Duden tieteenalan perusteita
ANTI! HAUTAMAKI (toim.) Kognitiotiede.
Gaudeamus, Helsinki 1988. 184 s.
Kognitiotiede on nuori, monitieteinen tutkimusala, joka on kehittynyt viimeis
ten parinkymmenen vuoden aikana psy
kologian, neurologian, kielitieteen, teko
alytutkimuksen ja filosofian yhteisten ongelmien ymparille. Sen tutkimuskoh
teena on ihmisen kognitio, ts. ihmisen alylliset toiminnot muisti, ajattelu, paat
tely, havaitseminen seka kielen ymmar
taminen ja tuottaminen.
Eraassa mielessa kognitiotiede on vanha tutkimusala: ihmisen tietokyky ja ajattelu ovat olleet filosofisen pohdinnan kohteena koko lansimaisen tieteenhisto
rian ajan. Aristoteles on mainittu kogni
tiotieteen - kuten niin monen muunkin tieteen - perustajaksi, silla ajattelua ja tiedon luonnetta koskevat kognitiotie
teen perusongelmat voidaan ymmartaa hanen esiin nostamiensa ajatusten edel
leen ke,hittelyiksi (Sowa 1984:vii). En
simmaiset muistitutkimukset ja aisti
havaintokokeet tehtiin 1800-luvulla (Wundt), jolloin psykologia erottui omaksi tieteenalakseen. Varsinaisen kognitiotieteen voidaan kuitenkin katsoa syntyneen vasta 1950-luvun lopulla, jol
loin kasitys symboleja prosessoivasta systeemista muotoutui. Talloin psykolo
giassa alettiin jalleen hyvaksya kogni
tioon liittyvia kasitteita tieteelliseen kes
kusteluun, kun behavioristinen, ulkoi
seen arsyke-reaktio -suhteeseen perustu
nut tutkimus menetti valta-asemansa.
Samaan aikaan tietojenkasittelyopin puolella ulotettiin symbolisen merkki
tiedon kasittely numeroiden manipulaa
tiosta kielellisten merkkien prosessom
tiin, ja tekoalytutkimuksen syntyminen vauhditti ihmisen alyllisten toimintojen tutkimista.
Kognitiotiede ei ole varsinainen tie
teenala siina mielessa, etta silla olisi yh
tenainen teoria tai metodologia. Pikem
minkin voidaan puhua k o g n i t i i v i s e s t a p a r a d i g m a s t a, jonka mukaista
tutkimusta luonnehtii yhteinen kohde, monitieteisyys sekä pyrkimys eksplisiitti- seen, formaaliin teoriaan. Kognitiivinen paradigma on viitekehys, jonka puitteis- sa sekä ihmisen että koneen tiedonkäsit- telyä tarkastellaan. Kognitiiviseen para- digmaan viittaa myös Winograd (1983:
13) puhuessaan kielitieteen kehityksestä ja tämänhetkisestä tietokonelingvistisestä paradigmasta, jossa kieli käsitetään tie- tämykseen perustuvaksi kommunikaatio- prosessiksi. Kognitiotieteen tutkimus- ja sovellusalueita ovat mm. ongelmanrat- kaisutehtävät (shakinpeluu), havaintoon liittyvä tutkimus (konenäkö, puheentun- nistus) ja asiantuntijajärjestelmien (tie- tämysjärjestelmien) kehittäminen.
Kognitiotieteen tutkimuslaitoksia ja oppituoleja on jo useita kymmeniä eri puolilla maailmaa, mm. USAzssa, Eng- lannissa, Skotlannissa, Saksassa, Ruot- sissa ja Japanissa. Suomessa on alan tutkimusta tehty kansainvälisesti merkit- tävällä tasolla Helsingin yliopistossa se- kä Helsingin, Oulun ja Kuopion Teknil- lisissä korkeakouluissa. Koulutus pääsi alkuun syksyllä 1988, jolloin Helsingin yliopistoon perustettiin Kieliteorian ja kognitiotieteen koulutusohjelma.
Antti Hautamäen toimittama kirja Kognitiotiede on tienavaus alan suo- menkielisessä kirjallisuudessa. Teos on artikkelikokoelma, jossa viisi tutkijaa esittelee oman taustatieteensä lähtökoh- dista kognitiotieteellistä tutkimusta.
PERTTI SAARıLUoMA esittelee kolmen ar- tikkelin voimalla kognitiivisen psykolo- gian kehitystä sekä muistin ja ajattelun tutkimusta. TEuvo KoHoNEN selvittää aivoissa ja tietokoneessa tapahtuvan prosessoinnin eroja sekä esittelee her- moverkkomalliaan. FRED KARLssoN tar- kastelee kielitieteen ja kognitiotieteen suhdetta. Kognitiotieteen filosofisia on- gelmia käsittelevät MATTI KAMPPINEN, joka tarkastelee tiedon representaatioon liittyviä kysymyksiä, ja ANTTI HAUTA- MÄKI, jonka aiheena on tiedon esittämi- nen ja mallintaminen erityisesti logiikan kannalta. Lisäksi kirjassa on suppea pe- rustermien sanasto.
Teos on tarkoitettu valistuneelle luki- jalle ja yliopistolliseksi kurssikirjaksi.
Artikkelit ovat kuitenkin varsin epäta- saisia ja kokonaisuus jää sekavaksi.
