Domańska, K. (1997). Metafora komputerowa w psychologii poznawczej. W: T. Tyszka, M. Materska, Psychologia i poznanie. Warszawa: PWN. (s. 13-35)
Behawioryści zaprzeczali istnieniu umysłu, wyrażenia, które opisują procesy umysłowe, traktowali zaś jako skróty opisujące związki między bodźcem a reakcją. W latach 50' XX wieku zwrot - zmiana poglądów na to, jak powinna wyglądać metoda naukowa oraz zmiana poglądów na naturę zjawisk umysłowych. Nie wszystkie zachowania da się wyjaśnić w oparciu o prosty związek między bodźcem a reakcją (twórczość, posługiwanie się językiem). Poszukiwano również analogii między umysłem a urządzeniami (przede wszystkim komputerami).
Shannon (1938) - działanie sieci będącej pierwowzorem komputera można wyrazić w postaci wyrażeń prawdziwych i fałszywych (w postaci logicznej). Stało się to podstawą do modeli struktur neuronalnych, opisywanych w logiczno-mechanistycznych terminach. Jeden z pierwszych tego typu modeli skonstruowali w 1943 roku McCulloch i Pitts.
Czy da się wiedzę matematyczną przedstawić w postaci systemu logicznego? Russell i Whitehead (Principia Mathematica) - w odniesieniu do arytmetyki - tak. Może więc dowodzeniem twierdzeń mogą zająć się maszyny?
MASZYNA TURINGA
Alan Turing - pierwsza prekomputerowa analogia działania umysłu. Obmyślona przez Turinga maszyna miała być w stanie rozwiązać wszystkie problemy, dla których istnieją algorytmy.
Składać się miała z części zwanej głowicą, przed którą przesuwa się taśma podzielona na klatki oraz mechanizmu przesuwającego taśmę w prawo lub lewo. W każdej klatce znajduje się jeden z dwóch znaków (np. 0 i 1). Maszyna potrafi rozpoznać z którym znakiem ma do czynienia oraz zamazać albo narysować znak w klatce.
Maszyna może przybierać różne stany, zaś wszystkie możliwe stany są zapisane w tak zwanej „tablicy stanów”. Odczytanie jednego ze stanów to jakby uaktywnienie instrukcji.
Zachowanie każdej konkretnej maszyny można stymulować podając innej maszynie Turinga taśmę z odpowiednią sekwencją zer i jedynek - jest to tzw. Uniwersalna Maszyna Turinga
Dojrzała postać metafory komputerowej
Teoretyk Logiki skonstruowany przez Simona i Newella po raz pierwszy przeprowadził dowód jednego w twierdzeń matematycznych za pomocą wbudowanych heurystyk. Kolejny program ich autorstwa, General Problem Solver (GPS), rozwiązywał już znacznie więcej problemów. Programy skonstruowane przez Simona i Newella nie wykorzystywały co prawda strategii rozwiązywania problemów wykorzystywanych przez człowieka, doprowadziły jednak to powstania pewnych idei. Zauważyli oni, że komputery przekształcają symbole, które niekoniecznie muszą mieć liczbową interpretację. Komputer oraz system poznawczy człowieka są przypadkami systemów zwanych „fizycznymi systemami symboli”, którego podstawowym składnikiem są symbole - zjawiska fizyczne, desygnujące pewne zjawiska lub obiekty, które mogą tworzyć tzw. struktury symboli. Autorzy twierdzą, że system taki posiada warunki konieczne i wystarczające, by zachowywać się w sposób inteligentny. Istotą inteligencji są w tym ujęciu heurystyki, a podstawową aktywnością systemów umiejętność przewidywania i oceny.
Funkcjonalizm, odnoszący się do gruntu filozoficznego w swej obecnej postaci proponuje, by stany umysłu traktować jako występujące na pewnym (psychologicznym) poziomie opisu, tożsame z pewnymi zjawiskami fizycznymi oraz definiować je poprzez przyczyny które do nich doprowadzają oraz skutki, jaki wywołują. Przyczynami oraz skutkami mogą być w tym ujęciu stany wewnętrzne, a nie tylko zewnętrzne bodźce i reakcje.
Oprócz metafory komputerowej, duży wpływ na kształtowanie się psychologii poznawczej miała teoria informacji. Badacze tego nurtu koncentrowali się na schemacie przebiegu przetwarzania informacji (Broadbent, Miller, Atkinson i Schiffrin) albo na sekwencji operacji składających się na przetwarzanie informacji (Miller, Galanter i Pribram, Selfridge i Neisser).
Nauka poznawcza
Nauka poznawcza, która ostatecznie ukonstytuowała się w USA w 1975 roku, zajmuje się badaniem systemów poznawczych „w ogóle”, niezależnie od tego czy występują u człowieka, czy w komputerze. Postępowanie badawcze polega zaś na zgromadzeniu informacji na temat pewnej funkcji umysłu, analizie tej funkcji i rozłożeniu jej na elementy składowe oraz symulacji komputerowej. Symulacja jest sprawdzianem spójności i precyzyjności teorii, pozwala odpowiedzieć na pytanie, czy system zachowujący się zgodnie z postulatami zawartymi w programie jest w ogóle możliwy fizycznie, a także umożliwia porównywanie i konfrontowanie tych dwóch systemów.
