Kognitivní věda - Cognitive science

Obrázek ilustrující pole, která přispěla ke zrodu kognitivní vědy, včetně lingvistiky , neurovědy , umělé inteligence , filozofie , antropologie a psychologie

Kognitivní věda je interdisciplinární , vědecké studie o mysli a jejích procesů. Zkoumá povahu, úkoly a funkce poznání (v širším smyslu). Kognitivní vědci studují inteligenci a chování se zaměřením na to, jak nervové systémy představují, zpracovávají a transformují informace . Mezi duševní schopnosti, které se týkají kognitivních vědců, patří jazyk , vnímání , paměť , pozornost , uvažování a emoce ; Aby porozuměli těmto schopnostem, kognitivní vědci si půjčují z oblastí, jako je lingvistika , psychologie , umělá inteligence , filozofie , neurověda a antropologie . Typická analýza kognitivní vědy zahrnuje mnoho úrovní organizace, od učení a rozhodování po logiku a plánování; od neurálních obvodů po modulární organizaci mozku. Jedním ze základních konceptů kognitivní vědy je, že „myšlení lze nejlépe pochopit z hlediska reprezentativních struktur v mysli a výpočetních postupů, které na těchto strukturách působí“.

Cílem kognitivní vědy je porozumět principům inteligence s nadějí, že to povede k lepšímu porozumění mysli a učení a vývoji inteligentních zařízení. Kognitivní vědy začaly jako intelektuální hnutí v padesátých letech minulého století, často označované jako kognitivní revoluce .

Dějiny

Kognitivní vědy začaly jako intelektuální hnutí v padesátých letech minulého století, nazývané kognitivní revoluce . Kognitivní věda má prehistorii sledovatelné zpět do starořeckých filosofických textů (viz Plato ‚s Meno a Aristoteles ‘ s De Anima ); a zahrnuje spisovatele jako Descartes , David Hume , Immanuel Kant , Benedict de Spinoza , Nicolas Malebranche , Pierre Cabanis , Leibniz a John Locke . Přestože tito raní spisovatelé významně přispěli k filozofickému objevu mysli, což by nakonec vedlo k rozvoji psychologie, pracovali se zcela odlišnou sadou nástrojů a základních konceptů, než jaké měl kognitivní vědec.

Moderní kulturu kognitivní vědy lze vysledovat od raných kybernetiků ve 30. a 40. letech minulého století, jako byli Warren McCulloch a Walter Pitts , kteří se snažili porozumět organizačním principům mysli. McCulloch a Pitts vyvinuli první varianty takzvaných umělých neuronových sítí , modelů výpočtu inspirovaných strukturou biologických neurálních sítí .

Dalším předchůdcem byl raný vývoj teorie výpočtu a digitálního počítače ve čtyřicátých a padesátých letech minulého století. Kurt Gödel , Alonzo Church , Alan Turing a John von Neumann byli nápomocni v tomto vývoji. Moderní počítač nebo Von Neumannův stroj by hrál ústřední roli v kognitivní vědě, a to jak jako metafora pro mysl, tak jako nástroj pro vyšetřování.

První kognitivní vědecké experimenty prováděné na akademické instituci se uskutečnily na MIT Sloan School of Management , kterou založil JCR Licklider pracující v psychologickém oddělení a provádějící experimenty s využitím počítačové paměti jako modelů pro lidské poznání.

V roce 1959, Noam Chomsky publikoval recenzi kousavý a BF Skinner knihy je Slovní chování . V té době Skinnerovo behavioristické paradigma ovládalo oblast psychologie ve Spojených státech. Většina psychologů se zaměřila na funkční vztahy mezi podnětem a reakcí, aniž by předpokládala vnitřní reprezentace. Chomsky tvrdil, že k vysvětlení jazyka potřebujeme teorii jako generativní gramatiku , která nejen přisuzuje vnitřní reprezentace, ale charakterizuje jejich základní pořadí.

Pojem kognitivní věda vytvořil Christopher Longuet-Higgins ve svém komentáři k Lighthillově zprávě z roku 1973 , který se týkal tehdejšího aktuálního stavu výzkumu umělé inteligence . Ve stejném desetiletí byl založen časopis Cognitive Science and the Cognitive Science Society . Zakládající setkání Společnosti pro kognitivní vědu se konalo na Kalifornské univerzitě v San Diegu v roce 1979, což vedlo k tomu, že se kognitivní věda stala mezinárodně viditelným podnikem. V roce 1972 zahájila Hampshire College první vysokoškolský vzdělávací program v kognitivní vědě, který vedl Neil Stillings . V roce 1982, s pomocí profesora Stillingsa, se Vassar College stala první institucí na světě, která udělila bakalářský titul z kognitivní vědy. V roce 1986 bylo na Kalifornské univerzitě v San Diegu založeno první kognitivní vědecké oddělení na světě .

