Когнитивная психология тривоас! Москва, 1996 ббк88 C60

вечеринку, где можно встретить бывшую пассию, покупать или не поку­пать новый билет вместо потерянного и т.д. В большинстве этих случаев последствия принятия решения сказывались только на самом решающем или на очень небольшом количестве людей. Однако, есть такие повседнев­ные решения, которые оказывают глубочайшее влияние не только на того, кто их принимает, но и на многих других людей. Такие решения принима­ются людьми, занимающими руководящие должности. Вспомним некото­рые из таких решений и их последствия для всего мира: решение Трумэна использовать атомное оружие против Японии; решение Джонсона расши­рить войну во Вьетнаме; решение Генри Форда о массовом производстве дешевых автомобилей; решение королевы Виктории назначить на долж­ность Дизраэли; решение нацистов поджечь Рейхстаг в 1933 году; реше­ние царя Николая II позволить Распутину давать советы. Все эти и многие решения, оказали глубочайшее влияние на ход истории и на нашу повсед­невную жизнь. И хотя в большинстве случаев принимающему решение давали советы другие люди, окончательное решение принималось отдель­ной личностью.

Как была бы решена следующая задача, аналогичная задаче Тверски и Канемана, если бы ей занялись в Объединенном Командовании США и в Генеральном Штабе Советского Союза?

Предположим, что отношения между США и СССР испортились до такой степени, что война между этими странами стала неизбеж­ной. Есть только два вероятных плана нападения.

В случае принятия плана А погибнут 40 миллионов жителей обеих стран.

В случае принятия плана В существует вероятность 1/3, что никто не погибнет, и вероятность 2/3, что погибнут 60 миллионов человек.

До сих пор ни Объединенное Командование, ни Генеральный Штаб (ни Президент США, ни Генеральный секретарь СССР) не проявили энтузиаз­ма поучаствовать в упомянутом совместном эксперименте¹⁷. Мы не мо­жем привести данные о том, как эти группы или личности реагировали бы на указанную ситуацию, но некоторое представление об общих когнитивных склонностях индивидуумов, живущих в разных странах, получить можно.

Процент Согласия

Утверждение Американцы Советские

Врач должен скрывать от пациента, что у него рак, чтобы уменьшить его страдания. 8.0 89.0

Злодеяние может наказываться более стро­го, чем того требует закон, если это послу­жит предостережением для других. 11.5 84.5

Во время вступительных экзаменов нельзя посылать другому шпаргалку, даже если это близкий друг¹⁸. 90.3 37.95

(Взято из: Lefebvre, 1982)

¹⁷В свете того, что последствия решений мирового масштаба, принимаемых политическими лидерами, приобретают все больший размах, странно, что по этой теме проводилось очень мало серьезных исследований. В качестве хоро­шо известного источника рекомендуем книгу: Irving Janis and Leon Mann "Decision Making" (1977).

¹⁸Сходные вопросы автор сам задавал советским студентам и получил пример­но те же ответы. Когда их спрашивали, почему врач не должен говорить пациенту, что у него рак, испытуемые в моем случае часто говорили, что они сообщили бы это семье больного; в случае со шпаргалкой многие студенты с энтузиазмом отвечали, что с радостью бы помогли другому. Вероятно, пороч­ный принцип "обойти на повороте" не был подхвачен в Советском Союзе.

Мышление, раздел 1: формирование понятий, логика и принятие решений

455

r

Довольно заметные различия, содержащиеся в этих данных, показыва­ют, что как минимум на некоторые этические вопросы в Америке и в Советском Союзе люди отвечают по-разному. Расхождения во многих эти­ческих решениях укладываются в более широкую этическую систему, пред­полагающую, что компромисс между добром и злом оценивается позитив­но в советском обществе и негативно в американском. Лефевр также от­мечает, что конфронтация между добром и злом оценивается негативно советскими и позитивно американскими жителями. Хотя для подтвержде­ния и'у^то^{чнения этих} данных нужно проделать еще много эксперимен­тальной работы, эти выводы могут оказать значительное влияние на про­ведение внешней политики.

