科学的発見における外的資源の役割に関する認知科学的研究

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本研究では,仮説形成・仮説検証過程における協同作業の特性を調べるために,特定の物理現象をシミュレートする仮想実験環境(マイクロワールド)を構築し,プロトコル実験を実施した.構築されたマイクロワールドは,対象とする物理現象として.音響減衰現象を利用した.このマイクロワールドを利用し,外的資源の有無,特に協同作業者の有無による科学的発見の過程における差異を明らかにすることを試みている.ここで作成された音響減衰現象のマイクロワールドでは,シミュレーションの対象とする装置を,長さと太さを任意に設定できる4つのパイプをつなげたものとした.これら4つのパイプのそれぞれの長さ・径を設定することで,特定の周波数に対する減衰量が決定される.この装置の設計は,音響工学の研究において,実際に取り組まれた課題である.マイクロワールドを利用し,与えられた条件を満たすような減衰量パタンを示すパイプ形状を探索する課題を用い,心理実験を行った.実験では,被験者が1人で課題に取り組むシングル条件と,被験者が2名(本実験では友人関係にある2名が参加した)で課題に取り組むペア条件を設けた.マイクロワールドに記緑された操作ログをデータとして,これら2つの条件における差異に着目した.実験の結果,本課題ではペア条件がシングル条件より解き易くなっていたことが確認された.ログの分析を行ったところ,ペア条件において,パイプの各要素(各パイプの長さや径)をバラバラに見ることから,問題の構造化を進め.要素間の関係(長さ同士・径同士・パイプ)や全体の質的特性(パイプ全体の形状等)を捉えた上で解決を行っていることを示している.本研究の結果,協同による科学的発見過程においては,問題表現を新たに獲得し,それを利用した効率的な仮説空間・実験空間の探索が行われていることが示唆される.