Wstęp do kognitywistyki

Transkrypt

1 Wstęp do kognitywistyki Wykład pierwszy Poznanie jako problem filozoficzny i jako problem naukowy Andrzej Klawiter htpp:// klawiter@amu.edu.pl

2 Główne tematy wykładu Kognitywistyka jako nauka o poznaniu Mózg, umysł, świadomość Punkty zwrotne w badaniu umysłu Umysł poznający: Emocje budowa, działanie, użycie Powstanie, rozwój i stan aktualny kognitywistyki Reprezentacja Percepcja wzrokowa Percepcja słuchowa Świadomość

3 Kognitywistyka: pierwsze przybliżenie kognitywistyka (cognitive science) Multidyscyplinarna nauka o poznaniu (procesach poznawczych)

4 Kognitywistyka: drugie przybliżenie Kognitywistyka (cognitive science) multidyscyplinarna nauka o poznawaniu (działaniu systemu poznawczego) i jego roli w inteligentnym działaniu. Bada ona (1) czym poznanie jest, (2) do czego prowadzi, (3) jak ono działa. (za: A Companion to Cognitive Science,1998)

5 Próba dookreślenia (1) Co to znaczy, że kognitywistyka jest nauką? (2) Jaki jest jej status względem innych nauk? (3)Na czym polega jej multidyscyplinarność? (4) Co to jest poznanie (system poznawczy)? (5) Jak działa system poznawczy?

6 Kognitywistyka szuka praw działania umysłu Skoro kognitywistyka jest nauką, to nie poprzestaje na czystym opisie działania systemu poznawczego lecz zmierza do odkrycia prawidłowości ( praw ) jego działania. Twierdzenia kandydujące do roli praw działania umysłu podlegają rygorystycznej kontroli i testom konfrontującym je z danymi zebranymi w badaniach empirycznych.

7 Kognitywistyka a inne nauki Kognitywistyka nie jest częścią jednej z istniejących nauk Kognitywistyka nie jest przedsięwzięciem interdyscyplinarnym (takim np. jak, projekt Manhattan), polegającym na zestawieniu dobrze potwierdzonej wiedzy wypracowanej w różnych naukach. Kognitywistyka jest multidyscyplinarna (ta własność zostanie objaśniona później)

8 Powróćmy do źródeł, czyli do filozoficznego ujęcia poznania

9 Filozoficzne ujęcie poznania Poznanie to relacja między podmiotem a przedmiotem Badanie poznania to ustalanie cech podmiotu i przedmiotu branych z osobna i dookreślanie zachodzącej między nimi relacji Relacja polega na tym, że w podmiocie pojawia się obraz przedmiotu

10 Cechy poznania w ujęciu filozoficznym (dookreślenie) Świat, w którym żyjemy dostępny nam jest przede wszystkim za sprawą poznania. Narzędziem służącym podmiotowi do poznawania jest umysł. Podstawową formą aktywności umysłu jest poznawanie. Inne formy jego aktywności (emocje, sterowanie działaniem, itp.) są pochodne względem poznania, albo mniej ważne niż ono. Proces poznawania polega na tworzeniu umysłowych (mentalnych) obrazów rzeczywistości. Obrazy te pełnią funkcję reprezentowania odpowiednich składników lub aspektów rzeczywistości.

11 Z powrotem do teraźniejszości, czyli do naukowego ujęcia poznania

12 Poznanie z naukowego punktu widzenia Ujęcie monodyscyplinarne poznanie daje się badać na gruncie jednej dyscypliny naukowej (np. psychologii poznawczej, sztucznej inteligencji) Ujęcie interdyscyplinarne zastana wiedza z różnych dyscyplin używana jest do opisu procesu poznania (podobnie postępowano w projekcie Manhattan budując bombę atomową) Ujęcie multidyscyplinarne wykorzystanie zastanej wiedzy z różnych dyscyplin do wytworzenia nowej wiedzy o poznaniu (szerzej: o umyśle), która wykracza poza dotychczasowe ramy naukowego podziału pracy

