Теория систем и системный подход / Sistemniy podkhod v sovremennoy nauke 2004

усечение информации может оказаться полезным, в других же — ста­ новится источником ошибок.

Искажение — когнитивный механизм, изменяющий восприятие человеком сенсорных данных.

При преобразовании глубинных структур в поверхностные неиз­ бежно происходит некоторое искажение или потеря информации. В языке подобные процессы сопутствуют переходу глубинных струк­ тур (зрительные и слуховые образы, тактильные ощущения и другие сенсорные репрезентации, которые хранятся в нервной системе) в поверхностные структуры (слова, знаки и символы, которые чело­ век выбирает для описания или представления первичного сенсорно­ го опыта). Это связано с тем, что созданные с помощью мозга когни­ тивные карты окружающего мира являются не самим миром, а его репрезентациями. При этом различные поверхностные структуры мо­ гут служить отражением одной и той же глубинной структуры.

Еще одно значимое положение трансформационной грамматики заключается в том, что существует множество уровней последова­ тельно более глубоких структур в строении и организации различных систем. Важным следствием этого является тот факт, что для совер­ шения адекватного изменения необходимо воздействовать на все уровни системы.

Иным способом организации взаимосвязей между поверхностны­ ми и глубинными структурами в когнитивных науках является поня­ тие логических уровней. Каждый уровень (окружение, поведение, способности, убеждения, ценности, идентификация) считается более глубоким, чем предшествующий. Восприятие и взаимодействие с ок­ ружающей средой являются той частью опыта, которая лежит ближе всего к «поверхностным структурам». Координация и управление по­ ведением требуют мобилизации глубинных структур психики. Спо­ собности организуют и координируют поведение, запуская менее конкретные, но более глубокие когнитивные процессы. Убеждения

иценности являются фундаментом для человеческих способностей

иповедения. Они с большим трудом поддаются четкому и специфич­ ному выражению на «поверхностном уровне», однако оказывают на человека влияние на самом глубоком уровне. Идентификация пред­ ставляет собой наиболее глубоко расположенный комплекс взаимо­ связей. Подобно тому как Н. Хомский описывал это в языке, глубин­ ная структура индивидуальной идентификации выходит на поверх­ ность после ряда преобразований, ведущих через ценности, убежде­

ния и способности к поведенческим проявлениям в окружающем ми­ ре. Эти преобразования также подвержены опущению, обобщению и искажению.

Важной задачей когнитивных наук является выявление проблема­ тичных обобщений, опущений и искажений путем анализа формы («синтаксиса») поверхностных структур, а также создания системы средств, позволяющей получить более подробную репрезентацию глубинной структуры.

Проективная теория познания

Г Фоллмер предложил оригинальную модель проекции для соот­ ношения реальности и познания2. Структура образа, возникающего

врезультате проекции, зависит от трех элементов:

—структуры предмета;

—вида проекции;

—структуры принимающего экрана.

Если известны эти три элемента, то образ можно определить (сконструировать). Образ согласуется с оригиналом не во всех аспек­ тах, однако сохраняется определенная частичная изоморфия. Если известен только образ, то можно попытаться объяснить его на осно­ ве гипотез и предположений о самом предмете, проекционном меха­ низме и экране. Таким способом оказывается возможным получить из образа гипотетическую информацию о проецируемом объекте.

Познание аналогично этому процессу. При этом:

—проецируемый предмет соответствует действительности (объ­ ектам реального мира);

—проекционному механизму соответствуют сигналы (электро­ магнитные или механические колебания, молекулы), которые дости­ гают наших органов чувств;

—воспринимающий экран соответствует субъективному познава­ тельному аппарату;

—образу (когнитивной репрезентации) соответствует восприятие или простой опыт.

