12.1.2. Теории (модели) структурной организации

знаний (информации) в долговременной памяти

и репрезентации знаний

Знания — это обладающие постоянством когнитивные (информационные) образования, не зависящие от актуально выполняемой задачи и хранящиеся в долговременной памя­ти: вербальные, образные, понятийные, семантические структуры.

• Из долговременной памяти знания извлекаются в форме различных репрезентаций: вербальных, образных, поня­ тийных, семантических и других структур.

Типы репрезентаций

Репрезентации — когнитивные конструкции, которые выстраиваются субъектом в конкретном контексте для спе­цифических целей в зависимости от обстоятельств.

• Образные репрезентации (основанные на восприятии) фик­ сируют и отражают модальные и пространственные харак­ теристики — формы, размеры, расположения, ориентации объектов и процессов.

• Концептуальные (категориальные) репрезентации (осно­ ванные на значении) фиксируют и выражают наши знания о мире при помощи предикативных структур языка.

• Репрезентации действий — неосознаваемые и осознавае­ мые знания о действиях, которые включают два аспекта:

1. семантический — значение действия, которое потенци­ ально может быть выражено посредством языка (что?);

2. способы, средства и последовательность исполнения действия, которые могут потенциально быть выражены посредством языка (как?).

288

Существует множество гипотез и моделей организации и кодирования информации в долговременной памяти челове­ка.

Гипотеза двойного кодирования (А. Пэвио, 1965): существу­ют две независимые кодирующие системы и два способа представления информации в памяти: а) невербальные, об­разные процессы кодирования; б) вербальные, символьные процессы кодирования.

Гипотеза организующих связей (Г. Бауэр, 1970): любой сти­мул из внешней среды кодируется в мозге на основе скрытой иерархии различных взаимосвязанных кодов, среди которых имеются и образные коды.

Концептуально-пропозициональная гипотеза кодирования (Д. Андерсон, Г. Бауэр, 1973): различие между внутренними репрезентациями лингвистической информации и образных представлений заключается только в степени их детально­сти.

• В памяти фиксируются только интерпретации событий — вербальные и визуальные, но не образные («картинные») изображения.

Гипотеза функциональной эквивалентности внешних сти­мулов и процессов кодирования в мозге (Р. Шепард, 1977): мыс­ленные представления (воспроизведенные или конструиру­емые) функционально эквивалентны непосредственным перцептивным образам.

• Нервные процессы в мозге, обеспечивающие представле­ ния объекта, могут не походить на внешний объект, пред­ ставленный в образе.

• Между объектом и нервным процессом в мозге сущест­ вует изоморфизм второго порядка, который представля­ ет собой не структурное соответствие между объектом и образом, представлением и процессами в мозге, а функ­ циональное соответствие (объект выступает «ключом» для актуализации соответствующих объекту функций в мозге).

289

19. Заказ№4624.

-

Д. Грин, А. Пуроит

Модель многомерного кодирования перцептивных

признаков объектов

1. Каждый параметр воспринимаемого образа можно представить в виде точки в многомерном пространстве пер­ цептивных категорий.

2. Чем сложнее перцептивный материал, тем по больше­ му количеству признаков он будет кодироваться.

3. Чем больше расстояние между признаками объектов в многомерном пространстве перцептивных признаков, тем легче их различить и опознать.

А. Пэвио

Теория (модель) двойного кодирования информации

в долговременной памяти

1. Существуют две независимые кодирующие системы и два способа представления информации в памяти: а) невер­ бальные, образные процессы кодирования; б) вербальные, символьные процессы кодирования.

• Единицы невербальной (образной) репрезентации — има- гены, в которых кодируется модально-специфическая ин­ формация.

• Единицы вербальной репрезентации—логогены, в которых кодируется модально-неспецифическая информация.

2. Единицы организованы таким образом, что для каждого имагена имеется один или несколько логогенов и наоборот.

• Образный код лучше подходит к конкретной, чем к абст­ рактной информации.

• Образный код обеспечивает параллельную обработку ин­ формации, символический — последовательную.

3. Логогены и имагены функционируют на четырех уровнях:

• уровень иконической памяти; 290

• репрезентационный уровень (уровень узнавания): происхо­ дит контакт новой поступившей информации с соответству­ ющей системой долговременной памяти, активируются про­ цессы репрезентации соответствующими объектами или словами (репрезентация образов или репрезентация слов);

• уровень референции: логогены и имагены взаимно акти­ вируют друг друга;

• ассоциативный уровень — система репрезентации слож­ ных абстрактных понятий и пространственных образов, а также их преобразования.

