Текст книги "Когнитивный ресурс. Структура, динамика, развитие"

3.3. Репрезентация информации и дифференцированность когнитивных структур

Вопрос о формах репрезентации информации достаточно сложный и дискуссионный. В работе И. Хофмана высказывается предположение о том, что любое сенсорное воздействие в процессе кодирования сопровождается описанием признаков воздействующей стимуляции (Хофман, 1986, с. 56). Далее уточняется, что только часть свойств стимула фиксируется и дифференцируется воспринимающим субъектом. Автор ссылается также на ряд исследований, в которых показано, что существуют формы репрезентации информации, не связанные с физическими свойствами передающих ее стимулов. При этом отражение объективной реальности всегда опосредствовано активными действиями субъекта восприятия.

Принцип структурно-функциональной аналогии дает основания рассматривать в качестве единицы анализа понятие «когнитивная структура». Под когнитивной структурой понимается относительно устойчивое множество связанных когнитивных элементов, обеспечивающее хранение, упорядочивание и трансформацию информации имеющейся и поступающей. Процесс развития сопровождается формированием структур с более специализированными элементами и их функциями.

Обоснование данного положения возможно с позиций современной когнитивной психологии. Интерес к «структурам знания», или формальным аспектам, свидетельствует о пересмотре исходных постулатов. Согласно Т. Икегами, «фундаментальное допущение когнитивной психологии состоит в том, что воспринимающий активирует личностно связанные структуры знания, в терминах которых информация принимается, кодируется и сохраняется» (цит. по: Ребеко, 1998, с. 28).

Появление в научном обиходе понятия «ментальная репрезентация» коренным образом изменило направление предмета научного поиска (Величковский, 1982; Клацки, 1978; Хофман, 1986; Paivio, 1986). Несмотря на то что дословный перевод этого понятия на русский язык воспринимается как «психическое отражение», оно не описывает содержание психического отражения. По тонкому замечанию Ж. Ф. Ле Ни, понимание репрезентации как отражения правомерно лишь в естественных науках, где в принципе можно провести аналогию между физическими свойствами и тем, что является следом отражения. При этом ментальные репрезентации понимаются как «сущности гипотетические, существование которых мы только постулируем» (цит. по: Ребеко, 1998, с. 28).

Обзор современных моделей ментальной репрезентации представлен в работе Т. А. Ребеко (там же). Так, например, Дж. Ингелкампф и М. Денис рассматривают ментальную репрезентацию как совокупность структурных элементов системы переработки информации, к которым прилагаются некоторые операции (Engelkampf, Denis, 1989). Согласно классификации Р. Мангольд-Алльвинна (Mangold-Allwinn, 1995), существует три класса одноформатных моделей репрезентации: признаковые (Ashby, Perrin, 1988; Buffart, Leewenberg, Restle, 1987; Nosofsky, 1988; Treisman, 1988), модели сети (Anderson, 1983; Marks, 1987) и коннекционистские (C oh e n, 1990).

В признаковых моделях ментальные репрезентации описываются структурой признаков, имеющих разную меру общности и качественно различающихся. Понятие «признак» используется для описания некоторых свойств, характеристик и аспектов объектов, релевантных для решения задачи. Как отмечает Ребеко, каждый признак, возможно, имеет собственную и изолированную репрезентацию и перерабатывается независимо от других. Ментальная репрезентация определяется набором признаков, который является неизменным и стабильным при обработке одного и того же стимула (Ребеко, 1998).

Гипотеза признаковой репрезентации понятий имеет ряд экспериментальных подтверждений (Frost, Gati, 1989; Nosofsky, 1992; Treisman, 1990; и др.). Существуют аргументы в пользу того, что хранение понятий в памяти, сравнение их с воспринятой информацией, определение отношений между понятиями и т. п. определяется системой признаков когнитивного пространства индивида. В исследованиях Ле Ни с сотрудниками изучалось время запоминания предложений, в которых использовались понятия разной степени общности. Авторы исходили из предположения, что в рамках понятийной структуры у более общих понятий количество признаков и их специфичность меньше, чем у более конкретных. Иными словами, в понятийной иерархии общие понятия репрезентируют только часть признаков более конкретных понятий, а конкретные понятия содержат признаки как общие, так и специфические. Экспериментально показано, что увеличение времени запоминания предложений обусловлено сложностью и числом признаков используемых понятий (Le Ny, 1980).

