Wprowadzenie do kognitywistyki

Wprowadzenie do
kognitywistyki
dr hab. Adriana Schetz
Instytut Filozofii
Uniwersytet Szczeciński
[email protected]
Plan wykładu
1 Narodziny kognitywistyki: uwarunkowania historyczno-naukowe.
2 Anatomia i poznawcze funkcje układu nerwowego.
3 Metody badań stanów poznawczych oraz modele umysłu (blokowy,
komputacyjny, koneksjonistyczny, modele dynamiczne i hybrydowe).
4 Kognitywistyczne teorie percepcji.
5 Uwaga i świadomość.
6 Kognitywistyczne teorie działania.
7 Kognitywistyczne teorie pamięci.
8 Inne umysły, emocje, empatia i neurony lustrzane.
9 Język i komunikacja.
10 Sztuczna inteligencja.
Zygmund Freud
Freud miał rację?
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• „Kognitywistyka to multidyscyplinarne,
naukowe studium poznania oraz jego roli w
inteligentnym działaniu. Bada czym jest
poznanie, do czego służy oraz jak przebiega”
William Bethel, George Graham, A Companion to
Cognitive Science, Blackwell, 1999.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Określenia zamienne i pokrewne:
1. nauki o poznaniu i komunikacji społecznej,
neuronauka;
2. Cognitive science, neuroscience.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
• Dojrzała faza rozwoju kognitywistyki;
• Nowe trendy i wewnętrzne konflikty.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Komputacjonizm – pogląd, w myśl którego
przetwarzanie informacji przez system
poznawczy ma charakter obliczeniowy.
Innymi słowy, mózg to bardzo wyrafinowana
maszyna licząca.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Początki komputacjonizmu sięgają
cybernetycznych modelu umysłu: Claude
Bernard (XIX w., fizjolog) poszukiwał odpowiedzi
na pytanie co pozwala organizmom utrzymywać
wewnętrzną trwałość procesów w zmiennym i
pełnym zagrożeń środowisku.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Odpowiedź C. Bernarda utrwaliła w naukach o poznaniu
kategorię systemu i podsystemu:
„Each living organism is composed of different component
sub-systems: these respond when particular features of the
organism’s internal environment exceed – under preasure
from its external environment or malfunctioning of a subsystem – their normal range. They act so as to restore that
feature to the normal range”
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Odpowiedź C. Bernarda utrwaliła w naukach o
poznaniu kategorię systemu i podsystemu oraz
ragulacji, homeostazy i sprzężenia zwrotnego
(feedback).
Sam Bernard nie używał terminu „feedback”, ale
deskrypcji: „wewnętrzne dostosowanie
składowych do zmian zewnętrznych”
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Przykład subsystemu utrzymującego homeostazę:
1. Termostat
Termostat – jest to
element układu
chłodzenia tłokowego
silnika spalinowego,
który pod wpływem
zmiany temperatury
cieczy chłodzącej kieruje
jej strumień do tzw.
"małego" lub "dużego„
obiegu. Mały obieg
kiedy silnik jest jeszcze
chłodny (po odpaleniu),
duży obieg - kiedy silnik już
się rozgrzał do temperatury
roboczej (po przejechaniu
około 5 km).
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Przykład subsystemu utrzymującego
homeostazę:
2. Komórka (zwierzęca, roślinna)
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Przykład subsystemu utrzymującego
homeostazę:
2. Receptor histaminowy w żołądku
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Cybernetyka (jako dziedzina naukowa) zakłada, że:
system jakim jest całościowo wzięty organizm
składa się z podsysytemów, których rola polega na
utrzymywaniu homeostazy pomiędzy wnętrzem
systemu a środowiskiem zewnętrznym.
Podstawowym mechanizmem osiągania
homeostazy jest feedback.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Za twórcę cybernetyki uważa się Norberta Wienera (biologa,
logika i matematyka), który w 1948 ukuł termin „cybernetyka”
(od gr. helmsperson).
Feedback to dostarczanie informacji wygenerowanych przez
system z powrotem do tego systemu co umożliwia
regulowanie zachowania.
Feedback to procedura modyfikowania wewnętrznych stanów
systemu w odpowiedzi na warunki zewnętrzne.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Norbert Wiener, Julian Bigelow, Arturo Rosenblueth (1942) – Cybernetyczna
teoria „kontroli i komunikacji zwierząt i maszyn”.
Lata1942-1953 to okres intensywnych seminariów i debat, w których inżynieryjne
idee przeplatały się z neurologicznym spojrzeniem na mózg.
Uczestnicy spotkań to m. in: Howard Aiken, John van Neumann, Warren
McCulloch, Walter Pitts, i in.
1943 – Julian Bigelow wprowadza pojęcie systemu cybernetycznego jako
działającego w sposób celowy i używa określenia teleologizm (Behavior, Purpose,
Teleology.
1953 – ruch cybernetyczny uważa się za wygasający.
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Zalążki komputacjonizmu
Nieco wcześniej, zanim ruch cybernetyczny wygasł
rozwijał się „ruch komputacyjny”
1930 – Calude Shannon wprowadził do maszyn liczących
obwody elektryczne;
II wojna światowa – Alan Turning i maszyna Turinga
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Rozwój komputacjonizmu
Maszyna Turninga
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Rozwój komputacjonizmu
Maszyna Turninga
Głowica odczytuje symbol na taśmie i wykonuje jedną z czterech komend:
przesuwa się o jedno pole w prawo lub o jedno pole w lewo lub zapisuje
nowy symbol lub zatrzymuje się.
W ten sposób maszyna zawsze jest w jednym z M stanów, zaś każde pole
taśmy zawsze jest w jednym z N stanów.
Rozkaz: głowica zapisuje nową wartość w polu odpowiadającą stanowi
maszyny i pola, następnie zmienia swój stan, przesuwa głowicę.
Program: lista rozkazów maszyny Turinga
1. Narodziny kognitywistyki:
uwarunkowania historyczno-naukowe
• Wczesna faza rozwoju kognitywistyki;
1. Rozwój komputacjonizmu
1959 – Allen Newell i Herbert A. Simon, J. Cliff Shaw
opracowują program GPS (Genaral Problem Solver).
Pierwszy komputerowy program służący do
zobrazowania przetwarzania charakterystycznego dla
ludzkiego myślenia (głównie funkcje
trygonometryczne).
1976 – kwartalnik "Cognitive Science„
1979 –towarzystwo naukowe Cognitive Science
Society
• 2. Triumf podejścia biomedycznego (19501970)
• Równolegle, lecz niezależnie rozwijane są dwa
podejścia do umysłu:
1. Komputacyjne
2. Biologiczne (biomedyczne)
• http://www.kognitywistyka.net/kognitywistyka/historia
.html (krótka historia kognitywistyki).
• M. Urchs, O procesorach i procesach poznawczych:
Elementy kognitywistyki, 2009.
• Alan Turing, Maszyna licząca a inteligencja, w: Filozofia
umysłu, red. Bohdan Chwedeńczuk, Aletheia,
Warszawa 1995.
• Andrew Hodges, Wiktor Bartol: Enigma: życie i śmierć
Alana Turinga. Warszawa: Prószyński i S-ka, 2002.
• Andrew Hodges, Turning: Krytyczna analiza myśli
filozofa, który stworzył podwaliny teorii sztucznej
inteligencji.