4. Продуктивность запоминания повышается, когда ин­формация имеет двойную форму кодирования.

Теории (модели) объединения семантических признаков в концепты, схемы, пропозициональные и семантические сети

Понятия организованы в группы, которые различаются: а) по категориальным и атрибутивным признакам и основа­ниям; б) по определяющим (существенным для отнесения слова к определенной категории) и характерным (несущест­венным) признакам.

Концепт — базовая когнитивная структура, позволяющая связывать значения и смысл со словом (знаком).

• Концепт выполняет функцию категоризации и позволяет говорить об одном и том же на разных уровнях общности.

• Категоризация совершается двумя группами операций: а) разграничение классов; б) определение связи между данным классом и другими классами.

А. Коллинз, М. Квиллиан

Теория (модель) определения концептов через

совокупность свойств в организации семантических

связей

1. Концепт фиксирует совокупность свойств, характери­зующих определенное множество предметов, и задается де­финицией (определением).

291

19*

2. Между концептами устанавливаются отношения. Одни концепты характеризуются по отношению к другим через иерархические связи вхождения классов друг в друга.

• Концепты, находящиеся на вершине иерархии (родовые концепты), обладают небольшим числом свойств, но большой протяженностью.

• Концепты, находящиеся в основании иерархии (видовые концепты), имеют самое большое число свойств, но имеют наименьшую протяженность.

• Организация знаний может быть выражена семантической сетью, в узлах которой располагаются концепты, а дуги об­ разуют «горизонтальные» и «вертикальные» связи между концептами.

• В каждом узле хранятся специфические свойства концепта в форме набора признаков.

• Свойства и признаки, которыми обладает данный концепт вместе с другими концептами, хранятся в верхнем узле сети.

• Чтобы иметь полный перечень свойств, достаточно под­ няться вверх по концептуальному дереву (что существен­ но разгружает память).

Элеонора Рош

Теория (модель) концептуальных прототипов

в организации семантических связей

1. Для каждой категории (класса) предметов существуют наиболее репрезентативные по сравнению с другими кон­ цепты. Они быстрее и легче воспроизводятся субъектом и выступают в качестве прототипа этого класса.

• Прототипы служат для размежевания классов друг от дру­га.

2. Существуют предпочтительные уровни категориза­ ции — базовые уровни, которые позволяют сохранить мак­ симум признаков, необходимых для того, чтобы дифферен­ цировать объекты друг от друга.

292

• Особенности категорий базового уровня: а) являются наи­ более абстрактными из допускающих образную репрезен­ тацию; б) являются предпочтительными для называния; в) при переходе с нижестоящего на базовый концептуаль­ ный уровень теряется совсем немного атрибутов; при пере­ ходе с базового на вышестоящий концептуальный уровень теряется очень много атрибутов.

• Прототипы часто служат смысловым ядром предложе­ ний.

• Категории усваиваются людьми значительно быстрее с по­ мощью прототипов.

Д. Андерсон, Г. Бауэр

Модель организации понятий в форме

пропозициональных сетей. «Ассоциативная память

человека»

1. Базовой когнитивной единицей, которая входит в се­ мантическую переработку, является пропозиция (высказы­ вание), образованная из субъекта, предиката и их аргумен­ тов.

• Опыт человека фиксируется в долговременной памяти в форме семантических единиц, которые можно предста­ вить как пропозиции — наименьшие единицы знания, которые могут быть выражены в отдельном высказыва­ нии.

2. Пропозиции могут иметь различные по сложности и разветвленности структуры.

3. Структурно пропозиции могут складываться из ряда универсальных составляющих.

• Пропозиция может включать: а) содержание факта или со­ бытия; б) контекст, в котором происходит событие или су­ ществует факт.

• Факт (событие) может включать: а) субъект; б) предикат; в) объект; г) различные отношения.

* 293

• Контекст может включать: а) информацию о месте; б) ин­ формацию о времени.

П. Линдсей, Д. Норман, Д. Румельхарт

Модель организации семантических сетей «Е1.1НОР»

1. Память человека представляет собой сложную сеть се­ мантических единиц (узлов) и семантических отношений между такими единицами.

• Знания (понятия) хранятся в памяти в форме независимых единиц, которые объединяются разнообразными семанти­ ческими связями.

• Понятие представляет собой «узел», где сходятся опреде­ ленные семантические отношения.

2. В долговременной памяти человека существует три основных типа семантической организации информации.

