Transcript 11. Rola eksplanacyjna reprezentacji. Debata na

Marcin Miłkowski
WSTĘP DO KOGNITYWISTYKI
ROLA EKSPLANACYJNA
REPREZENTACJI. DEBATA NA
TEMAT WYOBRAŻEŃ
O czym będzie mowa
 Co świadczy o istnieniu obrazów




umysłowych?
Czy to groteskowa teoria?
Koncepcja reprezentacji
strukturalnych kontra symbole
Trudności teoretyczne
Teoria dwóch kodów
Wyobrażenia
 Wyobrażenia: obrazy umysłowe
podobne do postrzeżeń, ale obecne
bez bodźców fizycznych.
 Nikt nie przeczy ich istnieniu.
 Ale jaka jest natura reprezentacji
będących u ich podstawy?
Obroty w myślach
 Czy to te same figury
geometryczne?
Obroty w myślach
 Roger Shepard i Jacqueline Meltzer
(1971): czas reakcji potrzebny do
rozstrzygnięcia, czy to te same
figury, jest liniowo
proporcjonalny do kąta obrotu z
pozycji pierwotnej.
 Potem okazało się, że liczy się
też rozmiar i złożoność obracanego
obiektu.
Podróże w myślach: Kosslyn
(1978)
 Badani pamiętali
mapę.
 Potem mieli
wyobrażać sobie,
jak daleko jest
kawiarnia od baru.
 Wynik:
 Liniowa zależność między odległością
a czasem reakcji!
Teoria reprezentacji
topograficznych
 Ponieważ istnieją zależności
liniowe między czasem reakcji a
odległością czy kątem obrotu,
reprezentacja umysłowa ma format
podobny do obrazu.
 Stąd Shepard i Kosslyn (oraz m.in.
Pinker) uznali:
 Wyobrażenie nie wykorzystuje
amodalnych symboli.
Pylyshyn: ta teoria jest groteskowa!
 Postuluje się obrazki w głowach,
ale kto miałby je czytać?!
 Zależność liniowa odkryta przez
Sheparda i Kosslyna nie jest po
prostu prawem przyrody, lecz
wynikiem działania architektury
funkcjonalnej umysłu.
 W istocie wyobrażenia zależą od
wiedzy ukrytej.
Wiedza ukryta
 Wiedza, którą mamy, choć
niekoniecznie potrafimy
kiedykolwiek wysłowić, np.:
 znajomość gramatyki języka,
 intuicyjna znajomość fizyki świata,
 konwencjonalne reguły społeczne.
Przenikalność poznawcza
 Proces poznawczy jest przenikalny
poznawczo zawsze i tylko wtedy,
gdy jego przebieg zależy od
przekonań i celów podmiotu, czyli
zmienia go racjonalność.
 Liczne złudzenia wzrokowe są
nieprzenikalne poznawczo.
 Tymczasem Pylyshyn pokazał, że
wyobrażenia są przenikalne.
 Czyli zależą od wiedzy ukrytej.
Wyjaśnienie Pylyshyna
 Odległości w przestrzeni to nie
własności wyobrażeń, lecz
wyobrażonych przedmiotów.
 Badani wyobrażają sobie podróż na
wyspie z baru do kawiarni, a
wiedzą, że dłuższa podróż dłużej
trwa, więc później naciskają
przycisk.
 Ich wiedzę ukrytą kodują symbole
amodalne.
Symboliczne wyjaśnienie
wyobrażeń
 W istocie mamy przekonania na
temat świata, bo wyobrażenia
zależą od treści semantycznej i
relacji logicznej.
 Ergo: proces wyobrażania nie może
być wyjaśniany wyłącznie w
kategoriach analogowych, lecz
także przez odniesienie do wiedzy
ukrytej, wnioskowania i procesów
obliczeniowych.
Dwa typy reprezentacji:
analogiczne i symboliczne
 Reprezentacja analogiczna
odwzorowuje strukturę czegoś, co
reprezentuje:
 zachodzi homomorfizm między strukturą
reprezentacji (nośnika) a strukturą
desygnatu reprezentacji,
 istnieje proces, który systematycznie
dopasowuje strukturę nośnika i
desygnatu oraz wykonuje odpowiednie
wnioskowania (Sloman 1978, rozdział
7).
Reprezentacje analogiczne
 We współczesnej debacie
reprezentacje analogiczne nazywa
się też strukturalnymi (gdyż
opierają się na relacji
podobieństwa strukturalnego).
 Zwolennikiem takich reprezentacji
jako podstawowych są Robert Cummins
(Cummins i Roth 2012) i William
Ramsey (2007).
Podobieństwa strukturalne
 Reprezentacje strukturalne zwykle
rozumie się w kategoriach
podobieństwa pierwszego rzędu
między pojedynczymi obiektami a
reprezentacjami.
 Ale ciekawsze są podobieństwa
drugiego rzędu: między relacjami
między obiektami a relacjami
między reprezentacjami (Shepard i
Chipman 1970).
Dwa typy reprezentacji:
analogiczne i symboliczne
 Reprezentacja symboliczna: jej
interpretacja polega na tym, co
Gottlob Frege nazywał stosowaniem
funkcji logicznych do argumentów.
 Relacja podobieństwa
strukturalnego jest tu nieistotna:
reprezentacje symboliczne są
arbitralne związane z ich
nośnikiem.
