Теория связи и теория информсщ j

Теория информации, на которую мы будем часто ссылаться в этой книге, значительно повлияла на многие области когнитивной теории и непосред­ственно определила наши представления о процессе идентификации слов. Основной вклад в развитие теории информации принадлежит Клоду Шен­нону, который в результате изучения криптоаналитической техники в пе­риод Второй мировой войны разработал математическую модель универ­сальной системы коммуникаций, способную репрезентировать любые виды коммуникаций. Чтение и опознавание букв — это виды коммуникаций. Эту систему можно проиллюстрировать на примере телекоммуникаций, но другие формы коммуникаций (например, разговор двух людей) также можно описать с помощью этой модели.

При электрической или электронной передаче сообщений все, кроме "сигнала"— т.е. самого сообщения, — именуется "шумом". Следователь­но, шум есть любая помеха, возникшая при передаче сообщения. Чем

Обнаружение сенсорных сигна.

больше интенсивность сигнала, тем больше вероятность, что оно будет недвусмысленно воспринято. В 80-х годах многие любители музыки запла­тили кучу денег за то, чтобы их Hi-Fi⁵ техника имела возможно лучшее отношение сигнал/шум.

Другой важный вопрос развития когнитивной психологии касается количества и вида информации, которую человек может обработать. К этой теме мы сейчас и обратимся.

Объем восприятия

Как много мы можем воспринять при кратковременной экспозиции стиму­ла? Это давний вопрос имеет отношение к явлению, которое называется объемом восприятия и характеризует начальную стадию обработки ин­формации. Известно, что мир наполнен стимулами, огромное количество которых находится в диапазоне сенсорного обнаружения. Какая же часть этих ощущений доступна для дальнейшей обработки?

При попытке определить объем восприятия человека произошло боль­шое недоразумение, вызванное неумением различить две гипотетические структуры — доперцептивное хранилище информации и кратковремен- . ную память. Ниже приводится часто цитируемое высказывание Вильяма Гамильтона об этой проблеме, в котором он не делает различия между двумя системами хранения:

"Сколько различных объектов можно одновременно представить себе мысленно — пусть не особенно отчетливо, но все же без полной путаницы? Я заметил, что разные философы ставят этот вопрос и отвечают на него по-разному, причем явно не зная друг друга. По мнению Чарльза Бонне, в сознании может содержаться четкое представление о шести объектах одновременно; Абрахам Такер ограничивает это число до четырех, а Дестут-Трейси снова увеличивает его до шести. Мнение первого и последнего из этих философов кажется мне правильным. Вы легко можете сами проделать этот эксперимент, но при этом вы не должны объединять объекты в классы. Если вы бросите на пол горсть гравия, вам будет трудно увидеть одновременно более шести или максимум — семи камешков без их смешивания. Но если вы сгруппируете их по два, три или пять, вы сможете охватить столько же групп, сколько и отдельных единиц, поскольку в, сознании группа рассматривается как одна единица."

Если у нас есть время сосчитать камни, мы почти всегда получим вер­ный результат, но, как полагает Гамильтон, при кратковременных экспо­зициях способность к быстрым решениям основывается на сенсорном хра­нении. Это представление согласуется со здравым смыслом. Закрыв.глаза, мы продолжаем "видеть" мир; когда кончается музыкальная пьеса, мы все еще "слышим" ее; убирая руку с рельефной поверхности, мы все еще продолжаем ее "чувствовать". Однако, все эти сенсорные следы быстро угасают и большей частью скоро забываются. Каковы границы этих пере­ходных впечатлений? Как долго они длятся? Как много можно воспринять за короткое время и насколько оно коротко?

