Статья «Базовые принципы познавательной активности»

Базовые принципы познавательной активности.

1.Единица познания.

В первой половине 20 века в психологии был очень методологический подход, согласно которому чтобы понять сложное устройство психики человека нужно изучить более формы психической регуляции поведения у животных. Так мы сможем обнаружить общие базовые, принципы работы психики, характерные как для животных, так и для человека. И хотя ученых работавших в русле этого подхода критиковали за биологизаторство (т.е. необоснованное перенесение на человека закономерностей открытых на животных), все же такой подход имеет свою эвристическую ценность. В данной статье я хочу описать базовые закономерности психологии познания, открытые великими исследователями поведения животных Э.Толменом и П.К.Анохиным. Делаю я это отнюдь не из любви к истории науки. Я считаю, что этим исследователям действительно удалось обнаружить базовые принципы познавательной активности в том числе и человека. Опираясь на понимание этих принципов можно построить всеобъемлющую теорию познавательного развития человека, включить в эту теорию множество разрозненных фактов и частных закономерностей открытых в рамках различных школ психологии.

Итак, что является основной единицей познания? Или другими словами, чему учится человек (и животные)? На мой взгляд наиболее точный ответ был сформулирован Э.Толменом: «Приводимая ниже цитата из книги «Целенаправленное поведение у животных и человека» содержит ответ на вопрос, чему же научаются животные в эксперимен­тах по научению, а также раскрывает новый взгляд на взаимовлияние научения и мотивации поведения: «Окончательная критика доктрины научения методом проб и ошибок направлена на ее основополагающее понятие стимульно-реактивных связей. Стимулы, как таковые, реакции не вызывают. Правильные стимул-реактивные связи не "запечатлевают­ся", а неправильные не "стираются". Скорее, научение состоит в "открытии", или "вычленении", организмом того, к чему ведут любые из всех соответствующих альтерна­тивных реакций. Позднее, если при возбуждающе-аверсивных условиях момента одна из этих альтернатив оказывается нужнее других (или одна "требуется", а другие "не требуются"), то организм будет стремиться (в результате такого научения) выбирать или осуществлять реакцию, ведущую к более "нужным" последствиям. Но если разли­чия в нужности отсутствуют, то никакоговыбора и осуществления данной реакции не произойдет, хотя научение будет иметь место» Х.Хекхаузен «Мотивация и деятельность» (1. с.255.).

Итак, человек ожидает, что в данной ситуации С1 при применении действия Д произойдет изменение, т.е. С1 превратится в С2. Конечно же все три составляющие единицы познания представлены образами. С1 – образом наличной ситуации Ос1, а Д и С2 представлениями – Од и Ос2. Другими словами знание имеет следующую структуру: Ос1 – Од – Ос2. Но сами эти образы будучи не связанными в единую структуру еще не являются знанием. Т.е. человек обучается ожиданиям того, как под влиянием его действий будет меняться та или иная ситуация.

В начале онтогенеза (где-то до года) знания полностью соответствуют вышеприведенной формуле. Т.е. ребенок усваивает, фиксирует только те изменения, которые производит сам. Далее он становится способным отслеживать изменения ситуации под влиянием действий других людей (например, родителей) и сначала самостоятельно стремится воспроизвести наблюдаемый эффект при помощи проб и ошибок, а затем начинает подражать действиям взрослых с целью воспроизвести наблюдаемое изменение ситуации. На более поздних стадиях онтогенеза, когда у ребенка накоплено множество ожиданий в отношении самых разных ситуаций, он может учится просто наблюдая как какие-то внешние силы (другой человек или безличные) воздействуют на ситуацию С1 и меняют ее на С2. Но предполагаю, что для того чтобы понять наблюдаемые изменения, т.е. включить их в структуру своих знаний, ребенку нужно мысленно стать на позицию действующего агента. И это возможно только в случае, когда у него накоплен аналогичный опыт изменения ситуаций при помощи собственных действий.

