Когнитивная наука — это междисциплинарное научное исследование разума и его процессов. [2] Она изучает природу, задачи и функции познания (в широком смысле). Умственные способности, интересующие когнитивных ученых, включают язык , восприятие , память , внимание , рассуждение и эмоции ; чтобы понять эти способности, когнитивные ученые заимствуют из таких областей, как лингвистика , психология , искусственный интеллект , философия , нейронаука и антропология . [3] Типичный анализ когнитивной науки охватывает многие уровни организации: от обучения и принятия решений до логики и планирования; от нейронных схем до модульной организации мозга. Одной из фундаментальных концепций когнитивной науки является то, что «мышление лучше всего можно понять с точки зрения репрезентативных структур в разуме и вычислительных процедур, которые работают с этими структурами». [3]
Когнитивные науки зародились как интеллектуальное движение в 1950-х годах, названное когнитивной революцией . Когнитивная наука имеет предысторию, прослеживаемую к древнегреческим философским текстам (см. « Менон » Платона и «О душе » Аристотеля ); Современные философы, такие как Декарт , Дэвид Юм , Иммануил Кант , Бенедикт де Спиноза , Николя Мальбранш , Пьер Кабанис , Лейбниц и Джон Локк , отвергли схоластику, хотя в большинстве своем никогда не читали Аристотеля, и они работали с совершенно другим набором инструментов и основных концепций, чем у когнитивного ученого. [ требуется ссылка ]
Современную культуру когнитивной науки можно проследить до ранних кибернетиков 1930-х и 1940-х годов, таких как Уоррен Маккалок и Уолтер Питтс , которые стремились понять принципы организации разума. Маккалок и Питтс разработали первые варианты того, что сейчас известно как искусственные нейронные сети , модели вычислений, вдохновленные структурой биологических нейронных сетей . [ требуется ссылка ]
Другим предшественником было раннее развитие теории вычислений и цифрового компьютера в 1940-х и 1950-х годах. Курт Гёдель , Алонзо Чёрч , Алан Тьюринг и Джон фон Нейман сыграли важную роль в этих разработках. Современный компьютер, или машина фон Неймана , будет играть центральную роль в когнитивной науке, и как метафора для разума, и как инструмент для исследования. [4]
Первый случай проведения экспериментов по когнитивной науке в академическом учреждении имел место в Школе менеджмента имени Слоуна Массачусетского технологического института , созданной Дж. К. Р. Ликлайдером, работавшим на кафедре психологии и проводившим эксперименты с использованием компьютерной памяти в качестве моделей человеческого познания. [5] В 1959 году Ноам Хомский опубликовал уничтожающую рецензию на книгу Б. Ф. Скиннера «Вербальное поведение» . [6] В то время бихевиористская парадигма Скиннера доминировала в области психологии в Соединенных Штатах. Большинство психологов сосредоточились на функциональных отношениях между стимулом и реакцией, не постулируя внутренние представления. Хомский утверждал, что для объяснения языка нам нужна теория, подобная генеративной грамматике , которая не только приписывала бы внутренние представления, но и характеризовала бы их базовый порядок. [ требуется ссылка ]
Термин «когнитивная наука» был введен Кристофером Лонге-Хиггинсом в его комментарии 1973 года к отчету Лайтхилла , который касался текущего состояния исследований искусственного интеллекта . [7] В том же десятилетии были основаны журнал Cognitive Science и Cognitive Science Society . [8] Учредительное собрание Cognitive Science Society состоялось в Калифорнийском университете в Сан-Диего в 1979 году, в результате чего когнитивная наука стала заметным на международном уровне предприятием. [9] В 1972 году Хэмпширский колледж начал первую программу бакалавриата по когнитивной науке под руководством Нила Стиллингса. В 1982 году при содействии профессора Стиллингса Вассарский колледж стал первым в мире учреждением, выдавшим степень бакалавра по когнитивной науке. [10] В 1986 году в Калифорнийском университете в Сан-Диего был основан первый в мире факультет когнитивной науки . [9]
В 1970-х и начале 1980-х годов, по мере увеличения доступа к компьютерам, исследования искусственного интеллекта расширились. Такие исследователи, как Марвин Мински, писали компьютерные программы на таких языках, как LISP , чтобы попытаться формально охарактеризовать шаги, которые проходили люди, например, при принятии решений и решении проблем, в надежде лучше понять человеческое мышление , а также в надежде создать искусственный разум. Этот подход известен как «символический ИИ».