Сокращенное high-fidelity — высокодостоверный.!— Прим.ред. обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов 4

Оценить объем быстротечных зрительных впечатлений помогли два важных технических достижения. Во-первых, это новые разработки в хро-нографии с использованием таймеров, которые позволяли очень точно измерять временные интервалы при проведении наблюдений. Во-вторых, это появление нового прибора, названного "тахистоскоп"; с ним связано большое методологическое достижение в деле разделения этапов сенсор­ной и кратковременной памяти в процессе обработки информации. Тахис­тоскоп — это прибор, который может предъявлять стимулы в течение точно устанавливаемого периода времени. Первые тахистоскопы представ­ляли собой простые механизмы, состоявшие из окна и движущейся за ним рамки. В современных моделях стимулы предъявляются при помощи зер­кал и подсветок. А наиболее сложные из них управляются компьютером и предъявляют стимулы на экране электронно-лучевой трубки — почти та­кой же, как в телевизоре.

В первых экспериментах по определению объема восприятия исполь­зовались зрительные стимулы не только потому, что зрение —очень важ­ный вид чувствительности, но и потому, что зрительные стимулы несколь­ко легче контролировать в эксперименте, по сравнению с другими видами стимулов (например, осязательными или вкусовыми). Изучение зрения имело и практический смысл, поскольку оно было связано с быстро разви­вающимися исследованиями чтения. (Во многих ранних исследованиях объема восприятия измерялось количество информации, которое можно воспринять за короткий период.) Джаваль (1878) заметил, что при чтении происходит вовсе не плавное сканирование строк текста, а перепрыгива­ние с одной точки фиксации на другую. "Чтение", или сбор текстового материала происходит в точках фиксации, а не во время скачков, или саккадических движений (Cattell, 1886; Erdmann and Dodge, 1898). В этих первых работах было показано, что наибольшее количество информа­ции, которое можно собрать при единичном предъявлении, составляет 4-5 букв, не связанных между собой.

При дальнейшем обсуждении иконической памяти важно иметь ввиду, что в этих ранних исследованиях чтения выводы основывались на том, как испытуемые излагали видимое. Такой способ отчета исключал рассмотре­ние возможности того, что восприятие сохраняет по инерции более, чем 4-5 букв, но в сознании испытуемого удерживаются, т.е. воспроизводят­ся из воспринятого, только 4 или 5 из них. То, что емкость больше воспро­изведенного, можно объяснить наличием как минимум двух этапов, уча­ствующих в отчете испытуемого: (1)объем восприятия и (2)воспроизведе-ние немедленных впечатлений. Однако, на протяжении 60 лет считалось непреложным фактом, что объем восприятия при чтении составляет 4, 5 букв, пока не был проведен ряд критических экспериментов, доказавших ошибочность такой позиции.

Эти решающие эксперименты двояко повлияли на когнитивную психо­логию. Во-первых, значительно изменилось представление о величине объе­ма восприятия; и во-вторых, обработка информации стала рассматривать­ся как состоящая из последовательных этапов, каждый из которых проте­кает по своим законам. Последнее должно было подкрепить метафору "ящи­ков в голове" как способа репрезентации гипотетических когнитивных структур. Мы встретимся с этой метафорой в последующих главах. А теперь рассмотрим, что известно в настоящее время о зрительных стиму­лах, предъявляемых на короткое время.

Обнаружение сенсорных сигнале

Иконическое хранение

Сохранность зрительных впечатлений и их кратковременную доступность для дальнейшей обработки Найссер (Neisser, 1967) назвал иконической памятью. Возникает вопрос, правильно ли применять к этому сенсорному явлению термин "память"? Для большинства когнитивных психологов "память" означает кодирование и хранение информации с участием высших когнитивных процессов. Верно, что иконическая память включает определенную форму хранения, но некоторые результаты показывают что она не зависит от процессов высшего уровня, таких как внимание (Подробнее см. в Schneider and Shiffrin, 1977; и Shiffrin and Schneider,

Многие исследователи обнаруживали, что входная информация точно представлена в иконической памяти, но она быстро исчезает, если не пе­редается для дальнейшей обработки. Возникает вопрос, не теряет ли ис­пытуемый некоторое количество информации в то время, когда он дает вербальный отчет,— т.е. когда он "считывает" зрительную информацию с быстро угасающего сенсорного следа? Если бы это имело место то это означало бы, что количество информации, которое, как полагали, содер­жится в перцептивном объеме, в действительности есть то количество которое можно успеть пересказать, прежде чем оно угаснет,— другими словами, совместной функцией иконического угасания и времени, требуе­мого для пересказа зрительной информации.

