Природа вещей

50 герц и ниже: загадочные звуки на низких частотах

Природа вещей

Ирина Годунова. Травмы психики и методы выживания

Когнитивная наука: прошлое, настоящее, будущее

Когнитивная наука: прошлое, настоящее, будущее

Доктор философии, профессор факультета компьютерных наук, ведущий исследователь и глава лаборатории восприятия и когнитивных систем Юргис Шкилтерс, несмотря на свой молодой для ученого возраст, по праву считается исследователем мирового уровня. Сегодня он — гость нового выпуска программы Латвийского радио 4 «Природа вещей». 
 
Когницио — значит познание. В когнитивной науке используются два стандартных вычислительных подхода к моделированию когнитивных систем: символицизм и коннекционизм. Символицизм основывается на предположении, что человеческое мышление подобно мышлению компьютера с центральным процессором, последовательно обрабатывающего единицы символьной информации.

Коннекционизм основывается на предположении, что человеческое мышление не может быть уподоблено центральному цифровому процессору из-за несовместимости с данными нейробиологии, а может имитироваться при помощи искусственных нейронных сетей. Прогресс в когнитивистике, как полагают ученые, позволит «разгадать загадку разума», то есть описать и объяснить процессы в мозгу человека, ответственные за высшую нервную деятельность.

Это позволит создать системы так называемого сильного искусственного интеллекта, который будет обладать способностями к самостоятельному обучению, творчеству, свободному общению с человеком.

— В наши дни когнитивная наука — это междисциплинарное направление исследований познания, сознания, восприятия и интеллекта, в котором есть три главных перспективы. Первая — психологическая, в наши дни она — определяющая, больше всего исследований происходят именно в психологической перспективе. Потом — нейрофизиология, и третья перспектива — компьютерные науки, которые занимаются созданием и изучением искусственного интеллекта и другими подобными вещами. Например, симуляцией ощущений.

Когнитивная наука, в отличие от других наук, которые интересуются человеком, междисциплинарна. То есть, мы используем методы из разных отраслей, разных наук, чтобы проиллюстрировать явление по возможности с разных точек зренич. Поэтому если в наши дни говорить о междисциплинарных исследованиях, то когнитивная наука — единственная настоящая междисциплинарная наука, потому что когда она начала развиваться, она с самого начала была таковой. Никогда когнитивная наука не была только компьютерной или только психологической или нейрофизиологической, она всегда состояла из нескольких компонентов. 

— А как вообще появилась когнитивная наука?

— Два аспекта. Первый — в середине сороковых годов американские ученые выдвинули гипотезу, что человеческий мозг действует по принципам логики. Эта гипотеза так и не была полностью подтверждена, но ее изучение привело к сотрудничеству ученых из разных направлений — психологов, математиков, нейрофизиологов. Второй аспект — то, что в середине 50-х годов началось активное изучение искусственного интеллекта.

При этом одинаково важно понять, что происходит с человеком в процессе решения проблем, что происходит в процессе мышления, и так же важно понять, как все это можно точно воспроизвести математически и логически.

Другой вопрос, конечно, что точно воспроизвести это не получится. Но при этом во второй половине пятидесятых был такой рывок в области исследований, — психологи, экономисты, лингвисты как бы сели за один стол и старались интегрировать все эти разные перспективы в общие исследования. И вот эта мотивация — сесть за общий стол — в когнитивной науке сохранилась и в XXI веке, в 18-м году. Поэтому во всех западных и американских вузах есть внушительные центры, департаменты и институты, изучающие когнитивную науку. Это своего рода добавленная стоимость — скажем, если мы изучаем какие-то вещи чисто с лингвистической перспективы, мы не можем так хорошо исследовать все процессы.

Например, мы хотим понять, почему мы понимаем предложения с одним содержанием быстрее, чем предложения с другим содержанием. Лингвисты не могут ответить, а это очень важный вопрос, потому что явно он связан со смыслом и с психологическими процессами, происходящими в нашей голове.

Поэтому когнитивная наука – очень благоприятный полигон для таких исследований.

Ну, или говоря о языке — вот, например, технологии перевода. В основе своей это отрасль компьютерной науки, но нам важно, чтобы это приспособление для перевода было как можно более удобным в употреблении. И в этом особенность когнитивных наук – мы не просто создаем технологически-удачные продукты, но нас интересует и то, каким образом они связаны с восприятием конкретного пользователя и насколько они соответствуют именно ему.

— Какие интересные открытия были сделаны на ниве когнитивистики? Что она привнесла в общий научный дискурс?

