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유추에 관한 최근의 연구들은 몇 가지로 분류된다. 유추의 기본인 유사성에 의해 일어나는 비교과정의 성질을 밝히는 기초 연구 (예, Markman & Gentner, 1993; Goldstone & Medin, 1994)와 유추전이 (analogical transfer)에 영향을 미치는 변인들을 밝히는 연구 (예, Seifert & Gray, 1990; Francis & Wickens, 1996; Bassok & Osleth, 1995; Novick, 1988; Novick & Holyoak, 1991; Holyoak 등, 1994; Reed, 1989; Keane, 1996)로 나뉘어진다. 두 번째 범주에 드는 연구들은 이미 언급한 바와 같이, 각 연구가 유추 정보처리 단계들 중 어느 단계의 성질을 실험적으로 밝혔는지, 그 결과가 유추에 관한 이론 모형에 무엇을 함축하는 지에 따라 세분된다.

1. 구조정렬

Markman과 Gentner (1993)는 유사성의 비교란 비교 대상인 두 표상의 구조를 정렬시키는 과정 (structural alignment)이며, 구조정렬과정이 바로 유비추리의 모든 모형들이 전제로하고 있는 기본 과정이라고 주장하였다. 구조정렬가설에 의하면, 대상들은 짝지워지는 관계구조 내에서 그 역할에 따라서 그 대응이 결정된다. 예를 들어, "태양의 질량이 목성의 질량보다 크고, 이 때문에 목성이 태양의 주위를 회전한다"라는 지식과 "목성의 질량은 그 위성인 IO의 질량보다 크고, 이 때문에 IO가 목성의 주위를 회전한다"라는 지식의 유사성을 비교할 때 "cause(greater(mass(Sun), mass(Jupiter)), revolve (Jupiter, Sun))"의 명제 표상과 "cause (greater(mass(Jupiter), mass(IO)),revolve(IO, Jupiter))"의 명제 표상을 비교하게 된다. 여기서 비록 첫 명제의 목성과 두 번째 명제의 목성이 대상으로서는 같지만 "...보다 더 크다"의 관계 구조 때문에 그렇게 정렬하지 않고, 첫 명제의 목성과 두 번째 명제의 IO를 대응시키게 된다. 이처럼 유사성 비교는 사람들로 하여금 한 쌍의 자극 (예, 표상들)에 있어 관계구조를 짝짓는데 더 주목하도록 한다. Markman과 Gentner (1993)는 두 자극간의 구조정렬은 유사성 비교 전보다는 후에 그 개연성이 크다고 예언하는데, 여러 실험들을 통해서 그 타당성이 입증되었다. 즉 대상 유사성과 관계 유사성을 경합시키는 자극들을 사람들에게 제시하고, 그 대상들을 짝지우도록 했을 때 사람들은 속성과같은 국소적인 대상 유사성보다 관계 유사성을 중심으로 구조를 대응시켰다.

유사성에 대한 구조정렬설은 유추정보처리단계 중 사상과정을 이해하고 설명하는데 매우 중요하다. 그 까닭은 유추가 두 영역의 요소 (예, 대상, 속성 등) 사이의 대응관계를 만드는 심성 작업에 전적으로 의존하기 때문이다. 즉 두 영역의 비교는 두 영역에 걸쳐 비슷한 관계를 각기 대응시키며, 대응되는 관계들을 다시 대응시켜 상위 관계를 만드는 과정을 말한다. 앞서 다룬 회전 문제의 경우, "...보다 더 크다"는 관계를 중심으로 태양과 목성, 목성과 IO를 대응시킬 뿐만 아니라, "...보다 더 크다"는 관계와 "...를 회전한다"는 관계, 즉 관계의 관계를 또한 대응시키게 된다. 구조정렬과정은 두 지식영역을 유사성을 중심으로 비교할 때 그 사상과정이 대상이나 그 속성과 같은 표면 유사성보다는 관계중심, 관계의 관계 중심으로 진행되도록 유도하고 따라서 사상과정의 목표와 그 방향이 임의적이 아니라 규칙적으로 진행되도록 한다. 구조정렬과정 때문에 한 영역의 여러 요소들이 다른 영역의 한 요소와 사상되거나, 두 영역의 요소들이 교차해서 사상되는 문제점은 발생하기 힘들다. 교차사상 (cross mapping)의 예를 들면, 앞의 회전 문제에서 태양과 IO, 목성과 목성을 대응시키는 경우이다.

