Текст книги "Технологии сохранения и воспроизведения когнитивного опыта"

В последние годы среди когнитивных моделей понимания наметилась общая тенденция в качестве теоретической базы для моделирования использовать принципы построения сетей (коннекционизм). Выгода использования сетевого подхода состоит в том, что всякое свойство или признак могут быть достаточно гибко привязаны к объекту с помощью вероятностных связей. Если мы читаем в тексте слово «холодильник», то в нашей памяти активируется большое число свойств и признаков, которые связаны с ним с разной вероятностью. Так, холодильник обычно (т. е. вероятнее всего) охлаждает продукты, белого цвета и стоит на кухне. Однако ни одного из этих признаков недостаточно, чтобы мы с уверенностью сказали, что это именно холодильник. И наоборот, если объект не охлаждает, так как не подключен к сети, серебристого цвета и стоит в магазине, то он все равно может оставаться холодильником. Верная активизация нужных свойств и объектов и является пониманием текста.

В одном из наиболее свежих обзоров по основным моделям понимания (McNamara, Magliano, 2009) выделены следующие восемь так или иначе общих черт этих моделей. Важность их описания заключается не только в том, что они помогают обозначить определенные когнитивные структуры и процессы, ответственные за понимание, но и в том, что этот список наглядно показывает: понимание имеет связи с другими сферами сознания.

1. Коннекционизм. Следуя за идеями «коннекционистов», большинство теорий предполагают, что понимание включает параллельную «активацию» информации из среды (например, слова в тексте), лежащую в основе текста суть и прошлый опыт читателя. Источники активации часто представлены слоями в сети из узлов (слова, предложения, идеи) и их связей (отношения между ними – предикаты, глаголы, причинные связи).

2. Распределение активации. В процессе понимания происходит постоянное вовлечение родственных понятий. Современные модели понимания допускают наличие определенного механизма, ответственного за первичную активацию той или иной информации. Распределение активации применимо к информации, хранящейся в памяти. Этот процесс является динамическим и различным образом количественно выражается в зависимости от связей самих понятий и их первоначальной силы в репрезентации.

3. Бессознательная обработка. Все модели понимания согласны с тем, что некоторая информация сразу доступна в процессе чтения, но в то же время существует определенный уровень обработки информации, который непосредственно не доступен для читателя. Однако вопросы о природе такого автоматизма, а также, о том какие процессы являются бессознательными, а какие нет, разнятся между моделями.

4. Связь с вниманием. В психологии понимания принято считать, что у читателя есть внимание, состояние которого изменяется со временем в процессе чтения или с изменением текущей ситуации, а запоминание текста и идей частично связано с количеством ресурсов внимания, которые были потрачены на обработку информации.

5. Схождение в одной точке. Модели понимания предполагают, что последовавшая активация какого-либо понятия или идеи основана на степени, с которой она первоначально получила активацию от родственных понятий или идей. Ментальная репрезентация ограничена активацией понятий и их связей как представленных в ситуации, так и доступных из долговременной памяти.

6. Картирование – это процесс связывания получаемой языковой информации с прошлым опытом. В то время как сам процесс является бессознательным, его продукт – чувство непрерывности – доступен для читателя.

7. Логические выводы необходимы для установления единства между различным содержимым в речи. Такие связки необходимы, если в процессе картирования создается пробел в согласованности информации. Логические выводы могут считаться частью ситуационной модели до той степени, пока они отражают причинные, мотивационные, временные и пространственные отношения между объектами.

8. Ограничения ресурса. Теории понимания, как правило, согласны с тем, что объем рабочей памяти ограничен. Некоторые модели понимания берут за основу подход, в котором рабочая и долговременная память являются раздельными хранилищами информации, в то время как другие модели предполагают, что в долговременной памяти есть участок недавно использованной или часто необходимой информации, к которой всегда есть быстрый доступ.

