CC BY
152
УДК 81'23
МЕХАНИЗМЫ ХРАНЕНИЯ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗНАНИЙ ИЗ ПАМЯТИ
© 2014 Е. А. Стародубцева
канд. филол. наук,доцент каф. иностранных языков и профессиональной коммуникации e-mail: e.starodubtseva@mail.ru
Курский государственный университет
В статье рассматриваются виды организации знаний и моделей памяти, а также способов хранения и механизмов извлечения знаний из памяти и соотнесение типов знания с видами памяти.
Ключевые слова: память, знание, индивидуальное знание, культурное знание, культурные концептуализации, сетевая модель.
Разработка общей теории знания является одной из фундаментальных задач современной науки, и, несмотря на большое количество работ по этой тематике, проблема остается актуальной и требует новых изысканий. В статье рассматриваются виды организации знаний и моделей памяти, а также способов хранения и механизмов извлечения знаний из памяти и соотнесение типов знания с видами памяти.
С позиций психолингвистического подхода особое внимание уделяется механизмам хранения и извлечения знаний в процессе речи, что обусловлено попытками найти ответы на следующие вопросы: откуда говорящий черпает
необходимые ему единицы и схемы; в каком виде существует для человека знание; как оно «записано» в мозгу говорящего; как соотносится индивидуальное и коллективное знание и т.д. Как известно, сознание каждого носителя национальной культуры формируется в процессе «присвоения знаний» данной культуры, что становится возможным благодаря овнешнению образов сознания в виде предметов, действий, слов. В силу своих знаний, опыта, культуры человек интерпретирует полученные данные, пытаясь достичь «достоверного» знания о мире, поскольку естественный язык фиксирует связь процессов восприятия с процессом познания сущности окружающего мира, получением разного рода информации, внутренних связей [Лебедева 2012].
Существует много классификаций знаний, предлагаемых в рамках различных подходов и на основе различных критериев: по критерию научности, по форме репрезентации, осознаваемости, вербализуемости, по опытному содержанию и происхождению и т.д. Однако для заявленной нами проблемы значима психолингвистическая классификация знаний А.А. Залевской, согласно которой акцентируются известность, форма и специфика существования знаний, которые подразделяются на социальное или коллективное и индивидуальное [Залевская 1992; 2001]. Отмечая сложную природу каждого из этих феноменов, А.А. Залевская предлагает рассматривать не диаду, а триаду К31, КЗ2 и ИЗ, где КЗ1 - совокупное знание-переживание, формирующееся и функционирующее в определенной лингвокультурной общности по законам психической деятельности и взаимодействий в сверхбольших системах; КЗ2 - коллективное знание, «зарегистрированное» в продуктах разнообразной деятельности людей и отображающее лишь часть того, что входит в понятие К31; ИЗ - индивидуальное знание, которое, во-первых, есть знание, формирующееся по законам психической деятельности в сознании индивида (коррелят К31), и, во-вторых, обладает специфическим для каждого конкретного человека
ФИЛОЛОГИЧЕСКИЕ НА УКИ
содержанием (личностное знание ЛЗ). И если ранее в центре внимания науки находилось коллективное знание в его зафиксированных формах (КЗ2 в классификации А.А. Залевской), то в последние годы произошло смещение акцентов, и исследователей всё больше интересует именно существование и функционирование знания в сознании конкретного человека и проявление этого знания в языке. Само понятие «индивидуальное знание» может указывать как на специфику существования и формирования по законам психической деятельности, так и на то, что известно отдельному человеку.
Отдельное место в современных исследованиях отводится «культурному знанию», что объясняется сложностью самого понятия и вопросом, как культурные концепты распределены между представителями одной национальной группы. Например, Ф. Шарифианом [Sharifian 2007] утверждает, что знание нужно рассматривать не только как индивидуальное достояние, но и как принадлежащее, свойственное культурной группе в целом. Он вводит термин «распределенное эмерджентное культурное знание» (distributed emergent cultural cognition), знание, которое возникает из взаимодействия, общения между членами одной культурной группы на протяжении всей истории ее развития и существования, но вариации его распределения между членами группы бесконечно разнообразны. Оно может проявляться в различных аспектах жизни человека: в артефактах, ритуалах, искусстве и т.д.