Markman과 Gentner (1993)의 구조정렬과정연구는 유추의 핵심 단계인 사상과정에 체계성과 명료성을 부여한 연구이다. 이 연구에서는 비교되는 자극들을 속성과 관계로 분할 (parsing)하는데, 나중에 개관하게 될 Bassok과 Olseth (1995)의 연구는 이러한 분할이 과연 심리적으로 적절한 표상 구분인지에 의문을 제기한다. 다른 연구들은 유추전이에서 어떤 유추정보처리단계가 중요하며, 그 성질은 무엇인지를 밝힌 연구들이다. 여기서 유추전이란 바탕 유사물에서 표적 유사물로 추리가 옮겨져 표적 유사물이 더 잘 이해되어 표적 문제가 풀리게 되는 것을 말한다. 유추전이를 둘러 싸고 여러 문제가 제기되어 왔다. 제시된 문제와 비슷한 바탕 유사물을 기억으로부터 인출할 때에 관여하는 기제 (예, Francis & Wickens, 1996; Seifert & Gray, 1990; Wharton & Lange, 1995), 바탕 유사물에 관한 표상의 형성 (예, Bassok, Wu, & Olseth, 1995; Bassok & Olseth, 1995), 사상과정의 특징 (예, Spellman & Holyoak, 1992), 적합과정의 독립성과 그 특징 (Keane, 1996; Holyoak 등, 1994; Novick & Holyoak, 1991), 그리고 유추학습에 의한 도식표상 형성 (예, Reed, 1989; Novick, 1988; Novick & Holyoak, 1989; 이 문제에 관한 더 자세한 개관은 Reeves & Weisberg, 1994를 참고할 것)으로 분류된다.

2. 인출단계

영역간 유추문제해결에서 널리 알려진 한 사실은 한 표적 문제와 비슷한 바탕 문제를 인출하기가 어렵다는 점이다. Gick과 Holyoak (1980, 1983)은 Duncker (1945)의 종양문제를 사용해서 이러한 사실을 밝혀내었다. 종양문제는 "위에 수술하기 힘든 종양이 생긴 어떤 환자가 있다. 어떤 광선이 개발되었는데, 이 광선의 강도를 높여 환부를 쪼이면 그 종양을 치료할 수 있다. 종양 부위의 조직을 손상시키지 않고 어떻게 종양을 제거할 수 있는가?"로 되어 있다. 이 문제에 관한 한 해결은 약한 광선을 여러 방향에서 쏘아 종양에서 모이도록 하면, 그 강도가 종양을 파괴할만큼 된다는 것이다. 대학생 피험자의 10% 미만이 이러한 해결을 제시하는 것으로 알려져 있다. Gick과 Holyoak (1980)은 피험자에게 종양문제를 제시하기 전 유사한 바탕 문제로 요새 문제를 풀도록 하였다. 요새 문제는 어떤 장군이 요새에 칩거하고 있는 독재자를 무너뜨리기 위해 그 요새로 많은 군인들을 나누어 진격케 하고, 요새에서 만나도록 해서 결국 독재자를 무너뜨리는 이야기로 구성되어 있다. 요새 문제를 받은 피험자의 30%만이 종양문제를 풀었고, 요새 문제를 이용해서 종양문제를 풀라는 힌트를 받았을 때는 피험자의 70%가 표적인 종양문제를 풀었다. Gick과 Holyoak (1980, 1983)의 이 결과는 바탕 문제의 자연스러운 인출이 어려움을 단적으로 보여주는 결과이다.

Holyoak과 Koh (1987)는 바탕 문제의 인출에 영향을 주는 유사성을 표면 유사성과 구조 유사성으로 나누고 이에 따라 바탕 문제를 다르게 만들었다. 앞서 언급한 요새 문제는 군대 전략 문제이고, 따라서 종양 문제와 표면 유사성이 낮다. 종양 문제와 표면 유사성이 높은 문제로는 레이져 광선으로 비싼 전구 안에 부서진 필라멘트를 접착시키는 내용의 문제를, 유사성이 낮은 문제로는 초음파로 필라멘트를 접착시키는 내용의 문제를 각기 만들었다. 구조 유사성이 높은 문제로는 높은 강도의 광선 또는 초음파 경우에 전구를 부수게 된다는 내용의 문제를, 유사성이 낮은 문제로는 레이져나 초음파가 그 자체만으로 충분히 강한 힘을 낼 수 없다는 내용의 문제를 구성하였다. Holyoak과 Koh (1987)는 종양문제의 해결에 표면 유사성과 구조 유사성이 가산적으로 작용하며, 이 두 유사성에서 모두 높은 바탕 문제의 경우 피험자의 69%가 힌트를 받지 않고서도 종양 문제를 해결함을 발견하였다.

