JANGUN


인지과학
학문 간 융합의 원리와 응용



이정모 지음



목차

머리말
I부 인지과학의 기초
1장 인지과학이란 무엇인가?
2장 인지과학의 형성 역사: 개관
3장 마음과 기계 개념의 연결 역사
4장 인지과학의 특성: 정보처리 패러다임
5장 인지과학 방법론

II부 인지과학의 제 영역
6장 철학과 인지과학
7장 뇌와 인지
8장 인공지능: 인지과학적 접근
9장 시각과 계산
10장 학습과 기억
11장 언어와 인지
12장 사고
13장 정서와 인지, 마음의 진화

III부 인지과학의 응용과 조망
14장 인지과학의 응용
15장 인지과학의 조망



1장 인지과학이란 무엇인가?

1. 서론
1) 로봇의 몸과 마음
2) 마음에 대한 인지과학적 물음
- 나는 내가 마음을 지니고 있다는 것을 안다.
- 나의 마음은 어떻게 작동하는 것일까?
3) 과학적 보는 틀: 인지주의, 인지과학의 중요성
4) 인지과학이 왜 중요한가? 과학기술이나 일상생활에서 무엇과 관련이 있는가?

2. 인지과학의 형성 역사: 짧은 소개

3. 인지과학의 정의와 인지주의
1) 자연과학으로서의 인지과학: 인지주의, 인지적 패러다임
2) 인지과학의 일반적 정의
3) 인지란 무엇인가?
(1) ‘인지’란 ‘인식’과 어떻게 다른가?
(2) 인지과학 초기의 인지 개념과 현재의 인지 개념의 차이
4) 인지과학의 핵심 주제와 인지과학의 재정의

4. 인지과학의 특성
1) 과학과 과학적 패러다임 또는 보는 틀
2) 마음에 대한 정보처리적 인지주의의 관점
3) 인지과학의 학문적 주요 특성

5. 인지과학 내의 여러 학문들
1) 인지과학의 핵심 학문과 주변 학문
2) 인지과학과 관련 학문들의 연구 주제적 연관성

6. 인지과학의 연구 영역, 연구 주제, 연구방법
1) 인지과학의 연구 영역
2) 인지과학의 연구방법

7. 인지과학의 의의

8. 인지과학의 확장과 제도화 추세
1) 해외 인지과학의 발전 추세
2) 국내의 인지과학의 출발과 확산

9. 종합


2장 인지과학의 형성 역사: 개관

1. 인지주의 형성 이전의 역사
1) 고전적 인지주의의 배경
2) 행동주의 심리학

2. 인지주의의 출발

3. 인지주의 형성에 기여한 20세기 중반의 사조들
1) 철학의 영향
2) 형식적 신경 모형
3) 커뮤니케이션 공학과 정보 이론의 영향
4) 사이버네틱스 이론의 영향
5) 심리학 내의 새 움직임: 20세기 전반
6) 인간공학의 연구와 심리학자의 공헌
7) 언어학의 영향
8) 수학과 컴퓨터과학의 영향
9) 인지심리학의 공식적 출발

4. 요약과 종합


3장 마음과 기계 개념의 연결 역사

1. 서론

2. 자동기계로서의 인간의 몸과 마음에 대한 초기의 생각
1) 라몬 룰의 논리기계
2) ‘작은 인간’ 개념의 선구
3) 18, 19세기의 자동기계

3. 17세기와 그 이후의 대한 생각과 계산기의 발전
홉스
데카르트
라메트리
파스칼
라이프니츠
배비지


4. 튜링기계에서 컴퓨터로

5. 수학적 기술과 자동기계, 계산 가능성

6. 수학적 접근

7. 튜링의 삶과 생각
8. 튜링기계 이론
9. 튜링기계 이론의 의의
10. 튜링 이후의 마음과 기계 연결 시도의 발전
1) 기계의 하드웨어적 발전: 현대적 디지털 컴퓨터의 출현을 가능하게 한 이론
2) 컴퓨터와 인간 마음 유추의 부상 배경
(1) 1940~1950년대 전반: 매컬러크, 민스키, 매케이와 Ratio Club, 민스키와 페이퍼트
(2) 1950년대 중반: 다트머스 모임
(3) 1956년 MIT 정보 이론 심포지엄

