Как сманить кота со шкафа. Когнитивная психология о мышлении

Начнем с самой заметной и значимой сопредельной области – развития электронно-вычислительной техники. Разработка первых устройств такого рода потребовала решения огромного количества теоретических и прикладных проблем, что имело важное значение для когнитивной психологии.

Определяющую роль в осознании возможностей и необходимости ЭВМ сыграла Вторая мировая война, недаром существенная часть ученых, о которых речь пойдет ниже, принимала активное участие в тех или иных военных разработках. Оставим за скобками технологические, материаловедческие и иные блестящие достижения, сделавшие возможным возникновение первых компьютеров, и обратим внимание на принципы работы этих устройств.

Первое, что следует отметить, – случившийся в начале XX века радикальный поворот в развитии логики. Английские математики, логики и философы Альфред Уайтхед и Бертран Рассел, опираясь на идеи немецкого логика Готлоба Фреге, совершили решительный переход от аристотелевской логики высказываний (примером может служить любое утверждение или их комбинация на естественном языке, скажем, «эта книга интересная») к новым логическим системам, что дало начало математической логике. Результаты этого прорыва были изложены в фундаментальном труде Уайтхеда и Рассела Principia Mathematica (1910–1913). Новая логика претендовала на универсальность (вплоть до описания оснований математики), в том числе за счет возможностей оперирования абстрактными символами. Всё это оказалось крайне востребованным для зарождающейся компьютерной техники.

Алгоритмическую структуру, манипулирующую абстрактными символами в ходе вычислений[8], в 1930-е гг. описал английский математик Алан Тьюринг. Ныне известная как «машина Тьюринга», она, как утверждается, позволяет смоделировать алгоритм любой сложности. Состоит эта воображаемая машина из бесконечной ленты памяти, разделенной на ячейки, которые могут быть пустыми или содержать какой-либо символ из заранее заданного набора («алфавита»), и специального устройства чтения-записи (иногда его называют управляющим). Устройство может перемещаться по ленте в обе стороны и считывать информацию из ячеек, стирать или записывать в них буквы. В каждый момент времени машина находится в определенном состоянии: она считывает букву из ячейки и может перейти в следующее состояние, т. е. записать ту или иную букву в ячейку и передвинуться на одну позицию влево или вправо, а может и остаться на месте. Действие машины целиком определяется ее состоянием и прочитанной буквой. Если состояние является заключительным, машина останавливается. Возможные состояния машины задаются ее программой: совершая операции, она действует автоматически, не требуя управления человеком. Программа как запускает машину, так и останавливает ее. Машина Тьюринга – удачный прообраз действий, которые совершает большинство современных компьютеров.

Несмотря на свои громадные размеры, ненадежность и невеликое быстродействие, первые ЭВМ оказались очень удобным объектом для сравнения с человеком. Имея строгое описание действий машины в ходе проведения вычислений, разумно задаться вопросом, как аналогичные процессы происходят в человеческом мышлении. (Ведь Тьюринг пытался формализовать именно «человеческие» рассуждения.) Четкая логическая организация работы первых компьютеров позволила задать очень конкретные вопросы про процессы переработки информации человеком: про ее получение, кодирование, хранение, поиски в памяти и т. д. И это в заметной степени направляло психологические исследования. Так что появление компьютерной метафоры было, конечно, совсем не случайным.

Тьюрингу принадлежит и прекрасная идея о том, как проверить, мыслит ли машина, не вступая в очень сложный разговор о том, что значит мыслить. Группе наблюдателей предлагается отличить ответы компьютера на вопросы, заданные в письменной форме на естественном языке – русском, английском, китайском и т. д., – от ответов живого человека. Понятно, что мы маскируем передачу вопросов и получение ответов: для принятия решения наблюдатели могут ориентироваться только на тексты – их форму и содержание. Подобная процедура получила название «тест Тьюринга». И если наблюдатели не смогут отличить ответы компьютера от ответов человека или сомневаются в своем выборе, то считается, что компьютер (специальная программа) прошел этот тест. Значит, машина может мыслить.

К настоящему моменту известно по крайней мере одно успешное прохождение теста Тьюринга. В 2014 году быстродействующий компьютер по имени Eugene смог настолько хорошо притвориться человеком, что убедил треть группы экспертов в ходе специальных тестов. Это ровно столько, сколько нужно. Занятно, что авторы программного обеспечения (программисты Владимир Веселов, Евгений Демченко и Сергей Уласеня) воспользовались целым набором психологических приемов, чтобы добиться правдоподобия. Их система изображала тринадцатилетнего подростка, который «претендует на то, что знает всё на свете, но в силу своего возраста не знает ничего», обладает специфическими чертами характера и неважно владеет английским языком.

Нужно добавить, что с развитием больших лингвистических моделей прохождение теста Тьюринга можно считать технической задачей. Такие проекты, как ChatGPT, показали, что при очень большом количестве данных искусственные нейронные сети могут не только сымитировать связную речь, но и создать впечатление мыслительного процесса. При этом мало кто среди ученых и среди программистов (за небольшим исключением[9]) считает, что ChatGPT обладает сознанием и реальным мышлением.

Принципиальное значение для будущей когнитивной психологии имели работы по теории информации американского инженера и математика Клода Шеннона. Ему принадлежит несколько основополагающих идей в интересующей нас области.

