Младенцы способны к сложным рассуждениям: ученым удалось создать математическую модель мышления детей

Международная группа исследователей, возглавляемая Джошем Тененбаумом из Массачусетского технологического института, выяснила, что на основании накопленной за первые месяцы жизни информации малыши формируют удивительно сложные прогнозы о дальнейшем поведении окружающего мира. Также ученым удалось разработать математическую модель детского мышления, которая позволяет предсказать, какие события вызовут у ребенка удивление – нарушат его концепции материального мира.

Эта модель имитирует тип мышления, известный как «чистое рассуждение», и рассчитывает вероятность того или иного события, учитывая то, что уже известно о поведении объектов. «Истинный разум проявляется, когда человек оказывается в абсолютно новой для себя ситуации, и оценивает ее, исходя из своего опыта и абстрактных знаний», – говорит профессор когнитивного развития и вычислительных процессов Джош Тененбаум.

Опубликованное в последнем номере «Science» исследование – результат проекта Массачусетского технологического института по изучению мышления и созданию его математической модели. «Это первый успешный шаг к решению непростой задачи обратной разработки процессов мышления. Сегодня мы как никогда близки к тому, чтобы понять, как именно формируются человеческие знания в возрасте 3, 6 и 12 месяцев, а также на других ключевых этапах развития», – говорит Тененбаум.

В рамках исследования ученые выяснили, что степень удивления младенца можно измерить по длительности взгляда: чем более неожиданно событие, тем дольше ребенок будет за ним наблюдать. Далее они разработали математическую модель «идеального наблюдателя», призванную предсказать, как долго дети будут смотреть различные анимированные сценарии совпадающие или не совпадающие с их знаниями о материальном мире.

Так, в одном из экспериментов 12-месячным детям показывали четыре объекта (три синих и один красный), подпрыгивающих вокруг коробки. Потом изображение исчезало, и снова появлялось, но уже без одного из объектов. Если время отсутствия изображения было очень коротким (0,04 секунды), дети проявляли удивление вне зависимости от того, какой из объектов исчез. Если пауза составляла около 2-х секунд – то малыши удивлялись только, если исчезал объект, находившийся далеко от коробки, а если более двух секунд – то только исчезновение красного объекта привлекало их внимание.

Полученная модель мышления точно предсказала реакцию детей на одно и то же событие в десятках сценариев с различным количеством объектов, разным их расположением и вариациями времени отсутствия изображения. Впервые процесс мышления младенца был смоделирован настолько точно.

«У нас еще нет единой теории о работе процессов познания, но мы уже начинаем получать первые успешные результаты в понимании основных его аспектов. Наша задача теперь описать их математически», – говорит Джош Тененбаум.

Понимание развития когнитивных процессов и их развития может не только помочь математически смоделировать процессы мышления, но и стать важным шагом для ранней диагностики отклонений развития.