Holyoak과 Koh (1987)의 실험은 유추문제의 해결에 있어 바탕 유사물과 표적 유사물간에 두 유사성 수준이 모두 작용하며, 그 효과가 가산적임을 단적으로 보여준다. 과연 그럴까? Seifer와 Gray (1990)는 유사성의 비교가 문제되지 않고, 각 문제의 표상을 형성할 때 어떤 속성이 약호화되는지가 유추전이에 중요함을 보여 주었다. Seifer와 Gray (1990)는 요새 문제를 약간 변화시켜 독재자 대신, 몇몇 테러리스트가 요새를 점령하고 있어서 이를 분쇄해야 한다는 내용의 바탕 유사물을 만들었다. 이 실험에서 원래의 요새 문제를 받은 피험자의 19%만이 종양 문제를 풀었지만, 테러리스트 문제를 받은 피험자는 그 40%가 종양 문제를 풀었다. 테러리스트 문제와 종양 문제의 유사성은 요새 문제와 종양 문제의 유사성과 비슷하였는데, 이 실험의 결과를 종합해 보면, 바탕 유사물에 대한 표상이 대상 또는 그 속성을 중심으로 형성되며 (독재자보다는 테러리스트) 유추전이가 이에 따라 달라짐을 알 수 있다. Bassok과 그 동료 (Bassok, Wu, & Olseth, 1995; Bassok & Olseth, 1995)도 문제들에 포함된 대상속성의 유사성이 유추전이에 비대칭적으로 영향을 미침을 밝히었다. 예를 들어, 속도가 연속적으로 변하는 물리문제와 자본투자가 불연속적으로 변하는 경제문제를 학생들에게 제시하여 이들이 문제 구조를 표상하는 방식을 변화시켰다. 이 연구에서 사용된 문제들은 그 관계구조가 같았는데도 불구하고, 피험자들은 연속적 변화문제에서 불연속적 변화문제로 유추전이를 잘 해내지 못했으나, 불연속적 변화에서 연속적 변화로 유추전이는 훨씬 잘 해내었다. Bassok과 Olseth (1995)는 바탕 문제의 대상속성이 사람들로 하여금 문제를 분류하는데 영향을 주며, 이 때문에 유추전이의 범위가 제한된다고 주장하였다. Seifer와 Gray (1990), Bassok, Wu와 Olseth (1995), Bassok과 Olseth (1995)의 세 연구는 비록 사용된 자극 문제에서 현저한 차이를 보인다. 그러나 Holyoak과 그 동료 (Gick과 Holyoak, 1983; Holyoak과 Koh, 1987)들의 결과와는 달리, 대상 속성의 유사성이 결정적이며, 구조 유사성은 인출과 유추전이효과의 범위에 별다른 결정적 영향을 주지 못함을 보여 준다.

최근 Francis와 Wickens (1996)는 한 바탕 유사물을 인출할 때 경쟁과정이 있다는 흥미로운 결과를 얻었다. 이들 역시 종양 문제를 표적 문제로 삼고, 피험자들에게 바탕 문제로 요새 문제, 전구 문제 또는 개방 통로 문제 (종양에 강한 광선을 직접 보낼 수 있는 식도와같은 통로를 찾는 해결책)를 제시하였다. 요새 문제와 전구 문제는 모두 약한 힘들이 한 곳으로 수렴하는 해결책을 갖고 있고, 개방통로 문제는 그렇지 않았다. 이 연구자들은 요새 문제와 개방 통로 문제를 쌍으로 제시하여 바탕 유사물을 풀게 하거나, 각 유사물을 유사하지 않은 다른 통제 문제와 쌍으로 제시하였다. 앞 조건의 경우 수렴적 해결책과 비 수렴적 해결책이 경쟁하는 관계를 이룬다. 피험자들은 해결책들이 경쟁관계에 있을 때는 개방 통로 해결책으로 종양문제를 잘 풀지 않았지만, 경쟁관계에 있지 않을 경우, 수렴적 해결책과 비 수렴적 해결책을 비슷한 비율로 많이 사용하였다. Francis와 Wickens (1996)의 이 결과는 바탕 유사물들을 인출할 때 억제기제가 작용함을 시사하며, 이는 표면 유사성이나 구조 유사성으로 설명될 수 없는 현상임을 보여 준다.

바탕 유사물의 인출과정을 다룬 최근의 연구들은 표면 유사성과 구조 유사성으로 양분해서 인출과정을 다루는데서 더 나아가, 표면 표상의 대상 또는 그 속성이 구조 유사성보다 더 강력한 인출 변인이며, 인출과정이 표면 유사성과 구조 유사성 효과의 가산적 결과라는 생각이 단순함을 보여 준다. 이러한 결과들은 앞으로 살펴보게 될 계산론적 유추 모형의 가정에 상당한 제약 내지 도전을 주는 결과들이다.