Его эмерджентные свойства являются результатом взаимодействия членов сообщества между собой, а его гетерогенная распределенность проявляется в том, что носители определенной культуры разделяют некоторые, но не все аспекты культурного знания, тогда как в процессе социального взаимодействия они передают свои знания друг другу. На глобальном уровне эмерджентные свойства не являются полным отражением образов, характеризующих знание, распределенное на локальном уровне, то есть между членами группы.
Результатом социального взаимодействия носителей культуры и в то же время опорой для понимания при таком взаимодействии являются культурные концептуализации, которые формируются посредством согласования между участниками социального взаимодействия и конвенциализации на социальнокультурном уровне когниции и являются аспектами культурного знания [Сазонова 2008]. Часть концептуальной информации выражается в языке, а часть представляется в психике принципиально иным образом, то есть ментальными репрезентациями другого типа - образами, картинками, схемами и т.п.
Рассмотрение вопроса хранения и извлечения знаний не может быть полноценным без обращения к понятию «память» и его анализа, так как знание - то, что уже отложилось в сознании и составляет часть памяти. В современной науке все большее признание получает мнение о том, что любой элементарный психический акт: эмоциональный, интеллектуальный, поведенческий - является стимулом семантической репрезентации и мгновенно ассоциируется с множеством различных чувственно окрашенных образов или их фрагментов. К ним относятся образы прошлых переживаний детства; мифологические чувственные архетипы исторического опыта, заложенные прошлыми поколениями; класс образов, обусловленных художественными, метафорическими ассоциациями, и, наконец, конкретные знания о категориальной принадлежности объекта. Все вышеперечисленное является многомерной связкой чувственных смысловых образований, приходящих в сознание из различных областей памяти, где происходит пролонгирование, активизация различных областей памяти, обращение к огромным хранилищам смысловых структур. Благодаря этому свойству осознавание связей эмоциональных переживаний с образами предметов
Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2014. № 1 (29)
Стародубцева Е. А. Механизмы хранения и извлечения знаний из памяти
становится многомерно-объемным, они как бы вложены друг в друга, образуя смысловые композиты [Зерниченко, Безносюк, Владимирцев 2003].
Закодированная информация хранится в различных хранилищах системы памяти, которые имеют разную внутреннюю структуру, им свойственны разные процессы накопления и извлечения информации. Как правило, знания человека соотносят с его долговременной памятью, которая подразделяется на эпизодную и семантическую [Tulving 1972]. Эпизодная память получает и хранит информацию о датированных эпизодах или событиях и о пространственно-временных отношениях между ними; данные разностороннего опыта индивида локализованы в пространстве и времени. В отличие от эпизодной памяти семантическая хранит «имеющиеся у индивида упорядоченные знания слов и других вербальных символов, их значений и референтов, отношений между ними; знания правил манипулирования этими символами, понятиями, отношениями» [Tulving 1972: 386]. Хранимый семантической памятью запас знаний шире, чем просто набор концептуальных единиц. У. Кинч говорит о том, что «семантическая память включает единицы, не имеющие соответствий на уровне слов» [Kintsch 1974: 10].
По мнению Андерсона и Бауэра [Anderson, Bower 1973], долговременная память представляет собой огромную сеть взаимопересекающихся пропозициональных деревьев, каждое из которых включает некоторый набор узлов памяти с помеченными связями. Слова могут взаимоассоциироваться лишь при условии, что соответствующие им понятия входят в закодированные в памяти пропозиции. Дж. Андерсон также указывает, что каждый узел пропозициональной сети репрезентирует понятие (концепт).
В работах Д. Нормана и Д. Рамельхарта делается разграничение между способами репрезентации в памяти действий и понятий. Они указывают, что понятия представлены как структуры определенным образом направленного графа, узлы которого связаны определенными отношениями. Узлы, репрезентирующие действие, должны обозначать такие отношения, как деятель, место и объект действия [Norman, Rumelhart 1975].
М. Минский [1979] исходит из того, что при встрече с новой ситуацией человек пытается включить ее в некоторую известную структуру данных - фрейм, который можно представить себе в виде сети, состоящей из узлов и связей между ними. Подобная организация допускает существование большого числа иерархических сетей, которые могут перекрывать друг друга в различных сочетаниях.
Вышеупомянутые модели памяти основываются на общей идее сети и отличаются трактовкой специфики увязываемых сетью единиц. Существуют также признаковые модели памяти, согласно которым тот или иной концепт репрезентируется в памяти как некоторый набор признаков.
