Transcript Cognitive Science An introduction to the study of mind Instructor: Dr. S.

Cognitive Science
An introduction to the study of mind
Instructor: Dr. S. Setayeshi
Amirkabir University
Tehran, Iran, October 2013
‫جلسه اول‬
‫‪2‬‬
‫پیام اولیۀ این درس‪ :‬ورود به ژرفا‬
‫علومی که تا االن داشتیم بر جهان خارج و پدیدههای قابل مشاهده یا‬
‫فضای بیرونی تمرکز داشتند‬
‫علوم شناختی تمام توجه خود را به کشف ”فضای درونی“ معطوف کرده‬
‫است‬
‫این علم در دههی ‪ 50‬پایهگذاری و در دههی ‪ 70‬سازماندهی شد و در دهۀ‬
‫‪ 90‬چنان پیشرفت کرد که آن دهه ”دههی مغز“ نامگذاری شد‬
‫‪3‬‬
‫مطالعۀ بین رشتهای و علمی‬
‫ذهن‬
‫اعصاب‪،‬‬
‫علم‬
‫فلسفه‪،‬‬
‫جامعهشناس ی‬
‫روانشناس ی‪،‬‬
‫زبانشناس ی‪،‬‬
‫هوش مصنوعی‪ ،‬رباتیک‪ ،‬شبکههای‬
‫عصبی مصنوعی‪ ،‬کامپیوتر‬
‫حافظه‪ ،‬یادگیری‪ ،‬ادراک‪ ،‬توجه‪ ‌،‬استدالل‪ ،‬آگاهی‪ ،‬حل مسئله‪،‬‬
‫تصمیم‌گیری‪ ،‬خالقیت‪ ،‬تصویرسازی‌ ذهنی و ‪...‬‬
‫‪4‬‬
‫دربارۀ کتاب‪:‬‬
‫طبیعتا این کتاب نمیتواند اکتشافات‬
‫بسیار فراوان علوم شناختی را توضیح‬
‫دهد!‬
‫هدف‪ :‬فهم ابتدایی و مناسب از تئوریهای‬
‫عمده و توسعهیافتهی ذهن در هر یک از‬
‫رشتههای ”علوم شناختی“‬
‫‪5‬‬
‫علوم شناختی میتواند در آیندهای نه چندان دور‪ ،‬به عنوان علوم و‬
‫فناوریهای نوظهور ‪ NBIC‬با ارتقای عملکردهای ذهنی و جسمی انسان‪،‬‬
‫به عصری طالیی و نقطۀ عطفی در تاریخ بشر منجر شود‪.‬‬
‫‪Nanotechnology‬‬
‫‪Biotechnology‬‬
‫‪Information Technology‬‬
‫‪Cognitive Science‬‬
6
The convergence of nanotechnology, biotechnology,
information technology, and cognitive science can
greatly improve human performance over the next ten
to twenty years. The chief areas of application include:
expanding human cognition and communication,
improving human health and physical capabilities,
enhancing group and societal outcomes, strengthening
national security, and unifying science and education.
Convergence will be based on the material unity of
nature at the nanoscale, technology integration from the
nanoscale, key transforming tools, the concept of reality
as closely coupled hierarchical complex systems, and
the goal to improve human performance.
‫‪7‬‬
‫تئوری ذهن چیست؟‬
‫ما این تئوری را در قالب مجموعهای از ایدههای سازمانیافته و منحصر به‬
‫فردی تعریف میکنیم که به ما یاد میدهند چگونه در مورد ذهن فکر کنیم‪.‬‬
‫از آنجایی که یک تئوری خیلی کلی و عمومی است و احتماال با فرایندی‬
‫خاص گره نخورده است؛ به شرح و توصیف مدلهای ذهنی میپردازیم که‬
‫میتوانند به طور خاص‪ ،‬به نحوۀ محاسبات و بازنمایی اطالعات در یک‬
‫فرایند مشخص با ذکر جزئیات بپردازند‪.‬‬
‫‪‬توصیف مدلهای ذهنی‬
‫‪‬تمرکز بر روی تئوریهای و مدلها‬
8
You'll note that theory of mind is missing a
"the" ahead of it. That's because this term
doesn't refer to a theory on the mind.
Formally, the academic concept that relates
to it could be called the theory of theory of
mind. It refers to a person's ability to create
theories about others' minds -- what they
may be thinking, how they may be feeling,
what they may do next.