Гипотеза множественной репрезентации реализована в теориях, согласно которым существует несколько способов кодирования информации, в частности идея двойного кодирования нашла подтверждение в исследованиях мнемических процессов (Clark, Paivio, 1987; Snodgrass, Feenan, 1990; Squire, Knowlton, 1993).

По мнению Ж. Ф. Ришара, необходимо различать понятия репрезентации и знания. Репрезентации – это конструкции, зависящие от обстоятельств, учитывающие всю совокупность элементов ситуации или задачи. Знания – перманентные структуры, сохраняющие одну и ту же форму до тех пор, пока их специально не модифицировали. Иными словами, «знания должны быть активированы для того, чтобы стать действенными, тогда как репрезентации становятся действенными непосредственно» (Ришар, 1998, с. 6).

Понятие «репрезентация» тесно связано с понятием «антиципирующая схема», которое было введено У. Найссером (Найссер, 1998). По Найссеру, предвосхищающие схемы – это когнитивные структуры, которые подготавливают индивида к принятию информации определенного вида и управляют его текущей познавательной активностью.

По мере развития когнитивные структуры становятся более дифференцированными. В терминах теории Дж. Гибсона, развитие когнитивных структур проявляется в способности индивида к извлечению новых, более тонких инвариантов стимуляции (Гибсон, 1988). В терминах современной когнитивной психологии, это способность познавательной системы к отражению и оперированию новыми признаками вещей и явлений, которые на более ранних этапах онтогенеза были для нее недоступны. Как отмечает Н. И. Чуприкова, речь идет не о каких-то признаках, присущих объектам и явлениям действительности, а о представленности данного признака в понятийной системе индивида (Чуприкова, 1997).

Рассматривая дифференцированность когнитивной сферы как один из показателей когнитивного ресурса, мы предполагаем, что высокая степень дифференцированности проявляется в способности индивида создавать многомерные модели реальности, выделяя в ней множество взаимосвязанных сторон. Напротив, низкая степень дифференцированности свидетельствует о понимании и интерпретации происходящего на основе весьма упрощенных моделей и фиксации одних и тех же сторон действительности из-за использования ограниченного набора субъективных измерений.

Дифференцированность когнитивной сферы – одна из экспликаций понятия «когнитивная сложность», которое было предложено в теории личностных конструктов Дж. Келли. В контексте данной работы мы не будем приводить ссылки на многочисленные противоречивые экспериментальные данные о психологических и поведенческих коррелятах различных вариантов индекса когнитивной сложности. В настоящее время опубликовано достаточно много обзорных работ по этой проблематике (см.: Похилько, 1987; Шмелев, 2002).

Первоначально предполагалось, что «когнитивную сложность» можно определять с помощью факторного анализа индивидуальных матриц корреляций между конструктами – по числу независимых факторов. Но эксперименты показали, что эта мера является не вполне удачной. Если низкая размерность факторного пространства действительно говорит о «когнитивной простоте», то высокая размерность интерпретируется неоднозначно: она может означать как высокую дифференцированность, так и высокую «диффузность» системы конструктов (Шмелев, 2002, с. 84).

Позже понятие «когнитивная сложность» предлагалось заменить понятиями «артикулированность системы конструктов», «иерархическая организованность» и т. п. (Похилько, 1987; Makhlouf-Norris, Jones, Nirris, 1970). Таким образом, мало иметь множество разнообразных конструктов на категориальном микроуровне, надо еще построить их иерархическое соподчинение на категориальном макроуровне.

Согласно М. А. Холодной, низкий уровень интеграции конструктов, скорее, отражает фрагментарность опыта и сказывается на неэффективном поведении субъекта. Высокая степень дифференцированности может быть проявлением как многомерности когнитивной сферы, связанной со способностью осмысливать объекты, оперируя множеством согласованных признаков, так и ее деструкции, влияющей на снижение категориального контроля, рост случайности, хаотичности суждений (Холодная, 1997).

Постулируя наличие репрезентации информации, мы понимаем ограничения в применении этих моделей. Тем не менее, в них есть существенные основания, которые позволяют иначе посмотреть на проблему соотношения скорости психических процессов и когнитивной дифференцированности. Данный вопрос будет обсуждаться в следующем параграфе.

