Roger Newland Shepard (30 de enero de 1929 - 30 de mayo de 2022 [1] ) fue un científico cognitivo estadounidense y autor de la " ley universal de generalización " (1987). Fue considerado el padre de la investigación sobre las relaciones espaciales. Estudió la rotación mental y fue inventor del escalamiento multidimensional no métrico , un método para representar ciertos tipos de datos estadísticos en una forma gráfica que puede ser comprendida por los humanos. La ilusión óptica llamada tablas de Shepard y la ilusión auditiva llamada tonos de Shepard llevan su nombre.
Shepard nació el 30 de enero de 1929 en Palo Alto , California. Su padre era profesor de ciencias de los materiales en Stanford. [2] De niño y adolescente, disfrutaba trasteando con viejos mecanismos de relojería, construyendo robots y haciendo modelos de poliedros regulares. [3]
Asistió a Stanford como estudiante universitario, donde finalmente se especializó en psicología [3] y se graduó en 1951. [4]
Shepard obtuvo su doctorado en psicología en la Universidad de Yale en 1955 con Carl Hovland , [5] y completó su formación postdoctoral con George Armitage Miller en Harvard . [6]
Posteriormente, Shepard trabajó en Bell Labs y luego como profesor en Harvard antes de unirse al cuerpo docente de la Universidad de Stanford. Shepard fue profesor emérito de Ciencias Sociales Ray Lyman Wilbur en la Universidad de Stanford . [7]
Entre sus alumnos se incluyen Lynn Cooper, Leda Cosmides , Rob Fish, Jennifer Freyd , George Furnas , Carol L. Krumhansl , Daniel Levitin , Michael McBeath y Geoffrey Miller . [8]
En 1997, Shepard fue uno de los fundadores del Instituto Kira . [9]
Shepard comenzó a investigar los mecanismos de generalización mientras todavía era estudiante de posgrado en Yale: [3]
Ahora estaba convencido de que el problema de la generalización era el problema más fundamental al que se enfrentaba la teoría del aprendizaje. Puesto que nunca nos encontramos exactamente con la misma situación total dos veces, ninguna teoría del aprendizaje puede estar completa sin una ley que rija cómo lo que se aprende en una situación se generaliza a otra.
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Shepard y sus colaboradores "mapearon" grandes conjuntos de estímulos utilizando el orden de clasificación de probabilidad de que una persona u organismo generalizara la respuesta al estímulo A y diera la misma respuesta al estímulo B. Para utilizar un ejemplo del artículo de Shepard de 1987 que propone su " Ley universal de generalización ": ¿"generalizará" un pájaro que puede comer un gusano ligeramente diferente de un gusano anterior que encontró que era comestible? [10]
Shepard utilizó metáforas geométricas y espaciales para mapear un espacio psicológico donde las "distancias" entre diferentes estímulos eran mayores o menores dependiendo de si los estímulos eran, respectivamente, menos o más similares. [11] Estas distancias imaginarias son interesantes porque permiten inferencias matemáticas: la "decadencia exponencial" en respuesta a estímulos basada en la distancia es válida para una amplia gama de experimentos con seres humanos y con otros organismos. [12]
En 1958, Shepard aceptó un trabajo en Bell Labs , cuyas instalaciones informáticas le permitieron ampliar su trabajo anterior sobre generalización. Según informa, "Esto condujo al desarrollo de los métodos que ahora se conocen como escalamiento multidimensional no métrico, primero por mí (Shepard, 1962a, 1962b) y luego, con mejoras, por mi colega matemático de Bell Labs Joseph Kruskal (1964a, 1964b)". [3]
Según la Asociación Psicológica Americana , "el escalamiento multidimensional no métrico... ha proporcionado a las ciencias sociales una herramienta de enorme poder para descubrir estructuras métricas a partir de datos ordinales sobre similitudes". [13]
Al otorgarle a Shepard su premio Rumelhart en 2006, la Sociedad de Ciencias Cognitivas calificó el escalamiento multidimensional no métrico como una "contribución temprana muy influyente", y explicó que: [7]
Este método proporcionó un nuevo medio para recuperar la estructura interna de las representaciones mentales a partir de medidas cualitativas de similitud. Esto se logró sin hacer suposiciones sobre la validez cuantitativa absoluta de los datos, sino basándose únicamente en el supuesto de un orden reproducible de los juicios de similitud.
