Психологічні закономірності й моделі семантичної обробки

Рання семантична обробка. Взаємозв’язок абстрактного категоріального знання з процесами сприйняття почали активно обговорювати, починаючи з 1970-х рр. У центрі уваги опинилися два питання: «Чому ми знаємо, що троянда – це троянда?», «Коли ми знаємо, що троянда – це троянда?». Гіпотетична троянда дотепер є улюбленим прикладом у цій галузі досліджень. Перше з цих питань стосується виокремлення значущих ознак для ухвалення семантичного рішення, другий – характеру і тимчасових етапів процесу семантичної обробки. У результаті численних досліджень було виокремлено низку феноменів і запропоновано кілька пояснювальних конструктів. Більшість феноменів можна зарахувати до ефектів семантичного передналаштування.

Ефекти семантичного передналаштування. Більшість фактів у цій галузі досліджень було отримано на вербальному матеріалі, хоча останнім часом з’являється все більше праць з ідентифікації зображень. Звичайно, порівнюють розв’язування завдання при ізольованому пред’явленні стимулюючого матеріалу і пред’явленні його в контексті. Коли інформацію подають у різних контекстах, також використовують прийом семантично адекватного і помилкового передналаштування. Семантичне передналаштування, пов’язане з випереджальним представленням стимулів, співвідноситься семантично з тестовим стимулом.

Слово, подане в змістовному контексті, сприймається швидше. Цей висновок було зроблено за результатами численних експериментів із передналаштування: перед стимулом пред’являється певне слово, що могло бути пов’язане чи не пов’язане за змістом з тестовим. Якщо два слова асоціативно пов’язані одне з одним, час реакції в завданнях «лексичного рішення» зменшується.

Семантичне передналаштування не лише полегшує змістовний аналіз слова, а й ускладнює аналіз інших його характеристик (наприклад, колір літер). К. Конрад в експериментах показував піддослідним речення, яке закінчувалися багатозначним словом. Контекст речення жорстко визначав сприйняття лише одного значення (наприклад, слово «ключ» у реченні «на столі лежав ключ»). Далі їм показували надруковане в кольорі слово і було потрібно назвати колір літер. Якщо слово було асоціативно пов’язане з попереднім багатозначним словом, то називання кольору літер сповільнювалося. Це відбувалося при пред’явленні слів, асоціативно пов’язаних з кожним із значень багатозначного слова (сповільнювалося називання кольору в словах «замок» і «струмок», якщо мова йшла про «ключ» (журавлиний)). В інших експериментах потрібно було просто назвати друге слово або вирішити, що було пред’явлено: слово чи безглузде словосполучення. При цьому якщо тестове слово було пов’язане за змістом із кожним зі значень багатозначного слова, час називання зменшувався. Наведені дані свідчать про те, що при перцептивному пізнанні слова активізуються всі його смислові поля.

Помилкове передналаштування збільшує час реакції. Цей ефект виявляється, якщо між передналаштуванням і тестовим словом інтервал становить понад 350 мс. В іншому разі помилкове передналаштування не збільшує часу реакції у завданнях і називання слів, і лексичного вирішення.

Змістове передналаштування нечуттєве до маскування. Для того щоб перервати процес перцептивної обробки, дослідники звертаються до прийому маскування. Маскування можна здійснювати за допомогою різних методичних засобів, найрозповсюдженішим з яких є пред’явлення в безпосередньому просторово-тимчасовому контексті двох стимулів – тестового і маскувального. А. Марсел використовував класичне завдання лексичного розв’язання у сполученні із семантичним передналаштуванням. При цьому передналаштоване слово піддавалося настільки жорсткому зворотному маскуванню, що досліджуваний не міг сказати, було йому що-небудь пред’явлене чи ні. Результати показали, що маскування не усуває ефекту прискорення часу реакції при існуванні асоціативного зв’язку між передналаштуванням і тестовим стимулом.

Моделі ранньої семантичної обробки. Ранню перцептивну та семантичну обробку позначають в англійській мові терміном priming. Еквівалента цього слова нема, оскільки, з одного боку, воно означає підготовчий етап одержання інформації про що-небудь, а з іншого боку - додає відтінку типовості обраного матеріалу й одночасно активності та успішності процесу. Одні феномени, які позначають цим поняттям, можна назвати передналаштуванням, інші – ранньою когнітивною обробкою, які залежно від теоретичної інтерпретації подають як раннє відображення або мікрогенез зорового образу.