— На самом деле, если мы посмотрим на все крупные открытия в области психологии, нейрофизиологии и исследований искусственного интеллекта, то последние 50 лет — это тот период, когда эти исследования стали результатом действий именно на ниве когнитивной науки. Пожалуй, проще сказать, что не_является вкладом когнитивной науки. Вот, скажем, хорошо известный радиослушателям Дэниел Канеман и его концепция о двух системах мышления.

— Давайте напомним в двух словах. 

— Идея Канемана очень популярна, его знаменитая книга «Думай медленно, решай быстро» переведена на все основные языки, в том числе и на латышский. Ее основная идея в том, что

рациональное, думающее мышление действует медленно, а наша система эмоционального восприятия действует очень быстро и часто неточно.

И эта идея —двух систем мышления и обработки информации во многом изменила и то, как психологи смотрят на процессы мышления человека. Канеман лауреат нобелевской премии и очень значимый автор. 

Еще примеры, о которых могут знать наши слушатели — пару лет назад Нобелевскую премию получили норвежские ученые Мозеры и американский ученый О-Киф, за то, что они открыли в мозгу клетки, отвечающие за систему позиционирования. Они для этого проводили эксперименты на крысах, но это открытие касается и людей. Открытие сделано в области нейрофизиологии, но все это исследование фактически касается того, что мы зовем когнитивной наукой.

На самом деле сложно сказать, чья тут заслуга больше — нейрофизиологии или когнитивистики.

Если вдуматься, вся цифровая среда, в которой мы живем, это своего рода результат или следствие когнитивной науки.

Один из основоположников когнитивной науки, Джон фон Нейман, был основоположником учения об архитектуре вычислительных машин.

Фон Нейман разработал архитектуру, которая действует во всех современных компьютерах. Грубо говоря, одно дело — это вклад в науку, сделанный учеными, нобелевскими лауреатами. Всевозможные исследования и так далее. Другое — чисто технологический аспект. Мы с вами живем в мире, который изменило развитие когнитивной науки. 
Не зря многие индустриальные предприятия и компании с течением времени создают у себя лаборатории для когнитивных исследований. Они, конечно, в большой мере связаны с индустриальными исследованиями, но все же — например, компания Rank Xerox в Калифорнии в свое время создала одну из первых лабораторий, которая изучала интерфейсы, чтобы облегчить взаимодействие человека и устройства. Это было 80-е годы, и если мы смотрим на копировальные машины, как они сейчас работают, при помощи каких команд общаются с нами, то понятно, что это во многом результат той работы.

И в других компаниях – у Nokia есть большой исследовательский центр, в корпорации Disney, у Sony есть большая лаборатория в Париже, где исследуют мобильных роботов.

Все мы знаем Google, Facebook, у которых тоже есть большие исследовательские центры. И на самом деле то, чем они занимаются, это и есть когнитивные науки.

— А что интересного происходит в сфере когнитивных наук у нас в Латвии?

— Во-первых, надо пояснить, что у нас развитие когнитивных дисциплин началось в 2004-2005 годах, когда я после защиты диссертации вернулся в Латвию. Моя мотивация была такой: если уж возвращаться, то затем, чтобы продолжить тему, которой я занимался, готовя диссертацию. Если это невозможно, то зачем возвращаться – я могу этим заниматься в США или Германии. Но понемногу начало получаться — мы начали заниматься когнитивными исследованиями — было много симпозиумов, летних школ, воркшопов.

Мы в Балтии сейчас самые значительные. В Европе конечно есть и другие игроки, но даже на уровне Восточной и Северной Европы мы определенно в тройке лидеров.

Определенные успехи делают в университете Будапешта, в Польше и Болгарии делают кое-что. Сейчас у нас идут несколько крупных исследований. Например, исследование, над которым работают сразу несколько групп ученых – об изучении восприятия интерфейса. Нас интересует, как восприятие цвета влияет на эмоциональные реакции человека.

Представим, что человек заходит на некую домашнюю страницу и хочет на ней что-то найти. Если ему не нравится цветовое решение, то это дело миллисекунд — принятие решения, что в следующий раз он возможно на эту страницу не зайдет.

Мы изучаем, как цвета связаны с опеделенными эмоциями. Как цвета связаны с определенными видами интерфейсов.

Например, не все цвета человек воспринимает как одинаково подходящие для интернет-магазина или социальных сетей или для развлекательного портала. Интересно, что у людей эти цветовые пристрастия меняются в зависимости от возраста.

— Серьезно?

— Да, и это очень удивительно.

Самый большй сюрприз был, когда мы провели простой эксперимент: какие цвета предпочитают люди из разных возрастных групп. Мы констатировали, что различия, например, среди людей разных национальностей намного меньше, чем между людьми разных возрастов. Это было и правда неожиданно.

