учебник микешиной

Глава 11. Новые методологии: компьютеризация, системный подход, синергетика

§ 1. Компьютеризация науки, ее проблемы и следствия

Развитие современной теории познания предполагает анализ и осмысление фундаментальных изменений, происходящих в науке, культуре и образовании в связи с широким внедрением компьютерных технологий и персональных компьютеров. Обращение к этой проблеме будет осуществлено лишь в той мере, в какой позволит рассмотреть новые возможности изучения знания и «знания о знании», а также выявить новые способы описания присутствия человека и социокультурной составляющей в разных формах «представления знания». Реализовать это возможно, опираясь на исследования в области когнитивной науки, где знание и информация являются главным предметом. Представление знания, как оно исследуется в когнитивной науке, не только предполагает предметное его содержание, но и определяет интерпретативную деятельность субъекта, социокультурную обусловленность его знания и поведения, а также фиксирует другие связи и отношения, непосредственно не представленные в традиционных эпистемологических структурах.

Эпистемология и когнитивная наука

Когнитивная наука (когнитология) сформировалась в 60 - 70-е годы XX века (Гарвард, США) в качестве дисциплины, исследующей методом компьютерного моделирования функционирование знаний в интеллектуальных системах. Когнитивную науку отличает междисциплинарность, использование компьютерной метафоры и исследование познания. Центральным для всей проблематики когнитивной науки является обращение к компьютеру, служащему самой наглядной и самой убедительной моделью того, как формируется, структурируется и «работает» знание, а также имитируются различные когнитивные процессы (например, обучения или получения экспертного знания и т. п.). Феномен знания исследуется в аспектах его получения, хранения, переработки, выясняется какими типами знания и в какой форме обладает человек, как «представлено» знание в его голове и как он его использует.

2

Важную роль играет лингвистика, которая выступает для когнитивной науки как один из главных источников материала об устройстве когнитивных структур. По отношению к «искусственному интеллекту» (ИИ) когнитология является своего рода «теорией интеллектуальных машин и механизмов», т.е. сконструированных человеком компьютерных устройств и лишь через них - их естественных прообразов – людей познающих. Это объясняет различную природу эксперимента в психологии и когнитивной науке и определяет существование в последней компьютерной метафоры.

Традиционные проблемы гносеологии, эпистемологии, философии и методологии науки получили новое видение и интерпретацию. «Когнитивизм знаменовал появление новой парадигмы научного знания, и с ним в историю науки пришло новое понимание того, как следует изучать знание, как можно подойти к проблеме непосредственно не наблюдаемого – прежде всего к проблеме внутреннего представления мира в голове человека…» (Кубрякова Е.С., Демьянков В.З. и др. Краткий словарь когнитивных терминов. М., 1996. С. 61). Эксплицитно выраженные знания составляют лишь незначительную часть общей базы знаний человека. Согласно современным подходам, такая база есть самоорганизующаяся и саморегулируемая система. Она включает следующие компоненты:

языковые знания - грамматика (с фонетикой и фонологией), дополненная знанием композиционной и лексической семантики; знание об употреблении языка; знание принципов речевого обучения;

внеязыковые знания - о контексте описываемой ситуации, об адресате коммуникации (в том числе знание о поставленных адресатом целях и планах, его представления о говорящем, об окружающей обстановке, знание своих умений); общефоновое знание, т.е. личностная картина мира (Осуга С. Обработка знаний. М., 1989. С. 9-10).

При соотнесении эпистемологии и когнитивной науки необходимо различать знание и информацию, что упрощенно можно свести к формуле: информация - это знание минус человек; информация - знаковая оболочка знания. Под компьютерным представлением знания принято понимать информацию, хранимую в машине, формализованную в соответствии с определенными структурными правилами, которые компьютер может автономно использовать при решении проблем с помощью заложенных в нем алгоритмов типа логического вывода. Информационная модель знания (как записанная в компьютере, так и вербализованная в тексте) является лишь намеком на представленное знание, по которому человек способен творчески воссоздать само знание. Следует отметить принципиальное отличие той информации, которая служит для получения

3

знаний человеком, от информации, изучаемой в теории информации. Когнитивное знание открывает человеку дополнительные возможности размышления и действия, увеличивает его свободу. Информация как управляющий сигнал уменьшает неопределенность допускаемых состояний управляемой системы. Знание - личное достояние знающих, перенимающих его друг у друга как образцы действия в процессах познания. Этого нельзя сказать об информации, которая в противоположность знанию не является достоянием конкретной личности, она равно доступна всем, хотя возможности превратить ее в знание у каждого свои, опирающиеся на личный опыт и способности.