3. 사상단계와 적합 (adaptation)단계

사상은 바탕과 표적 두 유사물의 성분들을 서로 대응시키는 과정이다. 예를 들어, 요새 문제와 종양 문제의 경우, 장군과 의사, 독재자와 종양을 각기 사상시켜 바탕 문제의 해결을 종양 문제의 해결에 전이시키게 된다. 성분 또는 요소들을 사상시킬 때 대상의 속성 (예, 크다, 빨갛다), 대상 (예, 태양, 종양)의 유사성을 기준으로 사상시킬 수 있고, 이 보다는 관계 (예, ...보다 더 크다), 관계의 관계 (예, ... 때문에 ...하게 된다) 수준의 유사성을 기준으로 사상시키게 된다. 각 유사물의 성분이 많을수록 틀리게 사상할 할 가능성이 늘어나며, 어떤 식으로든 사상과정이 요구하는 계산 부담을 줄여야 한다. 예를 들어, 바탕 유사물과 표적 유사물이 각기 다섯 대상으로 구성되어 있고, 이 대상들에게 열 개의 술어가 배정된다 하자. 술어는 술어끼리, 대상은 대상끼리 사상시킨다고 할 경우, 가능한 사상 수는 4억가지가 된다. 유추연구의 한 관심사는 어떤 제약을 사상과정에 부여 할 경우에 이 과정이 단순화되어 유추가 쉽게 이루어지는 지에 있다.

Gentner(1983)는 사상과정이 계통성원리(systematicity)를 따라 진행된다고 제안하였다. 이 원리는 사람들이 어떤 개별적인 술어보다 고차관계 (예, cause, imply)가 지배하는 연결된 체계를 선호한다고 주장한다. 이 원리에 따라서 사람들은 두 유사물의 성분들을 사상시킬 때 대상이나 속성 중심으로 사상시키기보다 관계의 관계를 중심으로 사상시키며, 가능한 한 모든 성분들을 관계구조에 포함시키는 사상을 선택하게 된다. 앞서 살펴 본 회전문제의 경우 첫 태양과 목성의 관계를 목성과 IO의 관계에 대응시키고, 이 보다 더 고차적인 관계 즉 질량이 작은 물체가 큰 물체를 중심으로 회전하게 된다는 원인-결과의 관계로 사상이 이루어진다. 이 경우에 각 문제의 성분들 중에서 사상 후에 남는 성분이 전혀 없게 된다.

구조적 계통성이 사상과정에 영향을 줌을 보여 주는 연구들은 그 후 많이 보고되었다 (예, Gentner & Toupin, 1986; Holyoak & Koh, 1987; Clement & Gentner, 1991). 앞서 살펴 본 Holyoak과 Koh (1987)의 연구에서 구조 유사성이 표면 유사성과는 별도로 유추 전이에 영향을 준다는 결과가 그 한 예이다. 다른 예를 들면, 두 비슷한 이야기들을 짝짓는 과제를 피험자들에게 주었는데, 피험자들은 두 이야기가 어떤 고차 관계를 공유하는 짝을 다른 관계를 갖는 짝보다 더 선호하였다 (Clement & Gentner, 1991). Gentner (1983)의 계통성원리는 나중에 살펴 보게 될 계산론적 유추모형, 예를 들어 구조사상기 (SME, Falkenhaimer, Forbus & Gentner, 1989), 유추제약사상기 (ACME, Holyoak & Thagard, 1989, 1995), 유추증가기 (incremental analogy machine, Keane 등, 1994)에서 구조 제약 (structural constraints)으로 중요한 역할을 하고 있다.

Holyoak과 Thagard (1989, 1995)는 구조 제약 이외에도 목적과 유사성의 두 제약이 함께 사상과정의 원활한 진행에 기여한다고 제안하였다. 즉 구조, 유사성 및 목적의 세 제약이 상호작용적으로 한 유추의 최적 해석의 선정에 영향을 미친다는 입장이다. 사람들은 의미상 비슷한 성분들을 포함하는 사상을 더 선호하며 또한 유추를 사용하는 사람의 목적 (예, 추론, 설명, 이해, 문제 풀기)에 알맞은 사상을 더 선호한다. 두 유추물의 성분들을 사상시킬 때 해당 정보에 무게를 주고, 어떤 사상을 평가하려 할 때 유추를 사용하는 사람의 화용적 목적 (pragmatic purpose)에 적합한 정보를 주목하게 되면, 사상과정이 또한 단순화된다. 예를 들면, 어떤 현상을 설명할 목적으로 유추를 사용할 경우, 바탕 유추물에 포함된 인과관계에 비중을 더 주어 사상과정의 계산을 단순화시키게 된다. Holyoak과 Thagard (1989, 1995)의 이러한 입장은 유추제약사상기에 의해 그 타당성이 입증되었다.