Osasyy kirjan puutteista lankeaa luon- nollisesti kirjan toimittajalle, Hautamäel- le, joka olisi voinut jämäkämmin puut- tua artikkelien ilmaisuun ja teoksen muotoon ylipäätään. Kirja on toimitettu hätäisesti, mikä on valitettavaa, koska ensimmäisenä alan suomenkielisenä teok- sena kirja tulee vaikuttamaan laajasti
››valistuneen››, puhumattakaan ››valistu- mattoman» lukijan käsityksiin kogniti- otieteestä.
Kirjan toimittajalta olisi toivonut kriittisempää otetta erityisesti Pertti Saa- riluoman kirjoitusten editoinnissa. Saari- luoman kirjoitukset ››Historiallinen joh- datus kognitiotieteeseen››, ››Ajattelu kognitiivisena prosessina» ja ››Ihmisen muisti» ovat pikemminkin laajennettuja bibliografioita kuin yleistajuisia esittely- jä. Sen sijaan, että tarjolla olisi tiivis ja informatiivinen esitys kognitiivisen tut- kimuksen historiasta ja nykytilasta, luki- ja saa eteensä täyteen ahdetun, yksityis- kohtia, koejärjestelyjä, epäselviä viit- tauksia ja lähteitä vilisevän luonnoksen, jossa keskeiset ja tärkeät asiat hukkuvat vähemmän tärkeiden yksityiskohtien pal- jouteen. Lisäksi kirjoituksiin sisältyy monenlaisia lapsuksia, sekasotkua ja summittaisia väitteitä. Kaikkien epäkoh- tien korjaaminen tarkoittaisi yksinker- taisesti artikkeleiden uudelleen kirjoit- tamista, joten puutun vain joihinkin esimerkkitapauksiin.
Saariluoman esitystapaa havainnollis- taa hänen argumentointinsa s. 22-23.
Saariluoma tarkastelee koneellista in- formaation prosessointia ja tulee siihen tulokseen, että tämä on ››tutkimuksellis- ten näkökohtien vuoksi tärkeää kognitio- tieteelle. Koneellinen informaation pro- sessointi on nykyään vielä paljon yksin- kertaisempaa kuin ihmisen tai eläimen suorittama informaation prosessointi.
Koneita on myös mahdollista hajottaa ja koota toisin kuin ihmisiä tai eläimiä.
Kumpikin edellä mainituista näkökoh-
dista osoittaa, että koneellisella infor- maation prosessoinnilla on tärkeä asema kognitiotieteellisen tutkimuksen sisällä.››
Lukija on vakuuttuneisuuttaan mykisty-
nyt.
Lähdeviitteiden käyttö on joko triviaa- lia (esim. s. 89 keskellä kappaletta oleva lause ››Eri yksilöiden kasvot poikkeavat toisten yksityiskohtien suhteen» ei il- maisse niin omaperäistä ajatusta, että sen tukemiseksi tarvitsisi antaa viisi eri- laista lähdettä) tai ohimennen annettuja mainintoja: ››Toinen tärkeä löytö on ol- lut muistijäljen lokalisointi synapsiin.Kandell (1976) tarkasteli merijäniksen heltan ehdollistamista ja osoitti mikro- elektroditekniikan avulla oppimisen pai- kantuvan synapsiin» (s. 33).
Selittämättä myös jää miksi vuosi 1956 on ilmeisin ehdokas kognitiotieteen läpimurron alkuvuodeksi (s. 23). Sattu- malta tulin vilkaisseeksi Simonin (1981) artikkelia, josta vastaus löytyi. Simon asettaa vuoden 1956 kognitiotieteen syn- tyvuodeksi, koska silloin julkaistiin kog- nitiivisen paradigman kannalta merkit- täviä asioita kuten Millerin lyhytkestois- ta muistia käsittelevä artikkeli ja Chomskyn ensimmäiset analyysit kieli- oppien formaaleista ominaisuuksista, ja tekoälytutkimuksen perustajiin kuuluvat Newell ja Simon esittelivät ongelman- ratkaisua simuloivan tietokoneohjelman- sa. Artikkeli löytyy Saariluoman lähteis- tä, mutta siihen viitataan aivan muussa yhteydessä.
Kielitieteilijää taas hämmästyttää löy- tää Saariluoman väitteet: ››Kaksi tär- keintä ihmisen luomaa symbolijärjestel- mää, kirjoitettu kieli ja numeroiden jär- jestelmä, ovat syntyneet jo pronssikau- della - -›› (s. 18) ja ››Kielen havaitse- minen on toinen havaintoa koskevan tutkimuksen valta-alueista. Tällä voi- daan tarkoittaa kahta asiaa: puheen ha- vaitsemista ja luonnollisen kielen proses- sointia. Ensimmäisessä tapauksessa on kyse puhesignaalin muuntamisesta kir- joitettavissa oleviksi lauseiksi, kun taas toisessa tapauksessa on kyse siitä, että ymmärretään, mitä annetut ilmaisut
merkitsevät» (s. 27).
Saariluoman summittainen ilmaisuta- pa ei liene parasta popularisointia, vaan saa lukijan ärsyyntyneenä kysymään:
miksi kognitiotieteen oppikirjassa ei ole osattu esittää perusasioita helppotajuisen selkeästi. Esim. puheen havaitseminen ei ole ››puhesignaalin muuttamista kirjoi- tettavissa oleviksi 1auseiksi››, vaan jatku- van äänivirran saattamista sellaiseen muotoon, että sitä voidaan käsitellä tie- tokoneella. Tämä tarkoittaa puhesignaa- lin muuttamista digitaaliseen muotoon:
havaittavat äänteet esitetään toisistaan erottuvina representaatioina. Tällainen esitys ei kuitenkaan ole välttämättä sa- ma kuin kirjoitettu lause.
