Познание — это «умственное действие или процесс приобретения знаний и понимания посредством мысли, опыта и чувств». [2] Оно охватывает все аспекты интеллектуальных функций и процессов, таких как: восприятие , внимание , мышление , воображение , интеллект , формирование знаний , память и рабочая память , суждение и оценка , рассуждение и вычисления , решение проблем и принятие решений , понимание и производство языка . Когнитивные процессы используют существующие знания для открытия новых знаний.
Когнитивные процессы анализируются с разных точек зрения в разных контекстах, особенно в областях лингвистики , музыковедения , анестезиологии , нейронауки , психиатрии , психологии , образования , философии , антропологии , биологии , системики , логики и компьютерных наук . [3] Эти и другие подходы к анализу познания (например, воплощенное познание ) синтезируются в развивающейся области когнитивной науки , постепенно становящейся автономной академической дисциплиной .
Слово «познание» восходит к 15 веку, где оно означало « мышление и осознание». [4] Термин происходит от латинского существительного cognitio («изучение», «изучение» или «знание»), образованного от глагола cognosco , соединения con («с») и gnōscō («знать»). Вторая половина, gnōscō , сама по себе является родственным греческому глаголу gi(g)nósko ( γι (γ)νώσκω , «я знаю» или «воспринимаю»). [5] [6]
Несмотря на то, что само слово «когнитивный» датируется 15 веком, [4] внимание к когнитивным процессам возникло более чем на восемнадцать столетий раньше, начиная с Аристотеля (384–322 гг. до н. э.) и его интереса к внутренней работе разума и тому, как они влияют на человеческий опыт. Аристотель сосредоточился на когнитивных областях, относящихся к памяти, восприятию и ментальным образам. Он придавал большое значение тому, чтобы его исследования основывались на эмпирических доказательствах, то есть на научной информации, которая собирается посредством наблюдения и добросовестного экспериментирования. [7] Два тысячелетия спустя, основа современных концепций познания была заложена в эпоху Просвещения такими мыслителями, как Джон Локк и Дугальд Стюарт, которые стремились разработать модель разума, в которой идеи приобретались, запоминались и обрабатывались. [8]
В начале девятнадцатого века когнитивные модели были разработаны как в философии — в частности, авторами, писавшими о философии разума — так и в медицине , особенно врачами, пытавшимися понять, как вылечить безумие. В Британии эти модели изучались в академии такими учеными, как Джеймс Салли в Университетском колледже Лондона , и они даже использовались политиками при рассмотрении национального Закона об начальном образовании 1870 года ( 33 & 34 Vict. c. 75). [9]
По мере того, как психология развивалась как бурно развивающаяся область исследований в Европе , а также приобретала последователей в Америке , такие ученые, как Вильгельм Вундт , Герман Эббингауз , Мэри Уитон Калкинс и Уильям Джеймс , вносили свой вклад в изучение человеческого познания. [ необходима ссылка ]
Вильгельм Вундт (1832–1920) подчеркивал понятие того, что он называл интроспекцией : изучением внутренних чувств человека. При интроспекции субъект должен был быть осторожен с описанием своих чувств максимально объективным образом, чтобы Вундт мог счесть информацию научной. [10] [11] Хотя вклад Вундта ни в коем случае не минимален, современные психологи считают его методы слишком субъективными и предпочитают полагаться на более объективные процедуры эксперимента, чтобы делать выводы о когнитивном процессе человека. [ необходима цитата ]
Герман Эббингауз (1850–1909) проводил когнитивные исследования, в которых в основном изучались функции и емкость человеческой памяти. Эббингауз разработал собственный эксперимент, в котором он сконструировал более 2000 слогов, составленных из несуществующих слов (например, «EAS»). Затем он исследовал свою собственную способность запоминать эти не-слова. Он намеренно выбрал не-слова, а не настоящие слова, чтобы контролировать влияние уже существующего опыта на то, что слова могли символизировать, тем самым облегчая их припоминание. [10] [12] Эббингауз наблюдал и выдвинул гипотезу о ряде переменных, которые могли повлиять на его способность запоминать и вспоминать созданные им не-слова. Он пришел к выводу, что одной из причин было количество времени между предъявлением списка стимулов и их повторением или вспоминанием. Эббингауз был первым, кто записал и построил « кривую обучения » и « кривую забывания ». [13] Его работа оказала большое влияние на изучение последовательной позиции и ее влияния на память [ необходима ссылка ]
