Bilişsel bilim - Cognitive science

Dilbilim , sinirbilim , yapay zeka , felsefe , antropoloji ve psikoloji dahil olmak üzere bilişsel bilimin doğuşuna katkıda bulunan alanları gösteren şekil

Bilişsel bilim , zihnin ve süreçlerinin disiplinler arası , bilimsel çalışmasıdır . Bu doğayı, görevleri ve fonksiyonları inceler biliş (geniş anlamda). Bilişsel bilimciler, sinir sistemlerinin bilgiyi nasıl temsil ettiğine, işlediğine ve dönüştürdüğüne odaklanarak zeka ve davranışı inceler . Bilişsel bilim adamlarını ilgilendiren zihinsel fakülteler arasında dil , algı , bellek , dikkat , akıl yürütme ve duygu yer alır ; Bu fakülteleri anlamak için bilişsel bilimciler, dilbilim , psikoloji , yapay zeka , felsefe , sinirbilim ve antropoloji gibi alanlardan ödünç alırlar . Bilişsel bilimin tipik analizi, öğrenme ve karardan mantık ve planlamaya kadar birçok organizasyon seviyesini kapsar; gelen sinir modüler beyin organizasyonu için devre. Bilişsel bilimin temel kavramlarından biri, "düşünmenin en iyi zihindeki temsili yapılar ve bu yapılar üzerinde işleyen hesaplama prosedürleri açısından anlaşılabileceği"dir.

Bilişsel bilimin amacı, zihnin ve öğrenmenin daha iyi anlaşılmasına yol açacağı umuduyla zekanın ilkelerini anlamak ve akıllı cihazlar geliştirmektir. Bilişsel bilimler, 1950'lerde genellikle bilişsel devrim olarak adlandırılan entelektüel bir hareket olarak başladı .

Tarih

Bilişsel bilimler, 1950'lerde bilişsel devrim olarak adlandırılan entelektüel bir hareket olarak başladı . Bilişsel bilim antik Yunan felsefi metinlere bir tarih öncesi izlenebilir arkasını vardır (bkz Platon 'ın Meno ve Aristo ' ın De Anima ); Descartes , David Hume , Immanuel Kant , Benedict de Spinoza , Nicolas Malebranche , Pierre Cabanis , Leibniz ve John Locke gibi yazarları içeriyor . Bununla birlikte, bu ilk yazarlar zihnin felsefi keşfine büyük ölçüde katkıda bulunsalar ve bu sonuçta psikolojinin gelişmesine yol açacak olsa da, bilişsel bilim adamlarınınkinden tamamen farklı bir dizi araç ve temel kavramla çalışıyorlardı.

Modern bilişsel bilim kültürü , 1930'larda ve 1940'larda, zihnin düzenleyici ilkelerini anlamaya çalışan Warren McCulloch ve Walter Pitts gibi erken sibernetikçilere kadar uzanabilir . McCulloch ve Pitts , biyolojik sinir ağlarının yapısından ilham alan hesaplama modelleri olan yapay sinir ağları olarak bilinen şeyin ilk çeşitlerini geliştirdi .

Bir başka öncü, 1940'larda ve 1950'lerde hesaplama teorisinin ve dijital bilgisayarın erken gelişimiydi . Kurt Gödel , Alonzo Kilisesi , Alan Turing ve John von Neumann bu gelişmelerde etkili oldular. Modern bilgisayar veya Von Neumann makinesi , hem zihin için bir metafor hem de bir araştırma aracı olarak bilişsel bilimde merkezi bir rol oynayacaktır.

Bir akademik kurumda bilişsel bilim deneylerinin ilk örneği , psikoloji bölümünde çalışan ve insan bilişi için model olarak bilgisayar belleğini kullanarak deneyler yapan JCR Licklider tarafından kurulan MIT Sloan School of Management'ta gerçekleşti.

1959'da Noam Chomsky , BF Skinner'ın Verbal Behavior kitabının sert bir eleştirisini yayınladı . O zamanlar, Skinner'ın davranışçı paradigması Amerika Birleşik Devletleri'ndeki psikoloji alanına egemen oldu. Çoğu psikolog, içsel temsilleri öne sürmeden, uyaran ve tepki arasındaki işlevsel ilişkilere odaklandı. Chomsky, dili açıklamak için, yalnızca içsel temsilleri atfetmekle kalmayıp bunların altında yatan düzeni karakterize eden üretici dilbilgisi gibi bir teoriye ihtiyacımız olduğunu savundu .

Bilişsel bilim terimi , Christopher Longuet-Higgins tarafından 1973'te , Yapay Zeka araştırmasının o zamanki mevcut durumuyla ilgili Lighthill raporu üzerine yaptığı yorumda ortaya çıktı . Aynı on yılda, Bilişsel Bilim ve Bilişsel Bilim Topluluğu dergisi kuruldu. Bilişsel Bilim Derneği'nin kuruluş toplantısı, 1979'da San Diego'daki California Üniversitesi'nde yapıldı ve bu , bilişsel bilimin uluslararası düzeyde görünür bir girişim haline gelmesiyle sonuçlandı. 1972'de Hampshire College , Neil Stillings tarafından yönetilen Bilişsel Bilimler alanında ilk lisans eğitim programını başlattı . 1982'de Profesör Stillings'in yardımıyla Vassar College , Bilişsel Bilimler alanında lisans derecesi veren dünyadaki ilk kurum oldu. 1986 yılında, dünyanın ilk Bilişsel Bilim Departmanı , San Diego'daki California Üniversitesi'nde kuruldu .