5. Стратегии формулирования и проверки гипотез включают скани­рование и процедуры сосредоточения, причем процедуры сосредо­точения (близкие научным процедурам) более эффективны, чем сканирование.

7. Выводы индуктивного рассуждения часто имеют вид вероятност­ных утверждений и лучше соответствуют повседневному приня­тию решений, чем силлогистическое или дедуктивное рассужде­ние.

формирование понятий логика

концептуальное правило априорная вероятность

условная вероятность одновременное сканирование консервативное сосредоточение последовательное сканирование

рамки решения силлогизм

рискованое сосредоточение мышление

Резко возросло количество книг и статей по вопросам мышления, реше­ния задач и принятия решений. Превосходные главы, посвященные этим темам, содержатся во втором издании: Bourne et al. Cognitive Proc­esses.

Очень хорошая подборка статей двух британских авторов Johnson-Laird and Wason, ed. Thinking.

Книга тех же авторов

Johnson-Laird and Wason, ed. Thinking and Reasoning.

He новое, но полезное издание Bourne. Human Conceptual Behaviour.

Более специализированные публикации:

Maxwell. Thinking: The Expanding Frontier;

Gardner. The Minds New Science;

Rubinstein. Tools for Thinking and Problems Solving.

Мышление, раздел 1: формирование понятий, логика и принятие решений

457

Литература по принятию решений в мировом контексте:

Valenta and Potter, eds. Soviet Decisionmaking for National Security;

Lefevbre. Algebra of Conscience.

Мышление и интеллект - естественный и искусственный 458

Когнитивная наука изучает человеческий разум, который является предметом тщательных исследований в смежных науках, психологии, компьютерной науке, философии и лингвистике. Цель когнитивно-научного анализа разума — понять механизмы, лежащие в основе столь различных явлений как восприятие, научение, Мышление и решение задач. Когнитологи особенно интересуются разумом человека, поскольку интеллект в некотором смысле представляет собой конспект человеческой деятельнос­ти — то есть того, что отличает нас как людей. — Роберт Дж.Стернберг, 1986

Мышление, раздел 2: решение задач, творчество и человеческий интеллект

Формирование понятий, логика и принятие решений были названы в Главе 13 "высшими формами" не потому, что они более важны — такая характеристика в настоящем контексте была бы бессмысленной, — а потому, что они завершают весь процесс обработки информации. В этой главе мы рассмотрим теории и данные, касающиеся трех других "высших" когнитивных процессов: решения задач, творчества и человеческого ин­теллекта. С одной стороны, этими вопросами занимались исследователи, вообще интересующиеся решением задач, творчеством или интеллектом как составными частями человеческого познания. Философов и поэтов эти темы также побуждали к сладкому красноречию. С другой стороны, интерес к решению задач, творчеству и человеческому интеллекту прояв­ляется у тех будничных, подручных, закатай-рукава-и-вперед типов, кото­рые любят мусировать темы вроде: Как я попадаю от моего дома на работу за кратчайшее время и с минимальным раздражением? Могу ли я изобре­сти прибор, который сохранит мои булочки теплыми от момента, когда их испекли, до момента, когда их подают? Почему это мой ребенок с компь­ютером справляется лучше меня, а в школе не успевает по английскому? Так что пока ваши интеллектуальные булочки не остыли, давайте закатаем рукава и углубимся в эти интересные вопросы.

Решение задач

Деятельность по решению задач пронизывает каждый нюанс человеческо­го поведения и служит общим знаменателем для самых разнообразных видов человеческой деятельности — науки, юриспруденции образования, бизнеса, спорта_} медицины, литературы и даже многих видов развлечений, как будто в нашей профессиональной жизни недостаточно проблем.

Во многих ранних экспериментах по решению задач ставился вопрос: Что происходит, когда человек решает задачу? Такой описательный под­ход помогал определить эти явления, однако он не способствовал получе­нию новых сведений о том, какие когнитивные структуры лежат в их основе.