На рубеже 1970-х годов в американской лингвистике сформировалось достаточное основание для того, чтобы понять, что анализ языка не должен ограничиваться анализом грамматики абстрактной или идеальной модели языка, а предметом лингвистических исследований должно стать практическое применение языка в социальном контексте. Возрастающий интерес к проблемам семантической памяти привел к изучению проблемы речи и созданию тогда еще чернового варианта первой модели понимания связного текста (Kintsch, 1972, 1974; Bower, 1974). Одновременно с этим все больше исследователей в педагогической психологии стали проявлять интерес к изучению соотношения памяти и речи, поняв, что обучение по большей части происходит на основе текста. В этот же период в связи с развитием области искусственного интеллекта отмечается возрождение интереса к теориям организации памяти (Charniak, 1972; Simons, 1972; Winograd, 1972), проблема моделирования знаний о мире занимает центральное место. В когнитивной психологии образуется свободное пространство, объединяющее сферы речи, памяти и мышления, – психология понимания, в связи с чем актуальными в научном сообществе становятся различные теоретические подходы, целью которых служит описание процессов и механизмов, вовлеченных в процесс понимания.

Прошло уже почти 40 лет с момента создания первой теории понимания речи В. Кинтчем и Т. ван Дейком в 1978 г. (Kintsch, van Dijk, 1978) На ее основе была выведена первая модель понимания текста, модель конструкции-интеграции, которая впоследствии стала основой для многих современных моделей понимания текста. До этого момента в западной психологии изучение текстов строилось на основе воспоминания, извлечения их из памяти, описывалось их представление в памяти. Появление модели понимания речи сместило имеющийся акцент с припоминания текста на его понимание, что и послужило стартом для начала последующих исследований вопроса понимания (van den Broek, Gustafson, 1999). Модель Кинтча отличалась от современных ей (Rumelhart, 1977; Schank, Abelson, 1977) моделей понимания на основе схем и фреймов тем, что фокусировалась на процессе и механизмах, вовлеченных в понимание. Поскольку представленная в 1978 г. теория понимания речи была первым пробным шагом, многое из нее впоследствии было опущено.

Основные методы реализации современных моделей понимания – это компьютерное моделирование и симуляция понимания текстов. Не вдаваясь в технические подробности реализации различных моделей, рассмотрим только некоторые из них. Отметим, что модели зачастую весьма сходны между собой, а различия между ними могут быть связаны с привязкой их к конкретному материалу.

Модель конструирования – интеграции (Construction – Integration). Первый этап модели – конструирование – относится к активации информации, «родственной» прочитанному в тексте. Конструирование зачастую обозначается как этап слепой активации (dumb activation), потому что «активируется» как релевантное, так и нерелевантное знание в текущем речевом контексте.

Интеграция относится к распределению активации по всей нейронной сети до момента стабилизации (момент, когда значение активации для предложения перестает изменяться – увеличиваться или уменьшаться, обозначая окончание активации). Этот процесс объясняет большую активацию связанных между собой понятий и потерю активации у несвязанных (т. е. происходит компенсация слепой активации).

Модель конструирования – интеграции предполагает, что существует три уровня репрезентации предложения: буквенный, уровень предложений и ситуационная модель (Kintsch, 1988, 1998). Представление об уровнях репрезентации у читателя хотя и является спорным, но считается самой главной идеей этой модели.

Буквенный уровень относится непосредственно к словам в тексте и их синтаксическим связям. Каждое слово в тексте представляет собой узел, а связи между узлами представляют синтаксические взаимоотношения. Уровень предложений представлен утверждениями. Главным предположением этой модели является то, что есть базовая основа утверждения, которая состоит из предиката и аргументов. Утверждение представляет собой одну законченную идею. Утверждения состоят из конструкции типа предикат (аргумент, аргумент), где параметр аргумент описывает объекты, определенные предикатом, например, действующее лицо, инструмент, цель. Пример 1 содержит предикат (вручил) и три аргумента: агент (он), объект (книга), цель (ученик):

Пример 1

Предложение. Он вручил книгу ученику.

Репрезентация утверждения: вручил (он, книга, ученик).