13 Poznanie: podejścia naukowe Przykładowe monodyscyplinarne ujęcia procesów poznawczych z wybranych nauk empirycznych poznanie to: dopasowanie reakcji systemu sensorycznego do poziomu natężenia bodźca ze środowiska (psychofizyka) szczególny rodzaj procesów psychicznych będących mentalnymi odpowiednikami obiektywnych stanów rzeczy (psychologia) tworzenie językowych obrazów odnoszących się do pozajęzykowych stanów rzeczy (językoznawstwo) procesy mózgowe traktowane jako korelaty procesów przetwarzania informacji (neuronauka)

14 Poznanie: podejście kognitywistyczne Poznanie to (a) wieloaspektowy i wielopoziomowy proces wydobywania informacji z otoczenia, po to by (b) przetworzyć ją w wyspecjalizowanych systemach organizmu (c) a następnie wykorzystać ją w celu zwiększenia szansy tego organizmu na przetrwanie.

15 System poznawczy z perspektywy kognitywistyki Przedmiotem badania kognitywistyki jest system poznawczy. Jest to układ zbierający informację, przetwarzający ją i udostępniający do wykorzystania innym systemom (np. motorycznemu, emocjonalnemu, decyzyjnemu)

16 Kognitywistyczne ujęcie człowieka Człowiek to istota informacjożerna (informavore) Określenie to zaproponował George Miller (1983), "Informavores", in Machlup, Fritz; Mansfield, Una, The Study of Information: Interdisciplinary Messages, a przywołują m.in. Daniel Dennett i Steven Pinker

17 Kognitywistyczne modelowanie umysłu poznającego Umysł poznający modelowany jest jako wielopoziomowy, zorganizowany hierarchicznie system obliczeniowy, przetwarzający informację w układach o architekturze sieci neuronowych Adekwatność tych modeli konfrontowana jest z neurobiologiczną wiedzą o strukturach i funkcjach systemów oraz podsystemów układu nerwowego

18 Architektonika kognitywistyki: ZASTOSOWANIA POZIOM PODSTAWOWY Kognitywistyka Neuronauka BAZA Językoznawstwo kognitywne Sztuczna inteligencja Informatyka FUNDAMENT Biologia Psychologia Logika Filozofia

19 Przykład pierwszy: ślepota na barwy ujęcie filozoficzne - problem Marii ujęcie kognitywistyczne - analiza defektów widzenia (achromatopsji) spowodowanych uszkodzeniem czopków na siatkówce lub ślepotą korową

20 Problem Marii, neurobiologa ślepego na barwy Czy Maria, neurobiolog z przyszłości, która całe życie spędziła w świecie czarno-białym i zdobyła całą dostępną nauce wiedzę o widzeniu barwnym naprawdę wie, na czym polega doznanie czerwieni, kogoś, kto patrzy na dojrzałą truskawkę? (Frank Jackson, 1982, "Epiphenomenal Qualia"; 1986 "What Mary didn't Know"; przekład polski Czego nie wiedziała Maria Przegląd Filozoficzno-Literacki, 4(6)/2003 )

21

22 Problem Marii: odpowiedź filozofa Wiedza, jaką posiada Maria o widzeniu barwnym pozwala na rozwiązanie tzw. łatwych problemów świadomości (należy do nich cała wiedza naukowa o procesach widzenia) Wiedza ta (nawet gdyby była kompletna) nie dostarcza narzędzi pozwalających odpowiedzieć na pytanie Jak to jest doznawać (mieć wrażenie) czerwieni (zieleni, żółci, itp.)? Takie pytanie to trudny problem świadomości (nazwany także problemem qualiów a także problemem świadomości fenomenalnej). Lokuje się on poza obszarem znanych nam nauk. [Chalmers 1995,1996] Gdyby więc Maria wydostała się z czarno-białego świata dowiedziałaby się czegoś nowego, mianowicie: jak to jest widzieć barwnie. Jej wiedza wzbogaciłaby się o składnik, którego nie znała wcześniej.

