Значительный вклад в эмпирическое изучение категорий и разработку неклассической теории категоризации внесли работы Э. Рош. В них сформулирована структурная теория прототипов и концепция базового уровня категоризации. В основе общих представлений лежат исследования прототипов, или когнитивных точек отсчета, и неравнозначности объектов внутри категории (Rosch, 1975; Rosch, Mervis 1976). Прототипы рассматриваются как обобщенные структурные модели «хороших» представителей категории, обладающие максимальным набором признаков с высокой различительной способностью для данной категории и минимумом признаков, характерных для других (контрастных) категорий того же уровня (Rosch, 1978). Операционально прототипы определяются через субъективные оценки того, насколько «хорошим» представителем данной категории является тот или иной объект. Степень «прототипичности» объекта, включенного в категорию, варьирует. Чем ближе к прототипу оценивается реальный объект, тем больше общих свойств он имеет с другими членами категории и тем меньше – с представителями контрастных категорий.
Другое важное положение теории Рош – определение базового уровня категориальной абстракции, или предельно высоких обобщений, отражающих структуру атрибутов воспринимаемого мира. Эмпирически это тот уровень, на котором максимизирована суммарная категориальная валидность признаков: на еще более высоком уровне обобщения у объектов резко снижается число общих признаков, а на более низком уровне оно существенно не увеличивается, поскольку субкатегории базового уровня разделяют большую часть значимых признаков. Как уровни категоризации, так и прототипы категорий рассматриваются в контексте действий человека с объектами и событиями как единицами его взаимодействия с окружающим миром. Именно прототипами могут быть заменены названия категорий в высказываниях, относящихся к типичным действиям и событиям.
На сегодняшний день ключевые проблемы категоризации – природа категорий, операциональные критерии принадлежности к категории, границы категорий и др. – решаются различными способами. Если при классическом понимании набор признаков категории определяется свойствами самого объекта, то при неклассическом категория включает в себя характеристики субъекта, определяется индуктивно, а принадлежность к ней объекта вероятностна. В первом случае основным источником категоризации является среда, во втором – представления о ней в контексте решаемых человеком задач. В классическом подходе постулируется дизъюнктивность категорий, обладающих жесткими границами, тогда как нечеткая логика и прототипические эффекты допускают континуальное изменение границ между категориями и степени близости объектов к прототипам. Вместе с тем указанные различия не являются полярными. В частности, Дж. Брунер, сохраняя классическое определение категорий как основанных на дискретных признаках, отмечает разный «вес» данных признаков и разную субъективную «актуальность» альтернативных категорий; в итоге отнесенность объекта к категории оказывается вероятностной, а объем одной и той же категории у различных наблюдателей может варьировать. Понимая категоризацию как способ классификации объектов, релевантный решаемой задаче, нетрудно прийти к выводу, что «классический» случай дискретных «объективно определяемых признаками» категорий является одним из возможных частных случаев. Конкретный способ категоризации задается требованиями текущей ситуации, отношением к ней индивидуального субъекта и организацией его когнитивного опыта.
Процесс распознавания
В психофизике, психологии восприятия и памяти категоризация традиционно рассматривается в терминах опознания (идентификации, распознавания, узнавания) объектов либо событий (Андерсон, 2002; Баддли, Айзенк, Андерсон, 2011; Глезер, 1985; Зинченко, 1981; Рубахин, 1974; Шехтер, 1981; Eysenck, Keane, 1995; Gardner, 1974; Humphreys, Bruce, 1991). Оно понимается как «процесс отнесения предъявленного объекта к какому-либо известному, зафиксированному в памяти классу (категории)» (Шехтер, 1981, с. 6). Класс может состоять из одного элемента, как, например, в случае узнавания кем-то школьного приятеля, либо иметь большой, практически бесконечный объем элементов, как при распознавании пола, возраста или расы человека. Число классов, зафиксированных в памяти, а также объектов, входящих в классы, ограничено опытом наблюдателя и решаемой им познавательной задачей. Наряду с объективными свойствами среды, перцептивная категоризация объектов опирается на субъективные эталоны, установки, отношения и действия людей. Процесс опознания включает следующие этапы: 1) воздействие среды на органы чувств и формирование исходного перцептивного материала; 2) актуализация соответствующих элементов прошлого опыта (исходная гипотеза); 3) сличение перцептивного материала со следами памяти; 4) принятие решения о принадлежности объекта к известному классу. Конечный результат опознания зависит от конкретной ситуации, в которой находится человек, и его индивидуально-психологических особенностей.
Как метод исследования опознание широко применяется при изучении сенсорной чувствительности, предметности восприятия, образной памяти, внимания, наглядно-действенного мышления. Его главная процедура состоит в отнесении респондентами многозначной информации к одной из заданных альтернатив (классу, категории), что позволяет исследователю определять, например, величину дифференциальных порогов, характеристики используемых эталонов памяти, этапы формирования чувственных образов и др. В данном контексте опознание, как правило, предполагает дискретный и взаимоисключающий характер категорий.
