Сетевой_семантико-топологический_метод_в_психологии

31

Miller N.E., Gilinsky A.S., Patchen M., Tversky A., Nicholson M., Kelly G.A.)

Среди исследователей (Журавлев Г.Е., Завалишин Н.В., Челышкова М.Б.) в настоящее время распространено мнение, что математическое моделирование в психологии предполагает не только построение, но и верификацию, т.е. проверку, полноты и адекватности, строгих моделей психических процессов и состояний. Разные модели одного и того же объекта обычно отличаются одна от другой полнотой и адекватностью. Полнота модели – степень соответствия элементов модели и их отношений элементам и отношениям моделируемого объекта. Адекватность модели – способность модели демонстрировать то же поведение, что и моделируемый объект. Последнее качество модели ряд авторов (Готсданкер Р., Дружинин В.Н. и др.) называют «внешней валидностью».

Справедливо считается, что модель тем удачнее, чем более она полна и чем выше ее адекватность (внешняя валидность).

Кроме того, с помощью математических моделей обычно стремятся найти новые свойства моделируемых объектов (Журавлев Г.Е., Дружинин В.Н.).

Это становится возможным, когда модели заставляют функционировать в тех условиях, в которых моделируемый объект никогда не был. Последнее, по мнению ряда авторов, в частности Гаазе-Рапопорт М.Г., Поспелова Д.А. и др., отличает математическое моделирование от простого формального описания объекта.

Развитие методов математического моделирования и междисциплинарных исследований позволяет по-новому взглянуть на некоторые научные проблемы. Развитие так называемого «мягкого моделирования», в котором модели строятся, опираясь не на строгие, в первую очередь, количественные законы, а на качественные закономерности, тенденции развития моделируемых систем, правдоподобные гипотезы, позволило подойти к исследованиям в таких науках, как психология, социология, история и т.п. с несколько другой точки зрения, нежели ранее было принято в этих науках.

Мы считаем, что именно через развитие методов анализа данных, моделирования проходит путь к системному познанию

32

психики и систематизации накопленного эмпирического материала в психологии.

Поэтому мы сочли возможным предложить новый метод анализа данных в психологии.

33

Часть 2. Сетевой семантико-топологический метод

Теоретические основы метода

Методологической системой, рабочей парадигмой нашего метода анализа является когнитивистика.

Когнитивистика (когнитивная наука) (лат. cognitio — познание) — междисциплинарное научное направление, объединяющее теорию познания, когнитивную психологию, нейрофизиологию, когнитивную лингвистику и теорию искусственного интеллекта. В когнитивистике совместно используются компьютерные модели, взятые из теории искусственного интеллекта, и экспериментальные методы, взятые из психологии и физиологии высшей нервной деятельности, для разработки точных теорий работы человеческого мозга.

Предлагаемый метод анализа мы назвали сетевым семантико-топологическим и он базируется на многомерном оценивании.

Этот подход был сформирован при анализе электрофизиологических данных электрокортикограммы (ЭКоГ) у крыс и электроэнцефалограммы (ЭЭГ) у человека и позволил сформировать новый метод анализа ЭЭГ и ЭКоГ и концепцию электрогенеза (Лобасюк Б.А., 1988, 2004, 2006,

2008, 2010; Андронати С.А.,		Головенко Н.Я.,	Лобасюк Б.А.,
Рокачинская М.Г.,	1990;	Бабов К.Д.,	Лобасюк Б.А.,
Алексеенко Н.А., 1995; Василенко Д.А., 2005).

В 20-х годах ХХ столетия К. Левиным была сформирована топологическая психология, являющаяся по сути гештальтпсихологической концепцией личности. Была развита в 1930-х годах.

Свою теорию личности Левин называл «теория психологического поля». Основные положения этой концепции изложены им в работах «Динамическая теория личности» (1935) и «Принципы топологической психологии» (1936), так как для объяснения он использовал понятия из топологии (наука о пространственных отношениях между объектами), а также математики и физики.

