Reprezentacje umysłowe

Część I Reprezentacje poznawczeRozdział- Istota i forma reprezentacji umysłowych

Pojęcie reprezentacji umysłowej Reprezentacje a procesy poznawcze Realizm a konstruktywizm Rodzaje reprezentacji umysłowych

Reprezentacje obrazowe Teoria reprezentacji obrazowych Kosslyna

Hipoteza funkcjonalnej ekwiwalencji percepcji i wyobraźni Rotacje mentalne Skaning mentalny Reprezentacje werbalne Weryfikacja sylogizmów i treści zdań Reprezentacje numeryczne

Teoria podwójnego kodowania PaivioSłowo i obraz - wzajemne relacje

Pierwotność czy wtórność nietrwałych reprezentacji umysłowych Hipoteza języka myśli Teoria pierwotnych reprezentacji w formie zbioru sądów Pylyshyna Teoria modeli mentalnych ]ohnson-Lairda Stanowisko eklektyczne w sporze o kod reprezentacji umysłowych

Podsumowanie

Reprezentacjonizm i reprezentacyjne teorie umysłu, Wiki

• Reprezentacjonizm jako teoria filozoficzna (zwany czasem pośrednim realizmem) to pogląd, który twierdzi, że reprezentacje są główną drogą dostępu do zewnętrznej rzeczywistości Inna poważana znaną teoria filozoficzna twierdzi, że pojęcia są całkowicie abstrakcyjnymi obiektami.

• W kontraście do teorii naiwnego albo bezpośredniego realizmu, reprezentacyjna teoria umysłu postuluje aktualne istnienie pośredników- reprezentacji między umysłem a stanami, procesami i innymi bytami w świecie zewnętrznym. Te pośredniki zastępują albo reprezentują obiekty tego świata dla umysłu.

• Np. Jeśli ktoś dochodzi do przekonania, że podłoga wymaga zmycia, reprezentacyjna teoria umysłu twierdzi, że ktoś stworzył reprezentację umysłową podłogi i co najmniej jej dwóch jej stanów.

• Zgodnie z „ klasyczna” wersja tej teorii, mentalnymi reprezentacjami były wyobrażenia (zwane często „ideami”) reprezentowanych obiektów czy stanów. Według współczesnych zwolenników teorii reprezentacji , takich jak Jerry Fodor, Steven Pinker i wielu innych, system reprezentacji składa się raczej z wewnętrznego języka myśli.

• Treść myśli reprezentują struktury symboliczne ( formułowane w Mentalese) które, analogicznie do języków naturalnych ale na bardziej abstrakcyjnym poziomie , posiadaj składnię i semantykę podobną do języków naturalnych.

Reprezentacja umysłowa Stanford Encyclopedia of Philosophy

Pojęcie „reprezentacji umysłowej” jest przede wszystkim konstruktem teoretycznym nauki poznawczej ( cognitive science).

Jako takie jest podstawowym pojęciem Komputacyjnej (Obliczeniowej) Teorii Umysłu zgodnie z którą procesy i stany umysłowe to występowanie, przekształcanie i magazynowanie ( w umyśle/mózgu) struktur informacyjnych (reprezentacji) tego czy innego rodzaju.

Zakładając, że reprezentacja jest obiektem posiadającym własności semantyczne tj. treść, odniesienie, prawdziwość, itp., to reprezentację umysłowa można w znaczeniu szerokim pojmować za obiekt umysłowy posiadający właściwości semantyczne.

Termin Teorie reprezentacyjne pozostają w sprzeczności z takimi teoriami jak teoria Bakera (1995), Collinsa (1987), Dennetta (1987), Gibsona (1966, 1979), Reida (1764/1997), Sticha (1983) and Thau (2002), które zaprzeczają istnienia takich rzeczy.

Argumenty Gibsona przeciw istnieniu reprezentacji (percepcji pośredniej)

• Gibson’s simple, logical explanation of visual perception demonstrates how senseless all the theories which employ complicated explanations using concepts and processes from other areas may be.

• Traditional theories of visual perception require the employment of higher order cognitive and psychophysiological processes as mediators between, what they label, inadequate stimulus input, perceived by the perceiver's retina, and the perceiver himself.