‫‪9‬‬
‫جنس ‪ monitoring‬ذهن و مغز با هم متفاوت است‬
‫‪ ‬شناخت همراه با درک‬
‫معرفت (‪)Wisdom‬‬
‫‪ ‬وجود انسان مبتنی بر یک ‪ duality‬است (وقتی میگوییم ‪ dual‬یعنی‬
‫دو تا پدیده که با هم هستند و از هم منفک نیستند)‬
‫‪ ‬فکر محصول کارکرد ذهن است اما توسط مغز انجام میشود‬
‫‪‬انسان از دو منظر مورد بررس ی قرار میگیرد‪:‬‬
‫‪ .1‬فیزیولوژیکی‪ ،‬قابل دید بودن (‪)observable‬‬
‫‪Brain‬‬
‫‪ .2‬بخش ی که با رویکردهای فیزیولوژیکی و آناتومی که میشناسیم قابل‬
‫دید نیست (قابل پاسخگویی به سؤاالت پیش رویش نیست)‬
‫‪10‬‬
‫‪” ‬استدالل“ علم را حفظ میکند و ”استنتاج“ دانش را تولید میکند‬
‫‪ ‬در املانهای تشکیل دهندۀ زندگی هیچ موضوعی مستقل معنا نمیشود‪،‬‬
‫یعنی هیچ موضوعی فارغ از سایر مسائل اصال قابل تعریف نیست! در نتیجه‬
‫هر اتفاقی که میافتد ناظر بر تأثیر مسائل روی یکدیگر است‪ .‬هرچقدر این‬
‫موضوعات و مسائل بیشتر با هم درگیر شوند‪ ،‬جدا کردنشان سختتر‬
‫است و سیستم ‪ complex‬میشود‪ .‬هرچه ‪ complexity‬بیشتر شود‪ ،‬ما‬
‫دانش بیشتری داریم (در واقع ‪ information‬بیشتری تولید میشود)‬
‫‪ ‬در نتیجه باید حیات را با همان پیچیدگی که دارد مورد بررس ی قرار‬
‫دهیم‬
‫‪11‬‬
‫‪ ‬حیات با این درجه از ‪: complexity‬‬
‫‪interactive, knowledge-based, complete‬‬
‫میخواهیم آن را تحلیل کنیم و توضیح دهیم‬
‫زبان‬
‫نیاز به‬
‫‪ ‬حیات هستی (زیستی) ُبعد ندارد‪ ،‬ذات آن کامال کیفی‪ -‬رفتاری و زیستی‬
‫میباشد‪ .‬نه گسسته است‪ ،‬نه قابل شمارش و نه قابل تجزیه‪:‬‬
‫‪12‬‬
‫در‬
‫آنچه برای فهم این قالب ‌و محتوای پیچیده ‌‬
‫اختیار داریم‪ ،‬ظرفی است که مبنای آن‬
‫‌‬
‫ریاضیات است‬
‫‪13‬‬
‫برای سردرآوردن ‌از این بادکنک باید آن‬
‫در مکعب خودمان فرو‌ کنیم‪ ،‬با‬
‫را ‌‬
‫در آن مکعب‬
‫هر رفتاری‌ که ‌‬
‫دانستن اینکه ‌‬
‫سر بزند ‌از این ‪dimensionality‬‬
‫‌‬
‫خارج نیست‪x, y, z :‬‬
‫‪14‬‬
‫اگر همۀ بادکنک هم نتوانست به‬
‫‌‬
‫داخل مکعب برود اشکالی ندارد‪،‬‬
‫مثل سلول‌های بنیادی که نمادی ا ‌ز‬
‫کل بدن هستند!‬
‫‪15‬‬
‫‪ ‬پس اولین قدم قبل از ورود به ‪:Reality‬‬
‫نگاه ادراکی ‪ mathematical-based‬کیفی و گسسته‬
‫نگاهی مبتنی بر ‪ uncertainty‬و ‪stochastic‬‬
‫‪ ‬حاال یک ‪ interface‬بین این دو محیط ایجاد میکنیم که بتوانیم به طور‬
‫‪ globally‬روی محیط تأثیر بگذاریم (در واقع آن را کنترل کنیم)‬
‫‪ ‬هدف ما در این درس‪ :‬رسیدن به آن‬
‫است‬
‫در حوزۀ نظری‬
‫‪16‬‬
‫‪Human Mind‬‬
‫دلیل دشواری مطالعۀ ذهن‪:‬‬
‫ذهن چیزی نیست که ما بتوانیم آن را راحت مشاهده‪،‬‬
‫اندازهگیری و بررس ی کنیم‪.‬‬
‫ذهن پیچیده‌ترین ماهیت را در جهان هستی دارد‬