Сперлинг (Sperling, 1960) предположил, что применявшаяся раннее методика, в которой испытуемых просили сказать обо всех элементах, которые они могут запомнить, в действительности была тестом на то, что' испытуемые помнят из виденного, а это может отличаться от того, что они первоначально восприняли. Икона — зрительный отпечаток - может со­держать больше, чем мы можем запомнить. Чтобы решить эту проблему Сперлинг разработал методику "частичного отчета" (Рис.2.8), в которой испытуемому в течение 50мсек предъявлялся такого рода набор букв:

R G С

L X N S В J

Если испытуемые пытаются воспроизвести "как можно больше" из предъяв­ленных девяти букв, есть все шансы, что они вспомнят 4 или 5. Сперлинг однако, немедленно после предъявления каждого⁶ ряда букв подавал один из трех звуков — высокого, среднего или низкого тона. (Так, в нашем примере ряд "RGC" мог бы обозначаться высоким тоном, ряд "LXN" — средним и т.д.) Эти звуки служили испытуемому указанием на то, какой ряд букв следует вспомнить — первый, второй или третий соответствен­но. Каждый ряд точно воспроизводился испытуемыми практически в 100% елучаев. Поскольку испытуемый не знал заранее, какой из трех рядов ему укажут для припоминания, можно заключить, что все 9 букв были доступ­ны для воспроизведения; следовательно, сенсорное хранилище должно

⁶Так в оригинале, но это неточно. Звуковая инструкция на воспроизведение следовала после предъявления всего набора букв.—Прим.ред.

'бнаружение и интерпретация сенсорных сигналов

Рис. 2.8.

ДИКИ ПОЛНОГО С

чего (вверху) и ^

СТИЧНОГО ОТЧ&

(внизу), примет шиеся в экспес ментах с hkof-ческой помятые

удерживать как минимум 9 элементов. Другая особенность эксперимен­тов Сперлинга состояла в том, что он изменял время между предъявлени­ем букв и подачей звука; этим создавалась возможность измерять дли­тельность иконического хранения: при задержке звука более одной секун­ды, количество воспроизводимых букв падало до уровня, характерного для экспериментов по методике полного отчета (Рис.2.9).

	^•йшИ айв i m $*''Ш
	%-éà
	ш
—	Щ
-	$й f l-,-l ш >' *ixf*
	?*# -4* Л'*>!.

Рис. 2.9.Зави мость воспроиз дения от време задержки спухоЕ инструкции. Сг( бик слева пока, воет время пре явления букв; ст бик справа по зываетуровень посредствен^ памяти на этот > териал. Адапти^ вано из: Sperl (1960).

Обнаружение сенсорных сиена.

Влияние задержки инструкции на воспроиз­ведение

Чтобы оценить характер затухания информации в этом очень кратковре­менном хранилище, были проведены исследования, в которых варьировал­ся интервал между предъявлением букв и подачей инструкции (звукового тона или метки в виде небольшого прямоугольника⁷). Судя по влиянию этой процедуры на воспроизведение, была определена длительность ико-нического хранения, равная примерно 250мсек (1/4сек).⁸

Есть данные о том, что раздельно предъявляемые бессмысленные пат­терны могут объединяться в иконической памяти, образуя значимый пат­терн. В эксперименте Эриксена и Коллинза (Eriksen and Collins, 1967) испытуемым предъявляли две группы точек (Рис.2.10А и 2.10В), которые, если их наложить друг на друга (Рисунок 2.ЮС), дают изображение трех букв: V О Н. Интервал между предъявлением первого и второго паттерна варьировался от 0 до бООмсек. Успешная идентификация трех букв указы­вает на длительность иконической памяти. Точность идентификации по­степенно уменьшается со временем и резко падает после ЮОмсек. В об­щем это соответствует результатам, полученным Сперлингом.

