Когнитология

121

представлять для нас. Стул воспринимается нами как средство для сидения не потому, что эта функция стула сохранилась в нашем прошлом опыте, а потому, что его конструкция дает нам такую возможность.

По мнению Дж. Гибсона, было бы неправильно сказать, что мы воспринимаем свет. Свет мы не воспринимаем. А

воспринимаем мы объемлющий оптический поток. Это не просто свет как физическое явление, это особым образом структурированный для субъекта восприятия свет.

Структуру объемлющего потока можно описать с помощью зрительных телесных, т.е. трехмерных, углов, общая вершина которых лежит в точке наблюдения (рис. 30).

Рис. 33. Структура объемлющего оптического потока

Таким образом, предполагается, что процесс восприятия связан с выделением устойчивых инвариантов в изменчивой, вариативной, структуре оптического потока, по-другому называемого оптическим объемлющим строем. Это достигается за счет активного исследования субъектом окружающего его мира – того мира, который этот субъект способен воспринять.

Такая активность носит исключительно двигательный характер, т.е. связана с поиском и отбором релевантной для зрительного восприятия информацией: движения глаз → движения головы → перемещения наблюдателя в пространстве (локомоции). Результатом такой сложной иерархически организованной системы активности и является вычленение нужных зрительных инвариант, содержащихся в информации, представленной оптическим потоком.

122

Близкие положения сформулированы в теории восприятия канадского психофизиолога Д. О. Хэбба (1949), которая основана на многочисленных клинических, физиологических и генетических фактах. Согласно этой

Рис. 34. Гибсон, Джеймс Джером — американский психолог, считающийся одним из известнейших когнитивных психологов в области зрительного восприятия XX века[1] Вместе с Е. Брюнсвиком и Р. Баркером является основоположником экологического подхода к перцептивной активности. Экологический подход явился результатом соединения функциональной психологии с философским реализмом.

теории восприятие объекта как единого целого не дано изначально. На ранних этапах развития восприятие не так целостно и организованно, как предполагали сторонники гештальтпсихологии. По мнению Д. О. Хэбба, восприятие в своих основных чертах представляет собой прижизненно формируемый навык, которому надо обучаться. Формирование восприятия объекта начинается с избирательного внимания к частям фигуры. В основе восприятия сначала частей, а затем всей фигуры лежат функциональные объединения нейронов коры — клеточные ансамбли. Порядок активации отдельных клеточных ансамблей определяется векторами движений глаз и общей моторной активностью субъекта. Способность воспринять предмет сразу, без движений глаз, на что указывали гештальтисты, представляет собой результат

123

длительной зрительной тренировки, проходящей все время, пока человек смотрит на объекты. Таким образом, в работах Д. О. Хэбба восприятие объекта трактуется как процесс синтеза отдельных его деталей.

Рис. 35. Дональд Олдинг Хебб — канадский физиолог и нейропсихолог. Известен работами, приведшими к пониманию значения нейронов для процесса обучения. Предложил первый работающий алгоритм обучения искусственных нейронных сетей

Теория восприятия Ж. Пиаже (1961).

Экспериментальные данные, полученные Ж. Пиаже и его сотрудниками, показывают, что у ребенка первых месяцев жизни еще нет подлинного восприятия предметов и пространства, он даже не дифференцирует объекты и себя, не различая, например, изменения вида предметов, вызванные собственными движениями, от изменений, возникших в результате движения предметов. Постоянный характер объекта выступает как следствие организованности пространственного поля, иначе говоря, внутренней схемы непосредственного окружения, с помощью которой ребенок получает возможность предвосхищать последствия собственных движений в среде. Пространственное поле, в свою очередь, формируется в связи с координацией движений ребенка. Таким образом, основу восприятия составляют интериоризованные сенсомоторные

124

схемы локомоций и манипуляций с предметами. Ж. Пиаже рассматривал восприятия как действия.

Информационный подход в восприятии, теория Д. Марра. Нейросетевые подходы

Информационный подход в психологии восприятия рассматривает человека как сложную компьютероподобную систему переработки входящей сенсорной информации (Марр Д.,1987).

Специфика информационного подхода, разработанного Д. Марром, состоит в том, что процессы, происходящие в зрении, описываются по типу компьютерного алгоритма, и это его существенно отличает от психологических трактовок.

Д. Марр исходил из положения, что зрительная система человека, анализируя ретинальное изображение, извлекает из него информацию подобно компьютеру, решающему по определенному алгоритму какую-либо задачу. В процессе восприятия рассматривается ряд этапов каждый из которых выполняет специфические операции по преобразованию информации, например: кодирование, выделение признаков, фильтрация, распознавание, проверка гипотез, принятие решения и др.

Конечная цель информационного подхода в восприятии

— создание структурно-функциональной модели, состоящей из отдельных и связанных между собой блоков, выполняющих функцию, подобную построению перцептивного образа психикой человека.

Как считал Д. Марр, зрение нужно рассматривать как процесс, позволяющий определить по изображению, что именно присутствует в окружающем мире и где это находится.