Важно также отметить, что традиционное понимание познавательной системы редуцирует ее к системе упорядоченного знания. Когнитивные модели не имеют прямого отношения к психологии способностей, так как в рамках когнитивной парадигмы под термином «интеллект» подразумевается не свойство психики, а некая система познавательных процессов. Индивидуальные различия в успешности выполнения задач, как правило, объясняются особенностями когнитивных структур, обеспечивающих процесс переработки информации. Развивая представления о когнитивном ресурсе, мы пытаемся обозначить те параметры, которые, несмотря на то, что связаны со структурой индивидуального знания, не отождествляются с ней (т. е. не являются элементами структуры знания).

3.4. Топология и метрика когнитивного пространства

Описывая квазипространственные характеристики когнитивной сферы, в качестве единицы анализа правомерно выделить понятие «когнитивное пространство». В самом общем виде когнитивное пространство, как и любое другое, обладает мерностью, которая определяется числом измерений или ортогональных осей, полученных в результате многомерного анализа. В данной работе «мерность когнитивного пространства» рассматривается как один из показателей, характеризующих познавательные возможности индивида.

Идеи применения математического аппарата к описанию психической реальности были заложены Н. Я. Гротом. Для создания дескриптивных математико-психологических моделей умственных процессов он изобрел систему символических обозначений, подчеркивающую усложнение и преемственность в этих процессах и связанных с ними психических явлениях. К одной из идей можно отнести математическую идею мультимножества, которая позже значительно дополнила теорию множеств и открыла новые возможности ее адекватного применение в психологии: мерой адекватности служит количество отражаемых свойств изучаемого объекта, а мерой неадекватности – количество «потерянных» свойств (С у ходоль с к и й, 1997).

Полезность дескриптивных моделей подвергалась критике со стороны позитивистов, которые аргументировали свою позицию тем, что «манипулирование бессодержательной символикой только вносит путаницу в умы психологов» (там же, с. 21). Однако существует другая точка зрения: «…использование математической символики позволяет выразить психологическое знание в компактной и удобной для осмысления форме идеальных объектов» (Ломов, 1984, с. 52–53). Дескриптивные модели ориентируют исследователей-психологов на величины, которые следует измерять, и на возможные зависимости, которые в явном (числовом) виде можно эмпирически установить и теоретически обобщить.

Используя понятие «когнитивное пространство», необходимо затронуть возникающие в связи с этим проблемы. О когнитивной системе можно говорить как о многомерном когнитивном пространстве, характеризующемся определенной топологией и метрикой. Теоретически мы допускаем, что в процессе онтогенеза возрастает сложность этого пространства, его топологическая и метрическая определенность. Сложность когнитивной системы приводит к увеличению мерности пространства, отражающей разные свойства и отношения действительности, которыми индивид может оперировать, или же к увеличению «дробности» каждой из осей когнитивного пространства, что связано с увеличением их метрической определенности.

Для более содержательного описания понятия «когнитивное пространство» и выделения его из других видов квазипространств кратко остановимся на работах, в которых поднималась проблема изучения субъективных пространств (Крылов, 1988; Петренко, 1997; Похилько, 1985).

Субъективное пространство в наиболее общем виде представляется как множество элементов субъективного мира человека, связанных определенными отношениями. Простейшим видом таких отношений выступает сравнение объектов (образов, понятий и т. п.) друг с другом по субъективному критерию, интерпретируемое в терминах различия или, наоборот, идентичности, сходства, близости. По мнению В. Ю. Крылова, такое отношение имеет свойства, аналогичные свойствам расстояния, а иногда в точности совпадающие с ними. При этом важно отметить, что отношение различия (или сходства) считается аналогичным расстоянию, если оно удовлетворяет либо всем, либо, по крайней мере некоторым аксиомам метрики (Крылов, 1988).

В основе построения любых видов квазипространств лежат статистические процедуры (факторный анализ, шкалирование, кластерный анализ), позволяющие сгруппировать ряд отдельных описательных характеристик в более емкие категории-факторы. Мерность субъективного пространства есть результат факторного решения обработки матриц корреляций (матриц расстояний), где каждый объект характеризуется проекцией на каждый фактор и расстояниями между объектами.

