Введение. «Мышление» и «интеллект» — термины близкие по содержанию, но отражающие два разных аспекта

Разумные существа способны создавать модели, или образы, или представления, внешнего мира, делать выводы и строить на этой основе свое поведение. Разумное (или интеллектуальное) поведение, таким образом, включает несколько компонен­тов. Вначале необходимо создать на осно­ве текста или восприятия объектов модель ситуации. Например, мы получаем задачу — доказать, что все медианы треугольника пересекаются в одной точке. Используя наши знания языка и, в частности, мате­матических терминов, мы создаем пред­ставление условий и цели. Представление строится на основе взаимодействия посту­пающей информации с репертуаром зна­ний и схем, хранящихся в долговремен­ной памяти. В нашей теории мышления мы должны описать, каким образом про­исходит это построение. В этом пункте психология мышления смыкается с пси­хологией понимания, если изучает реше­ние задач, предъявляемых в текстовой форме. Затем (вновь с привлечением хра­нящихся в памяти знаний) начинается поиск путей решения через манипулиро­вание с моделью. В некоторых случаях в процессе решения вновь происходит об­ращение к условиям задачи и их пере­интерпретация. Возьмем, например, сле­дующую задачу, которая широко исполь­зовалась в экспериментах И.Н. Семенова и С.Ю. Степанова: «Часы отбивают 6 уда­ров за 6 с. За какое время они пробьют

12 ударов?». Трудность задачи заключа­ется в том, что естественное представление, создаваемое на основе условий, может быть построено таким образом:

Отсюда логически следует решение че­рез составление пропорции х/12 = 6/6. Оно первым приходит на ум практически всем решающим. Однако либо поправка экспе­риментатора, либо осознание того, что такое решение выглядит слишком элемен­тарным для ситуации психологического эксперимента, заставляет некоторых испы­туемых пересматривать первое представ­ление. Тогда они могут прийти к следую­щему представлению:

01 23456 Время (с)

В этом случае для изменения представ­ления не потребовалось обращаться к тек­стовой формулировке задачи. Пришлось, однако, реорганизовать представление за счет обращения к нашим физическим зна­ниям о времени и ударах часов. Способ­ность людей, успешно решающих данную задачу, объясняется возможностью обра­титься к нужным знаниям, хранящимся в долговременной памяти. Аналогичную структуру имеет и такая, например, задача: «В шкафу стоит двухтомник, каждый том которого имеет 200 страниц. Сколько стра­ниц должен прогрызть книжный червь., находящийся у первой страницы первого тома, чтобы достичь последней страницы последнего тома?». Задачи такого рода часто причисляют к «творческим».

Трудность других задач сопряжена с осуществлением сложных операций внутри модели (например, задача «Ханойская башня», используемая во многих исследо­ваниях).

Итак, мы видим, что мышление вклю­чает в себя несколько различных механизмов, причем существует несколько т задач, решение каждого из которых пг являет требования в большей мере к ному из этих механизмов. В резулг экспериментальные исследования мы: ния распадаются на несколько напра ний и поднаправлений, каждое из к рых использует определенный тип зал решает специфические проблемы. Ис. дование умозаключений (reasoning) «бе-достаточно простые задачи типа api; телевского силлогизма, в которых ус г ное решение предполагает, во-пер; правильную интерпретацию условий сылок), во-вторых, совершение некотс манипуляций внутри модели. Аспект иска в памяти сводится к минимуму. (дующий класс задач (сюда относится, пример, «Ханойская башня», всякого г комбинаторные задачи и т. д.) не связ трудностями понимания словесно фор лируемых условий, но требует достатс сложных операций внутри модели — иска в проблемном пространстве. Эти дачи не создают особых препятствий и хождении важных для решения cboi проблемной ситуации. Данные пробле однако, составляют наиболее важный мент решения другого типа задач (твор¹ ких) — головоломок. Подобные зад;. искусственно созданные, много раз пользовались в психологических экспе ментах. Однако результаты проведен? исследований, к сожалению, не дают i можности адекватно объяснить, как образом люди решают «экологически лидные» задачи в семантически бога г областях. Семантически богатой облает¹ является, например, математика, физг психология и др. Для решения задач эти типа необходимо не просто уметь справ­ляться с головоломками, быть «умны человеком, важно еще быть компетенти в данной области — экспертом, т. е. об дать развитой структурой знаний и о их получения в соответствующей отрасли Наконец, особый класс составляют задя¹ социального плана, где мышление по дает в аффективно заряженную обл;_; самооценки и межгрупповых отношен,

