メンタルモデル

メンタルモデルとは、外部現実の内部表現、つまり、心の中で現実を表現する方法です。このようなモデルは、認知、推論、意思決定において重要な役割を果たすと考えられています。この概念の用語は、1943 年にケネス クレイクによって造られました。彼は、心は出来事を予測するために使用する現実の「小規模モデル」を構築すると提唱しました。メンタルモデルは、問題解決やタスク実行へのアプローチなど、行動の形成に役立ちます。

心理学では、メンタルモデルという用語は、一般的には心的表現や心的シミュレーションを指すために使用されることがあります。スキーマと概念モデルの概念は、認知的に隣接しています。他の分野では、フィリップ・ジョンソン＝レアードとルース・MJ・バーンによって開発された推論の「メンタルモデル」理論を指すために使用されます。

メンタルモデルという用語は、ケネス・クレイクが1943年に著した『説明の性質』で初めて使われたと考えられている。^{[1] [2]}ジョルジュ・アンリ・リュケは、1927年にパリのアルカン社から出版された『子供の絵』の中で、子どもは内部モデルを構築すると主張し、この見解は児童心理学者のジャン・ピアジェなどに影響を与えた。

ジェイ・ライト・フォレスターは一般的なメンタルモデルを次のように定義しました。

私たちが頭の中に抱いている周囲の世界のイメージは、単なるモデルです。誰も頭の中で世界や政府、国のすべてを想像しているわけではありません。人は選択した概念とそれらの関係性だけを持ち、それを使って現実のシステムを表現しているのです (Forrester、1971)。

フィリップ・ジョンソン＝レアードは1983 年に『メンタルモデル: 言語、推論、意識の認知科学に向けて』を出版しました。同年、デドレ・ゲントナーとアルバート・スティーブンスは『メンタルモデル』と題された書籍の章集を編集しました。^[3]彼らの書籍の 1 行目では、この考えがさらに詳しく説明されています。「この章の役割の 1 つは、明白なことを詳しく説明することです。つまり、人々の世界観、自分自身の見方、自分の能力、実行を求められるタスクや学習を求められるトピックに対する見方は、タスクに持ち込む概念化に大きく依存します。」(書籍『メンタルモデル』を参照)。

それ以来、ドナルド・ノーマンやスティーブ・クルーグ（著書「Don't Make Me Think」）などの研究者によって、人間とコンピュータのインタラクションやユーザビリティの分野でこの考え方が盛んに議論され、利用されてきました。ウォルター・キンチュとテウン・A・ファン・ダイクは、状況モデルという用語を使用して（著書「Strategies of Discourse Comprehension 」（1983年））、談話の生成と理解におけるメンタルモデルの関連性を示しました。

チャーリー・マンガーは、ビジネスや投資の意思決定に多分野にわたるメンタルモデルを活用することを普及させました。^[4]

人間の推論に関する 1 つの見解は、それがメンタル モデルに依存するというものです。この見解では、メンタル モデルは知覚、想像力、または談話の理解から構築できます (Johnson-Laird、1983)。このようなメンタル モデルは、その構造が、それが表す状況の構造に類似しているという点で、建築家のモデルや物理学者の図に似ています。これは、推論の形式規則理論で使用される論理形式の構造とは異なります。この点で、メンタル モデルは、哲学者ルートヴィヒ ヴィトゲンシュタインが1922 年に説明した言語の絵画理論における絵画に少し似ています。フィリップ ジョンソン レアードとルース MJ バーンは、推論は論理形式ではなくメンタル モデルに依存するという仮定に基づく推論のメンタル モデル理論を開発しました(Johnson-Laird および Byrne、1991)。

メンタルモデルは、少数の基本的な仮定 (公理) に基づいており、この点で推論の心理学で提案されている他の表現と区別されています(Byrne および Johnson-Laird、2009)。各メンタルモデルは可能性を表します。メンタルモデルは 1 つの可能性を表し、可能性が発生する可能性のあるさまざまな方法すべてに共通するものを捉えます (Johnson-Laird および Byrne、2002)。メンタルモデルは象徴的です。つまり、モデルの各部分は、それが表すものの各部分に対応しています (Johnson-Laird、2006)。メンタルモデルは真理の原則に基づいています。つまり、メンタルモデルは通常、起こり得る状況のみを表し、可能性の各モデルは、命題に従ってその可能性において真実であるもののみを表します。ただし、メンタルモデルは、反事実条件文や反事実思考の場合のように、一時的に真実であると想定される誤ったものを表すこともあります(Byrne、2005)。

