человека может рассматриваться как сложное сообщество клеточных агентов23. Процедуры управляемого экспериментатором обучения нейронных сетей, такие как обратное распространение ошибки, не очень убедительны с биологической точки зрения. Интерпретация изменений работы нейронных сетей мозга поэтому часто ведется с позиций теории нелинейных динамических систем (см. 2.3.3 и 9.4.3). Эта теория подчеркивает значение самоорганизации, допускает возможность резких изменений сложности системы (так называемых «бифуркаций») и играет важную роль в устранении гомункулусов (но часто и менталистской терминологии!) из объяснительных схем. Интересна в связи с этим демонстрация того, что появление некоторого сложного продукта работы множества агентов не обязательно предполагает с их стороны возможности планирования поведения, наличия интенций и даже каких-либо коммуникативных способностей, выходящих за рамки элементарной сенсорики. Классическим примером служат постройки термитов, которые
возникают в результате выполнения простых рефлекторных актов, «управляемых» ограничениями физической среды. Другая примитивная форма организации коллективного поведения — это имитация, которая внешне может выглядеть как осознанное единодушие действующих совместно агентов, но фактически не требует никаких когнитивных репрезентаций24 Создатели систем виртуальной жизни, особенно в области прикладной робототехники, вынуждены учитывать элементарную логику действия, отличную от классического исчисления предикатов, положенного в основу символьных моделей искусственного интеллекта. Речь идет, в частности, о временных логиках как подклассе модальных логик (Не-пейвода, 2000). В этом контексте, например, конъюнкция двух истинных пропозиций не всегда истинна. Так, хотя при планировании действий может быть по отдельности справедливо, что робот способен А: «повернуть руку-манипулятор влево на 90°» и Б: «проехать вперед на расстояние 10 метров», но конъюнкция этих двух приказов-пропозиций может быть, тем не менее, невыполнимой, если, скажем, слева от траектории движений робота находится большой камень или дерево. Справедливо и обратное — невыполнимая «в лоб» операция может стать реализуемой в сочетании с другими поведенческими актами, на обходном пути, при движении с учетом рельефа местности и т.д. Даже наиболее философски настроенным разработчикам подобных систем тезис Фодора о методологическом солипсизме как стратегии исследования в когнитивной науке должен был бы казаться, по меньшей мере, странным. Более того, как раз временные ограничения, заставляющие искать достаточные, а не самые интеллектуальные решения, обуславливают склонность работающих в этой области авторов к материализму поведенческого типа, так сказать, к нео-необихевиоризму. Так, один из наиболее известных сегодня экспертов, руководитель лаборатории роботики Массачусетского технологического института Родни Брукс называет себя сторонником антиментализма и пропагандирует... «антивычислительный подход» (Brooks, 1999). По его мнению, как искусственные, так и реальные живые существа в равной степени не могут позволить себе роскошь мышления в терминах специально конструируемых и удерживаемых в памяти ментальных репрезентаций окружения. Самое важное, как считает Брукс, что в постулируемой когнитивным подходом опоре на внутренние репрезентации нет никакой необходимости: опираться
надо на объективную реальность, которая есть самая полная «репрезентация самой себя» (Brooks, 1991). Как подчеркивает другой автор: «Биологические мозги — это во-первых и прежде всего системы управления движениями биологических тел. Биологические тела перемещаются и действуют в информационно насыщенной среде реального мира» (Clark, 1998, p. 506)25. 