В конце концов, ограничения символической программы исследований ИИ стали очевидны. Например, казалось нереалистичным всесторонне перечислить человеческие знания в форме, пригодной для использования символической компьютерной программой. В конце 80-х и 90-х годов произошел подъем нейронных сетей и коннекционизма как исследовательской парадигмы. Согласно этой точке зрения, часто приписываемой Джеймсу Макклелланду и Дэвиду Румельхарту , разум можно охарактеризовать как набор сложных ассоциаций, представленных в виде многослойной сети. Критики утверждают, что есть некоторые явления, которые лучше описываются символическими моделями, и что коннекционистские модели часто настолько сложны, что имеют небольшую объяснительную силу. Недавно символические и коннекционистские модели были объединены, что позволило использовать преимущества обеих форм объяснения. [11] [12] Хотя и коннекционизм, и символический подходы оказались полезными для проверки различных гипотез и изучения подходов к пониманию аспектов познания и функций мозга более низкого уровня, ни один из них не является биологически реалистичным и, следовательно, оба страдают от недостатка нейробиологической правдоподобности. [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] Коннекционизм оказался полезным для вычислительного исследования того, как познание возникает в развитии и происходит в человеческом мозге, и предоставил альтернативы строго доменно-специфическим / доменно-общим подходам. Например, такие ученые, как Джефф Элман, Лиз Бейтс и Аннет Кармилофф-Смит, постулировали, что сети в мозге возникают из динамического взаимодействия между ними и входящими данными из окружающей среды. [20]
Недавние разработки в области квантовых вычислений , включая возможность запуска квантовых схем на квантовых компьютерах, таких как IBM Quantum Platform , ускорили работу с использованием элементов квантовой механики в когнитивных моделях. [21] [22]
Центральным принципом когнитивной науки является то, что полное понимание ума/мозга не может быть достигнуто путем изучения только одного уровня. Примером может служить проблема запоминания телефонного номера и его последующего вызова. Одним из подходов к пониманию этого процесса было бы изучение поведения посредством прямого наблюдения или естественного наблюдения . Человеку можно было бы предоставить номер телефона и попросить вспомнить его после некоторой задержки во времени; затем можно было бы измерить точность ответа. Другим подходом к измерению когнитивных способностей было бы изучение активации отдельных нейронов , пока человек пытается вспомнить номер телефона. Ни один из этих экспериментов сам по себе не объяснил бы полностью, как работает процесс запоминания телефонного номера. Даже если бы была доступна технология для картирования каждого нейрона в мозге в режиме реального времени и было бы известно, когда каждый нейрон активировался, все равно было бы невозможно узнать, как конкретная активация нейронов преобразуется в наблюдаемое поведение. Таким образом, понимание того, как эти два уровня соотносятся друг с другом, является обязательным. Франсиско Варела в своей книге «Воплощенный разум: когнитивная наука и человеческий опыт » утверждает, что «новые науки о разуме должны расширить свои горизонты, чтобы охватить как живой человеческий опыт, так и возможности трансформации, присущие человеческому опыту». [23] Согласно классическому взгляду когнитивиста, это может быть обеспечено с помощью функционального уровня описания процесса. Изучение конкретного явления на нескольких уровнях позволяет лучше понять процессы, происходящие в мозге и приводящие к определенному поведению. Марр [24] дал знаменитое описание трех уровней анализа:
