Néhány megközelítés az emberi információ-feldolgozás folyamatához

1.2 Néhány megközelítés az emberi információ-feldolgozás folyamatához

Ezt a “hivatalos elméletet” élesen támadja Gilbert Ryle, aki ezt a kettős-élet elvet a “gépben lakozó kísértet dogmájának” nevezte és a radikális kategória-hibák egyiké­nek tartotta. Sze­rinte ugyanebbe a karteziánus kategória-hiba körbe tartozik Galilei minden térben lévőre kiterjesztett mechanikai elmélete is. Hobbes - logikailag végig­gondolva ezt az elvet - meg­állapította, hogy “ennek következtében az ember csak a bonyolultság fokában különbözik az óraműtől”. Descartes - aki határozottan elkü­lönítette a térbeli - mechanikai, illetve a nem-térbeli - nem-mechanikai mozgásokat - vallásos, morális alapról elutasította Hobbes állás­pontját. Descartes elmélete, a para­mechanikai hipotézis a szellemet is dolog-nak - csak a testtől különböző típusúnak, a szellemi folyamatokat is ok-okozatok láncolatának - csak a testitől eltérő fajú-nak tartotta.⁶¹

Ryle sziporkázó érvelése nyomán szertefoszlik a kontraszt szellem és anyag kö­zött: ez ti. nem rész-egész és nem ellentét kérdése: az idealizmus, illetve a materia­lizmus “helytelen kérdésre adott válasz”. Ryle szerint a szellem és az anyag nem azo­nos logikai típusú terminusok, ezért “szembeállításuk értelmetlen”. az emberek tevé­kenység-stílusa és -módja önmagában az a mód, ahogy szellemük működik: “a szem­mel látható értelmes tevékenység nem jele a szellemi működésnek, hanem maga a szel­lem működése.” Az érzet fogalmát is rendszerint csak az észleletek specializált családjára vonatkoztatják. Ryle mesterkéltnek tartja az érzetfiziológia és érzet­pszichológia terminus használatát, alkalmazását pedig egyenesen áltudományosnak, a karteziánus elmélet továbbélésének véli. Szerinte az érzetekben nincs semmi “szel­lemi”; “az érzetnek nincs mérete, alakja, helye, színe, szaga” stb., “az érzet nem jelent sem megismerést, sem tévedést”. Az érzéki észlelés nyomán létrejövő képek “tulajdo­nosuk magántermészetű vizuális terét” töltik be - eredetük fizikai és fiziológiai, de nem feltétlenül pszichológiai.⁶²

Gilbert Ryle metafizika-ellenes álláspontja - amely csak egy kiragadott példa a kortárs filozófusok véleménye közül - azért is érdekes számunkra, mert általa érzé­kelhetjük, hogy a filozófus kristálytiszta érvelése ellenére még sokáig él tovább a köz­gondolkodásban, de más tudományokban is a korábbi szellemi hagyomány. Ryle hiába bizonyította be, hogy a szellemi nem jelöli a dolgok vagy események olyan státuszát, amelynek következtében ezeket a fizikai világban nevezett valamiben, mint egy raktárban, tilos lenne elhelyezni - illetve fordított értelemben lehet-e különbséget tenni bizonyos dolgok szellemi vagy fizikai státusza között. Később látni fogjuk, hogy a Ryle által “filozófiailag semmitmondó”-nak tartott fizikai világ fogalma milyen tartósan érvényesül a tudományos gondolkodásban is.

A vizuális érzékelés elválaszthatatlan az emberi gondolkodástól: az érzetek gon­dolattá alaku­lásának a folyamatát azonban nagyon nehéz adekvát módon leírni. A mai kor paradigmája, az információ- és rendszerelmélet az érzéki megismerés vizsgálatát is áthatotta: e felfogás szerint a környezetről nyerhető érzetek információkként szere­pelnek, és ebben a folyamatban az ember információátvivő berendezésként vesz részt. Az élőlények mint információ-feldolgozó rendszerek működnek, amelyek jellegze­tessége az önszervező képesség mellett a minta­felismerésre való alkalmasság; ez utóbbit tanulással tökéletesítik.