Так вот. Цветовые комбинации и их влияние на восприятие интерфейса — это часть исследования, которое мы проводим сейчас. Второе масштабное направление — это пространственное восприятие когниции. Это моя сфера, мы тестируем то, какие формы, какие пространственные комбинации и отношения люди воспринимают легче. Это важно, потому что мы ежедневно используем множество разных систем географической информации. Это и всевозможные устройства GPS.

Важно понять, какие системы пространственной репрезентации людям кажутся более или менее понятными. Мы тестируем время реакции и восприятие, понимание. Сравниваем разные геометрические фигуры — каким из них люди отдают предпочтение. И цели у нас вполне практичные: если мы создаем интерфейс или систему GPS, надо понять, какие объекты предпочтительнее использовать.

Это второе направление — пространственное восприятие. В этом контексте есть одно исследование, мы проводим его вместе со шведскими коллегами, — мы изучаем то, как люди воспринимают отношения между… ну, представьте, что объект находится между двумя другими объектами. Очень мало известно о том, как они влияют друг на друга. Если поискать похожие исследования, то окажется, что их просто нет.

Сейчас мы со шведскими коллегами провели два эксперимента на эту тему и готовим третий. Например,

если кто-то создает виртуальную среду или систему GPS — навигационный прибор — то как именно пользователь будет воспринимать взаимодействие между объектами в этой среде? Это абсолютно неизученный вопрос. Я думаю, через пару месяцев в нашем распоряжении будут весьма интересные результаты по этой теме. 

Третья тема, которая находится в фокусе нашей исследовательской лаборатории уже долгое время — это восприятие языка. Мы изучаем то, как «пользователи» латышского языка воспринимают синтаксис и грамматику. Общаясь между собой, мы можем допустить какие-то грамматические ошибки, и особых проблем это не создает. Но какие это ошибки? И какие из них пользователь воспримет как «проблематичные», то есть влияющие на смысл предложения? И даже мешающие его понять?

У нас два больших и сложных эксперимента только что завершились, так что мы скоро сформулируем, какие синтаксические конструкции создают проблемы для пользователей латышского языка.

— О цветах очень любопытно. Ведь бытует мнение, что цвета имеют некую эмоциональную окраску. Скажем, красный считается цветом лидеров, но и более агрессивным.

— Это стереотип. Как только мы проводим эксперимент о категоризации цветов — о том, как люди воспринимают цвета, особенно если мы тестируем людей в повседневной обстановке, а не в лабораторных условиях, смотрим, как они пользуются своими смартфонами, планшетами — то мы видим совсем другую картину.

Цвета — ну вот, скажем красный, который вы упомянули — воспринимаются по-разному не только в зависимости от возраста респондента, но и в зависимости от цели, для которой этот цвет используется. Вот конкретно о красном и синем цвете — интересно, что люди воспринимают синий интерфейс как более быстродействующий, чем красный.

Интересно и то, что результат тут зависит и от пола респондентов. Женщинам не свойственно вот это временное искажение восприятия цветов. Скажем,  если тестировать вот этот синий интерфейс, то мужчины воспринимают что процессы на нем — скажем, покупка в интернет-магазине — происходят немного быстрее, чем на самом деле. А  женщины воспринимают скорость адекватно.

Но говоря о цветах, отмечу, что в этой сфере есть много стереотипов, ничем не подтвержденных с научной точки зрения. Например типично агрессивные или успокаивающие цвета.

А вот возрастные различия — это не миф. Скажем, тестируя людей в возрасте 20-30 лет и 60-70 лет, мы видим, что первые отдают предпочтения черно-белым комбинациям. Им не нравятся теплые цвета, не нравится, например зеленый цвет. А люди старше — им наоборот нравятся теплые оттенки, зеленый цвет нравится, а вот черно-белая гамма не нравится совсем. То есть у двух этих групп цветовые предпочтения полностью противоположны. Как минимум в выборе цветов они категорически не понимают друг друга.

Поэтому говоря о «правильных цветах», которые следует использовать скажем в индустрии, — ну нет таких универсальных цветов. Все зависит от цели, для которой создается продукт, от целевой аудитории. Поэтому мы проводим эти исследования — чтобы выяснить, для какого демографического сегмента в зависимости от возраста, увлечений и так далее подходит тот или иной цвет.

Понятно, что можно создать идеальный в плане цвета интерфейс, — скажем, для молодежи. Но универсального интерфейса для всех возрастов не существует.