11. 종합


4장 인지과학의 특성: 정보처리 패러다임

1. 서론
2. 마음의 작용에 대한 생각의 변천 약사
3. 과학적 패러다임과 보는 틀: 인지주의, 행동주의
1) 과학적 패러다임: 일반
(1) 패러다임의 역할
(2) 보는 틀
(3) 은유
2) 인지과학과 과학적 패러다임, 보는 틀
4. 정보처리적 접근의 보는 틀: 형식적 기술
5. 정보처리적 접근의 기본 가정
6. 인지과학의 접근 수준들
7. 인지과학을 구성하는 학문과 그 역할
8. 인지과학의 연구 주제와 영역
1) 기초 연구 주제와 영역
2) 인지과학의 응용적 연구 주제
9. 인지과학의 방법론
10. 인지과학의 의의
11. 종합


5장 인지과학 방법론

1. 과학적 방법 서론
1) 과학적 방법 일반
2) 인지과학 각 분야 학문의 대표적 방법
2. 인지과학 방법의 유형
1) 실험법
(1) 실험법: 기초 개념과 절차
(2) 실험법의 조요 기법: 반응시간 법, 정신 물리학 방법
(3) 실험법의 실제 예
2) 컴퓨터 모의실험(시뮬레이션)
3) 언어 보고 분석법
4) 인지신경과학적 방법
(1) 뇌영상 방법 : 단일세포기록법, 뇌파분석법, 사건관련전위차, 뇌자도, 컴퓨터단층촬영, 단일광자방출단층촬영, 양전자방출단층촬영, 자기공명영상, 기능성자기공명영상, MRS, 기능성근적외선기능영상, DTI
(2) 뇌자극 방법 : 경두개자기자극법, 두개강뇌자극법
(3) 신경심리검사
(4) 신경 과정의 계산적 모델링
5) 비실험적 방법
3. 종합


6장 철학과 인지과학

1. 인지과학에서의 철학의 역할
1) 역할 1: 인지과학 탐구의 주제 제공
2) 역할 2: 패러다임에 대한 과학철학적 기초 제공
3) 역할 3: 연구방법론의 제공
2. 인지과학과 관련된 철학의 주요 주제 개관
3. 인지과학에서 철학이 다루는 중심 주제 1: 심신론의 문제
1) 심신이원론 : 실체이원론, 감각다발이원론, 부수현상론
2) 심신일원론 : 행동주의, 라일의 심신론, 심신동일론, 기능주의, 비환원적 물리주의, 수반 이론
4. 인지과학에서 철학이 다루는 중심 주제 2: 인식론의 문제
5. 인지과학에서 철학이 다루는 충심 주제 3: 과학철학적 문제

6. 인지과학의 주요 철학적 문제들: 선택적 개관
1) 표상의 문제
2) 감각질의 문제
3) 지향성의 문제
4) 지능과 이해의 본질의 문제: 컴퓨터가 사고할 수 있는가?
5) 현상학적 비판: 드레퓌스의 논변
6) 의식의 문제
7) 가치관의 문제

7. 철학과 인지과학
1) 과학 일반에서의 철학의 역할
2) 인지과학적 탐구를 인도하는 철학의 역할
3) 인지과학이 가져온 철학의 변화
8. 인지과학에서의 철학의 역할: 종합


7장 뇌와 인지

1. 서론
2. 마음의 자리와 뇌
3. 뇌 부위별 기능의 탐색 역사
골상학
4. 20세기 뇌기능 국재화 논란
5. 인지신경과학 분야의 형성
6. 인지신경과학의 기본 가정과 뇌 손상 연구의 논리
7. 인지신경과학의 연구방법
1) 뇌시술법
2) 뇌 손상환자 연구법
3) 뇌영상법
8. 뇌 연구에 왜 심리학, 인지과학이 필요한가?
9. 신경계의 일반적 특성
10. 뇌의 조직
1) 뇌의 구조
2) 뇌의 기능
11. 인지신경과학 주요 연구결과 개관
12. 뇌는 어떻게 변화하는가? 유전, 환경, 발달, 가소성
13. 무엇이 인간의 뇌를 특별하게 하는가? 뇌의 심리적 기능의 진화
14. 뇌의 어떤 기제에 의해 의식이 가능해지는가? 뇌의 여러 측면
15. 인지신경과학 연구의 성과와 문제점
16. 맺는 말


8장 인공지능: 인지과학적 접근

1. 인지과학적 인공지능: 중심물음과 정의
2. 인공지능 연구의 목표
3. 인공지능과 인지심리학
4. 인공지능 탐구의 역사
5. 인공지능의 중심 주제
1) 지식표상(표현)
(1) 지식표상(표현)의 일반적 문제
(2) 개념과 지식표상
의미망(SEMANTIC NETWORK)
도식(SCHEMA)
스크립트(script)
생성(산출)체계(Production System)
신경망(NEURAL NET)
3) 탐색과 제어
4) 학습
5) 추론(추리)