23 Przekształcenie problemu Marii w problem naukowy (1) Problem Marii w oryginalnym sformułowaniu (Jacksona) to eksperyment myślowy. W nauce eksperyment myślowy jest składnikiem teorii. Nie ma teorii naukowej, z którą dałoby się powiązać problem Marii Aby przekształcić problem Marii w zagadkę naukową można założyć, że będąc specjalistką od widzenia barwnego sama cierpi na ślepotę na barwy (color blindness). W takim sformułowaniu problem brzmi: Czy po przywróceniu zdolności do widzenia barwnego Maria wzbogaci swoją wiedzę o widzeniu barwnym?

24 Przekształcenie problemu Marii w problem naukowy (2) Odpowiedź badacza brzmi: tak sformułowane pytanie wymaga dookreślenia, tak, aby było zgodne z nasza wiedzą o ślepocie na barwy. Po dookreśleniu trzeba przeprowadzić badania i to one dopiero pozwolą rzetelnie rozważyć problem Marii.

25 Ślepota na barwy z perspektywy kognitywistyki: opis procesu dookreślania Identyfikacja odmian ślepoty na barwy Ustalenie, jakie defekty w systemie wzrokowym są jej źródłem Wyjaśnienie, jak takie upośledzenie widzenia powstaje i czy można je usunąć lub temu zaradzić

26 Odmiany ślepoty na barwy całkowita siatkówkowa ślepota na barwy retinal achromatopsia - wrodzony defekt czopków, informacja wzrokowa pochodzi tylko z pręcików na siatkówce [Oliver Sacks, 2000, Wyspa daltonistów i wyspa sagowców] ślepota korowa cerebral achromatopsia, color agnosia - uszkodzenie obszaru V4 w korze wzrokowej [Semir Zeki, 1993, A Vision of the Brain]. To zaburzenie widzenia ma charakter nabyty ślepota wzgórzowa bardzo rzadkie przypadki, kiedy ślepota na barwy spowodowana jest uszkodzeniem struktur wzgórza, przede wszystkim ciała kolankowatego bocznego (LGN)

27 Siatkówkowa ślepota na barwy: ustalenia wstępne daltonizm zwykły (dichromatyzm deuteranopia): nierozróżnianie kolorów zielonego i czerwonego (1 na 20 mężczyzn) daltonizm całkowity (monochromatyzm albo achromatopsja): ślepota na barwy (1 na osób)

28 Defekty towarzyszące całkowitej ślepocie siatkówkowej nadwrażliwość na światło zmniejszona ostrość widzenia oczopląs

29 Protezy pomagające cierpiącym na całkowitą ślepotę siatkówkową duże ciemne okulary szkło powiększające luneta

30 Specyfika kognitywistycznego badania ślepoty na barwy badania ślepoty na barwy pokazują, że jest to nie jeden lecz cały szereg powiązanych ze sobą problemów pytanie wyjściowe: Na czym polega to, że nie widzimy barw? rozpada się na wiele pytań szczegółowych rozwiązania kolejnych problemów czynią pytanie wyjściowe coraz mniej ważnym, bo okazuje się, że odpowiedzi zależą od rodzaju ślepoty na barwy w efekcie, okazuje się, że nie ma prostej odpowiedzi na problem Marii

31 Jaki pożytek z rozwiązania problemu Marii ma filozof? W przypadku filozofa odpowiedź nie wymaga skorzystania z naukowej wiedzy o widzeniu. Tym, o co się troszczy, to znalezienie apriorycznych (przyjętych z góry, niezależnie od wiedzy empirycznej) argumentów za odpowiedzią pozytywną (usunięcie ślepoty na barwę wzbogaci wiedzę Marii o widzeniu barwnym) albo negatywną (nie wzbogaci jej wiedzy). Powiedzieć można, że jego celem jest pozbycie się dręczącego problemu i przejście do następnego problemu, który znów przyprawi go o ból głowy