Когнитивная наука — это междисциплинарная область, в которую вносят вклад представители различных областей, включая психологию , нейронауку , лингвистику , философию сознания , компьютерные науки , антропологию и биологию . Когнитивные ученые работают сообща в надежде понять сознание и его взаимодействие с окружающим миром, как это делают другие науки. Область считает себя совместимой с физическими науками и использует научный метод , а также имитацию или моделирование , часто сравнивая вывод моделей с аспектами человеческого познания. Подобно области психологии, существуют некоторые сомнения относительно того, существует ли единая когнитивная наука, что привело к тому, что некоторые исследователи предпочитают «когнитивные науки» во множественном числе. [25] [26]
Многие, но не все, кто считает себя когнитивными учеными, придерживаются функционалистского взгляда на разум — взгляда, что ментальные состояния и процессы должны объясняться их функцией — тем, что они делают. Согласно множественной реализуемости функционализма, даже нечеловеческие системы, такие как роботы и компьютеры, могут быть приписаны как обладающие познанием. [ необходима цитата ]
Термин «когнитивный» в «когнитивной науке» используется для «любого вида умственной операции или структуры, которые могут быть изучены в точных терминах» ( Лакофф и Джонсон , 1999). Эта концептуализация очень широка, и ее не следует путать с тем, как «когнитивный» используется в некоторых традициях аналитической философии , где «когнитивный» имеет дело только с формальными правилами и истинностно-условной семантикой .
Самые ранние записи слова « когнитивный » в Оксфордском словаре английского языка (OED) принимают его в значении «относящийся к действию или процессу познания» . Первая запись, датированная 1586 годом, показывает, что слово когда-то использовалось в контексте обсуждений платоновских теорий познания . Однако большинство в когнитивной науке, по-видимому, не считают, что их областью является изучение чего-либо столь же определенного, как знание, искомое Платоном. [27]
Когнитивная наука — это обширная область, охватывающая широкий спектр тем познания. Однако следует признать, что когнитивная наука не всегда была одинаково заинтересована во всех темах, которые могли бы иметь отношение к природе и работе разума. Классические когнитивисты в значительной степени преуменьшали или избегали социальных и культурных факторов, воплощения, эмоций, сознания, познания животных , а также сравнительной и эволюционной психологии. Однако с упадком бихевиоризма внутренние состояния, такие как аффекты и эмоции, а также осознание и скрытое внимание, снова стали доступными. Например, теории ситуативного и воплощенного познания учитывают текущее состояние окружающей среды, а также роль тела в познании. С новым акцентом на обработке информации наблюдаемое поведение больше не было отличительной чертой психологической теории, а моделированием или записью психических состояний. [ необходима цитата ]
Ниже приведены некоторые из основных тем, которыми занимается когнитивная наука. Это не исчерпывающий список. См. Список тем когнитивной науки для списка различных аспектов этой области. [ необходима ссылка ]
Искусственный интеллект (ИИ) включает в себя изучение когнитивных явлений в машинах. Одной из практических целей ИИ является реализация аспектов человеческого интеллекта в компьютерах. Компьютеры также широко используются в качестве инструмента для изучения когнитивных явлений. Вычислительное моделирование использует симуляции для изучения того, как может быть структурирован человеческий интеллект. [28] (См. § Вычислительное моделирование.)
В этой области ведутся споры о том, следует ли рассматривать разум как огромный массив небольших, но индивидуально слабых элементов (т. е. нейронов) или как совокупность структур более высокого уровня, таких как символы, схемы, планы и правила. Первая точка зрения использует коннекционизм для изучения разума, тогда как вторая подчеркивает символический искусственный интеллект . Один из способов рассмотрения проблемы заключается в том, возможно ли точно смоделировать человеческий мозг на компьютере без точной имитации нейронов, из которых состоит человеческий мозг.
