Teorie kategorizace
Jedním ze způsobů, jak uvažovat o znalostních systémech, jsou formální mechanismy pro klasifikaci a kategorizaci objektů. Graficky se typická ontologie podobá hierarchické taxonomii – ačkoli technicky se jedná o směrovaný acyklický graf, což znamená, že pojmy mohou mít více než jednoho „rodiče“ a také více „sourozenců“ a „dětí“. (Ontologie mohou podporovat i jiné druhy pojmových vztahů, ale vztah subsumpce je axiomatizován přímo v sémantice OWL, stejně jako několik dalších vztahů.) V takových systémech se aplikace pojmů opírá o objekty, které splňují nutné a postačující podmínky pro příslušnost ke třídě. Tento obecný model dobře odpovídá široké tradici aplikace kategorií sahající až k Aristotelovi. Ontologie jsou však zamýšleny jako strojově orientované reprezentace konceptualizací, které mají pouze analogický vztah k mentálním kognitivním modelům. Co lze tedy vyčíst ze současných teorií kategorizace?
Od 60. let 20. století byly navrženy alternativní modely toho, jak jsou mentální pojmy organizovány a aplikovány. Podobně jako ontologie modelují sémantické sítě, jejichž průkopníkem byl Quillian (1967), kognitivní pojmové sítě jako směrované grafy s pojmy propojenými jednosměrnými asociativními vazbami. Na rozdíl od ontologií tyto vazby neimplikují žádný logický (nebo jiný) druh vztahu mezi pojmy – pouze to, že existuje obecná asociace. Sémantické sítě byly přizpůsobeny pro rané systémy reprezentace znalostí, jako jsou rámcové systémy, které využívají stejnou grafickou strukturu pojmových uzlů a vazeb: „Rámec si můžeme představit jako síť uzlů a vztahů“ (Minsky 1974). Minsky také výslovně upozorňuje na podobnost mezi systémy rámců a kuhnovskými paradigmaty – co je výsledkem konstrukce systému rámců jako pohledu na výsek světa. V důsledku toho lze na sémantické sítě nahlížet jako na proto-paradigmata v kuhnovském smyslu, ačkoli není jasné, jaké mohou být hranice mezi jednou sítí a druhou – tato analogie by tedy neměla být příliš napjatá.
Charakteristickým rysem sémantických sítí je absence základního logického formalismu. Zatímco Minského rámcové systémy a další analogie byly v 70. letech 20. století „aktualizovány“ o formální sémantické vrstvy, zejména díky rozvoji logiky popisu v 80. letech, podle Minského je nedostatek formálního aparátu spíše „vlastností“ než „chybou“ – například zavedení kontrol konzistence představuje nerealistické omezení pro pokusy reprezentovat lidské druhy znalostí právě proto, že lidé jsou při používání pojmů zřídka konzistentní (Minsky 1974). V nejlepším případě se od nich vyžaduje, aby byli konzistentní v lokalizované části své kognitivní sémantické sítě, která je relevantní pro daný problém a související pojmy a úvahy potřebné k jeho řešení. Podobně autoři modelů sémantických sítí upozorňují na obtížnost předpokladu, že úhledně strukturované grafy modelují mentální pojmovou organizaci: „Slovníkové definice nejsou příliš uspořádané a pochybujeme, že lidská paměť, která je mnohem bohatší, je dokonce tak uspořádaná jako slovník“ (Collins a Quillian 1969). Sémantické sítě představují raný – a trvalý – model poznávání, který má i nadále vliv na aktualizované modely, jako jsou neuronové sítě a paralelní distribuované zpracování (Rogers a McClelland 2004). Tyto sítě také vykazují dva rysy důležité pro zde přijatou teorii: zaprvé důraz na strukturální, konekcionistické modely poznávání – že pojmy nejsou pouze kvantitativně hromaděny jako položky v kognitivním slovníku, ale jsou také vzájemně propojeny, takže přidání nových pojmů způsobuje kvalitativní rozdíl v tom, jak jsou stávající pojmy aplikovány; a zadruhé implikovaná koherence sítí, která naznačuje, že pojmy nejsou pouze náhodně uspořádány, ale tvoří koherentní a vysvětlující schémata nebo struktury.
