Концептуальное сочетание

Концептуальное сочетание является фундаментальным когнитивный процесс , посредством которого два или более существующих базовых понятия мысленно синтезируются для создания составного понятия более высокого порядка. Продукты этого процесса иногда называют « сложными концепциями ». Объединение концепций позволяет людям использовать конечное число понятий, которые они уже понимают, для создания потенциально безграничного количества новых, связанных концепций. Это важный компонент многих способностей, таких как восприятие , речь , синтетическое мышление , творческое мышление и абстракция .

Концептуальная комбинация является важной концепцией в области когнитивной психологии и когнитивной науки .

Механизм

Механизм, с помощью которого происходит концептуальное объединение, является дискуссионным как на когнитивном, так и на нейрологическом уровне. Таким образом, было разработано или применено множество моделей, чтобы лучше определить, как происходит этот процесс.

Когнитивный

Когнитивные модели пытаются функционально описать мысленные вычисления, участвующие в концептуальной комбинации.

Теория ограничений

Теория ограничений предполагает, что концепция, возникшая в результате попытки концептуальной комбинации, контролируется тремя ограничениями, известными как диагностичность, правдоподобие и информативность. Диагностика относится к обладанию сложным понятием определяющими свойствами составляющих его простых понятий. Поскольку такие свойства являются диагностическими для составляющих концепций, по крайней мере некоторые из них должны быть диагностическими для представлений более высокого порядка, построенных на основе этих концепций. Правдоподобие означает соответствие существующим знаниям и предыдущему опыту. Он основан на предположении, что сложное понятие должно быть разумно релевантно контексту, в котором оно используется. Это предположение имеет наибольший смысл в практическом лингвистическом контексте, особенно когда говорящий заботится о понимании слушателя. Информативность — это свойство иметь больше значений или свойств, чем любой отдельный компонент. Если бы сложное понятие не отличалось от какого-либо данного компонента, оно было бы идентично этому компоненту. Поскольку ничто логически не может быть одновременно компонентом чего-либо и целостностью чего-либо, сложное понятие должно, по крайней мере, быть суммой своих частей. Многие утверждают, что взаимодействие между составляющими концепциями должно позволять сложной концепции превышать эту сумму. Если существует несколько возможных способов структурирования или интерпретации сложной концепции, будет использоваться тот, который лучше всего или наиболее удовлетворяет этим ограничениям. Парадигма, на которой основана теория ограничений, является вычислительной и, следовательно, рассматривает разум как процессор, который работает на основе стандартных протоколов решения проблем (т. е. алгоритмы и эвристики ).

Распространение активации

Модель распространения активации — это модель в коннекционистской теории, иногда предназначенная для представления того, как понятия активируются по отношению друг к другу. Хотя его обычно применяют к процессам поиска информации, таким как распознавание, мозговой штурм и припоминание, его можно использовать для объяснения того, как понятия комбинируются и соединяются.

Модели распространения активации представляют память и знания как сеть взаимосвязанных концепций. Каждая концепция проявляется как узел внутри этой сети, причем связанные узлы/концепции связаны друг с другом связями. Понятия, которые более тесно связаны друг с другом либо по содержанию, либо по прошлому опыту человека, соответственно, связаны более прочно.

Когда одно понятие используется в рабочей памяти , соответствующий узел также активируется. Эта активация распространяется по ссылкам узла, что упрощает активацию узлов, к которым подключен активированный узел. Эта распространяющаяся активация стимулирует связанные узлы, заставляя их активироваться в степени, пропорциональной силе связи между стимулирующим узлом и стимулируемым узлом. Если через связи стимулируемого узла накапливается достаточная чистая стимуляция, он также активируется. Таким образом, подключение к активированному узлу облегчает переход неактивного узла в активный; концепции становятся более доступными, когда людей сначала стимулируют связанными концепциями. Такое увеличение удобства доступа известно как «заправка».