1970'lerde ve 1980'lerin başında, bilgisayarlara erişim arttıkça yapay zeka araştırmaları genişledi. Marvin Minsky gibi araştırmacılar , örneğin karar vermede ve problem çözmede, insan düşüncesini daha iyi anlama umuduyla ve aynı zamanda insanoğlunun geçtiği adımları resmi olarak karakterize etmeye çalışmak için LISP gibi dillerde bilgisayar programları yazacaktı . yapay zihinler yaratma umudu. Bu yaklaşım "sembolik AI" olarak bilinir.

Sonunda, sembolik AI araştırma programının sınırları ortaya çıktı. Örneğin, insan bilgisini sembolik bir bilgisayar programı tarafından kullanılabilecek bir biçimde kapsamlı bir şekilde listelemek gerçekçi görünmüyordu. 80'lerin sonları ve 90'lar , bir araştırma paradigması olarak sinir ağlarının ve bağlantıcılığın yükselişini gördü . Genellikle James McClelland ve David Rumelhart'a atfedilen bu bakış açısına göre zihin, katmanlı bir ağ olarak temsil edilen bir dizi karmaşık çağrışım olarak karakterize edilebilir. Eleştirmenler, sembolik modeller tarafından daha iyi yakalanan bazı fenomenler olduğunu ve bağlantıcı modellerin çoğu zaman çok az açıklayıcı güce sahip olacak kadar karmaşık olduğunu savunuyorlar. Son zamanlarda sembolik ve bağlantıcı modeller birleştirildi ve her iki açıklama biçiminden de yararlanmayı mümkün kıldı. Hem bağlantıcılık hem de sembolik yaklaşımların çeşitli hipotezleri test etmede ve biliş ve alt düzey beyin işlevlerini anlama yaklaşımlarını keşfetmede yararlı olduğu kanıtlanmış olsa da, ikisi de biyolojik olarak gerçekçi değildir ve bu nedenle her ikisi de sinirbilimsel inandırıcılıktan yoksundur. Bağlantıcılığın, bilişin gelişimde nasıl ortaya çıktığını ve insan beyninde nasıl meydana geldiğini hesaplamalı olarak araştırmak için yararlı olduğu kanıtlanmıştır ve kesinlikle alana özgü / alan genel yaklaşımlarına alternatifler sağlamıştır. Örneğin, Jeff Elman, Liz Bates ve Annette Karmiloff-Smith gibi bilim adamları, beyindeki ağların, bunlar ve çevresel girdiler arasındaki dinamik etkileşimden ortaya çıktığını öne sürmüşlerdir.

Prensipler

Analiz seviyeleri

Bilişsel bilimin temel bir ilkesi, zihnin/beynin tam olarak anlaşılmasının, yalnızca tek bir düzeyde çalışılarak elde edilemeyeceğidir (bilişsel modelleme ve bilişsel mimariler alanında da kabul edilen bir varsayım). Bir örnek, bir telefon numarasını hatırlama ve daha sonra hatırlama sorunu olabilir. Bu süreci anlamak için bir yaklaşım, davranışı doğrudan gözlem veya natüralist gözlem yoluyla incelemek olacaktır . Bir kişiye bir telefon numarası sunulabilir ve bir süre sonra bu numarayı geri çağırması istenebilir; daha sonra yanıtın doğruluğu ölçülebilir. Bilişsel yeteneği ölçmek için başka bir yaklaşım, bir kişi telefon numarasını hatırlamaya çalışırken tek tek nöronların ateşlemelerini incelemek olabilir . Bu deneylerin hiçbiri tek başına bir telefon numarasını hatırlama sürecinin nasıl çalıştığını tam olarak açıklamayacaktır. Beyindeki her nöronu gerçek zamanlı olarak haritalandıracak teknoloji mevcut olsa ve her nöronun ne zaman ateşlendiği bilinse bile, belirli bir nöron ateşlemesinin gözlemlenen davranışa nasıl dönüştüğünü bilmek yine de imkansız olurdu. Bu nedenle, bu iki düzeyin birbiriyle nasıl ilişkili olduğunun anlaşılması zorunludur. Bedenlenmiş Zihin: Bilişsel Bilim ve İnsan Deneyimi , "zihnin yeni bilimlerinin, hem yaşanmış insan deneyimini hem de insan deneyiminin doğasında var olan dönüşüm olanaklarını kapsayacak şekilde ufuklarını genişletmesi gerektiğini" söylüyor. Bu, sürecin işlevsel düzeydeki bir hesabıyla sağlanabilir. Belirli bir fenomeni birden çok düzeyde incelemek, beyinde belirli bir davranışa yol açan süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlar. Marr , üç analiz seviyesinin ünlü bir tanımını yaptı:

  1. Hesaplamalı teorisi hesaplama hedeflerini belirtmek;
  2. Gösterim ve algoritmalar , girdi ve çıktıların ve birini diğerine dönüştüren algoritmaların bir temsilini veren; ve
  3. Donanım uygulaması , ya da nasıl algoritma ve temsil fiziksel olarak gerçekleştirilebilir.

