Тема 8. Когнитивное социальное моделирование

 

История развития когнитивного подхода

Под когнитивный подходом понимается решение традиционных для данной науки проблем методами, учитывающими когнитивные аспекты, в которые включаются процессы восприятия, мышления, познания, объяснения и понимания. Когнитивный подход в любой предметной области акцентирует внимание на «знаниях», вернее, на процессах их представления, хранения, обработки, интерпретации и производстве новых знаний.

Когнитивный подход может рассматриваться как трамплин, позволяющий преодолеть невидимые барьеры, которые нередко возникают между людьми, говорящими и мыслящими на разных языках.

Рассмотрим применение когнитивного подхода для решения проблем, значимых для социальных систем, причем не только социальных проблем в узком смысле, но также широкого спектра организационных, производственных, экологических и других комплексных проблем, имеющих неотъемлемую социальную составляющую.

Что же такое «знание»? С точки зрения специалистов по инженерии знаний достаточно следующего определения: «Знание - это основные закономерности предметной области, позволяющие человеку решать конкретные производственные, научные и другие задачи, т.е. факты, понятия, взаимосвязи, оценки, правила, эвристики (иначе фактические знания), а также стратегии принятия решений в этой области (иначе стратегические знания)».

Наиболее распространено деление знаний на декларативные (знание - что) и процедурные (знание - как). Декларативное знание относится к знанию теоретического типа и предполагает умение объяснить, почему что-либо происходит. Процедурное знание является практическим знанием и означает какие-либо умения, навыки. Например, можно хорошо ездить на велосипеде, но не уметь научить кого-либо и не знать устройства велосипеда. Казалось бы, декларативное знание предполагает и владение практическими навыками. То, что это далеко не всегда верно, следует из примера, который любят приводить американские когнитологи: прекрасные профессора экономики, начав практическую деятельность на рынке, моментально разоряются и, наоборот, преуспевающие бизнесмены, пытаясь передать свой опыт молодежи, не могут внятно прочитать ни одной лекции.

Процедурные знания в свою очередь могут быть инструктивными (знание рецептов приготовления пищи, инструкций к бытовым приборам и т.д.) или ситуационными (умение действовать в конкретных ситуациях).

Последние годы внимание ученых привлек третий тип знания, которые называют знанием «изнутри» - знание культуры данной социальной системы. Такие знания могут носить неявный характер, недоступный «непосвященным».

Системы представления знаний подразделяют на три основных типа: системы правил, семантические сети и структуры отношений.

Модели репрезентации знаний первого типа включают понятия и процедуры, закодированные в виде правил типа условие - действие. Правила могут использоваться для определения категориальной принадлежности объектов и для предсказания того, как члены категории будут меняться в ответ на какие-либо воздействия. Модели этого типа чаще всего применяются в промышленных экспертных системах.

В моделях семантической организации знаний предполагается, что понятия существуют в памяти как независимые единицы, связанные сложной сетью связей (род - вид, часть - целое, логические и функциональные связи).

Среди структур отношений - третий тип представления знаний - наиболее популярна теория фреймов М.Минского, в которой предполагается, что «человек, пытаясь познать новую для себя ситуацию или по-новому взглянуть на уже привычные вещи, выбирает из своей памяти некоторую структуру данных (образ, прототип), называемую фреймом, с таким расчетом, чтобы путем изменения в ней отдельных деталей (слотов) сделать ее пригодной для понимания более широкого класса явлений или процессов».

Для обозначения организованных единиц стереотипной информации, которые создаются людьми в типовых ситуациях, Р.Шенк ввел понятие скрипта. В виде скриптов в памяти хранятся стандартные последовательности действий, а также «общепринятые» последовательности причинных связей.

Когнитивные карты

Когнитивные карты относятся к тому же классу систем представления знаний, что и фреймы. Интересно, что данный термин появился задолго до возникновения когнитологии в работе выдающегося американского психолога, представителя необихевиоризма Э.Толмена «Когнитивные карты у крыс и человека» (1948). Анализируя поведение крыс в лабиринте, Толмен пришел к выводу, что в результате беганья по лабиринту у крысы формируется особая структура, которую можно назвать когнитивной картой окружающей обстановки. «И именно эта примерная карта, указывающая пути (маршруты) и линии поведения и взаимосвязи элементов окружающей среды, окончательно определяет, какие именно ответные реакции, если вообще они имеются, будет в конечном счете осуществлять животное».