34

Человек, писал К. Левин, живёт и развивается в «психологическом поле» окружающих его предметов. Каждый предмет имеет для человека свою валентность — своего рода энергетический заряд, вызывающий у человека специфическое напряжение, требующее разрядки. Поведение человека делится на волевое и полевое. Волевое — вызвано внутренними потребностями и мотивами, а полевое — влиянием внешних объектов.

Для построения модели структуры личности и ее взаимодействий с окружающей средой был использован язык топологии, раздела геометрии, в котором исследуются взаимное расположение фигур и расстояния между их элементами. При этом личность предстает как динамическая система ячеек, в каждой из которых помещены значимые для человека объекты внешней среды, связанные с его потребностями, выступающими движущей силой поведения. Психическая энергия выносится из личности на окружающие предметы, которые в силу этого приобретают определенную валентность и начинают ее притягивать или отталкивать, вызывать "локомоции", т.е. перемещения в психологическом поле. При столкновении подобного поведения с непреодолимыми барьерами происходит переход психической энергии в другие личностные системы, связанные с иной деятельностью, происходит "замещение". Целостная структура психики человека предстает как личность, взятая с ее "психологическим окружением", на границе между которыми находятся перцептивные и моторные системы ( Левин К., 2000;

Левин К., 2001).

Вот описание эксперимента, показывающего, как выглядит наиболее яркое полевое поведение, не зависящее от внутреннего мира человека: испытуемого, которого пригласили якобы с целью исследования его «интеллекта» или «памяти», просили минуточку подождать. «Я забыл, что мне необходимо позвонить», — говорил экспериментатор, выходил из комнаты, а сам наблюдал (через стекло Гезелла) за тем, что будет делать испытуемый, оставшись наедине. Все без исключения испытуемые (а это были не только студенты, но и сотрудники берлинского института психологии — профессора, доценты) производили какие-то манипуляции с предметами: некоторые

35

перелистывали книгу, трогали «шкафчик», проводя пальцем по бисерной занавеске; все без исключения позванивали колокольчиком.

В теории поля Левин пытался применить топологию для создания геометрии психологического описания поведения человека — годологии.

Представления о пространстве (пространствах) психики развиваются и другими авторами. Три классических закона ассоциации, среди которых преимущество отдается закону «смежности», необходимым образом подразумевают существование некого «пространства», в котором находятся элементы, вступающие в ассоциативные связи (Базыма Б.А.,

2006).

Существуют представления о виртуальном психическом пространстве – когнитивной технологии используемой в процессе психологической реабилитации (Boris Galitsky B.,

2001).

Обосновывается необходимость использования математической модели пространства психических образов человека в психологии, медицине и других науках. Установлена связь рассматриваемого пространства с физическим пространством-временем. Показана возможность структуризации введенного пространства и построения в нем различных вариантов метрики (Глазунов Ю.Т. 2012).

Психические пространства и формирующие их лингвистические, прагматические и культурные стратегии являются важной частью когнитивной сферы. Они, являются универсальными в разных языках и культурах.

Пространство – множество объектов, между которыми установлены отношения, сходные по своей структуре с обычными пространственными отношениями типа окрестности, расстояния и т. д.

С точки зрения Стрекалова С.А. (2014), весь мир можно представить себе как совокупность бесчисленного множества самостоятельных, но в, то, же время взаимосвязанных и взаимодействующих ячеек, которые являются пространствами. Это многомерное создание, которое бесконечно делится на множество более мелких пространств.

36

Пространствами являются небесные тела, растительный мир и животный мир планеты, цивилизации, нации, страны, города, люди, предметы, объекты, события, явления природы и общественной жизни. Эти пространства имеют различную ориентацию и различное взаимное расположение. Всё это бесчисленное множество пространств подчиняется единому закону. Каждое пространство является совокупностью трёх факторов: информации, энергии и материи.

