Učenje i viši kognitivni procesi 8. Simboličke funkcije, IV Deo: Analogija i strukturalno mapiranje, konceptualne kombinacije i interpretacija karakteristika u kategorizaciji
Učenje i viši kognitivni procesi 8. Simboličke funkcije, IV Deo: Analogija i strukturalno mapiranje, konceptualne kombinacije i interpretacija karakteristika u kategorizaciji
Profesionalna_orijentacija / Srednja Škola Hipokrat
Učenje i viši kognitivni procesi 8. Simboličke funkcije, IV Deo: Analogija i strukturalno mapiranje, konceptualne kombinacije i interpretacija karakteristika u kategorizaciji
1. UČENJE I VIŠI KOGNITIVNI PROCESI
Prolećni semestar 2013.
Predavač: Goran S. Milovanović
Predavanje 11
SIMBOLIČKE FUNKCIJE – Deo IV: Analogija i strukturalno mapiranje,
konceptualne kombinacije i interpretacija
karakteristika u kategorizaciji
2. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 2
C
f4
f3
f2
f1
f5
w1
w2
w3
w4
w5
e1
e4
e3
e2
e5
e7
e6
s12
s26
s36
s34
s57
s35
s24
Koncepti kao prototipovi
Koncepti kao skupovi
memorisanih primeraka
Koncepti kao
distribuirane reprezentacije
Koncepti kao
eksplanatorne
strukture – generativne
teorije o svetu koji nas
okružuje.
3. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 3
• Gledajući unazad, možemo samo da
zaključimo da pokušaj naučnog
objašnjenja kategorizacije, mentalne
reprezentacije, učenja i upotrebe
koncepata od strane ljudi predstavlja
izuzetno složen naučni problem.
• Pa ipak - koliko god to zvučalo
onespokojavajuće - dotakli smo se tek
osnovnih problema.
• Realno ljudsko mišljenje, u potpunosti
zasnovano upravo na funkcijama
konceptualnog sistema, daleko je
složenije od onoga što možemo da
otkrijemo kroz eksperimente učenja
kategorija i kategorizacije.
• Naš naredni cilj: proučiti više simboličke
procese, poput analoškog mišljenja,
deduktivnog i induktivnog rezonovanja,
konceptualnih kombinacija, interpretacije
i kreiranja karakteristika, rešavanja
problema, ekspertskog mišljenja i
konačno kreativnosti...
4. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 4
ANALOŠKO REZONOVANJE
Percepcija i upotreba relacione sličnosti
„... u Raderfordovoj analogiji između
Sunčevog sistema i atoma vodonika,
interpretacija na koju se smera se
sastoji u skupu zajedničkih relacija: da
je jezgro masivnije od elektrona (kao
što je Sunce masivnije od planeta), da
jezgro privlači elektrone, da to
privlačenje plus masa uzrokuje da
elektron kruži oko jezgra, i tako dalje.“
(Gentner & Clement, 1988).
Ernst Radenford
(1871 – 1937)
• Jedan od najvećih eksperimentalnih fizičara u
istoriji; prvo „cepanje“ atoma;
• Teorijski predlog: postoji „jezgro“ atoma, oko
koga kruže druge čestice...
5. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 5
ANALOŠKO REZONOVANJE
Mapiranje i strukturalno usaglašavanje
objektno usaglašavanje
relaciono usaglašavanje
„To je isti krug“.
„To je krug na istoj poziciji“.
baza analogije meta analogije
Mapiranje: otkrivanje načina na koji su
dve situacije slične.
Da bi se uspostavila analogija između
dve situacije (stimulusa, događaja,
objekta, itd): mora da postoji relaciona
sličnost.
(Gentner & Smith, 2012)
6. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 6
ANALOŠKO REZONOVANJE
Strukturalno usaglašavanje i princip sistematičnosti
baza analogije meta analogije
Mapiranje: otkrivanje načina na koji su
dve situacije slične. Da bi se uspostavila
analogija između dve situacije
(stimulusa, događaja, objekta, itd):
mora da postoji relaciona sličnost.
Da bi se omogućilo mapiranje, neophodno je usaglasiti reprezentacije baze i mete analogije.
Usaglašavanje = označavanje elemenata u jednoj reprezentaciji koji odgovaraju elementima u
drugoj; da bi usaglašavanje bilo strukturalno konzistentno, moraju da budu zadovoljena dva uslova:
(1) Mora da postoji 1-1 korespondencija između elemenata reprezentacije baze i mete.
(2) Ako se usaglašava neka relacija iz baze u metu, onda se usaglašavaju i argumenti te relacije.