Рассмотрим наши знания о том, как осуществляются умственные операции ня представлениями. Для этого выбираю

,?, Мышление и интеллект

оачи, где творческий компонент, т. е. роблемы с нахождением нужных для ре-кния свойств предметов, стремится к улю. За последние несколько десятиле-

•й описание механизмов решения подоб-ых задач достигло большого прогресса в гепени точности. Существенную роль в гом сыграло появление компьютерного юделирования. Компьютерные модели ызывают отнюдь не однозначную реак-ию среди психологов — их упрекают в прощенчестве и игнорировании различий |ежду человеком и ЭВМ. Действительно, рлественное упрощение реального поло-кния дел происходит, однако этой ценой остигается большая точность модели. Как ледствие эта модель дает возможность

•елать однозначные предсказания и про-ерять их на практике. Тем самым дости-ается высокая верифицируемость теории I психология мышления приближается к реалу точной и поступательно развиваю-|«йся науки. К сожалению, как только мы ререходим к анализу более сложных про-Ьссов, уровень точности заметно снижа-рся. Психология мышления в настоящее ремя вынуждена находиться между полю-кми относительно точных теорий частных роцессов и неточных теорий глобальных роцессов.

i Психологические исследования мыш-|гния, в которых используется информа-ионное моделирование, приближаются к Бдасти, которая занимается проблемами осусственного интеллекта (ИИ). Однако ии представители ИИ предлагают свои кщели для описания некоторых интеллек-рльных функций, известных из повсед-ввного опыта (например, понимания исстов), то психологи строят их для объ-снения экспериментальных данных. Ложно сказать, что психологи, ставя своих епытуемых в специально сконструиро-анные ситуации, стремятся максимально рить дистанцию между стимулом и ре-юшей так, чтобы находящийся между шми внутренний механизм был макси-вшьно простым для моделирования и в ределе однозначно вычислимым. Пред-1авители ИИ, напротив, не заботятся о вгаимизации разрыва и заняты изобрете-1яем механизма, который бы успешно 1ыполнял сложные функции, но, может

быть, не очень точно соответствовал ме­ханизмам мышления людей.

Умозаключение

Для того чтобы ввести современные взгляды на то, как люди строят представ­ления и оперируют ими, возьмем одну из наиболее простых задач — аристотелев­ский силлогизм. Например,

Некоторые ученые суть родители, Все родители суть водители.

Что можно сказать по поводу процес­сов, протекающих при решении этого сил­логизма? Предположим вслед за англий­ским психологом Ф. Джонсоном-Лэрдом, что испытуемый при помощи знания языка создает умственные модели посылок. Вначале испытуемый представляет неко­торое количество ученых, затем они мыс­ленно связываются так, чтобы показать их соответствие родителям:

Ученый = Родитель Ученый = Родитель (Ученый) (Родитель)

Согласно обозначениям, которые мы используем по примеру Джонсона-Лэрда, скобки указывают, что есть ученые, не являющиеся родителями, и наоборот.

Теперь, когда модель первой посылки создана, к ней может быть добавлена ин­формация из второй посылки («все роди­тели являются водителями»):

Ученый - Родитель = Водитель Ученый = Родитель = Водитель (Ученый) (Родитель = Водитель) (Водитель)

На этом этап построения представле­ния (Джонсон-Лэрд предпочитает гово­рить о модели) закончен, и наступает этап оперирования внутри представления. В данном случае оперирование несложно — \ происходит лишь извлечение вывода. Джонсон-Лэрд установил одну интересную закономерность осуществления вывода: порядок терминов в нем соответствует последовательности, в которой термины вошли в рабочую память. Так, в рассмат­риваемом силлогизме большинство испы­туемых делают вывод: некоторые ученые

суть водители, а очень немногие дают со­вершенно противоположное заключение: некоторые водители суть ученые.