disiplinler arası doğa

Bilişsel bilim, psikoloji , sinirbilim , dilbilim , zihin felsefesi , bilgisayar bilimi , antropoloji ve biyoloji dahil olmak üzere çeşitli alanlardan katkı sağlayan disiplinler arası bir alandır . Bilişsel bilimciler, diğer bilimlerin yaptığı gibi, zihni ve onu çevreleyen dünyayla olan etkileşimlerini anlama umuduyla toplu olarak çalışırlar. Alan kendisini fiziksel bilimlerle uyumlu olarak görür ve bilimsel yöntemin yanı sıra simülasyon veya modellemeyi kullanır , genellikle modellerin çıktısını insan bilişinin yönleriyle karşılaştırır. Psikoloji alanına benzer şekilde, bazı araştırmacıları çoğul olarak 'bilişsel bilimleri' tercih etmeye yönlendiren birleşik bir bilişsel bilim olup olmadığı konusunda bazı şüpheler vardır.

Kendilerini bilişsel bilim adamı olarak görenlerin çoğu, ama hepsi değil , zihne dair işlevselci bir görüşe -zihinsel durumların ve süreçlerin işlevleriyle açıklanması gerektiği görüşüne - ne yaptıklarına sahiptir. Göre birden gerçeklenebilirlik İşlevselciliğin hesabına, bu tür robotlar ve bilgisayarlar gibi hatta insan olmayan sistemler bilişi sahip olarak atfedilebilir.

Bilişsel bilim: terim

Bilişsel bilimde "bilişsel" terimi, "kesin terimlerle çalışılabilen her türlü zihinsel işlem veya yapı" için kullanılır ( Lakoff ve Johnson , 1999). Bu kavramsallaştırma çok geniştir ve "bilişsel"in yalnızca biçimsel kurallar ve gerçek koşullu anlambilim ile ilgili olduğu bazı analitik felsefe geleneklerinde "bilişsel"in nasıl kullanıldığıyla karıştırılmamalıdır .

OED'deki " bilişsel " kelimesi için ilk girişler, onu kabaca "bilme eylemi veya süreci ile ilgili" anlamına gelir . 1586'dan ilk giriş, kelimenin bir zamanlar Platonik bilgi teorileri tartışmaları bağlamında kullanıldığını gösteriyor . Bununla birlikte, bilişsel bilimdeki çoğu, muhtemelen kendi alanlarının Platon'un aradığı bilgi kadar kesin olan herhangi bir şeyin incelenmesi olduğuna inanmazlar.

Kapsam

Bilişsel bilim geniş bir alandır ve bilişle ilgili çok çeşitli konuları kapsar. Bununla birlikte, bilişsel bilimin, zihnin doğası ve işleyişi ile ilgili olabilecek her konu ile her zaman eşit derecede ilgilenmediği kabul edilmelidir. Filozoflar arasında, klasik bilişselciler, sosyal ve kültürel faktörleri, duyguyu, bilinci, hayvan bilişini ve karşılaştırmalı ve evrimsel psikolojileri büyük ölçüde ya vurgulamış ya da bunlardan kaçınmışlardır . Ancak davranışçılığın azalmasıyla birlikte, duygulanımlar ve duygular gibi içsel durumlar, farkındalık ve gizli dikkat yeniden ulaşılabilir hale geldi. Örneğin, konumlanmış ve somutlaştırılmış biliş teorileri, çevrenin mevcut durumunu ve vücudun bilişteki rolünü dikkate alır. Bilgi işleme üzerinde yeni keşfedilen vurgu ile, gözlemlenebilir davranış artık psikolojik teorinin ayırt edici özelliği değil, zihinsel durumların modellenmesi veya kaydedilmesiydi.

Aşağıda bilişsel bilimin ilgilendiği ana konulardan bazıları verilmiştir. Bu kapsamlı bir liste değildir. Alanın çeşitli yönlerinin bir listesi için bkz . bilişsel bilim konularının listesi.

Yapay zeka

Yapay zeka (AI), makinelerdeki bilişsel fenomenlerin incelenmesini içerir. Yapay zekanın pratik hedeflerinden biri, bilgisayarlarda insan zekasının özelliklerini uygulamaktır. Bilgisayarlar, bilişsel fenomenleri incelemek için bir araç olarak da yaygın olarak kullanılmaktadır. Hesaplamalı modelleme , insan zekasının nasıl yapılandırılabileceğini incelemek için simülasyonları kullanır. (Bkz. § Hesaplamalı modelleme .)

Zihnin en iyi, küçük ama bireysel olarak zayıf unsurlardan (yani nöronlardan) oluşan büyük bir dizi olarak mı yoksa semboller, şemalar, planlar ve kurallar gibi daha yüksek seviyeli yapıların bir koleksiyonu olarak mı görüldüğü konusunda bazı tartışmalar vardır. İlk görüş , zihni incelemek için bağlantıcılığı kullanırken , ikincisi sembolik yapay zekayı vurgular . Sorunu görmenin bir yolu, insan beynini oluşturan nöronları doğru bir şekilde simüle etmeden bir bilgisayarda bir insan beynini doğru bir şekilde simüle etmenin mümkün olup olmadığıdır.