Отнесению объекта к классу предшествует усвоение его релевантных (значимых, дифференцирующих) признаков. Сличение может происходить двумя способами. Первый – непосредственно по специфическим признакам или их совокупности (опознание по набору признаков). Имеются в виду доступные восприятию свойства объекта, которые отвечают поставленной задаче и, как правило, имеют словесное обозначение. Второй способ предполагает использование «психологических ориентиров», связанных с целостной оценкой объекта (опознание путем сравнения с целостным эталоном). В этом случае сенсорный материал, получаемый при восприятии отдельных признаков, интегрируется в неразложимую перцептивную единицу, для которой имеется соответствующий эталон в памяти. Вербальное описание специфики таких ориентиров затруднительно. Заключительный этап опознания – принятие решения о классе, к которому относится объект (процесс собственно классификации или категоризации). Установление принадлежности может выражаться в назывании объекта или актуализации знаний и эмоций, связанных с данным классом. В привычных ситуациях речевое обозначение может отсутствовать или заменяться наглядно-схематическим знаком.
Наиболее полно изучены закономерности опознания одномерных (различаемых по единственному признаку) стимулов. Показано, что:
1) чем более сходны распознаваемые объекты, тем медленнее они распознаются;
2) эталон опознается быстрее, чем слабо отличающиеся от него нерелевантные стимулы; последующие, еще более отличающиеся от эталона дистракторы опознаются быстрее;
3) для совпадающего с эталоном стимула и слабо отличающихся от эталона отрицательных стимулов характерна гармоничная взаимосвязь скорости и точности опознания: чем ниже время реакции, тем выше точность; при увеличении отличий от эталона это отношение становится нейтральным (отсутствие зависимости), а затем, при дальнейшем увеличении величины различий, снова гармоничным.
Для описания полученных закономерностей Шехтером предложена статистическая модель, согласно которой в процессе опознания выполняется серия повторных наблюдений, и на их основе решается вопрос о том, к какому статистическому распределению относится данная выборка (стимул-эталон или отрицательный стимул). Статистические оценки производятся многократно, до тех пор, пока задача различения не будет решена. Количество оценок растет по мере увеличения времени экспозиции; соответственно возрастает и надежность опознания.
В ходе опознания меняется так называемая «рабочая задача опознания». Сначала решаются наиболее простые, грубые разделительные задачи (определяется широкая зона, к которой относится стимул), затем более сложные (очерчивается более узкая зона), наконец – самые сложные (точное установление характера объекта так, как этого требует поставленная задача). Предположение о смене «рабочей задачи» хорошо согласуется с полученными экспериментальными данными и представлениями об эволюционной полезности данного способа опознания в условиях естественной среды.
Закономерности опознания многомерных стимулов изучены значительно хуже. На начальном этапе опознание незнакомых комплексных объектов выполняется последовательно по набору признаков. С приобретением испытуемыми опыта происходит повышение скорости и точности опознания, сопровождаемое свертыванием ориентировочной активности. Устанавливаются те же соотношения между скоростью и точностью ответов наблюдателя, что и при опознании одномерных стимулов. В этом случае категоризация выполняется не сукцессивно, на основе оценки отдельных признаков, а симультанно, на основе слитного перцепта, участвующего в процессах сличения как целостная единица. Она обладает новым, эмерджентным качеством, несводимым к свойствам распознаваемого объекта.
Несмотря на различия в предметах исследования и используемой терминологии, представления о категоризации в когнитивной науке и психологии познавательных процессов во многом совпадают. В какой-то мере классический и неклассический подходы к категоризации, а также их проекции в разные научные дисциплины дополняют и поддерживают друг друга. Это позволяет исследователям опираться на разные традиции и научные школы, привлекать системы понятий и эмпирический материал, полученный в разных парадигмах.
Репрезентация признаков и формирование категорий
Как в психологии, так и в когнитивной науке категории не мыслятся функционально однородными и неизменными. В процессе их развития воспринимаемое сходство/различие объектов становится иным. Приобретая опыт различения, наблюдатели усваивают и новые способы перцептивной категоризации этих объектов (Брунер, 1977). В ходе обучения воспринимаемые различия между объектами внутри одной и той же категории сглаживаются, а между объектами разных категорий – возрастают. Данное явление получило название эффекта категориальности восприятия (Etcoff, Magee, 1992; Liberman et al., 1957). В его основе лежат два процесса, каждому из которых соответствует свой класс репрезентаций: усвоение различий и усвоение сходства. Усвоение различий приводит к тому, что в результате формирования новых категорий воспринимаемые различия между похожими объектами увеличиваются. Например, профессиональный дегустатор в ходе обучения усваивает новый набор категорий и становится способным различать тонкие оттенки вкуса, недоступные ему до этого. Усвоение сходства – успешное научение категоризации объектов, вследствие которого увеличивается перцептивное сходство между объектами, относимыми к одной категории. Так, после усвоения фонетических категорий родного языка японские дети перестают различать звуки «р» и «л», поскольку они не определяют различий между словами и не выделяются в японском языке как отдельные фонемы (Repp, 1984).