Saariluoman väitteistä saa myös sen käsityksen, että kirjoitettu kieli on sa- maa kuin kieli ylipäätään ja että kirjoi- tetun kielen analysointi on kielen kogni- tiivista prosessointia. Luonnollisen kie- len primaarina symbolijärjestelmänä pi- detään kuitenkin puhetta: mielivaltaiseen äännejonoon on liitetty merkitys. (Viit- tomakielessä ensisijainen symboli on luonnollisesti viittoma.) Kirjoitettu kieli taas on puhutun (tai viitotun) kielen symbolista esittämistä, ja siis toisen ker- taluvun symbolijärjestelmä. Historialli- sesti kielen ja kirjoitusjärjestelmän kehi- tyksessä on valtava ero: ensimmäiset sumerilaiset kirjoitusjärjestelmät syntyi- vät noin 3100 eKr., kun taas puhuttu kieli lienee 100 000-500 000 vuotta vanha (Anttila 1972145).
Kielen samastaminen kirjoitettuun jär- jestelmään on ehkä ymmärrettävää, jos ajattelee kirjoitetun kielen tärkeää ase- maa inhimillisen kulttuurin kehityksessä, tiedon luomisessa, käsittelemisessä ja le- vittämisessä: nykyinen maailma raken- tuu suuresti juuri kirjoitusjärjestelmän keksimisen varaan (vrt. Karlsson (1988), jossa ehdotetaan nykyisen tietoyhteis- kunnan itse asiassa alkaneen jo kirjoitus- järjestelmän keksimisestä). Lisäksi auto- maattinen luonnollisen kielen proses- sointi on keskittynyt etupäässä kirjoitet- tujen symbolien, kirjain- ja numero- merkkien käsittelyyn, koska sanojen
mekaaninen erottaminen jatkuvasta ää- nivirrasta on vaikeaa (vrt. kuitenkin esim. Kohosen puheentunnistusprojekti).
Kognitiotieteen oppikirjassa näin kevyitä väitteitä ei kuitenkaan soisi esiintyvän.
Myös kognitiivisen paradigman kri- tiikki esitetään kovin ylimalkaisesti.
Esimerkiksi Dreyfusin (1972) jo klassi- nen kritiikki kognitiivista paradigmaa kohtaan sivuutetaan ylimalkaisilla viit- tauksilla ››ontologisiin sitoumuksiin» ja
››koneiden vaatimattomaan kapasiteet- tiin» (s. 24), eikä itse kognitiotieteen pe- ruskäsitteeksi asetettua s y m b o l e j a prosessoivaa systeemiä pohdita perusteellisemmin kuin sivun 36 huo- mautuksella ››käsitteellä on suuria etuja, mutta siihen liittyy myös ongelmia»
Koska teoksen muissa artikkeleissa on tähän liittyviä kysymyksenasetteluja, oli- si ollut hyödyllistä saada jonkinlaista taustaa tätä varten jo historialliseksi johdatukseksi tarkoitetussa luvussa.
Ensimmäisen, mitä tahansa tieteenalaa käsittelevän yleisteoksen tarkoitus on paitsi tehdä alaa tunnetuksi, kai myös innostaa lukijoita perehtymäään pa- remmin alan tutkimukseen ja saada hei- dät kiinnostumaan sen kysymyksenaset- teluista ja ongelmista. Tässä suhteessa Saariluoman artikkelit eivät vie asiaa eteenpäin. Asioiden problematisointi, laajojen suuntaviivojen hahmotus, yh- teenvedot ja polemisoinnit jäävät mui- den tehtäviksi. Kun lisäksi esitystapa on sellainen, että itsestäänselvyyksiä esite- tään tieteellisinä tuloksina (››Yhteenve- tona kertomusten muistamisesta voidaan todeta, että ihmisen kyky muistaa ker- tomuksia on erittäin joustava››, s. 86), ja hankalammat ja haasteellisemmat seikat sivuutetaan ylimalkaisilla huomautuksil- la (››Tämä on erittäin monimutkainen ongelma, johon ei ole mahdollista löytää helppoja ratkaisuja››, s. 75), ei voi olla ajattelematta, että kognitiotiedettä uh- kaa samanlainen huuhaa-tieteen maine kuin mistä humanistisia tieteitä usein on syytetty. Saariluoman artikkelien luke- misen jälkeen mieleen hiipii ajatus, ettei kognitiivinen paradigma ole ainakaan
psykologiassa synnyttänyt mitään uutta ja tieteellisesti mullistavaa sen jälkeen kun G. A. Miller v. 1956 kokeellisesti osoitti työmuistin kapasiteetiksi 7 i- 2 yksikköä.
Teoksen ainoat painovirheetkin löyty- vät Saariluoman artikkelista. Lähteissä ja myös s. 60 puhutaan Jackendorffista, joka paremmin tunnetaan Jackendoffi- na, ja lähdeviitteissä systemaattisesti esiintyvä Miller, G. E. on George A.
Miller. Sivulla 27 mainittu Winogradin kehittämä palikkamaailmassa operoiva ohjelma taas on SHRDLU eikä SHRDU. Myös Saariluoman käyttämät kuvat ja kaaviot ovat puutteellisia, sa- tunnaisesti valittuja ja lisäksi selitykset- tömiä: epäselvää on, mitä s. 31 kuvio selventää, miksi s. 56 viimeinen lasku- tehtävä on kriittinen tehtävä, mitä s. 79 koordinaattiakselit kuvaavat, tai mikä on s. 81 kuvion merkitys.