V sedmdesátých a na začátku osmdesátých let, kdy se zvýšil přístup k počítačům, se rozšířil výzkum umělé inteligence . Výzkumníci jako Marvin Minsky by psali počítačové programy v jazycích, jako je LISP, aby se pokusili formálně charakterizovat kroky, kterými lidé prošli, například při rozhodování a řešení problémů, v naději na lepší porozumění lidskému myšlení a také v naděje na vytvoření umělé mysli. Tento přístup je známý jako „symbolická AI“.

Nakonec se ukázaly limity symbolického výzkumného programu AI. Například se zdálo být nerealistické komplexně vypsat lidské znalosti ve formě použitelné symbolickým počítačovým programem. Koncem 80. a 90. let byl vzestup neuronových sítí a konekcionismu jako paradigmatu výzkumu. Z tohoto úhlu pohledu, často přisuzovaného Jamesi McClellandovi a Davidu Rumelhartovi , by mysl mohla být charakterizována jako soubor komplexních asociací, reprezentovaných jako vrstvená síť. Kritici tvrdí, že existují některé jevy, které jsou lépe zachyceny symbolickými modely, a že konekcionistické modely jsou často tak složité, že mají malou vypovídací schopnost. Nedávno byly kombinovány symbolické a konekcionistické modely, což umožňuje využít výhod obou forem vysvětlení. Ačkoliv se konektivismus i symbolické přístupy osvědčily při testování různých hypotéz a zkoumání přístupů k porozumění aspektům poznávání a nižších mozkových funkcí, nejsou ani biologicky realistické, a proto oba trpí nedostatkem neurovědecké věrohodnosti. Connectionism se ukázal jako užitečný pro výpočetní zkoumání toho, jak kognice vzniká ve vývoji a probíhá v lidském mozku, a poskytl alternativy k striktně doménově specifickým / doménovým obecným přístupům. Například vědci jako Jeff Elman, Liz Bates a Annette Karmiloff-Smith předpokládají, že sítě v mozku vznikají z dynamické interakce mezi nimi a environmentálním vstupem.

Zásady

Úrovně analýzy

Ústředním principem kognitivní vědy je, že úplného porozumění mysli/mozku nelze dosáhnout studiem pouze jedné úrovně (předpoklad také v oblasti kognitivního modelování a kognitivních architektur). Příkladem může být problém se zapamatováním telefonního čísla a jeho pozdějším odvoláním. Jedním z přístupů k pochopení tohoto procesu by bylo studium chování prostřednictvím přímého pozorování nebo naturalistického pozorování . Někomu může být předloženo telefonní číslo a může být požádán, aby si jej po určitém časovém zpoždění znovu vyvolal; pak bylo možné změřit přesnost reakce. Dalším přístupem k měření kognitivních schopností by bylo studium výstřelů jednotlivých neuronů, zatímco se člověk pokouší zapamatovat si telefonní číslo. Žádný z těchto experimentů by sám o sobě plně nevysvětlil, jak proces zapamatování telefonního čísla funguje. I kdyby byla k dispozici technologie mapující každý neuron v mozku v reálném čase a bylo by známo, že by každý neuron vystřelil, stále by nebylo možné vědět, jak se konkrétní vypalování neuronů promítá do pozorovaného chování. Proto je nezbytné porozumět tomu, jak tyto dvě úrovně spolu souvisí. The Embodied Mind: Cognitive Science and Human Experience říká, že „nové vědy mysli potřebují rozšířit svůj horizont, aby zahrnovaly jak prožitou lidskou zkušenost, tak možnosti transformace vlastní lidské zkušenosti“. To lze zajistit na účtu funkční úrovně procesu. Studium konkrétního jevu z více úrovní vytváří lepší porozumění procesům, které se vyskytují v mozku a které vedou ke vzniku určitého chování. Marr slavně popsal tři úrovně analýzy:

  1. Výpočetní teorie , s uvedením cíle výpočtu;
  2. Reprezentace a algoritmy poskytující reprezentaci vstupů a výstupů a algoritmů, které transformují jeden na druhý; a
  3. Realizace hardware , nebo jak algoritmus a reprezentace může být fyzicky realizován.

