Úvod do obecné psychologie
FF UK, ZS 2013/2014
PhDr. Luděk Stehlík
Katedra psychologie І FF UK І Celetná 20 І Praha 1 І [email protected] І http://psychologie.ff.cuni.cz
PhDr. Luděk Stehlík
Info:
• Doktorand a asistent na Oddělení obecných základů a historie psychologie
• Specializace: psychodiagnostika a kognitivní psychologie
(výpočetní/konekcionistické modelování kognitivních funkcí)
• Přednášky z OP v ZS a semináře k OP v LS
Konzultace:
• ZS, pondělí, 10:00 – 11:30 či po předchozí emailové dohodě
• Celetná 20, místnost 333
Kontaktní informace:
• E-mail: [email protected]
Trilogie lidské mysli
„Existují tři dále neredukovatelné
schopnosti mysli: vědění, cítění a
toužení.“
Kritika soudnosti (1790)
Immanuel Kant
(1724-1804)
Kognice
Emoce
Ernest R. Hilgard
(1960)
Motivace
• Znalosti
• Přesvědčení…
• Afekty
• Nálady
• Pocity…
• Potřeby
• Touhy
• Cíle, hodnoty, účely…
Přednášky (ZS)
• Úvod do
kognitivní
psychologie (3)
• Senzorické a
percepční
procesy (2)
• Myšlení
(pojmy, usuzování
a rozhodování,
řešení problémů,
inteligence) (3)
• Psycholingvistika
(2)
Semináře (LS)
Úvod do kognitivní psychologie/vědy
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Predikce propojuje subjektivní a objektivní realitu.
Pro filozofa vědy Karla Poppera hypotéza není vědecká
pokud není falzifikovatelná — tzn. pokud ji nelze
testovat ve skutečném světě prostřednictvím predikce.
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
The Theory of Knocking Rhythms
A hypothetical example will show how the falsifiability criterion works. A student knocks at my
door. A colleague in my office with me has a theory that makes predictions about the rhythms that
different types of people use to knock. Before I open the door, my colleague predicts that the
person behind it is a female. I open the door and, indeed, the student is a female. Later I tell my
colleague that I am impressed, but only mildly so because he had a 50 percent chance of being
correct even without his “theory of knocking rhythms”— actually even higher, because on most
campuses females outnumber males. He says he can do better. Another knock comes. My colleague
tells me it is a male under 22 years old. I open the door to find a male student whom I know to be
just out of high school. I comment that I am somewhat impressed because our university has a
considerable number of students over the age of 22. Yet I still maintain that, of course, young males
are quite common on campus. Thinking me hard to please, my colleague proposes one last test.
After the next knock, my colleague predicts, “Female, 30 years old, 5 feet 2 inches tall, carrying a
book and a purse in the left hand and knocking with the right.”
After opening the door and confirming the prediction completely, I have quite a different response. I
say that, assuming my colleague did not play a trick and arrange for these people to appear at my
door, I am now in fact extremely impressed. Why the difference in my reactions? Why do my friend’s
three predictions yield three different responses, ranging from “So what?” to “Wow!”? The answer
has to do with the specificity and precision of the predictions. The more specific predictions made a
greater impact when they were confirmed. Notice, however, that the specificity varied directly with
the falsifiability. The more specific and precise the prediction was, the more potential observations
there were that could have falsified it. For example, there are a lot of people who are not 30-yearold females and 5 feet 2 inches tall. Note that implicitly, by my varied reactions, I signaled that I
would be more impressed by a theory that made predictions that maximized the number of events
that should not occur. Good theories, then, make predictions that expose themselves to
falsification. Bad theories do not put themselves in jeopardy in this way. They make predictions that
are so general that they are almost bound to be true (e.g., the next person to knock on my door will
be less than 100 years old) or are phrased in such a way that they are completely protected from
falsification. In fact, a theory can be so protected from falsifiability that it is simply no longer
considered scientific at all.
(Stanovich, 2013)
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Obecně platí, že modely fyzikálního světa se snaží popsat změny pozorovatelných fyzikálních
atributů prostřednictvím postulace existence neviditelných fyzikálních komponent/konstruktů,
které tyto změny způsobují.
Takto například Newtonova teorie gravitace vysvětluje změny polohy objektů v čase
(pozorovatelné) prostřednictvím postulace existence gravitace a hmotnosti (které přímo
pozorovatelné nejsou).
Vědecké modely jsou plné konstruktů, které reprezentují neviditelné fyzikální entity: Ve fyzice
to jsou elektrické síly, magnetické síly, jaderné síly atd. V chemii to jsou oběžné dráhy
elektronů. V biologii to jsou bakterie, které způsobují nemoci, a geny, které přenášejí dědičné
vlastnosti (obojí neviditelné v době, kdy byla postulována jejich existence).
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Modely jsou něčím víc než pouhými vágními představy o skrytých
konstruktech. Modely totiž formalizují naše představy o okolním světě.
A tato formalizace má dvě zásadních výhody:
• Činí myšlenky veřejně přístupnými . Když je myšlenka nebo teorie
pouze nějakou vágní intuicí nebo představou v mysli nějakého vědce,
potom jediný způsob, jak se dozvědět, co taková teorie předpovídá,
je zeptat se daného vědce. Když je teoretický model formalizován,
potom může doslova kdokoli prověřit, co z dané teorie vyplývá a jaké
jsou její předpovědi. Tyto předpovědi přitom mohou být vyvozeny
analyticky pomocí matematických metod nebo mohou být vyvozeny
prostřednictvím počítačových simulací.
• Zpřesňují teorie. Predikce vyplývající z teoretických modelů jsou
kvantitativní a specifické, díky čemuž teorie může být testována vůči
realitě.
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Newtonova původně vágní myšlenka gravitace (známá
příhoda s jablkem):
Existuje neviditelná gravitační síla, která ovlivňuje všechny
předměty, ať už se jedná o jablka nebo o planety. Tato síla
způsobuje pozorovatelné pohyby předmětů. Tato síla působí
okamžitě a napříč všemi možnými médii. Tato síla je větší pro větší
předměty a zmenšuje se s rostoucí vzdáleností.
Newtonova přesná formalizace původně vágní myšlenky
gravitace:
Druhý pohybový zákon: a = F / m
Něco pozorovatelného, zrychlení a (ve skutečnosti to, co je
pozorovatelné, je pozice a čas), je vztaženo k nepozorovatelným
konstruktům, síle F a hmotnosti m.
Zákon univerzální gravitace: F = G m1 m2 / r2
Gravitační síla působící mezi dvěma objekty je přímo úměrná
hmotnosti objektů a je nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti mezi
objekty.
• Platí pro částice.
• Platní nezávisle (aditivně) pro všechny částice současně.
• G je parametr odhadnutý na základě pozorovaných dat (G má v
zásadě stejnou hodnotu na všech známých místech v celém vesmíru).
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Jednoduchá predikce vyplývající z teorie:
Pro malý objekt o hmotnosti mo, který se nachází blízko
zemského povrchu, je jeho zrychlení a dáno rovnicí:
a = F/mo = (G mo me / r2e)/ mo
Kde me je hmotnost Země a re je vzdálenost mezi
středem Země a středem malého objektu. Upravením
rovnice získáme:
a = G me / r2e
Z rovnice je patrné, že se jedná o konstantu
(označovanou písmenem g). To znamená, že zrychlení
padajícího objektu je nezávislé na jeho hmotnosti. Viz
foto prokazující správnost této předpovědi.
Stroboskopická fotografie
prokazující správnost Newtonovy
předpovědi.
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Když teorie funguje velice přesně napříč širokým spektrem
různých situací, potom mají lidé tendenci začít věřit tomu, že
postulované formální konstrukty v modelu skutečně existují také
ve vnějším světě.
Takt např. Newtonova gravitační teorie fungovala tak dobře, že
si lidé začali myslet, že skutečně existuje nějaká neviditelná
síla, která působí okamžitě na všechny vzdálenosti skrze všechny
možné materiály, přitahujíce komety ke slunci a nohy k zemi.
Koncept gravitace se stal součástí naší kulturní intuice o
fyzikálním světě okolo nás. Takže když se později objevil
Einstein, který odstranil gravitaci a nahradil jí geometrií
časoprostoru, jeho nové formální konstrukty znamenaly doslova
revoluci.
Žádný rozvážný vědec nezvěcňuje (nereifikuje) teoretické
konstrukty, bez ohledu na to, jak moc dobře je podporují
pozorovaná data. Teoretické konstrukty jsou vždy pouze
metaforickým popisem skutečnosti. To ale neznamená, že by byly
triviální nebo povrchní. Dobré teorie jsou v konečném důsledku
velice užitečné pro praktické aplikace a rovněž jsou hluboce
uspokojující pro explanační perspektivu, kterou nabízejí.
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme vůbec něco poznávat?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
Přímá zkušenost
reality
Zprostředkovaná
zkušenost reality
Modely: testování našich
představ o realitě
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
Modelování v kognitivní vědě má tu samou strukturu jako modelování ve fyzikálních vědách. Rozdíl je
pouze ve výběru fyzikálních atributů a procesů, které jsou shledány zajímavými. Pro kognitivní vědu
jsou zajímavými ty fyzikálními předměty, které se nazývají „podněty“ (které jsou relevantní z
hlediska vysvětlení kognice) a „chování“/„odpovědi“ (které jsou relevantní coby indikátory kognice).
Modely v kognitivní vědě specifikují formální popis vstupních podnětů, výstupního chování a
přechodných transformovaných stavů. Tyto formální popisy se nazývají reprezentace. Reprezentace
explicitně popisuje určité konkrétní obsahy v určitém konkrétním formátu. (Např. telefonní seznam
představuje určité konkrétní obsahy o lidech – jejich telefonní číslo, adresu, jméno – v určitém
konkrétním formátu - abecední seznam podle jejich příjmení.) Modely v kognitivních vědách rovněž
explicitně specifikují formální popisy transformací těchto reprezentací. Tyto formální transformace se
nazývají procesy.
Každý model v kognitivní vědě specifikuje reprezentace a procesy. To samé ale činí rovněž jakýkoli model ve fyzikálních vědách. Např.
Newtonův model gravitace specifikuje určité konkrétní reprezentace světa - pozice, čas, hmotnost, síla – a určité konkrétní procesy, které
transformují pozici v jeden časový okamžik na nové pozice v další časové okamžiky – multiplikativní kombinace hmotností a vzdáleností.
Tzn., že reprezentace a procesy obsahuje každý model, ať už se jedná o model týkající se chování částic nebo chování myslících entit.
(Folkové) Teorie mysli
(Folkové) Teorie mysli
Z druhého člověka je nám vždy dostupné pouze jeho námi smyslově
zaznamenatelné chování, a na vnitřní duševní stavy a procesy tak můžeme
pouze nepřímo usuzovat (je to „pouhá“ teorie, ale dobrá teorie, která se
osvědčila).
Přes všechna tato naše omezení se však dokážeme ve svých každodenních
životech celkem úspěšně „nabourávat“ do černé skříňky skrytých psychických
stavů a procesů, které jsou podkladem vnějších behaviorálních projevů
druhých lidí. Dovedeme totiž bez nějakého většího úsilí a vědomé námahy
nahlížet sebe sama a jiné lidské bytosti (a nejen je) jako zvláštní druh entit,
které se pohybují samy od sebe, vnímají své okolí, sledují nějaké cíle, mají
nějaké touhy, záměry, přání a přesvědčení. To nám umožňuje „číst“ duševní
stavy lidí okolo nás, jakoby nahlížet, co se jim odehrává v jejich myslích, a
tak i předpovídat jejich budoucí chování (účinná zkratka – viz šach. PC).
Naše uvažování o chování druhých lidí takto vždy probíhá v rámci tzv.
mentalistického diskurzu (také folková či laická psychologie, mentalizace,
teorie mysli, intencionální postoj nebo propozičně-postojová psychologie),
který se při vysvětlování a predikci lidského chování odvolává na různé
mentální entity, jako jsou přesvědčení, přání, potřeby, obavy apod. Typickou
podobu těchto vysvětlení zachycuje termín propozičně-postojová psychologie
(propositional attitude psychology) - takové vysvětlení propojuje určitý druh
mentálního postoje (jako je „věřit“, „domnívat se“, „doufat“, „obávat se“
apod.) s určitým druhem tvrzení („že venku prší“, „že v ledničce je
vychlazené pivo“ apod.) Jedná se o jistý druh iluze, která člověku sedí jako
brýle na nose, takže cokoli pak vidí, vidí skrze ni, a tak ho tato iluze drží
v zajetí (Wittgenstein, 1993, s. 62, 65).