Такое различие создается исключительно присутствием человека, способного извлечь из информации, записанной на бумаге или закодированной в компьютере, нечто, позволяющее реализовать человеческую свободу выбора. Пользователь получает представление о ряде возможных точек зрения, соответственно возникает та самая неопределенность, которая является необходимой предпосылкой для выбора. Вечная философская тема - диалектика свободы и необходимости - специфически проявилась в исследованиях по представлению знаний. Для правильного понимания свободы важно выявить ее связь с объективной неопределенностью развития. Мысль о том, что свобода - это осознанная необходимость, была высказана Спинозой еще в XVII веке, принимавшим концепцию абсолютного и однозначного детерминизма, была базовой для марксизма и сегодня все еще присутствует в учебниках по философии. Свобода человека оказывается здесь иллюзорной: ни человек, ни общество в целом не имеют свободы выбора действий и поступков, а лишь осознают предопределенный ход событий. Действительная свобода возможна лишь при наличии объективной неопределенности, когда принятое решение, понимание, осознание происходящего могут изменить ход событии, сами детерминируют социальный процесс. В этом случае нельзя спрятаться за некой безличной необходимостью, свобода объективно соотносится с этическими «параметрами» – нравственной ответственностью человека, осуществляющего выбор и принимающего решение. В когнитивных науках, таким образом, становится необходимой этическая рефлексия, основанная на принципе свободы личности.

Отличие традиционной гносеологии от разделов теории познания, имеющих дело с использованием компьютеров, состоит в том, что первая концентрируется на процедуре описания, обращаясь к высказываниям и правилам

4

для получения знания. «Компьютерная» теория познания делает центром своего внимания регуляцию, обращается к нормативным предложениям, использует знания для продуцирования правил. Сегодня развитие теории познания классическими гносеологическими средствами не всегда возможно, изменяется инструментарий гносеолога, требования к его профессиональной подготовке. Философия становится дисциплиной, сопричастной экспериментальной деятельности, осуществляемой при разработке программ искусственного интеллекта. Выяснилось, что именно в этой сфере возможна проверка самых тонких и абстрактных гипотез о природе человеческого разума. Сегодня здесь на первый план вышла проблема порождения знания, и это потребовало пересмотра базовых концепций ИИ.

По ходу поиска обнаружилось, что идеи Локка, Лейбница, Канта, Гуссерля, Хайдеггера — это концептуальные модели, которые могут быть «экспериментально» проверены в рамках программы ИИ, что позволяет по-новому решать философские споры о природе разума и познания. Так, по существу, экспериментально была доказана несостоятельность представления Локка о душе как «чистой доске» (tabula rasa), на которой только опыт записывает какое-либо содержание. Выяснилось, что возможности универсальных распознающих устройств, не имеющих тех эмпирических знанийпредпосылок, которыми обладает любой человек, ограничены. На самом деле «чистая доска», на которую записываются данные опыта, - те «образы», которые необходимо распознать иногда только по намеку, как это делает человек, - должна иметь весьма сложную структуру, включающую множество априорных знаний о мире. При разработке программ ИИ экспериментально подтвердилась также огромная роль скрытых, неявных знаний, не выраженных в языке, но хранящих в себе жизненный опыт.

В литературе достаточно определенно высказывается мнение о том, что в настоящее время эксперименты на компьютерах, а не на людях - самый верный шаг на пути проверки гипотез о мышлении и познании, различных аналогов мыслительной деятельности. Такие эксперименты, разумеется, не могут рассматриваться в качестве полного доказательства предлагаемых гипотез, но принимаются как серьезный аргумент в их пользу. Программа искусственного интеллекта как своего рода «экспериментальная философия» делает фигуру эпистемолога столь же необходимой для компьютерной эпохи, как и математикапрограммиста. Эпистемология впервые за всю историю получает прямой выход в сферу конструктивной инженерной и технологической деятельности. Меняется характер связи эпистемологии с практикой.