9.3 Перспектива прямого реализма 9.3.1 Экологический подход: вклад Джи Джи Гибсона Наряду с рассмотренными вариантами вычислительного подхода важным элементом дискуссий 1980-х годов о перспективах выхода научной психологии и когнитивной науки из кризиса стали работы небольшой, но чрезвычайно активной в тот период группы исследователей, развивавших взгляды известного американского психолога Джеймса Джерома Гибсона (1904—1979). Это влияние, на первый взгляд, может показаться труднообъяснимым. Исследователь, всю жизнь проработавший в одной, причем достаточно узкой области — психологии зрительного восприятия, выпустивший с интервалом примерно в 15 лет три книги — «Восприятие зрительного мира» (Gibson, 1950), «Чувства, рассматриваемые как перцептивные системы» (Gibson, 1966) и «Экологический подход к зрительному восприятию» (Gibson, 1979), — поставил под сомнение теоретические основы когнитивных исследований, так ни разу и не выступив с развернутым анализом этого направления. Когнитивная наука в ее умеренном найссеровском или радикальном вычислительном вариантах подчеркивает роль внутренних репрезентаций знания. Именно репрезентации, под десятком различных названий (см. 9.1.1), определяют не только успешность процессов мышления, но и обеспечивают интерпретацию сенсорных данных, лишенных, с точки зрения когнитивистов, однозначности и устойчивой организации (ср. тезис Хомского об информационной бедности стимула — см. 1.3.3 и 9.2.3). Зрительная стимуляция описывается как двумерное распределение световой энергии, иногда как поток фотонов (хотя на этом уровне описания исчезает и сам наблюдатель — это всего лишь «атомы и пустота»), вызывающих практически мгновенное изменение состояния светочувствительных молекул в рецепторах сетчатки. Для
сохранения следов этих воздействий и их интерпретации (обработки, категоризации и т.п.) постулируется целая цепочка гипотетических когнитивных процессов и структур. Восприятие оказывается опосредованным ими. Как отмечает Гибсон: «Чтобы воспринимать мир, нужно уже иметь идеи о нем. Знание о мире объясняется из предположения, что такое знание уже имеется. Безразлично, приобретаются эти идеи или они врождены: порочно само круговое рассуждение» (Gibson, 1979, р. 304). Вывод, к которому пришел Гибсон в результате длительного и, видимо, нелегкого развития своих взглядов, состоит в необходимости полного изменения самой постановки вопросов в психологии и психофизике восприятия. Исследователи потратили много сил, пытаясь определить, как осуществляется восприятие, и не обратили внимание на вопрос о том, а что, собственно, воспринимается, хотя ответ на первый вопрос явно зависит от ответа на второй. В своей книге 1950 года Гибсон дал критический анализ концепции пустого евклидова пространства. Эта математическая абстракция, введенная физикой 17-го века, в частности, позволила Дж. Беркли и Г.ф. Гельмгольцу утверждать, что непосредственное зрительное восприятие третьего измерения пространства (удаленности) невозможно. По мнению Гибсона (и здесь он возражает не только «епископу Беркли» и «барону Гельмгольцу», но косвенно и представителям современного вычислительного подхода — см. 9.2.2), само понятие «пространства» как пустого гомогенного вместилища геометрических точек иррелевантно для биологии и психологии, так как животные и человек воспринимают не изолированные точки и линии, а текстурированный трехмерный рельеф {layout) поверхностей окружающих их объектов. При такой переформулировке проблемы оказывается, что поток света содержит однозначную информацию о рельефе окружения, особенностях отдельных объектов и самом наблюдателе. С доказательством этого положения связана психофизическая часть работ Гибсона и его последователей, которая имеет серьезные общеметодологические следствия. В самом деле, если структура стимульного потока однозначно специфицирует окружение, то можно предположить, что животные эволюционировали в направлении чувствительности к этим «инвариантам высших порядков». Описание естественного светового потока как источника информации для подвижного организма называется экологической оптикой26. С экологической точки зрения, «что» зрительного восприятия — это свойства самих предметов и событий, специфицируемые инвариантными структурами стимуляции. Внутри определенной