Психику человека, также, можно рассматривать, как совокупность пространств.

Проблемами пространств занимается топология. Впервые термин «топология» появился в 1847 году в работе Листинга: «Под топологией будем понимать учение о модальных отношениях пространственных образов, или о законах связности, взаимного положения и следования точек, линий, поверхностей, тел и их частей или их совокупности в пространстве, независимо от отношений мер и величин».

Топология — раздел математики, изучающий в самом общем виде явление непрерывности, в частности свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных деформациях, например, связность, ориентируемость. В отличие от геометрии, в топологии не рассматриваются метрические свойства объектов (например, расстояние между парой точек). Например, с точки зрения топологии, кружка и бублик неотличимы.

Существует понятие «сетевая топология» — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Сетевая топология может быть физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети. Логическая топология — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии. Информационная топология описывает направление потоков информации, передаваемых по сети. Существует множество способов соединения сетевых устройств.

Топологическое пространство — множество с дополнительной структурой определенного типа (так называемой топологией); является основным объектом изучения раздела геометрии под названием топология. Исторически понятие топологического пространства появилось

37

как обобщение метрического пространства. Топологические пространства естественным образом возникают почти во всех разделах математики.

Одним из возможных путей решения задачи синтеза объектов многомерного исследования является геометрическая интерпретация уравнений множественной линейной регрессии с помощью математического языка для формализованного обозначения понятий, связанных с анализом и синтезом структур, систем и процессов, с целью их последующего структурного анализа – полициклических мультиграфов.

Структурно-функциональный анализ – принцип системного исследования социальных явлений и процессов как структурно расчленённой целостности, в которой каждый элемент структуры имеет определённое функциональное назначение. Структурно-функциональное направление в современной социологии основывается на противопоставлении функционализма и историзма. Функция в социологии — роль, которую выполняет определённый социальный институт или процесс по отношению к целому (напр., функция государства, семьи и т. д. в обществе).

Структура, или строение — внутреннее устройство чего-либо. В своём основном значении, структура есть внутреннее устройство чего-либо. Внутреннее устройство связано с категориями целого и его частей. Выявление связей, изучение взаимодействия и соподчиненности составных частей, различных по своей природе объектов позволяет выявить аналогии в их организации и изучать структуры абстрактно без связи с реальными объектами. Например, мы говорим об иерархической структуре объектов безотносительно к их природе и выявляем и исследуем в этой структуре общие свойства. Структура является неотъемлемым свойством системы и представляет собой определенный тип связей между ее элементами.

Графы представляют собой наиболее абстрактную структуру, с которой приходится сталкиваться в теории ЭВМ (computer science). Любая система, предполагающая наличие дискретных состояний или наличие узлов и переходов между ними может быть описана графом.

38

Графом называется совокупность конечного числа точек, называемых вершинами графа, и попарно соединяющих некоторые из этих вершин линиями, называемыми ребрами или дугами графа. Это определение можно сформулировать иначе: графом называется непустое множество точек (вершин) и отрезков (ребер), оба конца которых принадлежат заданному множеству точек.

Вершины графа, которые не принадлежат ни одному ребру, называются изолированными. Граф, состоящий только из изолированных вершин, называется нуль-графом. Граф, в котором каждая пара вершин соединена ребром, называется полным. Граф, в котором каждая пара вершин соединена парой ребер, называется полным полициклическим. Степенью вершины называется число ребер, которым принадлежит вершина. Граф, степени всех k вершин которого одинаковы, называется однородным графом степени k. Граф, который можно представить на плоскости в таком виде, когда его ребра пересекаются только в вершинах, называется плоским. Две вершины A и B в графе называются связными (несвязными), если в нем существует (не существует) путь, ведущий из A в B. Граф называется связным, если каждые две его вершины связны; если же в графе найдется хотя бы одна пара несвязных вершин, то граф называется несвязным. Деревом называется связный граф, не содержащий циклов.