Вот, скажем, цвета, у которых есть тенденции считаться позитивными. Скажем, синий. Или зеленый — чуть меньше, но все же. Синий цвет вообще интересный, он и в разных культурах считается одинаково позитивным. Почему — ну, видимо, потому что есть довольно мало объектов синего цвета, которые могут считаться негативными. Ведь мы восприятие цвета связываем с объектами, которые окрашены в него. Назовите хоть один неприятный объект синего цвета! Нет. Небо синее, море…

Есть исследование одного коллеги из Массачусетского института технологий — они там провели такое масштабное исследование, сравнивая различные культуры, и констатировали, что синий цвет по умолчанию считается позитивным, и кроме того — такая особенность: люди описывают предметы, о которых они говорят, теплыми цветами. А синий — это обычно фон, контекст. Синий или какие-то более прохладные цвета.

— Но есть и более противоречивые цвета, скажем, белый: в одной культуре это символ невинности, в другой — символ смерти. То есть, различия есть?

— Да, но там надо быть осторожным, потому что надо принимать во внимание — в наши дни западное общество не настолько религиозно и обычные люди воспринимают цвета менее символически, не связывая так сильно с мифологией, мистикой — в меньшей мере, чем с другими соображениями. У каждого человека есть любимые цвета, и символизма в этом мало. Меньше, чем в традиционных культурах.

— И на выбор любимого цвета влияет множество факторов?

— Да, но если нас тестировать в разные периоды жизни, то мы заметим, что наши цветовые предпочтения тоже изменяются. Это очень зависит от возраста респондента, и второй аспект — отношение к цветам очень взаимосвязано с эмоциями.

Это то, чем поражают и завораживают когнитивные науки — изучая визуальное восприятие, мы приходим к совсем невизуальным вещам — эмоциям. То есть цвета это дверь, ведущая к эмоциям.

Очень интересно изучать эту связь эмоций, которые испытывает человек, с цветами, на которые он смотрит. Результаты этих исследований можно использовать практически — скажем, создавая дизайн интерфейсов, домашних страниц.

— Выходит, цвета можно использовать и чтобы влиять, скажем, на то впечатление, которое мы производим на людей?— Да, разумеется. Правда, надо иметь ввиду, что в интерперсональной коммуникации мы будем реагировать иначе, чем когда мы находимся наедине с собой в интернете, скажем, производя какой-то поиск или пользуясь интернет-магазином. В интерперсональной коммуникации задействовано множество побочных факторов, которые могут оказать влияние.

— Вы изучаете то, как человек воспринимает информацию в новой среде, в которой мы живем. Она интернетизирована, компьютеризирована. Мы часто слышим мнения, что человечество становится из-за этого глупее. Если раньше мы учились, заучивали, то сейчас за любой информацией можно обратиться в интернет-поисковик. Ничего не надо запоминать. Не делает ли Google нас глупее?

— Дело в том, что наш мозг очень гибкий и умеет подстраиваться. Мы не стали глупее. Мы стали другими. Мы ищем информацию по-другому. Мы реагируем на эмоции по-другому. 

Так что Google не делает нас глупее. Он делает нас другими.

Мне кажется, что главная задача современной науки — говорить не о создании искусственного интеллекта — в 2018 году у нас и так есть несколько мощных систем искусственного интеллекта. Тут все ясно. Он уже создан и будет, разумеется, развиваться, а для нас важнее другое. Изучать так называемый гибридный интеллект.

Мы все — гибриды. Мы пользуемся цифровыми устройствами, социальными сетями, и в то же время у нас есть биологическая память, биологические эмоции, биологическое зрение. И каким образом внешние технологические устройства взаимодействуют с нашими биологическими ресурсами – вот интересный вопрос, и он изучен крайне мало.

Вот, скажем, известный случай о том как Facebook и Cambridge Analytica манипулируют людьми. Но почему? Потому что мы очень восприимчивы к эмоциональной информации определенного вида. И исходя из наших профилей на Facebbok — и не только из них, у нас же много информации в открытом доступе на разных устройствах, порталы закупок и так далее, — анализируя эту информацию можно понять, что мы за люди, какие эмоции нас зацепят, а какие оставят равнодушными.

И это пока изучено крайне мало. А между тем,

в 2018 году от искусственного интеллекта исходит не такая уж большая опасность. В отличие от того, насколько легко манипулировать нами, исходя из наших эмоций. Это легко делать, вычислив, что мы за люди, предлагая нам такие рекламы, которые нас зацепят. 

— Не говоря уже о фейк-ньюз…

— Вот именно. Не говоря о фейк ньюз. А ведь все это пока изучено крайне мало. Как фильтровать эмоционально окрашенную информацию. Как вести себя в ситуации, когда о нас известно слишком много — это вопрос, который гораздо важнее вопроса, насколько опасен для нас искусственный интеллект.