Внимание — это выбор важной информации. Человеческий разум бомбардируется миллионами стимулов, и он должен иметь способ решать, какую из этой информации обрабатывать. Внимание иногда рассматривается как прожектор, то есть можно пролить свет только на определенный набор информации. Эксперименты, которые подтверждают эту метафору, включают задачу дихотического слушания (Cherry, 1957) и исследования слепоты невнимания (Mack and Rock, 1998). В задаче дихотического слушания испытуемым бомбардируют два разных сообщения, по одному в каждое ухо, и просят сосредоточиться только на одном из сообщений. В конце эксперимента, когда их спрашивают о содержании оставленного без внимания сообщения, испытуемые не могут сообщить о нем. [ необходима цитата ]
Психологическую конструкцию внимания иногда путают с понятием преднамеренности из-за некоторой степени семантической двусмысленности в их определениях . В начале экспериментальных исследований внимания Вильгельм Вундт определил этот термин как «тот психический процесс, который действует при ясном восприятии узкой области содержания сознания». [29] Его эксперименты показали пределы внимания в пространстве и времени, которые составляли 3-6 букв при экспозиции в 1/10 с. [29] Поскольку это понятие развивается в рамках первоначального значения в течение ста лет исследований, определение внимания будет отражать смысл, когда оно учитывает основные черты, изначально приписываемые этому термину – это процесс управления мыслью, который продолжается во времени. [30] В то время как Интенциональность — это способность ума быть сосредоточенным на чем-либо, Внимание — это концентрация осознания на каком-либо явлении в течение определенного периода времени, которая необходима для повышения ясности восприятия узкой области содержания сознания и которая позволяет контролировать эту сосредоточенность в уме . [ необходима цитата ]
Значимость знаний о сфере внимания для изучения познания заключается в том, что они определяют интеллектуальные функции познания, такие как восприятие, суждение, рассуждение и рабочая память. Развитие сферы внимания увеличивает набор способностей, ответственных за то, что разум зависит от того, как он воспринимает, помнит, рассматривает и оценивает при принятии решений. [31] Основанием этого утверждения является то, что чем больше деталей (связанных с событием) разум может охватить для их сравнения, ассоциации и категоризации, тем ближе восприятие, суждение и рассуждение о событии соответствуют реальности. [32] По словам латвийского профессора Сандры Михайловой и профессора Игоря Вал Данилова, чем больше элементов явления (или явлений) разум может удерживать в сфере внимания одновременно, тем большего числа разумных комбинаций в рамках этого события он может достичь, повышая вероятность лучшего понимания особенностей и особенностей явления (явлений). [32] Например, три элемента в фокусе сознания дают шесть возможных комбинаций (3 факториала), а четыре элемента – 24 (4 факториала) комбинации. Количество разумных комбинаций становится значительным в случае фокуса с шестью элементами с 720 возможными комбинациями (6 факториала). [32]
Подходы воплощенного познания к когнитивной науке подчеркивают роль тела и окружающей среды в познании. Это включает в себя как нейронные, так и экстра-нейронные телесные процессы и факторы, которые варьируются от аффективных и эмоциональных процессов [33] до позы, двигательного контроля, проприоцепции и кинестезии [34] до автономных процессов, которые включают сердцебиение [35] и дыхание [36] и роль кишечного микробиома. [37] Он также включает в себя описания того, как тело взаимодействует или связано с социальной и физической средой. 4E (воплощенное, встроенное, расширенное и включенное) познание [38] [39] включает в себя широкий спектр взглядов на взаимодействие мозга, тела и окружающей среды, от причинной встроенности до более сильных утверждений о том, как разум расширяется, включая инструменты и приборы, а также роль социальных взаимодействий, ориентированных на действия процессов и возможностей. Теории 4E варьируются от более близких к классическому когнитивизму (так называемое «слабое» воплощенное познание [40] ) до более сильных расширенных [41] и энактивных версий, которые иногда называют радикальной воплощенной когнитивной наукой. [42] [43]
Способность изучать и понимать язык — чрезвычайно сложный процесс. Язык усваивается в течение первых нескольких лет жизни, и все люди в нормальных обстоятельствах способны усваивать язык в совершенстве. Основной движущей силой в области теоретической лингвистики является открытие природы, которую должен иметь язык в абстрактной форме, чтобы его можно было изучить таким образом. Некоторые из движущих исследовательских вопросов при изучении того, как сам мозг обрабатывает язык, включают: (1) В какой степени лингвистические знания являются врожденными или приобретенными?, (2) Почему взрослым сложнее освоить второй язык, чем младенцам освоить свой первый язык?, и (3) Как люди способны понимать новые предложения?