Толмен предположил, что когнитивные карты определяют также поведение людей, и призывал к «расширению» когнитивных карт как к средству борьбы с избытком агрессивности - только так, по его мнению, можно научить людей адекватно ориентироваться в решении жизненных проблем.

Таким образом, когнитивную карту можно понимать как схематичное, упрощенное описание картины мира индивида, точнее ее фрагмента, относящегося к данной проблемной ситуации.

Психологи последнее время используют этот термин в узком смысле, только для описания пространственных отношений. Представляется, что термин «когнитивная карта» значительно теснее связан с общепринятым пониманием картины мира, чем введенные лингвистами понятия «фрейм» и «скрипт». Поэтому в дальнейшем будем использовать термин «когнитивная карта» в широком смысле, как это предусмотрено Толменом и принято в прикладных исследованиях.

Специалисты по когнитивной психологии считают, что каузальная (причинная) схема рисует путь размышлений человека о возможных причинах в связи с данным следствием. Это обеспечивает человека средствами делать причинные атрибуции на основе ограниченной информации. Допускается также, что у каждого человека есть некий репертуар мыслительных моделей для анализа причин (множество каузальных схем).

Отметим здесь роль теории графов в анализе структур (структура является также графом), в решении проблемы визуализации информации. Когнитивная карта может быть визуализирована в виде множества вершин, каждая из которых соответствует одному фактору или элементу картины мира индивида. Дуга, связывающая вершины А и В, соответствует причинно-следственной связи АàВ, где А - причина, В - следствие.

Связь АàВ называется положительной (знак <+>), если увеличение А ведет к увеличению (усилению) В, а уменьшение А ведет к уменьшению В при прочих равных условиях. Знак <-> над дугой АàВ означает, что связь отрицательная, т.е. при прочих равных условиях увеличение А приводит к уменьшению (торможению) В и уменьшение А ведет к увеличению В.

В качестве примера когнитивной карты рассмотрим представления человека, находящегося в депрессии (рис. 8.1).

Приведенная на рис. 8.1 картина мира позволяет анализировать динамику развития депрессии. Предположим, что самооценка больного по каким-то причинам снизилась. Это ведет к усилению депрессии (связь имеет отрицательный знак). Усиление депрессии снижает возможность справиться с ситуацией самостоятельно, следовательно, увеличивается потребность в посторонней помощи, что в свою очередь еще больше снижает самооценку. Процесс повторяется снова и снова. Дела явно движутся в нежелательном направлении. Чтобы найти выход из, казалось бы, безвыходной ситуации, необходимо скорректировать картину мира. Следует убедить больного в том, что помощь других свидетельствует о любви к нему друзей и родственников, поэтому эта по мощь должна повышать его самооценку, а знак соответствующей причинной связи становиться положительным. В этом случае рассмотренная выше петля дает надежду, что со временем ситуация выровняется -
случайное снижение самооценки благодаря действию петли будет компенсировано.

 

Рис. 8.1. Когнитивная карта представления человека, находящегося в депрессии

Когнитивные карты как аналитический инструментарий моделирования сложных систем

Когнитивные карты могут быть полезным инструментом для формирования и уточнения гипотезы о функционировании исследуемого объекта, рассматриваемого как сложная система. Для того чтобы понять и проанализировать поведение сложной системы, целесобразно построить структурную схему причинно-следственных связей.

Рассмотрим пример когнитивной карты для анализа проблемы потребления электроэнергии в регионе (рис. 8.2). Пример взят из [1].

 

Рис.8.2. Когнитивная карта для анализа проблемы потребления электроэнергии в регионе

Исследуемую проблему достаточно полно можно описать семью факторами F, J, P, Q, R, С, U. Дугами на рис. 8.2 отмечены существенные причинно-следственные отношения, влиянием остальных можно пренебречь.