Время и перспектива обычно не включены в репрезентацию утверждения. Связи в ментальной репрезентации выражаются через предикаты и наложения аргументов. Заметим, что пересечение между аргументами предоставляет собой способ соединения идей. Напротив, пересечение предикатов (глаголов) в этой модели не приводит к связям между ними. Например, два предложения в примере 2 будут связаны через пересечение аргументов (классная комната), и это пересечение будет связующим, в то время как два предложения в примере 3 не обязательно будут соединены через утверждение.

Пример 2

Предложение 1. Вчера в школьном классе он кинул записку на парту.

Предложение 2. Все ученики в классе рассмеялись.

Пример 3

Предложение 1. Вчера в школьном классе он передал деньги на поездку.

Предложение 2. Она сразу же передала их учителю.

Заметим, что в примере 3 нет явной информации, приводящей к пересечению между аргументами. Это приводит к пробелу в связности, потому что, хотя действие и произошло в обоих предложения, пересечения, выходящие из предикатов, не включены в модель. Модель предполагает, что читатель заключит: «она» была тоже учеником в этом классе, и это позволит связать два предложения.

Ситуационная модель включает все выводы, которые выходят за пределы понятий, перечисленных в тексте. Этот конструкт больше всего привлек внимание исследователей среди трех уровней репрезентации в модели В. Кинтча и Т. ван Дейка (Дейк, Кинч, 1988; Johnson-Laird, 1983). Цель ситуационной модели состоит в установлении связей между утверждениями на уровне предложений, и, таким образом, она проистекает из них. Ситуационная модель и уровень предложений в репрезентации представляют различные пространства в эпизодической памяти о тексте, а не являются двумя отдельными репрезентациями одного текста (Graesser, Clark, 1985; Kintsch, 1988). Для формирования ситуационной модели в процессе чтения формируются специальные связки, которые обеспечивают согласованность репрезентации текста.

Также в модели присутствует концепция микро– и макроструктуры. Микроструктура может быть представлена в тексте относительно явно, например, прописана в заголовке или названии темы. Макроструктура по большей части похожа на микроструктуру при условии, что идеи представлены в тексте последовательно, т. е. макроструктура как бы разворачивается из микроструктуры в иерархическую последовательность событий. Однако если этого не происходит, то читатель вынужден целенаправленно создавать такую иерархическую репрезентацию текста.

Модель структуры – построения (Structure – Building). М. Э. Гернсбахер с соавт. предложила модель структуры – построения (Structure-Building) с целью создания теории понимания, не зависящей от стимульного материала. Предполагается, что процессы и механизмы, представленные в модели, являются базовыми когнитивными процессами, которые функционируют вне зависимости от того, как представлена информация: текст, речь, изображение или видео (Gernsbacher et al., 1990).

Модель структуры – построения описывает понимание в терминах трех основных процессов:

1) метафора закладывания фундамента ментальной репрезентации текста или речевой структуры;

2) процесс картирования – нанесение информации на этот фундамент;

3) процесс переключения – создание новых структур в ситуации, когда информация не может быть интегрирована в уже имеющиеся структуры, потому что она неконгруэнтна или является основой для новой самостоятельной идеи.

Существует также два механизма, определяющих силу узлов в памяти: усиление (увеличивает активацию) и подавление (уменьшает активацию).

Закладывание фундамента относится к процессу, который происходит, когда читатель впервые встречается с информацией (например, в начале чтения рассказа) или когда меняется предмет обсуждения (например, читатель переходит к новой главе). Согласно этой модели, кодирование первоначального содержания в речи имеет важное значение в процессе построения репрезентации, становясь, говоря метафорически, основанием (функционально сродни основанию здания) для картирования поступающей информации. Закладывание фундамента – это повторяющийся процесс, который возобновляется в начале нового отрывка рассказа, параграфа или предложения.

