De oneindige ruimte in je hoofd: De geboorte van conceptuele ruimtes

/

Sommige schrijvers zijn hun tijd ver vooruit. Toen Jules Verne From the Earth to the Moon publiceerde in 1865, verwachtten niet veel van zijn lezers (misschien zelfs Verne zelf niet) dat de reis naar de maan ooit werkelijkheid zou worden. Maar het werd wel degelijk werkelijkheid. Soortgelijke verhalen zijn te vinden in de wetenschap. De kern van een idee kan worden geboren als een metafoor, een manier om het onderzoeksobject zelf beter te begrijpen, een gekke hypothese over hoe dingen zouden kunnen zijn. Deze blogserie gaat over zo’n verhaal. Het basisidee is dat de concepten die we in ons hoofd hebben, een ruimte vormen, een conceptuele ruimte. En niet alleen op een abstracte theoretische manier, maar ook letterlijk. Maar laten we beginnen met de basisvraag: wat is een concept?

Wij mensen weten heel veel. Om na te denken over de wereld om ons heen en om complexe ideeën te bedenken over dingen die we waarnemen en doen (zoals reizen naar de maan), hebben we mentale bouwstenen nodig. Deze bouwstenen zijn wat wetenschappers concepten noemen. In de cognitieve wetenschap beschouwen we concepten als mentale categorieën. Voorbeelden van concepten zijn aarde, maan, raket, reizen. ‘Mentale categorieën’ klinkt misschien fancy of ingewikkeld, maar het komt eigenlijk neer op twee ideeën.

Ten eerste, waarom zijn concepten mentale constructies? Concepten zijn namelijk niet de dingen zelf. Jouw concept van een schoen is geen schoen, maar een mentale representatie, een mentale kopie van de dingen die we in de wereld als schoenen waarnemen. Ten tweede, waarom zijn concepten categorieën? Een begrip verwijst immers (meestal) niet naar één entiteit. Jouw concept van schoen omvat alle dingen in de wereld die gelden als schoenen, niet alleen je favoriete paar schoenen.

Zonder concepten zouden complexe gedachten moeilijk zijn, misschien zelfs onmogelijk. Concepten zijn ook uiterst nuttig om onze gedachten te communiceren, vooral in combinatie met taal. Je vraagt ​​je nu misschien af ​​of concepten en woorden hetzelfde zijn. Ze zijn aan elkaar verwant, maar verschillend. Woorden zijn snelkoppelingen, verwijzingen naar concepten. Als ik het woord “hond” zeg, roept het (in jou en mij) veel samenhangende kennis op van een categorie van entiteiten (alle entiteiten die we honden noemen) en hoe ze zich verhouden tot andere entiteiten (spaniëls, katten, zoogdieren, dieren, enz.): het concept hond. Op deze manier verwijst elk woord naar een concept (soms zelfs naar meer dan één), maar niet elk concept wordt aangeduid met een woord. (Denk bijvoorbeeld aan het Nederlandse woord ‘gezelligheid’. Dit woord heeft in veel talen geen duidelijke vertaling, waaronder in het Engels. Dat betekent echter niet dat iemand die geen Nederlands spreekt, geen concept kan hebben van gezelligheid.) Hoe bestaan ​​concepten dan precies in ons hoofd?

Aangezien de betekenis van een woord een goede benadering is van een concept, zou je kunnen denken dat concepten een beetje lijkt op woordenboekdefinities. Zo dachten filosofen en psychologen lang over concepten. Het idee was, dat wanneer we het woord ‘schoen’ horen, we de definitie ervan opzoeken in een gigantisch woordenboek in ons hoofd, die we dan weer kunnen vergelijken met hetgeen we in de wereld zien.

Echter, onderzoek heeft sindsdien aangetoond dat het niet helemaal juist is om concepten als woordenboekdefinities te beschouwen. Ten eerste vereisen dergelijke definities taal, wat een probleem is, omdat we inmiddels weten dat niet-menselijke dieren ook concepten kunnen hebben, ook al hebben ze geen taal om ze te definiëren. Stokstaartjes maken bijvoorbeeld specifieke geluiden voor verschillende soorten gevaren (vogels, slangen), dus ze moeten overeenkomstige mentale categorieën hebben, maar die kunnen niet uit definities bestaan. Er is ook veel bewijs voor het feit dat baby’s die een taal nog niet beheersen, toch concepten in hun hoofd hebben. Als ze bijvoorbeeld eerst twee foto’s te zien krijgen van of katten of honden, en later twee foto’s van een kat én een hond, zullen baby’s van drie en vier maanden langer naar het nieuwe dier kijken, wat suggereert dat ze een categorie hebben gevormd – een concept – van het al bekende dier.

Ten tweede zijn concepten op zeer systematische en sterk geautomatiseerde manieren met elkaar verbonden. Als ik “hond” zeg, activeert je brein niet alleen het concept hond, maar ook vele andere concepten die nauw verwant zijn, zoals kat, riem, vacht, enz. Als je daarentegen een woord in een woordenboek opzoekt, toont het niet automatisch alle definities voor verwante woorden. Het begrip woordenboekdefinitie is dus geen goede beschrijving van hoe concepten in ons brein kunnen bestaan.