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Inspirado por un sueño en el que se veían objetos tridimensionales rotando en el espacio, Shepard comenzó en 1968 a diseñar experimentos [3] para medir la rotación mental. (La rotación mental implica "imaginar cómo se vería un objeto bidimensional o tridimensional si se lo rotara en dirección opuesta a su posición vertical original". [14] )
Los primeros experimentos, en colaboración con Jacqueline Metzler, utilizaron dibujos en perspectiva de objetos muy abstractos: "diez cubos sólidos unidos cara a cara para formar una estructura rígida similar a un brazo con exactamente tres 'codos' en ángulo recto", para citar su artículo de 1971, el primer informe de esta investigación. [15]
Shepard y Metzler pudieron medir la velocidad con la que los sujetos podían imaginar la rotación de estos objetos complicados. Trabajos posteriores de Shepard con Lynn A. Cooper arrojaron más luz sobre el proceso de rotación mental. [16] Shepard y Cooper también colaboraron en un libro de 1982 (revisado en 1986) que resume trabajos anteriores sobre rotación mental y otras transformaciones de imágenes mentales . [17]
Al revisar ese trabajo en 1983, Michael Kubovy evaluó su importancia: [18]
Hasta ese día de 1968 [el sueño de Shepard sobre objetos giratorios], las transformaciones mentales no eran más accesibles a la experimentación psicológica que cualquier otra experiencia llamada privada. Shepard transformó una experiencia convincente y familiar en un problema manejable experimentalmente al inyectarla en una tarea-problema que admitía una respuesta correcta e incorrecta.
En 1990, Shepard publicó una colección de sus dibujos llamada Mind Sights: Original visual illusions, ambiguities, and other anomalies, con un comentario sobre el juego de la mente en la percepción y el arte . [19] Una de estas ilusiones ("Turning the tables", p. 48) ha sido ampliamente discutida y estudiada como la "ilusión de la mesa de Shepard" o " mesas de Shepard ". Otras, como el elefante que confunde la figura y el fondo al que llama " el dilema de L'egs-istential " (p. 79) también son ampliamente conocidas. [20]
Shepard también es conocido por su invención de la ilusión musical conocida como tonos Shepard . Comenzó su investigación sobre ilusiones auditivas durante sus años en Bell Labs, donde su colega Max Mathews estaba experimentando con síntesis musical computarizada ( Mind Sights , página 30). Los tonos Shepard dan una ilusión de tono en constante aumento . [21] Los músicos y diseñadores de efectos de sonido usan tonos Shepard para crear algunos efectos especiales. [22] [23]
La revista Review of General Psychology nombró a Shepard como uno de los "psicólogos más eminentes del siglo XX" (en el puesto 55 de una lista de 99 nombres publicada en 2002). [24] Las clasificaciones para la lista se basaron en citas de revistas, menciones en libros de texto elementales y nominaciones de miembros de la American Psychological Society . [25]
Shepard fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1977 [26] y de la Sociedad Filosófica Americana en 1999. [27] En 1995, recibió la Medalla Nacional de Ciencias . [7] La cita decía: [28]
"Por su trabajo teórico y experimental que dilucida la percepción que la mente humana tiene del mundo físico y por qué la mente humana ha evolucionado para representar los objetos como lo hace; y por dar propósito al campo de la ciencia cognitiva y demostrar el valor de aplicar los conocimientos de muchas disciplinas científicas en la resolución de problemas científicos".
En 2006 ganó el Premio Rumelhart . [7]
Roger Shepard nació en Palo Alto, California. Su padre, profesor de ciencias de los materiales en Stanford, alentó y estimuló enormemente el interés de su hijo por la ciencia...