Рис. 9.3. Одна из первых описанных в литературе многозначных фигур — куб Неккера. «экологической ниши» восприятие не должно быть конструкцией мозга (мнение Гельмгольца) или вероятностной игрой в угадывание (мнение создателя вероятностного функционализма Эгона Брунсвика) — оно может быть и действительно является прямым. В этом ответе на то, как осуществляется восприятие, суть экологического подхода Гибсона. Когда-то Коффка предложил феноменологическую формулировку главного вопроса психологии восприятия: «Почему мы воспринимаем вещи такими, какими мы их воспринимаем?» (см. 2.3.1). Вместо этого Гибсон в последние годы жизни спрашивал: «Почему мы воспринимаем вещи такими, какие они есть?», вполне серьезно отвечая: «Потому что они такие, какие они есть». Тезис о прямом характере восприятия не мог не вызвать бурную дискуссию. На первый взгляд, он совершенно явно противоречит основному массиву накопленных в психологии знаний о перцептивных процессах. От подробно описанных еще в 19-м веке оптико-геометрических иллюзий до более современных демонстраций и примеров неоднозначности понимания предложений в порождающей грамматике Хомского бесчисленные феномены свидетельствуют о том, что стимульная ситуация может быть неопределенной, неустойчивой, вызывающе неадекватной. Возьмем хотя бы классическую многозначную фигуру, так называемый куб Неккера (см. рис. 9.3). В основе восприятия этой и аналогичных фигур лежат факторы внимания, памяти, установки, внутренней интерпретационной активности (см. 3.3.3). До работ Рока, Найссера и Дже-кендоффа, избравшего этот рисунок в качестве одной из иллюстраций когнитивного подхода (Jackendoff, 1983), та же организующая чувственный опыт роль приписывалась и другим ментальным факторам — бессознательным умозаключениям (Гельмгольц), памяти (Гербарт), воле (Шопенгауэр), априорным формам рассудка (Кант). Другим примером служит предложение «Наказание охотников было ужасным». Оно многозначно в отношении того, были ли охотники субъектом или объектом наказания. В теории Хомского разные интерпретации объясняются различиями глубинных синтаксических структур (см. 1.3.3 и 7.3.1). Но эти глубинные структуры можно рассматривать либо как альтернативные репрезентации исходного предложения, либо как альтернативные репрезентации того, что репрезентировано этим предложением. Все иллюстрации такого рода основаны на использовании материала, который сам является репрезентацией, поэтому непрямой, символьный характер восприятия этими примерами не доказывается. Репрезентацией является, в частности, любое изображение. Гибсон неоднократно возвращался к проблемам иллюзий и восприятия изображений, подчеркивая, что «структурирование света искусственным образом» (Gibson, 1979, р. 224) — относительно недавнее добавление к экологии человека. Кроме того, восприятие — это развернутая во времени активность. В движении (вокруг стола, по комнате, вокруг дома) и при манипуляциях с предметом (если он предоставляет эту возможность — см. 9.3.2) могут выделяться инварианты все более высоких порядков и достигаться адекватное восприятие27. Интересный ход в анализе проблемы адекватности восприятия нашли некоторое время назад немецкие психологи М. Штадлер, Ф. Зегер и А. Рейтель (Stadler, Seeger & Raeithel, 1975). Они проанализировали эффекты когнитивных контуров, воспринимаемых нами, несмотря на их отсутствие в физическом стимуле. Примером служат очертания треугольника, которые можно увидеть в фигуре, изображенной на рис. 9.4. Приводя эту фигуру, они отмечают, что для когнитивной психологии, как ранее для гештальтистов, восприятие иллюзорного контура является чисто субъективным дополнением к образу, доказательством автономности феноменального сознания. Затем авторы обращаются к деятельности психолога, предшествовавшей этому experimentum crucis. «Вначале он усаживается перед чистым листом бумаги... Потом с помощью циркуля и линейки начинает чертить конфигурацию, внимательно следя за соблюдением следующих соотношений:...сектора, вырезанные в черных кружках, должны быть ориентированы так, чтобы их стороны можно было соединить равными по длине прямыми. То же самое относится и к углам. При их изображении нужно следить, чтобы стороны оканчивались точно на мысленных прямых, соединяющих стороны секторов. Окончив эту работу, психолог ее тут же забывает и старается как можно более непредвзято и некритически воспринять то, что у него получилось... Теперь он... констатирует, что видит линии, физически в рисунке отсутствующие. Из этого... вытекает феноменологическая постановка вопроса» (Stadler, Seeger & Raeithel, 1975, S. 10).
