Триумф переработки информации «Когнитивная революция»
Решение проблемы разума и тела путем сравнения с программой и компьютером.Мы уже видели, что некоторые психологи, самым известным из которых был К. Л. Халл, пытались сконструировать обучающиеся машины, и неудивительно, что внимание психологов привлек компьютер как модель научения и целенаправленного поведения. В беседе с психологом из Гарвардского университета Э. Г. Борингом Норберт Винер спросил: что мозг человека может делать такого, чего не могли бы делать электронные компьютеры? Это подтолкнуло Боринга (Е. G. Boring, 1946) задаться тем же вопросом, которым задавался А. М. Тюринг: что должен делать робот, чтобы называться разумным? Пересмотрев интеллектуальные способности человека и первые попытки психологов подражать им с помощью машин, Боринг сформулировал собственную версию теста Тюринга: «Конечно, робот, которого вы не сможете отличить от любого студента, будет чрезвычайно убедительной демонстрацией механической природы человека» (р. 192). По мнению Боринга, мыслящий робот должен обладать обширным метафизическим багажом, поскольку это окончательно подтвердило бы заявление Ламетри о том, что человек является машиной, и гарантировало психологии прочное место в ряду естественных наук. Надежды Боринга стали ожиданиями всех специалистов по когнитивной науке.
В начале 1950-х гг. были предприняты различные попытки создать электронные или иные механические модели научения и остальных когнитивных процессов. Английский психолог Дж. А. Дёйч (J. A. Deutsch, 1953) построил «электромеханическую модель, способную к изучению лабиринта, установлению различий и рассуждениям». Подобные модели обсуждали Л. Бенджамин Викофф (L. Benjamin Wyckoff, 1954) и Джеймс Миллер (James Miller, 1955). Чарльз Слэк (Charles W. Slack, 1955) использовал сходство между обратной связью и рефлекторной дугой Дж. Дьюи, чтобы попытаться опровергнуть теорию К. Л. Халла «стимул—контроль». Еще один английский психолог, Дональд Бродбент (Donald Broadbent, 1958), предложил механическую модель внимания икраткосрочной памяти на примере шариков, падающих в Y-образную трубку, представляющую собой различные сенсорные «каналы» информации.
Глава 10, Подъем когнитивной науки, 1960-2000 331
Дональд Бродбент утверждал, что психология должна думать о входящих ощущениях не как о стимулах, а как об информации.Его предложение имеет ключевое значение для понимания перехода от бихевиоризма к когнитивной психологии. Со времен Декарта загадка разума заключалась в его нефизическом характере, порождая неразрешимую проблему: каким образом нефизический разум каузально взаимодействует с физическим телом? Такие психологи, как К. Л. Халл и К. Лэшли, полагали, что единственной уважаемой научной психологией будет та, которая рассматривает организмы как машины в традиционном смысле этого слова: устройства, приводимые в движение физическим контактом рабочих частей. Понятие информации позволило психологам с уважением отнестись к нефизической природе мысли, не мучаясь от трудностей картезианского дуализма. Информация реальна, но она не является физической вещью. Чтение этих слов вовлекает не физические раздражители — черные значки на белой бумаге, различным образом отражающие фотоны, идущие в вашу сетчатку, — но идеи, информацию, которую они выражают. Подобным же образом физическая работа компьютера контролируется информацией, содержащейся в запущенной программе, но программа не представляет собой вещественную душу. Представление разума как информации позволило психологам сформировать дуализм разума и тела и освободиться от ограничений физического бихевиоризма.
Концепции переработки информации быстро нашли применение в когнитивной психологии человека. Вехой стала статья Джорджа Миллера «Магическое число семь, плюс и минус два: некоторые ограничения нашей способности к переработке информации» (1956). Миллер отошел от эклектичной позиции бихевиоризма в отношении научения человека ипостепенно стал одним из лидеров когнитивной психологии 1960-х гг. В статье 1956 г. он привлек внимание к ограничениям человеческого внимания и памяти и создал условия для первой волны исследований по психологии переработки информации, основной темой которой стали внимание и краткосрочная память.