최근의 유추 연구들은 유사물의 성분들간의 사상만으로 성공적인 유추를 이룰 수 없고, 문제에 따라 적합과정 (adaptation process)이 필요함을 보여 준다 (Novick & Holyoak, 1991; Holyoak 등, 1994; Keane, 1996). 여기서 적합이란 "한 유사한 해결책이 표적 문제의 해결에 어느 정도 잘 맞느냐"의 물음과 관련되는 과정이다. 풀어야 할 문제에 따라서 바탕과 표적 유사물이 완전히 동형구조 (isomorphic)가 아닐 경우, 예를 들어, 바탕 유사물이 표적 유사물과 대응하지 않는 성분들을 갖고 있는 경우 - 적합과정이 요구된다. 수학을 예로 들면, 예제의 풀이 절차를 표적 문제에 맞게 바꾸는 것이 적합과정인데 이 과정의 중요성은 이미 Novick (1988)이 제안한 바 있다. Novick과 Holyoak (1991) 그리고 Keane (1996)은 사상과정과는 독립적인 적합과정을 다루었다.

Novick과 Holyoak (1991)은 최소공배수를 이용해서 풀어야 하는 바탕 문제와 표적 문제가 개념에서 대응 (conceptual correspondence) 하거나 수치에서 대응 (numerical correspondence)함을 힌트로 주었다. 수치 대응조건의 경우, 피험자에게 표적 문제를 제시한 후 그 문제에 있는 각각의 수치가 바탕 문제의 어떤 수치와 비슷하다는 설명을 부연하였다. 개념 대응조건의 경우, 피험자에게 표적 문제에 포함된 대상들이 각기 바탕 문제의 대상과 비슷하다는 설명을 함께 제시하였다. 이 연구자들은 이러한 수치 대응 힌트가 개념 대응 힌트보다 적합과정에 더 유용할 것으로 예상하였다. 실제로 피험자들은 개념 사상조건에 비해 수치 사상조건에서 유추 전이를 더 많이 보였다. 특히 수치 사상조건의 피험자들 중 50%만이 유추로 문제를 풀었다. 이 결과는 적합과정이 유추에 의한 문제해결에서 중요한 과정임을 시사한다.

Novick과 Holyoak (1991; Holyoak 등, 1994)의 연구는 사상과정과 적합과정이 독립적임을 보여 주었다는데 의미가 있다. Keane (1996)은 여기에서 더 나아가 수학이 아닌 문제의 해결에 적합성이 어떤 영향을 미치는지 검토하였다. Keane이 사용한 두 줄 연결문제는 천정에서 내려 온 두 줄을 연결해야 하는 문제이다. 두 줄의 간격이 크므로 사람이 한 줄을 잡고서 다른 줄을 연결하기 힘들다. 이 문제는 사람이 한 줄은 좌우로 움직이도록 하고, 다른 줄은 잡고 있다가 움직이는 줄이 다가오면 잡아서 연결하거나 (그네 계획), 한 줄에 막대기나 무거운 물건을 묶어 추처럼 움직이게 하여 다가오면 잡아서 연결하면 된다 (막대기 계획). 이 두 해결 계획 중에서 그네 계획은 막대기 계획에 비해 표적 문제의 해결에 더 적합하다. 그 까닭은 막대기 계획의 경우 표적 문제의 그 어디에도 막대기에 대한 언급이 없고 또 이 계획이 요구하는 행위가 그네 계획에 비해 더 복잡하기 때문이다. 그네 계획의 경우 문제 해결에 새로운 대상이 필요하지 않기 때문에 적합성이 더 높다. 바탕 문제가 그네 계획 또는 막대기 계획이 사용되어 해결되도록 한 실험에서 피험자의 67%가 적합성이 높은 그네 계획을 이용해서 두 줄 연결 문제를 풀었다 (Keane, 1996). Keane의 연구는 또한 성공한 계획 또는 실패한 계획을 변화시켜 이러한 화용 요인과 적합성 요인을 교차시킨 조건을 만들었다. 이 실험에서 계획의 성공 여부와같은 화용 요인은 유추전이에 별다른 영향을 미치지 못한 반면, 적합성 요인은 유사한 계획을 선택함에 있어 결정적으로 영향을 미쳤다.

Novick과 Holyoak (1991; Holyoak 등, 1994), Keane (1996)의 연구들은 비록 적합성 요인의 정의와 그 조작에서 현저한 차이를 보이지만, 적합성 단계가 사상 단계와는 질적으로 다름을 분명히 보여 주었다는 점에서 일치한다. 또한 Novick과 Holyoak (1991)의 실험에서 피험자들에게 바탕 문제와 표적 문제에서 어떤 대상들이 대응된다고 힌트를 주었음에도 불구하고 유추전이가 잘 되지 않은 까닭은 Keane (1996)의 결과로 설명될 수 있다. 즉 개념이 지칭하는 대상들의 유사성을 언급하더라도, 그 대상에 대한 행위들이 명세되지 않으면 적합성 문제에 더 곤란을 겪을 수 있기 때문이다. 수치 대응조건의 경우 유사한 수치들을 이용해서 어떤 계산 행위를 상대적으로 더 용이하게 해낼 수 있기 때문에 적합성 - 새 행위를 더 많이 요구한다는 면에서 -의 부담은 더 적었을 것이다.

