9

Prof. Andrzej Strzałecki. Wprowadzenie do psychologii z elementami historii myśli psychologicznej

Semestr II

Wykład 1. Reprezentacje poznawcze

To, jak powstaje w naszym umyśle reprezentacja świata zewnętrznego jest wielkim problemem filozoficznym, psychologicznym i lingwistycznym. Paivio uważa, że jest to jeden z najtrudniejszych problemów nauki.

(Paivio, A. (1986). Mental representations: A dual coding approach. New York: Oxford University Press)

Rozpocznijmy rozważania od zbadania tzw. reprezentacji zewnętrznych Ogólnie rzecz biorąc, reprezentacje zewnętrzne, czyli reprezentacje świata zewnętrznego na różnych „nośnikach”, istnieją w postaci słów lub innych znaków oraz w postaci diagramów i obrazów.

Spójrzmy ma następujący diagram przedstawiający rozlokowanie w pokojach hotelu uczestników wycieczki, której jestem kierownikiem.

Patrząc na ten diagram orientuję się doskonale, jakich zmian w rozlokowaniu uczniów w pokojach muszę dokonać, żeby zachować spokój w czasie pobytu w hotelu.

A oto inny sposób poinformowania kierownika wycieczki o rozlokowaniu uczniów w hotelu:

Marek              118

Andrzej              119

Anna                            120

Ewa                            121

Jacek                            125

Hania              124

Paweł              123

Oba systemy zapisu przedstawiają tę samą informację, jednak różną się tym, że:

Diagram oddaje w sposób bardziej naturalny, niż opis słowny, świat zewnętrzny. Mówi on nam o przestrzennym układzie pokoi i o tym, kto jest ulokowany naprzeciw kogo. Opis słowny musiał by być dłuższy, żeby informacja była równie pełna.

Istnieje ważna różnica między tymi dwiema reprezentacjami. Obrazy i diagramy są niejako analogowe, gdyż ich struktura przypomina, uosabia przestrzenną naturę świata.

Reprezentacje słowne (linwistyczne) nie maja tej własności, gdyż relacje między znakami językowymi a tym, co one przedstawiają, są arbitralne

WŁAŚCIWOŚCI REPREZENTACJI JĘZYKOWYCH I OBRAZOWYCH

Rozważmy te dwa rodzaje reprezentacji na następującym przykładzie:

A. Oto jest reprezentacja obrazowa przedstawiająca „książkę leżącą na biurku”.

A oto reprezentacja lingwistyczna (słowna, z angielskiego zwana także „propozycjonalną”):

B. „Książka leży na biurku”

Obie reprezentacje różnią się istotnie, gdyż:

1. W reprezentacji językowej symbole są „dyskretne”

W reprezentacji obrazowej brak dyskretnych symboli

2. W reprezentacji językowej konieczne są symbole do reprezentacji relacji

W reprezentacji obrazowej symbole nie są konieczne do wyrażenia relacji

3. W reprezentacji językowej konieczna jest gramatyka; istnieją jasne reguły łączenia symboli

W reprezentacji obrazowej brak jest jasnych reguł

4. Reprezentacja językowa jest abstrakcyjna

Reprezentacja obrazowa jest konkretna

(Eysenck, M.W., Keane, M.T. (1992) Cognitive psychology. A student’s  handbook. Hilsdale: Lawrence Erlbaum Associates)

W STRONĘ REPREZENTACJI WEWNĘTRZNYCH

Jeżeli przyjrzymy się argumentom dotyczącym różnic między tymi dwoma rodzajami przedstawień (reprezentacji) zewnętrznych, zdamy sobie sprawę, że dotyczą one również reprezentacji wewnętrznych.

1. Reprezentacje wewnętrzne (mentalne) odzwierciedlają również tylko pewne aspekty świata zewnętrznego lub/i wyobrażonego.

2. Reprezentacje wewnętrzne mogą być również reprezentacjami opartymi na: (a) sądach lub reprezentacjami (b) obrazowymi.

a. Reprezentacje oparte na sądach (reprezentacje propozycjonalne) – to reprezentacje językowe, oddające pojęciowy aspekt treści umysłowych, niezależnie od pierwotnej modalności, w której informacje te wystąpiły.

b. Reprezentacje obrazowe (analogowe) – to wyobrażenia, przedstawienia wzrokowe (images), słuchowe, węchowe, dotykowe, kinestetyczne.

Spór, jaki toczy się w psychologii dotyczy charakteru operacji dokonywanych na sądach i natury wyobrażeń.