Мэри Уитон Калкинс (1863–1930) была влиятельным американским пионером в области психологии. Ее работа также была сосредоточена на объеме человеческой памяти. Распространенная теория, называемая эффектом новизны , может быть отнесена к исследованиям, которые она проводила. [14] Эффект новизны, также обсуждаемый в последующем разделе эксперимента, представляет собой тенденцию людей точно вспоминать конечные элементы, представленные в последовательности стимулов. Теория Калкин тесно связана с вышеупомянутым исследованием и заключением экспериментов с памятью, проведенных Германом Эббингаузом. [15]
Уильям Джеймс (1842–1910) — еще одна ключевая фигура в истории когнитивной науки. Джеймс был весьма недоволен акцентом Вундта на интроспекции и использованием Эббингаузом бессмысленных стимулов. Вместо этого он решил сосредоточиться на опыте человеческого обучения в повседневной жизни и его важности для изучения познания. Самым значительным вкладом Джеймса в изучение и теорию познания стал его учебник « Принципы психологии» , в котором предварительно рассматриваются такие аспекты познания, как восприятие, память, рассуждение и внимание. [15]
Рене Декарт (1596–1650) был философом семнадцатого века, который придумал фразу «Cogito, ergo sum», что означает «Я мыслю, следовательно, я существую». Он применил философский подход к изучению познания и разума, своими «Размышлениями» он хотел, чтобы люди медитировали вместе с ним, чтобы прийти к тем же выводам, что и он, но в своем собственном свободном познании. [16]
В психологии термин «познание» обычно используется в рамках представления об обработке информации психологических функций индивидуума , [17] и то же самое относится к когнитивной инженерии . [18] В изучении социального познания , раздела социальной психологии , этот термин используется для объяснения установок , атрибуции и групповой динамики . [17] Однако психологические исследования в области когнитивной науки также предложили воплощенный подход к пониманию познания. В отличие от традиционного вычислительного подхода, воплощенное познание подчеркивает значительную роль тела в приобретении и развитии когнитивных способностей. [19] [20]
Человеческое познание бывает сознательным и бессознательным , конкретным или абстрактным , а также интуитивным (как знание языка) и концептуальным (как модель языка). Оно охватывает такие процессы, как память , ассоциация , формирование концепций , распознавание образов , язык , внимание , восприятие , действие , решение проблем и ментальные образы . [21] [22] Традиционно эмоции не считались когнитивным процессом, но сейчас проводится много исследований для изучения когнитивной психологии эмоций; исследования также сосредоточены на осознании человеком собственных стратегий и методов познания, что называется метапознанием . Концепция познания претерпела несколько изменений в ходе развития дисциплин в рамках психологии. [ требуется ссылка ]
Психологи изначально понимали познание, управляющее человеческими действиями, как обработку информации. Это было движение, известное как когнитивизм, в 1950-х годах, возникшее после того, как движение бихевиористов рассматривало познание как форму поведения. [23] Когнитивизм подходил к познанию как к форме вычисления, рассматривая разум как машину, а сознание как исполнительную функцию. [19] Однако; посткогнитивизм начал появляться в 1990-х годах, когда развитие когнитивной науки представило теории, которые подчеркивали необходимость когнитивного действия как воплощенного, расширенного и производящего динамические процессы в разуме. [24] Развитие когнитивной психологии возникло как психология из разных теорий, и поэтому начало исследовать эту динамику, касающуюся разума и окружающей среды, начав движение с этих предыдущих дуалистических парадигм, которые отдавали приоритет познанию как систематическому вычислению или исключительно поведению. [19]