Vastakohtana edellisille on TEUvo KoHosEN artikkeli ››Keinotekoisen ja luonnollisen ajattelun eroista››. Artikkeli on innostava ja ajattelua stimuloiva kar- toitus siitä, mihin ajattelu perustuu ja miten mielikuvat syntyvät. Se on myös teoksen ainoa omaa, käynnissä olevaa tutkimusta esittelevä artikkeli. Selkeästi Kohonen kritisoi tekoälytutkimuksen heikkouksia, etenkin yksinkertaista ja suorastaan väärää käsitystä aivojen ja tietokoneen rakenteen yhtäläisyyksistä.
Näin hän ottaa kantaa tekoälytutkimuk- sessa kiivasta keskustelua aiheuttanee- seen kysymykseen ns. vahvan ja heikon tekoälyn suhteesta jälkimmäisen puoles-
ta.
Tekoälyn käsitteeseen yleensä liitetty älykkyys saa Kohoselta lakonisen tuo- mion. Hän yhdistää älykkyyden elämän säilyttämisessä tarvittaviin ››monitasoi- siin tulkinta-, arviointi- ja toimeenpano- kykyihin››, joita aivoihin on kehityksen kuluessa syntynyt (s. 103). Näin ollen tekoälysovelluksissa tavattavan ››älyk- kyyden» kuvaaminen älykkyydeksi ja tietokoneiden sekä ihmisen suoritusky- vyn vertaaminen ylipäätään on yksinker- taisesti mieletöntä, koska koneen muis-
tikapasiteettiin ja nopeuteen perustuvilla toiminnoilla ei sellaisenaan ole vastaavia elämän säilyttämisessä arvokkaiksi osoittautuneita ominaisuuksia.
Ongelman ytimeksi hän esittää aivojen sisäisen toiminnan ja ihmisten aikaan- saannosten sekoittamisen. Ihmiskunnan kehitys on suuressa määrin perustunut erilaisille apuvälineille ja työkaluille.
Tällaisia ovat myös aikojen kuluessa ke- hittyneet erilaiset toiminta- ja päättely- strategiat, algoritmiset toimintapaketit, jotka on mahdollista ilmaista kielellisinä ohjeina. Ne voidaan esittää myös tieto- koneohjelmana, mistä tekoälyssä juuri on kyse. Aivojen sisäinen toiminta taas on monimutkaista hermoverkon itseor- ganisaatiota (ks. alla), ja varsinainen ajatteluprosessi kaaos, jota ei ole helppo matkia tietokoneenkaan avulla.
Myös kieli on Kohoselle ››eräs muka- vaksi osoittautunut väline siinä kuin muutkin työkalut» (s. 104). Se, että luonnollista kieltä voidaan käsitellä tie- tokoneella, osoittaa vain sen ››itsestään- selvyyden», että ››kirjakielen säännöt»
ovat mekaanisia, tietokoneelle ohjelmoi- tavissa olevia sääntöjä (s. 102). Tähän voi kuitenkin huomauttaa, että näitä
”mekaanisiakin” kielen sääntöjä on var- sin vaikea ohjelmoida tietokoneelle, koska sanojen liittäminen toisiinsa ei pe- rustu pelkästään muodollisiin seikkoi- hin, vaan myös sanojen merkitys vaikut- taa asiaan. Yllätyksellisyys ja erilaiset, uudet sivumerkitykset eivät liity vain
››kaunokirjallisuuden, dramaturgian tai vapaan suullisen esityksen» keinoihin, vaan ne ovat tyypillisiä myös asiatyylisil- le ››akateemisesti valvotun kielen kieli- opillisille tuotoksille» (s. 102).
Biologisten ajattelutoimintojen ja auto- maattisten tietojenkäsittelyprosessien tär- kein ero on siis jälkimmäisten diskreet- tisyys, algoritmisuus ja mekaanisuus.
Seikkaperäisesti Kohonen kumoaa aivo- jen ja tietokoneen rakenneyhtäläisyyksiä kuvaavat oletukset ja perustelee näke- myksensä omilla tutkimustuloksillaan.
Tämä esittely aistihavaintojen piirrekart- tojen muodostumisesta aivoissa onkin
yksi teoksen mielenkiintoisimmista koh- dista.
Kohosen 15 vuoden aikana kehittämä hermoverkkomalli perustuu ns. itseorga- nisoitumiselle, jolla tarkoitetaan sopivien olosuhteiden vallitessa itsestään tapah- tuvaa järjestelmän jäsentymistä (vrt.
Kamppisen esiintuoma emergenssin käsi- te). Aivojen hermoverkossa kukin solu on herkistynyt tietynlaiselle signaalijou- kolle; herkistyminen taas on riippuvai- nen niistä kytkennöistä, jotka solulla on muihin soluihin (jopa 10 000 erilaista kytkentää). Hermoverkon itseorganisaa- tion tuloksena aistisignaaleista syntyy aivoihin piirrekarttoja, aistihavaintojen malleja, joiden avulla aistisignaalit tun- nistetaan. Tällaisia piirrekarttoja ovat esim. näköaivokuoren värikartta ja nä- kökentän geometrinen kartta ja kuuloai- vokuoren äännekartat. Kognitiiviset prosessit perustuvat näin syntyneiden karttojen dynaamiseen yhteisvaikutuk-
SCCII.