Az emberi gondolkodás kutatása arra a kérdésre keresi a választ, hogy hogyan, milyen formában tároljuk ismereteinket? Hogyan dolgozza fel az ember a külvilágból származó ingereket? Mi az érzékelés, az emlékezés, a tanulás, az intelligencia szerepe? A megismerés (kogníció) komplex folyamatának vizsgálata nemcsak a megismerő tevékenység mibenlétét, de ennek modellezését is célozza. A kognitív tudomány paradigmája pedig egyenesen arra épül, hogy az emberi gondolkodás számos aspektusa megragadható számítógépes modellek­kel. A kutatások két irányból is folynak: a holizmus azt vallja, hogy az egész több, mint a részek összege, a reduk­cionizmus szerint viszont az egész megérthető az összetevők mibenléte, módja, elvei, szabályai, mozgató rugói alapján.⁶³

Az információ-feldolgozás vizsgálatának három útját Tánczos Zsolt a következőkben fogal­mazza meg:

- az ismétlődő, jól értelmezhető alapjelenségek kiemelése: ez szabályozáselmélettel vagy más technikai függvénnyel jól leírható;

- a jelenségek egymás melletti felsorolásában a tervszerűség egy-egy jelenségkörhöz kötötten nyomon követhető;

- a pszichológiai-fiziológiai elméletek szerint a reflexapparátusra jellemző törvény­szerűségek általánosan érvényesek, és alapvetően jellemzőek az idegrendszer működésére is.⁶⁵

Az ember a megismerő tevékenység útján szerez tudomást a környezetéről. A megismerés alapja az észlelés, amely “adott pillanatban az érzékszervekre ható tár­gyak és jelenségek visszatükröződése tudatunkban”.⁶⁶ A megismerő tevékenység leg­magasabb foka az értelmi feldolgozás, a gondolkodás.

Annak érzékeltetésére, hogy a ma már általános érvényűnek tekinthető infor­máció-feldolgo­zásnak, információátvivő berendezésnek négy évtizede még nyoma sem volt, végezetül idézzünk egy részletet egy, a 40-es években szerkesztett, majd több kiadást is megért pszichológiai szótárból. A gondolkodás - Denken címszó alatt (többek közt) a következő olvasható a Psychologisches Wörterbuch-ban:⁶⁷ “A gondol­kodás lelki folyamat... jelentések, vonatkozások és értelmes összefüggések megra­gadása és előállítása. A gondolkodási aktusok: a tudattartalmak összehasonlítása, absztrahálása, kombinálása; a gondolkodás teljesítményei: az ítélés, a következtetés és a fogalomalkotás. A gondolat a tárgyi illetve más jelentéssel rendelkező gondolkodási tartalom... A bonyolultabb gondolkodási műveletek fontos segéd­esz­köze a nyelv, en­nek ellenére nem lehet csak a »belső beszéddel« megmagyarázni a gondol­kodást. A gondolkodási folyamat vizsgálata a megfigyelés nehézkes volta miatt nem könnyű. A gondolkodás egyes fajtái más-más megközelítésben:

1) tartalmi szempontból elméleti és gyakorlati;

2) a gondolkodás útja szerint diszkurzív és intuitív;

3) az eredmény szempontjából reproduktív és produktív;

4) az ellenőrzés foka szerint kritikai illetve kritikátlan;

5) a gondolkodás menete lehet rendezett, célratörő vagy szabad, kötetlen.

A gondolkodás az ember másra vissza nem vezethető alapképessége.”

1.21 Biokibernetikai magyarázat, modellképzés, információ-feldolgozási makromodellek

A biokibernetika - sok egyéb kérdés között - azt a folyamatot elemzi, amely az élő szervezet­ben zajlik az információ felfogásától a választevékenységig. A bakté­riumokban az információ felfogására, átalakítására és a választevékenységre egyaránt egy-egy specifikus fehérje­molekula szolgál. Ezek a sejthártyában találhatóak meg, és külső inger - például hő - hatására struktúraváltozás indul meg bennük, ezzel késztetve a baktériumsejtet a válaszadásra - például mozgásra. Mivel az egysejtűeknél az információ felfogástól a választevékenységig terjedő mecha­nizmus egy sejten belül zajlik le, Ösawa ezt a sejtműködést molekuláris mechanizmus­nak nevezte. A több­sejtűekben ez a folyamat egy-egy specializált sejttípusra tartozik. A bemenő (input) információ a felfogó szerven (a látás, hallás, tapintás, szaglás, ízlelés érzék­szervén) keresztül jut az információt továbbító érzékelőideg sejtjein át az információ fel­dolgozást végző központi idegsejtekbe (magasabb rendű élőlényeknél az agyba). A válasz a mozgatóideg sejtjein át továbbítódik a tevékenységet létrehozó szervhez (pl. izomhoz vagy a kiválasztás mirigyeihez).