Решение задач — это мышление, направленное на решение конк­ретной задачи и включающее формирование ответных реакций, а также выбор из возможных реакций. В повседневной жизни мы встречаемся с несчетным количеством задач, которые заставляют нас формировать стра­тегии ответов, выбирать возможные ответы и проверять ответные дей­ствия. Попробуйте, например, решить такую задачу: У собаки есть шести­футовая веревка, привязанная к ее шее, и кастрюля с водой в десяти футах от нее. Как до этой кастрюли дотянуться? Чтобы решить эту зада­чу, нужно генерировать несколько возможных реакций (которых довольно мало), провести их отбор и "испытание", а также, возможно, отыскать в этой задаче "хитрость"¹.

Интроспекция как ранний экспериментальный метод прочно укорени­лась в европейской психологии задолго до начала этого века, и примерно в это же время распространилась в Америке. Она, казалось, хорошо под-

'Например, собака просто подходит к кастрюле. Веревка привязана только к ее шее.

Мышление и интеллект - естественный и искусственный 460

ходила для изучения решения задач. Полагали, что мышление вслух, или "говорящая рефлексия" раскрывает механизмы процесса мышления. В ран­них исследованиях испытуемым довольно открыто говорили, чего от них ожидают и в чем состоит задача. В процессе решения задачи испытуемые должны были идентифицировать объекты, находившиеся в поле их внима­ния, определить ситуацию так, как она им виделась, и сказать, что они собираются делать, а в некоторых случаях и описать свои самые первые попытки решения задачи. Хотя большинство экспериментаторов отказа­лись от этого приема и перешли к эмпирически более тонким поведенчес­ким методам, некоторые современные когнитивные психологи снова обра­щаются к интроспекции как к полезному исследовательскому инструмен­ту (Newell, 1967).

Гештальт-психологи из Германии были в числе первых эксперимента­торов, изучавших решение задач. Слово гештальт можно грубо перевес­ти как "конфигурация" или "организованное целое". Этот термин характе­ризует позицию гештальт-психологов, поскольку они описывают поведе­ние на языке организованной системы. Перцептивные события восприни­маются не как ряд отдельных элементов, но как целая конфигурация, в которую включены эти события. Согласно гештальтистам, там, где в ре­зультате определенного взаимодействия между восприятием и факторами памяти возникает напряжение или стресс, появляются задачи, особенно перцептивные задачи. В процессе размышления над задачей или при изу­чении ее под различными углами в момент "инсайта" может появиться "верный" взгляд. Ранние гештальт-психологи (Макс Вертгеймер, Курт Коф-фка, Вольфганг Келер) изучали деятельность по решению задач с позиций перцептивной реорганизации (иногда в качестве экспериментальных ис­пытуемых они использовали обезьян). Из их работ возникла концепция "функциональной закрепленности", разработанная Карлом Дункером (Karl Duncker, 1945). В ней утверждалось, что объекты склонны воспринимать­ся в зависимости от того, как они обычно используются, и что эта тенден­ция зачастую препятствует новому их употреблению (например, исполь­зовать кирпич как измерительный прибор); этой концепции суждено было оказать значительное влияние на исследования решения задач. Действи­тельно, когда объекты или идеи с закрепленными за ними функциями ста­новятся частью ситуации по решению задачи, где от них требуется выпол­нение иной функции, субъект вынужден преодолевать эту "установку".