К числу признаковых моделей памяти можно отнести концепцию Р. Аткинсона. Он описывает долговременную память не как единую систему связей, в которой через некоторое число переходов можно установить связь между любыми двумя узлами, а как частично связную систему, где не имеется прямых связей ни между кодами концептуального хранилища и хранилища знаний, ни между различными узлами концептуального хранилища. Р. Аткинсон полагает, что информация перерабатывается в разных хранилищах, имеющих разную структуру, обладающих разными параметрами сохранения и извлечения информации. Он выделяет кратковременное и долговременное хранилища, а в рамках последнего - концептуальное хранилище и хранилище знаний и событий. В концептуальном хранилище локализованы особые структуры, называемые узлами. Каждый узел представляет собой совокупность различных кодов. Особенностью концептуального хранилища является то, что сюда
ФИЛОЛОГИЧЕСКИЕ НА УКИ
поступают только содержательно адресованные запросы, формирующиеся на основе входящих в коды признаков. Хранилище знаний и событий отличается от концептуального хранилища главным образом в двух отношениях. Во-первых, по сравнению с узлами структуры памяти хранилище знаний и событий представляет широкий диапазон связей между кодами различных типов. Узел концептуального хранилища представляет собой простую связь сокращенного значения концепта с альтернативными внутренними кодировками, вызванными восприятием физических символов или образцов данного концепта. Структура памяти хранилище знаний и событий может иметь много различных вариантов внутренней организации, отражающей связи между физическими референтами и/или абстрактными концептами, соответствующими данному событию или знанию [Atkinson 1974].
Наряду с долговременной памятью рассматривается рабочая память (далее РП) [Baddeley, Hitch 1974], представляющая временно активную часть долговременной памяти (далее ДП). В ней протекают все процессы кодирования и нахождения информации, или они опосредуются продуктами, полученными в результате ее функционирования. РП выполняет две функции: кодирование и хранение
окончательных и промежуточных продуктов переработки. РП имеет ограниченный объем, поэтому в каждый данный отрезок времени в активном состоянии может удерживать только часть информации [Рафикова 1999]. Следовательно, в ходе выполнения какой-либо деятельности происходит постоянное вытеснение из РП одних продуктов деятельности другими продуктами. При этом вытесняемая информация переводится в ДП человека.
Большая часть операций в системе памяти предполагает многочисленные преобразования и перенос информации из одного хранилища в другие. При поиске нужной информации могут быть активированы различные хранилища одновременно. Успешность поиска информации зависит от степени дистинктивности первоначального опыта, доступности ключей, от тех следов, которые информация оставляет в памяти. Абстрактные свойства стимула выводятся на основе информации о совокупности в чем-то подобных событий, образуя единицы семантической памяти. Обобщение информации происходит при помощи специального механизма абстракции, который работает как автоматический и неосознаваемый процесс; его функционирование опирается на структурные свойства стимула. Знания, полученные в ходе работы механизма абстракции, хранятся как отдельные следы памяти, независимо от знаний о событиях, которые лежали в основе получения указанных абстрактных знаний [Whittlesea 1997]. Обобщенные единицы связываются в структуры, за которыми закреплены термины «схема», «фрейм», «сценарий». Такие структуры оказывают затем влияние на протекание процессов обработки новых стимулов.
А. Пайвио и Л.Р. Бруксом разработана гипотеза двух систем кодирования и хранения информации в долговременной памяти человека. Согласно этой гипотезе, информация может храниться как в образном, так и в вербальном виде. Системы кодирования могут перекрывать друг друга с большим акцентом на ту или другую систему. При этом вербальный код возникает после активации образного кода. Единицы образно-иконической рецепции информации обрабатываются «сразу целиком», а не последовательно; такой способ обработки информации называют симультанным, или аналоговым. В отличие от симультанного кода вербальный код обрабатывает поступающую извне информацию пропозионально (см. [Paivio 1965, 1969; Brooks 1968]).
Создаваемый в процессе кодирования след стимула представляет собой ментальную репрезентацию, которая используется в качестве ключа поиска информации в долговременной памяти. При поступлении информации формируется ее
Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2014. № 1 (29)
Стародубцева Е. А. Механизмы хранения и извлечения знаний из памяти
проекция, которая представляет собой комплекс репрезентаций разной степени интегрированности и связанности. При построении проекции важная роль отводится способам нахождения информации в памяти (долговременной памяти и рабочей памяти). Обнаружение репрезентаций в памяти протекает как процесс их выделения из общего информационного поля, образованного совокупностью репрезентаций всех прочитанных предложений.