(Folkové) Teorie mysli
(Folkové) Teorie mysli
Temple Grandin (1947)
Jednou ze základních charakteristik poruch autistického spektra (závažného
vývojového duševního onemocnění postihujícího oblast komunikace a sociálního
chování) je narušení teorie mysli – lidé trpící autismem proto nerozumějí řadě
sociálních situací a pravidlům fungování vztahů mezi lidmi (člověk je pro ně de facto
srovnatelný s neživým předmětem)
http://www.youtube.com/watch?v=2wt1IY3ffoU
http://www.ceskatelevize.cz/porady/1095946610-diagnoza/dusevni-onemocneni/190-autismus/
http://www.ceskatelevize.cz/porady/1095946610-diagnoza/dusevni-onemocneni/194-aspergeruv-syndrom/
(Folkové) Teorie mysli
Heider  Simmel (1944)
(Folkové) Teorie mysli
(Folkové) Teorie mysli
(Folkové) Teorie mysli
•
Pozorované komplexní chování vozítek má za následek přeceňování složitosti vnitřního
mechanismu zodpovědného za jejich chování. Komplexní chování tak automaticky
neimplikuje komplexní mentální strategie (jen jiný příklad základní atribuční chyby a
tendence lidí být slepí ke kontextu a přeceňovat figuru).
(Folkové) Teorie mysli
Our personal models of behavior are not really coherent in
the way that an actual theory would have to be. Instead, we
carry around a ragbag of general principles, homilies, and
clichés about human behavior that we draw on when we feel
that we need an explanation. The problem with this
commonsense knowledge about behavior is that much of it
contradicts itself and is, therefore, unfalsifiable.
The enormous appeal of clichés like these is that, taken
together as implicit “explanations” of behavior, they cannot
be refuted. No matter what happens, one of these
explanations will be cited to cover it. No wonder we all
think we are such excellent judges of human behavior and
personality. We have an explanation for anything and
everything that happens. Folk wisdom is cowardly in the
sense that it takes no risk that it might be refuted.
• “look before you leap” vs. “he who hesitates is lost”
• “absence makes the heart grow fonder” vs. “out of sight, out of mind”
• “haste makes waste” vs. “time waits for no man”
• “two heads are better than one” vs. “too many cooks spoil the broth”
• “it’s better to be safe than sorry” vs. “nothing ventured, nothing gained”
• “opposites attract” vs. “birds of a feather flock together”
(Folkové) Teorie mysli
That folk wisdom is “after the fact” wisdom, and that it actually is useless in a
truly predictive sense (viz také iluze zpětného pohledu/hindsight bias).
• Sociologist Duncan Watts titled one of his books: Everything Is Obvious—
Once You Know the Answer (2011). Watts discusses a classic paper by
Lazarsfeld (1949) in which, over 60 years ago, he was dealing with the
common criticism that “social science doesn’t tell us anything that we
don’t already know.” Lazarsfeld listed a series of findings from a massive
survey of 600,000 soldiers who had served during World War II; for
example, that men from rural backgrounds were in better spirits during
their time of service than soldiers from city backgrounds. People tend to
find all of the survey results to be pretty obvious. In this example, for
instance, people tend to think it obvious that rural men would have been
used to harsher physical conditions and thus would have adapted better
to the conditions of military life. It is likewise with all of the other
findings— people find them pretty obvious. Lazarsfeld then reveals his
punchline: All of the findings were the opposite of what was originally
stated. For example, it was actually the case that men from city
backgrounds were in better spirits during their time of service than
soldiers from rural backgrounds. The last part of the learning exercise is
for people to realize how easily they would have explained just the
opposite finding. In the case of the actual outcome, people tend to
explain it (when told of it first) by saying that they expected it because
city men are used to working in crowded conditions and under
hierarchical authority. They never realize how easily they would have
concocted an explanation for exactly the opposite finding.
(Folkové) Teorie mysli
Further problem occurs even in cases in which our folk beliefs do have some specificity, that is, even when they are
empirically testable. The problem is that psychological research has shown that, when many common cultural beliefs
about behavior are subjected to empirical test, they turn out to be false.
• Contrary to “commonsense” folk belief,
readers and academically inclined individuals are
more physically robust and are more socially
involved than are people who do not read (Zill &
Winglee, 1990).
• Throughout the 1990s the folk belief developed
in our society and in schools that low selfesteem was a cause of aggression. But empirical
investigations indicated that there was no
connection between aggression and low selfesteem (Baumeister, Campbell, Krueger, & Vohs,
2003, 2005; Krueger, Vohs, & Baumeister, 2008).
If anything, the opposite appeared to be the
case— aggression is more often associated with
high selfesteem.
•Likewise, an extremely popular hypothesis for
the past couple of decades has been that school
achievement problems are the result of low selfesteem in students. In fact, it turns out that the
relationship between selfesteem and school
achievement is more likely to be in the opposite
direction from that assumed by educators and
parents. It is superior accomplishment in school
(and in other aspects of life) that leads to
highself-esteem and not the reverse.
•The folk wisdom “children bring happiness to their parents,” when subjected to scientific examination, turns out to have a number of complications.
It is true only from the retrospective standpoint—“ children bring happiness” when they have finally left home and we can appreciate the
accomplishment of raising them!
(Vědecké) Teorie mysli
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
• Zkoumání lidské mysli metodou introspekce, kdy
vyškolení pozorovatelé za kontrolovaných podmínek
popisují obsah svého vědomí
• Wilhelm Wundt a jeho žáci se inspirovali britským
empiricismem, fyzikou a chemií: fungování lidské mysli
je podle nich přístupné sebe-pozorování a pečlivým
pozorováním vlastní mysli by mělo být možné
identifikovat její základní stavební kameny
Wilhelm Wundt
• Př.: Myerův a Orthův experiment volných slovních asociací (1901): Prezentace
podnětu/slova (např. kabát, kniha, tečka, mísa) účastníkům experimentu a následné
měření času, za který přišli s nějakou odpovědí. Úkolem pokusných osob poté bylo popsat
obsah své vědomé zkušenosti od chvíle prezentace slovního podnětu až po chvíli jejich
odpovědi. Pokusné osoby často uváděli velice nekonkrétní a jen velice obtížně popsatelné
obsahy. Jejich vědomá zkušenost často zahrnovala jiné obsahy než jsou vjemy, představy
nebo jiné konkrétní zkušenostní obsahy. Výsledky tohoto experimentu rozproudily debatu
o možnosti existence nenázorného myšlení (vědomé zkušenosti zbavené
konkrétního/názorného obsahu).
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
• Postupem času se introspekcionismus
dostával do stále větších potíží a rozporů
• Různé laboratoře popisovaly odlišné
typy obsahů lidské mysli – vždy podle typu
teorie, kterou v dané laboratoři zastávali
• Podobně jako se pacientům jungiánských
psychoterapeutů zdají sny s jungiánskou symbolikou
a pacientům freudiánských psychoterapeutů zdají
sny s freudiánskou symbolikou
• Začínalo být jasné, že introspekce není příliš vhodnou metodou pro
zkoumání lidské mysli a že je také slepá k nevědomým procesům, které
se v lidské mysli odehrávají
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Do you dream in color?
If you answer Yes, how can you be sure? Before you
recount your vivid memory of a dream featuring all
the colors of the rainbow, consider that in the
1950s, researchers found that most people reported
dreaming in black and white.
In the 1960s -- when most movies were in color and
more people had color television sets -- the vast
majority of reported dreams contained color.
The most likely explanation for this, according to
Schwitzgebel, is not that exposure to black-andwhite media made people misremember their
dreams. It is that we simply don't know whether or
not we dream in color.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Richard Nisbett (University of Michigan) a Timothy Wilson
(University of Virginia) se utábořili v místním obchodním
domě a na stůl vyskládali čtyři páry nylonových punčoch.
Potom se ženských kolemjdoucích ptali, které z nich se jim
nejvíce líbí.
Ženy hlasovaly a většina z nich dávala přednost páru úplně
napravo. Proč? Některé říkaly, že se jim zdají z lepšího
materiálu. Jiným se líbila struktura nebo barva. Další měly
pocit, že jsou nejkvalitnější. Jejich výběr byl zajímavý
vzhledem k tomu, že všechny čtyři páry byly úplně stejné.
Když se vědci každé z účastnic ptali, jak by svoji volbu
zdůvodnila, ani jedna z nich neuvedla, že by v tom hrálo
nějakou roli umístění punčoch na stole.
Ne vždy nutně víme, proč děláme, co děláme, vybíráme si
to, co si vybíráme, nebo se cítíme tak, jak se cítíme. Ale
ať jsou naše skutečné motivace sebemlhavější, nijak nám
to nebrání, abychom pro svoje činy, rozhodnutí a pocity
nevymýšleli logicky znějící vysvětlení.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Richard Nisbett and Timothy Wilson (1977)
reviewed a broad range of studies demonstrating
that we often convince ourselves that we behave
for reasons that are plausible, but incorrect. For
example, in the context of a memory study
investigators randomly exposed some participants,
but not others, to the word pair “ocean–moon”
embedded in a list of word pairs. When later asked
to name their favorite detergent, the former
participants were significantly more likely than
the latter to name “Tide.” Yet when asked the
reasons for their choice, none came up with the
correct explanation, namely, that the word
“moon” triggered an association to “tide.”
Instead, participants came up with presumably
false but plausible explanations (such as “I
recently saw a Tide commercial on television”).
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Norman Maier
Craig Kaplan
What goes up a chimney down
but can‘t come down a
chimney up?
On this hill there was a green
house. And inside the green
house there was a white
house. And inside the white
house, there was a red house.
And inside the red house
there were a lot of little
blacks and whites sitting
there. What place is this?
Nespolehlivost výpovědí o procesu řešení problémů na základě introspekce (viz také priming)
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Choice Blindness is type of a broader phenomenon called the introspection illusion. Here,
people wrongly think they have direct insight into the origins of their mental states,
while treating other’s introspections as unreliable. Let’s look at choice blindness this way.
We think we want A but when we are given B, we make up all kinds of reasons that would
persuade us into believing that B is a much better alternative and how we actually wanted it
all along (cognitive dissonance). Lars Hall and Peter Johansson further explain choice
blindness in their study in which they investigated subjects’ insight into their own
preferences using a new technique.
The experimenters presented subjects two photos of female faces and were asked which
they found more attractive. They were given a closer look at their "chosen" photograph and
asked to verbally explain their choice immediately. The trial was repeated 15 times for
watch volunteer, using different pairs of faces but in three of the trials, unknown to the
subjects, a card magic trick was used to extremely exchange one face for the other after a
decision has been made. The subjects end up with the face they did not actually choose.
And they were again, asked to explain why made them choose that particular face, even
though it wasn’t really their first choice.
Majority of the participants failed to actually notice that the picture they were looking at wasn’t their original choice.
Many subjects confabulated explanations of their choice. For example, the subject may say „I preferred this one because
I prefer blondes“ when he in fact his original choice was the brunette, but he was handed a blonde. These must have
been confabulated because they explain a preference that they did not really make to begin with.
Common sense would tell that all of us would of course notice such a big change in the outcome of a choice. But results
showed that in 75% of the trials, the participants were blind to the mismatch. What’s more interesting is that, not only
were a large number of participants were clueless of the switch, when allowed to take a longer look at their choice, they
were able to make up a detailed explanation for why they chose that face when originally, they actually rejected it. The
experimenters coined the term choice blindness for this failure to detect a mismatch. A few, less than 1/10 of the
manipulations were easily spotted by the participants. Not more than 20% of all manipulations were actually exposed,
towards the end of each experiment.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Once we suspect that a phenomenon exists, we generally
have little trouble explaining why it exists or what it means.
People are extraordinarily good at ad hoc explanation.
According to past research, if people are erroneously led to believe that they
are either above or below average at some task, they can explain either their
superior or inferior performance with little difficulty.
If they are asked to account for how a childhood experience such as running
away from home could lead during adulthood to outcomes as diverse as suicide
or a job in the Peace Corps, they can do so quite readily and convincingly.
To live, it seems, is to explain, to justify, and to find coherence
among diverse outcomes, characteristics, and causes. A
dramatic illustration of our facility with ad hoc explanation
comes from research on split-brain patients.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Za tuto fabulaci je podle Michaela Gazzanigy (UCL) pravděpodobně zodpovědná
levá mozková hemisféra, která jako jakýsi „tlumočník“splétá z našich zkušeností
důvěryhodně znějící příběhy. Gazzaniga k tomuto závěru došel po dlouholetém
výzkumu se zvláštní skupinou pacientů, kterým byly chirurgicky odděleny mozkové
hemisféry (tzv. komisurotomie).
Pacient s oddělenými hemisférami svým pravým zorným polem vidí obrázek
slepičího pařátu (který se promítá do levé hemisféry) a svým levým zorným polem
pak vidí obrázek zasněžené příjezdové cesty (který se promítá do pravé
hemisféry). Pacientovi jsou pak ukázány různé obrázky, z nichž má za úkol vybrat
ten, který je podle něj nejtěsněji (významově) spjat s tím, co právě viděl. Pacient
ukáže na dva obrázky. Jeho pravá ruka (ovládaná levou hemisférou) ukazuje na
obrázek slepice (což odpovídá obrázku slepičímu pařátu, který vnímá levá
hemisféra), zatímco jeho levá ruka ukazuje na obrázek lopaty (pravá hemisféra
chce odházet sníh na příjezdové cestě, který vnímá). Tato odlišná reakce
odhaluje vnitřní konflikt, ke kterému dochází v každém z nás. Jeden a ten samý
mozek přichází se dvěma rozdílnými odpovědni. Zajímavá je však reakce pacienta
na otázku po vysvětlení jeho neobvyklé reakce: „To je jasné, slepičí pařát souvisí
se slepicí a potřebujete lopatu, abyste uklidili její kurník.“ Takže místo uznání
toho, že jeho mozek je zmatený, pacient přichází s elegantním odvysvětlením
svého zmatení. Stejně jako se příroda bojí vakua, tak se mozek/mysl obává
rozporů a nejednoznačnosti (viz také teorie kognitivní disonance a vymývání
mozků).