Dikkat

Dikkat, önemli bilgilerin seçimidir. İnsan zihni milyonlarca uyaranla bombardımana tutuluyor ve bu bilgilerden hangisini işleyeceğine karar vermenin bir yolu olmalı. Dikkat bazen bir spot ışığı olarak görülür, yani kişi yalnızca belirli bir bilgi kümesine ışık tutabilir. Bu metaforu destekleyen deneyler arasında dikotik dinleme görevi (Cherry, 1957) ve dikkatsiz körlük çalışmaları (Mack ve Rock, 1998) bulunmaktadır. Dikotik dinleme görevinde, denekler her bir kulağa bir tane olmak üzere iki farklı mesaj bombardımanına tutulur ve mesajlardan sadece birine odaklanması söylenir. Deneyin sonunda, katılımsız mesajın içeriği sorulduğunda denekler bunu rapor edemezler.

Dil bilgisi ve işlenmesi

Bir iyi bilinen bir örneği , bir ait Sıralı yapısı ağaç . Bu, farklı bileşenlerin hiyerarşik olarak nasıl organize edildiğini gösteren insan dilini temsil etmenin bir yoludur.

Dil öğrenme ve anlama yeteneği son derece karmaşık bir süreçtir. Dil, yaşamın ilk birkaç yılında edinilir ve normal şartlar altında tüm insanlar dili ustaca edinebilir. Teorik dilbilim alanındaki önemli bir itici güç, dilin böyle bir şekilde öğrenilebilmesi için soyut olarak sahip olması gereken doğayı keşfetmektir. Beynin dili nasıl işlediğini incelemeye yönelik araştırma sorularından bazıları şunlardır: (1) Dil bilgisi ne ölçüde doğuştan gelir veya öğrenilir?, (2) Yetişkinler için ikinci bir dil edinmek neden yetişkinler için olduğundan daha zordur? bebeklerin ana dillerini edinmeleri? ve (3) İnsanlar yeni cümleleri nasıl anlayabilir?

Dil işleme çalışması, konuşmanın ses kalıplarının araştırılmasından kelimelerin ve tüm cümlelerin anlamlarının araştırılmasına kadar uzanır. Dilbilim genellikle dil işlemeyi imla , fonetik , fonoloji , morfoloji , sözdizimi , anlambilim ve pragmatik olarak ayırır . Dilin birçok yönü, bu bileşenlerin her birinden ve etkileşimlerinden incelenebilir.

Bilişsel bilimde dil işleme çalışması , dilbilim alanıyla yakından bağlantılıdır. Dilbilim geleneksel olarak tarih, sanat ve edebiyat çalışmaları da dahil olmak üzere beşeri bilimlerin bir parçası olarak incelendi. Son elli yılda, giderek daha fazla araştırmacı, bilişsel bir fenomen olarak dilin bilgisini ve kullanımını araştırdı; ana problemler, dil bilgisinin nasıl edinilebileceği ve kullanılabileceği ve tam olarak nelerden oluştuğudur. Dilbilimciler , insanların görünüşte çok karmaşık sistemler tarafından yönetilen şekillerde cümleler kurarken, kendi konuşmalarını yöneten kurallardan oldukça habersiz olduklarını bulmuşlardır. Bu nedenle dilbilimciler, eğer gerçekten böyle kurallar varsa, bu kuralların neler olabileceğini belirlemek için dolaylı yöntemlere başvurmalıdır. Her halükarda, eğer konuşma gerçekten de kurallarla yönetiliyorsa, bunlar herhangi bir bilinçli düşünceye karşı muğlak görünürler.

Öğrenmek ve geliştirmek

Öğrenme ve gelişme, zaman içinde bilgi ve bilgi edindiğimiz süreçlerdir. Bebekler (bilginin nasıl tanımlandığına bağlı olarak) çok az bilgiyle veya hiç bilgi olmadan doğarlar, ancak dili kullanma, yürüme ve insanları ve nesneleri tanıma becerilerini hızla kazanırlar . Öğrenme ve geliştirme araştırmaları, bu süreçlerin gerçekleşebileceği mekanizmaları açıklamayı amaçlar.

Bilişsel gelişim çalışmasındaki önemli bir soru, belirli yeteneklerin ne ölçüde doğuştan veya öğrenilmiş olduğudur. Bu genellikle tartışmanın doğası ve beslenmesi açısından çerçevelenir . Nativist görünüşüdür belirli özellikler bir organizmaya doğuştan ve belirlenir vurgular genetik bağış. Görgücü görünümü, diğer taraftan, bazı özellikler çevreden öğrenilir vurguluyor. Bir çocuğun normal bir şekilde gelişmesi için hem genetik hem de çevresel girdiye açıkça ihtiyaç duyulmasına rağmen, genetik bilginin bilişsel gelişime nasıl rehberlik edebileceği konusunda önemli tartışmalar devam etmektedir . Örneğin, dil edinimi alanında bazıları ( Steven Pinker gibi ) evrensel gramer kurallarını içeren belirli bilgilerin genlerde bulunması gerektiğini savunurken, diğerleri (Jeffrey Elman ve Rethinking Innateness'teki meslektaşları gibi ) Pinker'ın iddialar biyolojik olarak gerçekçi değildir. Genlerin bir öğrenme sisteminin mimarisini belirlediğini, ancak dilbilgisinin nasıl çalıştığına dair belirli "gerçeklerin" ancak deneyimin bir sonucu olarak öğrenilebileceğini savunuyorlar.