Вышеприведенное понимание знания подчеркивает его действенную природу. Понять предмет – значит знать, что с ним можно сделать, как (при помощи каких действий) его можно изменить, преобразовать. Преобразующее действие делает наблюдаемой, открывает внутреннюю сущность предмета или ситуации, скрытую в образе восприятия – явлении. Т.е. образ предмета сам по себе без ожиданий еще не является знанием, пониманием предмета. С другой стороны, каким бы абстрактным и теоритическим не было знание, оно сохраняет свою сущность – это описание метода преобразования и условий, при которых ситуация С1 превратится в ситуацию С2.

Такое действенное понимание знания, помимо Э.Толмена, развивали также такие глубокие исследователи познания как Ж.Пиаже и П.Я.Гальперин.

2. Цепочки ожиданий.

Следующий вопрос, на который стоит ответить: как формируются структуры Ос1 – Од – Ос2. Ключом для ответа на него для меня послужило схема, приведенная в статье П.К.Анохина «Рефлекс цели как объект физиологического анализа» в книге «Философские аспекты теории функциональных систем»:

«Мы даже думаем, что после того, как происходит синтез всех многочисленных афферентации и рождается цель действия, одновременно формируется и аппарат акцептора действия. Смысл формирования и того и другого механизмов состоит в том, что нервные процессы, развивающиеся в основном в коре больших полушарий, по самой своей природе приобрели в эволюции возможность опережать течение внешних событий и на основании прошлого опыта предвосхищать те реальные афферентные воздействия, которые еще только должны будут поступить в центральную нервную систему в конце всего ряда целеустремленных действий….

Я постараюсь на наиболее простом примере, реально имевшем место в истории возникновения самого учения об условных рефлексах, показать смысл этого огромного приобретения в эволюции животного мира.

Допустим, что служитель, ежедневно кормящий собаку, приходит к ней с пищей по всегда вполне определенному пути: сначала он хлопает дверью первого этажа, затем он постепенно поднимается по лестнице в характерном для него ритме шагов, затем он открывает дверь третьего этажа, где в станке стоит собака и, наконец, проходя через большую комнату, он дает собакам принесенный корм.

С точки зрения реакции «что такое?», каждый из этих этапов продвижения служителя вызывал когда-то у животного в первые разы кормления соответствующую ориентировочно-исследовательскую реакцию. Следовательно, все звенья этой развивающейся цепи явлений действительности имеют или имели свои афферентные возбуждения в центральной нервной системе.

Конечно, явления действительности всегда развиваются в непрерывном потоке, из которого только искусственно можно вычленить какие-то наиболее заметные эпизоды. Но для иллюстрации идеи мы можем принять, что для животного, стоящего в станке на третьем этаже, наиболее значительными моментами являются стук нижней дверью, шаги поднимающегося по лестнице человека, открывание верхней двери, продвижение служителя по комнате и, наконец, кормление.

Таким образом, с учетом ориентировочной реакции мы можем сказать, что каждый из этих моментов может быть представлен в виде типичного блока, имеющего некоторый приспособительный результат. Стук дверью вызывает ориентировочно-исследовательскую реакцию, а результаты последней в форме обратной афферентаций о результатах этой ориентировочно-исследовательской деятельности приходят в центральную нервную систему. Схематически этот блок можно представить в следующем виде (рис. 5).

С
ледовательно, весь прежний опыт знакомства животного с данным рядом явлений действительности можно представить в виде схемы (рис. 6, I). Естественно, что конечное звено этого ряда явлений действительности — раздражение пищей вкусовых рецепторов языка ведет к особенно мощному возбуждению подкорковых аппаратов. Благодаря этому возникает сильнейшая активация коры головного мозга, которая вместе с предшествующей активацией ее от ориентировочно-исследовательских реакций создает особенно благоприятные условия (в виде облегчения) для последующей ассоциации этого, вначале разрозненного, ряда последовательных возбуждений центральной нервной системы.

