Теория обработки информации (information-processing theory)

Т. о. и. изучает то, как люди обращаются с информ., отбирают и усваивают ее, а затем используют в процессе принятия решений и управления своим поведением. Психологи, занимающиеся обработкой информ., строят теории когнитивных способностей и поведения чел., используя понятия из области вычислительной техники, лингвистики и теории информ. Это стимулировало разработку жизнеспособных теорий и значимых исслед. в различных областях психологии, особенно касающихся изучения восприятия, памяти, внимания, речи, мышления и решения задач. Обработка информ. в настоящее время является ведущим ориентиром в эксперим. психологии.

Научная перспектива обработки информ. представляет собой семейство разрозненных теорет. и исследовательских программ. Как и в любом научном сообществе, здесь существует лишь частичное согласие по исходным посылкам, теории и методологии исслед. Тем не менее, имеется достаточное число совпадающих моментов для описания этого семейства как парадигматической подгруппы, четко отличающейся от близких, таких как трансформационная лингвистика и психология Пиаже, или более отдаленных подходов, таких как радикальный бихевиоризм.

Психологию обработки информ. можно разделить на элементы, возникшие внутри эксперим. психологии, и элементы, заимствованные из внешних дисциплин. Внутренний вклад психологии внесен, прежде всего, бихевиоризмом середины века, функционализмом вербального научения, английской эксперим. психологией и теориями инженерной психологии и эргономики. Вклады др. дисциплин включают мат. логику, технику связи и теорию информ., трансформационную лингвистику и теорию вычислительных систем. Некоторые из этих предшествующих направлений и дисциплин были положительно восприняты в целом или частично.

Влияние бихевиоризма середины XX века. Бихевиоризм был в основе своей антименталистским, занимался изучением поведения животных и активно распространял принципы обусловливания на все области психологии. Препятствия, возникшие при попытке распространить теорию и метод бихевиоризма на символические процессы чел. — в частности, на языковые способности — стали одним из основных факторов, стимулировавших возникновение парадигмы обработки информ. Когда разочарование стало всеобщим, психологи обратились к др. теориям для ориентации своих исследовательских программ. Результатом явился существенный отход от бихевиоризма.

Психологи, работающие в парадигме обработки информ., все еще разделяют со своими предшественниками-бихевиористами твердую веру в эмпиризм, операционализм и номотетический идеал. Поэтому общие методологические и статистические предпочтения при смене парадигм сохранились. Психологи приняли новые способы рассмотрения привычных вопросов и модернизировали планы своих экспериментов.

Новый взгляд отверг некоторые аспекты бихевиористской традиции: всеобщую экстраполяцию ограниченного набора принципов научения; получаемые на животных данные как источник осн. принципов; и обусловливание как основную форму научения. Возможно, наиболее важно то, что психологи, придерживающиеся парадигмы обработки информ., отказались от антименталистской установки бихевиоризма, вместе с его крайним энвайронментализмом и исключительным акцентом на внешних причинах поведения. Снова были признаны врожденные способности и предложены к обсуждению внутренние процессы, такие как планы, стратегии, образы и решения. Эксперименты с людьми в качестве испытуемых пришли на смену экспериментам с животными, а внутренние процессы были увязаны с внешними детерминантами поведения. В конце концов, большинство исследователей, занимавшихся психич. процессами более высокого уровня, обнаружили, что внутренние процессы и структурные компоненты яв-ся достаточно приемлемыми элементами теории. Эта переориентация была в значительной степени облегчена аналогиями, фактами, методами и теориями из родственных наук, к-рые в том или ином аспекте занимались символами и их обработкой.

Влияние теории информации. Ошеломляющее развитие в XX веке техники связи — телефонии, радио и телевидения — произошло потому, что уже было известно многое о теорет. сущности систем связи. Ученые-связисты сформулировали и подвергли проверке общие законы, описывающие обобщенные режимы работы идеальных и реальных систем связи. Понятия и законы, пригодные для характеристики систем связи, применялись к биолог. и физ. системам, обычно не рассматриваемым в качестве информ. каналов.