4. 학습단계

유추로 표적 문제를 제대로 풀었을 때 어떻게 될까? 여러 연구자들 (예, Holyoak & Thagard, 1989; Holyoak & Thagard, 1995; Ross & Kennedy, 1990)은 성공적인 유추전이는 곧 어떤 추상적 도식의 형성을 이끈다고 제안하였다. Gick과 Holyoak (1983)은 종양 문제를 제시하기 전 바탕 유사물을 두 개 연속 제시하여 문제를 풀게 하거나, 하나의 바탕 유사물을 제시한 조건을 만들고, 이 두 조건이 종양 문제의 해결에 어떤 차이를 보이는지 검토하였다. 두 바탕 유사물조건의 피험자들은 한 바탕 유사물조건의 피험자들보다 힌트가 있건, 없건 간에 종양 문제를 더 잘 풀었다. 이 결과는 유사한 두 문제를 풀 경우에 명료한 해결도식이 형성되고, 이것이 유추전이를 촉진시키는 것으로 해석되었다. 이러한 결과를 초래한 것으로 믿어지는 추상적 도식은 "만약 갑이 병을 극복하기를 원하는데, 정이 그 사이에 있어 방해가 된다면, 갑을 나누어 시도해 볼 수 있다"와 같은 것이다. 여기서 예컨대, 갑은 요새 문제의 경우에는 군대, 종양 문제에서는 광선이고, 병은 독재자 또는 종양, 정은 좁은 길 또는 건강한 조직에 각기 해당한다.

유추 문제해결의 결과로 추상적 도식이 학습됨을 보여 주는 증거는 다소 갈등적이다. Bassok과 Holyoak (1989)는 구조적으로 같은 일정한 가속도 문제들을 푸는 데 필요한 방정식을 배운 피험자로 하여금 대수 문제를 풀면서 소리내어 보고하도록 하였다. 이 연구에서 피험자는 그들이 추상적 도식을 유추를 통해 학습하였음을 시사하는 증거를 보였다. Novick과 Holyoak (1991)은 최소공배수를 이용해서 바탕 문제와 표적 문제를 피험자들이 해결한 후, 두 문제의 유사성, 그 해법의 유사성을 글로 보고하게 하였다. 이 연구자들은 피험자들이 최소공배수를 사용하는 절차를 단계로 나누어 분석해서 도식 유도 유무와 유추 전이의 관계를 검토하였다. 그 결과 도식의 질과 유추 전이의 강도간에 정적 상관이 있었다. 이 두 연구는 유추에 의한 문제해결 후에 추상적 도식이 형성됨을 보여 준다.

그러나 Reed (1989)는 소리내어 말하는 과제나 문제들의 유사성을 쓰게 하는 과제를 사용하지 않고, 비슷한 문제들의 개념을 짝짓는 과제를 사용해서 추상적 도식이 형성되는지를 검토하였다. 유추에 의해 추상적 도식이 학습된다는 가설이 타당하다면, 표적 문제를 풀기 전, 어떤 두 문제의 개념들을 성공적으로 사상한 피험자들은 그렇지 않은 피험자들보다 표적 문제를 더 잘 풀었어야 한다. 구조적으로 동형인 문제들을 자세히 비교하도록 했음에도 불구하고, 또 대수 문제 해결의 원리를 언급했음에도 불구하고 최종 문제해결에 있어 해결상 어떤 이득이 별로 없었다. Reed (1989)의 수학 문제 및 화학 문제와는 달리 과학개념의 유추 학습을 연구한 Donnelly와 McDaniel (1993)도 유추에 의한 개념학습이 추상적 도식의 형성과는 무관함을 시사하는 결과를 얻었다.

유추에 의한 추상적 도식의 학습을 둘러 싼 실험들은 대체로 도식의 형성을 지지하는 증거를 많이 보고하고 있다 (Reeves & Weisberg, 1994). 그러나 앞서 개관된 연구들을 비교해 보면, 도식의 형성을 보여 주는 연구들은 문제 해결 후 소리내어 또는 글로 보고하게 하는 과제를 사용한 반면, 도식의 형성을 부정하는 연구들은 개념의 비교와 같은 직접적인 조작을 가했지만, 문제해결 후 언어보고를 요구하지 않은 차이를 보인다. 즉 앞 연구의 결과들은 실험자의 요구대로 피험자가 행동하여 초래되었을 가능성이 있다. 이는 자연스러운, 자동적인 도식의 형성으로 보기 힘들다. 이러한 갈등적 결과들은 그 방법론들이 비교 검토되는 과정을 거쳐 해결되어야 한다.