Рассмотренный силлогизм имеет самую удобную форму — со сближенным сред­ним термином, что может быть представ­лено следующим образом: А—В, В—С. Можно ли распространить примененную к нему схему на более сложный вариант типа В—А, С—В, например:

Все пчеловоды суть химики, Некоторые художники суть пчеловоды?

Джонсон-Лэрд предполагает следую­щий путь решения. Вначале субъект конст­руирует модель первой посылки, но затем не может добавить в нее непосредственно информацию из второй. Тогда он создает отдельную модель второй посылки, по­вторно интерпретирует первую и допол­няет модель содержащейся в ней инфор­мацией.

Силлогизм, имеющий вид А-В, С—В, еще сложнее. Здесь возможны два пути ре­шения. Первый: сначала создается модель на основе посылки А—В, затем посылка С—В подвергается «переворачиванию», и ин­формация из нее добавляется к модели. Переворачивание означает замену модели типа

на модель

Второй: сначала создается модель на основе посылки С-В, затем посылка А-В повторно интерпретируется, «переворачи­вается» и добавляется к модели.

Все рассуждения выглядят достаточно логично, но можно ли их доказать экспе­риментально? Джонсон-Лэрд делает это, регистрируя время решения испытуемыми и процент допускаемых ими ошибок. Логично предположить, что повторные интерпретации посылок и особенно «пе­реворачивания» приведут к дополнитель­ным затратам времени на решение и уве­личению числа ошибок. Теоретически ре­конструировав операции, необходимые для решения разных типов силлогизмов, можно предсказать, что решение некото­рых из них будет занимать больше времени и вызывать появление значительного про- цента ошибок. Кроме того, теория позво­ляет предсказать наиболее вероятную форму заключения. Эксперименты, про­веденные Джонсоном-Лэрдом, подтверж­дают достоверные различия, предсказы­ваемые теорией [Johnson-Laird, 1983]. Интересным выводом из исследования Джонсона-Лэрда является то, что пред­ставление «некоторые А суть В» в психо­логическом смысле не тождественно пред­ставлению «некоторые В суть А». Разница заключается в том, что является субъек­том (т. е. тем, о чем говорится), а что — предикатом (т. е. тем, что говорится).

На основе сходных экспериментальных методов компонентный подход к анализу решения аналогий и так называемых «ли­нейных силлогизмов» был развит в рабо­тах американского психолога Р. Стернберга. Линейным силлогизмом называется умо­заключение, выводимое из посылок типа «Анна выше, чем Маргарита. Маргарита выше, чем Екатерина. Кто самая высокая?» или «Джон не старше, чем Роберт. Дэвид не моложе, чем Джон. Кто самый моло­дой?». Приведенные задачи имеют разную трудность. Эксперимент фиксирует разли­чия во времени их решения и проценте ошибок.

Особенность работы Стернберга заклю­чается в наличии выбора между несколь­кими альтернативными моделями — линг­вистической, пространственной и смешан­ной. В первом случае испытуемый строит пропозициональную модель посылок. Предполагается, что одни когнитивные операции более трудны для осуществления в пространственных представлениях, дру­гие — в лингвистических. Стернберг счи­тает, что испытуемый сам способен выби­рать между использованием различных видов репрезентаций и стратегий. Можно ожидать, что в ряде случаев этот выбор будет зависеть от способностей: испытуе­мые с более развитыми пространственны­ми способностями предпочтут простран­ственную стратегию, а те, у кого развит вербальный интеллект, выберут лингвис­тическую. Экспериментальные данные, однако, довольно противоречивы [Стерн­берг, 1996].