На раннем этапе развития на психологов, работавших с парадигмой обработки информ., произвела большое впечатление возможная аналогия челов. информ. процессора с описанным в теории связи информ. каналом. Некоторые способности чел. представлялись в виде части информационно-управляющего канала, обладающего внутренними состояниями и ограничениями. Были спланированы исслед. для определения свойств канала и способности к передаче различных типов информ. Ряд технических понятий, таких как «неопределенность», «информация», «бит», «источник», «сообщение», «адресат» и «кодирование», был позаимствован из теории связи. Главным импульсом для технологического и концептуального переноса достижений теории и техники связи на сферу эксперим. психологии оказалась работа Клода Шеннона. Созданная Шенноном мат. теория информ. была применима к любому сообщению из любого источника, передаваемого любыми средствами любому получателю. В настоящее время теория Шеннона не оказывает влияния на психол. исслед. в сколько-нибудь существенной степени. Тем не менее, многие понятия, унаследованные из его работ, остаются важной частью психологии обработки информ.

Влияние трансформационной лингвистики. Ноам Хомский доказывал, что язык никогда не смогут научно объяснить или понять в бихевиоральных терминах. Он настаивал на том, что этот подход коренным образом неправильно представляет себе природу языка, игнорируя его наиболее существенные свойства: структуру, правила и грамматику. С его т. зр., язык нужно объяснять, ссылаясь на «правила в голове человека» (rules in the head), к-рые дают возможность иметь дело со структурой (т. е. системными отношениями между такими частями предложения как фразы и части сложного предложения). Для лингвиста овладение языком включает в себя усвоение (internalizing) системы правил, управляющих этими отношениями. Понятие структуры едва ли совместимо с бихевиористской наукой; невозможно представить себе усвоение структуры в форме научения физ. стимулам и реакциям. Важность правил, имеющихся в голове чел., была отчетливо сформулирована лингвистами в разграничении «способность—активность» (competence — performance). Языковая способность яв-ся тем знанием языка, к-рым говорящий обладает и применяет его для того, чтобы создавать и понимать высказывания; языковая активность является реальным процессом говорения и слушания. Лингвисты и психолингвисты призывали строить теории способности, и были вынуждены постулировать существование врожденных способностей к пониманию и порождению речи. Ребенка рассматривали как «устройство овладения языком» (language acquisition device), предварительно запрограммированное природой на извлечение из окружающей среды той информ., к-рая требуется для усвоения языковой системы. В то время как лингвисты критиковали бихевиоральную психологию как устаревшую и бессмысленную, бихевиористы контратаковали, объявляя лингвистов антинаучными путаниками.

Обескураженная невзрачными результатами бихевиоризма в создании теорий речевого поведения, нарождающаяся парадигма обработки информ. в поисках идей все больше ориентировалась на лингвистику. Система понятий и теорий Хомского вначале была заимствована во всей своей полноте. Однако, Т. о. и. теперь в меньшей степени полагается на лингвистику, чем это было некогда, разобравшись, что ряд лингвистических понятий практически бесполезен для психологии. Кроме того, лингвистика продолжила свое развитие. Значительная часть работы в психологии и лингвистике теперь сфокусирована на семантике, по-видимому, самой слабой точке в теоретической системе Хомского. Тем не менее, сохранено многое из раннего взаимодействия психологии обработки информ. и лингвистики. Разграничение «способность-активность», по-видимому, принято безоговорочно. Совр. исслед. стремятся обнаружить психол. процессы или умственные операции, к-рые лежат в основе языковой активности. Продуктивность и креативность, отождествленные первоначально с языком, теперь с таким же успехом приписывают и др. видам когнитивной активности, включ. восприятие, память, мышление и понимание.

Влияние теории вычислительных систем. Теория вычислительных машин и систем представляет собой семейство разнородных специальных дисциплин, включ. теорию алгоритмов, численные методы, теорию автоматов, языки программирования и искусственный интеллект. Теория вычислительных систем и психология обработки информ. развивались в тандеме; обе вышли из плодотворных работ по мат. логике, и обе занимались природой разумного поведения. Появление вычислительных машин и концептуальных оснований, на к-рых они строились, способствовало возникновению еще одной метафоры для челов. психич. и интеллектуальных способностей, теорет. структуры и представляющего (representational) языка, с помощью к-рых можно было выразить теории поведения.

