Когнитивная психология тривоас! Москва, 1996 ббк88 C60

лей испытуемого, проходящих в его голове при решении этой задачи. Эта процедура будет показана в Главе 15.)

Используя сходную задачу, Томас (Thomas, 1974) пытался выяснить, выделяют ли испытуемые подцели при решении сложных задач. Условия его задачи про хоббитов и орков³ требовали, чтобы три хоббита и три орка пересекли реку в лодке, способной выдержать не более двоих, и чтобы орки никогда не превосходили числом хоббитов на обоих берегах. Формальный граф поиска показан на Рис. 14.2, где каждому состоянию соответствует трехзначный код: первая цифра показывает количество хоб­битов на начальной стороне, вторая цифра — число орков на начальной стороне и третья цифра — положение лодки (1- лодка на начальной сторо­не, 0- лодка на противоположной стороне). Так, 3,1,1 означает, что есть три хоббита и один орк и лодка на начальной стороне. Испытуемый в

³Хоббит — сказочное существо из произведений Дж Толкина, отличающееся добротой и доверчивостью Орк — сказочный великан-людоед— Прим пе-рев

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

467

Рис. 14.3. Доля невер­ных ответов для каждо­го этапа процесса ре­шения задачи о хобби-тах и орках. Адаптиро­вано из: Thomas (T974).

общем не осознает этого, но почти в каждой точке решения возможны только два хода — один верный и один тот же самый, который только что сделал испытуемый.

Анализируя время обдумывания хода и сделанные ошибки (Рис. 14.3 и Рис. 14.4), Томас обнаружил, что и то, и другое достигает наибольшего значения в состояниях 321 и 110 соответственно (3 хоббита, 2 орка и лодка на одной стороне; и 1 хоббит, 1 орк и лодка на другой стороне). Характер затруднений, с которыми испытуемый встречается в этих точ­ках, до некоторой степени не зависит от количества обнаруженных испы­туемым вариантов хода и указывает на то, что испытуемый делит целую задачу на три подзадачи: от начала до состояния 321, от 321 до ПО и от 110 до решения (000). Как эти наблюдения, так и наблюдения, сделанные Грино (Greeno, 1974) хорошо подтверждают гипотезу о том, что, работая над задачей, испытуемые делят ее на подзадачи.

Рис. 14.4. Среднее время, требуемое для ответа на каждом эта­пе процесса решения задачи о хоббитах и орках. Числа на оси 'Состояние* соответ­ствуют числам в прямо­угольниках на Рис. 14.2. Адаптировано из: Th­omas fl974).



Мышление и интеллект - естественный и искусственный 468

Рейтман (Reitman, 1965) выразил мнение (упоминавшееся ранее), что для концептуальной задачи не существует общего решения. И действи­тельно, прежде чем процесс можно будет смоделировать, следует дать описание его компонентов. Нестрогое определение "задачи" малопригод­но для моделирования процесса ее решения. Техническое применение модели отличается большей конкретностью, поскольку формулировка "за­дачи" при этом осуществляется в терминах тех факторов, которые лежат в ее основе, образуя единую широкую многомерную область. Хотя отдель­ные задачи могут различаться по своей важности и составляющие ее фак­торы могут быть многочисленны и различны, некоторые теоретики пред­полагают, что аналитическая процедура должна определяться на единой многомерной области. Рассматривая этот вопрос сразу с нескольких на­правлений, Рейтману удалось создать классификацию "задач". Во-пер­вых, есть множество различных задач, в которых предусматривается пре­образование или создание состояний, объектов или скоплений объектов. Примером такой задачи может быть изготовление шелкового кошелька из свиного уха. Здесь хорошо определены начальное (свиное ухо) и конечное (шелковый кошелек) состояния. На следующем этапе этой задачи осуще­ствляется поиск ряда операций по превращению уха в кошелек. В задачах второго типа требуется, чтобы испытуемый изобрел конечный объект, как в случае с загадками и головоломками; например, что имеет восемь ног, три головы и два крыла? или что такое красное и делает "тум-тум"?⁴ В задачах третьего типа в начальный момент имеется один или более компо­нентов (каждый из которых есть нечто конкретное), а на конечной стадии таких задач один или более компонентовЧеряют свою самостоятельную сущность. С задачей такого типа столкнулся шеф-повар Наполеона:

