Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

От натурфилософии к нейропсихологии 2 страница





половине 20-го века. Эмигрировавший в Англию австрийский философ и методолог науки Карл Поппер подчеркнул значение теорий в процес­сах эмпирического познания. От Фрэнсиса Бэкона до бихевиористов и представителей логического позитивизма (неопозитивизма) в науке до­минировало представление о необходимости строго индуктивного, пол­ностью непредвзятого описания фактов (см. 1.3.2). На своих лекциях Поппер просил студентов взять лист бумаги и непредвзято описать все, что они наблюдают. Студенты не могли этого сделать и спрашивали, на что они должны обратить внимание40. Поппер также выдвинул ставший широко известным методологический принцип фальсифицируемости теорий, согласно которому всякая научная, основанная на эмпиричес­ких данных теория должна допускать возможность ее опровержения. Ирония состоит в том, что применение этого принципа к взглядам его учителя Бюлера могло бы быть затруднительно в силу их чрезвычайной общности.

Вторым конгениальным автором был крупнейший французский психолог, профессор Коллеж де Франс Пьер Жане (1859—1947). Он продолжил функционалистские исследования эмоций, воли и памяти, начатые его учителем Рибо, и связал их с идеями французской социоло­гической школы конца 19-го — первой половины 20-го века. Для пред­ставителей этой школы (социолога Дюркгейма, психологов Блонделя и Хальбвакса, а также, несколько позднее, антрополога Леви-Брюля) формирование психики и поведения человека определялось культурно-историческими факторами. К этим факторам относились как материаль­ные продукты деятельности, так и характеризующие определенную культурно-историческую среду идеальные объекты — социальные пред­ставления4'.

Жане попытался создать всеобъемлющую теорию эволюционного развития и иерархического строения психики (от рефлексов до социаль­но обусловленных интеллектуальных действий), основанную на пони­мании психологии как науки о поведении. Однако в отличие от бихе­виористов он не сводил поведение к двигательным актам, подчеркивая интегративную роль сознания, в особенности применительно к высшим

40 Современные исследования внимания содержат множество примеров так называе­
мой «слепоты невнимания», когда испытуемые не воспринимают объекты и события, если
не ожидают увидеть их при данных обстоятельствах (см. 4.1.3 и 4.2.1). Огромный факти­
ческий материал истории когнитивной психологии также содержит большое количество
иллюстраций того, как один и тот же феномен не только описывался, но даже и воспри­
нимался довольно различным образом, в зависимости от доминирующего теоретическо­
го подхода.

41 Критикуя индивидуализм традиционных философских и психологических концеп­
ций, Дюркгейм подчеркивал зависимость нашего сознания от социальных представле­
ний: «Мы являемся жертвами иллюзии, которая заставляет нас верить, что мы создали
то, что на самом деле лишь управляет нашей волей извне» (Durkheim, 1895/1982, р. 13). В
современной когнитивной науке предпринимаются попытки уточнить и развить взгляды

86       о социокультурной обусловленности индивидуального опыта (см. 6.3.3 и 9.4.2).


формам поведения. Такими высшими формами поведения, по его мне­нию, являются опосредованные сначала примитивными знаками (по типу зарубок на дереве или завязанных «на память» узелков), а затем и речевыми значениями воля, память, мышление и самосознание. Для ил­люстрации идеи опосредования Жане и его коллегами использовались не только клинические случаи психических расстройств (они рассмат­ривались как примеры дезинтеграции сознания), но и эксперименты на запоминание, проводившиеся с применением предметов-знаков — впол­не в духе последующих работ школы Выготского. Возникновение языка Жане связывал с развитием памяти и, в особенности, представлений о времени. Мышление генетически становится заместителем реального действия и опирается в своих развитых формах на внутреннюю речь.

Для полноты картины нам нужен был бы лишь пример из англо­язычной психологии. Здесь лучшим примером являются классические исследования профессора Кембриджского университета, основателя знаменитого Отделения прикладной психологии {Applied Psychology Unit, A PU) при Британском медицинском совете Фредерика Бартлетта (1886—1969). До того как стать изобретательным психологом-экспери­ментатором, он получил широкое философское и антропологическое образование, что позволило ему подойти к решению психологических проблем с позиций социальной и культурной детерминации поведения. Особую известность (правда, в основном, уже после его смерти) Барт-летту принесли его исследования сложных, социально-опосредованных форм памяти и мышления.