Zachowanie komputera można opisać na trzech poziomach:
Semantyczny (zwany również intencjonalnym, poziomem wiedzy albo poziomem funkcji obliczeniowej) zawiera takie kategorie, jak: „być przekonanym” czy „myślenie”, zachowania na tym poziomie łączy z jego przyczyną określona treść i są one zgodne z wiedzą posiadaną przez system
Por. argument „chińskiego pokoju” Johna Searle'a. Wyobraźmy sobie osobę (nie Chińczyka) siedzącego w pokoju, do którego z jednej strony przez otwór w ścianie wpadają chińskie komunikaty. Osoba ta odnajduje w dostępnej jej książce chińskie komunikaty na wejściu i wysyła przez drugi otwór w ścianie (wyjście) inne chińskie komunikaty, na które wskazuje owa książka. Działając całkowicie mechanicznie i analogicznie do komputera osoba ta generuje wypowiedzi, które Chińczyk może uznać za nieodróżnialne od tych, które wygenerowałby prawdziwy Chińczyk (osoba ta może zdać „chiński” test Turinga). Jednocześnie osoba ta nie rozumie z j. chińskiego ani słowa - brak jej intencjonalności (odniesienia do znaczenia), które ma prawdziwy Chińczyk.
Symboli (syntaktyczny, funkcjonalistyczny, poziom reprezentacji poznawczej i algorytmu) wyjaśnia związki przyczynowe między celami lub przekonaniami, a zachowaniem. Opis zachowania na tym poziomie ujawnia mechanizm zachowania z poziomu semantycznego i zawiera takie kategorie, jak „struktura symboli”, „operacja” czy „algorytm”
Implementacji, opisujący modeli uwzględniający fizyczne szczegóły
Zachowania na różnych poziomach opisu są od siebie zależne.
Pylyshyn wprowadził pojęcie „silnej równoważności” odnoszące się do procesów poznawczych człowieka i procesów symulującej człowieka maszyny. Im bardziej podobny jest sposób przeprowadzanych obliczeń oraz opis na poziomie algorytmów i symboli tym silniejsza jest równoważność. Jedna z technik sprawdzający poziom równoważności wykorzystuje stosunki między czasami reakcji przy wykonywaniu różnych zadań. Pylyshyn postuluje konieczność opisu „architektury funkcjonalnej”, czyli granicy między poziomem symboli a poziomem fizycznym, a co za tym idzie elementarnych operacji, zasobów energetycznych i zasad określających sposób konstruowania algorytmów i reprezentacji poznawczych.
Psychologia poznawcza ma za zadanie przedstawić opis formalnych własności reprezentacji poznawczych i przekształceń, jakim ulegają - ujmując w tych kategoriach związek przyczynowo-skutkowy, który zachodzi np. między spostrzeżeniem a przekonaniem. Nie znając rzeczywistego, neurofizjologicznego „kształtu” reprezentacji nauka poznawcza posługuje się kategorią pośrednią między semantyczną a fizyczną - kategorią „własności formalnych”. Opis zachowania komputera na poziomie semantycznym jest do pewnego stopnia kwestią umowy, podczas gdy w systemie poznawczym człowieka związek między fizycznymi, formalnymi i semantycznymi właściwościami reprezentacji jest jednoznaczny.
Fodor zaproponował więc strategię badawczą zwaną „solipsyzmem metodologicznym”, która polegać miała na konstruowaniu komputerowych modeli systemu poznawczego o niecałkowicie określonych właściwościach semantycznych, ujednoznacznionych dopiero interpretacją obserwatora.
Ograniczenia metafory komputerowej
Związane ze specyficznym potraktowaniem dziedziny zjawisk umysłowych
Trudno o rzeczywiście psychologiczną teorię, bo trudno oddzielić hipotezy na temat funkcjonowania systemu poznawczego człowieka od tego, co do modelu dostało się przypadkowo, podczas przygotowywania go do komputerowej implementacji. Współczesne teorie charakteryzuje poza tym duży stopień złożoności, co obniża ich użyteczność w przewidywaniu ludzkiego zachowania
Związane ze specyficznym sposobem wyjaśniana zjawisk umysłowych
Czy umysł jest rzeczywiście systemem przekształcania symboli? Modele komputerowe nie są też w stanie symulować rzeczywistych procesów umysłowych. Język metafory komputerowej jest jednak jedyną propozycją opisy zjawisk umysłowych.
Alternatywy
Rumelhart i McClelland - modele konekcjonistyczne analizują zachowanie się zespołów jednostek („komórek”) przesyłających sobie pobudzenia poprzez połączenia o różnych wagach. Lepszą metaforą umysłu jest więc mózg.
Gibson - podejście ekologiczne. Organizm „dostraja się” do świata zewnętrznego, jest pod względem poznawczym bierny, a praca umysłu zostaje sprowadzona do minimum. Należy więc skupić się na otoczeniu organizmu i jego interakcjach ze środowiskiem.