Модель ранньої семантичної пам’яті. Е. Тульвінг і Д. Шехтер визначили priming, або ранні когнітивні процеси, як «неусвідомлювану форму людської пам’яті, що має стосунок до перцептивної ідентифікації слів та об’єктів». Однак констатація цього факту ще не розкриває механізмів, які стоять за цим феноменом.

Модель послідовної переробки. У когнітивній психології дотепер мають значний вплив уявлення про послідовну, поетапну, поблокову обробку інформації. У даних моделях власне семантична обробка є лише етапом когнітивної обробки. Вважають, що вона виникає за етапом перцептивної обробки, під яким розуміють аналіз таких характеристик, як колір, загальна форма, розташування деталей тощо. Сьогодні цей погляд знаходить підтвердження в нейрофізіологічних дослідженнях. Зокрема, аналізуючи компоненти, зумовлені подіями потенціалів, виокремлюють ранні компоненти (латентний період 80–120 мс), які змінюються при зміні перцептивних характеристик стимулів, і пізні (латентний період 300–400 мс), що змінюються при зміні частоти вживання (частотності) слів або неузгодженості семантичних контекстів.

Цей висновок викликає великі сумніви, оскільки існує безліч фактів, які підтверджують, що семантична обробка відбувається вже на найбільш ранніх етапах сприйняття.

Модель паралельної переробки. Багато сучасних авторів дотримується уявлень про рівномірну переробку перцептивних (фізичних) і семантичних ознак стимулу. С. Косслін висунув припущення про існування двох типів кодування, які практично не перетинаються один з одним. Це – кодування категоріальних просторових відносин, які пов’язані з відносними позиціями в еквівалентному класі та використовуються в процесі впізнавання й ідентифікації, і кодування координатних просторових відносин, що визначають точні метричні дистанції та використовуються для регуляції рухів.

Відповідно до більш традиційного підходу, певний етап в аналізі фізичних характеристик пов’язаний з конкретним етапом в аналізі семантичних характеристик. Крім того, деякі фізичні характеристики стимулу обмежують сферу пошуку в семантичній пам’яті.

Пізніші дані показують, що такий поділ занадто спрощений. Справді, існує два етапи аналізу семантичної інформації. Перший – 250–350 мс. У цей проміжок часу слово-стимул активує широкий спектр асоціативних зв’язків. Якщо адекватний контекст допомагає виявити суттєві семантичні ознаки, то неадекватне передналаштування не перешкоджає семантичному пошукові. Здійсненню семантичної обробки в цей період сприяє збереження звичних умов представлення (наприклад, звичний шрифт) і частота повторення комбінації ознак.

Другий етап починається після 300–400 мс. Слово-стимул жорстко пов’язується з локальним значенням, яке диктує контекст. Адекватний контекст (передналаштування) зумовлює позитивний ефект у семантичній переробці інформації, а помилкове передналаштування впливає так, що при цьому і називання слів, і ухвалення лексичного рішення відбуваються повільніше. Здійсненню семантичного аналізу допомагає збереження детальних характеристик образу слова, менше значення має частота. Суб’єкт створює гіпотези, які перевіряє на обмеженому обсязі даних.

Модель зустрічної переробки. Починаючи із середини 1970-х рр., у когнітивній психології чітко оформилася ідея існування двох зустрічних процесів обробки інформації. Процеси першого роду ініціюються вхідною стимуляцією і продовжуються, ніби піднімаючись знизу нагору по рівнях усе тоншого аналізу аж до повної ідентифікації стимулів. Процеси другого роду керуються знаннями та очікуваннями людини, оскільки інформація уточнюється завдяки аналізові контексту. Цей вид переробки дістав назву «зверху вниз». Переробкою зверху вниз пояснюють предметність, значення перцептивного образу та ефекти установки досліджуваного. Звичайно обидва види процесів відбуваються одночасно й узгоджено, але залежно від типу завдання й індивідуальних особливостей суб’єкта їхній внесок може бути різним.