6. 인공지능의 응용 영역
1) 전문가 시스템
2) 기계시각
3) 자연어 처리
4) 인지로보틱스: 궁극적 지능 시스템의 탐구
5) 기타 인공지능 분야

7. 신경망 체계
8. 인지컴퓨팅
9. 종합


9장 시각과 계산

1. 시각 정보 처리: 물음들
2. 시각 신경정보처리의 기초
3. 시각 형태 인식 이론 1: 초기 이론
1) 구성주의 이론
2) 형태심리학 이론
3) 형판맞추기 이론
4) 원형 이론
5) 세부특징분석 이론
4. 시각 형태 인식 이론 2: 공간주파수 분석 이론
5. 시각 형태 인식 이론 3: 마의 계산시각 이론
6. 시각 형태 인식 이론 4: 구성요소 이론
7. 시지각에 대한 인지신경적 탐구
1) 계산시각 이론의 신경적 타당성 탐구
2) 맹시
3) V4, V5 영역의 기능
4) 시각처리의 두 가지 경로
5) 대상재인의 결함: 실인증
6) 대상 인식의 다른 측면들
(1) 부분과 전체의 문제
(2) 대상의 항상성 문제
(3) 범주 중심의 대상지각 문제
(4) 얼굴 인식 문제
(5) 시각적 심상과 대상 인식
8. 생태학적 접근과 직접적 지각: Gibson의 이론
9. 종합: 시지각에서의 자료 주도적 처리와 개념 주도적 처리의 문제


10장 학습과 기억

1. 학습의 기본 물음
2. 심리학의 학습 연구
1) 행동주의 심리학의 학습 이론
2) 행동주의 심리학의 무너짐과 새로운 학습 이론 틀
3. 인공지능의 학습 연구
4. 인지신경과학과 학습 연구
5. 응용인지과학일반의 학습 연구
6. 학습과 기억의 연결
7. 기억의 일반적 특성
1) 기억의 기본 물음
2) 기억에 대한 과점, 은유의 변화
8. 기억의 요소
9. 기억 구조 특성
감각기억
작업기억
장기기억
일화기억
절차기억
외현기억
암묵기억
10. 기억 과정 특성
부호화
저장
인출
메타기억 과정
망각
11. 기억과 지식 표상 구조
1) 의미특질과 의미속성 모형
2) 술어논리형 모형
3) 의미망 모형: 초기 개념 위계망 모형
4) 지식덩이 표상의 다른 모형들
(1) 도식의 표상 특성
(2) 프레임 모형
(3) 스크립트 모형
(4) 도식적 표상구조 모형의 문제점
5) 절차적 표상: 생성체계 모형
6) 기억의 구조와 과정의 통합 모형: ACT-R
7) 분산 표상적 연결주의망 모형
12. 학습과 기억의 신경적 기초
1) 학습과 기억의 생물적 기반
2) 기억의 손상: 기억상실증
(1) 기억상실증 환자 H.M.
(2) 기억장애의 다양성
(3) 부호화와 인출 과정의 신경적 기초
(4) 기억구조와 뇌 부위
13. 기억 종합
14. 학습과 기억: 종합


11장 언어와 인지

1. 서론: 언어의 중요성 사례
2. 언어 관련 물음들
1) 언어의 본질에 관한 물음들
2) 언어와 인지
3. 언어학과 인지과학의 문제
1) 인지과학과 언어학
음운론
형태론
통사론
의미론
화용론
2) 언어의 구조
3) 문법 이론
4) 촘스키의 문법 이론
5) 촘스키 통사론의 심리적 실재성 검증
6) 언어 의미론
7) 화용론과 언어 이해
4. 언어심리학과 언어학
5. 인공지능과 언어학
6. 말소리 지각
7. 시각적 단어(글자)의 인식
8. 언어 이행의 전체적 틀
9. 언어의 습득 과정
10. 언어와 뇌
11. 동물 언어
12. 언어와 사고의 관계
1) 언어와 사고는 독립적이다: 언어의 단원성
2) 언어와 사고는 발생적 근원이 다르다
3) 언어는 사고를 결정한다: 사피어-워프의 언어상대성 가설
4) 과연 언어가 사고를 결정하는가? 워프 가설의 타당성 문제
13. 언어와 인지: 종합