32 Jaki pożytek z rozwiązywania problemu Marii ma kognitywista? Rozwiązując problem Marii kognitywista coraz lepiej rozumie mechanizm widzenia barwnego: aby wiedzieć, z jakim typem ślepoty na barwy ma do czynienia musi ustalić jak dokładnie przebiega ten proces u ludzi zdrowych i z jakich podprocesów się składa. Znając mechanizm widzenia barwnego potrafi ustalić co uległo w nim uszkodzeniu. Poprawna diagnoza pozwala na poszukiwanie skutecznej terapii tego schorzenia.

33 Dwa typy problemów badawczych problem uwierający - taki, którego rozwiązanie polega na jego zniknięciu problem ekspandujący - każda próba jego rozwiązania generuje problemy nowe [Klawiter Powab i moc wyjaśniająca kognitywistyki, NAUKA, 3/2004]

34 Problem Marii w ujęciu filozoficznym to problem uwierający Tradycyjnie pojmowany problem filozoficzny to problem uwierający. To coś, co nam przeszkadza ( jak kamień w bucie ) i dlatego dążymy do pozbycia się go. Filozof postępuje z problemem jak lekarz z chorobą (Ludwig Wittgenstein, Dociekania filozoficzne, 255). Tak jak lekarz zmierza do usunięcia choroby, tak filozof zmierza do pozbycia się problemu. Odpowiedź na problem Marii przynieść może ulgę, ale nie otworzy nowych horyzontów

35 Problem Marii w ujęciu kognitywistycznym to problem ekspandujący Problemy kognitywistyczne, podobnie jak inne problemy w nauce, mają charakter ekspandujący. Przystąpienie do rozwiązania takiego problemu wymaga wyodrębnienia zagadnień składowych, a kolejne odpowiedzi rodzą problemy nowe. W świetle coraz to nowych pytań i odpowiedzi problem początkowy jawi się po jakimś czasie jako naiwnie lub wadliwie sformułowany. Tak jest też z problemem Marii. Rozbicie go na podproblemy pokazuje, że jest on sformułowany wadliwie, gdyż nie ma jednego, prostego jego rozwiązania.

36 Wybrane podręczniki i encyklopedie z kognitywistyki

37 Przewodnik po kognitywistyce Part 1. The Life of Cognitive Science Part II. Areas of Study Part III. Methodologies of Cognitive Science Part IV. Stances Part V. Controversies Part VI: Cognitive Science in the Real World Appendix: Biographies of Major Cognitive Scientists

38 Popularne, niezbyt udane, wprowadzenie do kognitywistyki w kiepskim przekładzie Standardowe wyposażenie Myślące maszyny Zemsta kujonów Oko wyobraźni Dobre pomysły Szaleńcy Wartości rodzinne Sens życia

39 Foundations of Cognitive Science

40 An Invitation to Cognitive Science

41 Handbook of CognitiveScience. An Embodied Approach (2008) Ujęcie umysłu jako ucieleśnionego (embodied) oraz osadzonego (embedded)

42 Mind. Introduction to Cognitive Science

43 Podręcznik: Cognitve Science. An Introduction to the Science of the Mind

44 Podręcznik (2006) ujęcie z wielu perspektyw

45 Kolejny podręcznik (2012)

46 MIT Encyclopedia of the Cognitive Sciences Wartościowa pozycja polecam Dostępna na cognecie przez stronę biblioteki UAM

47 Encyklopedia kognitywistyki (2002) 4 grube tomy łącznie 4456 stron cena - 2, (dla kupujących z Polski)

48 The Millenium Project (2000): Top 100 Works in Cognitive Science 100 najważniejszych prac z kognitywistyki, jakie ukazały się przed rokiem