5. 작업기억의 제약

작업기억은 시공간 그림철 (visuo-spatial sketchpad), 조음루프 (articulatory loop), 그리고 이 두 하위 체계에 용량배정 및 실행 순서 등을 제어하는 중앙집행기로 구성되어 있다. 시각 이미지와 그림 정보는 시공간 그림철에서, 언어와 개념 정보는 조음루프에서 각기 처리되는 이러한 작업기억은 정보의 일시 저장과 처리과정 모두를 포함하고 있기 때문에 그 처리 용량에 상당한 제약이 있다. 작업기억은 수학이나 물리 문제의 해결, 독서과정, 대화 등에 관여하는 활성화된 기억체계이다. 유추 문제해결에 작업기억이 상당한 정도로 관여할 것은 능히 짐작할 수 있다. 즉 표적 문제를 약호화하고, 이와 비슷한 바탕 문제를 검색, 인출한 다음, 두 문제의 표상 성분을 사상시키고, 적합하게 만들며, 추론을 생성하고, 이를 표적 문제의 해결로 전이하는 등 여러 정보처리단계의 원활한 수행에 작업기억이 관여할 것이다. 사상단계의 예를 들면, 바탕 문제의 성분과 표적 문제의 성분을 각기 사상시키면서, 그 결과를 평가하려면 저장과 처리가 순차적으로 요구된다.

Keane (1990, Keane 등, 1994)은 작업기억의 처리 및 저장 상의 제약이 유추에 영향을 줄 가능성을 검토하였다. 특히 개념 정보를 많이 갖고 있는 지식 영역의 경우 바탕과 표적을 사상시킬 때 오류가 더 많았다. 작업기억이 여러 요인 때문에 과부하되면, 사람들이 처리부담을 감소시키는 사상방략, 예를 들어, 두 영역의 성분 짝들 중 하위집합을 중심으로 사상과정을 진행시키려 할 것이다. 이러한 처리방략은 어떤 경우에만 성공할 것이므로, 때때로 유추 문제해결에서 오류를 보이게 된다. Keane 등(1994)은 작업기억이 유추에 가하는 이러한 제약을 그 기본 가정으로 포함시킨 계산론 모형을 제안하고 그 타당성을 다른 계산론적 유추 모형과 비교하였다.

작업기억이 유추 문제해결에 미치는 영향을 위의 연구와 다르게 접근할 수 있다. 즉 개인에 따라 작업기억의 용량이 다르므로 (예, Daneman & Carpenter, 1983), 다른 요인들의 영향이 일정하다면, 작업기억의 용량이 큰 피험자들이 용량이 작은 피험자들보다 더 나은 유추 문제해결의 수행을 보일 것이다. 조아정 (1996)과 김지영 (1996)은 바로 이 예언과 일치하는 결과를 얻었다. 이들은 블랙홀이나 행성의 궤도와같은 새 과학개념을 학습할 때 일상적인 예와 사상시키는, 즉 유추에 의한 개념학습을 작업기억 용량이 큰 대학생들이 적은 대학생들보다 더 잘 한다는 사실을 발견하였다. 유추에 의한 개념학습과제의 경우 과학 개념과 일상 경험의 성분을 사상시키고, 이를 바탕으로 실험자가 제시하는 추리 문제를 풀어야 한다 (Donnelly & McDaniel, 1993). 조아정 (1996)과 김지영 (1996)은 이 결과를 한 과학개념의 성분과 일상적인 예의 성분을 사상시킬 때 처리용량이 많이 요구되고, 이 때문에 용량이 큰 피험자들이 적은 피험자들보다 사상과정을 더 용이하게 진행시켰기 때문으로 해석하였다. Waltz, Holyoak 및 Halford (1996)은 방해자극이 유추 문제해결에 부가될 경우 유추 수행이 빈약해짐을 발견하였다. 이들은 방해자극 때문에 작업기억의 중앙집행기가 구조사상에 바탕을 둔 추리를 생성할 때 지장을 받았을 것으로 그 결과를 해석하였다. 비록 연구 방법은 다르지만, Keane (1991), Watltz 등 (1996), 조아정 (1996), 그리고 김지영 (1996)의 연구는 유추 정보처리단계에 가하는 작업기억의 제약의 중요성을 시사한다는 점에서 일치한다.

앞서 그 중요성이 드러난 구조 계통성, 유사성 및 목적의 세 제약과 함께 작업기억 용량의 제약이 유추 정보처리의 여러 단계들의 수행을 다르게함은 분명하다. 그러나 현재의 연구만으로 바탕 유사물의 인출, 바탕 유사물과 표적 유사물의 사상, 적합, 평가 및 학습 단계들 중 작업기억의 용량 제약이 구체적으로 어떤 처리 단계에 영향을 주는지 분명하지 않다. Wharton과 Lange (1995)는 추상적인 도식 지식이 활성화되면 바탕 유사물과 표적 유사물간에 분명한 사상 (explicit mapping)이 없어도 유추전이가 관찰된다는 증거를 얻었다. 이 결과는 작업기억 용량의 제약을 받는 사상단계를 건너 뛸 수 있을 가능성을 시사한다. 이 절에서 개관한 실험들로 미루어 작업기억의 제약은 사상단계에 더 영향을 미치는 것으로 보인다.

