기술의 발전에는 인과적 이해가 필수적이지는 않습니다.

 

www.nature.com/articles/s41562-019-0567-9?platform=hootsuite

 

* 볼드 밑줄 이탤릭체 = 제가 달아둔 주석 = 그냥 내 생각

 

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활과 화살, 집과 카약은 인간이 새로운 환경을 식민지화하는데 사용하고 생산한 고도로 최적화된 도구의 몇 가지 예시입니다. 인간의 인지 능력이 타의 추종을 불허한다는 많은 증거가 있기 때문에 많은 사람들은 그러한 기술이 우리의 우수한 인과 추론 능력에서 비롯되었다고 믿습니다.

 

그러나 일각에서는 인간 기술의 높은 차원 때문에 인과적으로 이해하기가 매우 어렵다고 강조했습니다.(추론 능력에 비해 기술의 발전이 더욱 고차원적이다. 인간의 인식방식에 비해 현실이 더욱 '복잡'하다.) 대신 그들은 최적화된 기술이 이러한 기술의 작동 방식을 이해하지 않고도 세대에 걸쳐 작은 개선 사항을 유지함으로써 등장한다고 주장합니다.

 

이제 우리는 물리적 인공물이 명시적인 인과관계에 대한 이해가 없는 상태에서 사회적 학습 세대에 걸쳐 점진적으로 최적화된다는 것을 보여주겠습니다. 더욱이, 우리는 세대에 걸친 인과 모델의 전달이 문화적 진화의 속도에 눈에 띄는 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했습니다. (인과관계를 알려준다고 해서 기술의 발전 속도가 빨라지지는 않음.) 그 이유는 참여자들이 자발적으로 다차원적 인과 이론을 생성하지 않고 주로 핵심적인 단순한 모델을 생성하기 때문입니다.

 

마지막으로, 우리는 이러한 부정확한 이론의 전달이 학습자의 탐구를 제한하고 이해에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 이러한 결과는 복잡한 기술이 향상된 인과적 추론에서 비롯될 필요가없고 대신 세대에 걸친 개선의 축적에서 나타날 수 있음을 나타냅니다.

 

인지적 적소 가설(cognitive niche hypothesis)에 따르면, 자연 선택은 우리의 조상이 환경에 대한 인과적 추론을 창의적으로 사고하고 계획하고 참여하는 능력을 향상 시켰습니다. 이러한 향상은 인간 확장에 동력을 제공하는보다 효율적인 기술의 생산을 가능하게했습니다.

 

우리의 놀라운 추론 능력은 분명 정교한 기술 개발에 기여합니다. 그러나 어떤 사람들은 전통적인 사회에서도 인간의 기술이 단지 인간의 독창성의 산물이 되기에는 너무 복잡하다고 강조했습니다. 예를 들어 잘 설계된 활을 만들려면 어려운 다차원 최적화 문제를 해결해야합니다. 문화적 적소 가설은 활과 같은 복잡한 기술이 문화적 전파와 관련된 세대에 걸쳐 이루어진 대부분의 작고 종종 잘 이해되지 않은 개선의 축적에서 비롯된 것이라고 제안합니다.

인지적 적소 가설(cognitive niche hypothesis) : 인간 이성 짱짱맨, 모든 것은 계획된 것이다. 문화적 적소 가설(cultural niche hypothesis) : 원리는 몰라도 동작은 한다 이말이야. 도움되면 써야지! (인지적 적소 가설과 문화영웅설(야마다 게이지)과의 연관성이 깊어보임)

시간이 지남에 따라 개선 사항의 선택적 유지는 이러한 솔루션의 작동 방식에 대한 명확한 이해가없는 상태에서 고도로 최적화된 솔루션을 제공합니다. 세대에 걸쳐 유익한 변화를 선택적으로 유지하면 개인의 이해없이 문화적 적응이 가능하다는 가설을 테스트하기 위해 참가자 (프랑스 대학생)의 연속적인 '문화 세대'에게 물리적 시스템 최적화를 요청하고 참가자의 장치 이해도를 측정했습니다.