Pacienti po komisurotomii ilustrují pouze krajní případ sklonů, které jsou vlastní
všem lidem. Lidé potřebují vědět, proč se chovají tak, jak se chovají, a jak
funguje svět kolem nich. A to dokonce i tehdy, když jejich chabá vysvětlení
mají s realitou jen pramálo společného. Svou přirozeností jsou lidé vypravěči a
sami pro sebe si vymýšlí jednu historku za druhou, dokud nepřijdou na uspokojivý
výklad, který zní dost rozumně na to, aby se mu dalo věřit.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
Jsme si vědomi pouze (určitých) obsahů naší mysli, ale
nikoli již procesů, díky kterým tyto mentální obsahy vznikly.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
When you are asked what you are thinking about, you can normally answer. You
believe you know what goes on in your mind, which often consists of one conscious
thought leading in an orderly way to another. But that is not the only way the mind
works, nor indeed is that the typical way. Most impressions and thoughts arise in
your conscious experience without your knowing how they got there. You cannot
trace how you came to the belief that there is a lamp on the desk in front of
you, or how you detected a hint of irritation in your spouse’s voice on the
telephone, or how you managed to avoid a threat on the road before you
became consciously aware of it. The mental work that produces impressions,
intuitions, and many decisions goes on in silence in our mind.
Thinking fast and slow, Kahneman (2011)
Naše introspektivní zkušenost s
naším duševním životem je
pouze způsob, kterým nám
naše mysl zobrazuje průběh
svých vlastních operací; tato
zkušenost však není totožná s
se skutečnými operacemi lidské
mysli, které stojí za jejím
fungováním.
Historie studia lidské mysli
Introspekcionismus
• Mimo jiné i z tohoto důvodu má velká většina lidí velmi zkreslenou
intuitivní představu o schopnostech a fungování lidské mysli…
•
Iluze paměti – lidé si myslí, že si toho pamatují více a s větší přesností než je
tomu ve skutečnosti
•
Iluze pozornosti – lidé si myslí, že toho vidí více a že si všímají více věcí než je
tomu ve skutečnosti
•
…a další
• Jedná se o systematicky chybná přesvědčení, která není snadné
překonat a která nám mohou způsobovat značné potíže…
Historie studia lidské mysli
Americký behaviorismus
• Větší důraz na praktickou uplatnitelnost
psychologických poznatků (tradice pragmatismu) a
skepse k možnostem metody introspekce
• Zaměření se na porozumění objektivně pozorovatelným
vztahům mezi souborem podnětů a (behaviorálních)
reakcí („There is no there there.“)
Edward Thorndike
• Základní principy:
• Studium pouze toho, co je pozorovatelné
• Snaha vysvětlit chování, nikoli myšlení nebo vědomí
• Rozložení chování na dále neredukovatelné
konstrukty
• Dodržování principu parsimonie (teorie by měly být
co nejjednodušší, viz také Occamova břitva)
John B. Watson
Burrhus F. Skinner
Historie studia lidské mysli
Americký behaviorismus
• Hlavním přínosem behaviorismu je používání vědecky rigorózních
metod a formulace úspěšných teorií učení (klasické podmiňování,
operantní podmiňování)
• Významným omezením behaviorismu je pak jeho neschopnost
vysvětlit řadu aspektů specificky lidského chování jako jazyk, řešení
problémů či plánování
The field of psychology itself has noticed that different systems of thinking seemed to be necessary
for understanding mind and matter. The main preoccupation of much of psychology in the twentieth
century was translating mind talk into mechanism talk on the assumption that the two were entirely
interchangeable. A telling quote from Donald Hebb (1946) on how psychologists should understand
chimpanzees highlights what happened as a result: A thoroughgoing attempt to avoid
anthropomorphic description in the study of temperament was made over a two-year period at the
Yerkes laboratories. . . . All that resulted was an almost endless series of specific acts in which no
order or meaning could be found. On the other hand, by the use of frankly anthropomorphic
concepts of emotion and attitude one could quickly and easily describe the peculiarities of individual
animals, and with this information a newcomer to the staff could handle the animals as he could not
safely otherwise. Whatever the anthropomorphic terminology may seem to imply about conscious
states in the chimpanzee, it provides an intelligible and practical guide to behavior. This realization
suggested to Hebb and others that the earnest project of eliminating mind entirely from the
scientific explanation of behavior (Bentley 1944; Werner 1940) was misguided. You have to think
about the animals’ minds in order to keep from getting mugged by them. A mental system for
understanding even chimp behavior seems highly preferable to a mechanical system.
"Stimulus, response! Stimulus,
response! Don't you ever THINK?"
Historie studia lidské mysli
Gestalt psychologie
• Fungování lidské mysli je více než prostý souhrn jejích
částí (vs. strukturalismus introspekcionistů a antimentalismus behavioristů)
• Zkoumání procesů vnímání i vyšších kognitivních funkcí
jako je učení nebo řešení problémů
Principy organizace percepční
zkušenosti na figuru/pozadí
Učení vhledem/restrukturace
Wolfgang Kohler
Efekt Zejgarnikové
Historie studia lidské mysli
Gestalt psychologie
• Fungování lidské mysli je více než prostý souhrn jejích
částí (vs. strukturalismus introspekcionistů a antimentalismus behavioristů)
• Zkoumání procesů vnímání i vyšších kognitivních funkcí
jako je učení nebo řešení problémů
Principy organizace percepční
zkušenosti na figuru/pozadí
Učení vhledem/restrukturace
Wolfgang Kohler
Efekt Zejgarnikové
Historie studia lidské mysli
Gestalt psychologie
• Dodnes jsou některé principy gestalt psychologie velice účinnou
heuristickou pomůckou, která nám umožňuje vysvětlit řadu
psychologických jevů
Co nás víc vyrušuje?
Psychoterapie jako uzavírání
tvarů
Základní atribuční chyba jako
tendence přeceňovat figuru a
podceňovat pozadí/kontext
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
S přechodem od behaviorismu ke kognitivismu přestává být tabu dívat
se dovnitř černé skřínky lidské mysli.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Kognitivní věda je transdisciplinární obor, který se věnuje studiu procesů získávání a
využívání znalostí, myšlení, učení a rozhodování, a to nejen u lidí, ale i u uměle
vytvořených systémů. K tomuto studiu využívá výsledky výzkumů i metody mnoha
vědeckých oborů (např. filozofie, antropologie, lingvistiky, psychologie, informatiky,
kybernetiky, biologie, neurověd, informační vědy). Jejím cílem je lépe poznat a hlouběji
porozumět lidské mysli – jejím vnitřním strukturám a v ní probíhajícím procesům.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Lidskou mysl/mozek (stejně jako jakýkoli jiný přirozený nebo umělý systém)
lze studovat na různých rovinách abstrakce (viz také Marrovy úrovně analýzy
kognitivních systémů)
.
Tři úrovně analýzy kognitivních systémů
• První úrovní analýzy každého kognitivního systému by podle
Marra měla být tzv. výpočetní (také znalostní, sémantická či
pojmová) úroveň analýzy úkolu nebo funkce, kterou daný
kognitivní systém vykonává. Na této úrovni analýzy by mělo
být jednoznačně specifikováno, co daný kognitivní systém
dělá, jak to dělá a jaké informace k tomu využívá.
V informačně-procesní terminologii tato úroveň analýzy
představuje specifikaci vstupně-výstupní funkce (tedy co je
vstupem do kognitivního systému a jaký je z něj výstup).
• Druhá, tzv. reprezentační a algoritmická (také symbolická
či syntaktická) úroveň analýzy spočívá ve specifikaci způsobu
reprezentace či kódování vstupních a výstupních informací a
v popisu algoritmu, který transformuje vstupní informace na
výstupní informace.
• A konečně na třetí, tzv. implementační (také fyzické či
biologické) úrovni analýzy je specifikován konkrétní způsob,
jakým jsou dané reprezentace a algoritmy fyzikálně
implementovány.
Tři úrovně analýzy kognitivních systémů
Many connectionists advocate a bottom-up or ‘mechanism-first’
strategy, starting by exploring the problems that neural processes
can solve. This often goes with a philosophy of ‘emergentism’ (a
scientific approach in which complex behavior is viewed as
emerging from the interaction of simple elements.) or
‘eliminativism’: higher level explanations do not have
independent validity but are at best approximations to the
mechanistic truth; they describe emergent phenomena produced
by lower-level mechanisms.
By contrast, probabilistic/bayesian models of cognition pursue a
top-down or ‘function-first’ strategy, beginning with abstract
principles that allow agents to solve problems posed by the world
– the functions that minds perform – and then attempting to
reduce these principles to psychological and neural processes.
Understanding the lower levels does not eliminate the need for
higher-level models, because the lower levels implement the
functions specified at higher levels.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Kognitivní psychologie, tak jak ji dnes známe, se zformovala mezi lety
1950-1970. Na její vznik měly zásadní vliv tři hlavní faktory:
• Zkoumání schopností/výkonu vojáků během druhé
světové války (efektivní zaškolování vojáků při obsluze
sofistikovaných zařízení, vliv stresu na pozornost atp.) v
kombinaci s teorií informace (vědecká disciplína zabývající
se měřením, kódováním, přenosem a zpracováváním
informací)
• Umělá inteligence – snaha o zkonstruování umělého
zařízení schopného inteligentního chování (inspirace
způsobem analýzy strojové inteligence)
• Lingvistika – Noam Chomsky na analýze struktury jazyka
ukázal, že osvojení něčeho tak složitého jako je lidský
jazyk nelze vysvětlit prostřednictvím žádné
behavioristické/asocianistické teorie učení
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Informace
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Informačně-procesní (výpočetně-reprezentační) hypotéza = Lidská mysl
je komplexní systém, který přijímá, ukládá, vyvolává, transformuje a
přenáší informace
• Lidské myšlení (kognice) je výpočet/zpracovávání informací
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Podle tzv. klasické informačně-procesní kognitivní psychologie je zpracovávání
informací pravidly se řídící proces manipulace a transformace symbolů, při
kterém se zachovává význam symbolů
• Př.: had – hod – rod – rok – rek – rej – roj – boj
• Hypotéza tzv. fyzikálního symbolového systému (physical symbol system,
Newell, 1980, 1990) – mysli jako výpočetního zařízení se specifickým druhem
výpočetní architektury, která je funkčně (svojí výpočetní silou) ekvivalentní UTS,
ale má navíc určité charakteristiky, které ji činí praktičtější a efektivnější při
řešení nejrůznějších kognitivních problémů.
Alan Turing
http://www.youtube.com/watch?v=rcR74y61xZk&feature=
relmfu
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Mystery
Problem
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Tzv. klasická informačně-procesní kognitivní psychologie se snaží rozložit řešení kognitivní
úlohy na řadu dílčích kroků zpracovávání informací a porozumět jejich charakteristikám (z
hlediska mentálních reprezentací a na nich operujících mentálních procesů)
• Vliv UTS – oddělení procesů/pravidel manipulujících informacemi a symbolů, které
reprezentují tyto informace (páska x zapisovací/čtecí hlava); rozlišení programu, který
může být reprezentován v paměti, a dat uložených ve stejné paměti, kterými se na základě
instrukcí v tomto programu manipuluje (popis TS x symboly zpracovávané UTS).
„The classical behaviorists held that, as far as the
brain was concerned, „There is no there“: everything
could be explained by simple loops connecting a
stimulus with a response. If something happened out
in the world, the brain would respond appropriately;
there were no need to postulate complex internal
representations or internal processing. Nowadays it is
generally accepted that there are representations in
the brain. At some level, the brain has to represent or
model the world out there. A lot of research in
cognitive psychology has to do with hypothesizing
what these representations might be and then coming
up with tests to see if these representations can be
validated.“
Flow Chart (vývojový diagram)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Kognitivní psychologie může být chápána jako reverzní inženýrství
(reverse engineering) lidské mysli. Reverzní inženýrství je postup,
který analyzuje a rozkládá fungující stroj na jeho jednotlivé části a
interakce mezi nimi, přičemž cílem tohoto procesu je vysvětlení,
manipulace a replikace chování stroje. Takto např. odborníci v
různých zemí po léta prováděli reverzní inženýrství amerických
letadel využívajících technologii Stealth.
Kognitivní psychologie pojímá mysl jako software nebo program,
který běží na počítačovém hardwaru mozku. Jak to ilustruje
obrázek napravo, tato počítačová metafora tvrdí, že mysl
(myšlenková bublina) se má k mozku (hlava) stejně jako se má
software (flowchart) k hardwaru (obvodová deska).