Д. Марр выделял четыре иерархических уровня, или модуля, анализа информации.

1. Первый уровень назван им образом,, который рассматривается как пространственнно-временное распределение световой энергии на сетчатке и уже является началом процесса видения.

125

2.Второй уровень анализа называется первоначальным эскизом, или наброском. Результатом переработки информации на этой стадии является описание структуры распределения света на сетчатке: выделение текстуры, контуров, формы, взаимного расположения объектов в пространстве, расстояния до наблюдателя. Первоначальный эскиз образуется в результате установления различий в распределении света в пространстве образа между его деталями, выделение границ или краев объектов как резких изменений по интенсивности.

3.Третий уровень переработки информации формирование 2,5-мерный эскиза. На этом уровне осуществляется определение общей ориентации и глубины контуров (как фигур, выделенных на некотором фоне, или видимых поверхностей) относительно наблюдателя.

4.Последняя стадия переработки зрительной информации сопровождается построением трехмерной модели.

На этом уровне наблюдателю презентируется мир уже распознанных предметов и их взаимное расположение.

Идеи Д. Марра развиваются в работах других исследователей И. Бидермана (Biederman I.,1987; Biederman I., Gopher D., Koriat A. et al., 1999), Ф. Розенблатта «Принципы нейродинамики: перцептроны и теория мозговой деятельности» (Rosenblatt F., 1962), Д. Рамельхарта и Дж. МакКлеланда «Параллельные распределенные процессы: исследования по микроструктуре познания», в которой изложена их широко цитируемая нейросетевая модель (Rumelhart D.E., McCleland J. L., 1986).

Теория бессознательных умозаключений Г. Гельмгольца

Идеи функционализма были развиты в теории бессознательных умозаключений Г. Гельмгольца (1866). Подход Г. Гельгольца к проблеме восприятия был естественнонаучным. Он не использовал в своей работе психологических методов исследования считая, что «с этим связана необходимость отхода от методов, основанных на достоверных фактах и общепризнанных и ясных принципах» (Гельмгольц Г.,

126

1999). Г. Гельмгольц рассматривал восприятие как конструктивный процесс.

Первые попытки описания процессов восприятия по аналогии с процессами мышления, по-видимому, принадлежат еще немецкому физиологу Г. фон Гельмгольцу, разработавшему в XIX в. теорию бессознательных умозаключений, которая описывает процессы построения перцептивного образа. Г. Гельмгольц предположил, что восприятие представляет собой процесс порождения бессознательных умозаключений, где большая посылка

Рис. 36. Герман фон Гельмгольц (Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц нем. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz; 31 августа 1821, Потсдам — 8 сентября 1894, Шарлоттенбург) — немецкий физик, врач, физиолог, психолог, акустик.

обозначает прошлый опыт субъекта, малая посылка – наличное сенсорное содержание, а вывод – образ восприятия. Отличие восприятия от процессов мышления, таким образом, по Гельмгольцу, заключается лишь в том, что мышление – это сознательный процесс, когда вывод делается на основе сознательного сопоставления посылок. Восприятие – процесс бессознательный, скрытый от непосредственного интроспективного наблюдения.

127

Роль мотивации и когнитивных ожиданий в процессах восприятия

Среди важных работ такого плана были исследования Дж. Брунера, позже ставшего одним из зачинателей когнитивной революции в психологии.

В первую очередь следует отметить его работы, изучающие влияние фактора мотивации на перцептивные процессы. Так, в одном из экспериментов (Брунер, 1977) принимали участие 10-летние дети. Одну группу испытуемых составили дети из обеспеченных семей, а вторую – дети из малообеспеченных семей. Задача испытуемых состояла в том, чтобы оценивать размер монет от одного до пятидесяти центов. Использовался психофизический метод средней ошибки, или установки. Испытуемые должны были с помощью специального устройства уровнять размер монеты и отверстия в этом устройстве.

Результаты обнаружили, что дети в целом склонны переоценивать размер монет. Особенно это было заметно для монет номиналом 5 центов и более. При этом для детей из малообеспеченных семей такая иллюзия размера оказалась значительно более выраженной. Они переоценивали размер монет от 25 до 50%, тогда как для детей из хорошо обеспеченных семей такая переоценка составляла лишь от 10 до 20%. Важно отметить также, что при оценке картонных кружков такого же размера, как и монеты, описанной иллюзии не наблюдалось ни в одной из двух экспериментальных групп. Таким образом, было показано, что воспринимаемый размер предмета в значительной степени зависит от его субъективной ценности.