Az érzékelő szerv a fény, hang, hő, vegyi anyagok stb. által kiváltott ingert elekt­romos jellé alakítja át, minek következtében megváltozik az érzékelő szerv elektromos potenciálja. A sejt és a sejtek közötti állomány elektrolittal van kitöltve, amely nát­rium, kálium, klór stb. ionokat tartalmaz. A sejthártya felépítése folytán a különböző ionokat szelektíven engedi át. Így például ha a látóidegre fény esik, a meginduló fotokémiai reakció hatására a K (kálium) ion áthatolóképessége növekszik, a Na (nátrium) ioné pedig csökken: ennek következtében a sejtben negatív elektromos potenciál lép fel.⁶⁸

Az osztályozás és a fogalomképzés minden tudományos tevékenység alapja. A fogalomképzést segíti egy általános tudományos eljárás, az adatelemzésre, adat­strukturálásra épülő modell­képzés.

Az emberi gondolkodásmódra is lehet fogalmi, mentális és más modellekkel következtetni - ezt az eljárást főként a megismerési folyamatokat vizsgáló kognitív tudomány alkalmazza elő­szeretettel. A következtetési mechanizmusokat analógiák fel­állításával, típuspéldák alkalma­zásával elemző kognitív pszichológia (kifejtését bővebben ld. a következő fejezetben) az így felállított mentális modellek segítségével elemzi az emberi megismerés folyamatát.⁶⁹ Az általánosabban vett pszichológiai kutatás az észlelés és a gondolkodás elméleti modelljei mellett az emberi tényezőket is figyelembevevő problémamegoldó gondolkodás pszichikus modelljeit is igyekszik kialakítani.⁷⁰ A fogalmi modellek azzal az igénnyel épülnek, hogy a mindennapos észlelés mellett a szimbólumrendszer kialakításán és a fogalmi absztraháláson keresz­tül az idő rögzítéséig lefedjék az emberi gondolkodás teljes folyamatát.⁷¹

Modellképzéssel természetesen nemcsak a megismerési folyamatokat lehet ele­mezni. B. Schmidt általánosan érvényes módszereket mutat be, amelyekkel felbontja és tagolja a vizsgálandó rendszert. Az általa bemutatott modelltípusok a következők:

- matematikai,

- grafikus,

- szimulációs,

- fizikai modellek, ezeket a rendszerek vizsgálatába is bevonják.

A matematikai modellek - amelyek lehetnek determinisztikusak, valószínűségiek, sztochaszti­kusak stb. - a rendszer időbeli változásait matematikai egyenletekkel modellezik; az egyenlet megoldása általában megadja a rendszer számára a kívánt értékeket. A grafikus modellek a rendszer elemeit és funkcióit kétdimenziós térben, grafikus eszközökkel ábrázolják. A szimu­lációs modellek a rendszerek által az időben, közvetlenül egymás után jelentkező állapot-átmeneteket rendszerint többváltozós függ­vények beépítésével, többnyire számító­gépes segít­ség­gel modellezik. A fizikai modellekben a rendszerelemeket fizikai méretük reprezentálja, egymáshoz fűződő kap­csolataik a fizika törvényeinek segítségével mutathatók ki.⁷²

A fenti modelltípusok elemeit ötvözi a makromodell, amely egyidejűleg több megközelítést is alkalmaz, az egydiszciplinás modellektől eltérően tárgyát mint egé­szet kezeli, a modell fel­építése során pedig az egésztől halad a részek felé. Az infor­máció-feldolgozás makro­modelljeinek két fő típusát E. Harada és H. Kaiho az aláb­biakban jelöli meg:

1) az áramlás-diagram modell elsősorban az információ áramlását és annak átalakulását vizsgálja;

2) a hálózati modell az ismeretek belső kifejezését és felhasználását helyezi előtérbe.