Psyykkiset käsitteet ja mielikuvat syn- tyvät aistisignaalien ”tiivistyessä”, itse- organisoituessa, hermosäikeiden aktiivi- suuksien vuorovaikutuksessa. Ilmiö muistuttaa optiikasta tuttua valekuvape- riaatetta: hermoverkko toistaa lähinnä vain ne ehdot, joiden perusteella havain- to tulkitaan tai syntyy, ei solujen aktiivi- suutta sellaisenaan ("aivoholografia°').
Mallin avulla voidaan selittää muistin ominaisuuksia ja valaista luovuuden kä- sitettä. Malli on myös toteutettu tieto- koneella, ja sitä on sovellettu erilaisten aistisignaalien käsittelyyn: esim. s. 113 on esitetty tietokonesimulaation avulla saatu suomen kielen äänteiden kartta.
Parhaimpana esimerkkinä mallin toimi- vuudesta on sen pohjalta rakennettu pu- heentunnistusjärjestelmä.
Artikkelissaan ››Kieli ja kognitio»
FRED KARLssoN tarkastelee kognitiotie- dettä (tietokone)lingvistiikan näkökul- masta. Erityisesti esille nousee kielentut- kimuksen valta-ajattelussa viime aikoina tapahtunut kiinnostuksen suuntautumi- nen kielen funktionaalis-kognitiivisten aspektien tutkimiseen. Näin suuntautu-
neiden tutkijoiden lähtöpremissejä Karlsson kuvaa lähinnä luonnollisen syntaksin edustajien näkökulmasta.1 1Vaikka asia ei tulekaan artikkelissa esille, haluaisin silti käyttää tilaisuutta hyväkseni ja tuoda esille erään funktio- naalisesti suuntautuneiden lingvistien oh- jelmanjulistuksissa (Givon 1979, Halli- day 1985) ainakin minua itseäni kum- mastuttaneen ristiriitaisen seikan: samal- la kun kielen pragmaattista kontekstia korostetaan, kielen rakenteen tutkimus pyritään kieltämään ››autonomisena kie- lentutkimuksena››, ts. arvottomana, for- maalisti ilmaistujen muotoseikkojen ir- rallisena pyörittelynä. Ongelma autono- mis-strukturaalisen ja funktionaalisen kielitieteen välillä on analoginen sen se- kaannuksen kanssa, jonka Kohonen toi esiin tekoälytutkimuksen älykkyyden kohdalla: toiminta ja aikaansaannokset eivät ole sama asia. Kuten aivojen sisäi- nen toiminta on (luova) kielenkäyttökin kaaosmaista, ei ennustettavissa olevaa toimintaa pikemminkin kuin algoritmi- sesti ilmaistavissa olevien toimintaohjei- den suorittamista. Toisaalta kyky käyt- tää kieltä (tai mitä tahansa muuta ”apu- välinettä”) edellyttää jonkinlaista syste- maattisuutta, ”toimintapaketteja”: esim.
lausetta Osterı' purivat Aimoa ei yleensä hyväksytä suomen kielen konventioiden mukaiseksi ilmaukseksi, eikä lausetta Aimo kehotti ostereíta syömään yleensä ymmärretä syömiskehotukseksi, jossa syömisen kohteena olisivat osterit. Kie- liopin traditionaalisena tehtävänä on juuri tämänlaatuisten ”mekaanisten”
sääntöjen kuvaaminen, kielen rakennetta määrittävän symbolijärjestelmän ekspli- koiminen. Jos kielitieteellä ylipäätään on oikeus itsenäisen tieteen asemaan, tulee se käsittääkseni juuri kielen rakenteen tutkimisesta ja rakennetta kuvaavien kie- lioppisääntöjen muodostamisesta. Ling- vistiikka on siis redusoitavissa yleiseen semiotiikkaan (vrt. Anttila 1972) pi- kemminkin kuin kognitiiviseen psykolo- giaan kuten Chomsky asian esittää tai antropologiseen sosiologiaan, mikä taas on Hallidayn lähtökohta. Tämä näke- mys ei luonnollisestikaan sulje pois kie- len käyttöön liittyviä aspekteja; yhä laa- jempien ja laajempien ohjepakettien
konstruointi on mahdollista. Toisaalta funktionalistisen näkemyksen äärimmäi- senä päätepisteenä oleva kielellisen kommunikaation selitys ei liene mahdol- lista, tai kuten Kohonen (s. 111) asian ilmaisee: ››Ei ole kuitenkaan näkyvissä mitään mahdollisuuksia selittää itse ta- junnantilojen elämyksellistä sisältöä, esimerkiksi tunnetilojen laatua [tai kommunikatiivista intentiota, KJ], fysi- kaalisten mallien tai sähköisten ja ke- miallisten ilmiöiden avulla.››
Karlsson esittelee myös tyypillisiä kognitiivisia kieliteorioita (Lakoff ja Thompson 1975, Miller ja Johnson- Laird 1976, Givon 1979, Jackendoff 1983), ja selvittää yleistajuisesti näihin liittyviä käsitteitä: tulkintojen inkremen- taalista rakentamista, proseduraalista semantiikkaa, konseptuaalisen merkityk- sen tasoa. Selkeästi on esitelty myös kie- len prosessointistrategioita, ts. muuhun kognitioon kytkeytyviä, useimmiten auto- maattisesti käytettyjä menetelmiä, joita tarvitaan tuottamisessa ja sanoman tul- kitsemisessa. Karlsson keskittyy erityi- sesti ymmärtämiseen liittyviin tunnis- tusstrategioihin, joita on enemmän tut- kittu, mutta antaa tahattomasti hauskan esimerkin kielen tuottamiseen liittyvistä strategioista ja luovasta substantiivien komparoinnista: ››Nämä tarkoitteet ovat työmuistissa pinnimmäisinä - -›› (s. 130).