Изучая категоризацию многомерных объектов, К. Ливингстон, Дж. Эндрюс и С. Харнад (Livingston, Andrews, Harnad, 1998) нашли, что усвоение сходства или различия между объектами и, следовательно, «растяжение» перцептивного пространства по сравнению с физическим на границе категорий и/или «сжатие» его внутри категорий может происходить благодаря тому, что испытуемые научаются выделять релевантный задаче признак среди других, нерелевантных, при помощи процессов переработки информации более высокого неперцептивного уровня (в частности, селективного внимания). Результаты экспериментов и нейросетевого моделирования формирования искусственных понятий подтвердили гипотезу о более частом усвоении сходства между объектами, но не различий.
В работе Р. Голдстоуна (Goldstone, 1994) изучалось взаимодействие нескольких признаков при восприятии объектов, соотношение усвоенных различий и сходства между объектами, а также особенности дифференциации объектов: улучшается ли она на всем континууме изменения признаков или только на области, где проходит категориальная граница. От испытуемых требовалось дифференцировать ряд очень похожих объектов и выделить несколько признаков, по которым они отличались. Объекты были подобраны так, что без обучения эффективность их различения находилась на случайном уровне. После усвоения искусственных категорий (формирования новых понятий) значительно увеличилась способность к различению в парах объектов, пересекающих категориальную границу; различение объектов из одной и той же категории улучшалось, но гораздо меньше. Эти данные говорят в пользу гипотезы о преимущественном усвоении различий, а не сходства между объектами. При категоризации одновременно по двум основаниям эффективность различения ухудшалась по сравнению с категоризацией только по одному основанию, если признаки воспринимались как независимые (например, размер и яркость объектов), и почти не снижалась в случае перцептивно более сходных признаков, воспринимаемых интегрально (яркость и насыщенность цвета объектов). По Голдстоуну, полученный в ходе эксперимента опыт категоризации объектов увеличивает способность к восприятию различий между ними, а взаимодействие нескольких признаков – оснований для категоризации – зависит от того, насколько интегрально или независимо они воспринимаются.
Подтвержденные экспериментально альтернативные взгляды на роль сходства и различий между похожими объектами указывают на то, что эффект категориальности восприятия зависит от генезиса категории и способен видоизменяться. Соответственно, в актах распознавания объектов их идентификация и дискриминация могут не совпадать.
Рассматривая проблему развития понятий, У. Найссер связывает процесс категоризации с более высоким уровнем обработки информации (Neisser, 1987). Подобно гибсоновским «аффордансам» (особого рода предоставлениям среды организму), категории проявляются как отношения между конкретным объектом, с одной стороны, и конкретной системой понятий – с другой. Однако если воспринимаемые свойства объектов полностью определяются инвариантами светового потока, а задача перцептивной системы, по Дж. Гибсону (1988), – непосредственно извлекать требуемую информацию, то для категоризации объектов необходимо наличие идеализированной когнитивной модели (культурно обусловленных стихийных понятий). Предполагается, что и непосредственное восприятие, и использование когнитивных структур имеются у человека с самого рождения, развиваясь в онтогенезе. Видоизменение системы категорий затрагивает формирование смежных уровней абстракции (выше- и нижележащих) и требует усвоения как стихийных (житейских), так и научных понятий и сценариев.
В контролируемых, управляемых условиях обучения происходит переход от сукцессивного (последовательного) опознания к симультанному, т. е. к одномоментному выделению существенных для данной задачи черт фигуры без обращения к анализу отдельных свойств. Подобный переход «становится возможным за счет подключения имеющихся у испытуемых идеальных действий» (Подольский, 1978, с. 136). При отсутствии специально организованного процесса обучения симультанное опознание совершается спонтанно, а специфика его протекания в значительной степени определяется индивидуальными особенностями и опытом наблюдателей.
Совокупность выполненных исследований говорит о том, что в процессе развития (формирования) категории происходит изменение ее объема, опорных признаков, способов их дифференциации и объединения, а также модификация исходного прототипа. Существует набор первичных врожденных, очевидно, видонеспецифичных категорий либо врожденная способность к их усвоению, на основе которых в ходе научения и накопления опыта складываются новые, вторичные категории. Вопрос о том, что же именно усваивается в процессе научения и как представлены при этом категории – в терминах сходства или различия между объектами – остается открытым. По-видимому, сходство и различие играют самостоятельную роль в категоризации, а преобладание одного из них зависит от особенностей текущей задачи и индивидуально-психологических особенностей воспринимающего. Разнонаправленные изменения отношений между объектами внутри и вне категории (эффект категориальности восприятия) являются индикаторами особенностей развития категории и характеристикой ее границ.