Во всех ранних статьях, авторы которых пытались применить компьютерные понятия к психологии, наблюдалась путаница в вопросе о том, чем же на самом деле занимается мышление, поскольку разделение информации и механики требовало определенного времени. Поскольку компьютер стало принято называть «электронным мозгом», наметилась серьезная тенденция к тому, чтобы считать, что электронное устройство само по себе способно мыслить и что психологам следует искать параллели между структурой человеческого мозга и структурой электронных компьютеров. Например, Миллер (James Miller, 1955) рисовал в своем воображении «сравнительную психологию... имеющую дело не с животными, а с электронными моделями», поскольку действия компьютеров «во многом напоминают живое поведение». Но отождествить рефлекторную дугу иэлектронный контур было непросто. В одной своей статье 1950 г. А. Тюринг писал, что компьютеры представляют собой машины общего назначения (теоретически идеальный компьютер общего назначения называется машиной Тюринга).Существующая электронная структура компьютера не имеет значения, потому что поведение компьютера определяется программой,и одну иту же программу можно запустить на машинах с физическими различиями, равно как и один и тот же компьютер способен вы-
332 Часть IV. Научная психология в XX веке
полнять различные программы. Тюринг отмечал, что человека в комнате с бесконечным запасом бумаги и руководством по превращению символов ввода в символы вывода можно рассматривать в качестве компьютера. В такой ситуации его поведение контролировалось бы только его неврологией, поскольку руководство диктовало, как отвечать на вопросы, и если кто-нибудь изменил бы руководство, то изменилось бы и поведение. Различие между компьютером и программой оказалось решающим для когнитивной психологии, поскольку оно означало, что сравнительная психология не является неврологией и что когнитивные теории мышления человека должны говорить о разуме человека, т. е. о программе человека, а не о его мозге. Правильная когнитивная теория выполнялась бы человеческим мозгом, и ее можно было бы осуществить посредством запрограммированного надлежащим образом компьютера, но эта теория была бы в программе, а не в мозге или компьютере.
В 1950-е гг. зародилась новая концепция человека как машины и новый язык для формулировки теорий, описывающих когнитивные процессы. Казалось, что людей можно рассматривать как компьютерные устройства общего назначения, рожденные с определенной физической структурой и программируемые жизненным опытом и социализацией так, чтобы вести себя определенным образом. Целью психологии должно было стать уточнение того, каким образом люди перерабатывают информацию; на смену концепциям стимула и ответа пришли бы понятия информационного ввода и вывода, а теории об опосредующих г—s-цепях были бы заменены теориями о внутренних вычислениях ивычисляемых состояниях.
Моделирование мышления.Новую концепцию психологии отчетливо сформулировали Алан Ньюэлл, Дж. К. Шоу иГерберт Саймон в 1958 г. в своей книге «Элементы теории решения проблем». С начала 1950-х гг. они занимались разработкой и написанием программ решения проблем, начав с программы, которая доказывала математические теоремы («Логический теоретик»), а затем перейдя к более мощной программе — «Решающему устройству». Вначале они публиковали свои работы в журналах по компьютерной технике, но затем им предложили написать статью для Psychological review. В этой работе они дали определение нового, когнитивного, подхода в психологии:
Сутью нашего подхода является описание поведения системы посредством уточненной программы, определенной в терминах элементарных информационных процессов... Точно задав программу, мы поступили так же, как с традиционными математическими системами. Мы попытались логическим путем вывести общие свойства системы из программы (уравнений); мы сравнили поведение, предсказанное программой (уравнениями), с реально наблюдаемым поведением».
Алан Ньюэлл, Дж. К. Шоу и Герберт Саймон заявляли об особых преимуществах своего подхода к психологическому теоретизированию. Компьютеры способны «выполнять программу», что позволяет делать очень точные предсказания относительно поведения. Более того, чтобы действительно запустить компьютер, программа должна содержать «очень конкретную спецификацию внутренних процессов», гарантируя, что теории являются точными, недвусмысленными и не просто вербальными. Ньюэлл, Шоу иСаймон пришли к заключению, что «Логический теоретик» и «Решающее устройство» представляли собой «детальную операциональную теорию решения проблем человеком».