Дуга (Q, P) имеет знак < + >, так как улучшение окружающей среды ведет к увеличению числа жителей, а ухудшение состояния окружающей среды вызывает отток населения. Дуга (U, Q) имеет знак <->, так как увеличение потребления энергии ухудшает состояние окружающей среды, а уменьшение потребления энергии благотворно сказывается на ее состоянии. Дуга (P, U) имеет знак < + > ввиду того, что рост числа жителей вызывает увеличение потребления энергии и, наоборот, уменьшение населения приводит к падению потребления энергии.

Рассмотрим взаимодействие факторов в контуре Р, U, Q, Р.

На математическом языке когнитивная карта называется знаковым ориентированным графом. Под контуром в графе понимается замкнутый ориентированный путь, все вершины которого различны. Контуры в когнитивной карте соответствуют контурам обратной связи. Контур, усиливающий отклонение, является контуром положительной обратной связи, а контур, противодействующий отклонению, - контуром отрицательной обратной связи. Японский ученый М. Маруяма назвал эти контуры соответственно морфогенетическими и гомеостатическими. В этой же работе Маруяма доказал, что контур усиливает отклонение тогда и только тогда, когда он содержит четное число отрицательных дуг или не содержит их совсем, в противном случае это контур, противодействующий отклонению. Действительно, в случае четного числа отрицательных дуг противодействие отклонению будет само встречать противодействие. Если число отрицательных дуг нечетно, то последнее противодействие отклонению не встречает противодействия.

Предположим, что численность населения возросла. Это приведет к увеличению потребления энергии и, следовательно, ухудшит состояние окружающей среды, что в свою очередь приведет к уменьшению числа жителей. Таким образом, влияние импульса в вершине Р будет компенсироваться действием контура Р, U, Q, P, и поведение системы стабилизируется. Три фактора Р, U, Q образуют контур, противодействующий отклонению.

В контуре U, С, F все дуги со знаком <+>, и легко видеть, что увеличение (уменьшение) любой переменной в этом контуре будет усилено.

Данная схема анализа в основном соответствует интуитивным представлениям о причинности. Ясно, что взаимодействие двух факторов А и В может подчиняться более сложным закономерностям, но в этом случае для описания исследуемого процесса следует использовать языки функциональных взаимосвязей.

Опыт использования когнитивных карт показывает, что исследователь часто чрезмерно упрощает ситуацию из-за ограниченных когнитивных возможностей, трудностей одновременного учета большого числа факторов, их динамического взаимодействия. М. Вертгеймер писал [1], что исследователю часто не хватает широты видения в сложных ситуациях, включающих несколько подпроблем, теряется понимание целого, сам собой навязывается узкий взгляд на проблему.

Д.Хейс подчеркивал, что лишь немногие интересные явления в общественных науках зависят только от одной причины. Общественные явления обычно включают в себя много различных событий, тенденций, определяемых несколькими факторами, причем каждый в свою очередь влияет на некоторое число других факторов. Образуются сети причинных отношений, т.е. причинность носит системный характер. Причинная обусловленность порождает модель социальных явлений, а изучение моделей обеспечивает углубление понимания причинных отношений, которые их порождали.

Когнитивные карты как инструментарий коллективной выработки и принятия решений

Анализируя свои и чужие когнитивные карты, исследователь может быстро углубить понимание проблемы, улучшить качество и обоснованность принимаемых решений. Кроме того, когнитивная карта является удобным средством для изменения устоявшихся стереотипов, способствует генерации новых точек зрения. Когнитивная карта особенно полезна для анализа действия трудно формализуемых факторов, измерение которых часто является очень сложной проблемой.

Английский ученый К.Идеи предложил использовать когнитивные карты для коллективной выработки и принятия решений. Толчок к построению теории дало ему чтение известной работы Келли о психологии персональных конструктов. К.Идеи подчеркивает важность положений Келли о том, что эффективность взаимодействия в группе лиц, занимающихся принятием решений, существенно зависит от того, насколько каждый участник понимает способы интерпретации ситуаций другими членами группы. Важную роль в получении консенсуса играют достижение членами группы единства в способе конструирования будущих событий, процессы «усиления понимания», «изменения символов», выявления новых точек зрения. Необходим инструмент для фиксации и анализа резонов, мнений, которые часто основываются на опыте и интуиции экспертов. Важно при этом уметь записывать противоречивые точки зрения экспертов без потери богатства аргументации. Когнитивная карта дает возможность проследить взаимосвязи между будущим, настоящим и прошлым изучаемого процесса.