Reprezentacje poznawcze oparte na sądach

(reprezentacje propozycjonalne)

W modelu opartym na sądach zakłada się, że podstawową jednostką reprezentacji poznawczej jest sąd (proposition).

Sąd jest stwierdzeniem istnienia pewnej właściwości obiektu, np. „kanarek jest żółty”. Jest też stwierdzeniem pewnej relacji łączącej obiekt z innymi obiektami, np. „kanarek znajduje się w klatce.

Stanowisko opowiadające się za reprezentacja w formie sądów, lub inaczej – model oparty na sądach, zakłada istnienie wspólnej dla wszystkich obszarów funkcjonowania formy reprezentacji – właśnie sądów.

Wiedza ludzka dotycząca przestrzeni fizycznej jest według tego modelu zbiorem sądów dotyczących przestrzennych relacji między obiektami i ich częściami.

Informacje są zatem przetwarzane sekwencyjnie poprzez ciąg rozdzielnych (dyskretnych) operacji.

Według modelu sądów:

Struktury reprezentacji mają budowę hierarchiczną

Przetwarzanie informacji zależy od lingwistycznej struktury przekazu

Sprawność operacji przetwarzania informacji zależy od inteligencji werbalnej

Reprezentacje poznawcze

Model wyobrażeniowy (analogowy)

W modelu wyobrażeniowym zakłada się, że wyobrażenia przetwarzane są w kodzie, w którym zachodzi percepcja. Dla percepcji wzrokowej charakterystyczny jest kod przestrzenny.

Zdaniem badaczy broniących tego stanowiska reprezentacje świata zewnętrznego w strukturach poznawczych człowieka mają charakter przestrzenny.

Tak więc, utrzymuje się, że:

1. Reprezentacji poznawczej obiektu można przypisać określone położenie przestrzenne w umyśle, co oznacza, że:

2. Jeżeli reprezentacja zajmuje jakieś wyróżnione położenie przestrzenne, to nie zajmuje jednocześnie innego.

3. Reprezentacja poznawcza podlegająca przekształceniu zachowuje swoją tożsamość na wyjściu względem jej stanu na wejściu

Te dwa spójne, ale i różniące się modele zakładają, iż istnieją dwa odrębne systemy przetwarzania informacji:

System sądów

System przestrzenny

Zadania mogą być przetwarzane alternatywnie w każdym z tych systemów. O uruchomieniu danego systemu decyduje: struktura zadania i warunki jego rozwiązania oraz predyspozycje podmiotu

Przestrzenny charakter operacji dokonywanych na wyobrażeniach

R.N. Shepard i S.Chipman postawili tezę, iż wyobrażenia funkcjonują podobnie jak obiekty świata zewnętrznego. Jest to teza zwana izomorfizmem II stopnia.

(Shepard, R.N. & Chipman, S. (1970). Second order isomorphism of internal representations: Shapes of states. Cognitive Psychology, 1, 1-17)

Izomorfizm I stopnia – to relacja między obiektami zewnętrznymi a odpowiadającymi im reprezentacjami zewnętrznymi. Na przykład: relacja między rzeczywistym człowiekiem a jego zdjęciem fotograficznym.

Izomorfizm II stopnia – to relacja między obiektami zewnętrznymi a odpowiadającymi im reprezentacjami wewnętrznymi, a także relacja łącząca poszczególne elementy obiektów z odpowiadającymi im elementami reprezentacji wewnętrznych.

Teza o izomorfizmie II stopnia pozwoliła Shepardowi przeprowadzenie serii eksperymentów walidujących, celem których było wykazanie, iż przekształcenia wyobrażeń zachodzą według tych samych zasad co przekształcenia obiektów świata zewnętrznego w rzeczywistej przestrzeni.

A oto przykład eksperymentu:

(L.A. Cooper. L.A., Shepard, R.W. (1973). Chronometric studies of rotation of mental images. W: W.G. Chasa. (red.). Visual information processing. New York: Academic Press).

Na ekranie pokazuje się rysunek figury (w opisywanym przypadku - litery).

Następnie figura znika, poczym pojawia się następna figura, która jest:

albo identyczna z pierwszą, lecz obróconą o pewną liczbę stopni,

albo jest jej lustrzanym odbiciem.

Zadaniem osoby badanej jest stwierdzenie, czy eksponowana w drugiej kolejności figura jest figurą pierwszą lecz obróconą, czy też jest jej lustrzanym odbiciem.

Oto przykład materiału zastosowanego w eksperymencie i możliwe konfiguracje bodźców:

Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że:

Czas reakcji osób badanych jest liniowo zależny od wielkości kąta obrotu danej figury. Wyniki przedstawia poniższy wykres.