Глава 10. Подъем когнитивной науки, 1960-2000 333
Программа Ньюэлла, Шоу и Саймона была сформулирована гораздо четче, чем теория искусственного интеллекта Тюринга. Исследователи искусственного интеллекта хотели писать программы, которые бы вели себя, как люди, но при этом не обязательно мыслили, как люди. Поэтому, например, они написали программу для игры в шахматы, которая играла в шахматы, но использовала грубую силу суперкомпьютеров, чтобы оценить тысячу ходов до того, как выбрать один из них, а не пыталась подражать человеку-гроссмейстеру, который оценивает намного меньше альтернатив, но делает это гораздо умнее. Тем не менее Ньюэлл, Шоу и Саймон сделали шаг от искусственного интеллекта к компьютерной имитации,заявив, что их программы не только решают проблемы, но иделают это именно так, как люди. В компьютерной имитации игры в шахматы программист должен был бы попытаться написать программу, совершающую те же шаги вычислений, что и человек-гроссмейстер. Различие между искусственным интеллектом и компьютерной имитацией очень важно, поскольку чистый искусственный интеллект не относится ксфере психологии. Усилия в области искусственного интеллекта могут быть поучительными в плане психологии, поскольку делают предположения о формах когнитивных ресурсов, которыми люди должны обладать для того, чтобы иметь интеллект, но уточнение того, каким образом люди действительно ведут себя разумно, требует имитации человеческого мышления, а не только поведения.
Человек-машина: воздействие метафоры переработки информации.Несмотря на уверенные заявления Алана Ньюэлла, Дж. К. Шоу и Герберта Саймона, их программа «Решающее устройство» не оказала серьезного влияния на психологию решения проблем. В 1963 г. Дональд У. Тэйлор сделал обзор исследований мышления и пришел к выводу, что, хотя компьютерная имитация мышления представляется «самой многообещающей» из всех теорий, «эти обещания необходимо подкрепить на практике». Три года спустя Дж. Дэвис (G. Davis, 1966) сделал обзор работ по решению проблем человеком и заключил, что «существует поразительное единодушие последних теоретических направлений в области человеческого мышления и решения проблем... в том, что ассоциативные законы поведения, установленные для относительно простых ситуаций классического формирования условных рефлексов и выработки инструментальных условных рефлексов, применимы ксложному научению человека»; «Решающее устройство» Дэвис отнес к работам, имеющим второстепенное значение. Ульрик Найссер в своем влиятельном труде «Когнитивная психология» (Neisser, 1967) отверг компьютерные модели мышления как «упрощенные» и «неудовлетворительные с точки зрения психологии». Через десять лет после своего предсказания Г. Саймон и его коллеги отказались от «Решающего устройства» (Н. Dreyfus, 1972).
Тем не менее все, в том числе и оппоненты, признают, что в 1960-е гг. когнитивная психология переживала бум. В 1960 г. Дональд Хебб, один из признанных лидеров психологии, назвал это «Второй американской революцией в психологии» (первой был бихевиоризм): «Серьезное аналитическое исследование процессов мышления более нельзя откладывать». В 1964 г. Роберт Р. Хольт сказал: «Когнитивная психология переживает настоящий бум». Льюис Брегер и Джеймс Мак-Гаф (Louis Breger and James McGaugh, 1965) обратили внимание на то, что этот подъем коснулся иклинической психологии, где на смену бихевиористской психотерапии
334 Часть IV. Научная психология в XX веке
пришла психотерапия, основанная на концепции переработки информации. В 1967 г. У. Найссер смог написать, что «поколение назад книге, подобной этой, потребовалась бы отдельная глава, посвященная защите наших взглядов от бихевиоризма. Сегодня, к счастью, климат переменился, и никакой (или почти никакой) защиты не нужно», поскольку «сходство между человеком и компьютером» признано большинством специалистов. Психологов устраивал взгляд на людей как на устройства переработки информации, получающие входные сигналы от окружающей среды (восприятие), обрабатывающие информацию (мышление) и действующие согласно принятым решениям (поведение). Представление человека в виде информационного процессора получило широкое распространение. Так, хотя Г. Саймон несколько поспешил с предсказанием, что психологические теории будут писать так, как компьютерные программы, более широкое видение искусственного интеллекта и компьютерной имитации к 1967 г. добилось своего триумфа.