Таким образом, вначале мы имеем как бы противопоставленные друг другу два ряда явлений. Первый ряд — это отдельные факты действительности, действующие как раздражители последовательно развивающиеся в определенных временных параметрах, свойства которых определяются физическими возможностями внешнего мира.

В самом деле, служитель, стукнув нижней дверью, не может немедленно оказаться около собаки. Для преодоления расстояния между нижней дверью и собакой, находящейся на третьем этаже, неизбежно надо потратить определенное время. Это время, конечно, в зависимости от возраста и способности служителя, может в каких-то пределах варьировать, однако даже самая минимальная длительность этого продвижения всегда будет достаточно большой и измеряется или минутами, или долями минут.

Совсем другие соотношения мы имеем в нервном субстрате головного мозга животного. Здесь процессы разыгрываются в миллисекундах, и, следовательно, по самой своей сути мозг имеет возможность моментального отражения всей цепи медленно развертывающихся событий действительности, если только эта последовательность в прошлом повторялась несколько раз.

В этом факте нельзя не видеть грандиозного достижения эволюции, которая оказалась способной создать такой аппарат, который позволяет дать ускоренные в тысячи раз отражения последовательных событий внешнего мира. Но здесь включается еще одно качество нервного субстрата: его способность ассоциировать повторяющиеся много раз ряды одних и тех же афферентных возбуждений. Стоит только представить себе на минуту эти два свойства нервной системы — моментально отражать действия внешнего агента и связывать ряд последовательных возбуждений новыми ассоциативными связями, чтобы понять все огромное значение аппарата нервной системы, лежащего в основе образования условного рефлекса.

Если посмотреть на приведенные схемы, то можно увидеть, что при наличии указанных выше двух свойств нервного субстрата достаточно возникнуть уже первому раздражителю всей цепи явлений, как процесс возбуждения нервной ткани, распространяющийся со значительно большей скоростью, немедленно доходит до последнего звена этой цепи создававшихся в прошлом возбуждений. Именно различие в скоростях течения явлений в самой натуральной действительности и в нервном веществе мозга животного создает предпосылки для такого распространения возбуждения, которое опережает во много тысяч раз течение действительных событий.

При таких соотношениях скоростей развертывания явлений в действительности и в нервной системе мы всегда будем иметь возбуждение в нервной системе уже в последнем звене, в то время как в действительности наступило только первое событие из всего длинного ряда (рис 6, II).

Аппарат акцептора действия, опережающий своим появлением осуществление самого действия и его конечных результатов, и есть то последнее звено, которое когда-то закономерно создавалось последовательно развивающимися событиями внешней действительности и фиксацией в нервной системе афферентных возбуждений от конечного результата этого ряда действий — результата, адекватного поставленной до этого цели действия.

Таким образом, если какой-то ряд явлений действительности оказывается весьма длинным, то мы можем принять, что каждое звено этого ряда имеет вначале выработки реакцию нервной системы только на себя, причем это будет всегда реакция типа ориентировочно-исследовательской реакции. Следовательно, до установления ассоциативных связей между последовательными возбуждениями центральной нервной системы любой внешний агент формирует ряд процессов, каждый из которых, как мы видели, имеет циклический характер и представляет собой нечто вроде отдельного «строительного блока» в архитектуре большого здания (рис. 6).

Особенность нервных механизмов, определяющих формирование цели действия, с нашей точки зрения, и состоит в том, что многочисленные процессы, формировавшиеся в прошлом по отдельности, могут в долях секунды построить такую систему возбуждений, в которой предвосхищаются афферентные элементы всех последующих этапов действия до конечного этапа включительно. Следовательно, с физиологической точки зрения, рефлекс цели — прежде всего механизм формирования возбуждений, опережающих течение и развитие явлений самой действительности, и только поэтому каждый этап последующих целеустремленных действий при помощи обратной афферентаций может контролироваться и выправляться в соответствии с исходной целью» (2 с.304-306).