Tzn., že jedním z cílů kognitivní psychologie je zjistit, jak probíhá
zpracovávání informací v komplikovaném programu
implementovaném v mozku. Podstatou počítačové metafory není
tvrzení, že mysl je program nebo že mozek je digitální počítač, ale
spíše to, že bychom mohli studovat lidskou kognici na úrovni
zpracovávání informací (software) nezávisle na úrovni neuronálního
zpracovávání (hardware), přesně tak, jak to můžeme dělat u
počítačů.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Na to, co se děje uvnitř mysli, usuzujeme na základě podnětů, které jsou
jejím vstupem, a na základě odpovědí, které jsou jejím výstupem:
Když pomocí nějaké teorie vysvětlujeme, co se děje uvnitř mysli, tato
teorie musí jasně specifikovat jaké informace a v jakém formátu mysl
využívá a také jakým způsobem je využívá.
Specifikace obsahu a formátu informací, které daná teorie předpokládá,
se nazývá reprezentace. Specifikace způsobu, jakým jsou informace
využívány, se pak nazývá proces.
Takové teoretické vysvětlení nutně netvrdí, že dané reprezentace a
procesy se v mysli skutečně nacházejí; spíše tvrdí, že ať už se v mysli
odehrává cokoli, toto dění lze dobře popsat prostřednictvím daných
reprezentací a procesů.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
almost
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
almost
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Properly conceived, a theory would propose a parsimonious number of
representations and processes that would simultaneously be flexible enough
to account for a broad variety of behavioral data and specific enough to
make testable predictions.
• Odpověď na kritik behavioristů: Internal representations and processes are,
of course, not directly observable. Critics charged that such theories were
therefore inherently unscientific (e.g., Skinner, 1963), but proponents
responded that using unobservable constructs in a theory is justifiable if
their use brings order to a broad enough array of data (e.g., Simon, 1998).
•  A logical conclusion of this justification is that the proposed theories must
be sufficiently detailed to make specific predictions and the behavioral data
collected must be precise enough to test them. Without this specificity of
theory and data, it is possible to propose literally an infinite number of
theories that can account for the same set of observations (Anderson, 1978;
Hunt, 1999).
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Reakční časy, chyby…
Matematické a počítačové
modelování
Kognitivní neurověda
Reakční časy, chyby…
Psychofyzika
Krátkodobá paměť
Prostorová pozornost
Rozpoznávání obrazců
Mentální slovník
Vizuospaciální představy
Psychofyzika
For calculating the speed at which the human nervous system sends electrical signals we can use a method invented by the
German physicist and physician Hermann von Helmholtz, one of the founders of experimental psychology in the nineteenth
century.
People hold hands in a chain. The first person squeezes the next person’s hand, who then squeezes the next person’s hand, and
so on. How long would it take for a squeeze to propagate through the chain? We should do this several times, record the time for
each trial and then average the results. Next, we should do the same thing, but this time holding the next person’s ankle instead of
the next person’s hand. As soon as one feels the squeeze on her left ankle, she uses her right hand to squeeze the next person’s
left ankle, and so on down the line. Again, we should take repeated measurements and average them. This time, it will probably
take a bit longer, on average, for the squeeze to propagate through the chain. We then measure the distances between our hands
and our brains, and then the distances between our ankles and our brains. The difference between these two distances are the
extra distance that the squeeze signal has d to travel when it goes hand-to-ankle instead of hand-to-hand. Averaging over many
trials, we can estimate the time it take for the signal to travel that extra distance, and thus estimat the speed of the signal.
This demonstrates the power of scientific thinking. More specifically, it showes us how clever methods can turn the mysteries of the
human mind into answerable questions. Moreover, this method could have been used thousands of years ago, though no one
thought of it until the nineteenth century. (With enough people and enough repetition, we don’t need a stopwatch.) Here the power
lay not in advanced technology but in a style of thinking that combined sharp reasoning with creativity.
Rozpoznávání vzorů
Pattern recognition
Pattern recognition involves identification of faces, objects,
words, melodies, etc.
Pattern recognition refers to the process of recognizing a set
of stimuli arranged in a certain pattern that is characteristic of
that set of stimuli.
Pattern recognition does not occur instantly, although it does
happen automatically and spontaneously. Pattern recognition is
an innate ability of animals.
Rozpoznávání vzorů
Pattern recognition
We can recognize a pattern even if only part of it is perceived (seen, heard, felt) and even
if it contains alterations. Our recognition ability is apparently able to detect invariant
features of a pattern— characteristics that survive real-world variations.
Rozpoznávání vzorů
Pattern recognition
How people recognize patterns is a crucial issue in a wide range of situations. If we can figure out how people
recognize patterns, then it might be possible to design computer recognition devices that automatically identify
our produce at the grocery check-out line, or that automatically assemble parts drawn from a bin, or that
automatically reject imposters at the bank ATM. You can think of many other situations where an understanding
of pattern recognition could have big consequences.
• Využití výjimečných
schopností lidského zrakového
systému k odlišení skutečných
lidských bytostí od webových
robotů, resp. internetových
botů.
• CAPTCHA = Completely
Automated Public Turing Test
to Tell Computers and Humans
Apart
Rozpoznávání vzorů
Pattern recognition
Template matching
The incoming sensory information is compared directly to copies (templates) stored in
the long term memory. These copies are stored in the process of our past experiences
and learning. E.g. A A A are all recognized as the letter A but not B. Note: This does not
allow for variation in letters unless there are templates for each variation.
Prototype matching
Prototype means a concept of average characteristics of a particular subject. It can be
found throughout the world. For instance a concept of small animal with feathers, beak,
two wings that can fly is a prototype concept of a crow, sparrow, hen, eagle, etc.
Prototype matching, unlike template matching, does not emphasize a perfect match
between the incoming stimuli and the stored concept in the brain.
Feature analysis
According to this theory, the sensory system breaks down the incoming stimuli into its
features and processes the information. Some features may be more important for
recognition than others. All stimuli have a set of distinctive features. Feature analysis
proceeds through 4 stages (Detection, Pattern dissection, Feature comparison in
memory, Recognition.
Recognition of components
Irving Biederman theorizes that every object is made up of geons—the building blocks of
all objects (cylinders, cones, are combined in many ways: on top of, to the side, etc.).
Hierarchy of detectors: Feature detectors — lowest and highest; respond to curves,
edges, etc. Geon detectors — activated by feature detectors; Higher level detectors —
recognize combinations of features and geons. According to Biederman an individual on
average is familiar with about 30,000 objects and recognizing them requires no more
than 36 geons.
Templátová teorie
Template theory
Příklady pokusů o nalezení shody mezi
písmennými vstupy A a L a uloženými vzory
(templáty) těchto dvou písmen.
Příklady (a) a (c) představují úspěšné pokusy
a příklady (b) a (d) až (h) pak neúspěšné
pokusy o nalezení shody.
Templátová teorie
Template theory
The template model of pattern similarity explaining similarity ratings in
experiment in which subjects rate the similarities of letter-like patterns .
Templátová teorie
Template theory
Templátová teorie
Template theory
A record of your data. Each cell of Table 1 contains the four
ratings you gave for the corresponding pair of patterns. For
each pair, the first letter is shown on the left margin of the
Table, and the second letter is shown on the top margin of the
Table. For example, your ratings for the pair "KS" are shown in
the lower right cell of Table 1. The Table has some cells missing
because it assumes that the order of the letters in the pair
shouldn't matter for your rating; for example, your rating of
"KS" should be the same as your rating of "SK". Other cells are
missing because you never rated identical letters, such as "BB".
Templátová teorie
Template theory
A flowchart for template-based similarity ratings
• It starts with the two patterns, on the left. This pair of patterns is the physical stimulus.
• When the patterns are perceived, they are mentally converted to psychological representations. The template model
asserts that the psychological representation is just a mental snapshot, or template, of the physical pattern. The template
representation is suggested in the figure by the grid on the patterns.
• The two templates are then compared by computing their amount of overlap. For our simple patterns, the amount of
overlap is merely the number of corresponding black or white squares shared by the two patterns. The figure depicts the
overlay of "K" and "S" by showing black squares where both patterns have black squares, white squares where both patterns
have white squares, and grey squares where one pattern has a black square and the other has a white square. If you count
the number of black, white, or grey squares, you can determine that 8 of the 20 squares match (there are 12 mismatching,
grey squares).
• After the amount of overlap is determined, it is converted into an overt similarity rating, i.e., the response. The function
that converts amount of overlap to similarity rating is assumed to be monotonic, that is, it preserves ordering so that
greater overlap of patterns generates higher similarity ratings. The figure shows a response of "2" just as a plausible
example; the actual response for this stimulus pair could be anything from 1 to 9.
Templátová teorie
Template theory
A flowchart for template-based similarity ratings
We want to find out
whether this template
model fits our ratings!
This template-matching theory makes certain claims about the representations and
processing involved in information integration.
In terms of representation, the theory claims that the patterns can be represented as
templates. The content of the representation is the light intensity at each point in the
image; i.e., whether each component square is black or white. The format of the
representation is spatial; i.e., which component square is next to which other component
squares.
In terms of processing, the theory asserts that patterns are compared by measuring the
amount of overlap between patterns; i.e., by counting the number of corresponding
component squares that have the same color.
Templátová teorie
Template theory
A record of your data. Each cell of Table 1 contains the four
ratings you gave for the corresponding pair of patterns. For
each pair, the first letter is shown on the left margin of the
Table, and the second letter is shown on the top margin of the
Table. For example, your ratings for the pair "KS" are shown in
the lower right cell of Table 1. The Table has some cells missing
because it assumes that the order of the letters in the pair
shouldn't matter for your rating; for example, your rating of
"KS" should be the same as your rating of "SK". Other cells are
missing because you never rated identical letters, such as "BB".
Templátová teorie
Template theory
Summarize your data. We need to get a summary of your
ratings. For each combination of patterns, compute
your mean rating and enter the means in Table 2. For
example, for the pair "KS", in the lower right cell of Table 2,
you should write in the mean of 3, 3, 3 and 3 (these were
your four ratings of this combination, as you can see from
Table 1).
3,8
3,0
3,0
3,5
7,5
3,3
5,3
3,0
4,3
3,0
Templátová teorie
Template theory
15
14
12
9
8
Generate predictions of the model. Now determine the
predictions of the template model. For each pair of patterns,
just count the number of corresponding component squares
that are the same, and write the result in Table 3. Notice
that each pattern is four squares across and five squares tall.
This might be easiest to see by looking at Figure 2, below.
Therefore, each pattern consists of twenty squares (4x5=20),
and you just count the number of corresponding squares in
each pattern pair that match. It might be easier to count the
number of squares that mismatch, and then subtract that
value from 20.
Templátová teorie
Template theory
Compare your ratings with the model
predictions. On the axes of Graph 1 (to
the right), plot your mean ratings (from
Table 2) against the predicted overlap
(from Table 3). There are ten pairs of
patterns, so you'll be plotting ten points.
Each point has a y-position
corresponding to your mean similarity
rating, and has an x-position
corresponding to the predicted
overlap. Make sure to label each point
with the letter pair it plots (e.g., write
"KS" next to the point that plots the
data for pair "KS").
If the theory is correct, then your
ratings of similarity should increase as
the amount of overlap increases. To
check this, draw a line from the point
with the lowest predicted overlap to
the point with the next
lowest predicted overlap, and then on
to the point with the next lowest
predicted overlap, on so on.
Templátová teorie
Template theory
Compare your ratings with the model
predictions. On the axes of Graph 1 (to
the right), plot your mean ratings (from
Table 2) against the predicted overlap
(from Table 3). There are ten pairs of
patterns, so you'll be plotting ten points.
Each point has a y-position
corresponding to your mean similarity
rating, and has an x-position
corresponding to the predicted
overlap. Make sure to label each point
with the letter pair it plots (e.g., write
"KS" next to the point that plots the
data for pair "KS").
Scatterplot of Similarity Rating against Number of Matching Squares
Spreadsheet1 10v*10c
8
BD
7
Similarity Rating
6
BS
5
DS
AB
4
AS
BK
DK
KS
3
AK
AD
2
6
8
10
12
14
Number of Matching Squares
16
18
If the theory is correct, then your
ratings of similarity should increase as
the amount of overlap increases. To
check this, draw a line from the point
with the lowest predicted overlap to
the point with the next
lowest predicted overlap, and then on
to the point with the next lowest
predicted overlap, on so on.
Templátová teorie
Template theory
Scatterplot of Similarity Rating against Number of Matching Squares
Question: Does this line increase monotonically? That
is, from left to right, does it never go down?
Spreadsheet1 10v*10c
8
BD
Question: If there are violations of monotonic
increase, are these violations severe or minor? List
each violation and indicate whether or not you think it
is severe. (We could answer this question with
inferential statistics).
7
Similarity Rating
6
BS
5
DS
Question: Which pairs of letters have the same
predicted overlap?