Lopuksi Karlsson tarkastelee luonnol- lisen kielen automaattista _prosessointia.
ATN-formalismin perusteellisessa esitte- lyssä jäänee ehkä liian vähälle huomiolle se seikka, että formalismi liittyi nimen- omaan transformaatiokieliopin mukai- seen analyysiin, ja kuuluu siis pikem- minkin tietokoneligvistiikan historiaan kuin tämänhetkiseen tilaan. Formalis- min saama kritiikki olisi myös ollut mie- lenkiintoista kontrastoida nykyisin val- tasuuntauksena olevan unifikaatioforma- lismin ominaisuuksiin: esim. Karlssonin mainitsema, nykyisin tietokoneligvistis- ten mallien keskeiseksi tavoitteeksi näh- ty deklaratiivinen tiedon esitystapa on unifikaation peruspiirre, mutta täydelli-
nen vastakohta ATN:n proseduraaliselle tiedon esitystavalle, jossa kieliopin ku- vausta ei ole erotettu itse jäsentimisestä.
Kuten Kohosen kirjoituksessa myös Karlssonin artikkelissa tulee esille hei- kon ja vahvan tekoälyn ongelma. Karls- son mainitsee, etteivät tietokoneligvistit
››suinkaan aina ole kiinnostuneita siitä 'varsinaisesta tavasta', millä ihmisen kognitio toimii. Heille riittää usein tut- kimuskohteen formaalinen kuvaus kog- nitiivisten aspektien todellisuuteen kan- taa ottamatta» (s. 132). Tietokone- lingvistit ovat siis heikon tekoälyn kan- nattajia ja näkevät luonnollisen kielen automaattisen analyysin etupäässä kielen rakenteen mallintamisena. Toimivien tie- tokoneohjelmien kehittämisellä ei vält- tämättä ole mitään yhteyttä siihen ta- paan, miten aivot toimivat.
MATTI KAMPPINEN käsittelee kognitio- tieteen tärkeitä filosofisia ongelmia ar- tikkelissaan ››Kognitivismin ongelmia:
representaatio, arkipsykologia ja neuro- nismi››. Erityisesti hän tarkastelee kogni- tiotieteen mukanaan tuomaa representa- tion käsitettä eli sitä, miten tieto esittyy ihmismielessä ja miten se tulisi esittää mentaalisissa malleissa.
Kognitiotieteessä representaatio on primitiivikäsite, johon koko tutkimus perustuu: tekoälytutkimuksissa kysymys on yleensä siitä, miten tieto olisi parhai- ten ja käyttökelpoisimmin esitettävissä (erilaisina verkkoina, proseduureina tai listoina), ja psykologis-filosofisesti pai- nottuneissa tutkimuksissa ongelma liit- tyy mielteiden ja aistimusten olemuk- seen. Keskeistä psykologisessa ongelman- asettelussa on representaatioiden yksi- löiminen: miten representaatiot on koo- dattu aivoihin? Tällä hetkellä psykolo- gian filosofiassa vallalla oleva käsitys on toiminnalliseen yksilöintiin perustuva ns.
funktionalistinen lähestymistapa. Sitä esitellessään myös Kamppinen harrastaa omaperäistä kielenkäyttöä: ››representaa- tio on sellainen ötökkä - -›› (s. 144, kursivointi alkuperäinen).
Muutamissa kohdin Kamppisen kirjoi- tusta vaivaa hienoinen huolimattomuus:
ihmetystä herättää mrn. väite siitä, että arkipsykologia ››on ollut ihmisten käy- tössä ja säilynyt suhteellisen muuttumat- tomana jo noin 2000 vuotta.›› (s. 147).
Onko niin, että keskellä Rooman tasa- vallan kuolinkamppailua ihmiskunnan arkinen kokemusmaailma ja käsitykset mielestä, toiminnasta ja luonnonilmiöis- tä radikaalisti muuttuivat, vai ajetaanko tässä takaa jotain muuta? Toisaalta taas turhan formaali esitystapa haittaa ym- märtämistä. Vaikka teorioiden formali- sointi ja eksplisiittinen esittäminen ovat- kin kognitiotieteellisille esityksille omi- naisia, niin yleistajuiseksi esittelyksi tar- koitetussa artikkelissa lienee tuskin tar- peellista esittää sanallisestikin täsmälli- sesti ilmaistavia käsitteitä kaavojen ja symbolien avulla. Esim. sivulla 150 esi- tetty kaava emergenssin käsitteen tar- kentamiseksi lienee tässä mielessä tur- hankin tarkka. Samoin sivulla 145 olisi funktionalististen psykologisten teorioi- den sanallinen luonnehdinta riittänyt (esim. funktionalistisissa psykologisissa teorioissa kognitiiviseen tilaan sisältyvä representaatio identifioidaan sen toimin- nallisen roolin avulla, joka representaa- tiolla on l) eliön saamien ärsykkeiden, 2) muiden kognitiivisten tilojen ja 3) ha- vaittavan käyttäytymisen perusteella), ja ollut kenties jopa selkeämpää kuin sa- man asian esittäminen symboleilla M,,.., Mn, l,,..., In ja Ol,..., On sekä ensi luke- malta hämäriksi jäävillä väitelauseilla
››eliötyyppiä A» - johon kuuluu esim.
ihminen - koskevasta psykologisesta teo- riasta.