Доступ к структурам памяти определяется множественными источниками информации. Объектом эмпирических и теоретических исследований является характер использования и взаимодействия различных опор (ключей) в процессе нахождения информации в памяти. В монографии Т.Ю. Сазоновой приводятся основные модели нахождения информации на основе множественных опор доступа [Сазонова 2000]. Т.Ю. Сазонова анализирует модели, представленные в работах Д. Массаро, Д. Фридмана и Н. Андерсона [Massaro, Friedman 1990; Anderson 1981], в которых авторы говорят о существующих моделях интеграции информации, обсуждают их сходство и различия с точки зрения их оптимальности и возможностей использования в качестве теоретической базы для эмпирических исследований. Процессы интеграции информации невозможно наблюдать в изолированном виде, так как при выполнении практически всех экспериментальных задач задействуются несколько процессов одновременно. Предполагается, что имеют место процессы оценки (evaluation), интеграции (integration) и принятий решения (decision). Оценка понимается как анализ каждого источника информации процессуальной системой, трансформация физических свойств в психические. Интеграция - некая комбинация репрезентаций, полученных в процессе оценки стимула. Процесс принятия решения представляет собой отображение результата интеграции на соответствующие структуры, хранящиеся в памяти.
Согласно модели FLMP (Fuzzy-Logical Model of Perception), автором которой является Д. Массаро [Massaro, Friedman 1990], хорошо известные паттерны распознаются в соответствии с общим алгоритмом независимо от их модальности и характера. Для распознавания перцептивного стимула модель включает три операции: оценку признаков, интеграцию признаков и классификацию паттерна. Решение об идентификации принимается на основе относительного сходства с прототипическим образом в памяти.
Модель TSD (Theory of Signal Detectability) характеризуется тем, что отрицает наличие порога активации, который в сенсорных системах представляет собой барьер, регулирующий возможность обнаружения сигнала, и основывается на непрерывности доступной сенсорной информации. Полученные в результате процесса оценки множественных источников информации репрезентации суммируются, на основе этой суммы происходит идентификация стимула.
В работах Н. Андерсона [Anderson 1981] представлена наиболее исчерпывающая теория интеграции информации и предложена модель LIM (Linear Integration Model). Эта алгебраическая модель использует различные методы функциональных измерений и по существу является суммирующей моделью.
Метафора обработки информации по типу нейронной сети дала жизнь многим моделям. Среди различных коннекционистских моделей наиболее сопоставимой с вышеперечисленными является модель СМР (Two-Layer Connectionist Model of Perception). Разработка подобных моделей идет с учетом принципов работы мозга человека, например активности нейронов и их возбуждения, группировки нейронов, активности разных частей головного мозга [Thomas 2003].
В этих моделях важными являются понятия активации и энергии. Узлы сети одновременно становятся активными при восприятии стимула. Со временем активность
ФИЛОЛОГИЧЕСКИЕ НА УКИ
узлов изменяется и угасает. Активность всех узлов в данный временной отрезок представляет собой состояние сети. Разное качество нахождения информации (чувство знакомости или вспоминание) зависит от того, насколько удалены узлы, позволяющие идентифицировать эпизод, от узла-источника активации, то есть узла, который был первым активизирован при восприятии внешнего стимула. Чем дальше
идентифицирующие эпизод узлы, тем больше вероятность того, что они получат очень слабое количество активации. Это количество активации может быть достаточным для возникновения чувства знакомости, но недостаточным для вспоминания. Узлы, позволяющие идентифицировать эпизод, обладают наибольшим количеством исходящих связей. Непосредственная активация данного узла позволяет активировать многие узлы, которые в совокупности образуют след памяти о данном эпизоде. Количество входящих связей позволяет определить вероятность нахождения идентифицирующей эпизод информации при активации других узлов той же репрезентации другими стимулами. Чем больше непосредственных входящих связей имеет узел сети, тем больше вероятность того, что данная информация может быть найдена при использовании разных стимулов.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что память является психическим феноменом, получаемая информация кодируется на разных уровнях. Информация поступает в систему памяти через рецепторы и обрабатывается в рамках рабочей памяти, но из-за ограниченного объема рабочей памяти переводится в долговременную память, которая является емким и вечным хранилищем. Содержащиеся здесь структуры памяти обычно не исчезают из системы, однако возможность их дальнейшего использования определяется эффективностью процессов поиска и извлечения. Такие процессы содержат в себе алгоритмы для направленного или эвристического поиска, необходимые для практического оперирования большой памятью. Алгоритмы эти чувствительны к изменениям в содержимом хранилища, так что удержание новой информации может оказывать влияние на доступность старой информации.