• According to these theories, the purpose of these intermediaries is to elaborate, order and make sense of these imprecise, insufficiently rich data so as to yield an adequate perception of the events of the environment. The usage of intervening factors in the perception of data has earned the approach, which strongly insists on it, the label indirect perception.

• Nevertheless, in contrast with these traditional theories, Gibson's ecological approach maintains that the stimulus input is sufficiently rich and provides sufficiently precise specification of the environment to merely being detected without any further elaboration.

• Hence, no intervening factors are needed between the perceived information and its perceiver in order for the perceiver to have a valid knowledge of his environment.

• The ecological approach is, consequently, also known as direct perception.

Pojęcie reprezentacji (Stanford E. of Philosophy

• obiekt fotografia reprezentacja fizyczna

Pojęcie reprezentacji umysłowej • Zakładając, że reprezentacja jest obiektem posiadającym własności semantyczne (tj. treść, odniesienie, prawdziwość, itp.) - • - to reprezentację umysłowa można w znaczeniu szerokim pojmować za obiekt umysłowy

posiadający właściwości semantyczne. percept• obiekt reprezentacja umysłowa w

• umyśle/ mózgu• (patrz : 21/2 D Davida Marra)

Reprezentacja jako „konstrukt teoretyczny”

1/ reprezentacja umysłowe jako analog - mniej lub bardziej dokładne „odwzorowanie” obiektu albo2/ Reprezentacja umysłowa jako konstrukt z elementów umysłowych (sądów);

• Zarówno analog jak i konstrukt są „ konstruktami pojęciowymi (teoretycznymi)”, umożliwiającymi opis i badanie różnych reprezentacji umysłowych.

Stanowisko obrazowe v. stanowisko propozycjonalne (Paivio, 1976) Anderson, 1997; Pylyshyn, 1973)

• Zwolennicy stanowiska obrazowego uważają, że informacjom wizualnym i werbalnym posiadają odrębne kody (Paivio, 1976).

• Zwolennicy stanowiska propozycjonalnego (np. Anderson, 1997; Pylyshyn, 1973) sądzą, że dane zmysłowe i werbalne są kodowane w postaci jednego kodu: zbiorów abstrakcyjnych twierdzeń czy też sądów,

Reprezentacje v. Reprezentacja propozycjonalna werbalne obrazowe Anderson, 1997; Pylyshyn, 1973)

Reprezentacja werbalna

„Trzy plus pięć równa się osiem”

Reprezentacja obrazowa

+ (3,5) = 8 (sąd)

na (śniadanie, trawa) (sąd)

Reprezentacja obrazowa v. Reprezentacja propozycjonalna Anderson, 1997; Pylyshyn, 1973)

(1) Kat na północ od Kra (2) Wro na północ od Kat(3) War na północ od Wro

(4) Kra na zachód od War (5) Kat na zachód od Kra (6) Wro na zachód od Kat

Doznawane wyobrażenie Doznawane wyobrażenie

dekodowanie dekodowanie

Składnik głęboki Składnik głęboki

Waw

Kra

Wro Kat

dekodowanie

Rodzaje reprezentacji

• Trwałe ( zapis pamięciowy drogi z domu do stałej pracy) v.

• nietrwałe (powstają doraźnie – „ad hoc”, np. doraźne wyobrażenie drogi z własnego domu do domu kolegi z pracy.)

• <Pojęcie ptaka> i <wspomnienie widoku gołębia>, dziś napotkanego.

Rodzaje reprezentacjiEysenck i Keane (1990)

• Analogowe Sądy• obrazy umysłowe twierdzenia• modele umysłowe

Reprezentacje analogowe

• Pojęcie reprezantacji analogowych, takie w których istnieje ścisła odpowiedniość przestrzenna między punktami obiektu rzeczywistego a punktami jego obrazu umysłowego.