(Gentner & Smith, 2012)
Npr. ako je elektron α na nižoj orbiti od elektrona β u atomu, koji se objašnjava modelom Sunčevog
sistema u kome je Zemlja na orbiti bližoj Suncu od Marsa, onda se i elektron α u reprezentaciji
atoma usaglašava sa Zemljom, i elektron β sa Marsom.
Princip sistematičnosti: kognitivni
sistem preferira da usaglasi dve
reprezentacije na osnovu bogatih,
razvijenih relacionih struktura pre nego
na osnovu tek jedne ili manjeg broja
zajedničkih relacija.
7. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 7
ANALOŠKO REZONOVANJE
Strukturalno usaglašavanje i princip sistematičnosti
AVION : VAZDUH - - - PODMORNICA: ?
„... se kreće kroz ...“ „... se kreće kroz ...“
AVION VAZDUH
„... se kreće kroz ...“
PODMORNICA VODA
„... se kreće kroz ...“
R R
A A A A
R – relacija
A – argument (konstituent)
8. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 8
ANALOŠKO REZONOVANJE
Manje proučene posledice relacione sličnosti
A
A
T
T
Strukturalne teorije prepoznavanja oblika... ... strukturalne teorije pojmova?
„Ono što su tebi šape, meni su peraja“
„Ono što je tebi njuška, meni je nos“
„Ono što je tebi ruka, meni je krilo“
Mi smo isto?
By the way, učite inteligentno: ono što
ste na kognitivnoj učili kao principe strukturalne
teorije prepoznavanja, na učenju’n’višim procesima
su principi strukturalnog usaglašavanja u analogiji...
9. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 9
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Problem reprezentacije složenih koncepata
Kameni zid
Interpretacija:
Zid sazidan od kamena.
Atomski fizičar
Interpretacija:
Fizičar napravljen od atoma.
10. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 10
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Problem reprezentacije složenih koncepata
VELIKI MIKROORGANIZMI
Veliki u odnosu na šta (na koga)?
11. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 11
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Ograničenje ekstenzionalne analize
FIZIČARI
ATOMI
FIZIČARI ∩ ATOMI
FIZIČARI ATOMI
Ali, avaj: to nisu
atomski fizičari.
Ekstenzija nekog koncepta: šta je sve obuhvaćeno tom kategorijom.
12. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 12
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Efekat konjukcije (Smith & Osherson, 1984)
Damski pištolj
• Damski pištolj nije tipična stvar koju bi nosila dama
• Damski pištolj nije tipičan pištolj
• Objekat sa leve strane će veliki broj ispitanika lako da prepozna kao tipičan damski pištolj ako
ga uporedi sa drugim pištoljima ili drugim stvarima koje bi dama nosila sa sobom.
• Kako je damski pištolj, koji nije tipična stvar za dame, i nije tipičan pištolj, uspeo da postane
tipičan damski pištolj?
• Efekat konjukcije: kada je neki objekat rezultat konceptualne kombinacije, onda je on više
tipičan u kategoriji koji definiše sama kombinacija nego u kategorijama koncepata koje su
kombinovane da bi on nastao.
357
(Napomena: nije damski pištolj)
13. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 13
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Model selektivne modifikacije: promena reprezentacije koncepta
Damski pištolj
f1: Veličina
f2 : Kalibar
f3 : Tip drške
f4 : (Polu)automatski
f5 : Težina
. . .
fn : ----------
d1
d2
d3
d4
d5
. . .
dn
w1
w2
w3
w4
w5
w6
1. Dijagnosticitet karakteristike „Veličina“ (d1)
postaje veoma visok.
2. Raspodela frekvencija vrednosti na toj
dimenziji (w1 – wn) se menja tako da se ukupan
broj opservacija dodeluje upravo karakteristici
„damski“
Sada nije tipičan pištolj, nije tipična stvar za
dame, ali jeste tipičan damski pištolj
objašnjenje efekta konjukcije.
d1 – dn: dijagnosticitet dimenzije (koliko je ona bitna za razlikovanje tog koncepta od drugih koncepata)
w1 – wn: ponder značajnosti – koliko je određena vrednost na nekoj dimenziji uobičajena.
Veoma mali
Mali
Prosečne veličine
Poveći pištolj
Pištoljčina
Ručni top
14. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 14
KONCEPTUALNE KOMBINACIJE
Emergentne karakteristike u konceptualnim kombinacijama
Prazna radnja
Radnja koja, očigledno, gubi pare.
Prazne stvari, generalno, ne gube pare.
Radnje, u principu, ne gube pare.