Interdisciplinární povaha

Kognitivní věda je interdisciplinární obor s přispěvateli z různých oborů, včetně psychologie , neurovědy , lingvistiky , filozofie mysli , informatiky , antropologie a biologie . Kognitivní vědci pracují společně v naději, že porozumí mysli a jejím interakcím s okolním světem podobně jako ostatní vědy. Obor se považuje za slučitelný s fyzikálními vědami a využívá vědeckou metodu i simulaci nebo modelování , přičemž často porovnává výstup modelů s aspekty lidského poznání. Podobně jako v oblasti psychologie existují určité pochybnosti, zda existuje jednotná kognitivní věda, což vedlo některé badatele k upřednostňování „kognitivních věd“ v množném čísle.

Mnoho, ale ne všichni, kteří se považují za kognitivní vědce, má funkcionalistický pohled na mysl - názor, že mentální stavy a procesy by měly být vysvětleny jejich funkcí - tím, co dělají. Podle účtu vícenásobné realizovatelnosti funkcionalismu lze dokonce i nelidské systémy, jako jsou roboti a počítače, přisoudit tomu, že mají poznání.

Kognitivní věda: termín

Termín „kognitivní“ v „kognitivní vědě“ se používá pro „jakýkoli druh mentální operace nebo struktury, kterou lze přesně studovat“ ( Lakoff a Johnson , 1999). Tato koncepce je velmi široká a neměla by být zaměňována s tím, jak je „kognitivní“ používáno v některých tradicích analytické filozofie , kde „kognitivní“ souvisí pouze s formálními pravidly a sémantikou podmíněnou pravdivostí.

Nejstarší záznamy pro slovo „ kognitivní “ v OED berou zhruba tak, že „se týkají akce nebo procesu poznání“ . První záznam z roku 1586 ukazuje, že slovo bylo najednou použito v kontextu diskusí o platónských teoriích znalostí . Většina v kognitivní vědě však pravděpodobně nevěří, že jejich obor je studium něčeho tak jistého, jako je znalost, kterou hledal Platón.

Rozsah

Kognitivní věda je velký obor a pokrývá širokou škálu témat o poznávání. Je však třeba si uvědomit, že kognitivní věda se vždy stejně nezabývala každým tématem, které by mohlo mít význam pro povahu a fungování myslí. Mezi filozofy klasičtí kognitivisté do značné míry de-zdůrazňovali nebo se vyhýbali sociálním a kulturním faktorům, emocím, vědomí, poznávání zvířat a srovnávací a evoluční psychologii. S poklesem behaviorismu se však vnitřní stavy, jako jsou afekty a emoce, jakož i uvědomění a skrytá pozornost, staly opět přístupnými. Například situované a ztělesněné teorie poznání zohledňují aktuální stav prostředí a také roli těla v poznávání. S nově nalezeným důrazem na zpracování informací již pozorovatelné chování nebylo charakteristickým znakem psychologické teorie, ale modelováním nebo zaznamenáváním duševních stavů.

Níže jsou uvedena některá z hlavních témat, jimiž se kognitivní věda zabývá. Toto není vyčerpávající seznam. Seznam různých aspektů oboru naleznete v Seznamu témat kognitivní vědy .

Umělá inteligence

Umělá inteligence (AI) zahrnuje studium kognitivních jevů ve strojích. Jedním z praktických cílů AI je implementace aspektů lidské inteligence do počítačů. Počítače jsou také široce používány jako nástroj ke studiu kognitivních jevů. Výpočetní modelování využívá simulace ke studiu struktury lidské inteligence. (Viz § Výpočetní modelování .)

V této oblasti probíhá diskuse o tom, zda je mysl nejlépe vnímána jako obrovská řada malých, ale individuálně slabých prvků (tj. Neuronů), nebo jako soubor struktur vyšších úrovní, jako jsou symboly, schémata, plány a pravidla. První pohled využívá konekcionismus ke studiu mysli, zatímco druhý zdůrazňuje symbolickou umělou inteligenci . Jedním ze způsobů, jak se na problém podívat, je to, zda je možné přesně simulovat lidský mozek na počítači bez přesné simulace neuronů, které tvoří lidský mozek.