Обычно понятие установки связывается с состоянием ума (привычкой или склонностью), привносимым человеком в процесс решения задачи, однако более широкое (и оригинальное) определение этого термина опи­рается на представление о всякой подготовительной когнитивной актив­ности, предшествующей мышлению и восприятию. Последнее определе­ние предусматривает, что, участвуя в означивании стимула, установка способна улучшать качество восприятия или мышления (например, в слу­чае с двусмысленным словом, организацией следующего хода в шахмат­ной игре или очередной реакции в социальной ситуации), но что она мо­жет также и подавлять восприятие или мысль (когда, решая задачу, ис­пытуемый снова и снова возвращается к некоторому непродуктивному решению, навязанному прошлым опытом). Например, Дункер (1945) да­вал испытуемым три картонных ящика, спички, чертежные кнопки и свеч­ки и просил их сделать так, чтобы свечку можно было прикрепить к экра-

Мышление, раздел 2: решение задач, творчество и человеческий интеллект

461

В каждой из приведенных ниже головоло-

6. Оглядывает все кусочки и двигает пальца­ми маленький крест.

мок, помеченных буквами (А—Е), от испы- 7. Двигает пальцами В5.

туемого требуется, чтобы он построил квад­рат из кусочков (1, 2, 3, 4 и т.д.). Крест дол­жен быть составлен из всех, кусочков.

Ниже приводится протокол одного из решений задачи с крестом испытуемым, ко­торый предварительно составил пять малых квадратов.

1. Оглядывает всю доску. Глаза двигаются быстро. Передвигает пальцами несколько кусочков, особенно D5 (наблюдение).

2. Берет D5.

3. Передвигает пальцами В5.

4. Помешает D5 в центре вниз, так, что он выглядит как крест и не мог бы составить квадрат.

5. Складывает кусочки вверху в рассортиро­ванном порядке.

8. Берет В5 — останавливается, колеблет­ся, сидит очень тихо...

9. Делает пять квадратов всего с одной ошиб­кой и сдвигает их вместе, образуя гречес­кий крест.

Замечания испытуемого

1. Похоже все эти кусочки я использовал раньше... Интересно, все они здесь. (Вспо­минает без связи с текущей задачей.)

2. Логично начать с большого креста (D5). (Скрыто анализирует.)

3. Может, малый крест завершает эту шту­ку. (Анализирует.)

4. Готового решения нет, но начнем с этого (D5).

5. Возьмем все похожие кусочки вместе, тог­да если один получится, то и все то же.

6. Может с малым крестом в центре______.

Это должно быть гораздо шире, чем эти крылья в центре. (Анализирует.)

7. Может начать с этого малого креста как с квадрата, потому что для очень многих ку­сочков нужен большой центр. (Анализи­рует.)

8. (Повышает голос и говорит возбужденно.) Вот это пойдет, наконец мне пришло на­стоящее решение. Сделать пять квадра­тов, а это может быть в центре.

Человек останавливается в гостинице; у него кончились деньги, и их не будет 23 дня. Хо­зяин гостиницы не дает номер в долг, но у человека есть золотая цепь из 23 звеньев, и хозяин согласен принимать в уплату по од­ному звену цепи за каждый последующий день, возвратив цепь после получения денег. Вопрос: Сколько звеньев цепи придется от­цепить человеку, чтобы выполнить соглаше­ние?

*Взято из- Woodworth (1938)

Мышление и интеллект - естественный и искусственный 462

ну и использовать как светильник. Одним испытуемым экран, свечи, кноп­ки и спички давали в отдельных коробках, а другим испытуемым эти же предметы давали вместе с тремя коробками — т.е. предметы были не в коробках. Решение этой задачи заключалось в том, чтобы спичкой зажечь свечку, затем накапать из нее на коробку немного воска, прилепить свеч­ку к коробке, а затем кнопкой прикрепить коробку к экрану. Когда короб­ки были "использованы заранее" в качестве контейнеров, испытуемым было гораздо труднее решить эту задачу, чем когда коробки не были "ис­пользованы заранее". В более поздних экспериментах (Glucksberg and Danks, 1969) было показано, что даже если просто обозначить объект названием, этим в памяти испытуемого зафиксируется некоторая установ­ка, которая может либо облегчить решение задачи, либо помешать ему.

