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 Prolećni semestar 2013. Predavač: Goran S. Milovanović

Predavanje 11 SIMBOLIČKE FUNKCIJE – Deo IV: Analogija i strukturalno mapiranje, konceptualne kombinacije i interpretacija karakteristika u kategorizaciji

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.


• 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...


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...


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)


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.


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)


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...


KONCEPTUALNE KOMBINACIJE Problem reprezentacije složenih koncepata

Kameni zid

Interpretacija: Zid sazidan od kamena.

Atomski fizičar

Interpretacija: Fizičar napravljen od atoma.


KONCEPTUALNE KOMBINACIJE Problem reprezentacije složenih koncepata

VELIKI MIKROORGANIZMI

Veliki u odnosu na šta (na koga)?


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.


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)


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


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.


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“.


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.


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!



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“.



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.


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“.


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


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.


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!


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.

Education

Učenje i viši kognitivni procesi 8. Simboličke funkcije, IV Deo: Analogija i strukturalno mapiranje, konceptualne kombinacije i interpretacija karakteristika u kategorizaciji