Hafıza

Bellek, daha sonra geri almak için bilgileri saklamamıza izin verir. Belleğin genellikle hem uzun vadeli hem de kısa vadeli bir depodan oluştuğu düşünülür. Uzun süreli bellek, bilgileri uzun süreler (günler, haftalar, yıllar) boyunca saklamamızı sağlar. Uzun süreli bellek kapasitesinin pratik sınırını henüz bilmiyoruz. Kısa süreli bellek, bilgileri kısa zaman ölçeklerinde (saniye veya dakika) saklamamızı sağlar.

Bellek ayrıca genellikle bildirimsel ve prosedürel biçimlerde gruplandırılır. Bildirimsel bellek alt kümelerine içine -grouped anlamsal ve hafıza epizodik formlar gerçekler ve belirli bilgi, özel anlamları ve belirli deneyimleri (örneğin, "elma yemek mısın?" İçin belleğe ilişkin olmaktadır, ya da "Dört gün önce kahvaltıda ne yedin ?"). İşlemsel bellek , eylemleri ve motor dizileri (örneğin bisiklete nasıl binilir) hatırlamamızı sağlar ve genellikle örtük bilgi veya bellek olarak adlandırılır.

Bilişsel bilim adamları, tıpkı psikologlar gibi hafızayı incelerler, ancak daha çok hafızanın bilişsel süreçler üzerindeki etkisine ve biliş ile hafıza arasındaki karşılıklı ilişkiye odaklanma eğilimindedirler . Bunun bir örneği, bir kişinin uzun süredir kayıp bir anıyı geri getirmek için hangi zihinsel süreçlerden geçtiği olabilir? Veya, bilişsel tanıma süreci (bir şeyi hatırlamadan önce ipuçlarını görme veya bağlamdaki bellek) ile hatırlama ("boşluğu doldurma"daki gibi bir anıyı geri getirme) arasındaki fark nedir?

Algı ve eylem

Necker küpü , bir optik illüzyon örneği
Optik bir illüzyon. A karesi, B karesiyle tam olarak aynı gri tonudur. Bakınız damalı gölge yanılsaması .

Algı, duyular yoluyla bilgiyi alma ve bir şekilde işleme yeteneğidir . Görme ve işitme , çevreyi algılamamızı sağlayan iki baskın duyudur. Örneğin, görsel algı çalışmasındaki bazı sorular şunları içerir: (1) Nesneleri nasıl tanıyabiliriz?, (2) Herhangi birinde yalnızca küçük parçalarını görmemize rağmen neden sürekli bir görsel çevre algılarız? zaman? Görsel algıyı incelemek için bir araç, insanların optik illüzyonları nasıl işlediğine bakmaktır . Necker küpünün sağındaki görüntü, iki durumlu bir algı örneğidir, yani küp iki farklı yöne yönlendirilmiş olarak yorumlanabilir.

Çalışma haptik ( taktil ), koku , ve tat uyaranlara da algı etki alanına düşmektedir.

Bir sistemin çıktısına atıfta bulunmak için işlem yapılır. İnsanlarda bu, motor tepkiler yoluyla gerçekleştirilir. Mekansal planlama ve hareket, konuşma üretimi ve karmaşık motor hareketler, eylemin tüm yönleridir.

bilinç

Bilinç, bir şeyin dışsal bir nesne mi yoksa kendi içindeki bir şey mi olduğunun farkındalığıdır. Bu, zihnin bir benlik duygusu yaşama veya hissetme yeteneğine sahip olmasına yardımcı olur .

Araştırma Yöntemleri

Bilişsel bilimi incelemek için birçok farklı metodoloji kullanılır. Alan son derece disiplinlerarası olduğu için, araştırma genellikle psikoloji , sinirbilim , bilgisayar bilimi ve sistem teorisinden araştırma yöntemlerini kullanarak birden fazla çalışma alanını keser .

davranış deneyleri

Zeki davranışı neyin oluşturduğunun bir tanımına sahip olmak için, davranışın kendisini incelemek gerekir. Bu tür araştırmalar bilişsel psikoloji ve psikofizikle yakından bağlantılıdır . Farklı uyaranlara karşı davranışsal tepkileri ölçerek, bu uyaranların nasıl işlendiği hakkında bir şeyler anlaşılabilir. Lewandowski & Strohmetz (2009), davranışsal izler, davranışsal gözlemler ve davranışsal seçim dahil olmak üzere psikolojide davranışsal ölçümün yenilikçi kullanımlarının bir koleksiyonunu gözden geçirdi. Davranış izleri, davranışın gerçekleştiğini ancak aktörün bulunmadığını gösteren kanıt parçalarıdır (örneğin, bir park yerindeki çöp veya bir elektrik sayacındaki okumalar). Davranışsal gözlemler, davranışta bulunan aktörün doğrudan tanıklığını içerir (örneğin, bir kişinin başka bir kişinin yanına ne kadar yakın oturduğunu izlemek). Davranışsal seçimler, bir kişinin iki veya daha fazla seçenek arasında seçim yapmasıdır (örneğin, oy verme davranışı, başka bir katılımcı için ceza seçimi).