Убежденный, как ранее Вундт, что эксперименты эббингаузовско-го типа не столько способствуют, сколько препятствуют выявлению ре­альных закономерностей памяти, Бартлетт (Bartlett, 1932) первым на­чал изучать в 1920-е годы особенности припоминания осмысленного текста и даже некоторых реальных событий (они обычно разыгрыва­лись его ассистентами прямо во время лекции). Он обнаружил, что па­мять никогда, за исключением случаев цитирования хорошо известно­го текста, не бывает буквальной, так что воспроизведение обычно сопровождается изменениями исходного материала. Изменения вклю­чают не только отдельные пропуски (забывание), но и качественные модификации и даже введение совершенно новых фрагментов. При произвольном воспоминании некоторого эпизода человек сначала вос­станавливает общее эмоциональное отношение к нему, а затем, исполь­зуя свой прошлый опыт, реконструирует и, отчасти, конструирует де­тали. Такая конструктивная перестройка приводит материал в соответствие с социокультурными нормами и стереотипами, принятыми в данной среде. Поэтому воспроизведение одного и того же рассказа оказывается различным у представителей разных этнических и социо­культурных групп.


87


Для объяснения этих данных Ф. Бартлетт воспользовался поняти­ем «схема», которое широко применялось его близким знакомым, не­врологом Генри Хэдом во время и после Первой мировой войны при описании нарушений моторики, памяти и речи, вызванных локальны­ми поражениями мозга. Эти работы, в частности, показали, насколько устойчивым во многих случаях остается субъективный образ тела, или схема тела, продолжающий включать фантомы конечностей даже через длительное время после их ампутации. Бартлетт вложил в понятие «схе­ма» более глубокое значение — для него это одновременно и форма обоб­щенной, социокультурной организации прошлого опыта и инструмент, используемый в выполнении любого хорошо адаптированного поведен­ческого акта, в том числе процессов решения задач на припоминание. Всякое новое знание пополняет схематическую организацию опыта, ко­торый творчески, с элементами непредсказуемой вариативности ис­пользуется для решения следующих задач. В последнем можно видеть сходство с идеями Канта, который понимал под схемами правила твор­ческого (продуктивного) воображения (см. 1.1.3).

Позднее Бартлетт (Bartlett, 1958) распространил этот подход и на психологию мышления. Оно понималось им по аналогии со сложными двигательными навыками, но выполняемыми, главным образом, во внутреннем плане. В своих исследованиях Бартлетт первым описал ряд качественно различных форм мышления, таких как мышление учено­го-экспериментатора, художника и юриста. Эти профессионально-спе­цифические формы мышления Бартлетт противопоставил так называе­мому «обыденному» (или повседневному — англ. everyday) мышлению каждого из них. Он также провел очень важное разграничение между мышлением в закрытых (заданные условия необходимы и достаточны для решения) и открытых системах (список условий потенциально бесконечен, а задача не имеет строгого логического, формального ре­шения). В целом, в подходе этого автора постоянно, на протяжении не­скольких десятилетий подчеркивалась роль творческих трансформаций материала, семантики и специфического социокультурного опыта, а не врожденных формальных правил, подобных правилам трансформаци­онной грамматики.

Таким образом, Выготский и его коллеги действительно были не одиноки в своих поисках. Естественно задать вопрос, почему эти линии исследования не привели уже тогда к обновлению научной психологии, созданию своего рода «культурно-исторической нейропсихологии раз­вития»? Очевидно, главная проблема состояла и, отчасти, все еще со­стоит в отсутствии надежных методов. Многое делалось и объяснялось в режиме ad hoc. Например, в изучении развития доминировал метод наблюдения (причем часто, как в работах Пиаже, наблюдения проводи­лись над собственными детьми). Что касается нейропсихологических

гипотез, то они длительное время могли проверяться лишь post mortem, 88


после смерти пациента. Положение стало быстро меняться в последние годы — в результате прогресса методологии эксперимента, расширения спектра междисциплинарных работ и, наконец, революционных изме­нений технической базы исследований. Поэтому синтез позитивист­ской и романтической ориентации становится сегодня реальной науч­ной задачей. Ее решение зависит от возможности достаточно строгого контроля «романтических переменных». Анализу достигнутых на этом пути результатов, в известной степени, и посвящена данная книга.