Pozornost

Pozornost je věnována výběru důležitých informací. Lidská mysl je bombardována miliony podnětů a musí mít způsob, jak se rozhodnout, které z těchto informací zpracovat. Pozornost je někdy vnímána jako reflektor, což znamená, že lze osvětlit pouze určitý soubor informací. Experimenty, které tuto metaforu podporují, zahrnují úkol dichotického naslouchání (Cherry, 1957) a studie nepozorné slepoty (Mack and Rock, 1998). Při úkolu dichotického naslouchání jsou subjekty bombardovány dvěma různými zprávami, jednou do každého ucha, a je jim řečeno, aby se soustředily pouze na jednu ze zpráv. Na konci experimentu, když jsou dotázáni na obsah zprávy bez dozoru, ji subjekty nemohou nahlásit.

Znalost a zpracování jazyka

Dobře známý příklad ze stromu fráze struktury . Toto je jeden ze způsobů reprezentace lidského jazyka, který ukazuje, jak jsou různé složky hierarchicky organizovány.

Schopnost učit se a rozumět jazyku je nesmírně složitý proces. Jazyk se získává během prvních několika let života a všichni lidé za normálních okolností jsou schopni osvojit si jazyk zdatně. Hlavní hybnou silou v teoretické lingvistické oblasti je objevování podstaty, kterou jazyk musí mít v abstraktu, aby se mohl učit takovým způsobem. Některé z hnacích výzkumných otázek při studiu toho, jak samotný mozek zpracovává jazyk, zahrnují: (1) Do jaké míry jsou lingvistické znalosti vrozené nebo naučené? (2) Proč je pro dospělé obtížnější získat druhý jazyk, než pro který je aby si děti osvojily svůj první jazyk? a (3) Jak jsou lidé schopni porozumět novým větám?

Studium jazykového zpracování sahá od zkoumání zvukových vzorců řeči až po význam slov a celých vět. Lingvistika často rozděluje jazykové zpracování na pravopis , fonetiku , fonologii , morfologii , syntaxi , sémantiku a pragmatiku . Mnoho aspektů jazyka lze studovat z každé z těchto složek a z jejich interakce.

Studium zpracování jazyka v kognitivní vědě je úzce spjato s oblastí lingvistiky. Lingvistika byla tradičně studována jako součást humanitních věd, včetně studií historie, umění a literatury. V posledních zhruba padesáti letech stále více výzkumníků studovalo znalosti a používání jazyka jako kognitivního jevu, přičemž hlavním problémem je, jak lze znalosti jazyka získat a používat a z čeho přesně se skládá. Lingvisté zjistili, že zatímco lidé tvoří věty způsoby, které se zjevně řídí velmi složitými systémy, pozoruhodně neznají pravidla, kterými se řídí jejich vlastní řeč. Lingvisté se proto musí uchýlit k nepřímým metodám, aby určili, jaká tato pravidla mohou být, pokud taková pravidla skutečně existují. V každém případě, pokud se řeč skutečně řídí pravidly, zdá se, že jsou pro jakoukoli vědomou úvahu neprůhledné.

Učení a rozvoj

Učení a vývoj jsou procesy, kterými v průběhu času získáváme znalosti a informace. Kojenci se rodí s malými nebo žádnými znalostmi (v závislosti na tom, jak jsou znalosti definovány), přesto rychle získají schopnost používat jazyk, chodit a rozpoznávat lidi a předměty . Výzkum v oblasti učení a vývoje si klade za cíl vysvětlit mechanismy, kterými by tyto procesy mohly probíhat.

Hlavní otázkou při studiu kognitivního vývoje je, do jaké míry jsou určité schopnosti vrozené nebo naučené. To je často formulováno z hlediska povahy a živné debaty. Nativist pohled zdůrazňuje, že určité znaky jsou vrozené organismu a jsou určeny jeho genetickou dotaci. Empiricist pohled, na druhé straně zdůrazňuje, že některé schopnosti se naučil od okolního prostředí. Ačkoli je zjevné, že pro normální vývoj dítěte je nezbytný genetický i environmentální vstup, stále existuje značná diskuse o tom, jak by genetické informace mohly vést kognitivní vývoj. Například v oblasti osvojování jazyka někteří (například Steven Pinker ) tvrdili, že konkrétní informace obsahující univerzální gramatická pravidla musí být obsaženy v genech, zatímco jiní (například Jeffrey Elman a kolegové z Rethinking Innateness ) tvrdili, že Pinker's tvrzení jsou biologicky nerealistická. Argumentují tím, že geny určují architekturu systému učení, ale že konkrétní „fakta“ o tom, jak funguje gramatika, se lze naučit pouze na základě zkušeností.