Рис. 9.4. Вариант фигуры итальянского гештальтпсихолога Гаэтано Каниззы с когнитивным контуром — границами воспринимаемого в центральной части рисунка белого треугольника. Философскую концепцию, в рамках которой возник экологический подход, «неогибсонианцы» называют прямым реализмом. Он отличается от картезианского дуализма и от восходящего к Канту критического реализма. Последний также предполагает существование двух реальностей — физической («вещи в себе», или «ноумена») и психической (явления, или «феномена»), но допускает возможность создания научных методов изучения их отношений (см. 1.1.3 и 1.3.2). Отличие прямого реализма от этих концепций состоит в особой разновидности материализма, выражающейся в переносе центра исследований с внутренних состояний сознания, а равно обеспечивающих их нейрофизиологических процессов, на описание биофизической среды. Эта версия материализма, очевидно, отличается и от нейрокогнитивных концепций, тяготеющих к теории идентичности (см. 9.1.3). Дело в том, что на долю нейрофизиологических процессов в прямом реализме остается сравнительно немного, они должны быть лишь постоянно настроены («в резонанс») на поиск и выделение информативных характеристик среды. Как резюмировал недавно данную позицию Р. Шепард, «в конечном счете, все это — отражение реальности». Нельзя не отметить некоторого сходства содержания и риторики прямого реализма с марксистской теорией отражения, особенно в ее ленинской интерпретации. Характеризуя в начале 20-го века развитие науки, В.И. Ленин писал, что она «идет к единственно верному методу и единственно верной философии не прямо, а зигзагами, не сознательно, а стихийно, не видя ясно своей " конечной цели", а приближаясь к ней ощупью, шатаясь, иногда даже задом» (Ленин, 1959—1969, т. 18, с. 332). В теории отражения нет жесткого противопоставления «явления» и «вещи в себе», поскольку считается, что их различия преодолеваются в ходе практического взаимодействия человека с предметным миром: «Человек не мог бы биологически приспособиться к среде, если бы его ощущения не давали ему объективно-правильного представления о ней» (там же, с. 185). Понятие «репрезентация», в принципе, оставляет возможность совершенно условных отношений между предметом и его восприятием, особенно когда репрезентациям дается символьное истолкование (см. 2.2.1). Критикуя философские взгляды Беркли и Гельмгольца, Ленин (как впоследствии и Гибсон) отмечал: «Если ощущения не суть образы вещей, а только знаки и символы, не имеющие " никакого сходства" с ними, то... подвергается некоторому сомнению существование внешних предметов, ибо знаки и символы вполне возможны по отношению к мнимым предметам, и всякий знает примеры таких знаков или символов» (там же, с. 247). Это краткое изложение философского подтекста экологического подхода показывает, что как в критике традиционных теорий восприятия, так и в позитивной исследовательской он противостоит методологическому солипсизму (см. 1.1.2 и 9.2.1). Не случайно работы Гибсона, а заодно и Выготского стали мишенью критики со стороны Фодора и Пылишина (Fodor, 1972; Fodor & Pylyshyn, 1981). Разумеется, попытка прорыва картезианско-локковской традиции совершена экологическим подходом на очень узком участке. Речь идет скорее о биологической перспективе исследований, в рамках которой мир сводится к рельефу поверхностей или к «экологической нише». Активность человека, как подчеркивается в теории деятельности (см. 1.4.3), разворачивается в очеловеченном мире, в преобразованной деятельностью поколений природе. Опираясь на эту теорию немецкий методолог науки, основатель полуфилософской «критической психологии» Клаус Хольцкамп ввел в 1970-е годы понятие «предметное значение» (gegenstä ndliche Bedeutung). При этом он имел в виду предметный pendant опыта практической деятельности, который в принципе более богат, чем система словесных категорий. «В отличие от символических значений предметное значение не содержит указания на нечто третье, подразумеваемое: предметное значение — это значение, непосредственно включенное в жизнедеятельность человека» (Holzkamp, 1973, S. 25). Широкий отклик на работы Гибсона и его последователей лишний раз доказывает, что кризис когнитивной психологии, разразившийся в 1980-е годы, имел методологические основания. Поэтому он не мог быть преодолен с помощью простого количественного накопления фактов. Экологический подход подчеркнул, что структура процессов психического отражения не может быть полностью произвольна, как это, вне всякого сомнения, имеет место в пропозициональных синтаксических и семантических теориях. Чувственный образ обеспечивает субъекта информацией о реальном положении дел в мире и правильно отражает релевантные аспекты ситуации. Хотя подобное утверждение в его философской всеобщности оставляет открытым множество вопросов и, как мы покажем в следующем подразделе, само верно лишь отчасти, нельзя не видеть заслуги Гибсона в попытке преодолеть постулат об изо-324 лированном от мира субъекте познания. Конкретным способом перехода «трансцендентального барьера», отделяющего левую и правую части схемы критического реализма (см. 1.3.2), для него является действие. 