PHENOMENON OF MENTALITY AS A PROBLEM OF CONSCIOUSNESS
G. V. Akopov*, T. V. Ivanova**
*Dr. sci. (psychology), professor, head of the chair of social psychology, dean of psychological faculty, State Pedagogic University of Samara
**Cand. sci. (psychology), doctoral candidate of the chair of socal psychology, the same Universtity
Multiyear researches in provincial mentality within the framework of psychology of Russian consciousness are reviewed. Integrative approach to the multidimensional phenomenon of mentality elaborated by regional psychologists is stated. Social- psychological interpretation of the phenomenon of mentality is considered as a manifestation of group consciousness in ethnical and cultural contexts. There are noted the perspective directions of interregional comparative researches of general Russian mentality related to studying of methodological, ' theoretical and empirical aspects of distinctive provincial mentality in different regions.
Key words: group consciousness, provincial mentality, psychology of Russian consciousness, character of a nation, psychological invariants.
стр. 55
КОГНИТИВНАЯ ПСИХОЛОГИЯ. ТЕОРИЯ ПОДСОЗНАТЕЛЬНЫХ РЕШАЮЩИХ ПРАВИЛ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧАХ
Автор: О. И. Ларичев
C)2003 г. О. И. Ларичев
Академик РАН, Институт системного анализа РАН
Анализируется феномен экспертного знания, излагаются экспериментальные факты, позволяющие найти объяснение процессу распознавания "целостных" ситуаций в рамках теории подсознательных решающих правил (ПРП). На основании этого диагностика представляется как задача классификации, решая которую эксперт относит объект к одному из нескольких классов решений. Имитируя экспертные решения, эта задача может быть представлена несколькими решающими правилами, почти однозначно восстанавливаемыми из граничных объектов. Количество решающих правил не превышает объема кратковременной памяти, что объясняет быстроту их использования. Обосновываются выводы о "ситуативности" экспертного мышления и о том, что механизм распознавания объектов экспертом может быть правдоподобно описан на основе символьной теории. ПРП можно рассматривать как специальные символы, имеющие подсознательный характер.
Ключевые слова: мышление, символьный подход, медицинская диагностика, сохранение знаний, клинические ситуации, экспертные знания.
1. ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ КАК МАНИПУЛЯЦИЯ СИМВОЛАМИ
Построение систем искусственного интеллекта тесно связано с исследованиями человеческой системы переработки информации. Это вполне объяснимо, так как основная цель исследований в этой области состоит в создании искусственных систем, равных или даже превосходящих человека по своим интеллектуальным возможностям.
Наиболее известным в когнитивной психологии подходом к анализу человеческого мышления является теория символьной переработки информации. Согласно этому подходу, мышление -это преобразование символов [20]. Всякую задачу можно представить как совокупность этапов переработки информации, на каждом из которых человек выделяет, сравнивает, преобразует символы, адекватные содержанию задачи. Так, в задаче о ханойской башне [7] каждый символ может представлять либо диск, либо перемещение диска или совокупности дисков. Согласно Г. Саймону с соавторами, система физических символов состоит из множества объектов, которые могут быть также компонентами другого объекта, называемого символьной структурой [21]. При решении математических задач каждый из символов - это либо элемент описания объектов, либо какое-то преобразование элементов, совершаемое с помощью тех или иных правил или теорем.
Теория символьной переработки информации подтверждена экспериментами Саймона и его коллег по сравнению поведения человека с моделью при решении таких задач, как запоминание и узнавание слогов [20], нахождение математических зависимостей по ряду чисел и т.д. Модели ЕРАМ, BACON и др. получили мировую известность.
Применительно к задачам обучения символьный подход является основой АСТ- теории Дж. Андерсона [10]. Если мышление - преобразование символов, то опытный человек осуществляет эти преобразования быстрее новичка. Согласно подходу "компиляции знаний" Д. Андерсона, новичка следует научить использовать одномоментно несколько символов. Например, при решении геометрических задач студент учится осуществлять несколько преобразований одновременно.
Символьный подход явно или неявно подразумевает, что сложный объект или паттерн всегда разложим на отдельные составляющие. "Важно лишь, чтобы система могла оперировать паттернами всех видов - входными (считываемыми) и сохраняемыми в памяти, создавать сложные паттерны из более простых компонентов, выводить (записывать) паттерны, сопоставлять их с тем, чтобы установить степень сходства или различия" [9].
*Работа частично поддержана РФФИ (гранты 01 - 01 - 00514 и 0015 - 96053) и РАН (проект 2 - 1 программы "Интеллектуальные компьютерные системы").
стр. 56
По мнению авторов символьного похода, он достаточно универсален и может быть распространен на задачи любого типа. И в самом деле, этот подход нашел свое выражение в столь различных методах, как построение продукционных экспертных систем, машинное обучение, распознавание образов, нейронные сети [22]. Во всех этих подходах можно увидеть разложение целого на части и создание целого как объединение этих частей.