Таким образом, сетевые модели памяти и модели обработки информации по принципу нейронной сети представляют наибольший интерес в современных исследованиях, так как в рамках этих моделей память выступает как продукт обучения, как включенность нейронной системы мозга во взаимообмен со средой, с социальным окружением. В результате актуализации различных стратегий в памяти индивида конструируется ментальная репрезентация воспринимаемого сообщения, построение которой происходит на основе информационной базы человека. Исследования, посвященные организации знаний и исследованиям памяти, могут послужить основой для развития различных когнитивных исследований обработки вербальной информации и дальнейшей передачи сообщения в соответствии с активированным знанием, с учетом отнесения информации к той или иной когнитивной структуре.
Библиографический список
Залевская А.А. Индивидуальное знание: специфика и принципы его функционирования. Тверь: Изд-во Тверск. гос. ун-та, 1992. 136 с.
Залевская А.А. Текст и его понимание: монография. Тверь: Изд-во Тверск. гос. ун-та, 2001. 177с.
Залевская А.А. Психолингвистические исследования: слово, текст. М.: «ГНОЗИС», 2005. 543 с.
Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2014. № 1 (29)
Стародубцева Е. А. Механизмы хранения и извлечения знаний из памяти
Лебедева С.В., Денисова В.В. Проксонимы в политической коммуникации // Ученые записки: электронный журнал 2012. №1 [Сайт]. URL: http://scientific-notes.ru/pdf/023-024.pdf (дата обращения 5.01.2014).
Минский М. Фреймы для представления знаний: пер. с англ. М.: Энергия, 1979.
151 с.
Рафикова Н.В. Психолингвистическое исследование процессов понимания текста. Тверь: Изд-во Тверск. гос. ун-та, 1999. 144 с.
Сазонова Т.Ю. Различные подходы к трактовке концепта. Слово и текст в психолингвистическом аспекте. Тверь, 2000. С. 70-76.
Сазонова Т.Ю. Модели репрезентации культурного знания. Теория Языка и межкультурная коммуникация: межвуз. сб. науч. тр. Курск: Курск. гос. ун-т, 2008. Вып. 8. С. 81-90.
Anderson J.B. Human Associative memory / J.B. Anderson, G. Bower. Washington, DC.: Winston, 1973. 524 p.
Anderson N.H. Foundation of information integration theory. San Diego, CA: Academic Press, 1981.
Atkinson R.C. Search processes in recognition memory / R.C. Atkinson, D.J. Herrmann, K.T. Wescourt. In: R.L. Solso (Ed.). Theories in Cognitive Psychology: The Loyola Symposium; Lawrence Erlbaum Associates, Potomac, Md., 1974.
Baddeley A.D., Hitch G.J. Working memory // Recent advances in learning & motivation / Bower G. (Ed.). London & San Diego: Academic Press, 1974. Vol. VIII. P. 4790.
Kintsh W. The representation of meaning in memory. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 1974. Massaro D.W., Friedman D. Models of integration given multiple sources of information // Psychological Review. 1990. Vol.99. P. 225-252.
Norman D.A., Rumelhart D.E. Explorations in cognition. San Francisco: Freeman,
1975.
Paivio A. Abstractness, imagery, and meaningfulness in paired associate learning // Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 1965. No. 4. P. 32-38.
Sharifian F. Distributed, emergent cultural cognition, conceptualisation, and language. In In Roslyn M. Frank, Rene Dirven, Tom Ziemke and Enrique Bernardez (eds.). Body, Language, and Mind (Vol. 2): Sociocultural Situatedness. Berlin; New York: Mouton de Gruyter, 2007.
Thomas M. S. C. & Karmiloff-Smith A. Modeling language acquisition in atypical phenotypes. Psychological Review, 2003. P. 647-682.
Tulving E. Episodic and semantic memory // Organization of memory / Tulving E.; Donaldson W. (Eds). New York: Academic Press, 1972. P. 381-403.
WhittleseaB.W.A. Production, evaluation, & preservation of experiences: Constructive processing in remembering & performance tasks // The Psychology of Learning & Motivation. 1997. Vol. 37. P. 211-264.