Рис. 2.10.Точечные паттерны, использованные при определении длитель­ности хранения в иконической памяти. Паттерны А и В вместе дают паттерн С, в котором можно узнать буквы V О Н. Взято из Eriksen and Collins (1967).

А В r

По-видимому, иконическое хранилище может кратковременно удерживать зрительную информацию в ее исходном виде и с большой детальностью. Некоторые ученые полагают, что ее объем практически неограничен (в пределах возможностей сетчатки глаза). Иконическое хранение является довольно примитивным видом памяти, в котором информация не преобра­зуется и не связывается с другой информацией.

На основании экспериментов с сенсорным хранением (Sperling, 1960, 1963, 1967, 1970) объем иконической памяти можно оценить как минимум в 9 букв. Возможность определения максимального ее объема ограничива­ется двумя факторами. Первый касается роли инструкции в иконическом воспроизведении. Можно расширить зрительный ряд, используемый в эк­спериментах Сперлинга, до набора 4x4 (как пытался сам Сперлинг) или

⁷Инструкция на воспроизведение может быть не только звуковой, но и зри­тельной: после экспозиции матрицы на месте одной из ее ячеек на короткое время показывают условное изображение; испытуемый должен воспроизвести тот элемент, который находился на указанном инструкцией месте.— Прим. ред. ⁸Это время примерно совпадает с вышеупомянутой длительностью фиксации при чтении, и некоторые посчитали, что при чтении человек наскоро записы­вает зрительную информацию — слова и буквы — и только после этого переходит к следующей части изображения.

''Наружение и интерпретация сенсорных сигналов

Современные дебаты: иконы и иконоборцы⁹

Кончина иконы

Ральф Норман Хэйбер

Икона, родившаяся в лаборатории немно­гим более 20 лет назад, обладала крепким здоровьем, она получила почти всеобщее признание как необходимый элемент вся­кой теории зрительного восприятия, пре­тендующей на полноту.

Я попытаюсь показать, что это призна­ние было ошибочно, и что иконе как тео­ретическому понятию вовсе нет места на ранней стадии репрезентации зрительной информации. Опираясь на блестящие и важные работы по инерции зрения, нам внушили мысль, что такая инерция могла бы пригодиться в качестве механизма хранения информации. Внимательный анализ той информации, которая со­храняется как часть нашей обычной перцептивной деятельности, показывает, что похожие механизмы, подобные инер­ционным, никак не связаны с нормаль­ным восприятием и даже противостоят ему. Я не отрицаю, что инерция может иметь место. Кратковременные вспышки вызы­вают зрительное последействие. Но нор­мальное восприятие не состоит из таких дискретных вспышек — одиночных или в каком-либо сочетании. Инерция и, следо­вательно, иконы здесь ни причем. Этот ар­гумент остается независимым от какого угодно конкретного взгляда на восприя­тие или от его теории. Он также не свя­зан с конечным результатом исследования локализации иконы или ее отношением к инерции зрения.*

Икона продолжает жить

Джеффри Р.Лофтус

Центральный аргумент Хэйбера состоит в том, что икона бесполезна для нор­мального восприятия и, следовательно, не может быть объектом научного исследо­вания. У меня есть на это три возраже-

ния. Во-первых, Хэйбер сосредоточил свои возражения на инерционности ико­ны, но он проигнорировал роль иконы как буфера хранения информации, обладаю­щего большой емкостью. Во-вторых, Хэй­бер в основном стоит на позиции "эко­логической валидности", которая, как я считаю, является внутренне слабой по­зицией. В-третьих, вопреки утверждению Хэйбера, что инерция несущественна для нормального восприятия, есть масса каж­додневных ситуаций, значительно более рядовых, чем грозовая буря, в которых инерция играет важную роль.