Другим важным экспериментальным свидетельством влияния мотивационной и эмоционально-волевой сферы личности на процессы восприятия является открытый Дж. Брунером и Л. Постманом эффект перцептивной защиты. Эти исследователи предлагали испытуемым задачи лексического решения. На экране демонстрировали последовательности букв. Задача испытуемого состояла в том, чтобы как можно быстрее, но без ошибок, определить, является ли данная последовательность букв осмысленным словом английского

128

языка или не является. Хитрость процедуры заключалась в том, что часть слов, использовавшихся в эксперименте, представляла собой "запретные" слова ненормативной лексики. Оказалось, что при предъявлении таких слов время реакции испытуемых увеличивалось, а в ряде случаев они вообще давали неверные ответы. Интересно, что в ситуации, когда о наличии таких слов в экспериментальном наборе

Рис. 37. Джером Сеймур Брунер (англ. Jerome Seymour Bruner; род. 1 октября 1915, Нью-Йорк, США) — американский психолог и педагог, крупнейший специалист в области исследования когнитивных процессов (Википедия).

испытуемых уведомляли заранее, описанный эффект замедленной реакции исчезал. Вывод Брунера и Постмана состоял в том, что человек в первую очередь воспринимает то,

что он готов воспринять в данной ситуации и в данный момент времени.

Перцептивная готовность и перцептивные гипотезы

Эти работы и их выводы послужили Брунеру основой для выдвижения гипотезы, описывающей процесс порождения перцептивного образа. Она получила название гипотезы перцептивной готовности. Согласно этой гипотезе образ восприятия в значительной степени зависит от того, насколько готовы в данный момент перцептивные категории, которые обеспечивают его формирование. Если какая-либо из перцептивных категорий не готова, процесс восприятия будет затруднен, и в итоге может возникнуть иллюзорный образ.

129

Представьте себе, что вы стоите вечером или в плохую погоду, когда затруднена видимость, на остановке и с нетерпением ждете автобуса. Велика вероятность в этой ситуации, что вы примете за приближающийся автобус грузовик, похожий на него. Понятно, что эта иллюзия связана с тем, что вы готовы в первую очередь увидеть приближающийся к остановке и ожидаемый вами автобус, а не грузовик, который вы не ждете.

Итак, гипотеза перцептивной готовности Брунера утверждает, что восприятие прежде всего включает акт категоризации сенсорной информации, поступающей на органы чувств. На "вход" организма подается некоторое воздействие, а он отвечает, относя его к соответствующему классу вещей или явлений. На основе определенных характеристик или критических свойств воздействия происходит избирательное отнесение объекта к той, а не иной перцептивной категории. Это и есть процесс категоризации.

Далее Брунер указывает на то, что понятие "готовность категории" хорошо объясняет факт избирательности нашего восприятия. Чем больше готовность категории, тем: а) меньше необходимо информации для отнесения объекта к этой категории; б) шире набор характеристик "входа", которые будут приняты как соответствующие этой категории; в) вероятнее, что другие категории, в той же или даже большей степени соответствующие "входу", будут заторможены

(Брунер, 1977).

Процесс восприятия, таким образом, описывается как развернутый во времени процесс конструирования перцептивного образа на основе актов категоризации и поиска релевантной информации. Он включает в себя четыре основных стадии.

1.Первичная категоризация.

2.Поиск признаков.

3.Подтверждающая проверка.

4.Завершение проверки.

На стадии первичной категоризации осуществляется, как говорит Брунер, первичный "безмолвный" процесс, обеспечивающий перцептивную изоляцию объекта или явления. Здесь еще исключена какая-либо сложная

130

когнитивная активность. На этой стадии "значение" события может ограничиваться только тем, что это – "объект", "звук" или "движение".

На следующей стадии – стадии поиска признаков – запускается процесс, который должен обеспечить субъекта восприятия более богатой сенсорной информацией. Если первичное соответствие оказывается неточным или вероятность связи между признаками найденной категории в прошлом опыте очень мала, на сцене появляется сознательный поиск признаков, который призван ответить на вопрос: "Что это за вещь?"

Субъект начинает искать дополнительные признаки,

которые помогли бы ему более точно категоризировать объект. При таких обстоятельствах "входы" организма оказываются максимально "открытыми", т.е. наша сенсорная система готова воспринять как можно больше информации.

Результатом поиска признаков является

предварительная категоризация. Она запускает следующий этап построения перцептивного образа – стадию

подтверждающей проверки. На этой стадии происходят качественные изменения в характере процессов поиска признаков. "Открытость" входов, характерная для предыдущей стадии, резко сокращается. Это значит, что теперь поиск ограничивается лишь кругом признаков, которые могут подтвердить предварительную категоризацию. Другие признаки просто не "замечаются" системой восприятия.

Наконец, на четвертой, завершающей, стадии осуществляется завершение проверки. Для этой стадии, как указывает Брунер, характерно окончание поиска признаков.

"Открытость" к дополнительным признакам здесь почти исчезает, и несоответствующие найденной категории признаки либо отбрасываются, либо блокируются. Если объект отнесен к категории с высокой вероятностью, то порог опознания конфликтных для этой категории признаков увеличивается почти на порядок. Если же восприятие осуществляется в условиях обедненной стимуляции, как это имеет место, скажем, в нашем примере с автобусной остановкой, конфликтные признаки, тем не менее, могут постепенно перевесить, и процесс построения образа восприятия вернется