Еще студентом Шеннон обнаружил, что два состояния электрического реле – включено и выключено, – как и других аналогичных устройств, можно описать с помощью взаимоисключающих логических значений истины и лжи. Затем он выдвинул и обосновал предположение о том, что с помощью электрических схем (цепей) можно моделировать основные операции мышления и на этой основе совершать любые (логические) вычисления. Собственно, этим шагом была доказана возможность создания и заложены теоретические основы любых ЭВМ. Шеннон приложил массу усилий для обоснования тезиса о том, что информацию можно и должно рассматривать в отрыве от любого конкретного предмета или носителя – как выбор между двумя равновероятными альтернативами. Приведем по этому поводу еще одну знаменитую цитату Винера: «Информация – это информация, а не материя или энергия»[10]. Минимальной единицей информации, введенной Шенноном, является бит (сокращение от английского binary digit – двоичная цифра). Это объем информации, позволяющий совершить выбор одного сообщения из двух альтернатив. Любой бит информации сокращает количество равновероятных альтернатив вдвое.

Подобные представления об универсальной природе информации, которая может передаваться и «пониматься» совершенно различными устройствами, предвосхитили идеи когнитивных психологов об универсальных когнитивных процессах, которые оперируют информацией с опорой на символьную репрезентацию.

Не меньшую роль сыграло еще одно своеобразное междисциплинарное исследовательское направление – кибернетика (от др. – греч. kybernetike – руководство, управление). Винер и другие ранние кибернетики постулировали, что процессы управления в машинах, живых организмах и обществе в целом чрезвычайно похожи. И поэтому их можно изучать и описывать, опираясь на единые теоретические принципы. Такое сближение позволило рассуждать не только о живых организмах, но и о машинах, «стремящихся к своим целям» и для этого оценивающих (вычисляющих) разницу между целью и фактическим состоянием дел, чтобы уменьшить ее с помощью последующих усилий. Так были введены понятия передачи информации и обратной связи, на основе которых живая или неживая система может целенаправленно действовать и оценивать результаты своих попыток. Нетрудно приложить подобные идеи к нервной системе, которая тоже передает информацию и управляется положительными и отрицательными обратными связями. В этом случае можно анализировать ее на разных уровнях, в том числе и как целое (т. е. живое существо), которое стремится к какой-либо цели и управляется на основе перерабатываемой по ходу дела информации.

Еще одним мощным авторитетным предшественником когнитивной психологии был бихевиоризм (от англ. behavior – поведение) – исследовательское направление, считавшее предметом своего изучения поведение. Наиболее радикальные представители этого подхода (например, один из его создателей, американский психолог Джон Уотсон) в первые десятилетия ХХ века настаивали на том, что индивидуальное сознание человека, его «внутренний мир», недоступно для научного исследования. Таким образом, на долю психологической науки оставался поиск взаимосвязей между стимулами (внешними измеряемыми физическими воздействиями на живой организм) и реакциями (такими же внешне фиксируемыми ответными действиями организма). При этом все процессы между стимулом и реакцией оказывались в «черном ящике», т. е. недоступными для изучения. Первые бихевиористы оказались прекрасными специалистами в экспериментальном анализе поведения, особенно процесса научения – формирования новых навыков.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Связь психики и мозга (психофизическая проблема) – одна из центральных и самых сложных проблем современной науки, которая далека от окончательного решения. Однако не вызывает сомнений, что это проблема связи или взаимодействия двух разнородных явлений: вполне материального мозга и совсем нематериальной психики или сознания.

2

Чтобы подчеркнуть, что в данном случае созданы все условия для полноценного мышления, была предложена гипотеза физических символьных систем. Она гласит, что если символы произвольно связаны с предметами или явлениями (по-русски кошка – «кошка», по-английски – cat, по-французски – chat, по-японски – neko), имеют физическое выражение (их можно записать буквами, цифрами или другими знаками), манипуляция ими подчиняется определенным правилам (скажем, арифметическим или логическим), то такая система имеет всё необходимое для мышления (Newell A. Physical symbol systems // Cognitive Science. 1980. № 4. Pp. 135–183). Следует отметить, что это именно гипотеза – она требует эмпирической проверки.

3

Gardner H. The mind’s new science. A history of the cognitive revolution. New York: Basic Books. 1985. 423 p.

4

Ниже в этой главе можно найти описание трехкомпонентной теории памяти, которая четко соответствует этим требованиям (см. стр. 19).

5

Broadbent D.E. Perception and Communication. L.: Pergamon Press, 1958.

6

Atkinson R.C., Shiffrin R.M. Human memory: A proposed system and its control processes // The psychology of learning and motivation / Spence K.W., Spence J.T. (eds.). New York: Academic Press. 1968. Vol. 2. Pp. 89–195.

7

Gardner H. The mind’s new science. A history of the cognitive revolution. New York: Basic Books. 1985. 423 p.

8

Вычисления в данном контексте – преобразование набора знаков по определенным правилам.

9

Известны случаи (например, заявление сотрудника компании Google Блейка Лемойна летом 2022 года), когда разработчики чат-ботов, основанных на глубоких нейросетях, начинали верить, что их создания обладают сознанием и личностью. Для Лемойна это закончилось увольнением.

10

Винер Н. Кибернетика. М., 1968. С. 201.