Ряд теорий когнитивных процессов нашел свое выражение в форме машинных моделей. Теории мышления и, в особенности, решения задач, извлекли свою выгоду из этого следования строгим формам, возможно потому, что челов. мышление по природе своей носит сериальный (последовательный) характер.

Наиболее глубоким вкладом со стороны вычислительной техники стала альтернативная метафора для психич. процессов. Подобные аналогии чрезвычайно важны в научном поиске, оказывая мощное влияние на выбор вопросов для исслед., структуру и интерпретацию экспериментов, а также на создание теории. Компьютер яв-ся предметом материальной культуры, свойства к-рого сравнительно хорошо понятны, и аналогия яв-ся неотразимой. Компьютеры получают входной сигнал в символической форме, перекодируют его, сопоставляют с хранящимися внутри структурами, принимают решение относительно сигнала, создают некоторые новое его выражения, сохраняет его определенную часть или весь сигнал, и выдают выходной сигнал, опять же в символической форме. По аналогии, это составляет большую часть того, чем занимается психология обработки информ.: каким образом люди получают информ., перекодируют и сохраняют ее в памяти, а затем используют для того, чтобы принимать решения и управлять доступным наблюдению поведением. Обращаясь к теории вычислительных систем, психологи, стоящие на позициях информ. подхода, строят теории челов. способностей и поведения, используя понятия из области вычислительной техники, такие как буфер, исполняющая система, компилятор и системная архитектура.

В начале XX в. Дэвид Гильберт бросил своим коллегам вызов, предложив формализовать интуитивные понятия доказательства, вычислимости, полноты и непротиворечивости. Алан Тьюринг описал «универсальную машину» в статье 1936 г., посвященной вопросам полноты и вычислимости.

«Универсальную машину» можно представить себе как некоторую гипотетическую систему с небольшим набором основных операций, посредством к-рых она может решать внушительный ряд мат. задач. Идеи этой работы Тьюринга предвосхитили изобретение совр. цифрового компьютера; фактически, всё, что делают совр. компьютеры, сводимо к фундаментальным способностям универсальной машины Тьюринга. Значимость открытия Тьюринга для когнитивной психологии заключается в том факте, что эта универсальная машина эффективно конкретизирует абстрактные процессы, связанные с обработкой символов. Абстрактные символы формальной логики можно копировать, трансформировать, переставлять в др. порядке и сочленять, так же как и физ. объекты. Символы и процесс символьных преобразований становятся, тем самым, осязаемыми объектами для изучения. Этот прорыв открыл путь для демонстрации того, что, по крайней мере, некоторые челов. идеи, умственные способности и процессы мозга можно отождествить с физ. системами символов, содержащими символические представления, к-рые меняются под воздействием точно определенных процессов символьных преобразований. Поэтому «ментальные события» можно описывать в теорет. системе, к-рая употребляется также для конкретных физ. вещей.

Точная формулировка этого моста между абстрактным и конкретным была достижением Алана Ньюэлла и Герберта Саймона. Гипотеза «физической системы символов» (physical symbol system) Ньюэлла и Саймона предполагает, что важные аспекты челов. психики, мозга и компьютера яв-ся разными примерами систем одного и того же рода. Гипотеза физической системы символов, в явной или неявной форме, лежит в основе большинства исслед. и теорий в психологии обработки информ. и, следовательно, должна быть экспериментально проверена и усовершенствована. По своей сути, эта концепция способна определить наличие интеллекта в системе и объяснить то, каким образом интеллектуальная система — челов. либо искусственная — создает новые знания.

См. также Классическое обусловливание, Когнитивная сложность, Обработка информации (бессознательная), Теория алгоритмически-эвристических процессов, Эпистемология, Языковое развитие

Р. Лэкмен