Возможность выбора между репрезен­тациями и стратегиями составляет важную

3.7. Мышление и интеллект

функцию метакогнитивной сферы мыш­ления. Компонентный подход, основан­ный на хронометрических исследованиях, позволяет очень тонко оценить когнитив­ные процессы, задействованные в опера­циях над представлениями. Основное ог--раничение подхода связано, по-видимому, с тем, что он не дает возможности расшиф­ровать механизмы функционирования компонентов. Не ясно, являются ли ком­поненты кодирования, сравнения и т. д. некоторыми самостоятельными сущнос­тями, действующими как некие монады?

Задачи трансформации состояний

Задачи предыдущего раздела не содер­жат особенно сложных операций с пред­ставлениями, и, следовательно, их нельзя рассматривать как лучший материал для исследования. Для этого применяются за­дачи счетного типа, подобные «Ханойской башне». Задача «Ханойская башня» состоит в следующем: перед испытуемым находятся три стержня (А, В и С); на стержень А нанизано несколько дисков (обычно от 3 до 5) в порядке уменьшения размера снизу вверх. Цель — переместить диски со стерж­ня А на стержень С, соблюдая несколько правил: перенести за раз только один диск; разместить диск можно либо на пустом стержне, либо на диске большего диаметра.

Очевидно, что в начальном положении у решающего есть два варианта действия: переложить верхний диск либо на В, либо на С. На следующем ходу имеются три варианта: вернуть маленький диск на ста­рое место, положить его на пустой стер­жень или занять его верхним диском ос­тавшейся пирамидки. На третьем ходу — опять несколько вариантов и т. д. Таким образом, с формальной точки зрения ре­шение задачи может быть представлено в виде «дерева» («пространства поиска»), в котором возможные состояния соединены между собой посредством операторов. Ре­шающий вначале находится в исходной точке, заданной условиями, и движется в направлении цели. Задача считается ре­шенной, если найден путь, соединяющий исходное состояние и состояние-цель. Подобный тип называется задачами транс-

формации состояний. Примером таких задач могут служить, кроме «Ханойской башни», задача о миссионерах и канниба­лах, шахматная деятельность, многие ма­тематические задачи. Эти задачи доста­точно специфичны и не обладают особой «экологической валидностью», но дают простор для информационного моделиро­вания в процессе решения, поэтому со­ставляют излюбленную тему когнитивной психологии.

Если «дерево ветвится» мало, то такого рода задача может быть решена простым перебором. Однако если «ветвление дере­ва» столь значительно, как, например, в шахматах, то полный перебор становится физически невозможным. Возникает про­блема, на которую указывает А.В. Бруш-линский: решение такого рода задач не яв­ляется выбором из предданных альтерна­тив, а предполагает процесс построения этих альтернатив [Брушлинский, 1979].

Здесь мы рассмотрим модели решения относительно простых задач трансфор­мации состояний. Сложные, типа шахмат­ных, должны быть отнесены к собственно творческим, поскольку их решение пред­полагает поиск нестандартных элементов.

Теории, описывающие решение задач настолько точно, что допускают компью­терное моделирование, строятся по еди­ной схеме. Предполагается, что когнитив­ная система в процессе решения проходит ряд дискретных состояний, причем каж­дое последующее состояние определяется предыдущим. Функционирование мышле­ния таким способом представляли себе еще ассоцианисты в XIX в. Ассоцианист-ская теория предполагает, что в каждый момент времени поле нашего сознания, имеющее ограниченный объем, занято совокупностью различных элементов. Эти элементы в результате предшествующего опыта имеют ассоциативные связи с други­ми элементами, находящимися в памяти человека. Как только один элемент попал в поле сознания, туда же стремятся про­никнуть и связанные с ним элементы. Поскольку объем сознания ограничен, между элементами начинается борьба, ко­торая и определяет нашу душевную жизнь.