 

 

실험 방법

 

1m 길이의 경사 트랙을 따라 이동하는 바퀴로 휠에는 4 개의 방사형 스포크가 있으며 하나의 웨이트가 각 스포크를 따라 움직일 수 있습니다. 이 장치를 이용해 이동하는 시간을 최소화하는 것이 주어진 과제입니다.

 

참가자들은 5명의 체인(chain)으로 구성되었습니다. 

 

각 참가자는 바퀴가 트랙 끝에 도달하는 데 걸리는 시간을 최소화하기 위해 다섯 번 시도할 수 있습니다. 모든 참가자 (1 세대 참가자 제외)는 겹치는 세대를 시뮬레이션하기 위해 체인에 있는 이전 참가자의 마지막 두 구성 및 관련 점수를 제공 받았습니다. 

 

참가자는 마지막 두 번의 시도가 체인의 다음 참가자에게 전송되며 보상은 자신의 성과와 체인의 다음 참가자의 성과에 따라 달라진다는 정보를 받았습니다. 

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이 실험에서 사용한 휠 시스템은 여러 가지 이유로 우리의 목적에 부합합니다.

 

• 익숙하지 않기 때문에 참가자들은 기존의 지식에 의존하여 과제를 해결할 수 없습니다.
• 바퀴의 성능은 결과의 생태학적 타당성을 손상시킬 수있는 임의의 원리가 아니라 전적으로 물리 법칙에 의존합니다.
• 시스템의 물리학이 (결코 쉬운 것은 아니지만) 최적화 문제는 저차원입니다. 예를 들어 활의 성능을 최적화하는 다차원 문제와 비교하여 우리 가설에 대한 보수적인 테스트를 제공합니다.

다시 말해 컨닝이 불가능하며 변수가 크지 않고 뚜렷하게 설명할 수 있는 물리 법칙이 있으며 적당히 어렵고 적당히 쉽다는 것.

 

휠이 트랙을 완주하는데 필요한 시간은 관성 모멘트와 질량 중심 위치의 두 가지 변수에 따라 달라집니다. 이를 통해 참가자들이 다섯 번의 시험을 마친 후 시스템에 대한 인과적 이해를 엄격하게 측정할 수있었습니다. 참가자의 이해도는 구성이 다른 한 쌍의 바퀴를 제시하고 어떤 바퀴가 먼저 레일 바닥에 닿을 지 예측하도록 요청함으로써 평가되었습니다.

 

관성 모멘트 변화의 효과를 이해하는 참가자는 축에 가까운 4 개의 가중치를 가진 휠이 축에서 멀리 떨어진 4 개의 가중치를 갖는 휠보다 더 빨리 트랙을 완주할 것이라고 예측해야합니다.

 

마찬가지로 바퀴의 질량 중심 위치를 변경하는 효과를 이해하는 참가자는 위 그림에 표시된 구성에 대해 정확한 예측을해야합니다.

 

테스트는 10 쌍의 바퀴로 구성되었습니다. 5 개는 바퀴의 관성 모멘트가 다르고 5 개는 바퀴 의 질량 중심 위치가 달라졌습니다. 문화적 적소 가설에 따르면 바퀴의 속도가 세대에 따라 증가하는 반면 참가자의 시스템 이해는 세대에 걸쳐 향상되지 않을 것이라고 예측됩니다.

 

결과

 

 

 

결과는 이러한 예측을 확인했습니다.

 

평균 휠 속도 (1m / 하강 시간으로 계산)는 세대에 걸쳐 증가했습니다. (위의 그래프)

참가자의 이해도는 그렇지 않았습니다. (아래의 그래프)

 

지난 실험에서 1 세대 참가자가 생산 한 평균 휠 속도는 123.6mh - 1 (95 % 최고 후방 밀도 간격 (HPDI) : 117.3 ~ 130.6)이었고 이해 점수는 4.60 (95 % HPDI : 3.83 ~ 5.53)이었습니다. 5 세대 후 평균 휠 속도는 145.7mh - 1 (95 % HPDI : 138.5-152.4)로 증가 했으며 참가자의 이해도는 동일했습니다 (95 % HPDI : 3.65-5.39, 평균 = 4.47). 가능한 최대 속도가 약 154mh − 1 이라는 점을 감안할 때 이러한 결과는 단 4 개의 문화 세대 이후 71 %의 최적화를 나타냅니다. 이것은 세대에 걸친 개선의 유지가 고도로 최적화 된 솔루션 을 생성 하고 더 정확한 인과 모델의 출현에 의존할 필요가 없음을 암시합니다.