AB
4
AS
BK
DK
KS
3
AK
AD
2
6
8
10
12
14
Number of Matching Squares
16
18
Question: For these pairs with the same predicted
overlap, are your similarity ratings about the same, or
do they differ drastically? List each set of pairs with
the same predicted similarities, and indicate whether
your similarity ratings are about the same. (We could
also answer this question with inferential statistics, of
course, but we won't do that here.)
Question: Do you believe, intuitively, that you were
mentally using templates to generate your similarity
ratings? If not, what do you feel that you were doing?
Which theory - template, feature, or structure - does
your intuition correspond with most closely?
Statistika nám pomáhá odhalovat zákonitosti v našem stochastickém
světě. Umožňuje nám odfiltrovat či alespoň kvantifikovat vliv náhody na
naše experimentální data (Flegr, 2010).
Data are contaminated by random variability despite researchers’ efforts
to minimize extraneous influences on the data. Because of “noise” in the
data, we rely on statistical methods of probabilistic inference to interpret
the data. (Krushke, 2011)
Templátová teorie
Template theory
The average results of a large number
of participants
Scatterplot of Similarity Rating against Number of Matching Squares
Spreadsheet1 10v*10c
7.5
BD
7.0
6.5
Similarity Rating
6.0
5.5
AD
5.0
4.5
AB
BS
BK
4.0
3.5
DK
3.0
AK
AS
DS
KS
2.5
2.0
6
8
10
12
14
Number of Matching Squares
16
18
Templátová teorie
Template theory
For these pairs with the same predicted overlap, are your similarity ratings
about the same, or do they differ drastically?
Templátová teorie
Template theory
Scatterplot of Similarity Rating against Number of Matching Squares
Spreadsheet1 10v*10c
7.5
BD
7.0
6.5
Similarity Rating
6.0
5.5
AD
5.0
4.5
AB
BS
BK
4.0
3.5
DK
3.0
AK
AS
DS
KS
2.5
2.0
6
8
10
12
14
Number of Matching Squares
If there are violations of monotonic increase, are these violations severe or
minor?
16
18
Sternbergův test paměti
Dílčí kroky zpracovávání informací při
řešení paměťového testu
Kódování
L
Prohledávání
paměti
Rozhodnutí
AKLM
L
L
AKLM
Reakce
Ano = A
Ne = N
Kódování
L
Prohledávání
paměti
Rozhodnutí
AKLM
L
L
AKLM
Reakce
Ano = A
Ne = N
• Zajímá nás, jakým způsobem probíhá prohledávání paměti
- sériově, vyčerpávajícím prohledávání? (všechny položky po jedné)
- sériově, samo se-ukončujícím prohledávání? (… dokud nenarazí na
hledanou položku)
- paralelním prohledávání? (všechny položky najednou)
• Každá z těchto možností (teorií) má své důsledky, které lze
experimentálně ověřit:
- nezávislá proměnná = množství položek v souboru
- závislá proměnná = rychlost reakce v závislosti na počtu položek
Predikce pro sériové a vyčerpávající
prohledávání
• Reakční čas lineárně narůstá s počtem položek v souboru, protože
každá nová položka vyžaduje čas navíc
• Reakční časy pro ANO/NE odpovědi se neliší, protože člověk musí
vždy prohledat celý soubor položek
Predikce pro sériové a samo seukončující prohledávání
• Reakční čas lineárně narůstá s počtem položek v souboru, protože
každá nová položka vyžaduje čas navíc
• Reakční časy jsou pro NE odpovědi pomalejší, protože v jejich
případě člověk musí vždy prohledat celý soubor položek
Predikce pro paralelní prohledávání
• Reakční čas se s počtem položek v souboru nijak nemění
• Reakční časy pro ANO/NE odpovědi se neliší
Výsledky experimentu
• Prohledávání paměti probíhá sériově a vyčerpávajícím způsobem
Prostorová pozornost
•
Jednou ze základních funkcí prostorové pozornosti je umožnění rozpoznávání předmětů v
situaci, kdy se v zorném poli nachází větší množství různých předmětů.
•
Například při hledání Walda je vizuální systém zahlcen spoustou detailů, které není
možné vnímat všechny najednou – člověk musí postupně přesouvat „reflektor“ své
zrakové pozornosti po ploše obrázku a soustředit ho na malé oblasti, které mohou být
zpracovány tou částí vizuálního systému, který se specializuje na rozpoznávání předmětů.
Prostorová pozornost
Schopnost řídit a navigovat „reflektor“ pozornosti kriticky závisí na prostorových
reprezentacích kódovaných v parietálním kortexu (tzv. dráha „Kde“), které
interagují s nižšími úrovněmi zpracování zrakové informace v okcipitálním a
temporálním kortexu (tzv. dráha „Co“).
Porucha prostorové pozornosti
27:27
Kresby pacienta s hemispaciálním neglektem (vpravo), na
kterých je patrné opomíjení levé části předloh (vlevo).
Vývoj autoportrétů umělce s hemispaciálním neglektem, který
ukazuje postupné odeznívání poruchy.
Jedním z nejvýznamnějších důkazů důležitosti parietálního kortexu pro prostorovou pozornost
jsou pacienti s tzv. hemispaciálním neglektem, kteří v důsledku poškození pravého
parietálního kortexu mají tendenci opomíjet a ignorovat levou část zorného pole (ve vztahu k
vnějšímu světu a někdy také k částem vlastního těla)
Posnerův test prostorové nápovědy
V Posnerově testu je testovaným osobám prezentován displej s dvěma boxy a centrálním
fixačním křížem – při některých pokusech je do boxu vložena nápověda (např. v podobě
přechodného zvýraznění čar) a potom je do jednoho z boxů vložen cílový podnět (nebo
také vůbec). Úkolem testované osoby je stisknout klávesu v okamžiku, kdy poprvé
zaznamená cílový podnět.
Posnerův test prostorové nápovědy
No cueing
Reakční časy jsou rychlejší pro platné nápovědy oproti těm neplatným, což
naznačuje, že prostorová pozornost byla zaměřena k dané straně prostoru.
Pacienti s hemispaciálním neglektem vykazují zpomalené reakce na cílové
podněty, které se zobrazují v opomíjené části prostoru, a zvláště pak tehdy, když
jim předcházela neplatná nápověda. (Overall slower reaction times of patients with hemispatial neglect are
normalized here to that of the intact case.)
Posnerův test prostorové nápovědy
Existují dva různé modely vysvětlující tato data. Podle Posnerova „krabicového“ modelu
jsou potíže pacientů způsobeny jejich těžkostmi při odpoutávání pozornosti. Podle
druhého, tzv. kompetitivního modelu poškození jedné poloviny prostorové dráhy brání této
polovině prostorové dráhy „soutěžit“ s nepoškozenou polovinou, takže v situaci, kdy je
potřeba s něčím soutěžit (např. právě s poskytnutou nevalidní nápovědou), jsou důsledky
poškození nejpatrnější.
Posnerův test prostorové nápovědy
•
Který ze dvou modelů je ale ten správný? Oba
modely předpovídají odlišné důsledky
bilaterálního poškození parietálního kortexu,
tzv. Balintova syndromu, kdy pacienti mají
vážné potíže s rozpoznáváním předmětů v
situacích, kdy je ve zrakovém poli více než
jeden objekt.
•
Podle Posnerova modelu by pacienti měli mít
potíže s odpoutáváním pozornosti od pravé i
levé části prostoru, a měli by tak tedy být
pomalejší při prezentaci nevalidních vodítek v
pravé i levé části zorného pole.
•
Kompetitivní model předvídá přesný opak: při
oboustranném poškození parietálního kortexu
by mělo dojít ke snížení míry kompetice na
obou stranách zorného pole, což by se mělo
projevit méně výrazným efektem v Posnerově
testu při prezentaci neplatného vodítka v pravé
i levé části prostoru. Nasbíraná data jsou v
souladu s kompetitivním modelem.
Mentální slovník
•
Každé čtené slovo je postupně přes sérii detektorů od odlišeno od ostatních slov a je připojeno k
určité konkrétní adrese v mentálním slovníku – každému slovu je přidělen abstraktní kód, který
dokáže specifické oblasti mozku navést k významu a výslovnosti daného slova; každé slovo má
takto svou vlastní adresu v mentálním slovníku…, je ale otázkou, jak taková adresa v mentálním
slovníku vypadá…
•
Podle některých modelů se jedná o druh nějakého nepříliš strukturovaného seznamu, který
zachycuje posloupnost jednotlivých písmen (E-I-G-H-T)
•
Podle jiných modelů má tato adresu podobu abstraktního a v zásadě arbitrárního kódu (1296
pro slovo „eight“ a 2809 pro slovo „sight“)
•
Současný výzkum favorizuje hypotézu, že každé slovo je v mentálním slovníku kódováno
prostřednictvím hierarchického stromu, ve kterém se jednotlivá písmena seskupují ve větší
jednotky a ty se pak dále seskupují ve slabiky a v celá slova
Slova
Několik koexistujících
úrovní analýzy slov
(jednotlivá písmena,
dvojice písmen/bigramy,
grafémy, slabiky, morfémy,
celá slova)
Morfémy – nejmenší samostatné jednotky
nesoucí význam (prefixy, sufixy, kořeny)
Slabiky
Písmena
Grafémy – jednotky (nebo jejich kombinace)
kódující fonémy (nejmenší součásti zvukové
stránky řeči, které mají v daném jazyce
rozlišovací funkci)
Mentální slovník
• Zrakový systém analýzu psaného textu začíná na úrovni grafémů – písmen
nebo řady písmen (tzv. zpřežek), která kódují fonémy (nejmenší součásti
zvukové stránky řeči, které mají v daném jazyce rozlišovací funkci)
• Toto kódování přitom v řadě jazyků (např. v angličtině) není nijak přímočaré
– grafémy se totiž mohou skládat i z několika písmen
• Zrakový systém se tyto komplexní grafémy naučil pojímat jako samostatné
jednotky a zároveň se naučil ignorovat jednotlivá písmena, která tyto
komplexní grafémy tvoří
• Experiment: Označte ta slova, která v sobě obsahují písmeno „a“…: garage,
metal, people, coat, please, meat (u tří posledních slov mají lidí tendenci
zpomalit, protože tato slova sice obsahují písmeno „a“, to je ale součástí
komplexního grafému, který se jako „a“ nevyslovuje; kdybychom se při
tomto úkolu spoléhali pouze na detektory písmen, parsing (dekódování) slov
na grafémy by nemělo mít na plnění tohoto úkolu žádný vliv; zpomalení
reakčních časů u tří posledních slov ale dokazuje, že náš mozek se při
analýze psaného textu nezastavuje na úrovni jednotlivých písmen…
Mentální slovník
• Grafémy jsou zrakovým systémem automaticky seskupovány do slabik
• Experiment: Uvidíte seznam slov, která se skládají z pěti slov. Některá z
písmen jsou napsána tučně, některá jsou v běžném fontu. Vaším úkolem je
určit, zda je prostřední písmeno naspáno tučně, nebo v normálním fontu.
První seznam bývá pro lidi většinou obtížnější, protože tučně naspaná
písmena nerespektují hranice jednotlivých slabik. Zrakový systém má
tendenci seskupovat písmena do slabik, což vytváří konflikt se zadaným
úkolem a měřitelně zpomaluje reakční časy pokusných osob. A zrakový
systém tak činí i přesto, že je to z hlediska zadaného úkolu nevýhodné.
Mentální slovník
• Zrakový systém velice rychle, automaticky a nevědomě extrahuje ze slov
morfémy…
• Primingový experiment: Prezentace slova „departure“ aktivuje morfém
depart, a tak i usnadňuje rozpoznání slova „depart“
• Tento efekt funguje bez ohledu na vizuální ne/podobnost slov: slova, která
vypadají odlišně, ale sdílí nějaký morfém („can“ a „could“), se mohou
navzájem primovat, naproti tomu slova, která si jsou vizuálně podobná, ale
žádný morfém nesdílí („aspire“ a „aspirin“), nikoli
• Aby tento efekt fungoval, není nutná ani podobnost slov na úrovni významu:
slova jako „hard“ a „hardly“ nebo „depart“ a „department“ se mohou
navzájem primovat, přestože jsou si významově vzdálená
Priming
Exposure to a stimulus influences response to a later stimulus. E.g., exposure to a word causes
immediate and measurable changes in the ease with wich many related words can be evoked. It happens,
for example, that if a person reads the word EAT, and is later asked to complete a word fragment SO_P,
the probability that she will answer SOUP is greater than that she will answer SOAP - EAT primes the idea
of SOUP. That person is primed also for a multitude of food related ideas, including fork, hungry, fat, diet
and cookie. All these ideas/words will be recognized faster than usual, e.g., when it is spoken in a
whisper or presented in a blurry font.
Positive priming is thought to be caused by spreading activation. This means that the first stimulus
activates parts of a particular representation or association in memory just before carrying out an action
or task. The representation is already partially activated (residual activation) when the second stimulus
is encountered, so less additional activation is needed for one to become activated (very short-lived
activation-based priming).