В одной кулинарной легенде рассказывается, как однажды Наполеон захотел отпраздновать хорошим обедом победу над австрийцами в битве под Маренго. Однако, по причине войны у его шеф-повара не оказалось под рукой ничего, кроме цыпленка, нескольких луковиц, грибов, помидо­ров и вина. Тем не менее, применив типично галльскую изобретатель­ность (так говорится в этой истории) он сумел приготовить из этих ингре­диентов блюдо, понравившееся императору (цыпленок маренго).

В задачах четвертого типа имеется хорошо определенный объект и известно конечное состояние, достигаемое путем некоторого преобразова­ния начального объекта; например, улучшение работы автомобиля. Нако­нец, существует несчетное количество задач, являющихся сложным спла­вом вышеперечисленных четырех типов. Определив категорию сложной задачи по хорошо составленной классификации, можно прийти к созда­нию более реалистичной модели процесса решения задач человеком.

Рейтман и его коллеги (Reitman, Grove and Shoup, 1964) разработали в рамках информационного подхода модель, названную "Аргус". Основ­ные компоненты Аргуса — это центральный исполнитель и сеть семанти­ческих элементов. Выполняемые им функции весьма близко напоминают УРЗ, поскольку Аргус использует последовательную обработку. Однако, Аргус допускает, что многие когнитивные процессы происходят одновре­менно. С другой стороны, УРЗ обладает выраженным "единомыслием": он не способен отвлекаться. Кроме прочего, нам, людям, в процессе решения

Ютветы, соответственно: Человек, едущий на лошади и держащий курицу; яблоко, свисающее вплотную к забору.

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

469

С простыми задач Аргус справлялся довольно хорошо. Вначале он ре­шал несложные задачи на равенство отношений, например, горячий:хо-

лодный::длинный:------(стена, короткий, мокрый, лысый). Более сложные

задачи на равенство отношений, такие как: Самсон:волосы::Ахилл:—(сила, щит, пятка, палатка) оказались для Аргуса сложными, хотя люди справля­ются с ними легко. Аргус решает задачу о Самсоне так, как если бы это была задача типа горячий:холодный, но Мы знаем миф об Ахиллесовой пяте, он — часть приобретенного нами обширного запаса информации о культурной истории; Аргус этого не знает. Несмотря на недостатки, Ар­гус представляет собой грандиозную попытку приблизить работу програм­мы для решения задач к тому, как это делает человек.

Многие исследования по решению задач были сконцентрированы на задачах одновременно простых и хорошо определенных, сильно отличав­шихся от тех неоднозначных задач, с которыми ежедневно встречаются и которые решают люди. Как отмечает Рейтман, компьютерное моделирова­ние деятельности по решению задач ущербно как минимум в двух отноше­ниях: тем, что большинство программ жестко последовательны, и тем, что доступ к информации в них совершенен. С другой стороны, когда люди решают задачи, они легко отвлекаются, и, конечно, ни наша процедура, ни наша информация несовершенны. Способность отвлекаться, непоследова­тельную обработку и неважную память трудно внести в компьютер в виде программы, но заслуга Рейтмана хотя бы в том, что он определил те мо­менты, которые делают проблематичной разработку программ решения задач.

Внутренняя Когнитивные психологи концентрировали свои усилия в основном на изу-репрезента- чении процессов построения внутренних репрезентаций. Систематичес-ция и реше- ^кий поиск определенных когнитивных структур, участвующих в деятель-ние задач ности по решению задач, появился относительно недавно. Не случайно

возникшие модели тесно связаны с имеющимися знаниями о структуре памяти и семантических сетях: по обеим этим областям имеется обшир­ная литература, и решение задач, конечно же, связано и с факторами памяти, и со многими факторами семантических сетей.