Zależność tę zidentyfikowano przy użyciu liter, wieloboków, brył .

Interpretacja wyników jest następująca:

Osoba badana rotuje w wyobraźni z określoną prędkością wyobrażenie figury wzorcowej tak długo, aż znajdzie się ono w takim położeniu, jak druga eksponowana figura. Wówczas następuje porównanie figury wyobrażonej z rzeczywistą.

Można więc przyjąć, że istnieje analogia między figurą wyobrażoną i rzeczywistą, to znaczy, że wewnętrzne reprezentacje podlegające rotacji zachowują przestrzenne struktury odpowiadające obiektom rzeczywistym.

Gdyby proces rozpoznawania figur wzorcowych przebiegał w oparciu o analizę sądów, to w przypadku bardzo złożonych figur powinien wystąpić większy wzrost czasu reakcji. Zjawisko to jednak nie występuje. W eksperymentach, w których zastosowano bryły obracające się w płaszczyźnie ekranu jaki i w płaszczyźnie głębi (prostopadle do ekranu) – czas reakcji rozpoznawania był taki sam jak w przypadku figur.

W teorii sądów należało by przyjąć, iż ze względu na dużą liczbę porównywanych cech – czas rozpoznawania brył powinien być znacznie dłuższy. Wyniki eksperymentów przeczą jednak temu.

Oto inny jeszcze eksperyment pokazujący, że wyobrażenia rzeczywiście podlegają rotacji.

Do poprzedniego eksperymentu wprowadzono modyfikację polegającą na tym, że z góry podawano położenie, w którym pojawi się obrócona figura:

1. Pokazywano w pozycji normalnej jedną z kilku wybranych do eksperymentu liter.

2. Następnie pokazywano strzałką w jakiej pozycji wystąpi ta właśnie litera, co do której badani mieli zdecydować, czy będzie to normalnie wyglądająca litera, czy też jej zwierciadlane odbicie.

3. Następowała przerwa, w czasie której badani mieli rotować w wyobraźni literę do pozycji skazanej przez strzałkę.

Jeżeli przerwa między strzałką a pokazaniem bodźca testowego była długa, czas rozpoznawania gwałtownie się skracał.

Wówczas, gdy litera testowa ukazywała siew położeniu zgodnym z tym, w którym powinna się pojawić, czasy były krótkie.

Czasy wzrastają, gdy litera testowa pojawia się w innych położeniach, niż powinno się znajdować wyobrażenie.

Świadczy to o tym, że badani mieli czas, by obrócić w wyobraźni literę w odpowiednie położenie i wówczas porównać wyobrażenie litery już obróconej z pozycją wskazaną przez strzałkę.

Oznacza to także, iż wyobrażenie rzeczywiście podlega rotacji i jeżeli przejdzie z jednego położenia w następne, to w poprzednim położeniu już nie istnieje.

Badania te pokazują, że proces rotacji wyobrażeń jest procesem analogowym względem rotacji obiektów i że figury zachowują swoją tożsamość, a co za tym idzie – można mówić o położeniu wyobrażeń między punktem początkowym i końcowym transformacji.

Strategia oparta na sądach jako funkcja trudności zadania

A oto eksperyment.

Badanym eksponowano na ekranie:

opis figury składającej się z kwadratów i trójkątów, bądź

samą figurę

(Glushko, R.J., Cooper, L.A. (1978). Spacial comprehension and comparison processes in verification tasks. Cognitive Psychology, 3)

Zadaniem badanych było:

wyobrażenie sobie tej figury,

bądź zapamiętanie jej.

Gdy badani zsyntetyzowali opis figury lub zapamiętali ją – naciskali przycisk. Wówczas pojawiał się obraz figury testowej.

W eksperymencie mierzono czas syntezy bądź zapamiętania figury oraz czas podjęcia decyzji stwierdzenia, czy eksponowana na ekranie figura testowa była tą samą figurą, której widok lub opis pojawił się na początku eksperymentu.

Wyniki eksperymentu:

Okazało się, że

przy eksponowaniu opisu figury – czas syntezy był liniową funkcją liczby elementów, z których składała się figura

w przypadku eksponowania rysunku figury – czas nie zależał od liczby elementów.

Wniosek, jaki wypływa z tych (i podobnych) badań jest następujący:

strategii wyobrażeniowej (analogowej) używamy wówczas, gdy pozwalają na to warunki (złożoność bodźca i czas)

gdy warunki na to nie pozwalają – stosujemy strategię opartą na sądach.

W strategii analogowej proces porównywania cech jest równoczesny (paralell), jednak utrudnienie zadania powoduje przejście na strategię oparta na sądach (propositional).

A oto b...