Weight-based priming, which can last a year or more (from a single exposure) is based on effects of slow
learning changes in cortex (small learning changes can tweak the network attractors to favor recent
experience).
Negative priming: after a person has ignored a stimulus, processing of that ignored stimulus shortly
afterwards is impaired
Negativní priming
In order to grasp a particular cup, one must inhibit the
internal representations of competing cups, and not
allow them to capture control of action.
Illustration of negative priming using Stroop color words.
Lists A and B show the Control and Ignored Repetition
conditions respectively.
Zenon Pylyshyn vs. Stephen Kosslyn
Otázka, co je základem představivosti: propoziční nebo analogový kód?
Podle Zenona Pylyshyna a dalších lze mentální rotaci a „skenování“ vnitřních (zrakových) obrazů (to, že
doba nutná k přesunu pozornosti z jedné části vnitřního obrazu na druhou je přímo úměrná vzdálenosti, již
musí urazit vnitřní zrak mysli, podobně jako je doba nutná k rotaci vnitřního obrazu nějakého předmětu
přímo úměrná úhlu rotace) vyložit jako důsledek čistě abstraktních, nevizuálních operací mysli.
Součást debaty o povaze myšlení – jsou primárním nástrojem myšlení slova, symboly a obrazy nejrůznějších
typů (vizuální, taktilní, sluchový…), nebo existují způsoby myšlení, jež tomu všemu předcházejí, myšlení
amodálního, jež ve své podstatě postrádá jakoukoli formu. Psychologové v této souvislosti mluví o
„základním jazyce“ či o „mentálštině“, kterou chápou jako vlastní jazyk mozku, a Lev Semjonovič
Vygotskij hovořil o „myšlení v ryzích významech“.
Zenon Pylyshyn vs. Stephen Kosslyn
Debata o povaze představivosti: Jsou prostorové
vlastnosti mentálních představ součástí kognitivní
architektury nebo jsou mentální představy
konstruovány z nějakých primitivnějších/základnějších
komponent této architektury?
Kognitivní penetrabilita
Chování je determinováno proměnlivým
mentálním obsahem a relativně
stabilní/neměnnou kognitivní architekturou, která
na daný mentální obsah aplikuje sadu základních
mentálních operací.
Na otázku, které operace lidské mysli jsou
základní součástí této relativně stabilní kognitivní
architektury, lze odpovědět prostřednictvím
sledování vlivu změny mentálního obsahu na
chování/výkon v určité kognitivní úloze.
V případě, že změna mentálního obsahu způsobí
rovněž změnu chování/výkonu, znamená to, že
daná mentální funkce není základní součástí
kognitivní architektury (pevná část kognitivní
architektury je totiž oddělená od její proměnlivé
části – od mentálního obsahu -, takže by neměla
být ovlivněna manipulací mentálním obsahem).
Ty si myslíš, že to,
že jsem silnější
nebo rychlejší,nějak
souvisí s mými svaly?
Když jsme tady?
Myslíš, že to,
co tu dýcháš,
je vzduch?
Kognitivní penetrabilita
Kognitivní nepenetrabilita Müller-Lyerovy iluze: Přestože člověk ví, že obě úsečky jsou
stejně dlouhé, vnímá horní úsečku jako delší než tu spodní. Znalost iluze zde nemá na její
vnímání žádný vliv.
Kognitivní penetrabilita
V typickém experimentu skenování mentálních představ
je úkolem pokusných osob nejdříve si zapamatovat
obrázek mapy s několika význačnými body a poté s její
pomocí řešit různé úlohy.
Např. se mají nejdříve soustředit na jedno konkrétní
místo na mapě a následně mají za úkol určit, zda se
nějaké jiné místo na mapě vyskytuje, nebo nevyskytuje,
a to prostřednictvím zmáčknutí příslušného tlačítka. Nezávislou proměnnou je zde
vzdálenost mezi dvěma místy na mapě a závislou proměnnou čas, který je zapotřebí ke
skenování obrázku mapy a zodpovězení otázky. V rámci tohoto experimentálního designu
byla zjištěna lineární závislost času skenování na vzdálenosti míst na mapě.
Podezření, že způsob instrukce pokusných osob je implicitně navádí k tomu, aby věřili, že
skenování obrázku by mělo zabrat určitý čas. Proto byla tato instrukce v jiném
experimentu změněna, aby tato informace nebyla pokusným osobám podsouvána. Po této
změně nebyl nalezen žádný vztah mezi časem skenování a vzdáleností míst na mapě.
Z toho vyplývá, že výsledky skenování mentálních obrazů, které naznačují existenci
prostorových charakteristik těchto obrazů, nejsou dány primitivními/základními
vlastnostmi kognitivní architektury, ale spíše subjektivním přesvědčením pokusných osob o
tom, jaké strategie řešení by měly být použity k zodpovězení položených otázek.
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
• Velká část práce experimentálního psychologa spočívá ve vymýšlení
způsobů, jak ověřit své hypotézy o tom, jaké informace, v jakém
formátu a jakým způsobem mysl využívá.
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
• Preferenční koukání (preferential looking)  habituace času koukání
(looking time habituation) u malých dětí
http://www.youtube.com/watch?v=8J-JflThHks
http://www.youtube.com/watch?v=dlilZh60qdA&feature=related
In a preferential looking experiment, an infant is habituated to some stimulus or other—a
visual display of interacting objects, for example. Then the infant is shown a second
stimulus that differs from the first in a specific manner. If the average infant looks longer
at the second stimulus, this suggests that the infant can discriminate between the stimuli.
This method has been used extensively in cognitive science and developmental
psychology to assess the character of infant's perceptual systems, and, by extension,
innate cognitive faculties.
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
• Preferenční koukání (preferential looking)  habituace času koukání
(looking time habituation) u malých dětí
Conclusions have been drawn from preferential looking experiments about
the knowledge that infants possess. For example, if infants discriminate between
rule-following and rule-violating stimuli—say, by looking longer, on average, at the
former than the latter—then it has sometimes been concluded that infants know the
rule.
Here is an example: 100 infants are shown an object that appears to teleport,
violating the rule that objects move in continuous paths. Another 100 similar infants
are shown an object that behaves in a nearly identical manner to the object from
group 1, except that this object does not teleport. If this stimulus induces longer
looking times than similar stimuli that do not involve teleportation, then, so the
argument goes, infants expect that objects obey the continuity rule, and are
surprised when they violate this rule. Some researchers have suggested, of some such
experiments, that infants have innate knowledge of those rules the violation of which
they can perceptually discriminate.
Findings from preferential looking experiments have suggested that humans innately
possess sets of beliefs about how objects interact ("folk physics" or "folk mechanics")
and about how animate beings interact ("folk psychology").
Preferential looking experiments have been cited in support of hypotheses regarding
a wide range of inborn cognitive capacities, including:
• Depth perception
• Face perception
• Basic arithmetic (numeracy)
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
• „Ak chceme pochopiť ako myseľ
funguje, najviac diagnostické sú
pozorovania omylov, biasov a ilúzii. S
inými prístrojmi je to podobne. Ak
definujete na počítači premennú s
hodnotou
a porovnáte ju s nulou
dôjdete k banálnemu zisteniu že číslo
je väčšie ako nula. Ak však definujete
premennú s hodnotou
dôjdete k
zaujímavému zisteniu, že toto čísle je
podľa počítača rovné nule. Toto zistenie
vám prezradilo niečo o tom ako počítač
číslo interne reprezentuje. Podobne,
ľudské omyly nám prezradia niečo o
tom ako ľudia reprezentujú svoje okolie
a všeobecne ako myseľ funguje.“ (Matúš
Šimkovič)
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?

Parsing:
 The girl saw the boy with the telescope.
 Two cars were reported stolen by the Groveton
police yesterday.
 The judge sentenced the killer to die in the electric
chair for the second time.
 No one was injured in the blast, which was
attributed to a buildup of gas by one town official.
 One witness told the commissioners that she had
seen sexual intercourse taking place between two
parked cars in front of her house.
(Pinker)
Jak můžeme poznávat lidskou mysl?
• Goal of visual perception
is to recover world
structure from visual
images.
• Why the problem is hard:
many world structures
can produce the same
visual input
(underconstrained model
of the world).
• Illusions reveal the visual
system’s implicit
knowledge of the physical
world and the processes
of image formation.
(Shepard)
The left hand lozenge-shaped table top seems to get longer and thinner
as it rotates, but it’s an illusion. It remains identical to the right hand
table-top, except for rotation. The table-tops look even more different
as the legs appear. The illusion is an example of size-constancy
expansion– the illusory expansion of space with apparent distance. The
receding edges of the tables are seen as if stretched into depth. Earlier
posts on size-constancy showed how objects can appear wider with
distance. That shows up with Shepard’s tables too, in the way that the
oblique edges of the tables seem to get a bit wider apart with distance.
The stretch into depth is more striking.
Konvergence důkazů
Conclusions in psychology are often based on the principle of converging evidence.
Experiments in psychology are usually of fairly low diagnosticity. That is, the data that
support a given theory usually rule out only a small set of alternative explanations, leaving
many additional theories as viable candidates. As a result, strong conclusions are usually
possible only after data from a very large number of studies have been collected and
compared.
Each experiment helps to correct errors in the design of other experiments, and when
evidence from a wide range of experiments points in a similar direction, then the evidence
has converged. A reasonably strong conclusion is justified even though no one experiment
was perfectly designed. Thus, the principle of converging evidence urges us to base
conclusions on data that arise from a number of slightly different experimental sources. The
principle allows us to draw stronger conclusions because consistency that has been
demonstrated in such a context is less likely to have arisen from the peculiarities of a single
type of experimental procedure.
Research is highly convergent when a series of experiments consistently supports a given
theory while collectively eliminating the most important competing theory. Although no
single experiment can rule out all alternative explanations, taken collectively a series of
partially diagnostic experiments can lead, if the data patterns line up in a certain way, to a
strong conclusion.
Konvergence důkazů
The response of a single neuron in motor cortex to
different directions of movement – demonstration of
vector representation in motor cortex. The neuron is
most active when tha target is between 135 and 180
degrees. The direction of the peak of this response is
called the neuron‘s „preferred direction“.
Matematické a počítačové modelování
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
As the statistician George E. P. Box wrote, “All models are wrong, but some
models are useful.” What he meant by that is that all models are
simplifications of the universe, as they must necessarily be.
As another mathematician said, “The best model of a cat is a cat.”
Everything else is leaving out some sort of detail. How pertinent that detail
might be will depend on exactly what problem we’re trying to solve and on
how precise an answer we require.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
The most important thing is to develop the simplest possible model that captures the most
possible data (principle of Ockham's razor - a central principle for all scientific theorizing). In some
cases, it is easy to apply this razor to cut away unnecessary detail. But often it comes down to a
judgment call about what phenomena you regard as being important, which will vary depending on the
scientific questions being addressed with the model.
Ultimately, it comes down to aesthetic or personality-driven factors, which cause different people to
prefer different overall strategies to modeling. Some people value simplicity, elegance, and cleanliness
most highly -- these people will tend to favor abstract mathematical (e.g., Bayesian) cognitive models.
Other people value biological detail above all else, and don't feel very comfortable straying beyond the
most firmly established facts -- they will prefer to make highly elaborated individual neuron models
incorporating everything that is known. To live in the middle, you need to be willing to take some risks,
and value most highly the process of emergence, where complex phenomena can be shown to emerge
from simpler underlying mechanisms. The criteria for success here are a bit murkier and subjective -basically it boils down to whether the model is sufficiently simple to be comprehensible, but not so
simple as to make its behavior trivial or otherwise so fully transparent that it doesn't seem to be doing
you any good in the first place.
Different levels of models are not mutually exclusive. Each of the low level biophysical and high level
cognitive models have made enormous contributions to understanding and analysis in their respective
domains. In fact, much ground can be (and to some extent already has been) gained by attempts to
understand one level of modeling in terms of the other. At the end of the day, linking from molecule to
mind spans multiple levels of analysis, and like studying the laws of particle physics to planetary motion,
require multiple formal tools.
Všechna lidská inteligence má svůj původ v
poměrně jednoduchých interakcích mezi
neurony - těchto neuronů a interakcí je však
velmi mnoho – jen neuronů je v mozku cca
100 mld. a každý neuron je pak propojen v
průměru s 10 000 dalšími neurony
““YES we have a soul but it's made of lots
of tiny robots“ and I thought that's exactly
right. Yes we have a soul, but it's
mechanical. But it's still a soul, it still does
the work that the soul was supposed to do.
It is the seat of reason. It is the seat of
moral responsibility. It's why we are
appropriate objects of punishment when we
do evil things, why we deserve the praise
when we do good things. It's just not a
mysterious lump of wonder stuff... that will
out live us.“ (Dennett, 2003)
Saul Steinberg
Lidská inteligence je tak klasickým příkladem emergentního jevu a
sebeorganizace: chování, které povstává z kolektivní a paralelní činnosti většího
množství jednoduchých prvků a přitom ho nelze přímočaře odvodit z jejich
individuální činnosti – jinak řečeno, celek je více než pouhý souhrn svých částí
Jednoduchý příklad emergentního jevu ve velice jednoduchém fyzikálním systému: dvou převodníků. V obou
částech (a i b) se nachází stejné součástky. Avšak pouze v části b se objevuje emergentní jev díky interakci dvou
převodníků, která způsobuje vznik takových jevů jako je moment síly a osový diferenciál na dvou odlišných
převodnících. Emergence je dána interakcí mezi jednotlivými prvky daného systému. Počítačové modely mohou
zachytit mnoho komplexních interakcí a odhalit neočekávané emergentní jevy.