Ясно, что использование когнитивных карт для планирования в организации может потребовать фиксации нескольких тысяч взаимосвязанных утверждений. Следовательно, для записи, хранения, поиска и анализа информации необходимо использовать ЭВМ и специальное программное обеспечение. В настоящее время разработан ряд коммерческих пакетов для анализа когнитивных карт (NIPPER, Cope, GISMO).

ЭВМ может использоваться для следующих целей:

· поиска концепций, содержащих определенный набор ключевых слов;

· поиска кластеров в карте, т.е. группы взаимосвязанных концепций, которые близки друг к другу;

· нахождения выходов карты (утверждений без следствий);

· поиска утверждений, которые являются центральными для большого числа аргументов;

· определения утверждений с наибольшей аргументацией;

· анализа связей высказываемых мнений со структурой организации.

Когнитивная карта представляет собой «синтетическую мудрость» коллектива организации и аккумулирует взгляды людей, многие из которых никогда не встречались. Каждый участник процесса должен быть уверен, что его мнение учтено и может повлиять на стратегию организации. Поэтому желательно, чтобы сотрудники организации были включены в данный процесс на регулярной основе, причем они должны знать, что остальные сотрудники тоже включены в процесс формирования стратегии. С помощью различных рабочих групп и комитетов осуществляется отработка отдельных частей стратегического плана и, что особенно важно, отслеживаются эффекты обратных связей.

Данный подход позволяет избавиться от целого ряда обстоятельств, препятствующих принятию эффективных решений (сужение взгляда на действительность под влиянием привычного опыта, скука и ритуальная природа планирования, закостенелость организационных структур, влияние стереотипов, амбиций).

Когнитивный стиль

Существенную помощь в исследовании социальных проблем может оказать понятие когнитивного стиля, под которым подразумевается совокупность критериев выбора предпочтений при решении задач и познании мира, специфическая для каждого человека. Это система средств и индивидуальных приемов, к которым прибегает человек для организации своей познавательной деятельности.

Значительный практический интерес представляют интегральные, комплексные характеристики когнитивного стиля, используемые в прикладном системном анализе и теории менеджмента. Так, Акофф делит людей на четыре типа в зависимости от стиля решения практических проблем:

1) реактивист - тот, кто стремится вернуться назад к золотому веку. Люди данного типа обычно рассматривают проблему по частям, а не системно;

2) инактивист - тот, кто слишком привязан к настоящему, предпочитает поэтапные, удовлетворительные решения, избегая реальных перемен. Для таких людей важнейшая цель - выживание социальной системы;

3) преактивист - тот, кто ориентирован в будущее, приветствует перемены, верит в точные методы прогнозирования и возможность найти оптимальные решения;

4) интерактивист - тот, кто не хочет вернуться в прошлое, не хочет законсервировать настоящее, не согласен принять вычисленное кем-то неизбежное будущее и готов применять методы интерактивного планирования.

М.Маруяма, изучая особенности индивидуального стиля понимания, восприятия, концептуализации, проектирования, планирования и принятия решений, выявил четыре базовых эпистемологических типа (mindscape type). Каждый эпистемо-логический тип можно считать когнитивным стилем, трактуя этот термин несколько шире, чем это принято в когнитивной психологии. В классификации Маруямы три основных стиля: иерархический (Н-тип), индивидуальный (I-тип) и морфогенетический, состоящий из двух типов (S-тип и G-тип). Независимо от Маруямы О.Харвей построил свою классификацию эпистемологических типов, причем оказалось, что три из четырех типов в обеих классификациях практически совпали.

Рассмотрим более подробно типологию Маруямы.

1. Особенности понимания и запоминания:

Н-тип склонен к ранжированию и классификации, последовательному восприятию и пониманию, поиску регулярности и общих черт, предпочитает четкие древовидные категориальные схемы.

I-тип старается различить и изолировать отдельные события и явления, каждое из которых рассматривается как уникальное и не связанное с другими.