В приведенном отрывке П.К.Анохин описывает как животное формирует цепочку ожиданий отражающую последовательность событий, которое оно пассивно наблюдает. Как я уже говорил, я считаю такое тип познания вторичным по отношению к активной форме познания, когда животное (или человек) формирует представления о том, что может поменяться в окружающей среде в результате его собственных действий. Поэтому я хочу использовать форму описания цепочки ожиданий, предложенную П.К.Анохиным, использовать для описания познания в процессе активного изменения среды. Я также считаю, что мне, как психологу, вполне позволительно отвлечься от физиологических подробностей и обозначить только то, что происходит на психологическом уровне. Рассмотрим психологические механизмы формирования цепочки ожиданий.

Возьмем в качестве примера прогулку по незнакомому городу, где каждый шаг приводит к изменению ситуации.

Рис.1.

На рисунке 1. внешние стимулы С1, С2, С3, С4, С5 последовательно появляются в результате локомоции Д1, Д2, Д3, Д4, Д5. Сплошные связи показывают связи в нервной системе (в данном случае связи между образом ситуации и ответным действием). Пунктирные линии показывают физические причинно-следственные связи: действие ситуации на рецепторы, влияние действий человека на ситуацию, изменение ситуации под влиянием действий.

При повторении последовательности ситуаций возникает ассоциация между образами О1, О2, О3, О4, О5 (см. рис.2).

Рис.2

Когда такая связь установилась, появление первой ситуации вызывает образ О1 в ответ на который возникает образ второй ситуации О2, которая еще не появилась. О2 вызывает готовность совершить Д2 и т.д. (см. рис. 3).

Д2

Рис. 3.

Дальнейшие события будут разворачиваться в зависимости от того какой окажется новая ситуация, возникшая в результате воздействия Д1 на С1. Если ситуация Сх совпадет с образом О2, то установка Д2 будет активирована, превратится в действие Д2. Если не совпадет, установка будет заторможена и начнется поисковое поведение (см. рис. 4).

Рис. 4

Например, на площади города (С2) установили ёлку к Новому году. Тогда, когда наш герой впервые столкнется с этим фактом произойдет рассогласование реальности (Сх) и О2. Но тут же новый опыт будет включен в схему (когнитивную карту) города: иногда при определенных условиях на площади нет елки, а при других условиях ёлка появляется. Пиаже, наверное, по этому поводу сказал бы, что факт установки ёлки ассимилирован схемой города. И благодаря этому схема аккомодировалась к реальности. И теперь схема города вновь пришла в равновесие.

Здесь я ввел новый термин схема. Я определяю схему, как последовательность образов отражающих то, как развиваются события в действительности. То, что П.К.Анохин называл опережающим отражением действительности. В более узком и точном смысле это последовательность действий преобразующих действительность от некоего начального состояния к состоянию целевому, через ряд промежуточных этапов, плюс последовательность образов отражающих все этапы преобразования действительности. Это понятие понадобится мне в других статьях, в которых я буду рассматривать закономерности познавательного развития человека, открытые Ж.Пиаже, через призму базовых принципов познавательной активности изложенных в данной статье.

Мое описание схемы очень похоже на рефлекс цели Анохина, но есть и различия. В своей статье Анохин указывает следующие условия ассоциации центральных результатов ориентировочной реакции (в нашей интерпретации образов изменения ситуации): «Естественно, что конечное звено этого ряда явлений действительности — раздражение пищей вкусовых рецепторов языка ведет к особенно мощному возбуждению подкорковых аппаратов. Благодаря этому возникает сильнейшая активация коры головного мозга, которая вместе с предшествующей активацией ее от ориентировочно-исследовательских реакций создает особенно благоприятные условия (в виде облегчения) для последующей ассоциации этого, вначале разрозненного, ряда последовательных возбуждений центральной нервной системы" (2 с.305).

Я же постулирую, что для образования такой ассоциации достаточно активации от ориентировочного рефлекса, деловое подкрепление здесь необязательно. К обоснованию этого положения мы переходим в следующей главе.