Поэтому когнитивные науки об этом мало говорят — науку вопрос опасности искусственного интеллекта не интересует. Нас куда больше волнует, что происходит с нами, когда мы каждый день используем эти цифровые устройства. Что происходит с нами? С нашим восприятием? С нашей памятью?

Еще один пример — почему гибридный интеллект человека намного интереснее, чем искусственный интеллект — например, мы не знаем, как люди, особенно дети — как они лучше усваивают информацию. 

В наши дни типично, что дети пользуются планшетами, чтобы учиться читать. Но какова та цена, которую они платят, используя смартфоны — ведь они действуют иначе, чем бумажные книги. Какие процессы при этом происходят с нами?

Мало исследований о том, каковы плюсы и минусы использования цифровых и аналоговых источников информации в процессе обучения. 

Смысл и значение когнитивных наук в наши дни огромны и жизненно важны. Сейчас на нашей карте, образно говоря, намечены основные «остановки», но детального маршрута между ними нет.

— Любопытный поворот. Сейчас разрабатывается новое содержание образования, может быть, следует учитывать вот этот упомянутый вами фактор — новое мышление. Проблема в том, что содержание новое, а разрабатывают его люди, мыслящие по-старому.

— Да. Конечно, это нормально, в жизни обычно и происходит так: идет какой-то процесс, случаются неудачи, — одна, вторая, третья, тогда привлекают исследователей и все улаживают. Интересный момент — в США и Норвегии выяснили, что типичные пользователи цифровых устройств — например, те, кто записывает с их помощью лекции или уроки — запоминают их точнее. Это такая «точность вербатим» — они запоминают годы, цифры…  
 Зато те, кто записывает от руки по старинке — у них лучше развито понимание смыслов и взаимосвязей. И это большой вопрос – что лучше?

Ну, педагоги наверняка скажут что лучше понимать взаимосвязи. Наверное, так и есть. Но мы не можем перемотать историю современного общества назад и отменить процессы цифровой социализации. Мы не можем заставить школьников и студентов отказаться от цифровых устройств. И как при этом развить в них умение находить взаимосвязи? Это одна из сфер которую мы изучаем.

— Какие вопросы стоят перед учеными-когнитивистами в ближайшем будущем?

 Вопросов много. Мне лично было бы интересно продолжать изучение пространственной когниции. Люди воспринимают пространство по принципу, как один объект относится к другому. Например, мы общаемся в некой среде и описываем объекты — какой где находится относительно друг друга?

— То есть, скажем, сиди мы не друг напротив друга, а скажем, рядом, это повлияло бы на наше восприятие?

— Да, было бы по-другому, у нас было бы иное восприятие право-лево, далеко и близко. Но важно, что мы воспринимаем пространство как вещь или объект, фактор в отношениях между нами. И самое удивительное — что цифровые приспособления и GPS воспринимают пространство при помощи информации, основанной на системе координат. Точный адрес, точные координаты — есть у каждой вещи в этом мире. У этого микрофона. Ручки. У любого предмета и тела. Другое дело, что мы этих координат можем не знать. И чаще всего это и не важно. 
Но речь о том, что науке пока не удалось связать ту модель отношений, которая у нас в голове, с реальной системой координат. И, я думаю, прорыв в исследовании пространственной когниции будет именно в этом. В том, чтобы связать наше восприятие пространства с взаимоотношениями объектов, которые в нем находятся и с системой их координат. Это был бы мощный прорыв.

Это одно, но я должен сказать, что

есть парадоксальная ситуация — если мы изучаем человека, то мы понимаем, что нам известно намного меньше о его восприятии, о том как он думает, не говоря о когнитивных вопросах, — чем о Вселенной у нас над головой.

Мы в современной науке можем найти концепцию о Вселенной, с которой более менее согласятся все ученые.
Но если мы будем говорить о том, что такое эмоции человека, то такого единодушия не будет. Будет как минимум три разных группы исследователей, которые вроде все работают очень четкими методами, но совершенно по-разному объясняют что такое эмоции. Как работает память. Мы вроде это знаем, но общая картина довольно размыта. Так что любая сфера в когнитивных науках в будущем переживет большие открытия, которые кардинально изменят нашу реальность.

Заметили ошибку? Сообщите нам о ней!

Пожалуйста, выделите в тексте соответствующий фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Пожалуйста, выделите в тексте соответствующий фрагмент и нажмите Сообщить об ошибке.

Общество
Новости
Новейшее
Интересно