Наивная физика - Naïve physics

Наивная физика или народная физика - это неподготовленное человеческое восприятие основных физических явлений . В области искусственного интеллекта изучение наивной физики является частью усилий по формализации общих знаний людей.

Многие идеи народной физики являются упрощениями, непониманием или неправильным восприятием хорошо понятых явлений, неспособными дать полезные предсказания подробных экспериментов, или просто опровергаются более тщательными наблюдениями. Иногда они могут быть верными, верными в определенных ограниченных случаях, верными как хорошее первое приближение к более сложному эффекту или предсказывать тот же эффект, но неправильно понимать лежащий в основе механизм.

Наивную физику также можно определить как интуитивное понимание объектов физического мира, которое есть у всех людей. Некоторые представления о физическом мире могут быть врожденными.

Примеры

Некоторые примеры наивной физики включают общепринятые, интуитивные или повседневно соблюдаемые правила природы:

  • Что идет вверх, должно прийти вниз
  • Упавший предмет падает прямо вниз
  • Твердый объект не может пройти через другой твердый объект
  • Вакуум засасывает вещи к нему
  • Объект либо неподвижен, либо движется в абсолютном смысле.
  • Два события либо одновременны, либо нет

Многие из этих и подобных идей легли в основу первых работ в области разработки и систематизации физики от Аристотеля и средневековых схоластов в западной цивилизации . В современной физике им постепенно противоречили работы Галилея , Ньютона и других. Идея абсолютной одновременности просуществовала до 1905 года, когда специальная теория относительности и поддерживающие ее эксперименты дискредитировали ее.

Психологическое исследование

Усложнение технологий делает возможным больше исследований по приобретению знаний. Исследователи измеряют физиологические реакции, такие как частота сердечных сокращений и движение глаз , чтобы количественно оценить реакцию на конкретный стимул. Конкретные физиологические данные полезны при наблюдении за поведением младенца, потому что младенцы не могут использовать слова для объяснения вещей (например, своих реакций), как большинство взрослых или детей старшего возраста.

Исследования в области наивной физики основаны на технологиях для измерения времени взгляда и, в частности, времени реакции. Благодаря наблюдениям исследователи знают, что младенцам становится скучно смотреть на один и тот же стимул через определенное время. Эта скука называется привыканием . Когда младенец достаточно привык к стимулу, он обычно отворачивается, предупреждая экспериментатора о своей скуке. На этом этапе экспериментатор вводит еще один стимул. Тогда младенец будет терять привычку, обращая внимание на новый стимул. В каждом случае экспериментатор измеряет время, необходимое младенцу, чтобы привыкнуть к каждому стимулу.

Исследователи приходят к выводу, что чем больше времени требуется младенцу, чтобы привыкнуть к новому стимулу, тем больше он нарушает его или ее ожидания в отношении физических явлений. Когда взрослый наблюдает оптическую иллюзию, которая кажется физически невозможной, он или она будет уделять ей внимание, пока это не станет осмысленным.

Принято считать, что наше понимание физических законов вытекает исключительно из опыта. Но исследования показывают, что младенцы, которые еще не обладают такими обширными знаниями о мире, имеют такую ​​же развернутую реакцию на события, которые кажутся физически невозможными. Такие исследования делают вывод, что все люди рождаются с врожденной способностью понимать физический мир.

Смит и Кассати (1994) рассмотрели раннюю историю наивной физики и особенно роль итальянского психолога Паоло Боцци .

Виды экспериментов

Основная экспериментальная процедура исследования наивной физики включает три этапа: предсказание ожидания младенца, нарушение этого ожидания и измерение результатов. Как упоминалось выше, физически невозможное событие дольше удерживает внимание младенца, указывая на удивление, когда ожидания нарушаются.

Твердость

Эксперимент, проверяющий способность младенца к твердости, включает в себя невозможное событие прохождения одного твердого объекта через другой. Сначала младенцу показывают плоский сплошной квадрат, движущийся от 0 ° до 180 ° в форме дуги. Затем на пути экрана помещается твердый блок, не позволяющий ему завершить полный диапазон движения. Младенец привыкает к этому событию, как и следовало ожидать. Затем экспериментатор создает невозможное событие, и сплошной экран проходит через сплошной блок. Младенец сбит с толку событием и присутствует на нем дольше, чем в испытании с вероятным событием.

Окклюзия

Событие окклюзии проверяет знание того, что объект существует, даже если он не виден сразу. Жан Пиаже первоначально назвал эту концепцию постоянством объекта . Когда Пиаже сформировал свою теорию развития в 1950-х годах, он утверждал, что постоянство объекта является усвоенным, а не врожденным. Детская игра в прятки - классический пример этого феномена, который затмевает истинное понимание у младенцев постоянства. Чтобы опровергнуть это представление, экспериментатор конструирует невозможное событие окклюзии. Младенцу показывают блок и прозрачный экран. Младенец приучается, затем перед объектами помещается сплошная панель, закрывающая их вид. Когда панель снимается, блок уходит, но экран остается. Младенец сбит с толку, потому что блок исчез, показывая, что он / она понимает, что объекты сохраняют свое положение в пространстве, а не просто исчезают.

Сдерживание

Событие сдерживания проверяет распознавание младенцем того факта, что объект, превышающий размер контейнера, не может полностью поместиться в этот контейнер. Элизабет Спелке , одна из психологов, основавших движение наивной физики, определила принцип непрерывности, который передает понимание того, что объекты существуют непрерывно во времени и пространстве. И эксперименты по окклюзии, и сдерживанию основаны на принципе непрерывности. В эксперименте младенцу показывают высокий цилиндр и высокий цилиндрический контейнер. Экспериментатор демонстрирует, что высокий цилиндр помещается в высокий контейнер, и младенцу надоедает ожидаемый физический результат. Затем экспериментатор полностью помещает высокий цилиндр в гораздо более короткий цилиндрический контейнер, и это невозможное событие сбивает младенца с толку. Повышенное внимание демонстрирует понимание младенцем того, что контейнеры не могут удерживать предметы, превышающие их по высоте.

Исследования Baillargeon

Опубликованные результаты Рене Байарджон выдвинули врожденные знания на передний план в психологических исследованиях. Ее метод исследования был основан на технике визуальных предпочтений. Байарджон и ее последователи изучали, как младенцы предпочитают один стимул другому. Экспериментаторы судят о предпочтении по продолжительности времени, в течение которого младенец будет пристально смотреть на раздражитель, прежде чем привыкнуть. Исследователи полагают, что предпочтение указывает на способность младенца различать два события.

Смотрите также

использованная литература