S-тип стремится к целостному охвату взаимосвязанных явлений, распознает эмерджентные свойства систем, обусловленные связями между элементами, а также считает, что значение и смысл явлений зависят от контекста.

G-тип во многом близок S-типу, но обладает значительно большим творческим потенциалом, изобретает новые модели, находит новые контексты и новые значения, способен давать множественные интерпретации.

2. Концепции знания:

Н-тип полагает, что существует объективное знание, независимое от наблюдателя; ценит общие правила выше, чем ситуационные знания; считает, что различия в восприятии явлений обусловлены ошибками; доверяет только результатам количественного анализа.

I-тип считает, что знание состоит из конкретной информации, необходимой для каждого вида деятельности.

S- и G-типы склонны рассматривать явления с различных точек зрения, полагая, что разносторонний анализ ведет к более глубокому пониманию проблемы.

3. Социально-психологические черты личности*:

Н-тип верит в универсальность заданной иерархии ценностей, существующие институты, социальные роли и статусы; люди данного типа верны принятым социальным конвенциям, склонны к этноцентризму.

I-тип ценит независимость, верит только собственным оценкам, не доверяет властям, восстает против принятых социальных норм и предписаний, склонен не доверять режимам и традициям.

S- и G-типы ценят сотрудничество, коллективные формы деятельности, приводящие к взаимной пользе. При этом G-тип обычно лидер, генератор новых идей, ценностей, смыслов. Ему удается найти новые формы взаимодействия, генерировать новые ситуации и контексты.

G-тип обладает гибкостью и креативностью, позволяющими ему иногда отклоняться от действующих стандартов, вводя новые нормы и правила.

Маруяма считает, что выявленные им особенности когнитивных стилей совершенно недостаточно учитываются в существующих школах менеджмента. Обучение персонала в американских фирмах основано на четко структурированных программах и курсах. Материалы излагаются в вербализованной форме, аудиовизуальное сопровождение играет вспомогательную роль. Обучение заключается в передаче информации и запоминании инструкций. Такая концепция обучения ориентирована в основном на когнитивный стиль Н-типа.

Японские фирмы обучают персонал, ориентируясь не на инструкции, а на приобретение индивидом собственного опыта действий в различных ситуациях. Предполагается, что такая методика позволяет персоналу лучше справляться с неожиданно меняющимися обстоятельствами.

Крупные европейские корпорации делают упор не на обучение, а на подбор необходимых кандидатур. Традиционные подходы в менеджменте рассматривают процесс формирования рабочих групп и коллективов как подбор кадров с необходимым набором специальностей. При этом совершенно недостаточное внимание уделяется гармоничному сочетанию различных когнитивных стилей. Особенно большое значение сочетаемость когнитивных стилей имеет для транснациональных корпораций.

Когнитивный подход в социальных исследованиях

Если понимать когнитивный подход в широком смысле - как включение проблем познания, понимания и объяснения в структуру традиционных научных методологий, можно смело сказать, что каждое социологическое исследование в явном или неявном виде учитывает когнитивные факторы и, следовательно, может быть отнесено к когнитивному направлению в науке.

Первой работой, в которой наиболее рельефно были рассмотрены когнитивные факторы, формирующие динамику общества, был четырехтомный труд П. Сорокина "Социальная и культурная динамика" (1937-1941). В теории Сорокина исторический процесс предстает как последовательная смена культур (доминирующее мировоззрение, основные способы познания и восприятия действительности).

Одна из центральных тем когнитивной социальной психологии - анализ использования различного типа схем (когнитивных карт) для решения проблем категоризации, хранения знаний в памяти, «раскодирования» и порождения нового знания. При этом особое внимание уделяется сравнению схем обыденного сознания и схем экспертов. Экспертом обычно называют высококвалифицированного специалиста, имеющего большой опыт в конкретной предметной области.

Чем же различаются когнитивные карты эксперта и рядового человека? Оба используют схемы, но эксперт учитывает больше факторов и взаимосвязей. Категории, используемые экспертом, носят более абстрактный характер. «Парадокс эксперта» заключается в том, что его знания, с одной стороны, более сложны и комплексны, а с другой стороны, удается легче и быстрее получать необходимые результаты. Схемы эксперта когнитивно «компактны». Схемы, использование которых в практической деятельности часто оказывается эффективным, постепенно сплачиваются в единый конструкт. В целом схемы по мере развития становятся более точными - вероятность получения ошибочного ответа снижается.