Paměť

Paměť nám umožňuje ukládat informace pro pozdější načtení. Paměť je často považována za paměť, která se skládá z dlouhodobého i krátkodobého úložiště. Dlouhodobá paměť nám umožňuje ukládat informace po delší dobu (dny, týdny, roky). Praktický limit kapacity dlouhodobé paměti zatím neznáme. Krátkodobá paměť nám umožňuje ukládat informace v krátkých časových intervalech (sekundy nebo minuty).

Paměť je také často seskupena do deklarativních a procedurálních forem. Deklarativní paměť - seskupená do podskupin sémantických a epizodických forem paměti - odkazuje do naší paměti na fakta a konkrétní znalosti, konkrétní významy a konkrétní zkušenosti (např. „Jsou jablka jídlem?“ Nebo „Co jsem jedla k snídani před čtyřmi dny ? "). Procedurální paměť nám umožňuje zapamatovat si akce a motorické sekvence (např. Jak jezdit na kole) a často se jí přezdívá implicitní znalost nebo paměť.

Kognitivní vědci studují paměť stejně jako psychologové, ale spíše se zaměřují na to, jak paměť nese kognitivní procesy a vzájemný vztah mezi poznáváním a pamětí. Jedním z příkladů může být toto: jaké mentální procesy člověk prochází, aby získal dlouho ztracenou paměť? Nebo co rozlišuje mezi kognitivním procesem rozpoznávání (vidět náznaky něčeho předtím, než si to zapamatujete, nebo paměť v kontextu) a vyvoláním (načtení paměti, jako v „fill-in-the-blank“)?

Vnímání a akce

Neckerova kostka , příklad optického klamu
Optický klam. Čtverec A je přesně stejný odstín šedé jako čtverec B. Viz kostková stínová iluze .

Vnímání je schopnost přijímat informace prostřednictvím smyslů a nějakým způsobem je zpracovávat. Zrak a sluch jsou dva dominantní smysly, které nám umožňují vnímat prostředí. Některé otázky při studiu zrakového vnímání například zahrnují: (1) Jak jsme schopni rozpoznávat předměty? (2) Proč vnímáme souvislé vizuální prostředí, i když v každém vidíme jen jeho malé kousky čas? Jedním z nástrojů pro studium vizuálního vnímání je pohled na to, jak lidé zpracovávají optické klamy . Obrázek napravo od Neckerovy kostky je příkladem bistabilního vnímání, to znamená, že kostka může být interpretována jako orientovaná ve dvou různých směrech.

Do oblasti vnímání spadá také studium haptických ( hmatových ), čichových a chuťových podnětů.

Provede se akce odkazující na výstup systému. U lidí se toho dosahuje prostřednictvím motorických reakcí. Prostorové plánování a pohyb, produkce řeči a složité motorické pohyby jsou aspekty akce.

Vědomí

Vědomí je vědomí, zda je něco vnějším předmětem nebo něčím v sobě. To pomáhá mysli mít schopnost zažít nebo cítit pocit sebe sama .

Metody výzkumu

Ke studiu kognitivní vědy se používá mnoho různých metodik. Vzhledem k tomu, že jde o obor vysoce interdisciplinární, výzkum se často dotýká více oblastí studia a vychází z výzkumných metod z psychologie , neurovědy , počítačové vědy a teorie systémů .

Behaviorální experimenty

Abychom měli popis toho, co představuje inteligentní chování, musíme studovat chování samotné. Tento typ výzkumu je úzce spojen s výzkumem v kognitivní psychologii a psychofyzice . Měřením reakcí chování na různé podněty lze pochopit něco o tom, jak jsou tyto podněty zpracovávány. Lewandowski a Strohmetz (2009) zhodnotili soubor inovativních využití měření chování v psychologii, včetně stop chování, pozorování chování a výběru chování. Behaviorální stopy jsou důkazy, které naznačují, že k chování došlo, ale herec není přítomen (např. Odpadky na parkovišti nebo odečty na elektroměru). Behaviorální pozorování zahrnuje přímé svědectví aktéra, který se do chování zapojuje (např. Sledování, jak blízko se člověk posadí vedle jiné osoby). Behaviorální volby jsou, když si člověk vybírá mezi dvěma nebo více možnostmi (např. Hlasovací chování, volba trestu pro jiného účastníka).