89


2










































































ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОДХОДОВ


Структура главы:

2.1   Информационный подход

2.1.1 Кибернетика и статистическая теория связи

2.1.2 Инженерная психология и ее эволюция

2.1.3 Поиски ограничений пропускной способности

2.2  Компьютерная метафора

2.2.1 Ментальные модели и аналогия с компьютером

2.2.2 «Когнитивная психология» Улрика Найссера

2.2.3 Принципы символьного подхода

2.3   Модулярность познания и коннекционизм

2.3.1 Идея специализации обработки

2.3.2 Гипотеза модулярности: вклад Джерри Фодора

2.3.3 Нейронные сети в психологии

2.4  Усиливающееся влияние нейронаук

2.4.1 Интерес к нейропсихологическим данным

2.4.2 Новые методы и старые проблемы

2.4.3 Нейробиологические модели познания


92


На рубеже 1960-х годов произошла быстрая смена сферы интересов и теоретической ориентации мировой экспериментальной психологии. Термин «когнитивный» стал относиться не только к высшим познава­тельным процессам, но также к восприятию и даже моторике, мотива­ции и эмоциям. Складывается впечатление, что иногда он использует­ся, по словам голландского психолингвиста Флореса д'Аркэ, «в качестве модной этикетки, позволяющей сбыть залежалый товар» (Flores d'Arcais, 1975, p. 45). Отдельным примерам такого рода, несомненно, противостоит — особенно в лице междисциплинарной когнитивной на­уки — ведущее направление современных научных исследований пове­дения и психики человека. Это направление постоянно развивается и имеет значительное число способных и активных сторонников.

Главным достижением когнитивной психологии стало то, что она полностью восстановила прерванное бихевиоризмом почти на полвека изучение познания. После появления вычислительных машин анализ внутренних психических процессов и состояний внезапно перестал ка­заться чем-то сомнительным. Но и внутри области познавательных про­цессов оказались неожиданные пробелы. Так, на первых порах из рас­смотрения выпала проблема обучения. Дело в том, что известные до тех пор компьютеры были устройствами, которые не обучались, их возмож­ности были жестко заданы «хардвером» и программным обеспечением. Типичный компьютер последовательно оперирует дискретными симво­лами. Для него характерно отделение активного процессора от пассив­ной памяти. Процессор имеет ограниченную пропускную способность, тогда как пассивная память, напротив, является существенно более ем­кой. Те же черты стали находить и в организации когнитивной сферы человека. Потребовалось более двух десятилетий и тысячи эксперимен­тов для выявления противоречий и начала интенсивных поисков аль­тернативных архитектур. На первый план выдвинулись представления о параллельной обработке. Появились новые методы, позволяющие ре­конструировать и даже в какой-то мере «увидеть» процессы, разворачи­вающиеся в самих структурах мозга. В когнитивных исследованиях ком­пьютерная метафора в различных ее модификациях все более уступает место теориям и моделям, основанным на анализе реальных нейрофи­зиологических механизмов и их эволюционного развития.


2.1 Информационный подход

2.1.1 Кибернетика и статистическая теория связи

Решающее значение для появления когнитивной психологии имела ки­бернетическая революция в науке и технике, истоки которой, в свою очередь, связаны с развитием формальной и математической логики. В середине 19-го века Дж.С. Милль и Дж. Буль были убеждены, что их системы логики описывают законы мышления (именно так называлась вышедшая в 1858 году книга Буля, содержавшая описание двоичной ал­гебры). Отличительной чертой психологических теорий, которые ори­ентировались на эти достижения, уже тогда был более или менее отчет­ливый отказ от рассмотрения физиологических механизмов, которые, правда, в то время были еще практически неизвестны.

В 1900 году немецкий математик Давид Гильберт сформулировал ряд нерешенных в 19-м столетии проблем, часть из которых была связа­на с формальным обоснованием таких аксиоматических систем, как арифметика, геометрия, пропозициональная логика. Речь шла о полно­те, непротиворечивости и вычислимости выражений, записанных в тер­минах «языка» этих систем. Несмотря на усилия выдающихся авторов и полученные ими принципиальные результаты, заметное продвижение в решении этих проблем произошло только в 1930-е годы, благодаря ра­ботам Гёделя, Колмогорова, Поста, Чёрча и Тьюринга (см. 9.2.2). Анг­лийский логик Алан Тьюринг проанализировал проблему эффективнос­ти процедур вычисления. Идея эффективности близка лейбницевской идее алгоритма — последовательности операций, ведущих через опреде­ленное (конечное) число шагов к решению. Тьюринг показал, что любая эффективная процедура может быть реализована с помощью простого абстрактного автомата, получившего название «машины Тьюринга». Со­стояния и изменения состояний этой «машины» могут быть описаны с помощью четырех или пяти элементарных логических операций, счи­тывающих и записывающих двоичные числа в ячейки передвигаемой вперед и назад бесконечной ленты. Эта работа сделала возможной очень наглядное теоретическое обоснование функционирования вычисли­тельной техники, так как с формальной точки зрения всякое цифровое вычислительное устройство является ничем иным, как физическим воп­лощением «машины Тьюринга».