Идея о том, что закладывание фундамента происходит в процессе понимания, поддерживается экспериментальными результатами. Во-первых, читатели показывают большее время чтения во время первоначального этапа обработки информации, например, при чтении первого предложения в параграфе (Glanzer, Fischer, Dorfman, 1984; Graesser, Mandler, 1975). Они также обрабатывают дольше первую встретившуюся картинку или изображение (Gernsbacher, 1983). Во-вторых, первое предложение в тексте проще вспоминается (Mandler, Goodman, 1982). В-третьих, читатель демонстрирует более быстрое воспроизведение первого действующего лица, если в тексте есть перечисление героев и их действий. Например, в предложении «Даша собирала хворост, а Лиза устанавливала палатку» первый протагонист Даша, вероятно, будет быстрее, чем Лиза, доступен в памяти после прочтения (Gernsbacher, Hargreaves, Beeman, 1989). Таким образом, даже если Лиза была представлена в тексте сравнительно позднее во временном периоде, Даша будет быстрее воспроизведена в памяти.

Как только основание заложено, читатель преобразует информацию в структуру. Вероятность успешного картирования информации в структуру обусловлена синтаксисом, отсылками, временем, местом и причинными свойствами. Когда читатель не может преобразовать информацию в структуру, то возникает субструктура, которая, в свою очередь, требует закладывания нового основания. Это называется переключение. Когда читатель «переключается», новая конструкция или субструктура создается, и весь этот процесс начинается заново.

Понимание зависит от эффективности создания и обслуживания ментальных структур. Если новая информация связана с имеющейся структурой, она улучшается и встраивается в нее. Можно сказать, она добавляется к основанию. Однако если новая информация не связана с текущей структурой, читатель может перевести ее в новую ментальную структуру (построить новое основание) или, наоборот, подавить новую нерелевантную информацию.

В отличие от других моделей, модель структуры – построения позволяет дать объяснение индивидуальным различиям в способности к пониманию. Согласно модели, более и менее умелые читатели могут быть разделены в терминах эффективности процесса подавления, который определяет, насколько быстро нерелевантная информация будет подавлена (Gernsbacher, Faust, 1991; Gernsbacher et al., 1990). Подавление в модели структуры – построения считается результатом действия механизма направленной редукции активации, который позволяет более подготовленным читателям тормозить нерелевантную информацию, но плохо развит у менее подготовленных (Gernsbacher, St John, 2000; McNamara, McDaniel, 2004). Эффективность подавления также зависит от реализации картирования и переключения. Модель представляет читателей с более эффективным механизмом подавления как создающих меньше субструктур, потому что они способны сильнее тормозить нерелевантный поток информации. Считается, что менее подготовленные читатели, напротив, имеют неэффективный механизм подавления, который приводит к созданию нескольких новых субструктур (Gernsbacher, 1997).

Модель резонанса (Resonance). Модель резонанса была предложена Э. О’Брайеном, Дж. Майерсом и соавторами (Albrecht, Myers, 1995; Albrecht, O’Brien, 1993; Myers, O’Brien, 1998; Myers, O’Brien, Albrecht, Mason, 1994) для объяснения того, как реактивируется удаленно расположенная в тексте информация. Основное внимание в модели уделяется активации такой информации из текста, которая более не представлена в рабочей памяти.

Было показано, что читатель реактивирует удаленно расположенную информацию, например, для понимания отсылки к предшествующим словам (Dell, McKoon, Ratcliff, 1983; O’Brien, Duffy, Myers, 1986) или для объяснения результатов, отличных от ожидаемых (Klin, 1994; Klin, Myers, 1993; Trabasso, Suh, 1993).

Фундаментальной идеей модели является то, что понятия в рабочей памяти из предшествующего или из текущего предложений служат в качестве сигналов, активирующих как активные, так и неактивные зоны долговременной памяти. Модель резонанса предполагает, что активация – это непрерывный поток: в долговременную память постоянно посылаются сигналы, которые, в свою очередь, изменяются (резонируют) в зависимости от содержимого рабочей памяти. Информация из долговременной памяти резонирует вне зависимости от ее релевантности, подобно слепой активации в модели конструирования – интеграции.