Lopuksi Kamppinen käsittelee teko- älytutkimuksessa runsaasti kiivasta kes- kustelua herättänyttä kysymystä siitä, pystyykö tietokone ajattelemaan, vai onko se vain mekaaninen symbolien kä- sittelijä. Keskustelu on saanut alkunsa John Searlen klassisesta kiinalaisen huoneen ongelmasta, jonka Kamppinen esittelee. Vastaukset ovat jakaneet tutki- jat kahtia ns. heikon ja vahvan tekoälyn kannattajiin. Vahvan tekoälykäsityksen mukaan tietokoneet ovat toiminnallisesti samanlaisia kuin neuroneista koostuneet
ihmisaivot ja pystyvät siis tuottamaan samanlaisia emergenttejä ominaisuuksia kuin aivot, ts. ajattelemaan. Heikko te- koälykäsitys taas ottaa lievemmän kan- nan tietokoneen ja ihmisaivojen saman- kaltaisuuteen korostamalla, että tietoko- nesimulaatiot ovat vain malleja kognitii- visista prosesseista, eikä niiden tarkoitus ole todella ymmärtää asioita.
Koska ongelmaa voidaan pitää yhtenä tekoälytutkimuksen ja kognitiotieteen peruskysymyksistä, olisi siihen liittyvän pohdinnan suonut jatkuvan pitempään- kin. Lisäksi se tulee havainnollisesti esil- le Kohosen voimakkaassa argumentoin- nissa ja Karlssonin artikkelissa. Nyt asioiden yhdistäminen ja näkökantojen vastakkainasettelu jää lukijan oman tie- tämyksen varaan. Kamppisen lyhyesti mainitsema ymmärtämisen ja selittämi- sen ongelma olisi kenties ollut viisasta jättää toisen artikkelin aiheeksi ja kes- kittyä sen sijaan lukijan tietojen kasvat- tamiseen emergenssin ja mallintamisen ongelmista.
Teoksen viimeisessä artikkelissa ››Te- koäly, logiikka ja tiedon esittäminen»
ANTTI HAUTAMÄKI tarkastelee älykkään toiminnan peruskäsitettä, tiedon käsitet- tä. Hän selventää peruskäsitteistöä, esit- telee tiedon eri lajeja ja tarkastelee tie- don esitysmuotoja. Sanaa tieto hän käyt- tää yleisterminä, ja määrittelee sitten kä- sitteet informaatio = väitelauseiden muodossa ilmaistu perusteltu uskomus (informaation asteella tarkoitetaan yllä- tyksellisyyttä vastaanottajan kannalta ja arvolla hyödyllisyyttä haltijan kannalta), data = yksinkertainen vakiomuotoinen informaatio ja tietämys (engl. knowledge)
= monimutkainen ja vaihtelevanmuo- toinen informaatio. Tiedon esitystapoja taas ovat produktiosysteemit, semantti- set verkot, kehykset ja logiikka. Produk- tiosysteemien esittelyssä jää kuitenkin epäselväksi, kuka on Post ja millainen on ››Postin tapa käsitellä ratkeavuus- ongelmia merkkijonoja muuttavilla säännöillä» (s. 163). Kyse ei kuitenkaan liene valtiollisesta korrespondenssihuol- losta, vaan matemaatikkoA E. L. Postin
(1947) esittämästä vastaavuus- eli kor- respondenssiongelman ratkaisusta. Sa- malla sivulla esimerkkeinä annetut OPS- systeemit eivät myöskään kerro tavalli- selle lukijalle mitään.
Predikaattilogiikan käsitteistön avulla Hautamäki tarkastelee tiedon esitystapo- jen esiinnostamia filosofisia ongelmia:
mallin käsitettä, mallin konstruoimista ja tulkintaa, suhdetta valittuun univer- sumiin. Hautamäen artikkeli on näiltä kohdin varsin vaativa, ja edellyttää luki- jalta jonkin asteista perehtyneisyyttä lo- giikan esitys- ja argumentointitapaan.
Mielenkiintoinen on pohdinta verkko- malleista kielen merkityksen esittämises- sä. Verkkoidea liittyy näin paitsi ihmisen ajattelun ja oppimisen kuvaukseen her- moverkkojen avulla, myös tiedon merki- tyssisällön esittämiseen ja sitä kautta jo tutuksi käyneeseen vahvan ja heikon te- koälyn ongelmaan.
Hautamäen artikkeli lopettaa kirjan omaperäisiin kognitiotieteen tulevaisuu- dennäkymiin. Hautamäki ennakoi teko- älytutkimuksen haarautuvan kahteen selvästi erottuvaan suuntaukseen. Toi- nen suuntaus keskittyy rakentamaan toimivia, älykästä toimintaa matkivia tietämysjärjestelmiä kuten esim. ydin- voimalan prosessinohjaussysteemejä.
Suunnan symboliksi hän on asettanut tiedemiehen. Toinen suuntaus taas pyr- kii kehittämään monimutkaisia oppivia järjestelmiä, jotka perustuvat hermopoh- jaisen oppimisen ja muistamisen tutki- muksille. Tämän suunnan uutta luovaa ja kokeilevaa piirrettä Hautamäki on korostanut valitsemalla sen symboliksi leikkivän lapsen. Tekoälytutkimuksen ideaaliksi hän kuitenkin asettaa tutki- mussuuntien yhdistymisen, ja sen sym- boliksi nietzscheläisen paradoksaalisen yllätyksellisyyden ja romanttisuuden ta- voin - taiteilijan.