«Кибернетика» американского математика и физика Норберта Ви­нера, вышедшая в свет в 1948 году и переведенная потом на многие языки (например, Винер, 1958), зафиксировала начало новой научно-технической революции, основанной на теории управления и сервоме­ханизмов, статистической теории связи и применении программируе­мых вычислительных устройств. Как пишут А.И. Берг и Б.В. Бирюков, «Кибернетика осуществляет формализованный подход к объектам раз­личной природы — техническим, биологическим, социальным. Смысл


этого подхода состоит в том, чтобы выделить в них стороны, связанные с управлением и переработкой информации... Кибернетика влечет за со­бой изменение привычных взглядов на некоторые философские катего­рии. Например, концепция управления как перевода управляемого объекта из одного состояния в другое в соответствии с целью (задачей) управления влечет за собой определенное переосмысление телеологи­ческого... подхода. Если до кибернетики представление о цели обычно считалось неотделимым от идеализма, то теперь становится очевидным, что это понятие органически входит в число наиболее общих понятий, используемых для описания реальности» (Берг, Бирюков, 1975, с. 503).

Так была реабилитирована одна из характерных особенностей того, что Курт Левин и неопозитивисты называли «аристотелевским способом образования понятий» (см. 1.3.2). Кибернетика стала пер­вым опытом широкого синтеза научных дисциплин в 20-м веке, про-образом современной когнитивной науки. Многое в кибернетике было подготовлено работами не только математиков и физиков, но и фило­софов, физиологов, психологов1. Уже у Аристотеля можно найти пре­красный образ управления кораблем, который может вестись к цели различными способами: капитаном по звездам, местным лоцманом по береговым ориентирам и т.д. Карл Бюлер в своей книге о причинах первого кризиса психологии (Buehler, 1927) прямо называл изучение процессов управления поведением на основе психического отображе­ния (нем. Darstellung) окружения — центральной задачей этой научной дисциплины.

В более узком исследовательском контексте Кёлер (см. Metzger, 1975) дал анализ фиксационных движений глаз в терминах работы ме­ханизма с отрицательной обратной связью (англ. feedback). Примерно та же самая задача удержания прицела на движущемся объекте интересо­вала и Винера, который занимался созданием вычислительной маши­ны для управления зенитным огнем. Важно отметить, что в случае сис­тем с обратной связью, особенно если эти системы включают несколько уровней организации, теряет свою объяснительную силу столь важное в механике и в науках о неживой природе понятие линейных причин-

1 Ближайшим сотрудником Винера и его соавтором по статье «Поведение, целена­
правленность и телеология» (Винер, 1958) был физиолог Розенблют. Разработка идеи це­
ленаправленности была дана ранее такими физиологами, как П.К. Анохин, H.A. Берн-
штейн, В.ф. Вайцекер и Э.ф. Хольст. В последнее время нейрофизиология вновь стано­
вится источником идей для всего комплекса когнитивных исследований (см. 2.4.3 и 9.1.1 ).
При этом происходит поиск понятий, которые могли бы лучше выразить сложность изу­
чаемых систем, чем ставшие привычными понятия кибернетики. Так, по предложению
американского биолога Дж. Эдельмана (Нобелевская премия 1972 года за работы по им­
мунологии) в когнитивной науке начинает использоваться понятие «повторного ввода»
(англ. re-entry), близкое понятию «обратная связь», но подчеркивающее значение само­
организации
нейронных систем живого, частично осознающего себя организма (напри-
94       мер, Edelman, 1985).


но-следственных связей. На место этого понятия выдвигается представ­ление о круговой причинности. Например, в физиологических исследо­ваниях картезианское понятие рефлекторной дуги было еще в 1930-е годы, то есть в период доминирования основанных на схемах «стимул-реакция» бихевиористских концепций и до официального появления кибернетики, заменено представлением о рефлекторном кольце, причем произошло это практически одновременно на Востоке (H.A. Бернш-тейн) и на Западе (Виктор фон Вайцекер). Так яблоки, по словам Гёте, одновременно падают осенью в разных садах.

