Wprowadzenie do kognitywistyki Racjonalność i dokonywanie wyborów w świetle eksperymentalnej psychologii kognitywnej Mateusz Hohol
Czym jest racjonalność? ( ) to po prostu postulat, żądanie, aby człowiek postępował zawsze rozsądnie, zarówno w wyborze zdań, które uznaje za prawdziwe, jak i w decyzjach dotyczących jego działalności. A rozsądnie znaczy tu tyle, co spójnie, w sposób niesprzeczny i zarazem w sposób zgodny z przyjętymi w danej dziedzinie dyrektywami. Mówimy więc, że człowiek, który chce się udać z Krakowa do Zurychu, postąpi racjonalnie, jeśli wybierze drogę na Wiedeń, a postąpiłby nieracjonalnie, nierozsądnie, gdyby jechał do Gdańska, bo ten ostatni wybór stoi w sprzeczności z jego celem. o. Józef Maria Bocheński
Racjonalność praktyczna: Kant Racjonalne są wszystkie sądy praktyczne, które nie naruszają imperatywu kategorycznego: Postępuj tylko według takiej reguły, co do której mógłbyś chcieć, aby stała się prawem powszechnym. Działanie racjonalne, to tylko takie, które jest zgodne z uniwersalnymi regułami.
Racjonalność praktyczna: Hobbes Mówi się, że ludzie kochają to, czego pożądają, a nienawidzą tych rzeczy, wobec których czują awersję. A zatem pożądanie i miłość są tym samym, z tą różnicą, że przez pożądanie pokazujemy brak jakiejś rzeczy, zaś przez miłość, zwykle, jej obecność. Podobnie awersja wskazuje na brak, zaś nienawiść na obecność przedmiotu. Czymkolwiek jest czyjś przedmiot pożądania, jest on tym, co osoba ta nazywa dobrym; tak jak przedmiot nienawiści bądź awersji złem. ( ) Albowiem słów dobro i zło używa się zawsze w odniesieniu do osób, które z nich korzystają. Nie ma zatem niczego po prostu i absolutnie dobrego czy złego ( ). T. Hobbes, Lewiatan W języku Teorii Racjonalnego Wyboru: czyn dobry to taki, który prowadzi do maksymalizacji użyteczności.
Homo oeconomicus Jeden z podstawowych aksjomatów Teorii Racjonalnego Wyboru (TRW). Element formalny: człowiek jest racjonalny w sensie instrumentalnym (tj. dąży do maksymalizacji swojej funkcji użyteczności, wybiera odpowiednie środki do realizacji swoich celów). Element materialny: cele, które sobie stawia są egoistyczne (nastawione na pomnożenie własnych dóbr). Homo oeconomicus kieruje się regułą prawdopodobieństwa, wybiera bardziej realne opcje.
Teoria gier Przedmiot: matematyczne badania optymalnych zachowań w przypadku konfliktu interesów. Terminologia: gra = dowolna sytuacja konfliktu interesów John Nash Herbert Simon gracz = dowolny uczestnik strategia = sposób postępowania gracza, w wyniku którego otrzymuje on wypłatę wypłata = nagroda mierzona jednostkami użyteczności (satysfakcja, pieniądze, wzrost szans reprodukcji genów) Rodzaje gier: o sumie zerowej zysk jednego gracza wiąże się ze stratą drugiego gracza o sumie niezerowej zysk jednego gracza nie wiąże się konieczne ze stratą drugiego (konkurencja nie wyklucza kooperacji) Równowaga Nasha: żaden z graczy nie może podwyższyć swojego zysku przez jednostronną zmianę strategii (czyli bez zmiany strategii wszystkich innych graczy). Strategia ewolucyjnie stabilna: jeśli stosowana jest przez wszystkie osobniki w populacji, to żadna inna strategia nie jest w stanie jej wyprzeć. Strategia dominująca: nie jest gorsza od innej strategii, niezależnie od strategii przeciwnika i zdarzeń losowych.
Czy jesteśmy racjonalnymi decydentami? Mamy do wyboru dwie oferty pracy: Oferta A: 50% pewności podwyżki pensji o 20% w ciągu roku. Oferta B: 90% pewności podwyżki o 10% w ciągu roku. Co wybierze racjonalny decydent? Idealny racjonalny decydent dokona obliczeń: A = 0,20 x 0,50 = 0,10 B = 0,10 x 0,90 = 0,09 Czy ludzie faktycznie są racjonalnymi decydentami?