Ahora estaba convencido de que el problema de la generalización era el problema más fundamental al que se enfrentaba la teoría del aprendizaje. Dado que nunca nos encontramos exactamente con la misma situación total dos veces, ninguna teoría del aprendizaje puede estar completa sin una ley que rija cómo lo que se aprende en una situación se generaliza a otra.
Luego ocupó cargos en Bell Labs y en la Universidad de Harvard antes de ir a Stanford, donde ha sido miembro del cuerpo docente durante más de 30 años.
Roger N. Shepard es miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias, y es miembro William James de la Asociación Estadounidense de Psicología. En 1977 fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias. En 1995 recibió el premio científico más importante de los Estados Unidos, la Medalla Nacional de Ciencias.
Se establece un espacio psicológico para cualquier conjunto de estímulos determinando distancias métricas entre los estímulos de modo que la probabilidad de que una respuesta aprendida a cualquier estímulo se generalice a cualquier otro sea una función monótona invariante de la distancia entre ellos. En una buena aproximación, esta probabilidad de generalización (i) decae exponencialmente con esta distancia, y (ii) lo hace de acuerdo con una de dos métricas, dependiendo de la relación entre las dimensiones a lo largo de las cuales varían los estímulos.
El influyente modelo de similitud y generalización de Shepard (1957, 1987) sostiene que los estímulos están representados en un espacio cartesiano multidimensional, x = (x1, . . . , xm) y que la similitud es una función exponencial de la distancia en ese espacio
Una ley canónica de la ciencia cognitiva, la Ley Universal de Generalización, introducida en un artículo de 1987 también publicado en Science, nos dice que tu cerebro toma decisiones perceptivas en función de lo similar que es el nuevo estímulo a la experiencia previa. Específicamente, la ley establece que la probabilidad de que extiendas una experiencia pasada a un nuevo estímulo depende de la similitud entre las dos experiencias, con una disminución exponencial de la probabilidad a medida que disminuye la similitud. Este patrón empírico ha demostrado ser correcto en cientos de experimentos en especies, incluidos humanos, palomas e incluso abejas.
Reconoce la recepción del Premio a la contribución científica distinguida de la Asociación Estadounidense de Psicología de 1976 por Roger N. Shepard. La cita del premio dice: 'Por su trabajo pionero en estructuras cognitivas, especialmente su invención de la escala multidimensional no métrica, que ha proporcionado a las ciencias sociales una herramienta de enorme poder para descubrir estructuras métricas a partir de datos ordinales sobre similitudes. Además, sus novedosos estudios sobre la memoria de reconocimiento y la percepción del tono, y su último trabajo innovador sobre las rotaciones mentales (operaciones que bien pueden ser la base de nuestra capacidad para leer y reconocer objetos) han contribuido materialmente a nuestra comprensión de los procesos cognitivos. Su estilo de investigación exhibe una hermosa combinación de profundidad y simplicidad.'
La rotación mental (RM) es una habilidad visoespacial específica que implica el proceso de imaginar cómo se vería un objeto bidimensional o tridimensional si se lo rotara lejos de su posición vertical original (Shepard y Metzler, 1971). En el paradigma clásico de Cooper y Shepard (1973) se presentan dos estímulos simultáneamente uno al lado del otro en una pantalla y el participante tiene que decidir lo más rápido y con la mayor precisión posible si el estímulo derecho, presentado bajo un cierto ángulo de rotación, es el mismo o una imagen invertida del estímulo izquierdo, la llamada figura de comparación.
Cada objeto consistía en diez cubos sólidos unidos cara a cara para formar una estructura rígida similar a un brazo con exactamente tres "codos" en ángulo recto.
Los estudios iniciales de la rotación mental fueron de dos tipos: (a) los de Roger Shepard y Jacqueline Metzler, que utilizaban vistas en perspectiva de objetos tridimensionales y medían el tiempo para determinar si dos objetos presentados simultáneamente, aunque diferían en sus orientaciones, tenían la misma forma tridimensional (J. Metzler, 1973; J. Metzler y R. Shepard, 1974; R. Shepard y J. Metzler, 1971) y (b) los de Lynn Cooper y sus asociados (incluido R. Shepard), que utilizaban formas bidimensionales (caracteres alfanuméricos o polígonos aleatorios) y medían el tiempo para determinar si un solo objeto, aunque difería en orientación de un objeto aprendido previamente, tenía la misma forma intrínseca que ese objeto aprendido previamente (Cooper, 1975, 1976; Cooper y Podgorny, 1976; Cooper y R. Shepard, 1973).