В зависимости от задач, которые решает исследователь, выделяют разные виды субъективных пространств: субъективное пространство ощущений, субъективное пространство понятий (значений), субъективное пространство признаков и т. д. Например, субъективное пространство ощущений тщательно изучалось в психофизике и получило название сенсорного пространства. Субъективные пространства значений (субъективные смысловые шкалы) стали предметом экспериментальной психосемантики. В настоящее время субъективные семантические пространства являются одним из эвристических методов исследования индивидуальной системы значений; это определенные формы модельного представления субъекта. Под семантическим пространством понимается структурированная система описательных характеристик объектной и социальной действительности.

Однако, как отмечает А. Г. Шмелев, существует проблема диагностического использования структурных параметров семантических пространств – идея подвижной компетентности личности, которая является неравномерной и динамичной. Механизмы «компетентности» говорят о высокой пластичности категориальных структур и, по-видимому, объясняют онтологическую природу ограничений, которые не позволяют строить долгосрочные прогнозы на данных, полученных с помощью семантических тестов. Та же самая мерность (число независимых измерений) слишком быстро меняется с накоплением минимального опыта деятельности, чтобы быть устойчивым диагностическим показателем – иметь прогностичность на значительных временных отрезках жизнедеятельности человека (Шмелев, 2002).

Собственно, для решения задачи, поставленной в рамках данного исследования, нам необходимо описать специфику когнитивного пространства, выделяя его из других видов субъективных пространств. Под когнитивным пространством мы предлагаем рассматривать субъективное пространство признаков, что согласуется с современными представлениями в когнитивной психологии. При описании ресурсных характеристик познавательной активности понятие когнитивного пространства используется в смысле актуального ментального (умственного) пространства, в котором субъект реконструирует модель задачи. Теоретически когнитивное пространство можно описать как множество когнитивных элементов (признаков), которое симультанно активизируется и поддерживается в активном состоянии в процессе решения. Как и любое квазипространство, оно обладает свойствами мерности, проницаемости, динамичности, а также сложностью и структурированностью составляющих его компонентов.

Идея симультанности наиболее детально разработана в теории психических процессов Веккера. Согласно автору, психическое пространство, в частности пространство внимания, – это эффект «симультанирования» сукцессивного временного ряда. Относительная одновременность складывается из последовательности, элементы которой исходно энергетически и информационно не эквивалентны. Чем дальше отстоит соответствующий элемент последовательного временного ряда от текущего элемента, тем менее выражены его энергетические и информационные характеристики (Веккер, 2001, с. 602).

В настоящее время в литературе распространено представление о познавательной системе как сложном многомерном когнитивном пространстве, геометрическая модель которого строится на основе методов многомерного шкалирования. Адекватность геометрической модели для представления разных видов психологических пространств (перцептивных, семантических и т. д.) подтверждена многими исследованиями (Вартанов, 1995; Измайлов и др., 1992; Петренко, 1997; Терехина, 1986). Безусловно, когнитивные пространства как разновидность субъективных пространств не тождественны их геометрическим моделям, но это не уменьшает значения последних. Чтобы иметь возможность применять более полный арсенал математических методов к анализу субъективных пространств, необходимо остановиться на определении основных понятий, используемых в математическом моделировании субъективных пространств («множество», «отношение», «метрика» и т. д.).

Согласно Крылову, если для любых двух элементов абстрактного множества можно установить меру рассматриваемого отношения, выраженную числом, то это отношение характеризуется как непрерывное. Простейший пример – расстояние между двумя объектами, определенное на множестве реальных предметов. Математическим обобщением понятия «расстояние» и формализацией основных его свойств является понятие «метрика». Введение метрики в какое-либо множество, состоящее из элементов произвольной природы, позволяет найти для любой пары элементов данного множества неотрицательное число при соблюдении определенных условий (см.: Крылов, 1988, с. 131). Множество с введенной в него метрикой принято называть метрическим пространством, элементы множества – точками, а функцию от двух переменных точек – метрикой полученного метрического пространства.

Множество элементов произвольной природы называется линейным пространством, если возможны такие операции, как сложение элементов и умножение элемента на число, которые должны удовлетворять определенным аксиомам метрики (там же, с. 132). Линейное пространство называется n-мерным, если в нем существует n линейно независимых элементов. Простейшим примером линейного пространства можно считать векторное линейное пространство, в котором элементами являются векторы, а операции сложения векторов и умножения их на число определяются обычным образом.