Изучение языковой обработки простирается от исследования звуковых моделей речи до значения слов и целых предложений. Лингвистика часто делит языковую обработку на орфографию , фонетику , фонологию , морфологию , синтаксис , семантику и прагматику . Многие аспекты языка могут быть изучены из каждого из этих компонентов и из их взаимодействия. [44] [ требуется лучший источник ]
Изучение языковой обработки в когнитивной науке тесно связано с областью лингвистики. Лингвистика традиционно изучалась как часть гуманитарных наук, включая изучение истории, искусства и литературы. За последние пятьдесят лет или около того все больше исследователей изучали знание и использование языка как когнитивный феномен, при этом основными проблемами были то, как можно приобретать и использовать знание языка, и из чего именно оно состоит. [45] Лингвисты обнаружили, что, хотя люди формируют предложения способами, явно управляемыми очень сложными системами, они в высшей степени не осознают правил, управляющих их собственной речью. Таким образом, лингвисты должны прибегать к косвенным методам, чтобы определить, какими могут быть эти правила, если правила как таковые действительно существуют. В любом случае, если речь действительно управляется правилами, они кажутся непрозрачными для любого сознательного рассмотрения.
Обучение и развитие — это процессы, посредством которых мы приобретаем знания и информацию с течением времени. Младенцы рождаются с небольшими знаниями или без них (в зависимости от того, как определяются знания), однако они быстро приобретают способность использовать язык, ходить и узнавать людей и предметы . Исследования в области обучения и развития направлены на объяснение механизмов, посредством которых могут происходить эти процессы.
Основным вопросом в изучении когнитивного развития является степень, в которой определенные способности являются врожденными или приобретенными. Это часто формулируется в терминах дебатов о природе и воспитании . Нативистский взгляд подчеркивает, что определенные черты являются врожденными для организма и определяются его генетическим даром. Эмпиристский взгляд, с другой стороны, подчеркивает, что определенные способности приобретаются из окружающей среды. Хотя очевидно, что для нормального развития ребенка необходимы как генетические, так и экологические факторы, продолжаются значительные споры о том, как генетическая информация может направлять когнитивное развитие. Например, в области усвоения языка некоторые (например, Стивен Пинкер ) [46] утверждали, что конкретная информация, содержащая универсальные грамматические правила, должна содержаться в генах, тогда как другие (например, Джеффри Элман и коллеги в Rethinking Innateness ) утверждали, что утверждения Пинкера биологически нереалистичны. Они утверждают, что гены определяют архитектуру системы обучения, но что конкретные «факты» о том, как работает грамматика, могут быть изучены только в результате опыта.
Память позволяет нам хранить информацию для последующего извлечения. Память часто рассматривается как состоящая из долговременного и кратковременного хранилища. Долговременная память позволяет нам хранить информацию в течение длительных периодов (дней, недель, лет). Мы пока не знаем практического предела емкости долговременной памяти. Кратковременная память позволяет нам хранить информацию в течение коротких временных масштабов (секунд или минут).