г

Кратковре­менная память

ет в кратковременную память, которая имеет очень ограниченный объем и из которой информация легко воспроизводится. Постоянное хранилище информации о понятиях и отношениях между ними организуется в систе­ме, называемой семантическим и фактическим знанием, которая прямо аналогична тому, что мы описали выше как долговременную память. В такой системе знание хорошо организовано и воспроизведение происхо­дит систематическим способом. Третий элемент модели Грино — это "ра­бочая память", имеющая достаточный объем, чтобы удерживать и воспро­изводить умеренное количество информации. В качестве примера рабочей памяти у человека можно привести способности к удержанию и воспроиз­ведению информации о решении задач и к внутренней репрезентации, о которой вы прочитали в начальной части этого раздела.

Решение задач в модели Грино включает два основных этапа: построе-ние^ когнитивной сети (или дерева), репрезентирующей задачу, и затем построение набора отношений, соединяющих сеть задачи с желаемой се­тью, или сетью решения (Рис. 14.6). Первая из этих операций (т.е. постро­ение "когнитивного дерева") происходит в рабочей памяти. Удобным при­мером здесь является решение математической задачи. В этом случае струк­тура, образованная в рабочей памяти, содержит организованный список переменных. Следующей операцией является построение сети связей между имеющимися переменными (закодированными теперь в структуре рабочей памяти) и желаемыми свойствами, составляющими решение этой задачи. Этот последний процесс осуществляется с целью модификации структу­ры, удерживаемой в рабочей памяти, и в нем участвует информация из семантической памяти. Здесь воспроизводится информация двух типов:



Рис. 14.6. Два этапа реше­ния задач — когнитивная сеть (сплошные линии) и связую­щие отношения (штриховые линии!. Адаптировано из: Gr-еепо(1973).

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

471

информация о правилах и информация о связях. Например, если в задаче требуется найти длину гипотенузы треугольника, один из углов которого равен 90°, можно воспроизвести теорему Пифагора (информация о прави­лах). Если это шахматная задача, ее решение едва ли удастся найти в семантической памяти, но у нас есть определенная информация о том, как фигуры связаны между собой. Эта информация (о связях) служит инстру­ментом для изменения структуры рабочей памяти. Благодаря модели Гри-но, мы имеем в контексте современного информационного подхода кон­цептуальные рамки, удобные для понимания когнитивных процессов, происходящих при решении задач.

При изучении игровой деятельности человек играл против компьюте­ра; это давало исследователям некоторый контроль над стратегией и мас­терством оппонента — компьютера, играющего хорошо.

Внутреняя репрезентация, которая образуется при решении задач (как и при многих других видах деятельности), очень субъективна: конфигура­ция реального мира не обязательно полностью соответствует внутренней репрезентации испытуемого, получаемой путем мысленной транскрипции. Например, когда игрок рассматривает конфигурацию, показанную на Рис.14.7А, как позицию в игре гомоку, для него будет важным тот паттерн (и, следовательно, одна данная внутренняя репрезентация), что показан скрещенными линиями на Рис. 14.7В; однако, если он играет в го, то важ­ной для него репрезентацией, возможно, была бы та "конфигурация захва­та", что показана на Рис.14.7С. Под влиянием мотивации воспринимаю­щего, перцептивная организация задач может отличаться и часто отлича­ется от ее физической природы. Чтобы продемонстрировать расхождения между внутренней репрезентацией и реальными событиями в мире, Эй­зенштадт и Карив просили испытуемых анализировать позицию на доске,

Юбсуждение роли памяти при игре в шахматы см. на с. 100 - 102. Мышление и интеллект - естественный и искусственный 472