  • Reaksiyon süresi. Bir uyaranın sunumu ile uygun bir tepki arasındaki süre, iki bilişsel süreç arasındaki farklılıkları gösterebilir ve doğası hakkında bazı şeyleri gösterebilir. Örneğin, bir arama görevinde tepki süreleri eleman sayısıyla orantılı olarak değişiyorsa, bu bilişsel arama sürecinin paralel işleme yerine seri işlemeyi içerdiği açıktır.
  • Psikofiziksel tepkiler. Psikofiziksel deneyler, bilişsel psikoloji tarafından benimsenen eski bir psikolojik tekniktir. Tipik olarak, örneğin bir sesin yüksekliği gibi bazı fiziksel özellikler hakkında yargıda bulunmayı içerirler. Bireyler arasındaki öznel ölçeklerin korelasyonu, gerçek fiziksel ölçümlere kıyasla bilişsel veya duyusal önyargılar gösterebilir. Bazı örnekler şunları içerir:
    • renkler, tonlar, dokular vb. için aynılık yargıları.
    • renkler, tonlar, dokular vb. için eşik farklılıkları
  • Göz izleme . Bu metodoloji, özellikle görsel algı ve dil işleme olmak üzere çeşitli bilişsel süreçleri incelemek için kullanılır. Gözlerin sabitlenme noktası, bireyin dikkat odağıyla bağlantılıdır. Böylece, göz hareketlerini izleyerek, belirli bir zamanda hangi bilgilerin işlendiğini inceleyebiliriz. Göz izleme, bilişsel süreçleri son derece kısa zaman ölçeklerinde incelememize olanak tanır. Göz hareketleri, bir görev sırasında çevrimiçi karar vermeyi yansıtır ve bu kararların nasıl işlenebileceği konusunda bize bazı bilgiler sağlar.

Beyin görüntülemesi

Beyin ile insan kafasının görüntüsü. Ok, hipotalamusun konumunu gösterir .

Beyin görüntüleme, çeşitli görevleri yerine getirirken beyindeki aktiviteyi analiz etmeyi içerir. Bu, bilginin nasıl işlendiğini anlamaya yardımcı olmak için davranış ve beyin işlevini ilişkilendirmemizi sağlar. Farklı görüntüleme teknikleri türleri, zamansal (zamana dayalı) ve uzamsal (konum tabanlı) çözünürlüklerine göre değişir. Beyin görüntüleme genellikle bilişsel sinirbilimde kullanılır .

  • Tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi ve Pozitron emisyon tomografisi . SPECT ve PET, deneğin kan dolaşımına enjekte edilen ve beyin tarafından alınan radyoaktif izotopları kullanır. Beynin hangi bölgelerinin radyoaktif izotopu kapladığını gözlemleyerek, beynin hangi bölgelerinin diğer bölgelere göre daha aktif olduğunu görebiliriz. PET, fMRI ile benzer uzamsal çözünürlüğe sahiptir, ancak son derece zayıf zamansal çözünürlüğe sahiptir.
  • Elektroensefalografi . EEG, deneğin kafa derisine bir dizi elektrot yerleştirerek korteksteki büyük nöron popülasyonları tarafından üretilen elektrik alanlarını ölçer. Bu teknik, son derece yüksek bir zamansal çözünürlüğe sahiptir, ancak nispeten zayıf bir uzaysal çözünürlüğe sahiptir.
  • Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme . fMRI, beynin farklı bölgelerine akan oksijenli kanın nispi miktarını ölçer. Belirli bir bölgedeki daha fazla oksijenli kanın, beynin o bölgesindeki nöral aktivitedeki artışla ilişkili olduğu varsayılır. Bu, belirli işlevleri farklı beyin bölgelerinde lokalize etmemizi sağlar. fMRI orta düzeyde uzaysal ve zamansal çözünürlüğe sahiptir.
  • Optik görüntüleme . Bu teknik, beynin farklı bölgelerine yakın kanın ışığı yansıtma miktarını ölçmek için kızılötesi vericiler ve alıcılar kullanır. Oksijenli ve oksijensiz kan ışığı farklı oranlarda yansıttığından, hangi bölgelerin daha aktif olduğunu (yani daha fazla oksijenli kanın bulunduğu bölgeleri) inceleyebiliriz. Optik görüntülemenin orta düzeyde zamansal çözünürlüğü vardır, ancak uzaysal çözünürlüğü düşüktür. Ayrıca son derece güvenli olması ve bebeklerin beyinlerini incelemek için kullanılabilmesi avantajına sahiptir.
  • Manyetoensefalografi . MEG, kortikal aktiviteden kaynaklanan manyetik alanları ölçer. EEG'ye benzer, ancak ölçtüğü manyetik alanlar kafa derisi, meninksler ve benzeri tarafından EEG'de ölçülen elektriksel aktivite kadar bulanık veya zayıflatılmamış olduğundan gelişmiş uzamsal çözünürlüğe sahiptir. MEG, küçük manyetik alanları algılamak için SQUID sensörlerini kullanır.

hesaplamalı modelleme

İki katmanlı bir yapay sinir ağı .