К сожалению, ассоцианистская теория, характеризующаяся элементаризмом (со-

знание понимается как сумма элементов, а не как их структура) и эмпиризмом (связи элементов образуются за счет совмест­ного присутствия в прошлом опыте), не позволяет смоделировать процессы реше­ния задач. Современные теории строятся на несколько иных принципах. Состояние когнитивной системы в каждый момент времени понимается как определенное представление, или модель ситуации. Эта модель представляет собой структуру эле­ментов (символов), а не их сумму, т. е. со­стоит из элементов, находящихся в неко­торых отношениях друг с другом. Модель описывает не только условия задачи, но и саму когнитивную систему, ход решения, оценку испытуемым ситуации выполнения задания, своих возможностей и т. д. В до­полнение к этому современные информа­ционные теории предполагают существо­вание в памяти решающего набора схем, или правил перехода от одного состояния когнитивной системы к другому. Эти схемы, Которые формализуются при программи­ровании в виде так называемых «правил продуцирования» (production rules, produc­tions), состоят из двух частей: первая опи­сывает условие их применения (если эта часть соответствует наличному состоянию когнитивной системы, то правило приме­няется), вторая — преобразования модели, которые следует произвести.

На базе описанных принципов создан ряд информационных моделей, которые достаточно успешно передают процесс решения человеком простых задач на трансформацию состояний, а также обу­чение его решать подобные задачи.

Решение творческих задач

До сих пор мы рассматривали решение задач, в которых все необходимые элементы были даны заранее; требовалось эти эле­менты скомбинировать. Теперь перейдем к «творческим» задачам, основная слож­ность которых состоит в том, чтобы найти элементы, необходимые для заполнения «пробела» в условиях. Таковыми являются задачи, оцениваемые как творческие в нашей жизни. Например, архитектор, при­ступая к проектированию дома, имеет

лишь общую схему того, что должно быть построено, и не только комбинирует го­товые элементы, но и изобретает новые. Также и шахматист в ходе партии не про­сто занят перебором и оценкой вариантов, •а порождает идеи ходов, которые потом рассчитывает. А.В. Брушлинский [1979] в своих исследованиях особо отстаивает точку зрения, согласно которой творчес­кое мышление не есть выбор из заданных альтернатив; оно связано с порождением самих этих альтернатив.

Конкретные исследования решения творческих задач не должны закрывать от нас проблему сущности творчества и открытия. Творчество является порожде­нием нового, того, что невыводимо из существующего состояния дел, следова­тельно, не детерминируется им. Если это так, то возникает вопрос: можем ли мы описать закон порождения этого нового — ведь закон описывает отношения детерми­нации? В законах данного типа неизбежно и своеобразно соседствует детерминизм и индетерминизм. В этом плане закономер­ности, описывающие творческий процесс, подобны законам развития, которое пред­полагает небольшое прибавление слож­ности по сравнению с исходным состоя­нием. Тем самым из исходного состояния нельзя вывести конечное. С этой точки зрения теория Ламарка может объяснить только количественный рост (например, длины шеи жирафа), но не качественный, поскольку возникновение интенции к качественному изменению само является непонятным приростом. Представление Дарвина оказалось жизнеспособным. И се­годня оно распространяется даже на эти­ку, логику, гносеологию, создание про­грамм искусственного интеллекта, потому что в общем виде постулирует существо­вание своеобразного отношения между детерминизмом, задаваемым направляю­щей силой естественного отбора, и случай­ностью в виде ненаправленных мутаций в развивающихся системах. Точно так же и в психологии творчества Я.А. Пономарев показал, что в случае невозможности ло­гического решения задачи происходит «переход на нижестоящий уровень психи­ческой организации», что фактически означает допущение случайности по отно-

3.7. Мышление и интеллект

шению к логической организации [Уша­ков, 1988].

С более конкретной психологической позиции решение творческой задачи от­личается от рассматривавшихся ранее случаев тем, что, создав представление ситуации, решающий наталкивается на разрыв, который он не может преодолеть с помощью имеющихся средств. У него, однако, складывается относительно пол­ная схема (антиципирующая — по терми­нологии О. Зельца) содержания, необхо­димого для заполнения разрыва. Исчерпав все готовые способы решения, субъект переходит к поиску (среди менее очевид­ных) возможностей. С когнитивной точки зрения этот процесс может быть, вероят­но, представлен в виде последовательного и разнообразного сканирования содержа­ний долговременной памяти с помощью антиципирующей схемы.