• Rotacje umysłowe• Skanning umysłowy• Ekwiwalencja percepcji i wyobraźni

• Teoria reprezentacji obrazowych Kosslyna• Krytyka

Rodzaje reprezentacji obrazowych

• Wyobrażenia:

• odtwórcze – „dziś widziany gołąb”, „jednorożec”);

• twórcze – dotąd nieistniejące, nowe obrazy)

Reprezentacje obrazowe

Rotacje umysłoweCooper i Shepard (1973)

Cooper & Shepard (1973) presented their subjects a letter of the alphabet rotated out of its normal, upright orientation, and asked them, again, to indicate whether the letter was in its normal form or its mirror image (backward)Results: response time was found to increase the further the stimulus letter was rotated from upright (although, for reasons that need not detain us, the relationship was not so neatly linear as in the earlier experiment

Rotacja umysłowa

Dowody na analogowy charakter reprezentacji obrazowych

Cooper i Metzler twierdzą, że reprezentacje obrazowe posiadają charakter analogowy, bo

1/ Istnieje liniowa zależność miedzy kątem rotacji obiektu a czasem potrzebnym do podjęcia decyzji poznawczej np. identyfikacji

niezależnie od:

typu zadania poznawczego:• identyfikacji obiektów• porównania dwóch obiektówRodzaju obiektu:• litery • cyfry• symboleWymiarów przestrzennych• 2 D• 3 D

Kosslyna teoria reprezentacji obrazowych• Według Stephena Kosslyna (1975, 1981, 1983), wyobrażenia składają się z dwóch komponentów: • Składnik powierzchniowy wyobrażenia jest generowany ze składnika głębokiego.

• Składnik powierzchniowy (surface) ( wyobrażenie)

• Składnik głęboki (deep) ( pamięć długotrwała)

Składnik głęboki koduje informację w sposób przestrzenny i analogowy. Wszystkie obiekty składające się na konkretne wyobrażenie mają więc swoją wielkość i określone położeniu oraz w pewnej odległości względem innych obiektów.

Na poszczególnych elementach wyobrażenia (obiektach), jak i na całym wyobrażeniu można dokonać operacji

• przeglądania (inspekcji ) wyobrażenia • powiększania czy zmniejszanie , rotowania wyobrażenia• generowanie wyobrażenia• zachowywanie wyobrażenia

Te właściwości przestrzenno-operacyjne są dane i realizowane bezpośrednio w wyobrażeniu i nie mają charakteru symbolicznego.

Teoria Kosslyna (1980 p. 6).

„Reprezentacja głęboka” w pamięci długotrwałej

BUFOR WZROKOWY

„reprezentacja powierzchniowa”WyobrażenieInterpretator

OKO

Teoria Kosslyna Teoria obrazuje, co może się zdarzyć, kiedy ktoś rozpatruje kwestię, „Czy lis ma ostre uszy?”: wpierw konstruuje obraz lisa, potem przygląda się w wyobraźni jego uszom. Taki przebieg wedle Kosslyna, to typowy przebieg rozwiązywania zadania przez wyobrażanie.

Jak pokazuje schemat, dane które pozwalają na generowanie wyobrażenia znajdują się w pamięci długotrwałej w formie reprezentacji głębokich, opisów „ propozycyjnych” scen wzrokowych; prawdopodobnie nie różnią się od opisów proponowanych przez Pylyshyna.

Kosslyn jednak twierdzi, że te opisy nie są bezpośrednio dostępne świadomości. Są analogiczne do files, w których zachowywane są w komputerowych programach graficznych, files na podstawie których konstruowane są aktualne obrazy na ekranie monitora komputera.

Kiedy formujemy obraz umysłowy, konstruowany jest niby- obraz albo reprezentacja powierzchniowa na podstawie zmagazynowanych informacji , w tzw. buforze wzrokowym Jak sugeruje Kosslyn, ten bufor jest stadium przetwarzania informacji wzrokowej (podobnym w swej funkcji do 2 ½ szkicu Marra w jego teorii widzenia, tylko teorii Mara ten szkic otrzymuje informację na wejściu od oczu, a nie z magazynu pamięci długotrwałej. Kiedy niby-obraz zostaje wygenerowany w buforze staje się dostępny świadomości jako wyobrażenie. Co więcej, informacje zawarte implicite w reprezentacji głębokiej ( takie jak szpiczastość uszu lisa) mogą być odczytane z wyobrażenia.