Hesaplamalı modeller , bir problemin matematiksel ve mantıksal olarak resmi bir temsilini gerektirir. Bilgisayar modelleri farklı özgü ve genel simülasyonu ve deneysel doğrulama kullanılan özelliklerin arasında zeka . Hesaplamalı modelleme, belirli bir bilişsel olgunun işlevsel organizasyonunu anlamamıza yardımcı olabilir. Bilişsel modellemeye yönelik yaklaşımlar şu şekilde kategorize edilebilir: (1) semboller aracılığıyla zeki bir zihnin soyut zihinsel işlevleri üzerine sembolik; (2) insan beyninin sinirsel ve çağrışımsal özellikleri üzerine sembolik altı; ve (3) melez dahil, sembolik-sembolik sınırın ötesinde.

  • Sembolik modelleme , bilgi tabanlı sistemlerin teknolojilerini kullanan bilgisayar bilimi paradigmalarından ve aynı zamanda felsefi bir perspektiften (örneğin "İyi Eski Moda Yapay Zeka" ( GOFAI )) gelişti . İlk bilişsel araştırmacılar tarafından geliştirilmiş ve daha sonra uzman sistemler için bilgi mühendisliğinde kullanılmıştır . 1990'ların başından beri, kişioidler gibi işlevsel insan benzeri zeka modellerinin araştırılması için sistem biliminde genelleştirildi ve buna paralel olarak SOAR ortamı olarak geliştirildi . Son zamanlarda, özellikle bilişsel karar verme bağlamında, sembolik bilişsel modelleme, alt sembolik bilinçsiz bir katmanla bağlantılı olarak sosyal ve örgütsel biliş dahil olmak üzere sosyo-bilişsel yaklaşıma genişletildi .
  • Alt sembolik modelleme , bağlantıcı/sinir ağı modellerini içerir . Bağlantıcılık, zihnin/beynin basit düğümlerden oluştuğu ve problem çözme kapasitesinin bunlar arasındaki bağlantılardan kaynaklandığı fikrine dayanır. Sinir ağları , bu yaklaşımın ders kitabı uygulamalarıdır. Bu yaklaşımın bazı eleştirmenleri, bu modeller biyolojik gerçekliğe sistemin nasıl çalıştığının bir temsili olarak yaklaşırken, bu modellerin açıklayıcı güçlerden yoksun olduğunu düşünüyor çünkü basit bağlantı kurallarıyla donatılmış sistemlerde bile, ortaya çıkan yüksek karmaşıklık onları bağlantıda daha az yorumlanabilir kılıyor. görünüşte makroskopik düzeyde olduklarından daha yüksek düzeydedir.
  • Popülerlik kazanan diğer yaklaşımlar arasında (1) dinamik sistem teorisi, (2) sembolik modelleri bağlantıcı modellerle eşleştirme (sinirsel-sembolik entegrasyon veya hibrit akıllı sistemler ) ve (3) ve genellikle makine öğreniminden alınan Bayes modelleri yer alır .

Yukarıdaki tüm yaklaşımlar, bireysel ve sosyal/örgütsel karar verme ve akıl yürütmenin açıklanması ve iyileştirilmesine uygulanmak için sentetik/soyut zekanın entegre hesaplama modelleri biçiminde genelleştirilme eğilimindedir .

nörobiyolojik yöntemler

Doğrudan nörobilimden ve nöropsikolojiden ödünç alınan araştırma yöntemleri , zekanın çeşitli yönlerini anlamamıza da yardımcı olabilir. Bu yöntemler, akıllı davranışın fiziksel bir sistemde nasıl uygulandığını anlamamızı sağlar.

Tüm bu alanları kapsayan ve 3 baskıdan geçmiş tek ders kitabı,

Önemli bulgular

Bilişsel bilim, insan bilişsel önyargı ve risk algısı modellerine yol açtı ve ekonominin bir parçası olan davranışsal finansın gelişiminde etkili oldu . Aynı zamanda yeni bir matematik felsefesi teorisine (düz anlam matematikle ilgili) ve birçok yapay zeka , ikna ve zorlama teorisine yol açmıştır . Modern dilbilimin önemli bir kanadını oluşturmasının yanı sıra dil ve epistemoloji felsefesinde de varlığını hissettirmiştir . Bilişsel bilimin alanları, konuşma üretiminden işitsel işlemeye ve görsel algıya kadar beynin belirli işlevsel sistemlerini (ve işlevsel eksiklikleri) anlamada etkili olmuştur. Beynin belirli bölgelerine verilen hasarın bilişi nasıl etkilediğini anlamada ilerleme kaydetti ve disleksi , anopi ve yarı uzamsal ihmal gibi belirli işlev bozukluklarının temel nedenlerini ve sonuçlarını ortaya çıkarmaya yardımcı oldu .

eleştiri

Bkz . bilişsel psikolojinin eleştirisi .