Problem sądów probabilistycznych W życiu codziennym musimy często wydawać sądy nt. prawdopodobieństwa zdarzeń. Co więcej: sądy te musimy wydawać najczęściej szybko, a następnie na ich podstawie podejmować działania. Hipoteza: nagminnie łamiemy arkana rachunku prawdopodobieństwa i teorii racjonalnego wyboru. Pytanie: czy w życiu codziennym posługujemy się tymi teoriami, ale nieumiejętnie, co prowadzi do błędów, czy też wydajemy sądy i podejmujemy decyzje przy pomocy zupełnie innych mechanizmów?
Psychologia kognitywna a sądy i decyzje Sąd = twierdzenie nt. pewnego stanu danej rzeczy (np. przynależności do kategorii, posiadania cechy, wartości, a także prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia). Decyzja = wybór jednej możliwości z co najmniej dwóch dostępnych opcji. Sama decyzja nie oznacza działania (do działania potrzebna jest jeszcze motywacja i obiektywna możliwość realizacji). Decyzja w warunkach niepewności = zwykle decydent nie zna wszystkich dostępnych opcji, ani konsekwencji wyboru jednej z nich. E. Nęcka, J. Orzechowski, B. Szymura, Psychologia poznawcza, Warszawa: PWN 2008 (większość przykładów podajemy za nimi)
Daniel Kahneman ur. 1934, Tel Awiw Psycholog kognitywny i ekonomista behawioralny wykłada w Princeton (i na wielu innych uczelniach w USA) oraz w Jerozolimie Laureat Nagrody Nobla z ekonomii (2002) Amos Tversky ur. 1937, Haifa, zm. 1996. wykładał na wielu amerykańskich uniwersytetach (m.in. Stanford i Columbia) jeden z pionierów zmatematyzowanej psychologii i kognitywistyki
Tendencyjność sądów Tendencyjność (cognitive bias) = skłonność do systematycznego odstępowania od idealnych reguł rozumowania, a co za tym idzie, popełniania błędów. Błędy te są charakterystyczne, uniwersalne, tworzą prawidłowości! Hipoteza Kahnemana i Tversky ego: ludzie podejmują decyzje kierując się nie racjonalnymi przesłankami i ścisłymi regułami rozumowania, ale heurystykami. Heurystyki = uproszczone reguły wnioskowania, pozwalają szybko formułować sądy, sądy te charakteryzują się dużym stopniem subiektywnej pewności. Najważniejsze heurystyki: reprezentatywności, dostępności, zakotwiczenia i dopasowania.
Heurystyka reprezentatywności Polega na tym, że przesłanką dla sądów i decyzji jest to, czy dany obiekt/zdarzenie jest (subiektywnie) charakterystycznym przedstawicielem szerszego zbioru obiektów/zdarzeń. Np. większość ludzi uznaje, że bardziej prawdopodobnym jest wylosowanie w totolotku liczb 2,9,34,13,19,29 niż 1,2,3,4,5,6. Pierwszy z ciągów jest bardziej reprezentatywny dla totolotka. Konsekwencja: drugi z ciągów będzie tendencyjnie niedoszacowywany przez graczy w totolotka.
Jak oceniamy reprezentatywność? Obiekt reprezentatywny = ma dużą liczbę cech wspólnych z innymi obiektami kategorii. (1) uwzględniamy podobieństwo obiektu/zdarzenia do innych obiektów/zdarzeń tej samej klasy/kategorii (2) bierzemy pod uwagę, jak obiekt/zdarzenie został wybrany z uniwersum (np. wylosowany przez maszynę totalizatora)
Błędy poznawcze Złudzenie hazardzisty (efekt Monte Carlo): Bawimy się w przewidywanie wyniku rzutu monetą Przewidując poprawnie wynik dostajemy +10 zł, jeśli nie to -10 Reszka pada 5x pod rząd, jesteśmy subiektywnie pewnie, że za kolejnym rzutem musi paść orzeł. Przeceniamy prawdopodobieństwo wyniku, który jeszcze nie padł. Złudzenie: poszczególne zdarzenia nie są ze sobą powiązane, wynik kolejnego rzutu nie zależy od wyniku poprzedniego, prawdopodobieństwo dla każdego rzutu = 0,5. Podobny efekt, jeśli będziemy sądzić, że rzut nie jest losowy (skoro 5x padła reszka, to za 6 też padnie taką reprezentatywnością kierują się kibice obstawiający wygrane drużyn piłkarskich).