Jak widzi to Kosslyn, zasadniczą funkcją wyobrażeń w poznawaniu jest ułatwienie dostępu do wzrokowo-przestrzennych cech i relacji, które trudne byłyby do wnioskowania z „propozycyjnego” (Mentalese) opisu.

4 podstawowe właściwości wyobrażeń ( Kosslyn)

Przeglądanie (inspekcja) wyobrażenia to zdolność (ekstrakcji) wydobywania informacji zawartej w wyobrażeniu. Np. Czy są krzywe linie w drukowanej literze ‚b’. Gdyby nie było możliwości inspekcji, wyobrażenie nie byłyby magazynami informacji.

Generacja wyobrażeniaWyobrażenia powstają na dwa sposoby: mages can arise in only two ways:

Pierwszy, możliwy jest zapis perceptu (spostrzeżenia) na kilka sekund, nie na ułamek sekundy;Drugi, aktywacja informacji zawartej w pamięci długotrwałej.

Większość wyobrażeń zdaje się powstawać w następstwie aktywacji pamięci a wiele wyobrażeń to nowe kombinacje obiektów albo cech zakodowanych w różnych miejscach, w różnym czasie.

Przekształcanie wyobrażeniaW wielu przypadkach możemy przekształcać obiekty, cechy w umyśle. Jedna z interesujących faktów to ten, że czas transformacje wyobrażeń odpowiada czasowi faktycznego przekształcania obiektu.

Zachowywanie wyobrażeniaWiele zadań dotyczących przekształcania wymaga znacznego czasu aby je w pełni wykonać. Zachowywanie wzoru wyobrażenia wymaga „wysiłku” i tylko ograniczona ilość informacji może być wizualizowana w tym samym czasie.

Skanning umysłowy „efekt ziarnistości” Kosslyn (1983)

Porównywanie (wyobrażeniowe) zwierząt parami, aby odpowiedzieć na pytanie o cechę budowy zwierzęcia, np.

„Czy królik ma uszy?” „Czy mucha ma oczy?”„Czy słoń ma uszy?” „Czy królik ma oczy?”

[królik i słoń] [królik i mucha]

Wyniki: Czas wykonania zadania poznawczego różny! [królik i słoń] > [królik i mucha].Interpretacja: czas decyzji zależy od względnej wielkości obiektów, zadania dot. obiektów względnie mniejszych zwiększają czas decyzji, powiększanie (zoom) mniejszego obiektu pochłania czas

Podobnie w przypadku obiektów prostych v. złożone

Czy królik ma uszy?”„Czy słoń ma uszy?”

„Czy mucha ma oczy?”„Czy królik ma oczy?”

Skanning umysłowy: Skanowanie mapyKoslyn, Ball i Reiser (1978)

• Wynik: Czas decyzji jednostajnie rośnie zależnie od odległości dwóch punktów od siebie w obrazie umysłowym.

Czas reakcji w sek.

Odległość w cm.

Funkcjonalna równoważność percepcji i wyobraźni

Krytyka teorii obrazów wzrokowych

• Istnieją raczej obrazy sensoryczne a nie obrazy wzrokowe.

• Wyniki niewidomych od urodzenia wykonujących rotacje umysłowe (Mamor i Zaback, 1976); Takie same wyniki jak w eksperymencie pierwotnym.

• Wyniki w operacja umysłowej przenoszenia wyobrażonych piłek o różnym ciężarze na te same odległości ( Intons-Peterson, Roskos-Evason, 1989). „Czas transportu” zależał liniowo od wielkości ciężaru piłek.

Reprezentacje werbalne

Weryfikacja treści zdań (Clark i Chase, 1972) Czas weryfikacji zdań

1/ Zdanie do poprzedza obraz

Gwiazdka nie jest pod plus + tak/nie

Plus nie jest pod gwiazdką tak/nie

2/ Obraz poprzedza zdanie

Gwiazdka nie jest pod plusem ? Plus nie jest pod gwiazdką ?

Wyniki: Mierzono czas reakcji i liczbę błędówCzas weryfikacji zależy od logicznej i gramatycznej złożoności zdania, Zdanie proste twierdzące mają czas najkrótszy, zdania przeczące i zwierające relację

odwróconą posiadają czas dłuższy;Interpretacja:

zdania te, jak się wydaje, wymagają dodatkowej operacji umysłowej podobnie jak przejście z przyimka < za do przed > lub przyimka < pod do nad >.