Problem Andersona (1978)
 John R. Anderson w debacie nad
wyobrażeniami:
 Empirycznie nie można odróżnić teorii
opartej na wiedzy ukrytej (amodalnej)
od teorii opartej na medium
analogowym.
 A teoria wiedzy ukrytej jest
prostsza.
 (W 1983 roku się wycofał: notacje są
nierozróżnialne, ale nie procesy
obliczeniowe).
A co z czasami reakcji?
 Procesy działające sekwencyjnie
można analizować addytywnie, tj.
zakładać, że każdy krok
przetwarzania zwiększa czas
wykonania.
 Ale w procesach równoległych to
założenie załamuje się.
Teoria złożoności w informatyce
 Notacja wielkiego O: złożoność
obliczeniową algorytmu określa się
w kategoriach liczby kroków
koniecznych do jego wykonania (np.
na maszynie Turinga) w stosunku do
liczby danych wejściowych.
 Wiadomo, że zmiana sprzętu nie
jest czynnikiem kluczowym: jest to
stała k, którą można ignorować
przy badaniu algorytmów.
Teoria złożoności w informatyce
 Mając dokładny algorytm, można
ustalić, ilu kroków będzie
wymagane do ustalenia odpowiedzi
dla danej liczby danych
wejściowych.
 Funkcje określające tę zależność
wskazują na złożoność algorytmu.
Złożoność i praktyczna
obliczalność
 Wyróżnia się wiele klas
złożoności; klasa zależności
liniowych to najniższa (DTIME).
 Kiedy funkcja złożoności dla
niedeterministycznej maszyna
Turinga jest typu wielomianowego,
to uznaje się, że nie jest
praktycznie obliczalna.
Teorie podwójnego kodowania
 Wyróżnia się dwa rodzaje
reprezentacji:
 zmysłowe lub modalne;
 amodalne, odpowiadające
pojęciom abstrakcyjnym.
 Klasyczna teoria podwójnego
kodowania Allana Paivio
 Pewne współczesne teorie
neurosemantyczne
(Vigliocco).
Teoria podwójnego kodowania Paivio:
logogeny i imageny
Teoria podwójnego kodowania
A może neuronauka rozwiąże
problem?
 Pylyshyn (1981):
 W żadnym razie. Biologiczne podstawy
są nieistotne (z powodu wielorakiej
realizowalności procesów
poznawczych).
 Kosslyn:
 Oczywiście!
Dane z neuroobrazowania
 Procesy postrzeżeniowe i
wyobrażeniowe w 2/3 angażują te
same obszary mózgu – kora wzrokowa
i płat potyliczny.
 Wyobrażenia większych obiektów i
postrzeżenia większych obiektów
angażują większe obszary mózgu.
 Procesy są częściowo dysocjowalne.
Organizacja topograficzna
 W mózgu istnieje wiele obszarów o
organizacji topograficznej:
 odwzorowanie na powierzchni przy
zachowaniu relacji topograficznej i
redukcji wymiarowości.
 Taka organizacja ułatwia
przetwarzanie informacji
zmysłowych.
Niewidomi a wyobrażenia
 Osoby niewidome od urodzenia też
potrafią wyobrażać sobie obroty
przedmiotów, ale nie w wizualny
sposób (bez skrótu
perspektywicznego!)
 Nie ma u nich aktywacji tych
samych obszarów kory wzrokowej
przy wyobrażaniu sobie.
Rodzaje reprezentacji
 Reprezentacja symboliczna nie musi
być werbalna.
 Język umysłu można traktować jako
amodalny system abstrakcyjny (jak
logika I rzędu).
 Wczesna hipoteza Pylyshyna opierała
się na reprezentacji symbolicznej.
Teraz Pylyshyn twierdzi, że nigdy nie
rozstrzygniemy, jaka reprezentacja
stoi za wyobrażeniami.
Rodzaje reprezentacji
 Reprezentacja analogiczna nie musi
być obrazowa.
 Niewidomi od urodzenia mają
reprezentacje analogiczne związane z
dotykiem.
 Najczęściej uważa się, że istnieje
wiele rodzajów reprezentacji
analogicznych.
Fałszywa alternatywa Pylyshyna
 Czy wyobrażenia opierają się na
modelach analogicznych (bez
procesów związanych z wiedzą), czy
też na wiedzy ukrytej i symbolach?
 Kosslyn nie neguje wagi procesów
przetwarzających reprezentacje
analogiczne ani roli wiedzy.
 W 1994 roku przyznawał wręcz dużą
rolę „głębokiej reprezentacji”
amodalnej.
Podsumowanie
 Teorie obrazowe postulują
istnienie reprezentacji
analogicznych.
 Teorie podwójnego kodowania
postuluje reprezentacje werbalne i
analogiczne.
 Oprócz tego można postulować jeszcze
poziom kodu amodalnego, jak
Maruszewski.
Podsumowanie
 Pylyshyn neguje rolę świadectw
neurologicznych. Kosslyn je
wykorzystuje.
 Fakty na temat mózgu są istotne w
teoriach poznawczych, a
przenikalność poznawcza jest dosyć
mało interesującym kryterium
metodologicznym.
Nudne podsumowanie
 Wyobrażenia wykorzystują wiele
formatów reprezentacji, wiedzę
ukrytą i różne procesy
obliczeniowe.
 Inaczej zachodzą u osób widzących,
inaczej u niewidomych; istnieje
wiele różnic indywidualnych.