Известный феномен быстрого распознавания человеком различных образов (лиц, ситуаций и т.д.) символьный подход объясняет двумя способами.
При нейросетевом подходе предполагается, что человеческая система распознавания работает параллельно, сравнивая образ со многими другими и выделяя наиболее близкое сходство. При этом сходство определяется как функция от составляющих, частей образа.
Однако Саймон полагает, что человеческая система переработки информации работает последовательно, а не параллельно [8], и эту точку зрения подтверждают многочисленные эксперименты.
Другая модель предполагает мгновенное распознавание объектов с помощью интуитивного суждения [9]. Саймон считает, что интуиция сводится к распознаванию и может быть объяснена с помощью модели, которая "реализуется на дискриминирующей сети, представляющей собой вариант сортирующей системы". При этом сортировка осуществляется по отдельным составляющим образа. Мы опять видим здесь гипотезу о разложимости символа на его составляющие.
Анализируя различные объяснения феномена распознавания, можно сделать вывод, что "разложимость" целого (образа, паттерна, символа) на части является неотъемлемым элементом символьного подхода.
Однако, как известно, существуют целостные объекты, разложение которых на части невозможно без существенных искажений. Примером распознавания такого объекта является принятие медицинских диагностических решений. Относительная "сила" диагностических признаков и их значений (симптомов) зависит от конкретного сочетания симптомов и не может быть определена вне зависимости от общей ситуации. Следовательно, может быть другое представление об экспертном знании: как о чем-то, возникающем только при целостном рассмотрении объектов.
Цель данной статьи состоит в анализе известных объяснений феномена экспертного знания, а также в изложении экспериментальных фактов, позволяющих найти новое теоретическое объяснение феномену распознавания "целостных" ситуаций.
2. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР - МЕДИЦИНСКАЯ ДИАГНОСТИКА
Различие двух представлений о человеческом мышлении можно показать на примере построения экспертных диагностических медицинских систем.
Как известно, одной из первых таких систем была система МАЙСИН [12], разработанная В. Кланси, а первой обучающей системой, основанной на экспертных знаниях, была НЕОМАЙСИН [25]. В системе МАЙСИН экспертное знание представлено в виде продукций типа:
ЕСЛИ (условие),... ТО (вывод).
В качестве символов рассматривались значения диагностических признаков. Важным элементом системы был блок логического вывода. При предъявлении нового объекта этот блок осуществлял поиск решения, комбинируя различные части известных продукций - символы, рассматриваемые как независимые. Следовательно, используется предположение, что можно выделить так называемые примитивы, и потом составить из них любые объекты. Отметим, что в системе НЕОМАЙСИН объяснения для студентов давались в виде продукций, т.е. предполагалось, что экспертное знание может быть "составлено" из частей продукций.
Таким образом, система была основана на символьном подходе. Приведенный пример показателен тем, что автор системы В. Кланси в 1990-е годы отказался от своей системы, признав как единственно правильный подход ситуативного мышления [13].
На наш взгляд, задачи медицинской диагностики являются по своей природе "ситуативными" в том смысле, что целостный образ ситуации, возникающий у эксперта, определяет диагноз. Информативность значений различных диагностических признаков зависит от их конкретных сочетаний. Заметим, что слово "ситуативный" используется в когнитивной психологии в том смысле, что знание порождается конкретной ситуацией и не может быть абстрагировано от нее [16].
При развитии экспертных систем в принципе мог бы быть использован иной подход. Рассмотрение в качестве символов целостных образов ситуаций никак не противоречит символьному подходу. Однако легко понять, почему развитие экспертных систем не пошло по этому пути. Сбор и анализ целостных образов ситуаций представляет собой трудную и долговременную задачу. В то же время подход, позволяющий судить о целом по его частям, гораздо легче реализовать. Вспомним, например, систему INTERNIST, охватывающую 500 заболеваний и 6000 диагностических признаков [24].
стр. 57
Итак, имеются два возможных представления механизма мышления врача- эксперта. Эти объяснения противоречивы. Необходимы дополнительные эксперименты, позволяющие выбрать наиболее правдоподобное из них. Но предварительно необходимо провести классификацию задач.
3. РАЗНЫЕ ТИПЫ ЗАДАЧ
Неоднократно отмечалось, что есть классы задач, для которых полностью справедлив символьный подход. Даже его противники [14] согласны в том, что задачи математического типа: головоломки, доказательства теорем, задачи в алгебре и геометрии - имеют вполне адекватное представление в виде независимых символов. Так, упомянутая выше задача о ханойской башне допускает вполне адекватное описание в терминах пространства состояний и совокупности преобразований символов.
Для такого класса задач Саймон и коллеги [8, 9,20] предложили совокупность эвристических и мощных по возможностям программ, таких, как "общий решатель задач", "логик-теоретик" и другие.