3. Эксперименты Э.Толмена.

В статье Э.Толмена «Когнитивные карты у крыс» (3. с.107-143) мы находим удивительные по проницательности эксперименты, проливающие свет на базовые законы познавательной активности человека.

Так Э.Толмен открыл удивительный факт: если позволить крысам побегать по лабиринту, а затем в одну из его секций поместить еду, то количество ошибок (заходов в тупики) резко падает. Т.е. крысы научились тому, как устроен лабиринт, какой поворот ведет в тупик, а какой нет, пока «бесцельно» бегали по лабиринту. И как только у них появилась цель, они сразу же проявили латентное до этого научение!

Э.Толмен интерпретировал данный факт, как научение без подкрепления. Я же утверждаю, что подкрепление было, но оно не было деловым. Я предполагаю, что последовательность действий и соответствующих им изменений ситуации создает цепочку ассоциаций – ожиданий за одно – два предъявления. Однако эта цепочка удерживается в памяти ненадолго, данный феномен называют оперативной памятью. И длинна цепочки невелика 2-3 этапа.

Рис.5

Далее такая цепочка используется как гипотеза, т.е. человек (или животное) возвращается в ситуацию С1 и совершает действие Д1, в результате возникает изменение ситуации Сх, которое сопоставляется с О2, если происходит согласование, то ассоциация О1 – О2 закрепляется, а если рассогласование, то ассоциация О1 – О2 разрывается, а вместо нее возникает ассоциация О1 – Сх, которая сражу же проверяется. Так подкрепляется цепочка ассоциаций, соответствующая структуре ситуации.

Рис.6

Таков, на мой взгляд, механизм научения (получения знания). Подкреплением для ассоциаций-ожиданий служит совпадение этих ожиданий с реальностью.

Результат такого научения остается невидимым, но как только появляется цель в системе этих ожиданий, индивид благодаря сформированным ожиданиям сразу достигает успеха.

Таким же образом объясняются эксперименты Э.Толмена с викарными пробами и гипотезами. Прыгая второй раз животное проверяет свое ожидание-гипотезу. Попеременно ориентируясь то на одну, то на другую дверь, оно 1.сравнивает альтернативы, 2.лучше запоминает свою гипотезу Д1 (выбор правой двери) ведет к С2 (попаданию в камеру с едой). А затем крыса проверяет свою гипотезу, прыгая в правую дверь. Если она не достигает цели, то формулирует новую гипотезу Д2 (выбор левой двери) ведет к цели. Такое поведение будет наблюдаться в ситуациях где не ясно, какое именно действие (в сочетании с условиями) будет приводить к ожидаемому изменению ситуации.

4. Мотивация познания.

На данном этапе рассуждений мы готовы поговорить о мотивации познания. Итак, согласование ожиданий и актуальной ситуации является подкреплением для ассоциации образов. А вот рассогласование ожиданий и актуальной ситуации создает мотивацию для дальнейшего исследования предмета или ситуации. Этот момент ярко проявился в экспериментах Э.Толмена с викарными пробами и ошибками. Крысы как бы выдвигали гипотезу: Д1 (выбор левой двери) должен привести к С2 (попаданию в камеру с кормом). Допустим Сх, наступившее в следствии Д1 рассогласуется с С2 (вместо попадания в камеру крыса падает в сетку). Тогда крыса возвращается в С1 (на площадку для прыжка) и проверяет следующую гипотезу Д2 (выбор правой двери) приведет к С2 и т.д. до тех пор пока Дх не приведет к стабильному согласованию ожидания и реальных изменений ситуации.

Что поддерживает познавательную активность крысы в данном случае? Желание достичь цели связанной с удовлетворением потребности в пище. Дело в том, что крыса обнаружила, что С2, которая может при определенных условиях (действиях крысы) наступить можно удовлетворить актуальную потребность в еде (там есть корм). Так что ассоциация между С1 и С2 будет удерживаться актуальной потребностью, именно потребностью можно объяснить настойчивость крысы в поиске Дх, меняющего С1 на С2.