Hasta ese día de 1968, las transformaciones mentales no eran más accesibles a la experimentación psicológica que cualquier otra de las llamadas experiencias privadas. Shepard transformó una experiencia convincente y familiar en un problema experimentalmente manejable al inyectarla en una tarea-problema que admite una respuesta correcta e incorrecta (este problema se analiza en cierta profundidad en Pomerantz y Kubovy, 1981, pp. 426-427). No deseo afirmar que esta idea metodológica no tuvo precursores, solo que en este caso su aplicación tuvo consecuencias de largo alcance para el ámbito de la psicología cognitiva.
ilusiones visuales, las figuras ambiguas y las representaciones de objetos imposibles son fascinantes por naturaleza. Sus violaciones de nuestras interpretaciones más arraigadas e inmediatas de la realidad externa nos atrapan a un nivel profundo e inarticulado.
Entre las imágenes imposibles más famosas se encuentran la escalera de Penrose y esta pequeña belleza, cortesía del reconocido científico cognitivo y autor de
Mind Sights
, Roger Newland Shepard. Con su habitual amor por los chistes rápidos, Shepard tituló la ilusión L'egs-istential Quandary. Es imposible aislar las patas del elefante del fondo.
Resulta que estaba pensando en un tono Shepard, la ilusión de tonos siempre ascendentes.
El sonido, que debe su nombre al científico cognitivo Roger Shepard, consta de varios tonos separados por una octava superpuestos. A medida que el tono grave más bajo comienza a aparecer, el tono agudo más alto se desvanece. Cuando el grave se desvanece por completo y el agudo se desvanece por completo, la secuencia se repite nuevamente. Debido a que siempre puedes escuchar al menos dos tonos que aumentan de tono al mismo tiempo, tu cerebro se engaña y piensa que el sonido asciende constantemente de tono. Es un sonido espeluznante que provoca ansiedad.
Utilicé el concepto del tono Shepard para hacer que el sonido pareciera aumentar de tono continuamente. La idea básica es superponer ligeramente un sonido con un tono distinto (un gran motor eléctrico de CA, en este caso) en diferentes octavas. Cuando se toca en un teclado, da la ilusión de una velocidad cada vez mayor; la cápsula parece imparable.
Las clasificaciones se basaron en la frecuencia de tres variables: cita de revistas, cita de libros de texto de psicología introductoria y respuesta a encuestas. Se enviaron encuestas a 1.725 miembros de la Sociedad Estadounidense de Psicología, pidiéndoles que enumeraran a los mejores psicólogos del siglo.
Año de elección: 1977
Ha recibido el premio James McKeen Cattell Fund Award, la medalla Howard Crosby Warren de la Sociedad de Psicólogos Experimentales, el premio en Ciencias del Comportamiento de la Academia de Ciencias de Nueva York, el premio a la contribución científica distinguida de la Asociación Estadounidense de Psicología, el premio Medalla de Oro por logros de vida en la ciencia de la psicología de la Fundación Estadounidense de Psicología, la medalla Wilbur Lucius Cross de la Asociación de Antiguos Alumnos de la Escuela de Posgrado de Yale, el premio Rumelhart en Ciencias Cognitivas y la Medalla Nacional de Ciencias. También ha recibido títulos honorarios de Harvard, Rutgers y la Universidad de Arizona.
su trabajo teórico y experimental que dilucida la percepción de la mente humana del mundo físico y por qué la mente humana ha evolucionado para representar objetos como lo hace; y por dar un propósito al campo de la ciencia cognitiva y demostrar el valor de aplicar los conocimientos de muchas disciplinas científicas en la resolución de problemas científicos.