Если целостный, ситуационный характер задач противоречит "декомпозиционному" символьному подходу, то символьный подход может рассматриваться как средство нахождения аппроксимации неизвестного поведения эксперта при целостном рассмотрении им ситуации. Иначе говоря, использование гипотезы о независимости и аддитивности символов в задачах, где роль символов зависит от ситуации, дает возможность найти какое-то приближенное решение проблемы.
Насколько точна эта аппроксимация? Можно ли выделить классы задач, где она вполне удовлетворительна и где она не работает? Рассмотрим эти вопросы подробнее.
4. ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ И МАШИННОЕ МЫШЛЕНИЕ
Есть одна область искусственного интеллекта, где определенное сопоставление символьного и целостного (ситуативного) подхода осуществлялось на протяжении ряда лет, - это шахматы. Саймон называл .игру в шахматы "дрозофилой" искусственного интеллекта [28].
Задача выбора мастером очередного шага в шахматной партии является, безусловно, ситуативной. Роль признаков, используемых хорошим шахматистом, таких, как вероятность атаки на короля, открытая линия, сила фигур, зависит от ситуации. Шахматист не может просматривать позиции на много шагов вперед, он использует целостные образы ситуации.
Совсем не так играет компьютер. Кроме огромного запаса прошлых партий и некоторых правил игры (в окончаниях), у него имеются лишь формальные способы оценки ситуаций, использующие заранее заданные "веса" фигур. Зато компьютер может осуществлять далекий (на много полуходов) просчет за себя и за противника.
Мы видим здесь два абсолютно разных пути мышления - человеческий (ситуационный) и машинный (символьный). Результаты сравнения известны: машинные программы играют на уровне гроссмейстера, и одна из них (Deep Blue) даже победила Г. Каспарова.
Но посмотрим теперь на поле сравнения. Шахматы - достаточно "узкая" игра с четко заданными правилами. Отмечалось, что применение подходов просмотра и формальной оценки в игре "Го" занимает огромное машинное время (несколько лет на один ход при любом компьютере) [19]. К тому же любые игры существенно отличаются от реальных задач, где условия определены нечетко, а объект исследования достаточно сложен. К таким задачам относится и медицинская диагностика.
5. ЧЕРТЫ ПОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТА И ПОИСК ИХ ОБЪЯСНЕНИЯ
К настоящему времени накоплено много сведений о поведении эксперта при решении практических задач. Обратимся к медицинской диагностике. Задачу диагностики можно адекватно представить как задачу классификации, решая которую эксперт относит объект к одному из нескольких классов решений.
Известно, что опытный врач использует при диагностике малое число обобщенных диагностических признаков, существенно меньшее, чем начинающий врач [11]. Известно также, что первый быстро и почти безошибочно ставит диагноз, используя "прямой", а не обратный вывод [23]. Одна из общепризнанных черт экспертного мышления - это подсознательный характер экспертных знаний: эксперт не может вербализировать используемые им правила решения задач [17]. Решая диагностические задачи, врачи содержательно применяют клинические описания ситуаций, истории болезни и т.п.
В свете этих накопленных фактов мы можем взглянуть на оба представленных выше взгляда на экспертное мышление.
Можно предположить, что символами являются не значения диагностических признаков, а что-то иное. Но как найти такие символы? Принятый в символьном подходе метод вербальных протоколов не приведет к успеху из-за подсознательного характера экспертных знаний. Действительно, в наших экспериментах [3] мы просили врачей "рассуждать вслух" при предъявлении им клинической ситуации (описание больного). Эксперт просто называл значения ряда признаков и затем говорил, что этого достаточно для постановки диагноза. В других клинических ситуациях
стр. 58
с иными значениями признаков диагноз мог бы быть таким же. Из этих ответов можно было установить, что та или иная клиническая ситуация характерна для данного диагноза. Иногда удавалось найти так называемый "синдром" - сочетание ряда значений диагностических признаков. Но обычно этот синдром был характерен только для части клинических ситуаций с тем же диагнозом.
Для поиска правдоподобного объяснения поведения эксперта нам пришлось построить новые системы извлечения знаний и проанализировать найденные результаты [4].
6. ПОСТРОЕНИЕ ПОЛНЫХ И НЕПРОТИВОРЕЧИВЫХ БАЗ ЭКСПЕРТНЫХ ЗНАНИЙ: ПОДХОД СОХРАНЕНИЯ ЗНАНИЙ (СЗ)
Нами был разработан и реализован в виде совокупности компьютерных программ новый подход к выявлению экспертных знаний [18]. Мы не будем вдаваться в детали подхода, основанного наряду с когнитивной психологией на результатах, полученных в областях прикладной математики и компьютерных наук [5]. Отметим лишь основные идеи, необходимые для дальнейшего изложения. Как и ранее, все примеры даны для задач медицинской диагностики.