Но что было бы с крысой, если бы у нее не было актуальной потребности в пище, да и вообще никакой напряженной потребности? Как бы она себя повела, если бы попала в экспериментальную установку для викарных проб в состоянии полного физиологического удовлетворения. Я предполагаю, что мы наблюдали бы тот же процесс викарных проб. Т.е. крыса ставила и проверяла гипотезы о том, какое действие из ситуации С1 ведет в С2.1 – попаданию в камеру, а какое ведет в С2.2 – падению в сетку (конечно, если бы падение не было бы для крысы болезненным). Познавательное поведение крысы продолжалось бы до тех пор, пока ее цепочка ожиданий давала бы рассогласование с реальностью. И познавательное поведение закончилось бы как только было бы достигнуто устойчивое согласование ожиданий и реальности, т.е. пока цепочки ОС1 – ОД – ОС2 верно отразили бы реальные свойства окружения.

А что было бы, если бы крыса научилась закономерности, т.е. сформировала цепочку ожиданий ОС1 – ОД – ОС2, а потом экспериментатор бы взял и поменял условия попадания в С2? Т.е. Сх привело бы к рассогласованию с ОС2. Думаю, в этом случае мы бы снова получили картину викарных проб, т.е. крыса возобновила бы познавательное поведение.

Думаю, что если бы экспериментаторы были бы внимательнее, то в экспериментах на латентное научение они заметили викарные пробы крыс, когда те впервые попадали в ту или иную камеру лабиринта. Думаю они исследовали то, к какому эффекту приводит поворот направо, а к какому поворот налево до тех пор, пока ни научились стабильно предсказывать изменения ситуации в ответ на их действия.

Т.о. крысы создают цепочки ожиданий, отражающие закономерности изменения их окружения. Мотиватором этой активности является рассогласование ожидаемых и реальных изменений. Событием удовлетворяющим познавательную потребность является совпадение ожиданий и реальности. Согласование ожиданий и реальности служит также фактором подкрепляющим ассоциацию образов типа ОС1 – ОД – ОС2.

Резюме.

Единицей познания является цепочка образов типа ОС1 – ОД – ОС2, т.е. ожидание того, что действие Д приведет в данной ситуации С1 к новой ситуации С2.

Существует механизм образования цепочки подобных ожиданий сразу после первого наблюдения за изменением ситуации.

Существует тенденция сразу же проверять только что возникшую цепочку ожиданий посредством возвращения в ситуацию С1 и попытки повторить переход в ситуацию С2 при помощи действия Д.

Мотивацию познания создает рассогласование ожиданий и действительности, согласование ожиданий и действительности удовлетворяет (редуцирует) познавательную мотивацию и обеспечивает подкрепление цепочки ожиданий.

Все возможные вариации прохождения пути С1 – С2 – С3 и т.д. включаются в единую познавательную структуру – схему. Каждая неожиданность возникающая при повторном прохождении пути С1 – С2 – С3 и т.д будет включаться в данную схему, обогащать ее.

Познавательная мотивация является достаточной для возникновения новых цепочек ожиданий. Однако результаты научения, часто остаются ненаблюдаемыми, латентными до тех пор, пока при возникновение какой-либо деловой (непознавательной) мотивации какой-либо этап пути С1 – С2 – С3 и т.д вдруг не станет целевым. В этот момент животное (и человек) начинает использовать имеющиеся у него знания, для достижения цели сразу, без предварительного исследования ситуации через пробы и ошибки.

Литература:

Х.Хекхаузен. Мотивация и деятельность. - СПб.: Питер; М.: Смысл, 2003.

П.К.Анохин. Философские аспекты теории функциональной системы. – М.:Наука, 1978.

История психологии. Период открытого кризиса. Тексты. – М.: МГУ, 1992.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/392654-statja-bazovye-principy-poznavatelnoj-aktivno