В ранних экспериментах использовались самые разнообразные виды задач — от механических до логических. (Примеры двух задач показаны в рамке на с. 462.) Как показали протоколы (записи речи испытуемых во время их "мышления вслух"), в процессе решения задачи можно выделить отчетливый ряд последовательных этапов. Обычно испытуемые сначала выясняют, что именно от них требуется. Затем они генерируют, проверя­ют и подтверждают гипотезы о возможных решениях; если гипотезы не подтверждаются, генерируются новые. Таким образом, в этом процессе проб и ошибок неудачные гипотезы заменяются новыми. Эти ранние экс­перименты почти ничего не говорили о том, как возникают гипотезы, в них также не постулировалось возможное участие в этом процессе каких-либо когнитивных структур.

Как показано в вышеприведенной задаче о коробках и свечках, резуль­тат может значительно зависеть от того, как представлена задача. В своей живой книге о мышлении и решении задач Моше Рубинштейн (Rubinstein, 1986) рассказывает историю о том, что, когда его дочь училась за грани­цей, она никак не могла собраться ответить на множество посланных ей писем. Тогда Рубинштейн написал ей, что к письму он прилагает чек на 500$, чего он на самом деле не сделал. Его дочь позвонила через 4 дня. Результат можно радикально изменить, если изменить ту репрезентацию, от которой зависит восприятие задачи человеком.

Деятельность по решению задач никогда не пользовалась такой попу­лярностью, как другие темы исследований и обычно отвергалась экспери­ментальными психологами как нечто несерьезное. Это довольно неодноз­начная проблема и контролировать ее в эксперименте чрезвычайно труд­но. Когда мы добавляем "независимую" переменную, манипулируем ею или убираем ее, мы можем повлиять на процесс мышления, или на кон­текст деятельности, или на оба, или ни на то, ни на другое. Кроме того, трудно было создать четко определенную систематику задач, и в результа­те этого практически отсутствовали поддающиеся проверке гипотезы и теории. Новый интерес к этой области возник частично благодаря разра­боткам в области искусственного интеллекта, являющегося "проблемно ориентированной" сферой, а также памяти (в которой собственно и про­исходит решение задач). Развитым моделям, появившимся в обеих этих областях, еще предстоит обжить разнообразную сферу когнитивных про­цессов человека, включая такую значительную ее часть, как решение за­дач.

Мышление, раздел 2: решение задач, творчество и человеческий интеллект

463

Искусствен­ный интел­лект (ИИ) и решение задач

Искусственный интеллект (ИИ) - это способность машин делать то, что требует интеллекта. Значительная часть исследований ИИ направлена на открытие и описание когнитивных процессов человека с тем, чтобы их можно было смоделировать на высокоскоростных компьютерах. Были раз­работаны компьютерные программы, которые умеют играть в игры (шах­маты, шашки, крестики-нолики, го, гомоку, покер и т.д.) лучше, чем боль­шинство людей, а также анализировать математические задачи и решать задачи символической логики.

Наиболее известную ИИ модель решения задач разработали Ньюэлл, Саймон и Шоу (Newell, Simon, and Shaw, 1958; Newell, Simon, and Shaw, 1960; Newell and Simon, 1963; Newell and Simon, 1973); она называется Универсальный Решатель Задач (УРЗ). Эта грандиозная модель разраба­тывалась с целью моделирования целого спектра явлений, происходящих у человека при решения задач, и в ней предусмотрены большой объем хранения, а также стратегии поиска и концепции, имитирующие процессы решения задач человеком. Создатели системы описывают это так:

"Мы постулируем систему обработки информации с большим объемом хранения, где хранятся среди прочего сложные стратегии (программы), которые могут вызываться стимулами. Стимул определяет, какая стратегия или стратегии могут быть вызваны: содержание этих стратегий уже определено предшествующим опытом системы. Способность этой системы отвечать сложным и высокоселективным способом на относительно простые стимулы обеспечивается за счет хранения программ и этой "активной" реакции на стимулы. Явления установки и инсайта и иерар­хическая структура системы реакции — все это результат такой "активной" организации центральных процессов."