Для экспериментального обоснования модели используется подход на основе обнаружения испытуемыми противоречий в тексте. Испытуемые читают отрывок, который описывает характеристики протагониста (например, он вегетарианец) или его целей (например, забронировать билет на самолет), при этом в последующих предложениях содержится информация, противоречащая ранее представленной в тексте. Например, Аня – протагонист, описанный как вегетарианец. Позднее в тексте Аня заказывает гамбургер. В согласующейся версии этой истории предполагается последующее объяснение, почему Аня заказывает гамбургер, а в непоследовательной версии эта информация не представлена. Увеличение времени, требуемого на прочтение предложения, содержащего противоречивую информацию в непоследовательной версии текста, рассматривается исследователями как доказательство того, что противоречие бессознательно обнаруживается.

В серии исследований (например, Albrecht, Myers, 1995; Albrecht, O’Brien, 1993; Myers et al., 1994) было показано, что как минимум три фактора влияют на обнаружение читателем противоречия в тексте:

• пересечение свойств – количество совпадающих особенностей или целей протагониста в области текста, описывающих его начальное состояние и в области, содержащей противоречие;

• расстояние между участком текста, содержащим противоречие, и описанием протагониста;

• степень подробности, с которой свойства или цели протагониста представлены в тексте.

Важность акцента на реактивации информации для понимания состоит в том, что, согласно модели резонанса, реактивированная информация зачастую критична для установления слаженности текста, которая, в свою очередь, основывается на процессах картирования, установления связок и создания ситуационной модели текста.

Модель журнала событий (Event Indexing). В отличие от модели конструирования – интеграции здесь акцент делается на предикате как объекте речи, содержащем больше семантической информации, чем аргумент. Хотя модель журнала событий и имеет некоторые общие черты с первыми теориями понимания (например, Sanford, Garrod, 1981), она выходит за пределы ранних представлений о ситуационной модели и предполагает, что субъект в процессе чтения постоянно отслеживает и устанавливает связи внутри следующих пяти измерений текста: времени, пространства, причинности, мотивации, действующих лиц.

Согласно модели журнала событий, есть как минимум три стадии создания ментальной репрезентации. Первая, текущая, модель отражает главное событие, представленное в текущем предложении. Вторая, интегрированная, модель – отражает модель ситуации, которая изменяется по мере процесса чтения и в которую встраиваются изменения из текущей модели. Третья, итоговая, модель отражает конечную модель текста в репрезентации после завершения чтения.

Интегрированная и итоговая модели могут содержать как статические, так и динамические элементы (Copeland, Magliano, Radvansky, 2006; Magliano et al., 2007; Zwaan, Radvansky, 1998). В рамках модели журнала событий ситуация или эпизод описываются внутри определенной пространственно-временной структуры. Время статично в том плане, что событие происходит в один определенный промежуток времени. Пространственно-временная структура содержит описательные признаки для таких сущностей, как люди, животные, абстрактные понятия и т. д. С этими сущностями связаны различные свойства, как физические (размер, цвет, вес), так и внутренние (эмоциональное состояние, цели).

Модель журнала событий предполагает, что читатель постоянно наблюдает и отслеживает степень, в которой события в тексте связаны внутри следующих измерений: времени, пространства, причинности, цели и действующих лиц. Как было сказано ранее, фундаментальным отличием от модели конструирования – интеграции является предположение, что процесс картирования между удаленно расположенными объектами речи направляется представленным в тексте событием и причинными отношениями между предикатами, а не пересечением аргументов (Magliano, Zwaan et al., 1999; Zwaan, Langston et al., 1995; Zwaan, Magliano et al., 1995). В случае если связи внутри представленных пространств между удаленно расположенными объектами речи осознаны, понимание достигается с минимальными усилиями. Модель журнала событий применима исключительно к текстам, которые описывают последовательность событий.

Модель причинной сети (Casual Network). Главным заслугами модели причинной сети (Trabasso et al., 1989) являются, во-первых, психологический анализ того, как читатели продуцируют причинные связки, во-вторых, система анализа речи, позволяющая устанавливать причинные отношения между участками текста. Эта система предоставила исследователям речи инструмент для идентификации структурных характеристик текста.