Błędy poznawcze Złudzenie koniunkcji: Polega ono na zawyżaniu prawdopodobieństwa posiadania przez obiekt jakiejś cechy, jeśli występuje ona w koniunkcji z inną cechą. Problem Lindy: Linda nosi jaskrawe koszulki z napisem >>mężczyźni na Madagaskar<<, chodzi na protesty antyzbrojeniowe, w miejscu pracy, gdzie ma styczność z dużą ilością osób akcentuje solidarność między kobietami. Co jest bardziej prawdopodobne, że: (1) jest kasjerką feministką, czy (2) jest feministką? Jeśli dwa zdarzenia są niezależne to prawdopodobieństwo ich koniunkcji musi być mniejsze niż każdego z osobna (np. dla 2 rzutów monetą, to że wypadnie orzeł to 0,5 x 0,5 = 0,25). Dla zdarzeń zależnych, prawdopodobieństwo koniunkcji jest wyższe niż ich iloczyn, ale nie może przekroczyć prawdopodobieństwa pojedynczego zdarzenia (bardziej prawdopodobnego).
Błędy poznawcze Złudzenie koniunkcji: Polega ono na zawyżaniu prawdopodobieństwa posiadania przez obiekt jakiejś cechy, jeśli występuje ona w koniunkcji z inną cechą. Problem Lindy: Linda nosi jaskrawe koszulki z napisem >>mężczyźni na Madagaskar<<, chodzi na protesty antyzbrojeniowe, w miejscu pracy, gdzie ma styczność z dużą ilością osób akcentuje solidarność między kobietami. Co jest bardziej prawdopodobne, że: (1) jest kasjerką feministką, czy (2) jest feministką? Jeśli dwa zdarzenia są niezależne to prawdopodobieństwo ich koniunkcji musi być mniejsze niż każdego z osobna (np. dla 2 rzutów monetą, to że wypadnie orzeł to 0,5 x 0,5 = 0,25). Dla zdarzeń zależnych, prawdopodobieństwo koniunkcji jest wyższe niż ich iloczyn, ale nie może przekroczyć prawdopodobieństwa pojedynczego zdarzenia (bardziej prawdopodobnego).
Błędy poznawcze Skąd bierze się złudzenie koniunkcji? Kahneman i Tversky zapytali futurologów w 1981, co jest najbardziej prawdopodobne: (1) ZSRR atakuje Polskę w celu stłumienia Solidarności. (2) USA zrywają stosunki dyplomatyczne z ZSRR. (3) ZSRR atakuje Polskę w celu stłumienia Solidarności i USA zrywa stosunki dyplomatyczne z ZSRR. Zadziałała heurystyka reprezentatywności, futurolodzy wybrali (3), uzasadniając, że jest to typowa sytuacja w stosunkach międzynarodowych i w obliczu wojny. Prawdopodobnie w takich sytuacjach umysł przerabia koniunkcję ((1) i (2)) na implikację (jeśli (1) to (2)), tak że ocenia się tylko prawdopodobieństwo wystąpienia (2) pod warunkiem, że wcześniej wystąpi (1).
Heurystyka dostępności Polega na tym, że kierujemy się przesłankami, które są łatwo dostępne, utrwalone i łatwe do wydobycia z pamięci, a zaniedbujemy te, które są trudno dostępne. Kahneman i Tversky ilustrowali to na przykładzie liter: Ktoś prosi o oszacowanie jak często w polskich nazwiskach na przedostatnim miejscu występuje K, a następnie o oszacowanie wystąpienia końcówki SKI. Pytani zwykle szacowali, że częściej niż K na przedostatnim miejscu występuje końcówka SKI. A przecież K zawiera się też w SKI! Dzieje się tak dlatego, że najłatwiej dostępne w pamięci są typowo polskie nazwiska, jak np. KOWALSKI.
Heurystyka dostępności Polega na tym, że kierujemy się przesłankami, które są łatwo dostępne, utrwalone i łatwe do wydobycia z pamięci, a zaniedbujemy te, które są trudno dostępne. Kahneman i Tversky ilustrowali to na przykładzie liter: Ktoś prosi o oszacowanie jak często w polskich nazwiskach na przedostatnim miejscu występuje K, a następnie o oszacowanie wystąpienia końcówki SKI. Pytani zwykle szacowali, że częściej niż K na przedostatnim miejscu występuje końcówka SKI. A przecież K zawiera się też w SKI! Dzieje się tak dlatego, że najłatwiej dostępne w pamięci są typowo polskie nazwiska, jak np. KOWALSKI.