Модели активации распространения обычно предполагают, что концепции обработки происходят последовательно; то есть каждое понятие обрабатывается по одному, одно за другим. Таким образом, люди склонны легче, легче и быстрее комбинировать понятия, если они более тесно связаны внутри сети понятий. Однако этот вывод привел к тому, что распространение активации подверглось серьезной критике, особенно в отношении того, как эта концепция используется в теориях признаков.

Функциональные теории

Обычно предполагается, что черты и свойства сложных понятий вытекают из простых понятий, из которых они состоят. Одна из широко обсуждаемых моделей предполагает двухэтапный последовательный процесс. На начальном этапе функции каждой простой концепции компонента извлекаются из памяти посредством распространения активации. Это позволяет сложной концепции приобретать функции с существующими отношениями с ее составляющими простыми концепциями. На этом этапе генерируется базовое определение того, что такое сложная концепция и/или что она означает. На втором этапе знания и рассуждения используются на основе характеристик, накопленных на предыдущем этапе, для создания дополнительных функций. Например, можно было бы предположить, что сложная концепция «белая куртка», если ее надеть в метель, сделает человека трудноразличимым; из этого следовало бы, что следует приписать свойство «хорошего для зимнего камуфляжа», несмотря на то, что это свойство не связано тесно с компонентными понятиями «белый» или «куртка». Этот этап особенно полезен, когда свойства сложных понятий противоречат свойствам составляющих их понятий, например, разные цвета молока и шоколадного молока.

Однако эта модель подверглась критике из-за ее несоответствия эмпирическим исследованиям. Если, например, концептуальная комбинация использует последовательную активацию распространения, проверка свойств сложных концепций должна занять больше времени, поскольку они обязательно содержат больше концепций, чем составляющие их простые концепции. Тем не менее исследования показали, что для подтверждения свойств сложных понятий требуется меньше времени, чем для их компонентов, и примерно одинаковое время для отклонения ложных свойств обоих. Это происходило даже тогда, когда свойства сложного понятия противоречили свойствам простых понятий. Аналогичным образом, когда участникам эксперимента сначала знакомят с набором функций, а затем просят проверить, соответствуют ли они простым или сложным концепциям, участники, как правило, быстрее дают правильные проверочные ответы для сложных концепций.

Неврологический

Нейрологической основе концептуальной комбинации уделялось значительно меньше внимания, чем ее когнитивной основе. Тем не менее исследования выявили несколько конкретных областей мозга, которые тесно, если не полностью, ответственны за нейронную обработку, участвующую в объединении понятий.

Особое значение имеет левая передняя височная доля . Ранее исследования продемонстрировали аддитивный эффект стимуляции этого участка ткани нервной коры. Когда участникам эксперимента устно предлагались определенные простые концепции, обработка информации вызывала электрическую стимуляцию этой области. Когда одним и тем же участникам устно предлагалось одно сложное понятие, сформированное из комбинации вышеупомянутых простых понятий, записанная стимуляция была эквивалентна сумме стимуляции, возникшей в результате каждого отдельного компонента простого понятия. Другими словами, стимуляция, вызванная сложным понятием, эквивалентна общей стимуляции, вызванной составляющими его понятиями. Более поздние данные противоречат этим результатам, указывая на мультипликативный эффект, при котором активация, вызванная сложным понятием, является продуктом уровней активации, вызванных его составляющими понятиями, а не суммой.

Дальнейшее подтверждение роли левой передней височной доли было ранее подтверждено нейропсихологическими исследованиями. Семантическая деменция — это расстройство, при котором затруднены концептуальные манипуляции, включая концептуальные комбинации. Это указывает на то, что повреждение нейронов, связанное с семантической деменцией, происходит именно в этой области мозга. К сожалению, нейропсихологические исследования, пытавшиеся воспроизвести эту закономерность, потерпели неудачу, что привело к неопределенности относительно достоверности первоначальных результатов.