В течение многих лет социологи и психологи проводили исследования когнитивного развития , то есть построения человеческого мышления или психических процессов. [ необходима цитата ]
Жан Пиаже был одним из самых важных и влиятельных людей в области психологии развития . Он считал, что люди уникальны по сравнению с животными, потому что у нас есть способность к «абстрактному символическому мышлению». Его работу можно сравнить с работами Льва Выготского , Зигмунда Фрейда и Эрика Эриксона , которые также внесли большой вклад в область психологии развития. Пиаже известен тем, что изучал когнитивное развитие у детей, изучив своих троих детей и их интеллектуальное развитие, из чего он пришел к теории когнитивного развития , которая описывает стадии развития детства. [25]
Исследования когнитивного развития также проводились у детей, начиная с эмбрионального периода, чтобы понять, когда появляется познание и какие атрибуты окружающей среды стимулируют построение человеческой мысли или умственных процессов. Исследования показывают преднамеренное взаимодействие плодов с окружающей средой, демонстрируя когнитивные достижения. [27] Однако организмы с простыми рефлексами не могут познавать окружающую среду в одиночку, потому что окружающая среда представляет собой какофонию стимулов (электромагнитных волн, химических взаимодействий и колебаний давления). [28] Их ощущения слишком ограничены шумом, чтобы решить проблему сигнала — соответствующий стимул не может преодолеть величину шума, если он проходит через органы чувств (см. проблему связывания ). Плодам нужна внешняя помощь, чтобы стимулировать их нервную систему при выборе соответствующего сенсорного стимула для схватывания восприятия объектов. [29] Подход общей преднамеренности предлагает правдоподобное объяснение развития восприятия на этой ранней стадии. Первоначально Майкл Томаселло представил психологическую конструкцию общей преднамеренности , подчеркнув ее вклад в когнитивное развитие с рождения. [30] Это первичное взаимодействие обеспечивает неосознанное сотрудничество в диадах мать-ребенок для обучения окружающей среде. Позже Игорь Вал Данилов развил это понятие, расширив его до внутриутробного периода и прояснив нейрофизиологические процессы, лежащие в основе общей преднамеренности . [31] Согласно подходу общей преднамеренности , мать разделяет с ребенком существенный сенсорный стимул фактической когнитивной проблемы. [32] Разделяя этот стимул, мать предоставляет шаблон для развития нервной системы молодого организма. [33]
Недавние результаты исследований когнитивного развития детей [29] [31] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] и достижения в экспериментах по межмозговой нейронауке [41] [42] [ 43] [44] [45] сделали вышеуказанное предложение правдоподобным. Основываясь на них, гипотеза общей преднамеренности ввела понятие преперцептивной коммуникации в модели коммуникации мать-плод из-за нелокальной нейронной связи. [27] [31] [33] Эта модель нелокальной связи относится к коммуникации между двумя организмами посредством копирования адекватной экологической динамики биологическими системами, находящимися в одном экологическом контексте, где наивный субъект (плод) воспроизводит информацию от опытного субъекта (матери) из-за внутренних процессов этих динамических систем ( воплощенная информация ), но без взаимодействия посредством сенсорных сигналов. [27] [31] [33] Сердцебиение матери (низкочастотный осциллятор) модулирует соответствующие локальные нейронные сети в определенных подсистемах как ее самой, так и нервной системы плода из-за эффекта интерференции низкочастотного осциллятора (сердцебиения матери) и уже проявленной гамма-активности в этих нейронных сетях (интерференция в физике - это объединение двух или более электромагнитных волновых форм для формирования результирующей волны). [27] [31] [33] Таким образом, подсознательное восприятие у плода возникает из-за общей интенциональности с матерью, которая стимулирует познание в этом организме еще до рождения. [27] [31] [33]