Sebeorganizace
Sebeorganizace
Hejnování ptáků
Tento model se snaží napodobit hejnování
ptáků. (Výsledný návrh rovněž připomíná
hejna ryb.) Hejna, které se objevují v tomto
modelu, nejsou vytvořena ani vedena nějakým
speciálním vedoucím ptákem. Každý pták se
řídí stejným souborem pravidel, na jejichž
základě samovolně vzniknou hejna ptáků.
Ptáci se řídí následujícími třemi pravidly:
"zarovnání", "oddělení" a "soudržnost".
"Zarovnání" znamená, že pták má tendenci
otočit se tak, aby se pohyboval ve stejném
směru jako blízko letící ptáci.
"Oddělení" znamená, že pták se obrátí, aby se
vyhnul srážce s dalším ptákem, který se mu
příliš přiblížil.
"Soudržnost" znamená, že pták se přiblíží
k blízkým ptákům (pokud nejsou příliš blízko).
Když se dva ptáci dostanou příliš blízko,
pravidlo "oddělení" získává prioritu a
deaktivuje zbylá dvě pravidla, dokud není
dosaženo minimální „povolené“ vzdálenosti.
Tato tři pravidla mají vliv pouze směr pohybu
ptáka. Každý pták se vždy pohybuje dopředu
stejnou konstantní rychlostí.
Sebeorganizace
Sebeorganizace
Explorace a exploatace potravinových zdrojů
V tomto projektu je modelováno
pátrání kolonie mravenců po
potravě. Přestože se každý jednotlivý
mravenec řídí souborem jednoduchých
pravidel, mravenčí kolonie jako celek
jedná velice sofistikovaným
způsobem, který udržuje v rovnováze
pátrání po nových zdrojích potravy a
exploataci již objevených zdrojů.
Když mravenec najde kus potravy,
přenese ji zpět do hnízda; při tom za
sebou zanechává postupně
vyprchávající chemickou stopu, kterou
mohou ostatní mravenci (na základě
koncentračního gradientu) sledovat ke
zdroji potravy. Čím více mravenců
přenáší potravu zpět do hnízda, tím
silnější a stabilnější se stává chemická
stopa, která tak může přilákat ještě
větší počet mravenců.
Sebeorganizace
Problém obchodního cestujícího
Problém obchodního cestujícího je obtížný
diskrétní optimalizační problém, matematicky
vyjadřující a zobecňující úlohu nalezení
nejkratší možné cesty procházející všemi
zadanými body na mapě. Existuje n měst, mezi
nimi silnice o známých délkách. Úkolem je najít
nejkratší možnou trasu, procházející všemi
městy a vracející se nazpět do výchozího města.
S rostoucím počtem měst (či uzlů grafu) počet
možných cest velice rychle narůstá, a tím se
doba potřebná k propočtu hrubou silou na
počítačích stává zcela neúnosnou už při několika
málo desítkách uzlů. Klíčová obtíž je tedy v
nalezení časově efektivního algoritmu hledání
nejkratších cest.
AntSystem
Jedním z takových algoritmů je i algoritmus
stojící na principu tzv. swarm intelligence
(inteligence hejna/roje). Tento typ algoritmů
často využívají telekomunikační společnosti
hledající optimální způsob propojení mnoha
různých bodů po celé světě.
Sebeorganizace
Sebeorganizace
Schellingův model prostorové segregace
New York
Červená – Běloši
Modrá – Afro-Američané
Žlutá – Latino-Američané
Zelená – Asiaté
Sebeorganizace
Schellingův model prostorové segregace
New York
Červená – Bohatí
Modrá – Chudí
Sebeorganizace
Schellingův model prostorové segregace
3/7 zůstanu
1
4
6
2 3
X 5
7 8
2/7 odejdu
1
4
6
Threshold-based rule (Prahové pravidlo)
2 3
X 5
7 8
Sebeorganizace
Schellingův model prostorové segregace
Micromotives
≠
Macrobehavior
Sebeorganizace
Sebeorganizace
Celulární automaty
Sebeorganizace
Celulární automaty - Golly
Sebeorganizace
Sebeorganizace
Zážitek
Sebeorganizace
Zážitek
Sebeorganizace
Matematické modelování
• Umožňuje predikci hodnoty určitého měření souvisejícího s nějakým psychologickým
procesem
• Matematické modely poskytují popis určitého chování, samy se ale nijak „nechovají“
Rescorla-Wagnerův model podmiňování
• Klasické podmiňování umožňuje organismu zjistit důležité zákonitosti platící v
jeho prostředí a predikovat důležité události  snižuje míru nepředvídatelnosti
a překvapení
• Klasickému podmiňování lze porozumět jako snaze organismu mininalizovat
své překvapení a nejistotu ohledně budoucích událostí/odměn (reward
prediction error reduction)
• Informally, RWM proposes that the growth of the association between a
CS and the US is determined by the difference between the current
strength of the association (Vt) and the maximum strength of the
association (). Formally, this proposal can be written as the equation:
Vt =  ( - Vt)
that defines the amount of change in associative strength at trial t, and
which also uses  to take into account the salience of the CS. The second
equation then provides the value of the associative strength at trial t + 1
(Vt+1) on the basis of the previous strength Vt and the value Vt :
Vt+1 = Vt + Vt = Vt +  ( - Vt)
After conversion of an informal theory into a formal statement, we can
use this formal statement (by making some assumptions about the
parametres of the model) to generate predicted values of Vt over a
series of learning trials, and to see how well these predictions agree with
experimental data.
• Organismus využívá jako podmíněný podnět pouze ty informace, které jsou
spolehlivým, užitečným a neredundantním prediktorem nepodmíněného
podnětu » Kaminův efekt blokace
Rescorla-Wagnerův model podmiňování
Kaminův efekt blokace
• RWM for multiple conditioned stimuli: the overall associative strength that is
being modified is equal to the sum of the individual associative strengths
corresponding to each CS:
Vtotal = V1 + V2 + V3
V1 =  1 ( - Vtotal )
 Vtotal =  V1 +  V2 +  V3
• Organismus nevyužívá danou informaci jako podmíněný podnět, jestliže mu neumožňuje
snížit současnou míru jeho nejistoty ohledně budoucích událostí
Rescorla-Wagnerův model podmiňování
• Role dopaminergních neuronů při predikci odměny
Characteristic patterns of neural
firing of the dopaminergic
neurons in the midbrain (ventral
tegmental area (VTA) and
substantia nigra pars compacta
(SNc)), in a simple conditioning
task. Prior to conditioning, when
a reward is delivered, the
dopamine neurons fire a burst of
activity (top panel - histogram on
top shows sum of neural spikes
across the repeated recording
traces shown below, with each
row being a different recording
trial). After the animal has
learned to associate a
conditioned stimulus (CS) (e.g., a
tone) with the reward, the
dopamine neurons now fire to
the onset of the CS, and not to
the reward itself (kind of „time
travel“). If a reward is withheld
after the CS, there is a dip or
pause in dopamine firing,
indicating that there was some
kind of prediction of the reward,
and when it failed to arrive,
there was a negative prediction
error. This overall pattern of
firing across cconditions is highly
consistent with reinforcement
learning models based on reward
prediction error.
Temporal differences (TD) algorithm
What the Rescorla-Wagner model fails to capture is
the firing of dopamine to the onset of the CS in the
second panel. However, a slightly more complex
model known as the temporal differences (TD)
learning rule does capture this CS-onset firing, by
introducing time into the equation (as the name
suggests). Relative to Rescorla-Wagner
,
TD just adds one additional term to the delta
equation, representing the future reward values
that might come later in time:
where f represents the future rewards, and now the reward expectation
has to try to anticipate
both the current reward r and this future reward f. In a simple conditioning task, where the CS reliably predicts
a subsequent reward, the onset of the CS results in an increase in this f value, because once the CS arrives,
there is a high probability of reward in the near future. Furthermore, this f itself is not predictable, because the
onset of the CS is not predicted by any earlier cue (and if it was, then that earlier cue would be the real CS, and
drive the dopamine burst). Therefore, the r-hat expectation cannot cancel out the f value, and a dopamine
burst ensues. Although this f value explains CS-onset dopamine firing, it raises the question of how can the
system know what kind of rewards are coming in the future? Like anything having to do with the future, you
fundamentally just have to guess, using the past as your guide as best as possible. TD does this by trying to
enforce consistency in reward estimates over time. In effect, the estimate at time t is used to train the
estimate at time t-1, and so on, to keep everything as consistent as possible across time, and consistent with the
actual rewards that are received over time. This can all be derived in a very satisfying way by specifying
something known as a value function, V(t) that is a sum of all present and future rewards, with the future
rewards discounted by a "gamma" factor, which captures the intuitive notion that rewards further in the future
are worth less than those that will occur sooner. As the Wimpy character says in Popeye, "I'll gladly pay you
Tuesday for a hamburger today."
Počítačové modelování (simulace)
• Na základě předpokladu, že kognice je zpracovávání informací (manipulace a
transformace symbolů), počítačové modely nejsou omezeny pouze na generování nějakých
čísel k určitému chování/psychologickému procesu (jako je tomu u matematických
modelů), ale samy se nějak chovají/realizují daný psychologický proces (vs. počítačové
simulace fyzikálních jevů, jejichž podstata není v manipulaci symboly)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Karteziánské divadlo: Vědci a filozofové postulujících různé teorie mysli nebo dílčích kognitivních
procesů mají často tendenci předpokládat existenci nějakého privilegovaného místa v lidském mozku,
jakéhosi homunkula, malého inteligentního človíčka, ke kterému se z periferie ke zpracování zbíhají
všechny informace, na základě kterých pak řídí své tělo podobně jako loutkář vede a řídí svou loutku.
Problém teorií (často nevědomě) vycházejících z takového předpokladu je v tom, že nic nevysvětlují, ale
vysvětlení pouze odsouvají a odkládají - ve svém důsledku totiž vedou k nekonečnému regresu malých a
stále menších homunkulů, kteří si v nekonečné řadě od největšího k nejmenšímu jako horký brambor
předávají zodpovědnost za vysvětlení daného mentálního jevu.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Řešení problému s karteziánským divadlem a s nekonečnou regresí homunkulů spočívá ve využití principu dělby práce, kdy
se veškerá práce na realizaci dané funkce rozdistribuuje mezi ohromné, ale konečné množství velice jednoduchých a
„hloupých“ homunkulů (agentů či démonů), kteří nikdy neduplikují schopnosti a dovednosti celého systému (jehož chování
se má vysvětlit), ale vykonávají pouze omezené akce, spočívající v jednoduchém reagování na změny v prostředí tvořeném
dalšími homunkuly reagujícími na reakce jiných homunkulů, kteří zase reagují na reakce dalších homunkulů atd.
Na té nejnižší úrovni funkční abstrakce jsou homunkulové tak hloupí, že jediné co dokážou, je odpovědět ANO, nebo NE
podle toho, zda obdržely, nebo neobdržely svůj signál (asi tak jako zámek dokáže „rozeznat“, zda do něj klíč pasuje, nebo
nepasuje). Tito homunkulové jsou tak „omezení“, že jejich funkci může zastat i ten nejhloupější člověk nebo stroj.
Správným sestavením armády takovýchto „hlupáků“ pak lze vytvořit systém, který jako celek plní funkci, která se vnějšímu
pozorovateli jeví jako projev inteligence.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Převedení teoretického modelu do podoby
funkčního počítačového programu člověka nutí k
explicitní a precizní formulaci všech jeho
teoretických předpokladů týkajících se chování
zkoumaného jevu. To pak člověku umožňuje se
vyhnout nejrůznějším homunkulům – vágním
psychologickým pojmům připisujícím různým
částem kognitivního systému nejrůznější funkce,
aniž by přitom skutečně vysvětlovaly, jak jsou tyto
funkce realizovány. (vs. „povídkové“ teoretizování)
A key advantage of computer modeling
is its ability to wrestle with complexity
that often proves daunting to
otherwise unaided human
understanding. How could we possibly
hope to understand how billions of
neurons interacting with 10's of
thousands of other neurons produce
complex human cognition, just by
talking in vague verbal terms, or
simple paper diagrams?
