cognitive universe simulator

universum

Source: Wikimedia Commons

A while ago I saw Prof. Lera Boroditsky’s TED talk “How language shapes the way we think” from November 2017.

I love her notions of “a stepping stone into a whole cognitive realm”, the 7000 “cognitive universes” and the invitation to look at the shaping of our own thoughts.

Alan Kay’s TED talk from 2007, titled “A powerful idea about ideas“, came to my mind. In it, in my own words, he looks at different conceptual approaches when conveying educational material and encourages to choose the one with the deepest reach: the best neuronal basis for future concepts.

The mental stepping stones in language that Boroditsky describes, are the prerequisite for conceptual stepping stones like understanding the theorem of Pythagoras that Alan mentions in his talk, aren’t they? Once a student deeply understood the geometrical implications of it, it turns into a stepping stone for many other concepts. And the mental dynamic of having understood it by itself becomes a boost for learning confidence and a template for future studies of other concepts etc. Layered hierarchical stepping stones into nested cognitive realms in a way.

Might it be possible to create something like a map of cognitive stepping stones? I would assume a lot of education theory and fields like early child development research is implicitly about that. But one that encompasses all research fields? In a way where you could literally start planning the development of a hypothetical human being by assembling a language from scratch based on desired cognitive traits and along with it plan key educational concepts and how to best convey them. If the map is rich enough, maybe the interplay of stepping stones could even be simulated in something like a cognitive universe simulator.

Last semester I took a Cognitive Systems lecture where we got an intro to ACT-R, which is both a “cognitive architecture” as well as “a theory for simulating and understanding human cognition” as they state. That might be a good starting point for an implementation.

Yes, these thoughts have a certain tech-arrogant lets-just-simulate-nature tone to them. I am well aware that the development of a human mind is influenced by so much more than just these abstract concepts. Like the experience of having a body and all of what comes with being social and being embedded in a society at a certain point in history. Yet, I am curious how far a cognitive universe simulator could be taken and what insights might come from it.

Erklär mir das Erklären

Jemanden etwas erklären ist doch eine total spannende Sache, oder? Was dabei alles gut und schlecht laufen kann. Ich bin für gute Erklärungen sensibel und freu mich sehr, sie zu empfangen.

Zunächst gilt es festzustellen, dass es verschiedene Kontexte gibt in denen erklärt wird. Genauso ist der Kontext innerhalb des Erklären essentiell, dazu gleich mehr. Ich würde mal behaupten, bei jeder Form des Erklären geht es darum, eine Informationsdiskrepanz auszugleichen. Der Erklärende hat über irgend etwas mehr Informationen als der, dem es erklärt wird.
In Folge der Versuch, ein paar wichtige Klassifizierungsaspekte von Erklärungsvorgängen zu skizzieren.
Das Thema kann etwas äußerlich und objektives sein wie etwa ein Algorithmus. Oder es kann etwas intrinsisches sein: wenn dem guten Freund das Herzeleid erklärt wird. Dann ist entscheidend, wie die Beziehungen und Stellungen der beteiligten zueinander sind. Erklärt der Angestellte dem Chef etwas oder umgekehrt. Möchte der Erklärende für die Aufgabe inspirieren mit dem Ziel sie abzugeben, oder soll es extra schwierig dargestellt werden um davon erlöst zu werden. Eine Vielzahl weiterer Intentionen ist denkbar. Damit einhergehend natürlich ob es im beruflichen oder privaten Umfeld statt findet. Wird man dafür bezahlt, ist man unter Druck “sich” zu erklären oder ist es einfach überschwängliche Freude jemanden an etwas teilhaben zu lassen. Möchte man eigentlich nur möglichst schnell eine Richtungsanweisung bekommen und das Erklären ist das dafür nötige Übel? Herrscht eine Asymmetrie vor, was die Vorstellungen von Geschwindigkeit und Tiefe des abzuarbeitenden Klärungsvorgangs anbelangt? Falls ja, lässt sich eine Partei zu den ausgesprochenen oder unausgesprochenen Vorstellungen der anderen Partei konvertieren?
Des Weiteren der Kommunikationskanal: in Person, schriftlich, andere und Kombination mehrerer. Auch entscheidend ist, wie weit die Festigung des Informationsvorsprungs des Erklärenden gediehen ist. Ist er sich seiner Sache sicher oder lernt er im Gespräch selbst auch dazu. Geht vielleicht der Vorsprung in ein gemeinsames Weiterdenken über. Geht es um einen Austausch oder eigentlich um das mal Aussprechen können.
Idealerweise dauert das Erklären weniger lange, als der Erklärende für die Aneignung des entsprechenden Wissens gebraucht hat. Man kann also von einem Komprimierungsvorgang sprechen. Außerdem eine Übersetzung in einen Kontext des hier und jetzt – angenommen das Erklären findet personengebunden und live statt und nicht in Form eines Wiki-Eintrages bspw.
Ein weiterer Klassifizierungsaspekt von Erklärungsvorgängen ist die Anzahl möglicher Trajektorien die eingeschlagen werden können im Aufbau des Erklärungsbogens. Ist es ziemlich offensichtlich auf welche Weise man den Sachverhalt erklärt oder gibt es viele bis überfordernd viele Möglichkeiten wie es angegangen werden kann.