• Veoma često (češće nego što može
da nam se učini) će konceptualna
kombinacija voditi ka razvoju
karakteristika koje su emergentne:
one nisu karakteristike niti jednog od
polaznih pojmova koji se kombinuju,
već predstavljaju neki novi kvalitet
rezultirajuće konceptualne
kombinacije, kvalitet koji sada
specifično opisuje upravo nju, a ne
polazne koncepte.
• Ako ćemo u psihologiji uopšte da
govorimo o kreativnosti kao odlici
kognitivnog funkcionisanja čoveka -
„izmisliti nešto novo“, govoreći
kolokvijalno – ovo je mesto da
počnemo.
15. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 15
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Kako kognitivni sistem determiniše šta se računa kao karakteristika?
Svi standardni pristupi problemu reprezentacije koncepata, tj. svi pristupi koje smo uopšte
diskutovali, dele sledeću zajedničku pretpostavku:
• postoji fiksan, konačan, skup karakteristika koji odlikuju koncepte o kojima se raspravlja.
Metodološka posledica (koja smeta mnogima): u tipičnim eksperimentima se koriste
stimulusi koji nose svoje karakteristike „na reveru“.
16. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 16
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Studija Visnievskog i Medina (Wisniewski & Medin, 1994)
Haris-Gudinaf test crteža ljudske figure
Goodenough, F. (1926). Measurement of intelligence by drawings. New York: World Book Co.
Harris, D. B. (1963). Children's drawings as measures of intellectual maturity. New York: Harcourt, Brace & World, Inc.
17. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 17
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Studija Visnievskog i Medina (1994)
U složenom eksperimentalnom nacrtu, Visnievski i Medin su izdvojili grupe crteža koji su mogli da
se opišu preko...
• konkretnih karakteristika - „ruke stoje uz telo ili je na licu osmeh“ i sl.), i preko...
• asptraktnih karakteristika – „crtež je detaljan“, ili je „crtež je neobičan“, ili „ljudi na crtežu
izvode akciju A“, i sl.).
• I grupa: ispitanici iz I grupe treba da nauče da razlikuju crteže kreativne dece od crteža
dece koja nisu kreativna;
• II grupa: ispitanici iz II grupe treba da nauče da razlikuju crteže dece iz grupe 1 od crteža
iz grupe 2.
U I grupi ispitanika, smisleni nazivi kategorija su doveli do snažnog efekta prethodnog znanja
ili prepostavki o tome kako bi mogli da izgledaju crteži kreativne dece.
Taj efekat je doveo do toga da su u objašnjenju svojih kategorizacija ispitanici iz te grupe koristili
mnogo više apstraktnih nego konkretnih karakteristika - crteži kreativne dece su „detaljniji“,
„apstraktniji“, „kreativniji“.
napomena: ispitanici iz I grupe su podjednako mogli da nauče da razlikuju
kategorije oslanjajući se samo na konkretne karakteristike!
18. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 18
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Studija Visnievskog i Medina (1994)
U daljim eksperimentima, Visnievski i Medin su demonstrirali još upečatljivije
efekte prethodnog znanja na učenje kategorija.
Potpuno ista karakteristika - crtež odela na određenoj ljudskoj figuri - bila je
interpretirana kao „uniforma za rad na farmi“ ili „gradska uniforma“ (tipična
uniforma koju nose npr. predstavnici gradskih komunalnih službi) od strane
grupe ispitanika koji su učili kategorizaciju crteža predstavljenu kao crteže
gradske i seoske dece.
Ako bi neki crtež svrstali u kategoriju crteža za koju im je rečeno da su ih
nacrtala deca iz grada, dali bi interpretaciju da figura nosi „uniformu za rad
na farmi“; u slučaju da dobiju negativni fidbek, odn. da nauče da taj crtež
spada u drugu kategoriju, ispitanici bi kasnije menjali interpretaciju, tvrdeći
da figura ima na sebi „gradsku uniformu“.
Potpuno ista ljudska figura u pokretu je od strane ispitanika koji su učili da
razlikuju crteže gradske od crteža seoske dece interpretirana kao „figura koja
se penje u igralištu“, dok je od strane ispitanika koji su učili da razlikuju crteže
kreativne dece od crteža dece koja nisu kreativna interpretirana kao „figura
koja pleše“.
19. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 19
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Studija Visnievskog i Medina (1994)
Ne postoje fiksni skupovi karakteristika.
Karakteristike „nastaju“ i „nestaju“, odn. fizički iste stimulacije dobijaju različite interpretacije u
funkciji zadatka kategorizacije koj indukuje efekte ovog ili onog prethodnog znanja (tj. razvijaju
odgovarajuća očekivanja).