• Понятия — семантические структуры, которые обычно фиксируются существительными и определяются тремя типами отношений: а) отношение «быть» (человек есть животное); б) отношение «иметь» (человек имеет глаза); в) отношение «обратное быть» (человек «обратное быть» мужчина).

• События — семантические структуры ситуаций, центром которых выступают действия, которые обычно фиксиру­ ются глаголами и определяются двумя основными типами отношений: а) отношение «действующее лицо»; б) отно­ шения с объектами.

• Эпизоды — события, которые объединены пропозицио­ нальными связями, которые могут быть трех типов: а) от­ ношение «затем», ведущее к новому событию; отношение «в то же время», позволяющее объединять два одновре­ менно происходящих события; в) отношение «время», позволяющее соединить события с неопределенным вре­ менным порядком следования.

294

Пуатрено, Ришар, Тижюс

Модели организации знаний о действиях. Процедурные знания. Теория (модель) семантической организации процедурных знаний

1. Основная, исходная гипотеза: в семантических сетях, фиксирующих процедурные знания, основным способом, связывающим семантические элементы, выступает отноше­ ние «цель — иерархия подцелей» («результат — способы реа­ лизации действий и достижения результата»).

• Познание начинается с приобретения умений, которые в последующем позволяют категоризировать объекты.

2. Основу категоризации объектов образуют процедуры, которые представляют собой (фиксируют) свойства объек­ тов. Любая процедура (действие) включает:

• декларативную составную часть, описывающую результат каких-либо изменений;

• процедурную составную часть — процесс развертывания действия и способ достижения результата. Знания о действи­ ях, организованные исходя из целей путем последовательной организации достижения подцелей — процедур;

• априорные (предварительные) требования к исходным условиям реализации действия, которые могут имплицит­ но предполагать предварительное выполнение подчинен­ ных действий (процедур);

• апостериорные требования (не для каждого действия) — предполагаемые процедуры завершения действия после достижения основной цели.

3. Отношения между действиями (процедурами) можно выразить в семантической сети действий, которая является такой же иерархически структурированной, как и семанти­ ческая сеть концептов.

• Один и тот же результат действия, представляемый декла­ ративно, при выполнении действий может быть получен с помощью альтернативных процедур.

295

-

• Большинство действий может быть разложено на после­довательность элементарных действий, которые пред­ставляют собой уже не декларативные, а процедурные знания.

4. Основные семантические связи в таких сетях опреде­ ляются отношением «результат — способы реализации» («цель — иерархия подцелей»).

5. Наиболее доступной в иерархии семантической пере­ работки информации является информация о результатах действий; осознание действия происходит от результата к средствам, которые применяются для ее достижения.

Модели схемной организации когнитивных семантических структур. Знания о ситуациях и событиях; их схемная организация (фреймы и скрипты)

1. Элементы семантических сетей могут организовывать­ ся в устойчивые когнитивные образования, которые пред­ ставляют собой схемы выполнения определенного множест­ ва аналогичных когнитивных операций.

2. Схемы — это обобщенные абстрактные когнитивные структуры, приложимые к некоторому числу ситуаций или событий.

• Схемы содержат некоторое число переменных, или «сво­ бодных мест», предназначенных для того, чтобы запол­ няться специфическими элементами тех ситуаций или событий, которые репрезентируются схемой.

• Схемы выражают декларативные знания, связанные не с частным, отдельным знанием, а такие, которые могут быть использованы в самых различных целях (понимать, испол­ нять, делать умозаключение и т. д.).

3. Схемы являются блоками организации знаний, образуя единицы, которые: а) неделимы и восстановимы в памяти, б) автономны относительно других знаний.

4. Схемы конструируются из элементарных (конкретных) представлений, концептов, действий, связей и являются

296

обобщенными представлениями каких-либо событий или ситуаций.

• В схемах кодируются как перцептивные (образные), так и пропозициональные признаки.

• Организация схем может иметь: а) последовательный и б) иерархический характер.

5. Существует два основных типа схем.

•

• Скрипты — схемы событий, которые включают «сцены», представляющие собой макродействия и подчиненные определенной промежуточной цели. Сцены, в свою оче­ редь, состоят из некоторого числа действий, представляю­ щих собой конкретные способы достижения целей (проце­ дуры).

• Фреймы — схемы ситуаций или пространственно структу­ рированных отношений и схемы квазипространственных связей между концептами.

Схемы могут объединяться в системы (фреймовая систе­ма), которые позволяют анализировать объекты или ситуа­ции сразу с нескольких позиций.