  • Reakční čas. Čas mezi předložením stimulu a vhodnou reakcí může naznačovat rozdíly mezi dvěma kognitivními procesy a může naznačovat některé věci o jejich povaze. Pokud se například u vyhledávací úlohy reakční časy mění úměrně s počtem prvků, pak je evidentní, že tento kognitivní proces vyhledávání zahrnuje sériové namísto paralelního zpracování.
  • Psychofyzické reakce. Psychofyzické experimenty jsou starou psychologickou technikou, která byla přijata kognitivní psychologií. Obvykle zahrnují posuzování nějaké fyzické vlastnosti, např. Hlasitosti zvuku. Korelace subjektivních měřítek mezi jednotlivci může vykazovat kognitivní nebo senzorické předsudky ve srovnání se skutečnými fyzickými měřeními. Některé příklady zahrnují:
    • soudy posuzování barev, tónů, textur atd.
    • prahové rozdíly pro barvy, tóny, textury atd.
  • Sledování očí . Tato metodika se používá ke studiu různých kognitivních procesů, zejména vizuálního vnímání a zpracování jazyka. Fixační bod očí je spojen se zaměřením pozornosti jednotlivce. Monitorováním pohybů očí tedy můžeme studovat, jaké informace se v daném čase zpracovávají. Sledování očí nám umožňuje studovat kognitivní procesy v extrémně krátkých časových měřítcích. Pohyby očí odrážejí online rozhodování během úkolu a poskytují nám určitý vhled do způsobů, kterými mohou být tato rozhodnutí zpracována.

Zobrazování mozku

Obrázek lidské hlavy s mozkem. Šipka označuje polohu hypotalamu .

Zobrazování mozku zahrnuje analýzu činnosti v mozku při provádění různých úkolů. To nám umožňuje propojit chování a mozkové funkce, abychom pomohli pochopit, jak jsou informace zpracovávány. Různé typy zobrazovacích technik se liší svým časovým (časovým) a prostorovým (lokalizačním) rozlišením. Zobrazování mozku se často používá v kognitivní neurovědě .

  • Jednofotonová emisní počítačová tomografie a pozitronová emisní tomografie . SPECT a PET používají radioaktivní izotopy, které jsou injektovány do krevního oběhu subjektu a absorbovány mozkem. Pozorováním, které oblasti mozku zabírají radioaktivní izotop, můžeme vidět, které oblasti mozku jsou aktivnější než jiné oblasti. PET má podobné prostorové rozlišení jako fMRI, ale má extrémně špatné časové rozlišení.
  • Elektroencefalografie . EEG měří elektrická pole generovaná velkými populacemi neuronů v kůře umístěním řady elektrod na pokožku hlavy subjektu. Tato technika má extrémně vysoké časové rozlišení, ale relativně špatné prostorové rozlišení.
  • Funkční magnetická rezonance . fMRI měří relativní množství okysličené krve proudící do různých částí mozku. Předpokládá se, že více okysličené krve v určité oblasti koreluje se zvýšením nervové aktivity v této části mozku. To nám umožňuje lokalizovat konkrétní funkce v různých oblastech mozku. fMRI má mírné prostorové a časové rozlišení.
  • Optické zobrazování . Tato technika využívá infračervené vysílače a přijímače k ​​měření množství světelné odrazivosti krví v různých oblastech mozku. Protože okysličená a odkysličená krev odráží světlo v různých množstvích, můžeme studovat, které oblasti jsou aktivnější (tj. Ty, které mají více okysličené krve). Optické zobrazování má mírné časové rozlišení, ale špatné prostorové rozlišení. Má také tu výhodu, že je extrémně bezpečný a může být použit ke studiu mozku kojenců.
  • Magnetoencefalografie . MEG měří magnetická pole vyplývající z kortikální aktivity. Je podobný EEG , kromě toho, že má vylepšené prostorové rozlišení, protože magnetická pole, která měří, nejsou tak rozmazaná nebo zeslabená pokožkou hlavy, mozkovými plenami a podobně, jako je elektrická aktivita měřená v EEG. MEG používá senzory SQUID k detekci drobných magnetických polí.

Výpočetní modelování

Umělá neuronová síť se dvěma vrstvami.

Výpočetní modely vyžadují matematicky a logicky formální znázornění problému. Počítačové modely jsou používány v simulaci a experimentální ověření různých specifických a obecných vlastností s inteligencí . Výpočetní modelování nám může pomoci porozumět funkční organizaci konkrétního kognitivního jevu. Přístupy ke kognitivnímu modelování lze kategorizovat jako: (1) symbolické, o abstraktních mentálních funkcích inteligentní mysli pomocí symbolů; (2) subsymbolické, o nervových a asociativních vlastnostech lidského mozku; a (3) přes symbolicko -subsymbolické ohraničení, včetně hybridního.