Так, уже в обыденном опыте при каждом восприятии, каждом обобщении, каждом предсказании человек пытается реконструиро­ вать реальный мир. Наука выходит далеко за пределы повседневно­ го опыта, дополняет органы чувств измерительными приборами, фик-

сирующими сигналы, которые индивид не может воспринимать соб­ ственными анализаторами. В эксперименте она получает целена­ правленную информацию об образе проекции и для объяснения этих данных формирует модели и теории, следствия которых вновь про­ веряются эмпирически. Таким образом, наука предпринимает рекон­ струкции, которые много ближе к действительности, чем субъектив­ ный опыт, потому что владеет большей опытной областью, имеет больше информации и более точные данные. Такое понимание назы­ вают проективной теорией познания. Аналогия с геометрической про­ екцией показывает, в каком соотношении находятся действитель­ ность и опыт, как и почему возможно познание действительности. Аналогия с проекцией отражает также гипотетический характер все­ го познания.

Основная модель, на которой базируется когнитивная наука — мо­ дель переработки информации. При этом следует четко понимать, что она представляет собой эвристическое построение, используе­ мое для организации соответствующих исследований, координации и облегчения взаимодействия между учеными. Модель переработки информации предполагает, что процесс познания можно разложить на ряд этапов, каждый из которых представляет собой некую гипоте­ тическую единицу, включающую набор уникальных операций, выпол­ няемых над воспринимаемой информацией. На каждый познаватель­ ный этап поступает информация от предыдущего этапа, и затем над ней выполняются свойственные текущему этапу операции. Посколь­ ку все компоненты модели переработки информации взаимосвязаны с другими компонентами, трудно точно определить начальный этап. Можно считать, что вся последовательность преобразований начина­ ется с поступления внешних стимулов, обработка которых базирует­

ся на знаниях индивида о мире, которые позволяют ему избиратель­ но направлять внимание на отдельные аспекты стимулов и игнориро­ вать другие аспекты.

Модель переработки информации породила два важных вопроса:

—Какие этапы проходит информация при обработке?

—В каком виде информация представлена в сознании человека? Для ответа на эти вопросы заимствуются теории и методы из сле­

дующих областей исследования, которые являются предметом изу­ чения когнитивной психологии:

Восприятие (обнаружение и интерпретация сенсорных стимулов), то есть сбор информации об окружающей среде; стихия эксперимен­ тальных исследований в когнитивной науке — миллисекундный диа­ пазон времени. Оказывается, что для реализации интеллектуальных ресурсов человека достаточно уже небольшого временного кванта.

Распознавание образов. Информация не воспринимается как еди­ ные сенсорные события, чаще всего она воспринимается как часть более значительного паттерна. Организуя различные стимулы опре­ деленным образом, человек извлекает из своей памяти их значения.

Внимание, то есть отбор количества и вида информации, которую стоит принимать в расчет. Способность к переработке информации ограничена на двух уровнях — сенсорном и когнитивном. Если одно­ временно воспринимается слишком много сенсорных признаков, то может возникнуть своеобразная «перегрузка» когнитивного аппа­ рата. Аналогично если пытаться обработать слишком много событий в памяти, то могут возникнуть когнитивные сбои.

Память, которая работает вместе с восприятием. Принято выде­ лять три типа памяти: сенсорная, кратковременная и долговремен­ ная.

Воображение, которое представляет собой создание мысленных образов окружения, из которых строится когнитивная карта как мыс­ ленная репрезентация информации.

Язык как иерархическая структура, состоящая из компонентов возрастающей сложности (фонема, морфема, синтаксис) и речь, ко­ торая предполагают не только знание грамматических правил и под­ бора соответствующих слов из доступного лексикона, но и сложную координацию моторных реакций, необходимых для произнесения со­ общения.

Мышление как внутренний процесс, при котором происходит пре­ образование информации и формирование понятий, включающее

выделение признаков, общих для некоторого класса объектов, а так­ же раскрытие правил, связывающих эти концептуальные признаки. На структурном уровне мышление приводит к образованию новой мысленной репрезентации.

Человеческий (естественный) интеллект как способность к адек­ ватной адаптации к окружающей среде. Иными словами, это способ­ ность приобретать, воспроизводить и применять знания для понима­ ния конкретных и абстрактных понятий и отношений между объекта­ ми и идеями и использовать знания осмысленным способом.

Искусственный интеллект как модель функционирования естест­ венного интеллекта. Соответствующие исследования нацелены на моделирование познавательных процессов человека, причем они оказали огромное влияние на развитие когнитивных наук — особен­ но с тех пор, как для компьютерных программ искусственного интел­ лекта потребовались знания о том, как человек обрабатывает инфор­ мацию.