5

Эпистемологические смыслы теории фреймов

Новые аспекты человеческого знания выявляет изучение способов представления знаний в компьютере, при этом также просматриваются некоторые аналогии с алгоритмами собственно философского знания. Важнейшей для проблемы представления знаний в машине является теория фреймов, в основе которой лежит гипотеза о том, что знания о мире складываются по определенным сценариям с фиксированным набором стереотипных ситуаций – фреймам (англ. frame – рамка, каркас).

Анализ всех наблюдаемых способов выражения знаний должен быть представлен в терминах знания, имеющего более общий характер: понимание неизбежно базируется на более общих концептах, категориях, правилах и стратегиях. Понятие «фрейм», введенное американским ученым М. Минским в лингвистике, или «сценарий» в программе ИИ, базируется на том, что разум интерпретирует данные восприятия в терминах, ранее приобретенных и предназначенных для описания структур - фреймов. Фреймы предстают как способ представления стереотипных ситуаций, например, пребывание в комнате, посещение магазина, театра и т. д.

Например, американский исследователь Ч.Филлмор понимает фреймы как «унифицированные конструкции» знания или «связанные схематизации опыта», которые не только обеспечивают быстрое восприятие, но и одновременное понимание слов, предложений, текстов. Так, возможен единый фрейм интерпретации названий дней недели, «который предполагает: 1) понимание естественного цикла, порождаемого каждодневным кажущимся путешествием солнца; 2) знание стандартных способов вычисления того, когда один дневной цикл кончается и начинается новый; 3) знакомство с циклом из семи дней; 4)принятую в нашей культуре практику связывать различные части недельного цикла с работой и досугом. Владение этой специфической организацией нашего физического и социального мира обеспечивает концептуальный базис для значительного корпуса лексического материала, включающего общие имена типа «неделя», «день»… Такой фрейм образует особую организацию знания, составляющего необходимое предварительное условие нашей способности к пониманию тесно связанных между собой слов» (Филлмор Ч. Фреймы и семантика понимания // Новое в зарубежной лингвистике. Вып. XXIII. Когнитивные аспекты языка. М., 1988. С. 54).

Теория фреймов была разработана с целью объяснить высокую скорость человеческого восприятия и мышления, а также понять фактическое отсутствие ментальных явлений, сопровождающих эти процессы. Свойство фреймов содержать наряду с явной и скрытую, подразумеваемую информацию делает их

6

экономным способом организации информационных процессов, позволяет повысить скорость обработки информации (восприятия), получить приближенный ответ, не содержащийся в явном виде в базе знаний. В них фиксируются глубинные, скрытые от непосредственного наблюдения связи и элементы ментальных явлений, не представленные в традиционных эпистемологических структурах. При этом выявляется возможность обнаружения и тех компонентов, которые лишь подразумеваются, существуют в знании как «формулы умолчания» - скрытые структуры неявного знания, предполагающего устойчивые формы невербальных коммуникаций познающих субъектов. Выясняется также, что эти скрытые структуры и их элементы не менее значимы в построении знания, чем явные логические и логико-методологические схемы и их элементы.

Формирование системы взаимосвязанных фреймов используется как на концептуальном, так и на перцептивном уровнях. Их формирование осуществляется в течение всей жизни человека и определяется приобретением им соответствующего опыта. Фреймы обозначают набор объединенных временными и причинными связями понятий низшего уровня, описывающий упорядоченную последовательность стереотипных событий. Они различны по происхождению, одни из них являются как бы «врожденными», в том смысле, что они естественно и неизбежно возникают в процессе когнитивного развития каждого человека (например, знание характерных черт человеческого лица); другие фреймы усваиваются из опыта или обучения; существование третьих полностью зависит от их языковых выражений, как, например, единицы измерения, даты и дни календаря.

Исследователи отмечают, что фреймы имеют конвенциональную природу, каждый из них содержит набор характеристик, известных сообществу и принятых им. Восприятие части из этих характеристик активизирует фрейм в целом, а не воспринимаемые непосредственно свойства восстанавливаются «по умолчанию». Так, если часть стула (фреймом которого вы владеете) не видна, вы все равно «видите», воспринимаете его в целом и даже не замечаете фактического отсутствия частей стула в поле зрения. Из этого следует, что осуществляемые в восприятии выход за пределы показаний органов чувств и включение в содержание представления того, что отсутствует в воздействии непосредственных раздражителей, возможны лишь в том случае, если субъект располагает системой устоявшихся, социально апробированных когнитивных структур типа

7

схемы, плана, а главное - фреймов. С их помощью конкретизируются такие слишком общие понятия, как «теоретические знания», «общественноисторическая практика» и другие подобные, на которые обычно ссылаются в этом случае.