Błędy poznawcze Efekt świeżości w ocenie prawdopodobieństwa zdarzeń: Lepiej pamiętamy informacje nowsze od wcześniejszych (zwykle). Przykład: przeszacowywanie prawdopodobieństwa katastrofy lotniczej w porównaniu do samochodowej. Złudzenie osobistego doświadczenia: Bardziej wierzymy osobistemu doświadczeniu, które wspomagane jest m.in. emocjami, niż statystyce. Przykład: bardziej wierzymy w nieszkodliwość palenia, gdyż ktoś nam bliski dożył 90 lat, niż wynika to ze statystyki. Złudzenie prawa małych liczb
Heurystyka zakotwiczenia i dopasowania Kahneman i Tversky prosili o oszacowanie iloczynu dwóch ciągów w czasie 5 sekund: (A) 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 (B) 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 W przypadku (A) mediana wynosiła 2250, a w przypadku (B) tylko 512 (prawdziwy wynik to 40320) Różnica szacunków związana jest z zakotwiczeniem umysłu na większych (8,7) lub mniejszych (1,2) liczbach. Heurystyka ta odpowiedzialna jest za powstawanie błędu proporcji podstawowej błędne oszacowanie prawdopodobieństwa wystąpienia pewnego zdarzenia ze względu na nieuwzględnienie jego ogólnej częstości.
Błędy poznawcze Dane: Nosicielem wirusa x jest co 15 osoba na 10 000, a więc prawdopodobieństwo, że jest się nosicielem x wynosi 0,0015. Dokładność testu na obecność x wynosi 99% (czyli 99% przebadanych, którzy uzyskali pozytywny wynik testu jest faktycznie nosicielami x), a więc prawdopodobieństwo bycia nosicielem x po pozytywnym wyniku wynosi 0,99. Prawdopodobieństwo, że nie jest się nosicielem x pomimo pozytywnego wyniku testu to 0,10 (test skonstruowano w ten sposób dla zachowania bezpieczeństwa). Większość ludzi przekonana jest, że (biorąc powyższe dane), po pozytywnym wyniku testu prawdopodobieństwo, że jest się rzeczywiście nosicielem x jest ogromne!
Błędy poznawcze Mimo subiektywnego przeświadczenia o ogromnym prawdopodobieństwie, że jest się nosicielem wirusa x w rzeczywistości jest ono niewielkie. Ocenia się je wzorem Bayesa:
Strategie podejmowania decyzji Strategia zadowolenia (Herbert Simon) polega na przeglądaniu dostępnych opcji w przypadkowej kolejności i wyborze, tej która satysfakcjonuje wystarczająco. Eliminacja według aspektów (Amos Tversky) ustalamy sobie kryteria, a następnie przeglądając oferty odrzucamy te, które nie spełniają jednego z kryteriów. Grupa ABC (Instytut Maxa Plancka) heurystyki powinny być szybkie i oszczędne, podejście ewolucyjne
Efekt obramowania wg Kahnemana i Tversky ego Efekt obramowania wpływ mentalnej reprezentacji problemu na proces decyzyjny. Reprezentacja zależna jest od kontekstu, a nawet od doboru słów. Eksperyment: 600 osób zachorowało na niebezpieczną chorobę, możliwe są dwie strategie. Strategia A: przeżyje na pewno 200 ludzi. Strategia B: mamy 1/3 prawdopodobieństwa, że przeżyje 600 osób, ale jest 2/3, że nie przeżyje nikt. Pierwsza grupa badanych opowiedziała się za rozwiązaniem ostrożnym (nie wymagającym ryzyka): 72% badanych wybrało strategię A, a tylko 28% strategię B.
Teoria perspektywy Kahnemana i Tversky ego Te same dane, jednak za pomocą innych słów zaprezentowano drugiej grupie badanych: Strategia A : 400 osób na pewno umrze. Strategia B : jest 1/3 prawdopodobieństwa, że nikt nie umrze, ale 2/3, że umrą wszyscy. Tylko 22% z drugiej grupy badanych wybrało A, natomiast większość 78% wybrała strategię B Większość studentów wybrała strategię ryzykowaną. Strategie A i A oraz B i B są identyczne w skutkach, zatem są to izomorficzne problemy decyzyjne. Jedyna różnica polega na zmianie przeżyć na umrzeć zmieniły się tylko słowa, w które ubrana została sytuacja problemowa, a spowodowało to zasadniczą zmianę w decyzjach!