Jokaisen yleistajuisen teoksen ongel- ma on tieteellisen termistön ja käsitteis- tön ymmärrettäväksi tekeminen. Termi- hakemisto on sinänsä hyvä ajatus, mutta sen laatimisessa toimittajalta olisi vaa- dittu suurempaa huolellisuutta. Mukana
on esim. deduktio, mutta tähän läheisesti liittyvät implikaatio ja resoluutio puuttu- vat. Myös simuloida voisi saada selityk- sen, koska mallintaminenkin on selitetty.
Assosiaatio, assosiaatiolaki ja assosiaatio- teoria saavat selityksensä, mutta assosia- tiivisen muistin käsitettä ei löydy. Sanas- tossa ovat myös autonominen kielitiede ja neuropsykologia, mutta diflêrentiaali- psykologia ei saa minkäänlaista selitystä, ei edes itse tekstissä (s. 43). Toisaalta taas abakus ei liene keskeistä kognitio- tieteen termistöä.
Yhteinen lähdeluettelo ja henkilöha- kemisto olisivat myös auttaneet asioiden löytymistä. Yliopistolliseksi oppikirjaksi tarkoitettu teos olisi hyötynyt myös jon- kinlaisesta yhteenvedosta: Hautamäen johdantoluvussa tarkastelema mallin kä- site ei ole ainoa teoksen artikkeleita yh- distävä tekijä, ja vaikka sen esittelemi- nen onkin paikallaan, ei se liene riittävä johdattavan esityksen aihe.
Kognitiotiede etsii vielä itseään. Esim.
Sowa (19842360) arvioi kognitiotieteelli- sen tutkimuksen kärsivän tällä hetkellä pahiten yhteisen metodologian puuttees- ta: kullakin tutkijalla on paljon sanotta- vaa oman tieteenalansa tutkijoille, mutta käsitejärjestelmien ja terminologian eri- laisuus asettaa esteitä kommunikaatiolle ja yhtenäisen tieteen synnylle. Tämä nä- kyy myös käsiteltävänä olevassa teokses- sa. Kirjoittajien lähtökohdat ovat varsin erilaiset: kaksi filosofia ja yksi kielitie- teen, tekniikan ja psykologian edustaja.
He kaikki lähtevät kirjoittamaan omien taustatieteittensä pohjalta, ja teos vai- kuttaa hajanaiselta. Toisaalta kirjoituk- sissa on huomattavissa yhteisen kogni- tiivisen paradigman merkit: tutkitaan ihmisen kognitiota ja sen suhdetta tieto- koneella mallinnettaviin älykkäisiin toimintoihin. Tilanne muistuttaa siis tunnettua vertausta sokeista, jotka pyr- kivät kuvaamaan elefanttia. Yhdet tun- nustelevat sen korvaa, toiset toraham- paita ja kolmannet häntää: kokemukset ovat erilaisia, mutta niiden kokonaisuu- desta syntyy koko elefantin kuva.
Kiitoksen ansaitsee Gaudeamus, jonka
ripeän toiminnan ansiosta kirja on saatu aikaan. On vain toivottava, että teos saa yhtä ripeästi seuraajan, jossa alan histo- riallinen kehitys keskeisten teoreettisten ongelmien kanssa on helppotajuisesti ja selkeästi esitelty, ja jossa myös konkreet- tinen tutkimus tuodaan enemmän esille.
Kognitiotiede avaa haastavia tulevaisuu- dennäkymiä tutkijoille (puhumattakaan työtilaisuuksista). Alan johdantoesityk- senkin toivoisi tuovan nämä paljon lu- paavat visiot myös asiaan vihkiytymät- tömien ulottuville siinä innostavan konk- reettisessa muodossa, joka aina saa aja- tukset liikkeelle.
LÄHTEET
ANTTILA, R. 1972: An Introduction to Historical and Comparative Lin- guistics. The Macmillan Company, New York.
DREYFUS, H. L. 1972: What Computers Can't Do: A Critique of Artificial Reason. Harper & Row, New York.
KARLssoN, F. 1988: Humanistit ››_tietoyh- teiskunnassa››. Teoksessa Ostman, J-O, U. Nikanne, K. Jokinen & K.
Wiik (toim.) SKY 1988. Suomen kielitieteellisen yhdistyksen vuosi- kirja 1988. Helsinki.
POST, E. L. (1947): Recursive Unsolvabi- lity of a Problem of Thue. Journal of Symbolic Logic 12:1-11. Ilmes- tynyt uudestaan teoksessa Davis, M. (ed.) 1965: The Undecidable.
Basic Papers in Undecidable Propo- sitions, Unsolvable Problems and Computable Functions. Raven Press, New York, s. 292-303.
SIMON, H. A. (1981): Cognitive Science:
The Newest Science of the Artifici- al. Teoksessa D. A. Norman (ed.), Perspectives on Cognitive Science.
Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, New Jersey.
SowA, J. F. 1984: Conceptual Structu- res: Information Processing in Mind and Machine. Addison-Wes- ley, Reading, Massachusetts.
WEIzENBAUM, J. 1976: Computer Power and Human Reason: From Judg-
ment to Calculation. Freeman, San Francisco.
WINOGRAD, T. 1983: Language as a Cognitive Process. Vol. I: Syntax.
Addison-Wesley, Reading, Massa
chusetts.
KRISTII A JOKI E