Начиная с 1942 года в США стали практически регулярно происхо­дить встречи, в которых участвовали ведущие кибернетики, лингвисты, физиологи и психологи. Междисциплинарные конференции и семина­ры, на которых закладывалась основа для совместных исследований, в духе последующей когнитивной науки, участились с окончанием войны и в других странах, в частности, в Советском Союзе. В 1950-е годы по­явились возможности и для прямых международных контактов разроз­ненных до того времени национальных групп. Из многочисленных дос­тижений и нововведений кибернетики в психологию проникли первоначально, пожалуй, только положения статистической теории связи, изложенной в доступной для психологов форме Шенноном и Уивером (Shannon & Weaver, 1949). Эта теория — она стала известна по­том как теория информации — предлагала простой формальный аппарат для оценки количества информации, содержащейся в том или ином со­общении.

Количество информации Н, передаваемое сообщением о реализации одного из N равновероятных событии, определяется по формуле:



 


Количество информации измеряется, таким образом, в двоичных ло­гарифмических единицах, или битах. Передача количества информации, равного одному биту, позволяет уменьшить неопределенность ситуации вдвое, двух битов — вчетверо и т.д. Множество всех возможных событий, естественно, заранее должно быть известно на принимающей стороне. Приведенная выше формула описывет максимально возможное количе­ство информации, достигаемое в случае, когда система событий совер­шенно случайна. Если система событий структурирована, так что разные события возникают с различной вероятностью/>, то среднее количество информации для множества из N событий определяется несколько бо­лее сложной формулой:



 


 


Именно эта информация Я при продолжительном предъявлении сиг­налов определяет нагрузку на канал связи. Разница между максимально


95


96


возможным и фактическим количеством информации определяет далее так называемую избыточность системы событий. Избыточность являет­ся ничем иным, как мерой организации такой системы, степени ее отли­чия от совершенно случайного, хаотичного состояния. Важным источ­ником избыточности в канале связи являются, наряду с абсолютной вероятностью возникновения событий, условные вероятности следова­ния события друг за другом. Так, поскольку появление, а главное, сле­дование отдельных фонем друг за другом в звуках человеческой речи да­леко не равновероятны, общая избыточность системы фонем (или же букв при письме и чтении) естественных языков оказывается довольно большой, примерно равной 70%.

С инженерной точки зрения, можно говорить далее о различной сте­пени оптимальности процессов кодирования информации. Оптималь­ным является такое кодирование событий, например в виде последова­тельностей двоичных символов «0» и «1», при котором более вероятные события будут представлены, более короткими цепочками символов. Интересно, что соответствующая эмпирическая зависимость — чем ча­стотнее слово в языке, тем оно короче — действительно известна в лингвистике, где она называется «вторым законом Ципфа». При опти­мальном кодировании канал связи, имеющий пропускную способность С бит/с, будет передавать С/Н двоичных символов в секунду. Если ко­дирование не оптимально, то фактическая скорость передачи инфор­мации уменьшится. Она в принципе никогда не может превзойти про­пускную способность канала С, а тем более стать бесконечной (Яглом, Яглом, 1973).

Первой претеоретической метафорой будущей когнитивной пси­хологии стало, таким образом, понимание человека как канала связи с ограниченной пропускной способностью. Это понимание буквально совпадало с тем специфическим аспектом рассмотрения возможностей человека, который был характерен для проводившихся еще в годы Вто­рой мировой войны инженерно-психологических исследований. По­скольку экстремальные условия войны и начавшегося сразу после нее военно-индустриального соревнования Востока и Запада вновь и вновь обнаруживали специфические слабости человеческого звена в системе человек—машина, необходим был единый язык описания ограничений как техники, так и самого человека-оператора. Теория информации была воспринята многими психологами и инженерами как своего рода лапласовская «мировая формула» (см. 1.1.2), позволяющая единообраз­но описать возможности не только технических звеньев человеко-ма­шинных систем, но и большое количество собственно психологических феноменов.


2.1.2 Инженерная психология и ее эволюция

В силу их значительного и продолжающегося влияния на когнитивный подход, нам следует хотя бы кратко остановиться здесь на особенностях и эволюции исследований «человеческого фактора» {human factor engineering), получивших в Западной Европе и СССР название инженер­ной психологии. Появление этой области исследований было вызвано це­лым рядом случаев отказа человеко-машинных систем, произошедших по вине человека. Один из наиболее драматических, хотя и малоизвест­ных эпизодов случился в декабре 1941 года на американской военно-морской базе Перл-Харбор, когда инженеры, обслуживавшие один из первых образцов только что поступивших на вооружение радиолокато­ров, отчетливо увидели на экране отраженные от приближающихся японских самолетов сигналы, но просто не поверили, что такое количе­ство сигналов возможно, и решили отправить аппаратуру на ремонт вме­сто того, чтобы сообщить в штаб флота о возможном нападении.