Еще одна важная область когнитивных наук — генетическая эпи­ стемология, восходящая к работам Ж. Пиаже и Л.С. Выготского, и эволюционная эпистемология (К. Лоренц, Д. Кэмпбелл, Г Фоллмер) — занимается анализом того, как развиваются когнитивные структуры и возможности человека.

Одна из наиболее актуальных задач когнитивных наук состоит в исследовании мысленных репрезентаций. Тут стоят фундаменталь­ ные вопросы:

—Каким образом приобретаются, преобразуются, хранятся, пере­ даются и используются знания?

—Что есть мысль?

—Какова природа восприятия и памяти?

—Как развиваются все эти способности в фило- и онтогенезе?

Вэтих вопросах заключена суть фундаментальной проблемы ког­ нитивных наук — как хранятся, схематизируются и перерабатывают­ ся в сознании идеи, события и объекты действительности3.

Структура применительно к строению или организации когнитив­ ной системы — это термин в значительной степени метафорический,

т.е. постулируемые структуры — условное представление того, как организованы мысленные элементы, но не буквальное их описание. Например, теоретическая концепция, предполагающая, что память бывает кратковременная и долговременная, представлена в виде ме­ тафоры о двух «хранилищах» информации. В когнитивных науках су­

ществуют и другие метафоры: «отделения в мозге», «деревья», «библиотеки», «уровни переработки», «пропозиции», «абстракции», «схемы» и т. д.

Термин «процесс» относится к наборам операций или функций, ко­ торые так или иначе анализируют, преобразуют или изменяют мыс­ ленные события. Процесс является активным в отличие от относи­ тельно статичной структуры. Различные когнитивные процессы реа­ лизуются в мышлении, кодировании, формировании понятий и т. п.

Когда мы говорим о переработке информации, то тут проявляют­ ся взаимозависимые когнитивные структуры с реализующимися в них процессами. Некоторые структуры образуются по мере перера­ ботки информации, а процессы управляются структурами. Анализ по­ знания далеко не всегда позволяет их разделить, поэтому процессы и структуры объединены в целостную когнитивную систему.

Один из наиболее фундаментальных результатов когнитивных на­ ук, о котором мы уже упоминали, заключается в том, что представ­ ления человека о мире не обязательно идентичны сущности дейст­ вительности. Конечно, репрезентация информации связана с теми стимулами, которые получает сенсорный аппарат индивида, но она также подвергается значительным изменениям. Эти модификации, очевидно, связаны с прошлым опытом человека, результатом кото­ рого является сложная сеть его знаний. Таким образом, поступающая информация абстрагируется и до некоторой степени искажается и хранится затем в системе памяти индивида. Такой взгляд отнюдь не отрицает, что некоторые сенсорные события непосредственно ана­ логичны своим внутренними репрезентациям, но предполагает, что сенсорные стимулы могут при хранении подвергаться абстрагирова­ нию и модификации, являющимися функцией сложно переплетенно­ го знания, структурированного ранее.

Остановимся подробнее на рассмотрении эпистемологии, т. е. фи­ лософских оснований, когнитивных наук. В переводе с греческого эпистемология означает «то, на чем мы основываем свои рассужде­ ния», т. е. представляет собой фундаментальную систему понятий и допущений, на основе которой человек генерирует все остальные знания. По определению Г Бейтсона: «Эпистемология есть история происхождения знания; иными словами, откуда вы знаете то, что вы знаете»4.

Применение эпистемологии связано с системой отличий и навы­ ков, которую человек использует для достижения поставленных це­

лей. Прикладная эпистемология ищет ответы на такие вопросы: «Как мы узнаем, что знаем что-либо или что обладаем операционной ком­ петентностью?», «Как мы узнаем, что другие знают что-либо или об­ ладают операционной компетентностью?» или «Посредством чего мы развиваем знания и операционную компетентность?». Эпистемо­ логия требует первоначального утверждения целей, оснований и про­ цедур обоснования, необходимых для достижения конкретного жела­ емого результата.