Эксперт часто пользуется эвристиками - практическими приемами, резко ускоряющими процесс принятия решения, но не имеющими статуса общепринятого и теоретически безупречного знания.

Одной из типичных ошибок обыденного сознания (как, впрочем, и несистемно мыслящих экспертов) является вера в то, что каждое следствие имеет единственную причину. В результате рассуждения выстраиваются в линейную цепочку: из А следует В, В ->С, С ->D и т.д., как в старинном английском стихотворении - в кузнице не было гвоздя, поэтому потерялась подкова, что неумолимо привело сначала к потере лошади, затем гонца, депеши, проигрышу битвы, утрате королевства. Непонимание того, что причинные отношения образуют сеть взаимосвязей, содержащую контуры положительной и отрицательной обратной связи, нередко ведет к появлению непредвиденных побочных эффектов, ведущих к трагическим последствиям.

Развитие когнитивного направления в социальной психологии привело к возникновению двух версий когнитивизма - американской и европейской. Для американской школы характерен индивидуальный уклон, тогда как в европейской традиции делается упор на анализ коллективных социальных представлений. Изучение социальных представлений в европейской психологической традиции противопоставляется механицизму и асоциальности, характерным для американских ученых. В рамках данной схемы можно анализировать неформализуемые факторы, учитывать мнения экспертов, их опыт, знания, интуицию, использовать рассуждения, апеллирующие к здравому смыслу.

Когнитивная карта, как удобная схема визуализации представлений, позволяет исследователю преодолеть противопоставление субъекта и объекта, учесть влияние проводимого исследования на исследуемый социальный объект и контролировать обратное воздействие социального процесса на включенного в него социолога.

Особо следует подчеркнуть перспективность изучения коммуникативных возможностей когнитивного инструментария. Именно в коммуникативной сфере находятся наиболее очевидные ресурсы повышения эффективности решения многих социальных проблем.

На рис. 8.3. представлена когнитивная карта регионального социально-экономического механизма, разработанная в рамках проекта СКНЦ ВШ «Моделирование процессов социальных взаимодей ствий на Юге России».

 

 

Рис. 8.3. Когнитивная карта регионального социально-экономического механизма

Целью разработки данной когнитивной карты было описание регионального социально-экономического механизма в общем. Целевой вершиной среди названных базисных является «Население».

Численные значения силы связей между вершинами данной когнитивной карты (числа над дугами когнитивной карты) являются экспертными оценками, соответствующими настоящему периоду и могут изменяться в соответствии с изменением статистической и экспертной информации, уточняемой в процессе мониторинга данных о регионе.

На рис. 8.3 штрихпунктирные стрелки обозначают отрицательную связь между вершинами, т.е. положительное изменение в одной вершине отрицательно влияет на связанную с ней и наоборот. Коричневые стрелки обозначают внутренние связи регионального механизма, красные – внешние. Слабые связи обозначены серым цветом.

В процессе развития исследований приведенные численные значения могут изменяться в зависимости от момента анализа, а также в зависимости от региона ЮФО.

Вершины когнитивной карты регионального социально-экономического механизма разворачиваются в соответствующие им когнитивные карты, детализирующие соответствующие концепты по мере накопления и использования данных в базах данных и знаний. Целевыми вершинами будут являться названные концепты.

 

Литература

1. Плотинский Ю.М. Модели социальных процессов: Учебное пособие для высших учебных заведений [Текст]. / Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва: Логос, 2001. – 296 с.

2. Горелова Г.В. Когнитивный анализ и моделирование устойчивого развития социально-экономических систем / Г.В. Горелова, Е.Н. Захарова, Л.А. Гинис. – Ростов н/Д, 2005.

3. Горелова Г.В. Исследование слабоструктурированных проблем социально-экономических систем: когнитивный подход / Г.В. Горелова, Е.Н. Захарова, С.А. Радченко. – Ростов н/Д, 2006.