9.3.2 Исследования ситуативного действия Исследования действия в когнитивной науке в основном распадаются на два направления. В рамках первого речь идет о философском анализе интенционалъности как фактора, превращающего простое движение в действие (см. 1.2.3). При этом могут обсуждаться разные виды интенций, такие как (скорее рациональные) намерения и (скорее эмоциональные) желания, а также анализироваться неоднозначные ситуации, когда цель действия достигнута, но произошло это чисто случайно, отличным от сознательной интенции образом («хотел разбудить соседа и в поисках выключателя случайно уронил настольную лампу, чем и разбудил соседа»). Второе направление связано с анализом выполнения произвольных действий в экспериментах хронометрического типа. Как мы отмечали, в последнее время эти исследования выявили определенное запаздывание момента принятия решения о выполнении действия по отношению к процессам его нейрофизиологической подготовки, поставив, тем самым, под сомнение традиционные психологические объяснения причин действия (проблема свободы воли — см. 4.4.3 и 9.1.3). В экологическом подходе побудительные причины действия вынесены вовне28. Такими причинами считаются свойства окружения, предоставляющие организму возможности для осуществления тех или иных действий. Словосочетание «предоставляемые окружением возможности действия» — не совсем элегантный перевод одного из центральных для Гибсона и его последователей понятия «affordances». Это понятие, в свою очередь, является переводом гештальтистского понятия «Aufforderungen» («требования»), которое широко использовалось Верт-хаймером и учителем Гибсона Коффкой для описания «требовательных характеристик вещей» (в 1920-е годы близкие идеи развивали и другие авторы, в частности, Курт Левин, который использовал в сходном контексте термин «валентность» — см. 4.4.1). Как подчеркивает Гибсон: «Локомоции и манипуляции не запускаются... внутренней командой, а управляются. Они ограничиваются, ведутся, направляются... восприятием себя в мире. Управление осуществляется в системе животное—окружение» (Gibson, 1979, р. 225).
Действенный характер имеет уже гибсонианское понятие перцептивной системы. Так, зрительная перцептивная система описывается им как иерархия внешнедвигательных активностей: подвижные глаза, подвижные глаза в подвижной голове, подвижные глаза в подвижной голове в подвижном теле. Добавление каждого уровня делает возможным новый класс движений, ведущих к более сложным трансформациям оптического потока и, соответственно, к выделению инвариант более высокого порядка. В своих работах Гибсон даже сравнивает глаз со щупа-лом, используя классический сеченовский образ29. Наряду со зрением в обследовании окружения участвуют и другие перцептивные системы. Однако зрение является самой важной перцептивной системой. «Запахи специфичны для летучих субстанций, звук специфичен для событий, но зрительная информация в оптическом потоке наиболее специфична из них и содержит все виды структурных инвариант для восприятия возможностей действия, предоставляемых окружением. Воспринимать некоторый предмет — означает также воспринимать, как приблизиться к нему и что с ним можно сделать» (Gibson, 1979, р. 226). Интересным следствием из этого последнего утверждения является описание перцептивного образа как инварианты действенных трансформаций с репрезентированными в нем объектами (см. 3.4.1). Включенность активности особенно заметна в случае восприятия произведений изобразительного искусства или, в простейшем случае, изображений на плоскости. Известно, что пассивное рассматривание картины из идеального, с точки зрения линейной перспективы, положения не облегчает, а затрудняет оценку пространственных отношений изображенных предметов (Pirenne, 1970). Эти отношения лучше оцениваются при подвижности наблюдателя, либо, если возможность движения ограничена, из геометрически неидеальной позиции, когда идеальную позицию можно сравнительно легко реконструировать мысленно. Такому перебору точек зрения объективно способствует множественность перспектив, обычно присутствующих в картине (см. 3.1.1). В последние годы получена целая серия результатов, свидетельствующая о перцептивном расширении перспективы любой изображенной на плоскости сцены при ее последующем воспроизведении, как если бы мы осматривали сцену с разных сторон (Intraub, 1999). Особенно яркие иллюстрации идеи трансформационных инвариант при восприятии изображений могут быть найдены в рисунках Пабло Пикассо, сочетающих резко различные геометрические ракурсы изображаемых фигур (рис. 9.5).
|