Другой важный вопрос прикладной эпистемологии: «Как наши знания, открытия вписываются в то, что было известно до этого?». Какой бы оригинальной и плодотворной ни была новая идея, она не будет воплощена на практике до тех пор, пока не придет в соответ­ ствие с имеющимися знаниями. Одна из наиболее важных задач при­ кладной эпистемологии — предоставить возможность понимать те идеи, которые ставят под сомнение и преобразуют старые способы мышления. А. Шопенгауэр полагал, что все новые идеи проходят три стадии. На первой из них идея кажется нелепой, на второй встреча­ ет яростное сопротивление, а на третьей воспринимается как нечто давно известное и самоочевидное.

Представляется в значительной степени плодотворным подход, развиваемый Гюнтером Стентом5, который считает, что конфликт, связанный с принятием новых идей и парадигм, возникает во многом благодаря «противоречивой эпистемологической установке относи­ тельно событий внешнего и внутреннего мира». Он определяет этот конфликт как борьбу «материализма» и «идеализма». Материалис­ тическая точка зрения подразумевает наличие «реального» внешне­ го мира, который существует независимо от сознания. Сознание яв­ ляется отражением этой реальности и создает несовершенную ре­ презентацию реального мира. С позиций идеализма реальность по­ рождается сознанием. Воспринимаемые события и взаимоотноше­ ния не имеют другой реальности помимо существования в сознании человека. С этой точки зрения реальность является отражением со­ знания. Внешний мир есть несовершенная репрезентация, или про­ екция, «чистых» форм мысли. Однако, с точки зрения Г Стента, в по­ следние годы появилась новая альтернатива, толчок к возникнове­ нию которой дала теория трансформационной грамматики Н. Хом­ ского, а также представления о поверхностных и глубинных структу­ рах. Эту новую методологию можно назвать «структурализмом»: «Как материализм, так и идеализм принимают как данность то, что

вся информация, воспринимаемая органами чувств человека, дейст­ вительно достигает его мозга. Материалисты полагают, что благода­ ря этой информации реальность находит свое отражение в сознании, тогда как, по представлениям идеалистов, на основе этой информа­ ции сознание конструирует реальность. Структурализм, напротив, разделяет ту точку зрения, что знание о мире появляется в сознании не в виде необработанных данных, а в весьма абстрагированной фор­ ме, то есть в виде структур. В ходе предшествующего осознанию по­ шагового преобразования первичных данных в структуры какая-то часть информации неизбежно теряется, поскольку создание структур или распознавание паттернов есть не что иное, как избирательное разрушение информации. Таким образом, поскольку сознание не по­ лучает доступа к полному объему данных о мире, оно не может ни от­ ражать, ни конструировать реальность. Вместо этого реальность предстает перед сознанием в виде структур, полученных путем транс­ формации первичных данных о мире. Данный процесс носит иерар­ хический характер, поскольку избирательное разрушение информа­ ции приводит к формированию «более сильных» структур из «более слабых». Любой набор первичных данных обретает смысл только по­ сле того, как в ходе подобных операций он преобразуется в нечто кон­ груэнтное сильным структурам, уже существующим в нашем созна­ нии... Каноническое знание представляет собой всего лишь набор уже существующих «сильных» структур, конгруэнтность которым первичные научные данные приобретают в процессе психического абстрагирования. Следовательно, данные, которые не могут быть преобразованы в структуру, конгруэнтную каноническому знанию, не имеют никакой перспективы»6.

Таким образом, фундаментальные философско-методологичес­ кие понятия можно охарактеризовать следующим образом.

Материализм. «Реальный» внешний мир существует независимо от нашего сознания. Сознание является отражением этой реальнос­ ти и создает несовершенную репрезентацию реального мира.

Идеализм. Воспринимаемые события и взаимоотношения не об­ ладают иной реальностью помимо существования в сознании чело­ века. Реальность является отражением сознания. Внешний мир представляет собой несовершенную репрезентацию «чистых» форм мысли.