Időben korábbiak a számítógépes hardver analógiájára készült áramlás-diagram modellek, későbbiek a mesterséges intelligencia kutatásához kapcsolódó hálózati modellek.⁷³

Az információ áramlását és feldolgozását középpontba helyező modellek az információ bevitelét, átalakításának és feldolgozásának egyes fázisait diagramokkal ábrázolják. Atkinson és Shiffrin a korábbi észlelési, illetve memóriamodelleket szin­te­tizálva megalkotta a meg­ismerési tevékenységet magyarázó modelljét. Eszerint a külvilágból az inger az érzékelési információtárba jut, az ott töltött néhányszor tíz msec alatt különböző kódolási folyamatokon megy keresztül. Innen a rövidtávú memó­riatárba kerül, ahol az azonnali emlékezést elősegítő újrafelidézési, kódolási, döntési és kontrollfolyamatok zajlanak. Ez a memóriatár tartalmazza a reakció­készséget és az információk gyors eléréséhez szükséges kikeresési tervet is. Az információ ebből a memóriatárból igen gyorsan átkerül a hosszú távú memóriatárba, és az ott lévő információkba beépülve ismeretté válik. A tárolt ismeretek felhasználása kikeresési feladatként apercipiálódik, ennek során az ismeret a hosszú távú memória­tárból a prompt memóriatárba jut, majd innen a rendszer kimeneteként jelentkezik. Atkinson és Shiffrin ismertetett modellje egyirányú sorozatként kezeli az információ-feldolgozás folyamatát, ezt később mások továbbfejlesztették.

Az ismeretek belső kifejezését és alkalmazását előtérbe helyező modellek meg­alkotói abból indultak ki, hogy a megismerő tevékenység elsődlegesen nem az egy irány­ba áramló információ eredményeként megy végbe - ennél lényegesebb, hogy a be­vitt információ hatására megváltozik a memória belső állapota. A megismerő tevékenység ennek az állapotváltozásnak az eredménye, melynek vizsgálatához azonban nem elegendő a bemenő információ feldolgo­zásának analitikus vizsgálata. A hosszú távú memóriatárban a külvilágról tárolt információk nem elszigetelten, hanem egymással igen bonyolult kapcsolatrendszerben őrződnek. Collins és Quilliam ennek alapján építette föl propozíciós háló-modelljét, amelyben az általános fogalmakat csomópontok, a fogalmak közötti relációkat pedig összeköttetések reprezentálják az emberi memóriatárban. A modell működési elve a szétterjedő aktiválás hipotézise: a csomó­pontok ingerlésével az összeköttetéseken keresztül terjed az ingerület és aktiválja a relációk mentén található csomópontokat.

Az elmúlt 25 év makromodelljei sok részproblémára megadták a választ, de közben a kérdés­felvetés is változott. Ha a kontrollt mintegy külső hatásként, a moti­vációt ezzel szemben belső indítékként kezelve az alapvető kérdést nem így tesszük föl: mi kontrollálja az emberi visel­kedést, megismerést?, hanem például így: mi motiválja az ember megismerő tevékenységét? - akkor talán valamelyest közelebb kerülhetünk a valós világhoz, ahol nem tökéletesen működő, azonos bemenetre azonos kimenettel válaszoló emberek élnek körülöttünk. Az információ-feldolgozás makro­modelljeinek új kutatási irányai is az eddigi idealisztikus képtől eltérően fogalmazzák meg kiinduló feltevéseiket. Így például a meta-kognitív kutatások egyik ága azt a hipotézist vizsgálja, hogy az ember önmaga vezérli saját megismerő tevékenységét, melynek során a céllal való összehasonlítás útján kontrollt is végez. Az eddigi model­lek arra a feltételezésre épültek, hogy amennyiben egy információ a hosszú távú me­mó­ria­tárba beíródik, akkor a tárolt információt minden esetben elő is lehet hívni. A valóságban azonban ez nem így van, tehát a modellekbe be kell építeni azt az eshetőséget, hogy az ember nem mindig jár sikerrel, ha egy már ismert információt akar aktivizálni. Figyelembe kell venni azt a tényt is, hogy a valós világban az emberek elsősorban szükségleteiknek megfelelően alkotják meg a környezetüket reprezentáló modellt, tehát adott esetben szelektálnak, előítéleteik vannak, hibás döntéseket hoznak. Mind­ezeken túlmenően a modellalkotók fölhívták a figyelmet arra a hétköznapi tényre is, hogy az emberek nemcsak a józan ész alapján cselekszenek.⁷⁴ Az emocionális és a megismerő tevé­kenység szoros kapcsolatban van egymással, így az emberi információ-feldolgozást szimuláló makromodellek építése során az emocio­nális tevékenység sem hagyható figyelmen kívül.