Część osób kodowała < obrazy => zdania > albo < zdania => obrazy > zależnie od poziomu zdolności werbalnych albo przetwarzania obrazówReprezentacje obrazowe ludzie wykorzystują do kodowania obrazów albo gdy posiadają wysokie zdolności przetwarzania werbalnego kodują je werbalnie!,

i odwrotnie!

+

*

Reprezentacje numeryczne

Reprezentacje numeryczneEfekt dystansu numerycznego

(Moyer, Dumas, 1978)• Czas oceny wielkości dwóch liczb: 2 i 4; 2 i 8

Pomiar czasu reakcji w milisekundach

Co jest większe 2 czy 4?Co jest większe 2 czy 8?• Wynik:

Czas krótszy dla mniej odległych.• Interpretacja

Ludzie przetwarzając liczby tworzą reprezentację przestrzenną, gdzie liczby o zbliżonej wartości są umiejscowione bliżej siebie, o bardzo różnych – dalej

Aby porównać liczby ludzie muszą przybliżyć je do siebie dokonując „umysłowego zoomu”.

Reprezentacje numeryczneWerbalizacja v. obraz wzrokowy

(Cambell, 1994)Prezentował liczby w postaci cyfrowej albo słów np.

2, 8; 2, 4 dwa osiem; dwa czteryBadał czas oceny wielkości liczb. Pomiar czasu reakcji

w milisekundachCo jest większe 2 czy 4?Co jest większe dwa czy cztery?

Wyniki:Werbalna prezentacja liczb zmniejszała dystans

numeryczny, ale go nie redukowała.

Teoria podwójnego kodowania Paivio (1986)

Paivio: System niewerbalny• Każdy podsystem charakteryzuje się innym językiem kodowania i odpowiada za inną

modalność sensoryczną reprezentowanych obiektów. Dzięki temu możliwe jest utworzenie odrębnego obrazu sensorycznego (sensory picture) dla każdego reprezentowanego obiektu.

• Obrazy umysłowe (opisane przez Kosslyna), to tylko jedna z pięciu kategorii obejmujących niewerbalne reprezentacje poznawcze: dźwięki, odczucia dotykowe, smakowe i zapachowe. (Mimo że obrazy umysłowe nie mają monopolu na niewerbalną reprezentację poznawczą, zdają się odgrywać rolę dominującą).

• Wszelkie niewerbalne reprezentacje umysłowe, niezależnie od modalności sensorycznej, zostały przez Paivio nazwane imagenami.

• Uważa on, że imageny są przetwarzane szybko i równolegle, gdyż reprezentują struktury holistyczne, takie jak całe obiekty, ich fragmenty bądź też grupy obiektów w formie zarówno statycznej, jak i dynamicznej.

• Imageny charakteryzują się dużym stopniem analogowości w stosunku do reprezentowanych obiektów. Oznacza to, że imageny zachowują niektóre fizyczne właściwości obiektu, takie jak wielkość czy relacje przestrzenne między jego elementami.

Paivio: System werbalny • Umożliwia kodowanie informacji w postaci symboli językowych.

Zazwyczaj są to słowa języka naturalnego lub etykiet werbalnych. Reprezentacje werbalne mogą bowiem wchodzić w skład jakiegokolwiek języka, również sztucznego, takiego jak symbole matematyczne czy język programowania komputerowego (Paivio, 1986).

• W skład systemu werbalnego wchodzą trzy pod systemy do kodowania informacji werbalnych, przeznaczone dla danych nadchodzących kanałem wizualnym, akustycznym lub dotykowym. Niezależnie od zaangażowanego kanału sensorycznego, wszystkie reprezentacje werbalne noszą wspólną nazwę logogenów.

• Przeciwnie niż imageny, przetwarzanie logogenów dokonuje się powoli i szeregowo, co wynika z samej natury języka jako systemu kodowania.