6. 최근 결과들과 그 시사점

유추 정보처리단계에 관한 연구들은 (1) 바탕 유사물과 표적 유사물을 비교하기 전, 바탕 유사물의 대상을 약호화하는 방식이 유추전이의 효과를 좌우하며, (2) 여러 바탕 유사물 중 하나를 인출할 때 억제기제가 작용하며, (3) 유추물의 사상이 중요하기는 하지만 이와 독립적인 적합과정이 성공적인 유추를 결정하고, 사상단계가 요구하는 계산 부담을 줄이기 위해 여러 유형의 제약이 필요하고, (4) 유추에 의해 문제를 해결할 경우 새로운 추상 도식이 형성될 가능성이 있으나, 문제에 따라서 또 이를 측정하는 방식에 따라서 도식이 형성되지 않을 수 있으며, (5) 작업기억의 용량이 유추의 정보처리 단계에 제약을 가하고 있음을 밝혔다.

바탕 유사물의 대상을 약호화하는 방식에 따라 유추전이가 크게 또는 작게 관찰된다는 사실은 구조계통성의 제약을 강조하는 입장을 수정해야 함을 시사한다. 그 까닭은 바탕유사물과 표적 유사물의 사상이 고차적인 관계에 의해 지시된다는 입장에서는 관계보다 낮은 수준인 대상 또는 개념이 비대칭적 유추전이를 초래할 수 없기 때문이다. 바탕 유사물 정보를 인출할 때 억제기제가 작용한다는 사실 역시 바탕 유사물과 표적 유사물의 표면 또는 구조 유사성이 그 핵심 인출기제임을 가정하는 입장을 수정해야 할 필요를 시사한다.

적합과정이 사상과정과 비슷하게 또는 그 이상으로 중요하다는 사실은 바탕 유사물과 표적 유사물 성분들간의 일대일 대응을 강조하는 구조계통성 제약과 어울리지 않는다. 그 까닭은 적합과정이 새로운 대상 또는 행위를 고려하게 하는데 (Keane, 1996) 이 경우에 사상되지 않는 대상 또는 술어가 표상된다. 다시 말하면, 사상과정 이후 작용하는 적합과정이 사상과정에서 고려하지 않은 새로운 대상 또는 술어를 요구할 경우 이미 구조계통성 원리에 따라 형성된 고차 관계구조를 다시 바꾸어야 하는 문제에 봉착하게 된다.

유추 문제해결이 추상적 도식을 형성하는지 그 여부를 둘러 싼 쟁점은 구체적 표면 표상의 유사성과 추상적 구조관계 표상의 유사성 문제로만 돌릴 수 없다. Reed (1989)는 문제들을 묶을 수 있는 상위개념이 없을 경우 추상적 도식이 형성되기 힘들다고 주장한다. Turner (1988)도 유추를 범주화 (categorization) 문제로 본다. 즉 한 사람이 갖고 있는 개념구조에는 없는 어떤 연결을 만들어 내거나 포착하는 것이 바로 유추이다. 영역이 다른 문제들을 묶는 상위 개념구조를 찾지 못할 경우, 당연히 추상적 도식구조가 형성되기 힘들 것이다. 요새 문제와 종양 문제는 힘들을 나눈 다음 수렴하도록 한다는 상위 개념으로 묶을 수 있으나 Reed (1989)가 사용한 대수 문제, Donnelly와 McDaniel (1993)이 사용한 새 과학 개념의 경우 그러한 상위 개념구조를 찾기 힘들었을 수 있다. 요컨대, 피험자가 해결해야 할 문제에 따라서 추상적 도식이 형성되거나 형성되지 않을 수 있음을 시사한다. 개인의 작업기억 용량에 따라 유추 문제해결이 달라진다는 사실은 앞으로 살펴 보게 될 계산론 모형들 중 어느 모형이 심리적으로 타당한지를 가리는 한 중요한 기준이 된다. Keane 등 (1994)의 유추증대모형이 바로 작업기억 제약을 고려한 계산론 모형이며, Forbus 등 (1995)의 모형에서는 이러한 제약을 구현하고 있지 않다. Holyoak과 Thagard (1989, 1995)의 모형은 관계있는 개념 마디들간에 확산된 활성화 기제를 가정한다. 이 기제는 앞서 언급한 바와 같이 작업기억의 제약에 대항할 수 있는 유추전이 기제로 보인다. 계산론적으로 타당하고, 심리적으로 그럴듯한 모형이 되려면, 특히 사람의 유추 문제해결을 모사하려면, 작업기억 용량의 제약이 어떤 식으로든 구체화되어야 할 것이다.

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출처 : 이영애. (1997). 유비사고. 인지과학 8, pp.19-36

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