結論がすべての可能性に当てはまる場合、人は結論が有効であると推論します。メンタルモデルによる推論の手順では、反例を利用して無効な推論を反駁します。つまり、結論が前提のすべてのモデルに当てはまることを保証することで、有効性を確立します。推論者は、複数モデルの問題の可能なモデルのサブセット、多くの場合は単一のモデルに焦点を合わせます。推論者が推論を行う容易さは、年齢や作業記憶など、多くの要因によって左右されます (Barrouillet 他、2000 年)。反例、つまり前提は当てはまるが結論は当てはまらない可能性が見つかった場合、推論者は結論を却下します (Schroyens 他、2003 年、Verschueren 他、2005 年)。

人間の推論がメンタルモデルに基づくのか、それとも正式な推論ルール(O'Brien、2009 など)、ドメイン固有の推論ルール (Cheng & Holyoak、2008、Cosmides、2005 など)、あるいは確率 (Oaksford と Chater、2007 など) に基づくのかについては、科学的な議論が続いています。さまざまな理論の実証的な比較が数多く行われてきました (Oberauer、2006 など)。

メンタルモデルとは一般的に次のようなものです。

• 定量化できない、疑わしい、不明瞭な、または不完全な事実に基づくもの。
• 柔軟– 良い意味でも悪い意味でもかなり変化しやすい。
• 選択的知覚、つまり選択された情報部分のみの知覚を引き起こす情報フィルター。
• 世界の複雑さと比較すると、科学的モデルは非常に限られており、科学的モデルが広範で、その論理的帰結を導き出す際に特定の現実と一致する場合でも、ワーキングメモリ、つまり、人が記憶できる要素の最大数に関する規則、ゲシュタルト現象や論理の原則の失敗などの制限を考慮に入れる必要があります。
• 他のどこにも見つけることができない情報源に依存した情報は、いつでも利用可能であり、使用することができます。^{[5] [6] [7]}

メンタルモデルは、組織学習を理解するための基本的な方法です。一般的な科学用語では、メンタルモデルは「思考と行動の深く保持されたイメージ」と説明されています。^[8]メンタルモデルは世界を理解するための基本的なものであるため、人々はほとんど意識していません。

SN Groesser と M. Schaffernicht (2012) は、一般的に使用される 3 つの基本的な方法について説明しています。

• 因果ループ図– 情報接続の傾向と方向、および結果として生じる因果関係とフィードバックループを表示します。
• システム構造図 – 質的動的システムの構造を表現する別の方法
• ストック図とフロー図 - 動的システムの構造を定量化する方法

これらの方法により、動的システムのメンタルモデルを、内部の信念に基づく特定のシステムに関する明示的な記述モデルとして示すことができます。これらのグラフィカル表現の分析は、多くの社会科学分野で研究が拡大しています。^{[9]さらに、Mental Modeler (「ファジー ロジック認知マッピングに基づく参加型モデリング ツール」) [10]}などの個々のメンタルモデルの構造的および機能的特性を捕捉して分析するソフトウェア ツールが最近開発され、社会科学研究、共同意思決定、天然資源計画に使用するために個人から収集されたメンタルモデル表現を収集/比較/組み合わせるために使用されています。

現実を単純化する中で、モデルを作成することで現実感を見出し、体系的思考やシステムダイナミクスを克服しようと努めることができます。

これら2つの分野は、メンタルモデルの現実とのより良い調整を構築し、それを正確にシミュレートするのに役立ちます。それらは、どのように決定し、どのように行動するかの結果が、どのように計画するかに従っている可能性を高めます。^[5]

• システム ダイナミクス- 明確で、簡単に伝達でき、相互に比較できる明示的なモデルを作成することでメンタル モデルを拡張します。
• 体系的思考- メンタルモデルを改善し、それによってメンタルモデルに基づく動的な意思決定の質を向上させる手段を模索します。

無重力状態^[11]と地球上での神経画像法 ^[12]を用いた実験的研究により、人間は物体の運動に対する重力の影響についてのメンタルモデルを備えていることが示された。

基本的な特性を分析した後、メンタルモデルを変更するプロセス、つまり学習プロセスを導入する必要があります。学習はバックループプロセスであり、フィードバックループはシングルループ学習またはダブルループ学習として表すことができます。

メンタルモデルは、人々が情報を扱う方法、そして最終決定を下す方法に影響を与えます。決定自体は変化しますが、メンタルモデルは同じままです。メンタルモデルは非常に便利なので、学習の主流の方法です。

ダブルループ学習（下図参照）は、意思決定の根拠となるメンタルモデルを変更する必要がある場合に使用されます。シングルループとは異なり、このモデルには、周囲の変化やメンタルモデルの表現変更の必要性を考慮するなど、単純で静的なものからより広範で動的なものへの理解のシフトが含まれます。^[6]

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• スターマン、ジョン D. コンピュータモデルに対する懐疑論者のガイド、マサチューセッツ工科大学

• メンタルモデルと推論研究室
• オックスフォード大学システム分析、モデリングおよび予測グループ
• システムダイナミクス学会