• Istotną ich właściwością jest symboliczny charakter, związany z użytą konwencją wiązania rzeczy lub innych oznaczanych obiektów ze znakami. Słowa i etykiety werbalne nie są analogowe bardzo rzadko przypominają brzmieniowo reprezentowane obiekty; wyjątkiem są słowa onomatopeiczne (np. charczenie, szelest).

Związki referencjalne - odniesienia do imagenlogoen

„wróbel”

Związki reprezentacyjne- „przedstawienia jako”

Teoria podwójnego kodowania Paivio

System nie-werbalny(szybki)

Systemwerbalny(wolny)

BRAK ZWIĄZKÓW REFERENCYJNYCH

RÓWNOLEGŁA

AKTYWACJA

ASSOCJACJE LINIOWEASSOCJACJE HIERARCHICZNE

Reprezentacje pierwotne v. wtórne

• Hipoteza „języka myśli” Andersona ….

• Zbiór sądów Pylyshyna

• Modele mentalne Johnson-Lairda

Hipoteza „języka myśli” (Mentalese)Anderson, Bower, 1973; Anderson, 1978)

• Anderson postuluje, że umysł ma jeden kod w którym koduje zarówno obrazy jak i wyrażenia językowe w postaci propozycji – twierdzeń abstrakcyjnych uporządkowanych w sieć

• Kod jest a-modalny, umożliwia ( funkcje dwóch kodów Paivio, tj. rozumienie treści obrazów, rozumienie zdań, przetworzenie opisu słownego w obraz, i odwrotnie).

• Zalety teorii: • 1/ Redukuje dwa kody do jednego („ekonomia myślenia”)• 2/ Jeden kod użyteczny w procesach spostrzegania, pamięci, myślenia

(wnioskowania, podejmowania decyzji, itp., o ile jest to możliwe).

• Uwaga. „Wprawdzie sądy posiadają strukturę logiczną – propozycji• , reprezentacje umysłowe nie są strukturami logicznymi” ( Robert Sternberg,

1996). Sieć propozycji to użyteczny konstrukt teoretyczny

Reprezentacja według różnych autorów

• Kosslyn (1983) twierdzi, że reprezentacja obrazowa szachownicy ma postać obrazu naprzemiennie ułożonych pól czarnych i białych.

• Zdaniem Paivio (1986), reprezentacją obrazową szachownicy może być albo jej sensoryczny obraz (jak u Kosslyna), albo werbalny opis koloru poszczególnych pól.

• Według Pylyshyna (1981), reprezentacja szachownicy to nic innego, jak zbiór sądów dotyczących charakteru pól (czarne lub białe) i ich lokalizacji (G3, A8, itp. )

Reprezentacja według różnych autorówReprezentacja szachownicy podczas

gry w szachy• Kosslyn (1983) twierdził-by, że reprezentacja

obrazowa szachownicy ma postać obrazu naprzemiennie ułożonych pól czarnych i białych wraz z białymi i czarnymi figurami.

• Paivio (1986) że reprezentacja obrazowa szachownicy ma postać obrazu naprzemiennie ułożonych pól czarnych i białych wraz z białymi i czarnymi figurami., albo werbalny opis poszczególnych pól i figur, bez relacji między figurami

• Pylyshyn (1981) twierdził-by, że reprezentacja szachownicy to zbiór sądów dotyczących pól (czarne lub białe) i ich figur dwóch stron i ich lokalizacji ( czarny skoczek E4 itd. ) oraz relacji między figurami : czarny goniec D2 chroni czarnego pionka B4 a czarny skoczek E4 broni tego gońca, itd…

Podsumowanie: Zbigniew Nęcka

• Podejście, które wyklucza istnienie innych rodzajów reprezentacji nie jest trafne. Możemy przyjąć, że

• „zależnie od rodzaju stymulacji, kontekstu lub fazy rozwiązywania problemu, ludzie tworzą reprezentacje doraźne (Kosslyn, 1983), stosują reprezentacje obrazowe lub werbalne (Paivio, 1986), reprezentacje abstrakcyjne (Pylyshyn, 1981), czy tworzą modele umysłowe (Anderson, Bower, 1973; Anderson, 1978).

• Być może o wyborze decydują preferencje albo zdolności. ”

• ( Z. Nęcka, s.97-98)