Роль информационного подхода в формировании когнитивной психологии

Информационный подход к познанию относится к числу современных направлений в науке. Своими корнями информационный подход в психологии восходит к работам ученых середины XX в., где понятие информации становится ключевым для развивающихся дисциплин — как общенаучных (общей теории систем, семиотики, синергетики), так и специальных (молекулярной генетики, нейробиологии, лингвистики, психологии, теории связи и др.).

Современное научное представление об информации очень точно сформулировал Норберт Винер, отец кибернетики: «…информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств»^[1].

На становление информационного подхода к познанию оказало влияние множество событий. Среди них — разработка теории автоматов А. Тьюринга и теории информации Клода Э. Шеннона, развитие уже упоминавшейся кибернетики, достижения нейрофизиологии, а также исследования в области искусственного интеллекта. Алан Мэтисон Тьюринг — английский математик и логик, один из основателей информатики и теории искусственного интеллекта. Работы Тыоринга касались исключительно области математики и логики, однако оказали большое влияние на современные когнитивные науки. Не вдаваясь в технические подробности, можно сказать, что Тьюринг разработал понятие алгоритма как совокупности элементарных операций^[2]. В 1936 г. он предложил абстрактную вычислительную машину, получившую название машины Тьюринга, которая способна реализовать алгоритм по вычислению различных функций. Машина Тыоринга является теоретическим прообразом всех современных компьютеров. Разрабатывая понятие алгоритма, Тыоринг также задавался вопросом, нельзя ли и мышление человека представить в виде реализации алгоритмической программы. И если можно, то что будет критерием, позволяющим сказать, что этот алгоритм действительно повторяет ход человеческих рассуждений. В 1950 г. Тьюринг предложил тест, позволяющий установить, является ли машина «думающей»^[3]. Тест основывался на известной в то время салонной игре «в переговоры». Смысл игры состоял в том, чтобы по ответам на заданные вопросы играющий определил, с кем он имеет дело — с мужчиной или женщиной. По тесту Тьюринга играющий должен был определить — с кем он имеет дело: с человеком или машиной? Фактически Тьюринг пытался разработать абстрактную модель работы человеческого мозга при выполнении некой алгоритмической программы. Вопрос о мышлении человека и машины был в дальнейшем рассмотрен в кибернетике Винера и лег в основу информационного подхода к мышлению. «Логика машины похожа на человеческую логику, — писал Винер, — и, следуя Тьюрингу, мы можем использовать логику машины для освещения человеческой логики»^[4]. Такой алгоритмический подход определил основное наиравление психологических исследований познания в когнитивной психологии, и выделение простейших — элементарных — операций сложных психических процессов стало одной из задач научных изысканий специалистов.

Клод Шеннон, в свою очередь, будучи сотрудником корпорации Bell Telephone Laboratories, занимался поисками наиболее эффективного способа передачи телефонных сообщений. Шеннон предложил формулу для оценки меры информации, содержащейся в сообщении и передаваемой по каналу связи, причем под каналом связи можно понимать и телефонный кабель, и радиоканал, и страницу текста, и даже устное сообщение, передаваемое от одного человека к другому. Процедура измерения количества передаваемой информации является нейтральной, но отношению к природе этой информации. В теории Шеннона под информацией понимались не любые сообщения, которыми люди обмениваются, передаваемые по техническим каналам связи, а лишь те, которые уменьшают неопределенность у получателя информации. Неопределенность существует тогда, когда происходит выбор одной из двух или большего числа возможностей^[5]. Например, при бросании монеты возникает неопределенность, т. е. существует вероятность выбора одной из двух возможностей — орел или решка. После бросания монетки от этих двух возможностей останется одна определенность. Когда мы бросаем игральную кость, а не монету, возникает ситуация из шести возможностей, и мы получаем больше информации, потому что одно определенное сообщение выбирается из шести возможных (или один, или два, или … и так до шести). Таким образом, в результате получения информации снимается неопределенность, словом, зная число возможных исходов, а следовательно, и вероятность их наступления, можно измерить количество информации, содержащейся в сообщении. Количество информации тем больше, чем большую неопределенность оно устраняет.

Информация передается по каналу связи, который входит в систему передачи информации. Помимо канала эта система включает в себя источник информации, передатчик, приемное устройство и адресат (рис. 2.21). Источник информации создает сообщение или последовательность сообщений, которые должны быть переданы. Передатчик перерабатывает сообщение в сигналы, соответствующие характеристикам канала. Канал связи — это среда, используемая для передачи сигнала. В процессе передачи сигнал может быть искажен шумом. К тому же канал имеет ограниченную пропускную способность; если количество информации значительно превосходит пропускную способность канала, то передача ее будет осуществляться с ошибками и со все возрастающей задержкой. Приемник выполняет функцию, обратную передатчику, — он восстанавливает сообщение по сигналу. Адресат — это лицо или аппарат, кому предназначалось сообщение. Например, при разговоре по телефону источником является говорящий, сообщением — содержание его речи. Каналом связи служат провода, передающие электрический сигнал от говорящего к слушателю — адресату. Между отправителем сообщения и каналом связи находится передатчик, преобразующий звуковой сигнал в электрический. Приемник, установленный на другом конце канала, восстанавливает принятое сообщение по сигналам.

Рис. 2.21. Общая схема системы связи.

Теория информации Шеннона, несмотря на свою «техничность», нашла применение во многих отраслях знания, в том числе в нейрофизиологии и психологии. Применительно к психике снимающей неопределенность информацией являются воздействия на нервную систему внешней или внутренней среды, приемниками этой информации служат многочисленные рецепторы, а каналом связи — проводящие пути мозга. Самые ранние модели процесса познания в когнитивной психологии заимствуют из теории Шеннона понятие канала с ограниченной пропускной способностью. Например, в широко известной модели английского ученого Дональда Бродбента познание представляет собой процесс, состоящий из нескольких стадий, одна из которых — стадия восприятия — представляет собой канал с ограниченной пропускной способностью (рис. 2.22). Этот канал, с физиологической точки зрения — нервные пути, позволяет обрабатывать входящую информацию только последовательно, одно сообщение за другим, и превышение пропускной способности канала может привести к сбою всей системы. ^1[6]

Рис. 2.22. Модель Бродбента: одна из первых моделей познания как процесса передачи информации по каналу с ограниченной пропускной.

способностью¹

Теория Тьюринга и теория Шеннона послужили тому, что информация и ее обработка становятся приоритетными предметами изучения многих наук, включая и психологию. Большую роль здесь сыграла кибернетика Норберта Винера.

• [1] Випер Н. Кибернетика и общество. М.: Издательство иностранной литературы, 1958.С. 31.
• [2] Интересно, что популярный термин «алгоритм» происходит от имени персидскогоученого IX в. Абу Абдуллаха Мухаммад иби Муса аль-Хорезми, более известного как аль-Хорезми, что и легло в основу термина.
• [3] Тьюринг А. Может ли машина мыслить? М.: ГИФМЛ, I960.
• [4] Винер II. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983.С. 200.
• [5] Шеннон К. Математическая теория связи // Шеннон К. Работы по теории информациии кибернетике. М.: Издательство иностранной литературы, 1963.
• [6] Цит. по: The MIT encyclopedia of the cognitive sciences / ed. by R. A. Wilson, F. C. Keil. Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 1999.