Структурализм. Реальность является набором структур, получен­ ных путем трансформации первичных данных о мире. Преобразова-

ние первичных данных в структуры включает в себя избирательное опущение, искажение или обобщение первичных данных. Сознание не может ни отражать, ни конструировать реальность. «Сильные» структуры формируются из «слабых» посредством избирательного разрушения информации. Первичные данные приобретают смысл только после ряда операций, которые преобразуют их в нечто конгру­ энтное уже существующим структурам. С точки зрения структурализ­ ма, многие идеи можно назвать «незрелыми», если в них не содер­ жится «мостик» к существующему «каноническому» знанию. Таким образом, чтобы новая идея стала «реальностью», она должна снача­ ла «подстроиться» к уже существующим моделям реальности и лишь затем «вести» их.

Методология когнитивных наук очень близка структурализму. В отличие от материализма и идеализма в них нет фундаментально­ го разделения «сознания» и «реальности». Когнитивные науки при­ знают значимость установления связей с существующим знанием, а также расширение реальности через «подстройку». Однако про­ цесс актуализации реальности рассматривается не как установление связей между «слабыми» и «сильными» структурами, а скорее как функция взаимосвязи между «глубинными» и «поверхностными» структурами. Глубинные структуры обладают скрытым потенциалом, который проявляется в конкретных поверхностных структурах как ре­ зультат ряда преобразований. Этот процесс включает в себя избира­ тельное «конструирование» данных, равно как и избирательное «разрушение» данных, которое Г. Стент называет первичным про­ цессом распознавания моделей в структурализме.

Для реализации разного рода замыслов, естественно, требуются различные типы и последовательности преобразований. В когнитив­ ных науках выделяются индуктивные преобразования, через которые человек воспринимает модели и строит карты окружающего мира,

идедуктивные, с помощью которых индивид составляет описания

идействует сообразно своему восприятию и имеющимся репрезен­ тативным моделям мира. Индуктивные преобразования включают в себя процесс «объединения» с целью найти более глубокие струк­ туры (понятия, идеи, универсалии и т. д.) в многообразии впечатле­ ний, полученных через сенсорные каналы. Дедуктивные преобразо­ вания направлены на «разделение» глубинных структур опыта, а так­

же перевод общих идей и понятий в конкретные слова, действия и другие формы поведенческих реакций. Существуют еще и абдук-

тивные преобразования, в ходе которых глубинные структуры транс­ формируются в другие глубинные структуры, а поверхностные — в другие поверхностные структуры. В этом процессе задействованы механизмы метафоры и аналогии. Аналогии основаны на сходстве двух поверхностных структур («изоморфизм»). Метафоры подразу­ мевают наличие взаимосвязи между глубинными структурами («го­ моморфизм»).

С точки зрения когнитивных наук, «реальность» является резуль­ татом взаимоотношений и взаимодействия между глубинными струк­ турами и поверхностными структурами. Существует множество воз­ можных «реальностей»; не одна «карта» и одна «территория», а мно­ жество возможных территорий и карт. Кроме того, территория посто­ янно меняется, отчасти в зависимости от того, как карта влияет на взаимодействие человека и территории.

Когнитивные карты и модели не рассчитаны на отражение либо конструирование единственной объективной реальности. Их задача заключается в том, чтобы воспроизвести какой-либо аспект возмож­ ной реальности. Именно поэтому в когнитивных науках не имеет зна­ чение «истинность» модели — учитывается лишь ее полезность. На самом деле все модели можно считать символическими или ме­ тафорическими, а не просто отражающими реальность. Каким бы ни было используемое описание — метафорическим или букваль­ ным, — полезность модели зависит от степени, в которой она позво­ ляет совершить эффективный переход на следующую ступень в по­ следовательности преобразований, связывающих глубинные и по­ верхностные структуры. Вместо «конструирования» реальности ког­ нитивные модели вводят ряд функций, которые устанавливают свя­ зи между глубинными и поверхностными структурами. Именно эти связи формируют «понимание» реальности и позволяют человеку поновому переживать и выражать эту реальность.

С этой точки зрения представляется необходимым обратиться к основным методологическим концепциям когнитивных наук. В них выделяются четыре базовые позиции, с которых осуществляется сбор и интерпретация информации:

—первая позиция — собственная точка зрения человека;

—вторая позиция — восприятие информации с точки зрения дру­ гого человека;

—третья позиция — рассмотрение информации с точки зрения незаинтересованного наблюдателя.