Hoe moeten we ons dan voorstellen hoe concepten zich in ons hoofd bevinden? Een baanbrekend antwoord op deze vraag kwam in 1957, toen de psychologen Charles Osgood, George Suci en Percy Tannenbaum een ​​verhelderend boek publiceerden: The measurement of meaning. Twee radicale ideeën in dat boek zouden een blijvende impact hebben op het wetenschappelijke onderzoek naar concepten.
Ten eerste stelden ze voor dat betekenis op een wiskundige manier kan worden gemeten, gekwantificeerd en behandeld. Nog steeds kijken veel mensen me vol ongeloof aan als ik ze vertel dat hun ideeën en concepten gekwantificeerd kunnen worden. Toch zijn we er allemaal getuige van: dit is precies wat Google en andere techgiganten constant doen. De reden dat moderne zoekmachines en automatische vertalingen werken zoals ze werken, is omdat ze de betekenis kwantificeren. (Ze doen dit door concepten uit te drukken als lange reeksen getallen, maar hierover meer in een later blog.)

Aantonen dat betekenis kwantificeerbaar is, is radicaal, maar het had ook gewoon een heel praktisch idee kunnen zijn dat nuttig was geweest voor computer ingenieurs in plaats van voor diegenen die geïnteresseerd zijn in hoe concepten werken in ons hoofd. Het tweede idee dat Osgood en collega’s introduceerden, had meer theoretisch gewicht: concepten vormen ruimtes.

Osgood nodigde de lezer uit om “je een hypothetische semantische ruimte voor te stellen met een onbekend aantal dimensies. […] De betekenis van elk concept dat zich in de ruimte bevindt, kan worden weergegeven door een vector die zich uitstrekt vanaf de oorsprong.”
Voilà, de geboorte van conceptuele ruimtes. Laten we het weer opsplitsen.

Waarom een ​​ruimte? Ruimte is hier een wiskundig begrip. Denk terug aan je meetkundelessen, het tekenen van een raster van coördinaten, de oorsprong, de vectoren. Dit raster vormt een ruimte en elk punt in deze ruimte wordt bepaald door zijn coördinaten. Als je een kort uitstapje hebt gemaakt naar lineaire algebra, heb je misschien geleerd dat de geometrische noties van onze gebruikelijke twee of drie dimensies naadloos overgaan in een willekeurig aantal dimensies. Hoewel we niet in staat zijn om iets buiten drie of vier dimensies te visualiseren, zijn de geometrische eigenschappen algemeen: we kunnen afstanden, punten, vectoren en gebieden in een willekeurig aantal dimensies definiëren.

En waarom conceptueel? Osgood en collega’s stelden het volgende voor: wat als je de betekenis van elk woord in een conceptuele ruimte kwantificeert door het te rangschikken langs dimensies die relevant zijn voor het concept? Een voorbeeld van een dimensie is of een concept verwijst naar een levend of niet-levend ding. Hoewel deze dimensie in eerste instantie misschien binair lijkt (iets leeft of leeft niet), denken wij mensen eigenlijk op een graduele manier aan ‘levendheid’. Een schoen ligt bijvoorbeeld duidelijk aan het niet-levende einde, terwijl een persoon duidelijk leeft. Maar hoe zit het met een insect? Op een schaal beoordelen insecten als “minder levend” dan honden, maar meer levend dan planten. Dit is slechts één voorbeeld van een dimensie. Men kan een eindeloze reeks van dergelijke conceptuele dimensies bedenken en Osgood en collega’s verzamelden menselijke beoordelingen van veel verschillende concepten op vele dimensies (goed-slecht, vriendelijk-wreed, schoon-vuil, dwaasheid, …).

Het belangrijkste punt dat ik wil dat je hieruit haalt, is niet dat Osgood en collega’s de juiste dimensies hebben gevonden (die zullen waarschijnlijk nooit worden gevonden), maar eerder dat ze het zaadje hebben geplant van het idee dat concepten kunnen worden gedefinieerd als punten in een conceptueel ruimte. Het idee van een conceptuele ruimte legt naadloos (en wiskundig) de overeenkomst vast die we van nature zien tussen aangrenzende concepten zoals kat en hond. Deze twee concepten zullen op veel dimensies zeer vergelijkbare waarden delen. Daardoor zullen ze ook worden gedefinieerd als punten die dicht bij elkaar liggen in de conceptuele ruimte. Dit is een kracht van de metafoor van concepten als punten in een multidimensionale conceptuele ruimte: het legt op natuurlijke wijze onze intuïties over wat vergelijkbare concepten zijn, vast.

In het volgende deel van de blog zal ik je door al het psychologische bewijs dat de notie van conceptuele ruimtes van Osgood en collega’s ondersteunt, leiden. Vervolgens zal ik in het derde en laatste deel van deze serie het neurowetenschappelijk bewijs schetsen dat suggereert dat deze uitleg over conceptuele ruimtes niet alleen een metafoor is, maar dat het feitelijk is hoe concepten in de hersenen werken. Houd ons in de gaten voor meer!

Lees verder
Osgood, C. E. (1971). Exploration in semantic space: A personal diary. Journal of Social Issues, 27(4), 5–64. https://doi.org/10.1111/j.1540-4560.1971.tb00678.x

 

Schrijver: Guillermo Montero Melis
Redacteuren: Natascha Roos
Nederlandse vertaling: Inge Pasman
Duitse vertaling: Fenja Schlag, Natascha Roos
Eindredactie: Eva Poort, Merel Wolf

FacebookTwitterEmailLinkedInWhatsApp