Практичних аспектів цих досліджень торкаються насамперед процеси читання і розпізнавання образів. Саме в процесах читання відбувається автоматизований аналіз змісту вербального матеріалу. Важливим завданням є створення комп’ютерних програм, які дозволяють розпізнавати зміст всіляких образів, а також оптимізувати представлення інформації на дисплеях.

Моделі категоріальних структур. Здатність людини виокремлювати зміст із пропонованої їй інформації залежить від організації процесу сприйняття та від організації структур семантичної пам’яті, які визначають швидкість і характер пошуку. Різні моделі організації категоріального знання припускають різне розуміння значення.

Семантичний простір (значення як вектор). Осгуд виокремив трифакторну модель семантичного простору, структуру якого було подано у вигляді трьох осей координат, узагальнено названих «Оцінка», «Сила», «Активність».

Будь-яке значення має в цьому семантичному просторі своє місце, і його можна подати у вигляді вектора з трьома координатами.

У подальших дослідженнях поряд із класичними виокремлювали й додаткові чинники, навантаження на які допомагає описувати досліджувані значення. Іноді, навпаки, простір звужувався до одномірного. Шкалювати за допомогою семантичного диференціалу можна також досить однорідні поняття, об’єкти або явища (це можуть бути політичні поняття, словник особистісних понять, кольори, звукові сигнали, герої кінофільмів, образи жанрового живопису тощо). Однак якщо розширювати суб’єктивний семантичний простір, який вибудовується, і включати до нього різні об’єкти й поняття, то близькими до нього можуть виявитися поняття із зовсім різних формальних категорій, а далекими – слова однієї формальної категорії. Наприклад, біле коло, пряма лінія, висхідний тон, солодкий смак, лагідний дотик можуть мати загальне емоційне значення. Тоді як протилежне значення матимуть чорне коло, ламана лінія, спадний тон, гіркий смак, дражливий дотик.

Семантичні простори будуються на основі оцінок схожості понять, які запропонували піддослідні, з подальшою обробкою різними математичними методами (наприклад, багатомірним шкалюванням). Отримані результати можна подати у вигляді різноманітних моделей.

Мережеві та пропозиційні моделі категоріальних структур (значення як операція висновку). Для побудови більшості моделей семантичної пам’яті застосовують мережеві конструкції. Ці моделі, з одного боку, повертають до ідей асоціонізму, а з іншого - залучають до новітніх досліджень нейрональної структури мозку. Найвідоміші з них – модель категоріальної структури А. Коллінса і М. Квілліана та модель розуміння Дж. Андерсона і Г. Бауера. Категоріальну структуру подано в них як ієрархічну мережу, головним принципом організації якої є принцип когнітивної економії. Зазначений принцип припускає, що атрибути (властивості), приписувані значенню, зберігаються в одному вузлі семантичної мережі. Якщо ця властивість властива всім членам категорії (наприклад, «має крила» або «можна вживати в їжу»), її привласнюють вузлу, який пов’язаний із назвою категорії, наприклад «птах» або «продукти харчування», а якщо цю властивість має тільки один із членів категорії (наприклад, «не літає» або «завжди біле»), то воно приписується нижче розташованому вузлові ієрархічної мережі, який пов’язаний із конкретним значенням, наприклад «страус» чи «молоко». Важливою відмінністю моделі Андерсона і Бауера є те, що вузлами мережі були не поняття, а речення. Речення можна представити як висловлювання, щось на кшталт окремої структури, яка пов’язує ідеї та поняття. Складніші речення містять контекст і факт, який мав місце в даному контексті. Контекст визначає місце і час, а факт – взаємодію суб’єкта і предиката.

Пізніше було запропоновано різні модифікації цих моделей. Їхній розвиток йде за двома основними напрямами. Перший здійснюється через наближення до нейрональних моделей когнітивних процесів. Розвиток таких моделей зумовив створення напряму в когнітивній психології, який дістав назву «коннекціонізм». Коннекціоністські моделі складаються з простих елементів, які мають властивості нейронів. Окремі елементи можна організувати в більші одиниці – модулі, далі – у множини. Робота кожної одиниці описується відповідно до правил її активації та рівняннями, які виявляють стан активації зі значенням виходу даної одиниці. Будь-яка одиниця пов’язана з множиною інших (цей зв’язок або односпрямований, або взаємозумовлений). Активація одного елемента здійснює гальмівний або збуджуючий вплив. Варто підкреслити, що переробка має не послідовний, а паралельно-розподільчий характер.