Язык

Поскольку язык является средством передачи и выражения понятий, процессы, связанные с лингвистическим выражением и интерпретацией, тесно переплетаются с комбинированными понятиями. Многие теории механизмов объединения понятий, включая теорию ограничений. были разработаны в контексте языка и, следовательно, имеют больше смысла при применении в лингвистическом контексте. Исследование лингвистических аспектов сочетания понятий, как правило, было сосредоточено на механизме интерпретации.

Лексические понятия

Понятие, которое можно выразить с помощью одного слова, называется лексическим понятием. Лексическое понятие обычно рассматривается как базовое понятие, хотя оно с таким же успехом может быть и сложным понятием.

Два лексических понятия часто используются вместе как фразы для представления объединенного понятия большей специфичности. Это наиболее отчетливо видно при использовании прилагательных для изменения существительных и использовании наречий для изменения глаголов и прилагательных. Рассмотрим, например, такие фразы, как «подгоревший тост», «есть грубо» и «с готовностью любим». Лексические понятия из нескольких существительных также могут использоваться вместе для представления объединенных понятий. Благодаря этому процессу ограниченный набор существительных может быть использован для создания экспоненциально большего количества фраз, таких как «звуковая волна», «видеоигра» и «снотворное».

Интерпретация

Помимо теории ограничений, существуют две основные теории, касающиеся механизма интерпретации комбинаций существительное-существительное . Первой из них является теория двойного процесса. Теория двойного процесса предположила, что существует два способа, с помощью которых люди интерпретируют фразы «существительное-существительное». Реляционная интерпретация пытается установить связь между существительными и интерпретирует объединенную фразу с точки зрения этой связи. Например, можно реляционно интерпретировать фразу «змеиная мышь» как относящуюся к мыши, предназначенной для употребления в пищу змеями, поскольку эти два понятия имеют хищнические отношения. Интерпретация свойств определяет свойства, связанные с первым существительным, а затем применяет их ко второму существительному. В этом случае словосочетание «мышь-змея» можно интерпретировать как мышь с ядовитыми клыками или удлиненным телом.

Вторая основная теория известна как теория конкуренции в отношениях между номиналами . В нем говорится, что предполагаемый эффект модификации существительного на его партнера в новой комбинации существительное-существительное - это тот эффект, который оно чаще всего использовало в прошлом. Например, «шоколадный кот» обычно интерпретируется как «кот, сделанный из шоколада», а не как «кот, питающийся шоколадом» просто потому, что модификатор «сделанный из» сильно обусловлен тем, что он ассоциируется со словом «шоколад».

Объяснения языкового выражения сложных понятий были связаны с активации распространением моделей . Когда человек идентифицирует лексическое понятие посредством зрения или слуха, говорят, что активируется соответствующий узел в когнитивной сети этого человека. Это облегчает понимание лексических понятий, связанных с активированным понятием, поскольку они подготовлены. Это согласуется с текущими эмпирическими данными, которые показывают, что когда люди интерпретируют предложения, они обрабатывают языковой контент быстрее, когда несколько связанных слов следуют друг за другом. В свою очередь, людям становится легче объединить эти связанные понятия и понять их как взаимосвязь, а не как две отдельные сущности. Например, рассмотрим пример: «Джон намазал бублик маслом». В этом предложении лексические понятия «спред», «масло» и «бублик» связаны друг с другом и легко объединяются в мысленное представление сценария завтрака. И наоборот, рассмотрим пример: «Джон испек компьютер». Поскольку «запеченный» и «компьютерный» не являются родственными лексическими понятиями, для построения мысленного представления этого необычного сценария требуется больше усилий и времени.