1.22 A kognitív elmélet

A kognitív pszichológia elmélete szorosan kötődik a harmadik generációs számí­tógépek kialakulásához. (Nem véletlen, hogy az akkor forradalmian új számítógépek és Neisser Cognitive psychology című művének megjelenése között mindössze három év telt el: az előbbiek első példányait 1964-ben kezdték üzembe helyezni, a könyvet pedig 1967-ben adták ki.) Ezek a számítógépek sok olyan műveletet képesek elvé­gezni, amelyek hasonlatosak az emberi információ-feldolgozás folyamatához: bemenő információkat vesznek föl, adatokat tárolnak és keresnek ki memóriájukból, szim­bólumokat kezelnek stb., míg végül a folyamat eredményeként valamilyen érté­kelhető információt bocsátanak ki. Az ugyanezekben az években zajló társadalmi folyamatok (a közhelyszerűen információs forradalomnak nevezett jelenség) is segí­tették a kognitív pszichológia kialakulását. Az új szemlélet jegyében az információt dologként, termékként, a társadalmat pedig az információ termelési, továbbítási és fogyasztási rendszereként kezeljük, és az emberre úgy tekintünk, mint az információ előállítójára, fogyasztójára. Mindennek következtében az információ-feldolgozás me­chaniz­musa a társadalmi érdeklődés homlokterébe került.

A módszertani alapokat a kognitív pszichológia számára a XX. század első felének három nagy lélektani irányzata adta: az egyik Tolman teleologikus beha­viorizmusa, amely a beha­viorizmus Stimulus - Response (inger - válasz) modelljéhez az Organisation-t (szervezetet) is hozzáillesztette. A másik alapelmélet Freud tudo­mányosságát tekintve ma már erősen vitatott pszichoanalízise, amely az emberi visel­kedést a lelki okokra visszavezetve modellezi, a har­madik pedig Piaget ún. fejlődési ismeretelmélete - ez a megismerési funkciókat a kül­világhoz való pozitív viszo­nyulásként modellezte, a funkcionális szempontok fontosságát hangsú­lyoz­va. A mo­dellalkotás módszerére Chomsky és Fillmore nyelvelméletének is nagy hatása volt. A kognitív pszichológia szempontjából valamennyi addigi lélektani irányzat közös hiá­nyos­sága az volt, hogy elhanyagolta az emberre döntően jellemző megismerési folya­mat, tehát az ismeretek megszerzésére, megszervezésére és alkalmazására irányuló céltudatos és permanens törekvés vizsgálatát, elemzését. Ezen új megközelítés mellett Neisser a legtöbb pszichológiai kísérlet általános érvényességét korlátozó mesterséges laboratóriumi feltételek helyett azt ajánlja, hogy “... több figyelmet kellene szentelni a valóságos világnak, amelyben az észlelők és a gondolkodó emberek élnek, valamint az információ finomszer­kezetének, amelyet ez a világ elérhetővé tesz számunkra.” Más szóval: nagyobb hangsúlyt kell kapnia az ökológiai vali­ditásnak, melyek hiányában a kísérletek a mesterséges környezeti feltételek miatt irre­leváns eredményt is adhat­nak.⁷⁵ A kognitív pszichológia gondolati hátte­rében megtalálhatjuk a vitalizmust is, amely ugyan a XVI-XVII. században a természet­tudo­má­nyokból már eltűnt, de az élettanban tovább élt. Az élő szervezetnek a mechanikus struk­tú­ráktól eltérő tu­lajdon­ságai - mint például a célirányos törekvés vagy az önmegvalósítási vágy - tudo­mányos magya­rázatra alkalmatlanok: ezt bizo­nyítja az ösztönelmélet (instinktiviz­mus) kudarca is.