Память также часто группируется в декларативные и процедурные формы. Декларативная память — сгруппированная в подмножества семантических и эпизодических форм памяти — относится к нашей памяти фактов и конкретных знаний, конкретных значений и конкретных впечатлений (например, «Являются ли яблоки едой?» или «Что я ел на завтрак четыре дня назад?»). Процедурная память позволяет нам запоминать действия и двигательные последовательности (например, как ездить на велосипеде) и часто называется неявным знанием или памятью.
Когнитивисты изучают память так же, как и психологи, но больше фокусируются на том, как память влияет на когнитивные процессы , и на взаимосвязи между познанием и памятью. Одним из примеров этого может быть то, какие ментальные процессы человек проходит, чтобы восстановить давно потерянное воспоминание? Или, что отличает когнитивный процесс узнавания (увидеть намеки на что-то перед тем, как вспомнить это, или воспоминание в контексте) от припоминания (восстановление воспоминания, как в «заполните пропуски»)?
Восприятие — это способность воспринимать информацию через органы чувств и обрабатывать ее каким-либо образом. Зрение и слух — два доминирующих чувства, которые позволяют нам воспринимать окружающую среду. Например, некоторые вопросы при изучении зрительного восприятия включают: (1) Как мы можем распознавать объекты?, (2) Почему мы воспринимаем непрерывную визуальную среду, даже если мы видим только небольшие ее части в любой момент времени? Одним из инструментов для изучения зрительного восприятия является наблюдение за тем, как люди обрабатывают оптические иллюзии . Изображение куба Неккера справа является примером бистабильного восприятия, то есть куб можно интерпретировать как ориентированный в двух разных направлениях.
Изучение тактильных , обонятельных и вкусовых раздражителей также относится к области восприятия .
Действие предпринимается для обозначения выхода системы. У людей это достигается посредством двигательных реакций. Пространственное планирование и движение, речевое производство и сложные двигательные движения — все это аспекты действия.
Сознание — это осознание переживаний внутри себя. Это помогает разуму иметь возможность переживать или чувствовать чувство себя .
Для изучения когнитивной науки используется множество различных методологий. Поскольку эта область является в высшей степени междисциплинарной, исследования часто пересекают несколько областей изучения, опираясь на методы исследования из психологии , нейронауки , компьютерных наук и теории систем .
Чтобы получить описание того, что составляет разумное поведение, нужно изучить само поведение. Этот тип исследований тесно связан с когнитивной психологией и психофизикой . Измеряя поведенческие реакции на различные стимулы, можно понять что-то о том, как эти стимулы обрабатываются. Левандовски и Штромец (2009) рассмотрели коллекцию инновационных применений поведенческих измерений в психологии, включая поведенческие следы, поведенческие наблюдения и поведенческий выбор. [47] Поведенческие следы — это доказательства, указывающие на то, что поведение имело место, но субъект не присутствовал (например, мусор на парковке или показания на электросчетчике). Поведенческие наблюдения включают прямое наблюдение за субъектом, участвующим в поведении (например, наблюдение за тем, насколько близко человек сидит рядом с другим человеком). Поведенческий выбор — это когда человек выбирает между двумя или более вариантами (например, поведение при голосовании, выбор наказания для другого участника).
Визуализация мозга включает анализ активности мозга при выполнении различных задач. Это позволяет нам связать поведение и работу мозга, чтобы понять, как обрабатывается информация. Различные типы методов визуализации различаются по временному (основанному на времени) и пространственному (основанному на местоположении) разрешению. Визуализация мозга часто используется в когнитивной нейробиологии .
Вычислительные модели требуют математически и логически формального представления проблемы. Компьютерные модели используются в моделировании и экспериментальной проверке различных специфических и общих свойств интеллекта . Вычислительное моделирование может помочь нам понять функциональную организацию конкретного когнитивного феномена. Подходы к когнитивному моделированию можно разделить на следующие категории: (1) символические, на абстрактных ментальных функциях интеллектуального ума посредством символов; (2) субсимволические, на нейронных и ассоциативных свойствах человеческого мозга; и (3) через символическую-субсимволическую границу, включая гибридные.