Проблема, которая возникает в случае применения любых количественных методов исследования в психологии, связана с измерением величин, характеризующих психические явления. Один из основных экспериментальных методов моделирования квазипространств – это метод субъективного шкалирования. С субъективным шкалированием связано множество общих вопросов, касающихся применения математики в психологии. Методологическим и теоретическим базисом для нашей работы в этом аспекте служат принципы и подходы к применению математических методов в психологии, развиваемые в работах отечественных исследователей (Забродин, 1977; Ломов, 1984; Тюхтин, 1976), в частности, принцип потенциальной измеримости психических явлений (Забродин, 1977).

В самом общем виде понятие субъективного шкалирования можно определить как способ выявления параметров, используемых человеком для оценки различных объектов в процессе особым образом организованной деятельности (ранжирование, сравнение). Данный метод позволяет на основании субъективных оценок построить числовое отображение – математическую модель, с помощью которой можно описывать и предсказывать эти оценки (Похилько, 1985).

Понятие субъективного шкалирования достаточно близко к таким понятиям, как «психологическое измерение», «психологическое шкалирование», «многомерное шкалирование», «психофизическое шкалирование».

К субъективному шкалированию относят, как правило, только те процедуры, где непосредственно используется способность человека выносить оценочные суждения. Согласно В. И. Похилько, не всякая субъективная шкала или система шкал может быть рассмотрена как математическая модель исследуемого процесса оценивания. Часто шкалы используются в качестве эффективного способа сжатия и описания информации, что во многом обусловлено трудностями математического моделирования в психологии вообще (Брушлинский, 1975, 1976; Ломов и др., 1976). Однако попытки построения математических моделей на основе техники субъективного шкалирования открывают широкие возможности в этом направлении (Измайлов, 1980).

Отношение понятий субъективного шкалирования и многомерного шкалирования не является однозначно определенным. Понятие многомерного шкалирования постепенно расширяло свое содержание. Сейчас оно включает не только пространственные дистанционные модели, построенные по матрицам парного сходства или предпочтений, но и непространственные дистанционные модели (например, «дерево сходства» кластер-анализа), а также пространственные недистанционные модели (например, векторные пространства факторного анализа) (Похилько, 1985).

Многомерное шкалирование – это набор статистических методов оценки параметров различных пространственных дистанционных моделей, в которых представлены данные о близости между объектами. В качестве оптимизирующего критерия качества метода в нем используется просуммированная по всем парам объектов мера отличия исходных характеристик парной близости объектов от соответствующих характеристик, вычисленных в терминах искомых координат объектов (Дэйвисон, 1988). Как правило, многомерное шкалирование используется: для описания структуры латентных переменных, объясняющих заданную структуру попарных расстояний (связей, близостей); для верификации геометрической конфигурации системы анализируемых объектов в координатном пространстве латентных переменных; для сжатия исходного массива данных с минимальными потерями в их информативности.

Основной тип данных – меры близости между двумя объектами-стимулами, измеряющие, насколько эти два объекта похожи. Метод основан на предположении, что суждения о сходстве или различии между стимулами связаны с положением точек-стимулов в пространстве: чем более сходны между собой стимулы, тем ближе друг к другу в пространстве представляющие их точки, и наоборот. Иначе говоря, расстояние между точками в пространстве есть некоторая функция от субъективного сходства или различия.

Построение психологического пространства предполагает решение двух задач: 1) определение минимального числа осей, необходимых и достаточных для описания структуры межстимульных различий (определение базисной размерности); и 2) вычисление числовых значений, определяющих положение каждого стимула относительно базисных осей координат.

Обобщая результаты исследований по проблеме диагностического использования структурных параметров субъективных пространств, отметим следующее. Мерность когнитивного пространства (число независимых измерений, признаков) может быть использована в качестве диагностического показателя успешности выполнения определенного типа задач, в отличие от мерности семантического пространства, тесно связанной с компетентностью личности и быстро меняющейся с накоплением минимального опыта деятельности.

Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод о том, что операционализация понятия «когнитивный ресурс» через набор дескрипторов (иконическая память, ВР выбора, мерность когнитивного пространства) наполняет этот теоретический конструкт собственно психологическим содержанием и позволяет оценить некоторые его количественные параметры.