 

문화적 진화와 개인적 이해 사이의 관계를 추가로 조사하기 위해 우리는 참여자가 물리적 시스템에 대한 명시적인 서면 이론을 공식화하고이를 다음 사람에게 전달할 수있는 5 명의 참가자로 구성된 또 다른 14 개의 체인으로 두 번째 ' 구성 + 이론 '처리를 실행했습니다.

 

명시적인 인과 이론에 대한 문화적 전달은 물리적 시스템의 최적화와 이해 모두에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

• 한 가지 가능성은 이론 전달이 개인의 이해와 휠 성능을 모두 향상 시킨다는 것입니다. 예를 들어, 휠 역학을 올바르게 표현한 참가자는 다양한 특정 매개 변수의 효과를 알아 차림으로써 다른 사람의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 그러나 이론 전달의 효과는 참가자가 유용한 이론을 생성할 확률에 따라 달라집니다. 참가자가 잘못된 이론을 생성하면 이론 전달은 개인이 관련 매개 변수를 알아 차리지 못하게하고 성능에 해로운 영향을 미칩니다. 이론을 상속하는 것은 참가자의 탐색 행동을 제한할 수도 있습니다.

예를 들어, 인지 과학자들은 장난감의 기능을 들은 아이들이 더 제한된 탐구에 참여하고 장난감의 기능을 모르는 아이들보다 대체 기능을 발견할 가능성이 적다는 것을 보여주었습니다.(참고 : europepmc.org/article/med/26143092)

 

우리의 실험에서 이론 전달은 매개 변수 공간의 탐색을 형성하고 참가자의 성능에 부정적인 '다운 스트림 영향'을 미칠 수 있습니다. 참가자들의 이해는 세대에 따라 거의 변하지 않았지만, 마지막 세대의 참가자들은 약간 더 잘 이해했습니다. 즉, 이론을 물려 받았습니다.

 

따라서 이러한 분석은 명시적 인과 이론의 전달이 바퀴속도 최적화 및 그에 대한 개인 이해에 영향을 미친다는 아이디어에 대한 실질적인 지원을 제공하지 않습니다.

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명시적 지식 (선입견)이 탐색행동에 미치는 영향

 

 

A는 무게중심 이론에 대해 전달받지 못한 그룹으로서 대체로 12시 방향에서 바퀴를 굴리기 시작합니다.

B는 무게중심 이론에 대해 전달받은 그룹으로서 대체로 1시 방향에서 바퀴를 굴리기 시작합니다.

 

• 관성 이론을 계승한 참가자는 주로 콤팩트하고 균형 잡힌 휠을 생산했습니다. 즉, 관성 모멘트가 낮습니다. (그림 3 b, f)
• 대조적으로, 질량 중심 이론을 계승한 참가자는 극단적인 위치에서 위쪽 및 오른쪽 무게가있는 불균형 바퀴를 생성했습니다. 즉, 초기 가속도가 더 좋습니다. (그림 3 c, g.)
• 완전한 이론을 물려받은 소수의 참가자들은 작고 비대칭적인 바퀴를 생산했습니다. (그림 3 d, h)
• 비교 목적으로 '구성'처리에 참여한 참가자, 즉 이론을 상속하지 않은 참가자들은 더 넓은 범위의 바퀴를 생성했지만 질량 중심 이 오른쪽 상단 사분면에 집중되는 경향이있었습니다 (그림 3 a, e ).

이 패턴에 대한 한 가지 설명은 일차원적인 한 가지 이론을 상속하면 개인이 한 매개 변수의 효과에 초점을 맞추고 다른 매개 변수의 효과에 대해 눈을 멀게한다는 것입니다. 그러나 참가자의 이해는 다른 탐색 패턴으로 인해 발생할 수도 있습니다.