Все вышеперечисленные подходы имеют тенденцию либо обобщаться до формы интегрированных вычислительных моделей синтетического/абстрактного интеллекта (т. е. когнитивной архитектуры ) с целью их применения для объяснения и улучшения индивидуального и социального/организационного принятия решений и рассуждений [49] [50], либо сосредотачиваться на отдельных имитационных программах (или микротеориях/теориях «среднего уровня»), моделирующих определенные когнитивные способности (например, зрение, язык, категоризацию и т. д.).
Методы исследования, заимствованные непосредственно из нейронауки и нейропсихологии, также могут помочь нам понять аспекты интеллекта. Эти методы позволяют нам понять, как интеллектуальное поведение реализуется в физической системе.
Когнитивная наука дала начало моделям когнитивных предубеждений человека и восприятия риска , а также оказала влияние на развитие поведенческих финансов , части экономики . Она также дала начало новой теории философии математики (связанной с денотационной математикой) и многим теориям искусственного интеллекта , убеждения и принуждения . Она заявила о себе в философии языка и эпистемологии , а также составила существенное крыло современной лингвистики . Области когнитивной науки оказали влияние на понимание конкретных функциональных систем мозга (и функциональных дефицитов), начиная от производства речи и заканчивая слуховой обработкой и зрительным восприятием. Она достигла прогресса в понимании того, как повреждение определенных областей мозга влияет на познание, и помогла раскрыть коренные причины и результаты конкретных дисфункций, таких как дислексия , анопсия и полупространственное игнорирование .
Некоторые из наиболее известных имен в когнитивной науке обычно являются либо самыми спорными, либо самыми цитируемыми. В философии некоторые известные имена включают Дэниела Деннета , который пишет с точки зрения вычислительных систем, [71] Джона Сирла , известного своим спорным аргументом китайской комнаты , [72] и Джерри Фодора , который выступает за функционализм . [73]
Среди других — Дэвид Чалмерс , сторонник дуализма , известный также формулированием трудной проблемы сознания , и Дуглас Хофштадтер , известный своей работой «Гёдель, Эшер, Бах» , в которой ставится под сомнение природа слов и мыслей.
В области лингвистики влиятельными были Ноам Хомский и Джордж Лакофф (оба также стали известными политическими комментаторами) . В области искусственного интеллекта выдающимися являются Марвин Мински , Герберт А. Саймон и Аллен Ньюэлл .
Популярные имена в дисциплине психологии включают Джорджа А. Миллера , Джеймса Макклеланда , Филиппа Джонсона-Лэрда , Лоуренса Барсалу , Витторио Гвидано , Говарда Гарднера и Стивена Пинкера . Антропологи Дэн Спербер , Эдвин Хатчинс , Брэдд Шор , Джеймс Верч и Скотт Атран участвовали в совместных проектах с когнитивными и социальными психологами, политологами и эволюционными биологами в попытках разработать общие теории формирования культуры, религии и политической ассоциации.
Вычислительные теории (с моделями и симуляциями) также были разработаны Дэвидом Рамелхартом , Джеймсом Макклелландом и Филипом Джонсоном-Лэрдом .
Эпистемика — термин, введенный в 1969 году Эдинбургским университетом с основанием его Школы эпистемики. Эпистемику следует отличать от эпистемологии тем, что эпистемология — это философская теория знания, тогда как эпистемика означает научное изучение знания.