  • Symbolické modelování se vyvinulo z paradigmat počítačové vědy pomocí technologií systémů založených na znalostech a také filozofického pohledu (např. „Good Old-Fashioned Artificial Intelligence“ ( GOFAI )). Byly vyvinuty prvními kognitivními výzkumníky a později použity v informačním inženýrství pro expertní systémy . Od počátku devadesátých let byl zobecněn v systematice pro zkoumání funkčních modelů lidské inteligence, jako jsou personoidy , a souběžně se vyvíjel jako prostředí SOAR . V poslední době, zejména v kontextu kognitivního rozhodování, je symbolické kognitivní modelování rozšířeno na socio-kognitivní přístup, včetně sociálního a organizačního poznávání, vzájemně propojeného se subsymbolickou nevědomou vrstvou.
  • Subsymbolické modelování zahrnuje modely připojovacích/neuronových sítí . Connectionism se spoléhá na myšlenku, že mysl/mozek se skládá z jednoduchých uzlů a jeho schopnost řešit problémy se odvozuje od spojení mezi nimi. Neurální sítě jsou učebnicovou implementací tohoto přístupu. Někteří kritici tohoto přístupu se domnívají, že zatímco tyto modely přistupují k biologické realitě jako k reprezentaci toho, jak systém funguje, těmto modelům chybí vysvětlující schopnosti, protože i v systémech vybavených jednoduchými pravidly připojení je díky vznikající vysoké složitosti hůře interpretují při připojení- úroveň, než na jaké jsou na makroskopické úrovni.
  • Mezi další přístupy, které získávají na popularitě, patří (1) teorie dynamických systémů , (2) mapování symbolických modelů na konektistické modely (neuronově-symbolická integrace nebo hybridní inteligentní systémy ) a (3) a bayesovské modely , které jsou často čerpány ze strojového učení .

Všechny výše uvedené přístupy bývají zobecněny na formu integrovaných výpočetních modelů syntetické/abstraktní inteligence, aby mohly být aplikovány na vysvětlování a zlepšování individuálního a sociálního/organizačního rozhodování a uvažování .

Neurobiologické metody

Výzkumné metody převzaté přímo z neurovědy a neuropsychologie nám mohou také pomoci porozumět aspektům inteligence. Tyto metody nám umožňují pochopit, jak je inteligentní chování implementováno ve fyzickém systému.

Jedinou učebnicí, která zahrnuje všechny tyto oblasti a která prošla 3 edicemi, je

Klíčové poznatky

Kognitivní věda dala vzniknout modelům lidské kognitivní předpojatosti a vnímání rizika a měla vliv na rozvoj behaviorálních financí , součást ekonomiky . Rovněž dala vzniknout nové teorii filozofie matematiky (související s denotační matematikou) a mnoha teoriím umělé inteligence , přesvědčování a donucování . Svou přítomnost proslavil ve filozofii jazyka a epistemologii a také představuje významné křídlo moderní lingvistiky . Oblasti kognitivní vědy mají vliv na pochopení konkrétních funkčních systémů (a funkčních deficitů) mozku od produkce řeči po sluchové zpracování a vizuální vnímání. Učinila pokrok v chápání toho, jak poškození určitých oblastí mozku ovlivňuje poznání, a pomohla odhalit základní příčiny a výsledky specifické dysfunkce, jako je dyslexie , anopie a hemispatiální zanedbávání .

Kritika

Viz Kritika kognitivní psychologie .