Вчем состоят гносеологические смыслы когнитивных структур и насколько правомерно обращение к ним в теории познания, если помнить о том, что схемы, планы и фреймы, или сценарии - это единицы лингвистического и информационного (в программе ИИ) анализа? Прежде всего в том, что они обращаются к столь важной единице гносеологического анализа, как восприятие,

ипозволяют преодолеть узко психологическую трактовку последнего. При ког- нитивно-структурном подходе существенно меняется представление о восприятии, его роли в познании в целом. Оно понимается как непрерывный процесс возникновения, смены, функционирования когнитивных форм, которые организуют и структурируют обобщенное, преимущественно эмпирическое знание, являющееся фоном, предпосылкой и условием актуально осуществляемого восприятия. Это знание содержит как индивидуальный, личностный опыт субъекта, так и элемент культурно-исторических традиций, социальных переживаний, ценностных и мировоззренческих представлений. Восприятие при этом предстает как единство настоящего, прошлого и будущего. «Фоновое» знание не явлено непосредственно, не вербализовано, но вместе с тем оно присутствует в самом субъекте как не сводящееся только к памяти его личностное знание, «личностный коэффициент», с позиций которого он «видит» новые сенсорные данные, придает им предметный смысл. Восприятие осуществляется в контексте реальной жизнедеятельности субъекта и должны быть структуры знания, которые обеспечивают включенность восприятия в знание. В качестве таковых

имогут рассматриваться когнитивные схемы и фреймы.

Всвою очередь, такая включенность позволяет преодолеть известную «бессубъектность» концепции когнитивных структур, когда субъект и его деятельность оказываются вынесенными во вне и лишенными внутренней связи с восприятием. Функции субъекта вольно или невольно передаются самим когнитивным структурам. Подключение в процессе познания характеристик воспринимающего субъекта, в частности его установки, а также деятельностного подхода, конкретизирующих идею культурно-исторического развития чувственного восприятия, существенно обогащает, а не исключает когнитивно-структурный

8

подход. Представление знания с помощью когнитивных структур типа схемы, фрейма в отличие от привычных форм - понятия, высказывания (суждения, умозаключения) или факта, метода, гипотезы, теории и других, - позволяет осуществить обоснование нового видения знания, отличное от традиционных гносеологических представлений о познавательной деятельности, в частности на уровне восприятия, понимание природы которого является квинтэссенцией для учения о познании.

Восприятию помогают дополнительные источники информации, отображающие особенности самой перцептивной деятельности, в частности стереоскопическое зрение, различные виды движения головы, однако, не менее важным являются те представления субъекта, которые фиксируются такими знаковыми структурами, как схемы и фреймы. Как уже указывалось, именно они позволяют «видеть» невоспринимаемое и вносить определенность при интерпретации чувственных данных. Это подтверждается и исследованиями, которые показали, что формирование образа восприятия предполагает непрерывное присутствие в сознании фундаментальных постоянных схем - мира и тела субъекта. Они как бы предшествуют любым другим когнитивным схемам.

Именно когнитивные структуры выступают необходимой предпосылкой для осуществления интерпретации исходных сенсорных данных, не являющихся знанием, до их понимания и истолкования, т.е. до тех пор, пока им не будут заданы предметные смыслы. Субъект строит объект-гипотезы, которые тесно связаны с его практической деятельностью, социокультурными предпосылками, традициями, не исчерпываются сенсорной информацией и апробированы в прошлой практической деятельности. Из всех возможных интерпретаций, или объект-гипотез, субъект бессознательно выбирает ту, которая в наибольшей степени соответствует его практическому опыту, а также культурноисторическим и ценностно-мировоззренческим представлениям, в конечном счете складывающимся в систему, которая может быть структурирована в виде схем, планов и сценариев-фреймов.

