Когнитивная сложность, определяемая дифференциальными и экспериментальными традициями, была изучена с целью изучения теоретических преимуществ и полезности теории реляционной сложности (РС) в качестве общей основы для изучения жидких когнитивных функций. Теория RC предоставляет общий учет потребности в обработке как функции сложности задачи в домене. Всего 142 участника выполнили две задачи, в которых РЦ манипулировали, и две задачи, связанные с манипулированием сложностью, вытекающей из литературы по дифференциальной психологии. Ряд анализов показал, что, как и ожидалось, манипуляции с задачами повлияли на трудность предмета. Однако сопоставимые изменения психометрического индекса сложности не наблюдались последовательно. Важным компонентом когнитивной сложности было признано активное сохранение информации на различных этапах процесса решения проблем, что подразумевает стратегическую координацию хранения и обработки данных, которые невозможно смоделировать в рамках РК.
В течение последних 20 лет значительные усилия были направлены на слияние дифференциальных и экспериментальных традиций для изучения когнитивной функции. Первоначальная надежда состояла в том, что интегрирующее, кросс-парадигматическое исследование приведет к новым представлениям о человеческих качествах, которые не могут быть достигнуты ни из одной из традиций. Как и следовало ожидать, эти исследования, как правило, основываются на хорошо зарекомендовавших себя концепциях - рабочая память (РМ) из экспериментальной парадигмы и текучий интеллект (ГФ) из дифференциального подхода. Несмотря на обнадеживающий теоретический прогресс, достигнутый в некоторых областях, например, в определении контролируемого внимания как центрального элемента связи между Gf и WM, становится все более очевидным, что ранее надежды, что комбинация подходов заполнит пробел в теории, не оправдались до такой степени. В данной работе мы исследуем сложность, как она определяется психометрически в рамках дифференциальной психологии, как средство проверки полезности теории реляционной сложности в качестве аналитической основы для исследования текучих когнитивных функций.
Когнитивная сложность с дифференциальной и экспериментальной точек зрения
Психометрическая сложность
Дженсен утверждает, что наиболее неоспоримым фактом в отношении общего интеллекта, "g", является то, что нагрузка задач на этот фактор возрастает в силу монотонной функции сложности задач. Иными словами, эффективность выполнения более сложной задачи является лучшим показателем общей разведывательной деятельности. Это понимание было также применено для проверки правильности сложных манипуляций в рамках одной и той же задачи. Таким образом, ключевым критерием сложности в дифференциальной психологии является то, что корреляции с (или нагрузка на) показатели общего интеллекта (в частности, Gf) должны возрастать с усложнением задачи, но при этом быть равными, а не с увеличением сложности, вызванным другими характеристиками задачи. Ученые называют это психометрической сложностью, чтобы отличить эти эмпирические эффекты от более процессно-ориентированных отчетов о сложности задач, которые мы вкратце опишем.
Психометрическая сложность полезна для внутренней валидации предполагаемых манипуляций со сложностью задачи, но она, по определению, не оказывает влияния на лежащие в ее основе процессы, лежащие в основе. Таким образом, в то время как растет число исследований, изучающих текучесть когнитивных функций с использованием этой базовой концептуализации и критерия, психометрическая сложность не дает четкого представления о том, что именно делает задачу сложной. Как таковые, исследователям часто оставляют мало выбора, кроме как принять довольно эклектический подход к определению когнитивной сложности задачи. Это уместно, если цель состоит в том, чтобы просто разработать задачи, которые являются хорошими показателями разведывательных данных. Однако для того, чтобы понять, почему эти задачи "работают", необходимо уделять больше внимания разработке теории.
Реляционный комплекс (РК)
Исследования, вытекающие из парадигмы "рабочая память", являются частью пути устранения недостатков атеоретического критерия психометрической сложности. Теория реляционного комплекса (РС) предлагает формальную спецификацию того, как особенности задачи способствуют когнитивной сложности. Теория КР была предложена в качестве концептуализации ОМ, которая фокусируется на возможностях обработки. С этой точки зрения, именно сложность взаимосвязей между элементами, которые должны быть объединены и обработаны в рамках данной задачи, определяет когнитивный спрос.