Mint Neisser Megismerés és valóság című könyvében megállapítja, az infor­máció-feldolgozó elméletek is csekély figyelmet szentelnek a környezet által tény­legesen kínált információnak. Tekintettel arra, hogy az észlelés a legalapvetőbb meg­ismerési folyamat, ebből kell a többi kognitív tevékenységnek is kialakulnia. “Az észlelés lényege, hasonlóan az evolúcióhoz, bizo­nyára annak a felfedezése, hogy milyen a környezet, valamint a hozzá való alkalmazkodás.” A megismerő tevékenység modellezéséhez Neisser bevezeti a séma⁷⁶ fogalmát, “amely a teljes észlelési ciklus­nak az a része, amely az észlelőhöz képest belső, a tapasztalat által módosítható, és az észlelt dologra nézve valamiképpen specifikus. A séma információt vesz fel, amint az az észlelő felszíneken hozzáférhetővé válik, és meg is változik ettől az informá­ciótól; irányítja a mozgásokat és a felderítő tevékenységet, melynek révén még több infor­máció válik hozzáférhetővé, és az újabb adatok tovább módosítják.” “Jóllehet az észlelés nem változtatja meg a világot, megváltoztatja az észlelőt” - azáltal, hogy minden új információ meg­változtatja a sémát (ezt a jelenséget Piaget akkomodációnak nevezi).⁷⁷ A minden emberre jellemző belső sémák alapvetően határozzák meg az új információk felvételét és azok beépülését a meglévő sémákba - részben erre vezethető vissza Eleanor Gibson megállapítása, mely szerint a jártasabb észlelő több információt tud az ingerekből nyerni, mint a járatlan.⁷⁸

Neisser szerint biológiai szempontból a séma az idegrendszer részét alkotja, mó­dosíthatóságát és szerveződését neuron-együttesek, funkcionális hierarchiák, fluktuáló elektromos poten­ciálok és más, eleddig ismeretlen egyéb entitások teszik lehetővé. A séma nem egy központ az agyban, hanem egy egész rendszer: receptorokból, afferens és efferens (a központi idegrend­szerbe be- illetve onnan kivezető) pályákból, valamint előrecsatolási egységekből áll - össze­gez­­ve: fiziológiai struktúrák és folyamatok aktív területe. Ha a számítógéppel keresünk analógiát, a séma az információ-felvevő rend­szerrel egyenlő, gépi nyelven format-ként definiál­ható: meghatározza, milyen típusú­nak kell lennie az információnak ahhoz, hogy koherens értelmezéshez vezessen. Azokat az információkat, amelyek ettől eltérnek, a rendszer nem veszi figyelembe. A séma felfogható a tárgyak és események feltárására szolgáló tervként is, azonban a “séma nemcsak a terv, hanem egyszersmind a terv végrehajtója is. Egyszerre a cse­lekvés mintája, és minta a cselekvéshez.” A séma működése nem függ külső ener­gia­forrástól. “Ha a megfelelő információ rendelkezésre áll, a séma fogadja, és mozgásokat irányíthat további információ keresésére.”

A kognitív elv summázata⁸⁰ röviden ez lehetne: az egész megismerés több, mint a részek összege - vagy képletben kifejezve - ahol W a kogníció (megismerés), p az érzékelt külvilági részinformáció, h a holisztikus jellemző:

hanem

A kognitív pszichológia főbb megállapításainak rövid összegzése: a kognitív (megismerési, gondolkodási) sémák aktívan irányítják az észlelést, miközben az új in­formációk hatására állandóan módosulnak. A kognitív sémák belső szerkezete bonyo­lult, a bennük lévő sokféle információ számtalan relációban kapcsolódik egymáshoz. A megértés: a gondolkodás egyb­eszerveződése. A köznapi szólás: csak azt hiszem, amit látok éppen fordítva igaz: csak azt látjuk meg, amit el is hiszünk.⁸¹