‫‪17‬‬
‫به منظور فهم واقعی این که علوم شناختی چیست‪ ،‬ما باید بدانیم که‬
‫دیدگاه نظری در مورد ذهن چیست‪:‬‬
‫محاسبه‬
‫‪Computation‬‬
‫پردازش اطالعات‬
‫‪Information Processing‬‬
‫ویژگی‌های مشترک انسان ‌و کامپیوتر‬
‫در باالترین سطح انتزاع‪:‬‬
‫انسان مانند کامپیوتر‪ :‬اطالعات به عنوان ورودی از طریق ادراک – آنچه‬
‫میبینیم یا میشنویم‪ -‬وارد ذهن ما میشود و در قالب تفکر پردازش‬
‫میشود‪ ،‬سپس افکار ما میتوانند به عنوان پایهای برای خروجیها عمل‬
‫کنند‪ .‬خروجیهایی مثل زبان یا رفتار فیزیکی‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫بازنمود ذهنی (‪)Representation‬‬
‫‪Concept‬‬
‫‪Prepositions‬‬
‫اصل و پایۀ علوم شناختی‬
‫‪Rules‬‬
‫‪Analogy‬‬
‫موارد یا چیزهای موجود در جهان خارج که یک بازنمود یا تصویر ذهنی‬
‫بیانگر و ارایهدهندۀ آن باشد را ”مصداق“ مینامند‬
‫چهار جنبۀ مهم هر ‪:Representation‬‬
‫‪ .1‬حامل و صاحب بازنمود ذهنی‬
‫‪ .2‬مضمون یا محتوا‬
‫‪ .3‬ارتباط و وابستگی (با مصداق)‬
‫‪ .4‬قابل تفسیر توسط یک مفسر‬
‫‪19‬‬
‫بازنمودهای ذهنی انسان‪ ،‬مخصوصا انواع مربوط به زبان‬
‫معنایی‬
‫(‪)Semantic‬‬
‫از یک دیدگاه‪:‬‬
‫ معنای یک بازنمود ذهنی از ارتباط بین همان بازنمود ذهنی و آنچه که به آن‬‫قصدمندانه‬
‫اصطالح‬
‫اشاره دارد‪ ،‬حاصل میشود‬
‫‪)Intentionality‬‬
‫دیجیتالی (نمادین)‪:‬‬
‫با(زنمودهای‬
‫‪ ‬کدگذاری ارزشها به صورت یک‬
‫سری ارزشهای جدا از هم یا مجزا‬
‫‪‬دقیقا ارزشها را به صورت‬
‫اختصاص ی در میآورد‬
‫‪ ‬زبان‪ ،‬مثالی از بازنمود ذهنی دیجیتالی‬
‫‪20‬‬
‫ی)‪:‬‬
‫بازنمودهای آنالوگی (تصویر ‌‬
‫‪ ‬ارائه بازنمودهای اطالعات به روش ی‬
‫متصل یا پیوسته‬
‫‪ ‬اطالعات از دیدگاه نظری‪ ،‬در یک‬
‫سامانۀ آنالوگی (تصویری) میتواند هر‬
‫ارزش ی بگیرد و به خاطر درجۀ وضوح‬
‫محدود نمیشود‬
‫‪ ‬قادر به ارائه میزان وسیعی از‬
‫اطالعات (متناسب با درجۀ وضوح)‬
‫‪ ‬حاشیه خطای محاسباتی باال‬
‫‪ ‬تصاویر بینایی‪ ،‬بهترین مثال‬
‫بازنمودهای آنالوگی ذهنی‬
:‫بازنمودهای گزاره‌ای‬
21
‫ گزارهها برای به دست آوردن روابط بین مفاهیم مناسب هستند‬
‫منطق‬
‫ وجود یک ارتباط منطقی بین اجزای تشکیل دهنده‬
)Predicate Calculus( ‫محموالت‬
‫ یک گزاره دربرگیرندهی معنی اصلی و بنیادی یک ایدهی پیچیده است‬
‫فرضیه سه‌سطحی‬
• The computational level. Specifies the problem.
• The algorithmic level. Specifies the way the problem is solved.
• The implementation level. Specifies the medium or physical
substrate in which the problem-solving procedure is executed.
22
Thanks for
Your
Attention…