Významní badatelé

název Rok narození Rok příspěvku Příspěvky
David Chalmers 1966 1995 Dualismus , těžký problém vědomí
Daniel Dennett 1942 1987 Nabízí perspektivu výpočetních systémů ( model s více koncepty )
John Searle 1932 1980 Čínská místnost
Douglas Hofstadter 1945 1979 Gödel, Escher, Bach
Jerry Fodor 1935 1968, 1975 Funkcionalismus
Marvin Minsky 1927 70. léta, začátek 80. let Napsal počítačové programy v jazycích, jako je LISP, aby se pokusil formálně charakterizovat kroky, kterými lidé procházejí, jako je rozhodování a řešení problémů
Christopher Longuet-Higgins 1923 1973 Razil termín kognitivní věda
Noam Chomsky 1928 1959 Publikoval recenzi knihy BF Skinnera Verbální chování, která zahájila kognitivismus proti tehdy dominantnímu behaviorismu
George Miller 1920 1956 Psal o schopnostech lidského myšlení prostřednictvím mentálních reprezentací
Herbert Simon 1916 1956 Společně vytvořený stroj logické teorie a obecný řešitel problémů s Allenem Newellem , teorií EPAM (Elementary Perceiver and Memorizer), organizačním rozhodováním
John McCarthy 1927 1955 Vytvořil termín umělá inteligence a zorganizoval slavnou konferenci v Dartmouthu v létě 1956, která zahájila AI jako pole
McCulloch a Pitts 30. – 40. Léta 20. století Vyvinuty rané umělé neurální sítě
JCR Licklider 1915 Byla zřízena škola managementu MIT Sloan
Philip N.Johnson-Laird 1936 1980 Představil myšlenku mentálních modelů v kognitivní vědě
Dedre Gentner 1983 Vývoj teorie struktury mapování z analogického uvažování
Annette Karmiloff-Smith 1938 1992 Integrace neurovědy a výpočetního modelování do teorií kognitivního vývoje
Eleanor Rosch 1938 1976 Vývoj prototypu teorie o kategorizaci

Některá z uznávanějších jmen v kognitivní vědě jsou obvykle buď nejkontroverznější, nebo nejcitovanější. Ve filozofii patří mezi známá jména Daniel Dennett , který píše z pohledu výpočetních systémů, John Searle , známý svým kontroverzním argumentem čínské místnosti , a Jerry Fodor , který obhajuje funkcionalismus .

Mezi další patří David Chalmers , který obhajuje dualismus a je také známý tím, že artikuluje těžký problém vědomí , a Douglas Hofstadter , známý psaním Gödel, Escher, Bach , které zpochybňuje povahu slov a myšlenek.

V oblasti lingvistiky měli vliv Noam Chomsky a George Lakoff (oba se také stali pozoruhodnými politickými komentátory). V oblasti umělé inteligence , Marvin Minsky , Herbert A. Simon a Allen Newell jsou výrazné.

Mezi oblíbená jména v psychologické disciplíně patří George A. Miller , James McClelland , Philip Johnson-Laird , Lawrence Barsalou , Vittorio Guidano , Howard Gardner a Steven Pinker . Antropologové Dan Sperber , Edwin Hutchins , Bradd Shore , James Wertsch a Scott Atran se podíleli na projektech spolupráce s kognitivními a sociálními psychology, politology a evolučními biology ve snaze vyvinout obecné teorie formování kultury, náboženství a politické asociace.

Výpočetní teorie (s modely a simulacemi) byly také vyvinuty Davidem Rumelhartem , Jamesem McClellandem a Philipem Johnsonem-Lairdem .

Epistemie

Epistemics je termín, který v roce 1969 zavedla University of Edinburgh se založením School of Epistemics. Epistemics je třeba odlišit od epistemologie v tom, že epistemologie je filozofická teorie znalostí, zatímco epistemics znamená vědecké studium znalostí.

Christopher Longuet-Higgins to definoval jako „konstrukci formálních modelů procesů (percepčních, intelektuálních a lingvistických), pomocí kterých se dosahuje a komunikuje znalost a porozumění“. Alvin I. Goldman ve svém eseji z roku 1978 „Epistemics: The Regulative Theory of Cognition“ tvrdí, že vytvořil termín „epistemics“ k popisu přeorientování epistemologie. Goldman tvrdí, že jeho epistemie je spojitá s tradiční epistemologií a nový termín má pouze zabránit opozici. Epistemics, v Goldmanově verzi, se liší jen málo od tradiční epistemologie v jejím spojenectví s psychologií poznání; epistemics zdůrazňuje detailní studium mentálních procesů a mechanismů zpracování informací, které vedou k poznání nebo přesvědčení.

V polovině 80. let byla škola epistemiky přejmenována na Centrum pro kognitivní vědu (CCS). V roce 1998 byl CCS začleněn do University of Edinburgh's School of Informatics .

Viz také

Obrysy
  • Osnova lidské inteligence - strom témat představující vlastnosti, kapacity, modely a oblasti výzkumu lidské inteligence a další.
  • Osnovy myšlení - strom témat, který identifikuje mnoho typů myšlenek, typů myšlení, myšlenkových aspektů, souvisejících oborů a další.

Reference

externí odkazy