Czy w świetle eksperymentów jesteśmy racjonalni? (1) Eksperymenty pokazują, że ludzie są nieracjonalni. (2) Ludzie są racjonalni, a wyniki eksperymentów są błędne lub uproszczone. (3) Ludzie są trochę racjonalni, a trochę nieracjonalni, ale jeśli tak, to co to znaczy?
odp. na (1): Ludzie są nieracjonalni Ale: gdybyśmy nie byli racjonalni, nie przeżylibyśmy: Z punktu widzenia ewolucjonisty, racjonalne będą te decyzje (i zw. z nimi stany mentalne), które prowadzą do racjonalnych zachowań, tj. takich, które zwiększają fitness. Racjonalne mechanizmy kognitywne, to takie, które zmniejszają presję selekcyjną. Czy znajomość teorii gier i zasady Bayesa jest adaptatywna? Rachunek prawdopodobieństwa i teoria gier są przecież nowe, a ludzie (i nie tylko) podejmują decyzje tysięcy lat! Ponadto: decyzje trzeba podejmować nieraz szybko Prawdopodobnie istnienie heurystyk jest adaptatywne: nie są one idealne, ale wystarczająco precyzyjne by podejmować decyzje w warunkach niepewności z wystarczającą szybkością.
odp. na (2): Ludzie są racjonalni Być może w przypadku koniunkcji (np. Linda) za błąd w szacunku prawdopodobieństwa odpowiedzialne jest samo sformułowanie pytania? Być może błędy poznawcze objawiają się tylko w spreparowanych sytuacjach laboratoryjnych, natomiast w życiu codziennym jesteśmy omylni znacznie mniej? Ale jednak błędy te coś mówią, ocena prawdopodobieństwa danego zdarzenia wydaje się ważnym składnikiem racjonalności. Kahneman i Tversky (i inni) wykazali, że sobie z tym nie radzimy.
odp. na (3): jesteśmy trochę racjonalni, a trochę nieracjonalni Wydaje się to najbardziej prawdopodobne: w sytuacjach społecznych (konkretnych) postępujemy racjonalnie, natomiast mamy problem z zadaniami wymagającymi abstrakcyjnego myślenia. Być może ludzie są racjonalni w (co najmniej) dwóch (względnie) niezależnych znaczeniach: (1) Racjonalność praktyczna (społeczna) (2) Racjonalność teoretyczna (abstrakcyjna) Taki model wydaje się zgodny z podejściem ewolucyjnym oraz modularną teorią umysłu
Jeden mózg dwa systemy System 1 działa szybko z przybliżoną dokładnością nieświadomie System 2 działa wolno precyzyjnie świadomie
L. Cosmides i J. Tooby (wariant zadania Wasona): Uczestnikowi eksperymentu przedstawia się 4 karty: A B 2 3 A także regułę: Jeśli karta ma samogłoskę na jednej stronie, wtedy musi mieć liczbę parzystą na drugiej. Zadania: ile i jakie karty należy odwrócić, aby określić prawdziwości reguły?
L. Cosmides i J. Tooby (wariant zadania Wasona): Uczestnikowi eksperymentu przedstawia się 4 karty: A B 2 3 A także regułę: Jeśli karta ma samogłoskę na jednej stronie, wtedy musi mieć liczbę parzystą na drugiej. Zadania: ile i jakie karty należy odwrócić, aby określić prawdziwości reguły? Należy odwrócić karty A i 3, odwrócenie karty z 2 nic nam nie da, bo reguła nic nie mówi o tym, że jak karta ma liczbę parzystą na jednej to musi mieć samogłoskę na drugiej stronie, odwrócenie karty z B również nic nie daje, bo reguła nie mówi nic, co dzieje się jeśli karta ma spółgłoskę
L. Cosmides i J. Tooby (wariant zadania Wasona): Zadanie to sprawia problem większości ludzi (wybierają tylko kartę A albo karty A i 2) Nie sprawia jednak problemu, gdy chodzi o umowy społeczne: Zadaniem barmana jest przestrzegać reguły kupujący alkohol musi mieć co najmniej 18 lat. Którego z klientów należy skontrolować: (1) kupującego piwo (2) kupującego oranżadę (3) dwudziestopięciolatka (4) szesnastolatka Dla większości ludzi odpowiada poprawnie: (1) i (4) Jeśli chodzi o strukturę obydwa zadania są identyczne Zdaniem Cosmides i Tooby ego rozumujemy poprawnie w sytuacjach, gdy ktoś łamie umowę społeczną. Odpowiedziany jest za to ewolucyjnie wykształcony moduł wykrywania oszustów.