ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008. Материалы к курсу: http: // virtualcoglab.cs.msu.su / projects / mf_cogsci.html. - презентация

1 ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008

2 Материалы к курсу: http: // virtualcoglab.cs.msu.su / projects / mf_cogsci.html

3 Когнитивная наука -- область междисциплинарных исследований познания, понимаемого как совокупность процессов приобретения, хранения, преобразования и использования знаний живыми и искусственными системами

4 Места и их гении Гарвард MIT Карнеги (Питтсбург) Дартмут

5 Метафора, теория, модель Что будем строить?

6 Метафора Область-источник Целевая область Восковая дощечка Размер дощечки Чистота воска Мягкость воска Память Объем памяти Точность следов памяти Легкость образования следов Запись на дощечкеСледы памяти Таяние воскаСтирание следов памяти

7 Модели МатериальныеАбстрактные

8 Модели ПолныеЧастичные

9 Теория Научные понятия Логически связанные утверждения Возможность эмпирической проверки Фальсифицируемость (Карл Раймунд Поппер)

10 ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ Часть 1. Символьный подход

11 Основы символьного подхода к познанию XVII век, Томас Гоббс: мышление как «вычисление» ( computation ): внутреннее манипулирование символами XII век, Аль Хорезми: алгоритм как пошаговое применение определенной процедуры вплоть до достижения цели Как осуществляется вычисление?

12 Основы символьного подхода к познанию Начало XX века -- Альфред Уайтхед ( ) и Бертран Рассел ( ) «Principia Mathematica» переход от аристотелевской логики высказываний («Сократ -- человек…») к логике, манипулирующей абстрактными символами

13 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Вычислительная математика: Алан Матисон Тьюринг ( )

14 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Машина Тьюринга: принципы обработки информации

15 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Основные принципы архитектуры компьютера: Джон/Янош фон Нейман ( )

16 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Основные принципы архитектуры компьютера: Периферические устройства ввода-вывода; центральный процессор; оперативное запоминающее устройство; постоянное запоминающее устройство.

17 КОМПЬЮТЕРНАЯ МЕТАФОРА ПОЗНАНИЯ Сентябрь 1948 года -- симпозиум «Мозговые механизмы поведения» (Калифорнийский Технологический Институт, Лахойя), известный как «Хиксоновский симпозиум». Доклад Джона фон Неймана (Принстон): сравнение работы ЭВМ и человеческого мозга. Компьютер (hardware)Мозг Работа компьютера ?!

18 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Принципиальная архитектура познания: Периферические устройства ввода-вывода; центральный процессор; оперативное запоминающее устройство; постоянное запоминающее устройство. Сенсорные и моторные системы; «центральный процессор»; кратковременная (рабочая) память; долговременная память.

19 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Теория информации и теория связи: Клод Элвуд Шеннон ( )

20 Модель передачи информации: Клод Элвуд Шеннон

21 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Кибернетика, или теория управления: Норберт Винер ( )

22 Российская (био)кибернетика: рефлекторное кольцо Н.А. Бернштейна

23 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Аллен Ньюэлл, Герберт Саймон «Логик-теоретик» «Универсальный решатель задач»

24 ОБЩИЙ РЕШАТЕЛЬ ЗАДАЧ А. Ньюэлл, Дж. Шоу, Г. Саймон «Моделирование мышления человека с помощью электронно-вычислительной машины» // Хрестоматия по психологии мышления. М.: С Эвристика Алгоритм Мышление -- преобразование символов и символьных систем по определенным правилам.

25 НА ЗАРЕ КОГНИТИВНОЙ НАУКИ: СИМВОЛЬНЫЙ ПОДХОД Дональд Эрик Бродбент ( ) модель переработки информации

26 ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ: Познание -- переработка информации Линейный характер переработки: последовательный ряд блоков от входа до выхода Блок/канал с ограниченной пропускной способностью вводвыводбуфер «Центр.процессор»

27 МОДЕЛЬ Д. БРОДБЕНТА

28 ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ: В системе переработки информации должен быть защитный фильтр -- механизм ВНИМАНИЯ: Теории внимания как отбора : Э.М. Трейсман Д. и Дж.Э. Дойч Д. Норман …

29 Модели языка: Вероятностная (стохастическая) модель Дж. Миллера Теория трансформационных грамматик Н. Хомского Общее допущение: понимание и порождение речи как преобразование символов и их систем (словарных единиц и грамматических конструкций) по определенным правилам

30 Модели памяти: Кратковременная память: 7+2 ячейки Теория двойственности памяти («постоянное запоминающее устройство» и «оперативное запоминающее устройство») Трехкомпонентная теория памяти (сенсорный регистр -- «буфер» Дональда Бродбента -- и те же системы).

31 Критика символьного подхода Способ представления знаний Система переработки информации символьный«субсимвольный» (нейронные сети) неспециализированнаяспециализированные (модули)