Ich stelle mir das vor wie eine große Mulde im Wald. Der Wald ist meine innere Welt und es geht darum meinem Gegenüber diesen Bereich zu zeigen. Zunächst einmal: woher kommt er, welchen Weg hinein zeige ich am besten. Falls einer davon nicht klappt, probiere ich es weiter oder wechsle ich zu einem anderen? Welche Äste sollte ich zur Seite drücken damit sie dem Besucher nicht ins Gesicht schnellen beim Vorstoß ins Zentrum. Deute ich zunächst auf die Bäume oder fange ich besser mit dem Boden an?
Neben der Wald-Analogie ist das Erklären vielleicht auch gut vergleichbar damit jemanden im eigenen Haus willkommen zu heißen. Hier ist das Bad, hier die Küche usw. Der gemeinsame Gang durchs Haus gibt hier angenehmerweise eine überschaubare Anzahl möglicher Erklärungspfade vor. Zudem ist alles anschaulich und praktisch, man muss nur drauf zeigen oder hineinlaufen.
Eine derart komfortable Einschränkung der möglichen Erklärungswege ist längst nicht in allen Situationen gegeben. Meist ist es ja gerade das Fehlen eines offensichtlichen Pfades der das Erklären erschwert und mehr zu einem Patchwork an Häppchen aus verschiedenen Herangehensweisen werden lässt.
Das Haus oder die Stadt einem Freund zu zeigen kann ja durchaus Freude bereiten. Man kennt sich gut aus, überall gibt es Geschichten hinter den materiellen Strukturen. Wie schön wenn bei nicht ortsbezogenen Erklärungen eine ähnliche Freude aufkommen kann, das Gegenüber in das eigene innere Zuhause einzuladen. Denn, obwohl der Erklärer ja aktiv spricht, ist es doch irgendwie eine Einladung zu ihm zu finden. Mit dem Ziel nämlich, ähnliche Strukturen im Geist des Zuhörers aufzubauen. So möge der Zuhörer darauf zielen in den Kopf des Erklärers einzutauchen. Während dieser darauf bedacht sein möge, dass nötige Wissen im Kopf des Zuhörers aufzubauen. Eine innige Verschränkung der Geister wenn man es so betrachtet. Der Erklärer entpackt Teile seines eng gepackten Knowledge Graphs (im Sinne der Myriaden an vernetzten Neuronen im Gehirn) in diesen Kontext hinein den wir gemeinsam konstituieren. Einen guten Erklärer mag es wohl auszeichnen, sich in das in Konstruktion befindliche Wissensgebäude des Gegenüber einzufühlen. Einen Kontext-Switch zu vollbringen wenn man es so bezeichnen möchte. Neben dem eigenen auch inneren Raum für den Kontext des anderen zu lassen (Kontext hier verstanden wie das this in Programmiersprachen). Bei Anzeichen von Überforderung oder Missverständnis muss schnell entschieden werden, ob der Schritt zurück oder das Einschlagen eines anderen Pfades zielführender wäre. Einfach weiter preschen ist nur selten ratsam.
Ein bisschen wie Zuckerwatte machen? Der Zuhörer rührt solange im Wissensvorsprung des Erklärenden (oder lässt von ihm rühren) bis sich ein schmackhaftes Volumen angesammelt hat.

Nicht immer ist ein Erklärungsvorgang rein aufs inhaltliche fokussiert. Stichwort Mansplaining. Das Ideal, in dem beide mit kühlem Kopf zielstrebig am Abbau der Informationslücke arbeiten ist real oft nur teilweise präsent. Leicht überlagern sich Meta-Dynamiken. Das der Erklärende sich bspw. schnell von außen betrachtet und sich für scheinbar suboptimale Erklärungsleistung entschuldigt oder anders herum der Zuhörer auf Arten hineinfunkt, die eher Verwirrung als Fokus stiften. Jedem bekannt ist sicherlich auch das aneinander Vorbeireden. Es werden parallele mentale Konstruktionen aufgebaut auf die das Gesagte und Gehörte offenbar genügend aufbaut, als das es die falsche, oder zumindest die nicht gemeinte Konstruktion weiter anfacht. In manchen Situationen kann dies ja recht inspirierend wirken. Wie dem Professor in der Vorlesung nur peripher zuzuhören und sich derweil zu spannenden Gedanken hinreißen zu lassen die nur bedingt mit dem Thema zu tun haben – gleichwohl aber von der geistigen Tiefe der Atmosphäre im Raum inspiriert und getragen zu sein scheinen. Beim Erklären ist prinzipiell die Gefahr der Falschkonstruktion beim Zuhörer höher. Abhängig vom Kontext kann aber auch der Erklärende grandios daneben liegen und wäre gut darin beraten sich für die Möglichkeit​ offen zu halten, dass der vermeintliche Informationsvorsprung nicht optimal gelagert ist oder gar grundfalsch orientiert ist.

Das schöne beim Erklären oder Erzählen ist ja, dass Sprache linear organisiert ist, während es im Hirn ja sehr viel assoziativer zugeht. Allein die Herausforderung zusammenhängende Sätze zu formen hilft oft schon enorm einen Gedanken zu präzisieren oder neue Erkenntnisse zu gewinnen. Wird dabei noch kreativ ein Bogen konstruiert um den Zuhörer geschickt und effizient in die eigene Wald-Mulde zu lotsen, sind famose Erkenntnispotentiale auf beiden Seiten oft die Geschenke des darauf Einlassens. Lernen durch Lehren.