Когнитивные образы, в явном, знаковом виде представленные в форме схем, планов, карт или фреймов (сценариев), существуют, как правило, в неявном виде и, по-видимому, могут рассматриваться как форма бытия неявного знания. Иными словами, неявное знание как вспомогательное знание субъекта, его «личностный коэффициент» представлено не только навыками и умением

9

или традициями и различного рода ценностями, но и своего рода «образными» матрицами и стереотипами, с помощью которых новая информация (сенсорные данные) понимается и интерпретируется, вписывается в конкретный социокультурный контекст. Существующие попытки соотнесения логикометодологических и информационных форм представления знания показывают всю сложность этой проблемы, решение которой с необходимостью упирается в современное переосмысление прежде всего традиционных логических и эпистемологических форм. Первые же работы, рассматривающие соотношение понятия как базовой единицы логического анализа и фрейма - ситуационносмысловой структуры представления знаний, используемой для хранения, передачи и переработки информации, столкнулись с необходимостью современного истолкования содержания термина «понятие».

Традиционное учение основывалось на том, что в понятии обобщаются только существенные признаки предмета. Современные представления исходят из того, что обобщаться могут различные признаки объекта, а сама их «существенность» зависит от контекста и цели их рассмотрения. Отражение сущности в понятии считается предпочтительным, особенно для научных текстов, но не обязательным, и сама сущность не понимается как нечто абсолютное. Дальнейшая разработка проблемы понятия поставила вопросы о соотношении вербальной составляющей (определение) и содержания понятия как когнитивного образа. Очевидно, что определение не охватывает все содержание понятия - когнитивного образа, последний представлен также невербализованной частью, неявным знанием. Когнитивный образ, будучи сложным структурным образованием, содержит в качестве элементов чувственные и абстрактные образы. Именно последние могут быть неявными, невербализованными, как например, интеллектуальные интуиции. Итак, понятие как когнитивный образ складывается из всей совокупности вербализованных и невербализованных, неявных компонентов. Другая особенность этого когнитивного образа - он осознается и сознательно оценивается субъектом с точки зрения его соответствия объекту. При этом с объектом соотносится не только имя, но и более развернутая вербальная информация о признаках объекта, а также невербализованные компоненты, в совокупности позволяющие сопоставить целостный когнитивный образ с объектом.

10

Корректное соотнесение эпистемологического и когнитивноструктурного подхода к знанию и его структуре возможно при выполнении, по крайней мере, следующих требований: при анализе форм знания необходимо различать их когнитивный образ и знаковую структуру, представленную в речевом или неречевом виде. В качестве необходимой предпосылки такого анализа должно быть принято положение о том, что когнитивный образ может содержать неосознаваемые, неявные компоненты; методологически некорректен прямой перенос результатов анализа фреймовых и подобных структур в эпистемологический или логический тексты. Сопоставление различных форм представления знания способствует выявлению новых проблем, скрытых при одностороннем подходе элементов структуры, свойств знания, но не снимает их специфики как экзистенциального или технологического знания.

Смысловая связь – основной конструктивный элемент знаний

Обращение к компьютерной науке и опыту изучения представления знаний в системе компьютера дает возможность увидеть новые аспекты смысловой связи в познавательной деятельности и знании. Например, при обучении человека крайне важно путем смысловой интерпретации условий задачи установить связь с существующими знаниям. Человек как обучающаяся система может адаптироваться в сложной среде благодаря восприимчивости по отношению к смыслу. Понимание новой ситуации или задачи сводится к попытке найти в памяти ситуацию, наиболее сходную с данной. Человек может обрабатывать новые данные, лишь обратившись к памяти о накопленном опыте. Вероятно, структуры, применяемые для обработки новых данных, - это те же структуры, которые используются для организации памяти. Значит, новая задача, встречаемая человеком как в обыденной жизни, так, пожалуй, и в научном исследовании, требуют переформулировки в терминах уже сложившейся системы знаний.

Рассмотрение исследований в области искусственного интеллекта в контексте эпистемологии и философии науки позволяет выявить познавательные функции таких нетрадиционных форм, как, например, метафора, шутки и юмор. Подтверждаются основания считать, что метафора - одно из распространенных средств порождения нового знания, научного поиска в целом либо способ поновому упорядочить, организовать знание, сделать его доступным для понимания. Она играет моделирующую роль, предопределяя способ и стиль мышления