Кристофер Лонге-Хиггинс определил его как «построение формальных моделей процессов (перцептивных, интеллектуальных и лингвистических), посредством которых достигаются и передаются знания и понимание». [74] В своем эссе 1978 года «Эпистемика: регулятивная теория познания» [75] Элвин И. Голдман утверждает, что ввел термин «эпистемика» для описания переориентации эпистемологии. Голдман утверждает, что его эпистемика является продолжением традиционной эпистемологии, а новый термин нужен только для того, чтобы избежать оппозиции. Эпистемика, в версии Голдмана, лишь немного отличается от традиционной эпистемологии в своем союзе с психологией познания; эпистемика подчеркивает детальное изучение ментальных процессов и механизмов обработки информации, которые приводят к знаниям или убеждениям.
В середине 1980-х годов Школа эпистемики была переименована в Центр когнитивной науки (CCS). В 1998 году CCS был включен в Школу информатики Эдинбургского университета . [76]
Одной из основных целей когнитивной науки является достижение интегрированной теории познания. Это требует интегративных механизмов, объясняющих, как обработка информации, которая происходит одновременно в пространственно разделенных (под)корковых областях мозга, координируется и связывается вместе, чтобы дать начало когерентным перцептивным и символическим представлениям. Один из подходов заключается в решении этой « проблемы связывания » [77] [78] [79] (то есть проблемы динамического представления конъюнктур информационных элементов, от самых базовых перцептивных представлений («связывание признаков») до самых сложных когнитивных представлений, таких как структуры символов («переменное связывание»)), с помощью интегративных механизмов синхронизации. Другими словами, одним из координирующих механизмов, по-видимому, является временная (фазовая) синхронизация нейронной активности, основанная на динамических самоорганизующихся процессах в нейронных сетях, описанных гипотезой связывания синхронностью (BBS) из нейрофизиологии. [80] [81] [82] [83] Были разработаны коннекционистские когнитивные нейроархитектуры, которые используют интегративные механизмы синхронизации для решения этой проблемы связывания в перцептивном познании и в языковом познании. [84] [85] [86] В перцептивном познании проблема состоит в том, чтобы объяснить, как элементарные свойства объекта и объектные отношения, такие как цвет объекта или форма объекта, могут быть динамически связаны друг с другом или могут быть интегрированы в представление этого перцептивного объекта с помощью механизма синхронизации («связывание признаков», «связывание признаков»). В языковом познании проблема состоит в том, чтобы объяснить, как семантические концепции и синтаксические роли могут быть динамически связаны друг с другом или могут быть интегрированы в сложные когнитивные представления, такие как систематические и композиционные структуры символов и предложения с помощью механизма синхронизации («переменное связывание») (см. также «Споры символизма против коннекционизма» в коннекционизме ).
Однако, несмотря на значительные успехи в понимании интегрированной теории познания (в частности, проблемы связывания ), дебаты по этому вопросу о начале познания все еще продолжаются. С различных точек зрения, отмеченных выше, эта проблема может быть сведена к вопросу о том, как организмы на стадии развития простых рефлексов преодолевают порог хаоса окружающей среды сенсорных стимулов: электромагнитных волн, химических взаимодействий и колебаний давления. [87] Так называемый тезис о первичном вводе данных (PDE) ставит под сомнение способность такого организма самостоятельно преодолевать этот порог сигнала. [88] С точки зрения математических инструментов тезис PDE подчеркивает непреодолимо высокий порог какофонии стимулов окружающей среды (шума стимулов) для молодых организмов в начале жизни. [88] В нем утверждается, что временная (фазовая) синхронизация нейронной активности, основанная на динамических самоорганизующихся процессах в нейронных сетях, любая динамическая связь или интеграция с представлением воспринимаемого объекта посредством механизма синхронизации не может помочь организмам в различении соответствующего сигнала (информационного стимула) для преодоления этого порога шума. [88]
Когнитивная наука — это междисциплинарная область исследований, объединяющая исследователей из лингвистики, психологии, нейронауки, философии, компьютерных наук и антропологии, которые стремятся понять разум.
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite journal}}
: CS1 maint: DOI inactive as of September 2024 (link)