Другий напрям здійснюється через створення моделей, у яких велику увагу приділено метакогнітивним операціям, тобто операціям із керування процесами розуміння, пошуку в пам’яті тощо. Наприклад, у моделі ACT («Дія») Дж. Андерсона акцент зроблено на описі процесів керування в пам’яті, а семантичні репрезентації подано у вигляді процедурної відповідності умов характерові операції.

Моделі множин, які перекриваються (значення як набір ознак). Тут йдеться насамперед про відому модель Е. Сміта, Е. Шобена і Л. Ріпса. Вони виходили з припущення, що будь-яке значення становить собою множину ознак і його можна зобразити у вигляді хмари. Перекриття ознак визначає подібність понять. Якщо у двох значеннях немає загальних ознак, вони не перетинаються. Серед ознак є істотніші – «означальні», і другорядні, характерні лише для даного поняття, але не для понять ширшого класу. Процес верифікації має двоступеневу структуру. Якщо загальна подібність двох значень (суб’єкта і предиката речення) вища або нижча за деякі межові величини (як у разі тверджень «дятел – це птах» і «дятел – це собака»), то досліджуваний швидко дає позитивну або негативну відповідь. Коли загальна подібність виявляється в якій-небудь проміжній зоні, здійснюється друге порівняння, лише серед «означальних» ознак. Воно може дозволити з певною затримкою (але правильно) верифікувати висловлювання «страус – це птах». Схожу модель порівняння ознак трохи раніше пропонував і Д. Мейер.

Елеонора Рош і моделі розмитих множин ( значення як прототип ). Велике значення для сучасних досліджень у галузі психосемантики мали праці Е. Рош. Вона виступила з критикою панівної тенденції розгляду семантичних категорій як об’єднання дискретних ознак. Зосередивши свою увагу на формуванні природних категорій, Рош змушена була визнати, що в цьому разі моделі завчання «правильної» комбінації дискретних ознак або абстрагування «центральної тенденції» не є адекватними.

У формуванні природних категорій велике значення має образний компонент або образна форма репрезентації значення.

Рош вважає, що більшість природних категорій організовано навколо кількох типових (фокальних) прикладів (прототипів), які не можна описати як набір дискретних ознак. Радше, їх можна розглянути як «гарні форми», що фіксують деяке поняття всією своєю цілісністю.

Розуміння і розпізнавання через схеми і скрипти( значення як просторово-часова локалізація ). Поняття в схемах не просто становлять одну групу чи кластер, об’єднані загальною назвою, вони організовані певним просторово-часовим чином. Просторово-часовий контекст задає зміст багатьом поняттям. О. М. Леонтьєв запропонував поняття «образ світу» як найбільш узагальнене поняття часового-просторово-тимчасового контексту, в який вписується вся інформація, що надходить, і який визначає її зміст.

Схеми звичайно поділяють на просторові та тимчасові. Останні називають сценаріями. Відповідно до концепції Д. Румелхарта і Д. Нормана, процес розуміння будується на основі вибору схем та зв’язку їх змінних з актуальними значеннями сцен, і подій, які спостерігаються. Справді, у реальному житті розуміння відбувається в процесі розгортання ситуації в просторі та часі і визначається системою наших очікувань. У пам’яті зберігаються сценарії подій, наприклад відвідування ресторану або проходження митниці. Варто завжди пам’ятати, що в такому сценарії задані не лише місце і послідовність подій (час), а й мета, заради якої відбуваються події. Відвідування ресторану – це не просто ланцюг подій, який включає спілкування зі швейцаром, замовлення страв та оплату рахунка, а й мету (поїсти, зустрітися з ким-небудь, продемонструвати свою платоспроможність тощо). Тому сценарії пов’язують воєдино простір і час із системою мотивів. Їх можна уявити собі як деяку мету в конкретному контексті простору і часу. У сучасних моделях штучного інтелекту структура розуміння часто розробляють на основі ідеї сценарію або скрипту.

Практичне значення створення категоріальних моделей пов’язане в основному з розробкою моделей штучного інтелекту. Саме тут усе важливішими стають оптимальні принципи організації інформації та забезпечення швидкого доступу до неї, а також розвиток можливостей розуміння текстів і ситуацій.