Ориентированный граф (кратко орграф) —

(мульти)граф, ребрам которого присвоено направление. Направленные ребра именуются также дугами, а в некоторых источниках и просто ребрами.

Вводя понятие “сетевой семантико-топологический метод”, мы хотим подчеркнуть, что в предлагаемом нами подходе основными элементами анализа являются: исследование взаимных, ориентированных, связей и отношений индивидуально-психологических черт личности и проблема пространств психики.

Одной из основных задач психологии является исследование этих связей и отношений с целью построения семантической сети, обеспечивающей анализ системности, континууальности и иерархии изученных показателей.

39

Семантическая сеть (смысловая сеть) —

информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (ребра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы. Таким образом, семантическая сеть является одним из способов представления знаний, наряду

столковыми словарями и учебниками.

Вназвании соединены термины из двух наук: семантика в языкознании изучает смысл единиц языка, а сеть в математике представляет собой разновидность графа — набора вершин, соединённых дугами (рёбрами), которым присвоено некоторое число. В семантической сети роль вершин выполняют базы знаний, а дуги (причем направленные) задают отношения между ними. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений.

Прародителями современных семантических сетей можно считать экзистенциальные графы, предложенные Чарльзом Пирсом в 1909 г. С их помощью описывались понятия и логические связи между ними некоторой предметной области. Важным этапом в становлении семантических сетей стали работы немецкого психолога Отто Сэлза 1913 и 1922 гг. Для описания понятий и связей между ними, а также изучения методов наследования свойств он использовал графы и семантические отношения. Первые компьютерные реализации семантических сетей появились в конце 1950-х – начале 1960-х гг. в системах машинного перевода (Ричард Риченс, Маргарет Мастерман). Одной из основополагающих теоретических работ по семантическим сетям считается труд американского психолога Росса Куиллиана о «семантической памяти»

(«Semantic memory. Semantic information processing»,

«Семантическая память. Семантическая обработка информации», 1968г. (Люггер Джордж Ф., 2004; Гаврилова Т.А., 2000)

Изображение множеств и связей между элементами множества в виде плоских фигур очень удобно для наглядного объяснения различных операций над множествами. Изображение множества в виде графа позволяет с помощью

40

теории графов производить анализ функционирования системы.

Предлагаемая идеология анализа базируется на разработанной нами прагматической концепции, согласно которой, показатели психологического тестирования, описывающие пространства психики, показатели функционального состояния ЦНС и индивидуальное время (аутохронометрия) личности находятся в отношениях и связях между собой, а также модулируются наличной средой обитания организма-личности.

Исходя из изложенного, разработанный алгоритм анализа следующий:

а) Методами линейного множественного регрессионного и корреляционного методов анализа строятся математические модели, состоящие из единиц психической деятельности – регрессионных связей-отношений между избранными в анализ показателями психологических тестов и показателями, характеризующими функциональное состояние ЦНС, такими как показатели ЭЭГ, показатели треморограммы и др.

Особенность предлагаемого нами метода состоит в том, что мы рассматриваем показатели психологического тестирования и показатели анализа функционального состояния ЦНС как единое множество.

Наряду с использованием линейного множественного регрессионного метода анализа вычисляются коэффициенты двумерной корреляции методом наименьших квадратов. Учитывая, что коэффициенты двумерной корреляции отражают степень линейности связи зависимой и независимой переменной, сопоставляя количество коэффициентов регрессии множественного регрессионного метода анализа и количество коэффициентов двумерной корреляции, полученных при анализе одного и того же множества показателей, можно с достаточной долей вероятности предсказать степень линейности связи элементов исследуемого множества показателей.

б) Результаты множественного регрессионного анализа визуализируются использованием ориентированных графов, вследствие чего формируется концептуальная семантическая сеть.