Однако распространение моделей активации концептуальной комбинации подверглось критике в свете того, как люди наблюдали за объединением языков. Те, кто утверждает, что теория недостаточно описывает лингвистические концептуальные комбинации, ссылаются на способность людей легко понимать комбинации лексических понятий, по-видимому, без видимой связи друг с другом. Одним из примеров этого может быть предложение «Джон увидел облако слона». «Слон» и «облако» не имеют тесной связи, но не требуется особых усилий, чтобы понять, что термин «слоновье облако» относится к облаку, имеющему форму слона. Это привело некоторых к выводу, что сочетание лексических понятий не полностью зависит от одновременной активации только связанных лексических понятий. Скорее, они утверждают, что этот процесс включает использование существующих узлов для создания совершенно новых концепций, независимых от их родительских концепций.

Недавно в рамках интерпретации комбинации понятий, в контексте когнитивного моделирования и когнитивно-инспирированных систем искусственного интеллекта, была разработана вероятностно-логическая структура, включающая когнитивную эвристику модификатора головы, способную учитывать сложные человеческие существительные-существительные. комбинации понятий (например, проблема «ЛЮБИМЫЕ РЫБКИ»). Такая структура использовалась и тестировалась как инструмент создания автономных систем.

Социальный контекст

Хотя многие теории новой интерпретации комбинаций существительное-существительное игнорируют влияние социальной среды, некоторые теоретики пытались объяснить любые непредвиденные обстоятельства, которые может вызвать социальный контекст.

Когда лексические сочетания понятий интерпретируются без влияния социального контекста, осуществляемая интерпретация называется смыслообразованием. Сюда входят все процессы, которые обычно происходят, за исключением тех, которые зависят от собеседника. Соответственно, гипотеза поколения утверждает, что механизм интерпретации комбинации существительное-существительное по существу одинаков, независимо от контекста. Это не исключает возможности того, что социальный контекст может каким-то образом влиять на порождение смысла, но утверждает, что базовая структура процесса не затрагивается. Как видно выше, споры о том, что влечет за собой порождение смысла и на сколько подпроцессов его следует разделить, являются спорным вопросом в когнитивной науке.

Гипотеза анафоры разрешения вместо этого утверждает, что прежде чем произойдет генерирование смысла, переводчики сначала проверяют свою память о недавнем сообщении, чтобы увидеть, относится ли комбинация к чему-то ранее обсуждавшемуся. Этот процесс называется разрешением анафоры». Если референт идентифицирован, интерпретация происходит без генерации смысла в свете этого референта. Даже если явный референт не существует, разрешение анафоры может помочь облегчить формирование смысла, предоставляя больше информации, которая может намекать на предполагаемое значение комбинации.

Гипотеза двойного процесса, которую не следует путать с теорией двойного процесса, утверждает, что генерация смысла и разрешение анафоры происходят параллельно. Оба процесса начинают работать, как только представлена ​​комбинация существительное-существительное. Сторонники этой гипотезы расходятся во мнениях относительно того, как в конечном итоге разрешится интерпретация. Некоторые полагают, что какой бы процесс ни пришел к выводу первым, он дает ответ. Другие полагают, что оба обеспечивают непрерывную информацию для третьего, посреднического процесса, который в конечном итоге принимает решение на основе информации от обоих.

Креативность

Творчество требует использования существующих концепций по-новому и, следовательно, требует концептуальной комбинации. Удивительно, но этот вклад кажется ограниченным. Концептуальная комбинация вносит значительный вклад в конвергентное , но не дивергентное мышление . Например, практика создания новых концепций посредством комбинирования не улучшает мозговой штурм. Однако это помогает в разработке творческих методов решения проблем.

Образовательные приложения

Растущее понимание психологическим сообществом того, как манипулируют концепциями, позволило преподавателям более эффективно преподавать новые концепции. Инструменты, разработанные на основе теории концептуальной комбинации, направлены на обучение отдельным задачам, а затем предлагают учащимся выполнять их вместе, чтобы развивать как базовые предметные навыки, так и критическое мышление, необходимое для их одновременного применения для решения новых проблем . Мадер и Вайда, например, разработали трехмерную сетку с ячейками регулируемой высоты, которая успешно использовалась во многих мероприятиях, способных повысить эффективность математического образования в средней школе .