12장 사고

1. 서론
2. 사고의 특성과 인지과학적 접근
3. 개념적 사고와 범주화
1) 범주화 이론
2) 범주 간의 관계 구조
4. 문제해결적 사고
5. 전문가적 사고
6. 창의적 사고
7. 지능
8. 인간 정보처리 능력의 한계와 이성의 합리성
9. 추리
1) 심리논리 이론 입장
2) 추리의 심성 모형 이론
3) 확률적 추리 이론
4) 웨이슨의 가드 문제 연구
5) 두 체계 이론
6) 추리 오류 특성 종합
10. 판단과 휴리스틱스 (간편법)
11. 판단과 결정의 기타 현상들
12. 인지과학과 경제학
13. 종합: 이성의 합리성 문제의 재구성


13장 정서와 인지, 마음의 진화

1. 인지과학의 주요 주제로서의 정서
2. 정서의 기본 특성, 정의
1) 정서와 관련한 인지과학적 물음
2) 정서의 정의
3) 정서의 분류
4) 정서의 기본 특성
5) 정서를 연구하기 어려운 이유
6) 정서의 연구 접근 유형
3. 정서 이론
1) 고전적 정서 이론
2) 인지적 정서 이론: 초기 이론
3) 인지적 정서 이론: 인지평가 이론
4) 인지적 정서 이론의 응용
5) 정서의 정보처리 모형
6) 정서/인지 선행론 논쟁
7) 최근 정서 이론: 심리생물적 이론
4. 정서의 신경과학적 기초
5. 정서의 계산적 접근
6. 정서 발달
7. 실제 체험된 정서
8. 정서와 얼굴 표정
9. 정서의 인지과학적 연구의 추세
10. 마음 진화의 일반 개념
11. 진화심리학: 진화 이론의 역사
12. 뇌와 인지의 진화
13. 진화심리학
14. 인간 본성: 진화심리학적 입장
15. 사회심리적 진화
16. 정서의 진화 이론
17. 언어의 진화
18. 사고의 진화
19. 종합


14장 인지과학의 응용

1. 인지과학의 응용이 왜 중요한가?
2. 인지공학의 등장과 인지적 인공물: 생각 있는 디자인
3. 주요 응용인지과학 주제
1) 인공지능 분야
2) 일상생활 환경 일반
3) 인지공학
4) 인간-컴퓨터 상호작용 (HCI)
5) 인간공학, 감성공학
6) 로보틱스
7) 학습과 교육
8) 도덕과 윤리
9) 제도와 경제
10) 법적 추리 (법인지과학)
11) 뇌 손상자, 정신박약자와 노년의 인지적 관리
12) 과학학
13) 인지문학: 문학의 인지과학
14) 인지미학, 인지예술학
15) 종교인지과학, 인지신학

14. 미래에 강조될 응용인지과학 분야
1) 인지공학
2) 인지컴퓨팅, 인지 시스템, 인지로보틱스, 사이버물리적 시스템
3) 응용인지신경과학
4) 학습과학
5) 인지기능 향상 분야
6) 인지생태공학
7) 인지과학의 사회과학적 응용

5. 융합과학기술의 4대 핵심 축으로서의 역할
1) IT-CogT의 연결
2) BT-CogT의 연결
3) NT-CogT의 연결
4) IT-BT-CogT의 연결
5) NT-IT-CogT의 연결
6) NT-BT-IT-CogT의 연결
7) CogT-IT-BT-사회기술의 연결
6. 종합


15장 인지과학의 조망

1. 인지과학의 특성 재요약
2. 인지과학의 발전 역사
3. 인지과학의 의의: 과거 및 현재의 역할
4. 인지과학의 일반적 변화 추세
1) 인지과학의 접근의 변화
5. 융합과학기술과 인지과학의 응용 연결, 변화 추세
1) 융합과학기술의 전개와 인지과학
2) 기타 인지과학의 공학적 응용 관련 미래 변화 특성
3) 인지과학의 공학적 응용이 여는 미래
6. 인지과학의 사회과학적 적용과 영역의 확장
1) 경제학의 변화
2) 법학의 변화
3) 기타 사회과학에 대한 인지과학의 영향
7. 인지과학의 인문학에의 영향
1) 철학의 변화
2) 문학과 종교학, 신학, 예술에의 영향
8. 인지과학의 과제
9. 종합
인지과학은 마음, 두뇌, 컴퓨터를 연결하여 인간 마음을 비롯한 지 체계의 본질을 밝히려는 학자들의 지적 호기심에서 생각의 진화적 과정을 거쳐 자연적, 점진적으로 형성되었고, 그 이론 체계와 방법론적 틀, 경험적 증거들을 기초로 하여, 그리고 인지과학적 물음들의 본질적 중요성과 의의로 인하여 20세기의 핵심 과학으로 발돋움하였다.