Потребовалось целое десятилетие, чтобы научиться аккуратно опи­сывать подобные ситуации. Для этого инженерными психологами наря­ду с теорией информации стала использоваться заимствованная из ра­диотехники и психофизики теория обнаружения сигнала (Wald, 1950). Благодаря ряду допущений, эта теория позволила описать работу опера­тора в задачах на обнаружение с помощью всего лишь двух параметров: чувствительности (а") и критерия (β). Если первый параметр описывает сенсорные возможности различения сигнала на фоне шума, то второй, как мы сказали бы сегодня, связан именно с когнитивными переменны­ми: представлением о вероятности появления сигнала, а также оценкой относительной «цены» последствий двух возможных и неизбежных в си­туации обнаружения ошибок — пропуска сигнала и ложных тревог. На ос­новании этих когнитивных переменных формируется готовность опера­тора при прочих равных условиях подтверждать наличие сигнала (низкий, или либеральный критерий) либо воздерживаться от такого под­тверждения (высокий, или консервативный критерий). С формальной точки зрения, именно завышенное положение критерия помешало опе­раторам в Перл-Харборе подтвердить приближение воздушных целей.

На рис. 2.1 показаны два идеализированных примера ситуации обна­
ружения сигнала для простейшего случая, при котором появление сигна­
ла не меняет разброса значений распределения шума, а просто сдвигает
это распределение вправо по оси величин регистрируемой в сенсорных
каналах активности. Распределение шума (аналог спонтанной сенсорной
активности) предполагается нормальным и стандартным, так что его сред­
нее равно нулю, а стандартное отклонение — единице. Верхний график
описывает ситуацию обнаружения слабого сигнала, сдвигающего рас­
пределение шума лишь на 0,5 его стандартного отклонения. Величина 0,5
и есть значение параметра чувствительности, обычно обозначаемого как
d' (произносится «дэ штрих»). Нижний график иллюстрирует обнаруже-           „_


Ρ =2,0

сигнал и шум


шум


β = 0,0 нет да


-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0

d" сенсорное возбуждение



 


-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0

а' сенсорное возбуждение

Рис. 2.1. Примеры использования аппарата теории обнаружения сигнала для описания ситуаций обнаружения слабого (А) и сильного (Б) сигналов на фоне шума.


98


ние более мощного сигнала. Расстояние между распределениями и, сле­довательно, чувствительность здесь больше: d' = 1,5. На обоих графиках также приведены по два возможных значения параметра критерия выбо­ра ответа, β («бета»). Оператор, принимающий более низкий из этих двух критериев (β = 0,0), будет сообщать о появлении сигнала всякий раз, когда величина сенсорной активности превышает среднее для рас­пределения шума значение. Критерий β = 2,0 означает, что о присут­ствии сигнала будет сообщаться, если величина сенсорной активности превысит два стандартных отклонения распределения шума.


Лейтмотивом множества исследований, проведенных с использо­ванием аппарата теории обнаружения сигнала, стало представление о субоптимальности решений человека в ситуациях обнаружения. Особен­но проблематичным оказалось постепенное ухудшение результатов об­наружения с увеличением времени наблюдения. Это ухудшение обычно состоит в ужесточении критерия принятия решений, что ведет к умень­шению числа ложных тревог, но чревато также и все более вероятными ошибками пропуска сигнала. Особенно яркими примерами этого яви­лись сбои в обнаружении воздушных целей при охране наиболее важных государственных объектов системами противовоздушной обороны (ПВО) СССР и США в 1980-е годы. Так, в 1987 году немецкий летчик-любитель Маттиас Руст пересек со стороны Финляндии советскую гра­ницу, незамеченным долетел до Москвы и приземлился на Красной пло­щади. Некоторое время спустя похожий инцидент произошел и в США, где недовольный налоговой политикой правительства фермер, захватив охотничье ружье, беспрепятственно долетел до центра Вашингтона, но разбился при попытке посадить свой самолет в саду Белого Дома. В обо­их случаях операторы ПВО были «обезоружены» многолетним ожидани­ем вражеского нападения: стремясь избежать ложных тревог, они посте­пенно ужесточали критерии и в конце концов практически перестали замечать потенциально опасные цели.










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 216.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...