Принятию позиции переработки информации когнитивной психологией способствовало существование большого сообщества психологов, следовавших традиции опосредования (в русле идей как К. Л. Халла, так и Э. Ч. Толмена). Эти психологи уже приняли идею существования процессов, внедрившихся между стимулом и реакцией, и на протяжении 1950-х гг. «изобретали гипотетические механизмы», главным образом, в форме опосредующих связей r—s, имеющих место наряду с наблюдаемыми связями S-R («стимул-реакция»). В 1950-х гг. необихевиористская психология человека процветала (С. N. Cofer, 1978). Исследования памяти Эббин-гауза возродились в области, получившей название вербального научения,и, независимо от компьютерных наук, специалисты по вербальному научению к 1958 г. начали проводить различия между краткосрочной и долгосрочной памятью. В начале 1950-х гг. официальное признание получила психолингвистика. С конца Второй мировой войны исследовательское управление Военно-морского флота оказывало финансовую поддержку конференциям, посвященным проблемам вербального научения, памяти и вербального поведения. В 1957 г. была организована группа по исследованиям вербального поведения. В 1962 г. она начала издавать свой журнал — Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior.
Эти группы были связаны друг с другом, и психологи, занимавшиеся вербальным поведением и мышлением, принимали за должное теорию «стимул-реакция». Так, в психолингвистике грамматика (до Н. Хомски) и теория опосредования считались вариантами одного и того же направления (J.J.Jenkins, 1968). Если еще в 1963 г. Дж. Дженкинс(Р. В. GoughandJ. J.Jenkins, 1963) мог обсуждать «Вербальное научение и психолингвистику» только в терминах опосредования, то уже в 1968 г. стало ясно, что Хомски «взорвал структуру психолингвистики опосредования и довел ее до лингвистического конца» (J.J.Jenkins, 1968). Хомски убеждал психологов, что их теории «стимул-реакция», даже те, которые включали в себя опосредование, не были адекватными для объяснения человеческого языка. Поэтому они искали новый язык для построения теорий о психических процессах, и, естественно, их привлек язык компьютера и переработки информации. В формуле S-r-s-R S может быть входным сигналом, R — выходным, a r-s — переработкой. Более того, язык переработки информации можно использовать и без написания компьютерных программ, как «глобальную схему, в пределах которой можно кон-
Глава 10. Подъем когнитивной науки, 1960-2000 335
струировать точно установленные модели для множества различных явлений и проверять их в количественном отношении» (R. M. Shiffrin, 1977, р. 2). Р. М. Аткинсон и Р. М. Шифрин опубликовали этапную статью «Человеческая память: предложенная система и контролирующие ее процессы», в которой описывали человеческую память с точки зрения теории обработки информации, но не в терминах компьютерного программирования (R. M. Atkinson and R. M. Shiffrin, 1968). Эта статья оказала большое влияние на все дальнейшие работы по проблемам переработки информации.
Язык переработки информации дал психологам — сторонникам теории опосредования как раз то, в чем они нуждались. Он был строгим, современным и, по меньшей мере, столь же количественным, как и старая теория К. Л. Халла, и при этот не вынуждал делать невозможное предположение о том, что процессы, связывающие стимул и реакцию, представляют собой то же самое, что и одноэтапные процессы научения у животных. Психологи начали оперировать такими понятиями, как кодировка, поисковая система, воспроизведение, паттерн распознавания, и другими, связанными с информационными структурами и операциями, создавая тем самым новые теории. Эти теории не обязательно были компьютерными программами, но всегда напоминали компьютерные программы, так как считали мышление формальной переработкой накопленной информации. Таким образом, хотя теории переработки информации не зависели от компьютерных теорий искусственного интеллекта, в концептуальном.отношении они паразитировали на них, а когнитивные психологи надеялись, что,когда-нибудь в будущем целью их теорий станут программы.
Как писал Ульрик Найссер (U. Neisser, 1984), «модели, которые запускаются в настоящих компьютерах, гораздо убедительнее, чем модели, существующие только в виде гипотез на бумаге». Многих психологов вдохновляло то, что искусственный интеллект стал опровержением бихевиористского отрицания существования разума. Краткосрочный прогноз Г. Саймона не оправдался, но наука двигалась в предсказанном им направлении.