Bilişsel bilim genellikle akıl ya da zihin üzerine yapılan bilimsel çalışmalar bütünü olarak tanımlanır. Bilişsel bilimlerin temel özelliği disiplinler arası bir bilim olmasıdır. Psikoloji, biyoloji, nöroloji, felsefe, dilbilim, antropoloji ve bilgisayar bilimleri bilişsel bilim konusunda uygulamaları ve araştırmaları olan temel bilim dallarıdır. Bilişsel bilimlerin temel soruları, “Bilinç nedir?” ve “Bilinci modellemenin bir yolu var mıdır?” olarak belirlenebilir?
Bilişsel bilimlerin kökü Eflatun, Aristo gibi ünlü felsefecilere kadar uzanır. 19. yy’ a kadar bilinç felsefedeki yerini korumuştur. 19. yy’ da felsefede ortaya çıkan davranışçılık akımıyla birlikte bilinçle ilgili araştırmalar arka planda kalmıştır. Ancak 1950’li yıllarda bilince bakış açısı da değişmiş, çeşitli bilim adamları karmaşık problemlerin modellenmesinde ve çeşitli sayısal işlemlerde bilince dayalı teoriler geliştirmişlerdir. Bu yıllar yapay zekâ dalının da ortaya çıktığı yıllardır. Aynı zamanda dilbilimde de davranışçı yaklaşımın yerini akla(bilince) dayalı teoriler almıştır. John McCarthy, Marvin Minsky, Allen Newell, Herbert Simon ve Noam Chomsky bilişsel bilimin kurucuları olarak sayılabilir.
Bilişsel bilim konusunda yapılan pek çok araştırmada bilincin bilgisayar biliminde yer alan veri yapıları gibi temsilleri olduğu, ayrıca bilinçle ilgili işlemlerin bilgisayar biliminde yer alan algoritmalara benzediği kabul edilmektedir. Bu konuda çalışmaları olan teoristler bilincin mantıksal önermeler, kurallar, kavramlar, benzerlikler gibi mantıksal temsiller içerdiğini, ayrıca bilincin tümdengelim, arama, eşleme, erişim gibi zihinsel yöntemler kullandığını öne sürmüşlerdir.
Bilişsel bilim yapısı gereği farklı disiplinlerden birçok bakış açısını ve yaklaşımı bir araya getirir. Bilişsel bilimlerde diğer fiziksel bilimlerde olduğu gibi bilimsel yöntemler kullanılır, bunun yanında simülasyon ve modelleme teknikleri de bu bilim dalında sıkça kullanılır. Bilişsel psikoloji ile ilgilenen araştırmacılar konunun teorik kısmıyla ilgilenmekle beraber, daha çok insanların katılımıyla yapılan psikolojik deneyler üzerinde çalışmaktadırlar. Bu çalışmalar sayesinde değişik düşünme biçimleri araştırılabilmektedir. Tümdengelimli değerlendirmeler yapılması, kavramların oluşturulması, zihinsel betimlemelerin yapılması gibi konularla ilgili psikologların yaptığı deneylerin tamamlanması için araştırmacılar modelleme yöntemleri geliştirmişlerdir. Bu modelleme yöntemlerinin tasarımı, inşası ve denemeleri yapay zekâ konusunun ana yöntemini oluşturur. Dilbilimciler daha çok insan dillerinin ana yapısını bulmakla uğraşmaktadırlar. Nöroloji uzmanları ise beyinle ilgili kontrollü deneyler yaparak, nöron gruplarının davranışları konusunda modeller oluştururlar. Antropoloji uzmanları insan düşünce yapısının kültürden kültüre nasıl değiştiğini araştırırlar. Felsefeciler ise modelleme ya da deney yapmazlar ama bu konuların temellerini oluşturan sorularla ilgilenirler.
Aklın çalışma biçimlerini açıklayan gösterim ve hesaplamalarla ilgili günümüzün teorilerini şöyle sıralayabiliriz:
- Genel Mantık: Genel mantık; gösterimlerin ve hesaplamaların doğasına bakmak için bazı güçlü yöntemler sağlar. Temel sorusu:
- Neden insanların belli tip akılcı davranışları vardır?Açıklayıcı kalıplar:
- İnsanların durumları ifade etmek için sözlü ya da görsel temsilleri vardır.
- İnsanların bu temsiller üzerinde çalışan erişim, eşleşme ve uyum sağlama süreçleri vardır.
- Bu süreçler davranışları oluşturur.
- İmgeler: İnsanın düşünce yapısında imgelerin önemli bir yeri vardır. İmgeler planlama yapma ve açıklama oluşturma gibi konularda kullanılabilir. Temel sorusu:
- Neden insanların belli tip akılcı davranışları vardır?Açıklayıcı kalıplar:
- İnsanların durumlara ait görsel imgeleri vardır.
- İnsanların bu imgeler üzerinde tarama gibi işlemleri vardır.
- Bu imgeleri oluşturma ve değiştirme işlemleri akıllı davranışı ortaya çıkarır.
- Sinir Ağları: Sinir ağları karar verme, seçme, anlama gibi psikolojik işlemleri anlamak için önemlidir. Temel sorusu:
- Neden insanların belli tip akılcı davranışları vardır?Açıklayıcı kalıplar:
- İnsanların basit işlevsel bölümleri içeren temsilleri vardır.
- İnsanların bölümler arasında aktivasyon dağıtan ya da bağlantıları değiştiren işlemleri vardır.
- Bölümlere aktivasyon dağıtma davranışı oluşturur.
Bilişsel bilimlerde temel alınan yaklaşım, bilincin temsil ve hesaplama yöntemleriyle çalıştığıdır ve bu yaklaşım belki de yanlıştır. Bilişsel bilimlerde bugünkü yaklaşımlar sayesinde insanın nasıl problem çözdüğü, öğrendiği, iletişim kurduğu gibi sorunlara cevaplar verilebilmektedir. Ancak bazı konular (insan davranışında duygular, bilinçli olma, çevresel etkiler gibi etkilerin yeri) bugünkü yaklaşımlarla cevaplanamamaktadır. Araştırmacılar tüm bu konular ancak bugünün yaklaşımları üzerine çalışarak ve bu yaklaşımları geliştirerek çözüme kavuşabileceğini düşünmektedir.