Ovo je potencijalno NAJTEŽI
problem savremene teorije koncepata.
20. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 20
INTERPRETACIJA KARAKTERISTIKA
Problemi u eksperimentisanju sa „prirodnim“ stimulusima...
KARAKTERISTIKE SU I SAME KATEGORIJE.
c
Šta se interpretira kao karakteristika zavisi od cilja
koji kognitivni sistem pokušava da zadovolji.
Realnost nije baš jednostavno „data u delovima“.
21. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 21
KREIRANJE KARAKTERISTIKA
Princip funkcionalnosti Šinsa i Marfija (Schyns & Murphy, 1994)
Ukoliko ljudi uče da objekat 1 i objekat 2
pripadaju istoj kategoriji, pomisliće da
„deo“ a-b-c predstavlja distinktivnu
karakteristiku objekata u toj kategoriji.
Ukoliko ljudi uče da objekat 1 i objekat 3
pripadaju istoj kategoriji, pomisliće da
„deo“ a-e-d predstavlja distinktivnu
karakteristiku objekata u toj kategoriji.
Princip funkcionalnosti
Ukoliko neki fragment (deo) objekta
učestvuje u kategorizaciji tog objekta u
nekoj kategoriji (tj. razlikuje pripadnike
od nepripadnika kategorije), taj
fragment će postati jedinica u
reprezentaciji koncepta tog objekta (tj.
postaće karakteristika tog koncepta)
(Schyns & Murphy, 1994).
1
2
3
22. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 22
UČENJE U FIKSNIM I FLEKSIBILNIM PROSTORIMA KARAKTERISTIKA
Schyns, Goldstone, & Thibaut (1998)
Fiksni prostori karakteristika
Učenje koncepata je kontrolisano fiksnim, konačnim
brojem dobro definisanih karakteristika.
Standardni modeli učenja kategorija svi uče i
reprezentuju karakteristike u fiksnim prostorima.
Fleksibilni prostori karakteristika
Karakteristike se stvaraju tokom procesa učenja
kategorija. Fidbek o tome kojoj kategoriji pripada
objekaz određuje šta se računa kao karakteristika u
toj kategoriji; proces je zavistan od konteksta tj. toga
koji sve objekti pripadaju kategoriji koja se uči.
Još uvek ne postoji značajniji matematički,
kompjutacioni model ove forme učenja kategorija.
23. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 23
UČENJE U FIKSNIM I FLEKSIBILNIM PROSTORIMA KARAKTERISTIKA
Schyns & Rodet (1997)
I grupa ispitanika: X Y XY
U test-fazi eksperimenta, koriste se X-Y
stimulusi u kojima karakteristika x i
karakteristika y nisu vizuelno spojene.
Ovi ispitanici kategorišu X-Y stimuluse kao
pripadnike kategorije XY, što znači da su
karakteristiku xy interpretirali kao konjukciju
karakteristike x i karakteristike y.
II grupa ispitanika: XY X Y
Ovi ispitanici kategorišu X-Y stimuluse
ponekad kao pripadnike kategorije X a
ponekad kao pripadnike Y, što znači da
karakteristiku xy nisu interpretirali kao
konjukciju karakteristike x i karakteristike y.
Eksperimentalni dokaz o kreiranju
karakteristika u funkciji procesa kategorizacije.
Ovakve studije su neobično retke!
24. Učenje i viš.kog.procesi, Proleće 2013: Mišljenje, Deo IV – Predavanje 11 24
C
f4
f3
f2
f1
f5
w1
w2
w3
w4
w5
e1
e4
e3
e2
e5
e7
e6
s12
s26
s36
s34
s57
s35
s24
Koncepti kao prototipovi Koncepti kao skupovi
memorisanih primeraka
Koncepti kao
distribuirane reprezentacije Koncepti kao eksplanatorne strukture –
generativne teorije o svetu
koji nas okružuje.
Zaključci?
Sve je još daleko komplikovanije nego
što izgleda sudeći samo po
standardnim modelima kategorizacije
i reprezentacije koncepata.
Strukturalno mapiranje: bitni su i
odnosi između karakteristika,
relaciona sličnost, ne samo sličnost i
poklapanje karakteristika prima facie.
Značaj karakteristika i njihovih
vrednosti varira u različitim
konceptualnim kombinacijama.
Karakteristike su emergentne: one se
interpretiraju i kreiraju „usput“ („on
the fly“) tokom samog procesa učenja
kategorija.
Učenje i reprezentacija se ne realizuju
u fiksnim već u fleksibilnim
prostorima karakteristika.