Другим важным вопросом в понимании начала познания является хранение памяти о соответствующей экологической динамике наивной нервной системой (т. е. запоминание экологического состояния соответствующего сенсорного стимула) на молекулярном уровне – энграмма . Доказательства, полученные с использованием оптической визуализации , молекулярно-генетических и оптогенетических методов в сочетании с соответствующим поведенческим анализом, продолжают подтверждать идею о том, что изменение силы связей между нейронами является одним из основных механизмов, посредством которых энграммы хранятся в мозге. [46]
Два (или более) возможных механизма познания могут включать как квантовые эффекты [47] , так и синхронизацию структур мозга из-за электромагнитных помех. [48] [27] [31] [33]
Эффект последовательной позиции предназначен для проверки теории памяти, которая утверждает, что когда информация дается последовательно, мы склонны запоминать информацию в начале последовательности, что называется эффектом первичности , и информацию в конце последовательности, что называется эффектом недавности . Следовательно, информация, данная в середине последовательности, обычно забывается или не так легко вспоминается. Это исследование предсказывает, что эффект недавности сильнее эффекта первичности, потому что информация, которая была усвоена последней, все еще находится в рабочей памяти, когда ее просят вспомнить. Информация, которая усвоена первой, все еще должна пройти процесс извлечения. Этот эксперимент фокусируется на процессах человеческой памяти. [49]
Эксперимент по эффекту превосходства слов представляет испытуемому слово или букву отдельно на короткий период времени, т. е. 40 мс, а затем его просят вспомнить букву, которая была в определенном месте в слове. Теоретически, испытуемый должен быть в состоянии лучше правильно вспомнить букву, когда она была представлена в слове, чем когда она была представлена изолированно. Этот эксперимент фокусируется на человеческой речи и языке. [ 50]
В эксперименте по когомологии Брауна-Петерсона участникам кратко показывают триграмму , а в одной конкретной версии эксперимента им затем дают отвлекающее задание, в котором просят определить, является ли последовательность слов на самом деле словами или не словами (из-за неправильного написания и т. д.). После отвлекающего задания их просят вспомнить триграмму, которая была до отвлекающего задания. Теоретически, чем длиннее отвлекающее задание, тем сложнее участникам будет правильно вспомнить триграмму. Этот эксперимент фокусируется на кратковременной памяти человека . [51]
Во время эксперимента по объему памяти каждому испытуемому предъявляется последовательность стимулов одного и того же вида: слова, изображающие объекты, числа, буквы, которые звучат похоже, и буквы, которые звучат по-разному. После предъявления стимулов испытуемому предлагается вспомнить последовательность стимулов, которые ему были даны, в том же порядке, в котором они были даны. В одной конкретной версии эксперимента, если испытуемый правильно вспоминал список, длина списка увеличивалась на единицу для этого типа материала, и наоборот, если он был вспомнен неправильно. Теория заключается в том, что у людей объем памяти составляет около семи элементов для чисел, то же самое для букв, которые звучат по-разному, и коротких слов. Прогнозируется, что объем памяти будет короче для букв, которые звучат похоже, и для более длинных слов. [52]
В одной из версий эксперимента по визуальному поиску участнику предоставляется окно, в котором отображаются разбросанные по нему круги и квадраты. Участник должен определить, есть ли на окне зеленый круг. В поиске по признакам испытуемому предоставляется несколько пробных окон с синими квадратами или кругами и одним зеленым кругом или без зеленого круга. В конъюнктивном поиске испытуемому предоставляются пробные окна с синими кругами или зелеными квадратами и присутствующим или отсутствующим зеленым кругом, присутствие которого участник должен определить. Ожидается, что в поиске признаков время реакции, то есть время, необходимое участнику для определения наличия или отсутствия зеленого круга, не должно меняться по мере увеличения количества отвлекающих факторов. Конъюнктивный поиск, в котором отсутствует цель, должен иметь более длительное время реакции, чем конъюнктивный поиск, в котором присутствует цель. Теория заключается в том, что в поиске признаков легко обнаружить цель или, если она отсутствует, из-за разницы в цвете между целью и отвлекающими факторами. В конъюнктивных поисках, где цель отсутствует, время реакции увеличивается, потому что субъект должен смотреть на каждую форму, чтобы определить, является ли она целью или нет, потому что некоторые из отвлекающих факторов, если не все, имеют тот же цвет, что и целевые стимулы. Конъюнктивные поиски, где цель присутствует, занимают меньше времени, потому что если цель найдена, поиск между каждой формой прекращается. [53]