Počítačová simulace modelů kognitivních funkcí má
přitom řadu dalších výhod: umožňuje člověku (i)
zvažovat nové aspekty zkoumaného jevu, které
jsou při jeho pouze verbálním popisu prakticky
„neviditelné“, (ii) přesně predikovat důsledky
vyplývajících z přijatých teoretických předpokladů,
(iii) objevovat nové a nepředvídané způsoby
chování simulačního modelu či (iv) mít vysokou
míru kontroly nad všemi důležitými proměnnými.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• Kritika převládajícího výzkumného paradigmatu experimentální
(kognitivní) psychologie - „You can’t play 20 questions with nature
and win.“ (Newell, 1973)
• Výzkumnou praxi experimentálních psychologů přirovnává ke hře
na 20 otázek, při které hráč více či méně náhodně klade jednoduché
otázky, na které lze odpovědět pouze stylem ANO/NE, a doufá při
tom, že bude mít dostatek štěstí a nakonec se mu podaří dobrat
správné odpovědi na hlavní otázku
Allen Newell (1927 - 1992)
• Experimentální psychologové podle Newella (až na čestné
výjimky) nepřicházejí s žádnými ucelenými teoriemi a komplexními
modely lidské mysli, ale věnují se pouze jejím dílčím projevům
(např. chunking, recency efect, backward/forward masking apod.)
• Pro každý takto studovaný jev pak experimentální psychologové
formulují různé teorie o tom, jak by mohla fungovat lidská mysl,
která by byla za pozorované chování zodpovědná, a následně
využívají „binárních“ otázek k tomu, aby rozhodli, která z
navrhovaných teorií nejlépe odpovídá skutečnosti (např. „Je
prohledávání paměti vyčerpávající, nebo samo-se-ukončující?“)
• Psychologický výzkum by se podle Newella měl více soustředit na
testování komplexních kognitivních architektur, které modelují více
jevů najednou jako celek (Newellovým vlastním příspěvkem je v
tomto směru SOAR)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Kognitivní architektura – hypotéza o pevně daných strukturách, které jsou podkladem
inteligentního jednání napříč časem a napříč nejrůznějšími typy situací a úkolů (typy
paměťových systémů, způsob reprezentace znalostí, systémy učení, procesy vedoucí ke
konkrétním behaviorálním projevům…)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
Computational modeling of human cognition has focused on a series of
different formalisms over recent decades.
• In the 1970s, production systems were considered a methodology that
would unite the studies of human and machine intelligence.
• In the 1980s and 1990s, connectionist networks were thought to be a key to
understanding how cognitive information processing is performed by biological
nervous systems.
• Since the 1990s, probabilistic models based on Bayes’ rule have become
increasingly popular, perhaps even dominant in the field of cognitive science.
Importantly, Bayesian modeling provides a unifying framework that has made
important contributions to our understanding of nearly all areas of cognition,
including perception, language, motor control, reasoning, learning, memory,
and development.
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• V rámci kognitivní psychologie vzniklo několik hlavních přístupů ke studiu mysli,
z nichž každý vychází z poněkud odlišné metafory mysli, využívá odlišné pojmové
nástroje, opírá se o různé matematické formalismy a dává vzniknout odlišným
typům kognitivní architektury (obecným návrhům typů reprezentací a na nich
operujících výpočetních procesů umožňujících vznik inteligentního chování)...
Klasický symbolický přístup
- Metafora mysli jako počítače
- Pojmové nástroje: Turingův stroj, von Neumannova architektura, symboly, strukturované
reprezentace, produktivita, systematicita, komposionalita, serialita, centralizace, diskrétnost…
- Kognitivní architektura: produkční systém, ACT-R, SOAR, EPIC…
Konekcionismus
- Metafora mysli jako mozku
- Pojmové nástroje: paralelní a distribuované výpočty, spojitost, subsymboly, vektory, bottom-up…
- Kognitivní architektura: abstraktní neuronové sítě (síť hustě propojených abstraktních neuronů),
Leabra, ICS,
Dynamický přístup
- Metafora mysli jako Wattova regulátoru
- Pojmové nástroje: stavový prostor, atraktory, chaos…
- Kognitivní architektura: Teorie dynamického pole (DFT)
Bayesiánský přístup
- Metafora mysli jako pravděpodobnostního inferenčního zařízení
- Pojmové nástroje: prostor hypotéz, apriorní/posteriorní distribuce, induktivní zkreslení, věrohodnost,
top-down…
- Kognitivní architektura: Čistě fenomenologický přístup (neznámý mechanismus implementace)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• … tyto směry na své historické předchůdce v něčem navazují a v něčem se vůči
nim negativně vymezují…
Behaviorismus
Klasický symbolický přístup
- Zachovává: Snaha o vědecké vysvětlení lidského chování.
- Odmítá: Ignorování obsahu černé skříňky.
Konekcionismus
- Zachovává: Mentální reprezentace a na nich operující výpočetní procesy
- Odmítá: Důraz na symboly a von Neumannovskou výpočetní architekturu.
Dynamický přístup
- Zachovává: Snaha vysvětlit komplexní lidské chování.
- Odmítá: Důraz na mentální reprezentace a výpočty.
Bayesiánský přístup
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• … každý z těchto přístupů je úspěšný při vysvětlování jiných aspektů
inteligentního chování…
Klasický symbolický přístup
- Plánování
- Řešení problémů
- Deduktivní usuzování
- Jazyk…
- Obecně vyšší kognitivní funkce
Konekcionismus
- Rozpoznávání předmětů
- Osvojování si pojmů
- Čtení, obsahem adresovatelná paměť…
- Obecně funkce zahrnující schopnost učit se a generalizovat statistickou strukturu vstupních
informací
Dynamický přístup
- Percepce
- Motorika
- Obecně funkce zahrnující bezprostřední interakci s vnějším prostředím
Bayesiánský přístup
- Víceméně vše výše uvedené (mající prvky indukce)
Historie studia lidské mysli
Kognitivní psychologie
• … každý z těchto přístupů je úspěšný při vysvětlování jiných aspektů
inteligentního chování…
Konec prezentace
(Univerzální) Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
„Turing si uvědomil, že každý výpočet (či obecněji každé řešení)
začíná nějakými vstupními daty, které si můžeme představit znak po
znaku zapsané na papírové pásce, a končí nějakým výsledkem, který
si opět můžeme představit v této podobě. Výpočet je tedy z tohoto
pohledu přechod od jedné sekvence znaků na pásce k jiné; a Turing
usoudil, že ať už ten přechod provádíme jakkoli, na té
nejelementárnější úrovni se nemůže než skládat z několika operací
toho typu, jako je přečtení nějakého existujícího symbolu, posun
pásky o jednu pozici tam či zpátky a zapsání nového symbolu či
přepsání starého.“ (Peregrin, 2002)
Lidské „počítače“ a „počítačová místnost“
v Drydenově leteckém výzkumném
středisku (Dryden Flight Research Center)
- výzkumném zařízení americké NASA.
Úkolem zdejších lidských „počítačů“ bylo
přepisovat hrubá data z celuloidových
filmů a ze záznamového papíru
oscilogramů a poté tato data převádět za
využití logoritmického pravítka a
mechanických nebo elektronických
kalkulátorů na standardní měrné jednotky.
Fotografie je z roku 1949. (NASA)
(Univerzální) Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
• The limitless power of UTS comes from the fact that if you take a small
number of simple, basic information-processing operations (i.e.,
machine table actions) and string them together in a specific sequence,
very complicated behaviors can emerge.
(Univerzální) Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
Univerzální Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
…
…
There is a special kind of Turing machine, universal Turing machiene – it can
take in a description of any other Turing machine printed on its tape and
thereafter mimic that machine exactly. A single machine can be programmed to
do anything that any set of rules can do.
Firing tables
Enigma
ENIAC
Colossus
Turing si jako první uvědomil, že počítače nejsou pouze aritmetické stroje sloužící k počítání, ale že kromě
čísel mohou manipulovat (podle určitých logických pravidel) čímkoli, co lze vyjádřit prostřednictvím
symbolů, tedy i myšlenkami.
Takto zatímco americký ENIAC napodoboval logické kroky matematika při řešení aritmetických problémů,
britský Colossus napodoboval logické kroky dešifrátora při dešifrování zpráv zakódovaných prostřednictvím
německého šifrovacího stroje Enigma.
Univerzální Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
…
MYŠLENÍ
FYZIKA
JAZYK
…
To the extent that the world obeys mathematical equations that can be solved step by step, a
machine can be built that simulates the world and makes predictions about it. To the extent
that rational thought corresponds to the rules of logic, a machine can be built that carries
out rational thought. To the extent that a language can be captured by a set of grammatical
rules, a machine can be built that produces grammatical sentences. To the extent that
thought consists of applying any set of well specified rules, a machine can be built that,
in some sense, thinks (see also emergence…from following simple local rules).
Univerzální Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
Does this mean that human brain is a Turing machine? Certainly
not! There are no Turing machines in use anywhere, let alone in our
heads. They are useless in practice: too clumsy, too hard to program,
too big, and too slow. But it does not matter. Turing merely wanted
to prove that some arrangement of gadgets could function as an
intelligent symbol processor.
Not long after his discovery, more practical symbol-processors were designed (IBM,
UNIVAC, later Macintoshes and PCs). But all of them were equivalent to Turing‘s
universal machine – if we ignore size and speed, and give them as much memory
storage as they need, we can program them to produce the same outputs in
response to the same inputs.
Still other kinds of symbol-processors have been proposed as
models of human mind (e.g., production system, ACT-R, SOAR, CYC,
PDP…). Those models are often simulated on commercial computers,
but that is just a convenience. The commercial computer is first
programmed to emulate the hypothetical mental computer (creating
what computer scientists call a virtual machine), in much the same
way that a Macintosh can be programmed to emulate a PC. Only the
virtual mental computer is taken seriously, not the silicon chips that
emulate it. Then a program that is meant to model some sort of
thinking (solving a problem, understanding a sentence…) is run on the
virtual mental computer.
Univerzální Turingův stroj
Formalizace pojmu výpočet
Turing has proved that some arrangement of material gadgets (arrangements of matter
that have both representational and causal properties – symbols both stand for some
concept and mechanistically cause things to happen) could function as an intelligent
symbol processor (because the two correspond exactly, idea-for-mark/symbol, logicalstep-for-motion) and so he has proposed possible solution for centuries-old problem of
how mind can interact with matter („Self-pity can make one weep, as can onions.“).
Aby se myšlení myslelo samo.
According to Rene Descartes mind
and matter are different kinds of
stuff that somehow interact in a
part of the brain called pineal
gland.
The philosopher Gilbert Ryle ridiculated
the general idea by calling it the Doctrine
of the Ghost in the Machine. Ryle argued
that mentalistic terms such as „beliefs“,
„desires“, and „images“ are meaningless
and come from sloppy misunderstanding of
language (see Oxford University example).
According to behaviorist psychologists
these invisible entities are as
unscientific as the Tooth Fairy and they
should be banned from psychology.
Univerzální Turingův stroj
Turingův test
The "standard interpretation" of the Turing Test, in which
player C, the interrogator, is tasked with trying to determine
which player - A or B - is a computer and which is a human.
The interrogator is limited to using the responses to written
questions in order to make the determination.
Univerzální Turingův stroj
Turingův test
Univerzální Turingův stroj
Turingův test
ELIZA je jednoduchý počítačový program, který vede s
uživatelem konverzaci (v angličtině) tak, že opakuje jeho vlastní
výroky a klade jednoduché otázky založené na klíčových slovech
zachycených z předcházející diskuze.
V diskuzích vystupuje program jako psychoterapeut, vzhledem k
principu, na němž pracuje, totiž není složité určit vhodné
otázky.
Program byl napsán v letech 1964 až 1966 německo-americkým
profesorem Josephem Weizenbaumem. Jeho jméno je odvozené
od postavy Lízy Doolittleové (Eliza Doolittle) z komedie George
Bernarda Shawa Pygmalion. Dnes se ELIZA často používá na
poli umělých inteligencí na důkaz toho, že počítač, který vede
rozhovor, nemusí být vždy inteligentní (bag of simple tricks):
My mother values therapy.  The neccessity is the mother of
invention.  Tell me more about your family.
Cleverbot is a web application that uses an artificial intelligence algorithm to converse with humans.
It was created by AI scientist Rollo Carpenter, who also created Jabberwacky, a similar web
application. In its first decade Cleverbot held several thousand conversations with Carpenter and his
associates. Since launching on the web in 1997, the number of conversations has exceeded 65 million
and is growing.
Unlike other chatterbots, Cleverbot's responses are not programmed, but are selected by humans that
sit at their computers every day. Humans type into the box below the Cleverbot logo and the system
finds all keywords or an exact phrase matching the input and after searching through its saved
conversations, responds to the input by finding how a human responded to that input when posed by
Cleverbot. Although the commercial version of Cleverbot supports more than one thousand requests
per server, the web-hosted service handled 1 or 2 people per server. This allowed more speed and
quality of responses hosted by the artificial intelligence system.
Cleverbot took part alongside humans in a formal Turing Test at the 2011 Techniche festival at the
Indian Institute of Technology Guwahati on September 3, 2011. Out of the 334 votes cast, Cleverbot
was judged to be 59.3% human, compared to the rating of 63.3% human achieved by human
participants. A score of 50.05% or higher is often considered to be a passing grade.
Univerzální Turingův stroj
Turingův test
Download

Historie studia lidské mysli Kognitivní psychologie