 

예를 들어, 관성 관련 이론을 받은 참가자는 주로 균형 잡힌 바퀴를 생산했으며 (그림 3f), 바퀴의 질량 중심 위치를 변경하는 효과를 관찰하지 못할 수있었습니다.

 

이 메커니즘을 테스트하기 위해 우리는 '이론을 상속하지 않은 참가자'를 세 가지 범주로 분류했습니다.

 

• 다양한 유형의 바퀴를 생산한 참가자 → 관성, 무게중심에 대한 질문에서 비슷한 점수를 받았음
• 균형 잡힌 바퀴 만 생산한 참가자 → 관성 점수만 높음
• 그리고 언밸런스 휠만 생산한 참가자 → 무게중심 점수만 높음

우리의 2차원 문제에서는 한 차원에 대한 더 나은 이해와 다른 차원에 대한 더 나쁜 이해는 단순히 서로를 보상합니다. 그러나 다차원 문제의 경우 한 차원에 대한 더 나은 이해가 다른 모든 차원에 대한 더 나쁜 이해를 보상하지 못할 것입니다. 문화적 적소 가설에 의해 예측 된 바와 같이, 우리의 실험은 시스템에 대한 정확한 인과적 이해 없이도 문화적 전달로 연결된 세대에 걸쳐 이루어진 많은 개선의 축적에서 고도로 최적화 된 기술이 나타날 수 있음을 보여줍니다. 대부분의 참가자는 물리적 시스템의 상대적 단순성에도 불구하고 실제로 부정확하거나 불완전한 이론을 내놓았습니다. 이러한 결과는 개인이 객체 움직임의 다차원적 표현을 자발적으로 생성하지 않는다는 견해와 일치합니다. 대신 그들은 주로 특별히 두드러진 차원과 관련된 일차원 모델을 생성합니다. 그 결과, 세대에 걸친 명시적 이론의 전달은 참가자가 더 효율적인 바퀴를 만드는 데 도움이되지 않았습니다. 이론을 상속하는 것은 참가자의 탐색을 대부분 제한하고 그들이 받은 이론을 벗어난 관련 변수의 효과를 알아 차리지 못하게했습니다. 실험적인 물리적 시스템에 대한 이해가 부족 했음에도 불구하고 참가자가 매개 변수 공간을 무작위로 탐색하지 않았다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어, 두 치료 모두에서 바퀴의 질량 중심이 바퀴의 중심이나 오른쪽 상단 사분면에있을 가능성이 훨씬 더 높았습니다. 이는 참가자가 가속도를 최대화하는 방법에 대한 적절한 직관을 가지고 있었고 그 점에서 매개 변수 공간을 상당히 효율적으로 샘플링했음을 나타냅니다. 탐색을 디자인 공간의 잠재적으로 유용한 부분으로 제한하는 우리의 능력은 확실히 우리 실험에서 문화적 진화를 가속화했습니다. 편향된 탐사의 결정 요인에 더 많은 초점을 맞추면 추가 작업을위한 유익한 영역이 될 것입니다.

 

어쨌든 우리의 실험은 복잡한 고고학 자료를 정교한 인지 능력(추론, 문제 해결 또는 계획 등)의 증거로 해석할 때 주의해야한다는 것을 보여줍니다. 정교한 인지 능력이나 이론은 기술적 정교함의 유일한 원동력이 아니기 때문입니다. 기술적 변화를 이해하려면 개인의 인지에 초점을 맞추는 것이 필요하지만, 문화적 전달 역학 및 인구 통계와 같이 문화 축적 속도에 영향을 미치는 요소에도주의를 기울여야합니다.

 

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한의사로서 느낄 점.

한의학 이론을 있는 그대로 받아들여서는 안된다.

과거에 있었던 현상에 초점을 두어 한의학 서적을 연구해야 하며,

실제 일어나는 생리, 병리 현상보다 전통 한의학적 명제가 우선되어서는 안될 것이다.

 

그러나 그것이 기존의 한의학 이론이 의미가 없다는 말은 절대 아니다. 왜냐하면 그것은 인체와 병리에 대해 대체로 잘 작동하는 원리이기 때문이다.