Двоичные отношения имеют два аргумента; троичные отношения имеют три аргумента, и так далее. Понятие реляционного рассуждения и его связь с теорией РК можно вывести из небольшого числа предпосылок. Во-первых, аргументация подразумевает представление и обработку отношений между целевыми структурами. Во-вторых, обработка отношений, представленных внутри организации, порождает нетривиальный когнитивный спрос. В-третьих, сложность отношений, представленных внутри организации, может быть использована для количественной оценки характеристик процессов, используемых при выполнении задачи - это реляционная сложность. В-четвертых, вычислительная мощность - это функция пикового значения RC представлений, которые может обрабатывать человек, и поэтому вычислительная мощность может быть определена количественно с помощью той же самой метрики.
Согласно теории РК, когнитивная потребность сложной задачи может быть снижена либо путем сегментации, либо путем отсечения. Разбивка влечет за собой перекодировку отношения в отношения более низкого уровня, в результате чего происходит потеря доступа к отношениям между разрушенными элементами. Таким образом, отсечение является полезной стратегией только тогда, когда для успешного выполнения задачи не требуется учитывать всю сложность отношений. Сегментация, с другой стороны, влечет за собой разложение отношения на ряд последовательно интегрированных отношений нижнего уровня. Взаимоотношения определяются только между переменными, которые находятся в одном сегменте (т.е. шаг), и отношения между переменными в разных сегментах недоступны для текущего процесса рассуждений. Описание применения RC-анализов в задачах, которые мы рассмотрим в следующих разделах.
Цели и задачи
Ученые утверждают, что на стыке экспериментальной и дифференциальной парадигм остается пробел в исследованиях жидкостных когнитивных функций. Мы стремимся выяснить, как понимание факторов, определяющих сложность когнитивных функций, может еще больше сократить этот разрыв. В текущей работе сложность концептуализируется двумя способами: психометрическая сложность, определяемая эффектом Gf-комплексности, и как формальная модель востребованности задачи, определяемая теорией РК.
Ученые исследуют четыре задачи, в которых когнитивная сложность подвергалась манипулированию. Две задачи имеют манипуляции, основанные на теории РК и описанные ранее в когнитивно-экспериментальной литературе: задача "Латинский квадрат" и задача "Понимание смысла приговора". Две другие задачи в основном связаны с дифференциальной психологией. Тест свопов (SWAPS) манипулирует сложностью с точки зрения количества необходимых умственных перестановок; а манипулирование сложностью теста тройных чисел влечет за собой увеличение характера конъюнктивных и/или дизъюнктивных утверждений при проверке правил. По всем задачам проводится анализ заданий ПДУ.
Рассматриваются два показателя повышения когнитивной сложности:
- Первый - эффект сложности - решение задачи, как ожидается, будет усложняться по мере усложнения.
- Второй показатель - эффект психометрической сложности, описанный выше.
То есть, манипуляции с когнитивной сложностью, как ожидается, приведут к монотонному увеличению связи между Gf и производительностью задач одновременно с манипулированием сложностью. Критериальной мерой измерения Gf является тест прогрессивных матриц Ворона.
Ученые исследовали влияние сложности и психометрической сложности как функцию манипулирования сложностью в каждой задаче, во-первых, с помощью точных измерений, а во-вторых, со временем отклика.
Результаты исследования в целом просты. Как и в предыдущих исследованиях, манипуляции во всех четырех задачах, направленных на повышение когнитивных требований, предъявляемых к способности Gf (RPM), были успешными. То есть, независимо от того, была ли манипуляция основана на теории реляционной сложности с точки зрения интеграции элементов в латинский квадрат или центрально-встроенность предложений, или на количестве психических перестановок или сложности проверки сопряженных и/или дизъюнктивных утверждений, как систематическое требование было более сложным, все задачи стали более сложными.