Семантическая сеть систем представления знаний изучалась в различных парадигмах. Одной из старейших парадигм является выравнивание и заострение историй по мере их повторения по памяти, изученных Бартлеттом . Семантический дифференциал использовал факторный анализ для определения основных значений слов, обнаружив, что этическая ценность слов является первым фактором. Более контролируемые эксперименты изучают категориальные отношения слов в свободном припоминании . Иерархическая структура слов была явно отображена в WordNet Джорджа Миллера . Более динамические модели семантических сетей были созданы и протестированы с помощью вычислительных систем, таких как нейронные сети , латентный семантический анализ (LSA), байесовский анализ и многомерный факторный анализ. Значения слов изучаются всеми дисциплинами когнитивной науки . [54]
Метапознание — это осознание собственных мыслительных процессов и понимание закономерностей, стоящих за ними. Термин происходит от корня слова meta , означающего «за пределами» или «поверх». [55] Метапознание может принимать множество форм, таких как размышление о своих способах мышления и знание того, когда и как вы сами и другие используют определенные стратегии для решения проблем . [55] [56] Обычно существует два компонента метапознания: (1) когнитивные концепции и (2) система когнитивной регуляции. [57] [58] Исследования показали, что оба компонента метапознания играют ключевую роль в метаконцептуальном знании и обучении. [59] [60] [58] Метапамять , определяемая как знание о памяти и мнемонических стратегиях, является важным аспектом метапознания. [61]
Труды о метапознании восходят, по крайней мере, к двум работам греческого философа Аристотеля (384–322 до н.э.): «О душе» и «Parva Naturalia» . [62]Аэробные и анаэробные упражнения изучались с точки зрения улучшения когнитивных способностей. [63] В некоторых исследованиях, по-видимому, наблюдается кратковременное увеличение концентрации внимания, вербальной и зрительной памяти. Однако эффекты являются временными и уменьшаются со временем после прекращения физической активности. [64] У людей с болезнью Паркинсона также наблюдалось улучшение когнитивных способностей во время езды на велосипеде, при совмещении ее с другими когнитивными задачами. [65]
Исследования, оценивающие фитоэстроген , добавку черники и антиоксиданты, показали незначительное увеличение когнитивной функции после добавки, но не показали существенных эффектов по сравнению с плацебо . [66] [67] [68] Другое исследование влияния травяных и диетических добавок на когнитивные функции в период менопаузы показывает, что добавка сои и гинкго билоба может улучшить когнитивные функции у женщин. [69]
Подвергая людей с когнитивными нарушениями (например, деменцией ) ежедневным действиям, направленным на стимуляцию мышления и памяти в социальной обстановке, по-видимому, улучшает познавательные способности. Хотя учебные материалы небольшие, и для подтверждения результатов необходимы более масштабные исследования, эффект социальной когнитивной стимуляции, по-видимому, больше, чем эффект некоторых видов медикаментозного лечения. [70]
Было показано, что транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) улучшает когнитивные способности у людей без деменции через 1 месяц после сеанса лечения по сравнению с тем, что было до лечения. Эффект не был значительно больше по сравнению с плацебо. [71] Компьютеризированная когнитивная тренировка, использующая компьютерный режим обучения для различных когнитивных функций, была исследована в клинических условиях, но не было показано никаких длительных эффектов. [72]
о метапознании можно проследить по крайней мере до De Anima и Parva Naturalia греческого философа Аристотеля (384-322 до н. э.) [...].