Основополагающей идеей модели причинной сети является то, что понимание, прежде всего, достигается через установление причинных связей. Причинные связи (inferences) формируют основу для создания слаженной репрезентации текста. Согласно модели, в тексте существует идеальная причинная структура, отражающая имплицитные причинные связи между участками текста, и такая структура может быть эксплицитно вскрыта благодаря определенным правилам речевого анализа.

Основными компонентами ментальной репрезентации (Stein, Glenn, 1979) выступают следующие категории: характеристики, события, цели, действия, результаты и реакции. Категории в ментальной репрезентации могут вступать между собой в четыре типа причинных отношений: позволяющие (enabling), психологические, мотивационные и физические. Причинные отношения между сюжетными эпизодами в тексте ограничены представленными выше категориями. Характеристики (персонажи, время и место) дают возможность реализовываться (enable) другим категориям. Одни события в тексте могут являться физической причиной других или являться психологической причиной для формирования определенных целей или реакций у действующих лиц. Цели могут мотивировать действующих лиц иметь другие цели, совершать действия, получать определенные результаты. Действия могут позволять совершать другие действия и позволять получить или физически быть причиной результатов. Результаты могут вызывать цепь событий, т. е. повлечь за собой или физически вызывать другие результаты. Результаты, так же как и события, могут послужить основой для формирования у действующих лиц определенных реакций или целей.

Причинные отношения, описываемые в модели, основываются на логических критериях необходимости и минимальной достаточности (Mackie, 1980). Например, если событие А необходимо для того, чтобы произошло событие Б, то в случае происхождения события А, событие Б произойдет с необходимостью.

Как и модель журнала событий, модель причинной сети применима только для текстов, описывающих события.

Конструкционистская теория (Constructionist). Согласно конструкционисткой теории, глубокое понимание достигается за счет активного, конструктивного процесса, который характеризуется как поиск смысла (Bartlett, 1932; Graesser et al., 1994; Stein, Trabasso, 1985). Главным образом эта теория должна была ответить на вопросы, какие связки и выводы обычно формируются в ходе понимания текста, какие факторы ограничивают выбор связок. В теории выделяется три условия, определяющие успешный поиск смысла:

• условие слаженности: нахождение глубокого смысла успешно, когда читатель конструирует ситуационную модель, отражающую как локальную, так и глобальную слаженность;

• условие объяснения: читатель должен иметь цель найти объяснение происходящему в тексте (Hart, Honore, 1959; Hilton, Slugowski, 1986; Mackie, 1980; Ranney, Thagard, 1988; Schank, 1986);

• условие согласованности: результат конструирования ментальной репрезентации текста зависит от цели, которую преследует читатель; если целью служит полное понимание текста, то процесс чтения будет последовательным, в ходе чтения будут продуцированы связки, обеспечивающие создания слаженной ситуационной модели; напротив, если целью читателя является выделение в тексте ключевых слов, то ментальная репрезентация будет разрозненной и рассогласованной.

Конструкционистская теория представлена набором определенных правил, точно определяющих особенности речи, наличие которых в текущем предложении необходимо для установления связей в тексте. Например, одно правило указывает на то, что если текущий речевой фрагмент содержит информацию о действиях героя, то читатель будет искать обоснование: что стало причиной такого поведения? В целом теория позволяет предсказывать, какие ассоциативные связки будут применяться наиболее часто для повышения слаженности текста.

Таким образом, коннекционистские (сетевые) модели понимания с различной степенью успешности моделируют те или иные аспекты понимания текста читателем. В целом для этих моделей характерно рассматривать ситуации, где существует четко определенное (объективное) сообщение (мысль, сюжет, представление), которое читатель должен верно понять. Понять в данном случае означает построить правильную репрезентацию, правильное отражение действительности. Другими словами, понять – значит ответить на вопрос: «Что в существует в действительности?».