В УРЗ был заложен важный принцип, согласно которому задача есть раз­личие между двумя состояниями, скажем А и В. Состояние А определяет­ся как то, что уже существует, а состояние В — как желаемая цель. Решить задачу — это значит проделать определенные преобразования над А так, чтобы оно стало идентичным В. При решении задач используется процедура анализа признаков состояний А и В, причем различия между ними определяются путем сопоставления. Признаки А, которые не соот­ветствуют В, подвергаются ряду преобразований. Затем эти преобразо­ванные признаки сверяются с признаками В, и так пока не будет найдено соответствие. При этом говорят, что решение задачи возникает тогда, ког­да признаки существующего и конечного состояния идентичны. Типичная задача Ньюэлла и Саймона (1972) выглядит так:

"Я хочу устроить моего сына в детскую школу. Какова разница между тем, что я имею, и тем, что я хочу? Разница в расстоянии. Что изменяет расстояние? Мой автомобиль. Мой автомобиль не работает. Что нужно, чтобы заставить его работать? Новый аккумулятор. Где есть новый аккумулятор? В ремонтной мастерской. Я хочу, чтобы в мастерской мне поставили новый аккумулятор, но они не знают, что он мне нужен. В чем затруднение? В связи. Что обеспечивает связь? Телефон... И так далее.

Мышление и интеллект - естественный и искусственный 464

Авторы так анализируют этот процесс: ,

/. Если имеется объект, который не соответствует желаемому, можно обнаружить различия между имеющимся объектом и желаемым.

2. Операторы влияют на некоторые свойства их операндов, а другие оставляют без изменений. Следовательно, операторы могут характеризоваться продуцируемыми ими изменениями и их можно попытаться использовать для устранения разли­чий между теми объектами, к которым они применяются, и желаемыми объектами.

3. На одни различия сложнее воздействовать, чем на другие. Сле­довательно, выгодно попытаться устранить "трудные" раз­личия, даже и за счет введения новых, менее трудных разли­чий. Этот процесс может повторяться, пока есть продвиже­ние в направлении устранения более трудных различий.

Используя описанный здесь метод, исследовательская группа Ньюэлла пред­приняла решение широкого ряда различных задач со значительным успе­хом. (Анализ криптоарифметических задач, с которыми имел дело УРЗ, см. в Главе 15.)

Иллюстрацией может служить хорошо известная задача про людоедов и миссионеров: Три людоеда и три миссионера хотят переплыть реку. У них только одна лодка, которая может выдержать двух человек, и нет никаких других средств переплыть реку. Если на какой-нибудь стороне реки остается больше людоедов, чем миссионеров, людоеды съедят мисси­онеров. Задача: как наилучшим образом переправить всех шестерых на другой берег за минимальное количество ездок, не потеряв ни одного мис­сионера съеденным?² В этой задаче есть два хорошо определенных компо­нента: начало (шесть человек на одном берегу) и конец (шесть человек на другом берегу). Этого можно достичь путем ряда операций или процедур по их транспортировке (Рис. 14.1).

За эту задачу УРЗ берется при помощи анализа "средства-результат". Чтобы отыскать средство для достижения результата (т.е. способ пере­править шесть человек на другой берег), он определяет, какие подцели предстоит поставить и решить. (Если бы лодка была достаточно большой, чтобы перевезти шесть человек, то в процедуре подцели не было бы необ­ходимости. Решение было бы простой одноэтапной операцией: Грузи всех в лодку и плыви.) Одна из подцелей всей задачи состоит в том, чтобы перевезти двух человек с одного берега на другой и при этом следить за тем, чтобы ни на одном берегу не оставить больше людоедов, чем мисси­онеров. Если эта процедура не срабатывает, следует установить новые подцели. Этапы решения показаны на Рис. 14.1. (Чтобы убедиться, что решение, полученное УРЗ, похоже на то, к которому приходят люди, Нью-элл и Саймон сопоставили его с протоколом, содержащим описание мыс-

Мышление, раздел 2: решение задач, творчество и человеческий интеллект

465

\ ^ч