Önemli araştırmacılar

İsim Doğum yılı Katkı Yılı Katkı(lar)
David Chalmers 1966 1995 dualizm , zor bilinç sorunu
Daniel Dennett 1942 1987 Hesaplamalı sistemler perspektifi sundu ( Çoklu taslak modeli )
John Searle 1932 1980 Çin odası
Douglas Hofstadter 1945 1979 Gödel, Escher, Bach
Jerry Fodor 1935 1968, 1975 işlevselcilik
Marvin Minsky 1927 1970'ler, 1980'lerin başı LISP gibi dillerde, karar verme ve problem çözme gibi insanların geçtiği adımları resmi olarak karakterize etmeye çalışmak için bilgisayar programları yazdı.
Christopher Longuet-Higgins 1923 1973 Bilişsel bilim terimini icat etti
Noam Chomsky 1928 1959 BF Skinner'ın o zamanki baskın davranışçılığa karşı bilişselciliği başlatan Verbal Behavior kitabının bir incelemesini yayınladı
George Miller 1920 1956 Zihinsel temsiller yoluyla insan düşünme kapasiteleri hakkında yazdı
Herbert Simon 1916 1956 Allen Newell ile birlikte oluşturulan Mantık Teorisi Makinesi ve Genel Problem Çözücü , EPAM (Temel Algılayıcı ve Ezberci ) teorisi, organizasyonel karar verme
John McCarthy 1927 1955 Yapay zeka terimini icat etti ve 1956 yazında yapay zekayı bir alan olarak başlatan ünlü Dartmouth konferansını düzenledi .
McCulloch ve Pitts 1930'lar – 1940'lar Geliştirilen erken yapay sinir ağları
JCR yalayıcı 1915 MIT Sloan Yönetim Okulu kuruldu
Philip N. Johnson-Laird 1936 1980 Bilişsel bilimde zihinsel modeller fikrini tanıttı
Dedre Gentner 1983 Gelişimi Yapısı-haritalama Teorisi ait analojik akıl
Annette Karmiloff-Smith 1938 1992 Sinirbilimi ve hesaplamalı modellemeyi bilişsel gelişim teorilerine entegre etmek
Eleanor Rosch 1938 1976 Geliştirilmesi Prototip Teorisi ve sınıflandırılması

Bilişsel bilimde daha tanınan isimlerden bazıları genellikle ya en tartışmalı ya da en çok alıntı yapılanlardır. Felsefe içinde, bazı tanıdık isimler arasında hesaplama sistemleri perspektifinden yazan Daniel Dennett , tartışmalı Çin odası argümanı ile tanınan John Searle ve işlevselciliği savunan Jerry Fodor sayılabilir .

Diğerleri şunlardır David Chalmers savunan, Düalizmi ve netleştirerek tanınır bilinç sert sorunu ve Douglas Hofstadter yazma ünlü, Gödel, Escher, Bach , kelime ve düşünce soruları doğası.

Dilbilim alanında Noam Chomsky ve George Lakoff etkili olmuştur (her ikisi de siyasi yorumcu olarak dikkate değer hale gelmiştir). Gelen yapay zeka , Marvin Minsky , Herbert Simon ve Allen Newell belirgindir.

Psikoloji disiplinindeki popüler isimler arasında George A. Miller , James McClelland , Philip Johnson-Laird , Lawrence Barsalou , Vittorio Guidano , Howard Gardner ve Steven Pinker bulunmaktadır . Antropologlar Dan Sperber , Edwin Hutchins , Bradd Shore , James Wertsch ve Scott Atran , kültür oluşumu, din ve siyasi ilişki hakkında genel teoriler geliştirme girişimlerinde bilişsel ve sosyal psikologlar, siyaset bilimciler ve evrimsel biyologlarla ortak projelerde yer aldılar .

Hesaplama teorileri (modeller ve simülasyonlarla birlikte) David Rumelhart , James McClelland ve Philip Johnson-Laird tarafından da geliştirilmiştir .

epistemik

Epistemik , 1969 yılında Edinburgh Üniversitesi tarafından Epistemik Okulu'nun kurulmasıyla ortaya çıkan bir terimdir . Epistemoloji, bilginin felsefi teorisi olduğu için epistemolojiden ayırt edilmelidir , oysa epistemik bilginin bilimsel çalışmasını ifade eder.

Christopher Longuet-Higgins bunu "bilgi ve anlayışın elde edildiği ve iletildiği süreçlerin (algısal, entelektüel ve dilsel) biçimsel modellerinin inşası" olarak tanımlamıştır. Alvin I. Goldman , 1978 tarihli "Epistemik: Bilişin Düzenleyici Teorisi" adlı makalesinde , epistemolojinin yeniden yönlendirilmesini tanımlamak için "epistemik" terimini icat ettiğini iddia eder. Goldman, epistemiğinin geleneksel epistemolojiyle devam ettiğini ve yeni terimin yalnızca muhalefetten kaçınmak için olduğunu savunuyor. Goldman'ın versiyonunda epistemik, biliş psikolojisi ile ittifakında geleneksel epistemolojiden sadece biraz farklıdır; epistemik, bilgi veya inançlara yol açan zihinsel süreçlerin ve bilgi işleme mekanizmalarının ayrıntılı çalışmasını vurgular.

1980'lerin ortalarında, Epistemik Okulu, Bilişsel Bilimler Merkezi (CCS) olarak yeniden adlandırıldı. 1998'de CCS, Edinburgh Üniversitesi Enformatik Okulu'na dahil edildi .

Ayrıca bakınız

Anahatlar

Referanslar

Dış bağlantılar