V polovině 70. let 20. století byla pro popis používání pojmů navržena teorie prototypů, další kognitivní model. V návaznosti na Wittgensteinův vývoj „jazykových her“ (Wittgenstein 1967) Rosch (1975) pomocí řady empirických experimentů prokázal, že proces zařazování předmětů pod pojmové značky obecně neprobíhá hledáním nutných a postačujících podmínek pojmovosti. Pojmy jsou spíše aplikovány na základě podobnosti mezi vnímaným objektem a pojmovým „prototypem“ – typickým nebo vzorovým příkladem pojmu. Vlastnictví nutných a postačujících atributů je slabším ukazatelem pro zařazení objektu do kategorie než blízkost hodnot zvláště významných atributů – znaků rodinné podobnosti – hodnotám ideálního člena kategorie. Například kandidát na psa může být takto klasifikován na základě blízkosti klíčových vjemových atributů k atributům ideálního „psa“ v mysli vnímatele – srst, počet nohou, velikost, tvar hlavy atd. Používání kategorií spíše na základě rodinné podobnosti než na základě kriteriálních atributů naznačuje, že přinejmenším za každodenních okolností je používání pojmů vágní a náchylné k chybám, řídí se spíše fuzzy heuristikou než přísným dodržováním definičních podmínek. Z toho také vyplývá, že používání pojmů je součástí učení – opakované používání pojmů vede k vytváření prototypů, které jsou konzistentnější s prototypy používanými jinými uživateli pojmů. To by naznačovalo silný normativní a konsenzuální rozměr používání pojmů. A konečně Rosch (1975) postuloval, že existují „sémantické kategorie základní úrovně“, které obsahují pojmy nejbližší lidské zkušenosti a poznání. Nadřazené kategorie mají méně kontrastní rysy, zatímco podřízené kategorie mají méně společné rysy – proto základní kategorie bývají ty s jasněji identifikovatelnými prototypovými případy, a proto mají tendenci být privilegované při učení a používání pojmů.
Zatímco modely sémantických sítí a prototypů poskytují sugestivní deskriptivní teorie, které se zdají zachycovat intuitivnější rysy kategorizace, poskytují relativně málo kauzálního vysvětlení toho, jak se konkrétní shluky pojmů kognitivně organizují. V 80. letech 20. století bylo vyvinuto několik nových teorií s větším vysvětlujícím důrazem (Komatsu 1992). Medin a Schaffer (1978) například navrhují teorii „kontextu“ založenou na exemplářích, která konkuruje teorii prototypů a která upouští od přirozeného naturalismu kategoriální identifikace na „základní úrovni“ ve prospěch aktivnější role poznávání při vytváření „strategií a hypotéz“ při vyhledávání zapamatovaných kandidátů na exempláře kategorií. Používání pojmů tedy nezahrnuje pouze orientaci v pojmové hierarchii nebo pozorování percepčních rodinných podobností při používání pojmů; agenti také aktivně formulují teorie odvozené z aktuálního kontextu a využívají asociativní vazby mezi kandidáty na pojmy a dalšími souvisejícími pojmy. V tomto modelu zahrnuje používání pojmů vědecké teoretizování; v pozdějších variantách se model stává „teorií teorie“ (Medin 1989). Jak uvádí jeden ze zastánců:
Děti si vytvářejí zejména abstraktní, koherentní systémy entit a pravidel, zejména kauzálních entit a pravidel. To znamená, že rozvíjejí teorie. Tyto teorie umožňují dětem předvídat nové důkazy, interpretovat důkazy a vysvětlovat důkazy. Děti aktivně experimentují a zkoumají svět, testují předpovědi teorie a shromažďují příslušné důkazy. Některé protichůdné důkazy k teorii jednoduše reinterpretují z hlediska teorie. Nakonec však, když jsou mnohé předpovědi teorie falzifikovány, začne dítě hledat alternativní teorie. Pokud alternativa lépe předpovídá a vysvětluje důkazy, nahradí stávající teorii (Gopnik 2003, s. 240).
Empirický výzkum kognitivního vývoje u dětí (Gopnik 2003) a mezikulturní srovnání pojmové organizace a preferencí (Atran et al. 1999; Medin et al. 2006; Ross a Medin 2005) ukázaly silnou podporu pro výklady „teorie teorie“. Quinův pohled na vědu jako „sebevědomý zdravý rozum“ poskytuje další formu filozofické podpory tohoto pohledu.
Pro účely této studie je silnou stránkou výkladu „teorie teorie“ jeho orientace na pojmový holismus a schematismus – pojmy se podle tohoto pohledu nevztahují pouze k objektům ve světě (i když to jistě dělají také); stojí také v dynamickém, vysvětlujícím aparátu, s dalšími pojmy, vztahy a pravidly. Teorie navíc aktéři nepoužívají k vysvětlování jevů sobě samým, ale také druhým; používání pojmů pak hraje roli jak ve vlastním vytváření smyslu světa, tak i v tom, jak člověk popisuje, vysvětluje, zdůvodňuje a komunikuje s druhými. Stručně řečeno, pojmy jsou chápány tak, že stojí nejen ve vztahu k objektům ve světě, jak by to odpovídalo korespondenční teorii; stojí ve vztahu k sobě navzájem, aby tvořily alespoň lokálně koherentní mentální vysvětlení; a také spojují zúčastněné uživatele do společenství a kultur. Zde prezentovaný výklad se podobně opírá o doplňující koherenční a konsenzuální pojetí pravdy, aby vysvětlil komenzuálnost
.