Две характеристики иконы.Ико­на—и как теоретическое понятие, и как предполагаемая физическая сущность— имеет две главных характеристики. Она рассматривается прежде всего как отпе­чаток, остающийся после прекращения действия стимула, и, во-вторых, как об­ладающая очень большой информационной емкостью. Признавая обе эти характери­стики, Хэйбер сосредотачивает свои воз­ражения только вокруг первой.

Для выполнения своей повседневной деятельности людям нужно приобретать определенную информацию обо всем ок­ружении и игнорировать остальную, воз­действующую на органы чувств. Логичный способ удовлетворить эти требования — иметь буфер с большой емкостью для хра­нения "сырой", необработанной ин­формации, сопряженный с селективным фильтром, способным извлекать из этого буфера существенную информацию. Дей­ствительно, трудно вообразить, как могло бы быть иначе, а Хэйбер, конечно, не при­водит никаких альтернатив. Во всяком случае, икона совместно с механизмом се­лективного внимания предназначена имен­но для этого.

*Взято из: The Behavioral and Brain Sciences (1983) 1.

⁹B данном контексте имеются в виду как те, кто борется против икон, так и те, кто борется за них. (Прим, ред.)

Обнаружение сенсорных сигнал

5x5 букв и применить в качестве инструкции на воспроизведение один из четырех или пяти тонов. Однако, при таком объемном изображении усло­вия инструкции становятся более сложными, чем в "трехтоновом" экспе­рименте, и, вероятно, испытуемый должен будет пройти через более слож­ные когнитивные этапы. Один из таких этапов включает интерпретацию инструкции, а затем — сканирование быстро угасающей иконы в поисках соответствующего элемента. Более сложные инструкции требуют больше времени на декодирование, а за это время иконическое изображение мо­жет угаснуть; в результате искажается представление о максимальном объеме хранения. Второй фактор, ограничивающий возможность оценки максимального иконического объема,—это то, что воспроизведение одно­го элемента может отрицательно влиять на воспроизведение последую­щих элементов. Тульвинг и Арбакл (Tulving and Arbuckle, 1963) назвали это интерференцией на выходе, хотя сходные явления уже давно были известны под другими названиями.

Теперь можно сделать несколько предварительных выводов о природе иконической памяти. Она является скоротечной и длится всего несколько сот миллисекунд; она точна (некоторые утверждают, что она обладает фотографической четкостью); она обладает способностью к "суммирова­нию" информации; она, видимо, не поддается контролю со стороны субъекта; ее емкость составляет как минимум девять элементов, и весьма вероятно, что гораздо больше.¹⁰

Иконы и иконоборцы

Немногие теории в когнитивной психологии пользовались такой быстро пришедшей и долговременной популярностью, как иконическое "откры­тие" Сперлинга, сделанное в 1960 году. Однако, некоторые когнитивные психологи подвергли сомнению экологическую важность этого понятия. Хэйбер (Haber, 1983, 1985а, 1985Ь) утверждает, что "понятие иконы как кратковременного хранилища информации, сохраняющейся после прекра­щения действия стимула, едва ли полезно для обычных задач по обработ­ке зрительной информации, за исключением чтения при грозовой буре". Этот аргумент против иконической памяти основывается на том, что в человеческом восприятии обычно нет кратковременных фиксаций и что наша голова и глаза редко пребывают в неподвижности. Хэйбер не отри­цает существования внушительных данных, относящихся к тому, что он называет "зрительной инерцией", но уверяет, что нормальное зрение не состоит из дискретных вспышек.

Сторонники икон (см. Coltheart, 1983) утверждают, что существова­ние икон невозможно отрицать и что они (иконы) создаются в течение первых десятков миллисекунд фиксации, после чего воспринимается уже не стимул, а икона.

^|0Параметры иконической памяти и интерпретация результатов ее изучения остается живой темой в современной когнитивной психологии. Обсуждение ее можно найти в Holding (1975а, 1975Ь) и у Coltheart (1975). По поводу возможных ретинальных характеристик иконической памяти см. Sakitt (1976) и Sakitt and Long (1979).

Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов 'О

Эхоическое хранен

Если мы можем "видеть" после того, как прекратилась внешняя физичес­кая стимуляция, то не можем ли мы "слышать" после прекращения звука? Видимо, можем. Найссер (Neisser, 1967) назвал сенсорную слуховую па­мять "эхоической памятью".¹¹ Эхоическое хранение похоже на иконичес­кое в том смысле, что необработанная сенсорная информация сохраняет­ся в ней с высокой верностью (с тем, чтобы можно было выделить суще­ственные черты и подвергнуть их дальнейшему анализу) в течение очень короткого времени. Подобно иконе, дающей нам дополнительное время, чтобы разглядеть быстро исчезающие стимулы, эхоическая память дает нам дополнительное время, чтобы расслышать слуховое сообщение. Если мы рассмотрим сложный процесс понимания обычной речи, нам станет очевидна роль эхоической памяти. Звуковые колебания, составляющие речь, распространяются с течением времени. Информация, содержащаяся в каждой частичке речи, музыки, или другого звука, не имеет смысла, если не находится в контексте других звуков. Эхоическое хранение, со­храняя на короткое время слуховую информацию, обеспечивает нас не­посредственными контекстуальными признаками, необходимыми для по­нимания слуховой информации.

Хотя полное описание кратковременной памяти (КП) будет приведено в другой главе, важно провести различение между ним и эхоическим хра­нением. Время хранения в эхоической памяти очень мало (от 250мсек до 4 сек), а в КП оно значительно больше и составляет 10-ЗОсек. Слуховая информация точно хранится в обеих системах, но в КП, видимо, менее достоверно. Оба вида памяти имеют ограниченный объем, но обеспечива­ют нас необходимыми для понимания контекстуальными признаками. Не­сколько замечательных экспериментов продемонстрировали характерис­тики эхоической памяти. Вслед за лидерами Сперлингом (Sperling, 1960) и Авербахом и Корайлем (Averbach and Coriell, 1961), экспериментаторы разработали приемы, в которых специальные сигналы позволяли испытуе­мому сообщать только о некоторой части сложного звукового стимула. Как и при изучении зрения, эти приемы позволили выяснить емкость и длительность хранения.

С помощью стерео- и квадрофонического оборудования генерировалась матрица сигналов, аналогичных сигналам в зрительных экспериментах Сперлинга и др. Одними из первых свойства эхоической памяти продемон­стрировали Морей, Бейтс и Барнетт (Могеу, Çates and Barnett, 1965) в статье "Эксперименты с четырехухим человеком". Испытуемого (всего лишь с двумя ушами) помещали среди четырех громкоговорителей или надева­ли на него квадрофонические наушники (Рис.2.11); эти устройства позво­ляли предъявлять четыре сообщения одновременно — совсем как это бывает на вечеринке или если сесть в центре струнного квартета, исполняющего Бетховена. Во всех этих случаях человек может прислушиваться либо к одному голосу (или сигналу), либо к другому. В эксперименте Морея со-

"Этот термин закрепился, несмотря на то, что на самом деле Найссер мог относить к нему и другие системы. Некоторые исследователи (напр., Baddele-у, 1976; Massaro, 1972) употребляют термин "перцептивная слуховая память" как слуховой эквивалент иконической памяти, а термин "кратковременная слуховая память" — для последующих этапов обработки слуховой информа­ции.

Обнаружение сенсорных сиен

»ие. 2.11.Со-

:тав эксперимен--Q с "четырехухим <еловеком".

общение состояло из букв алфавита — от одной до четырех,— предъявля­емых одновременно по одному, двум, трем или всем четырем каналам. Как и в экспериментах со зрением, испытуемого просили повторить как можно больше букв; в некоторых экспериментах с частичным отчетом могли за­гораться четыре лампы, соответствующие расположению источника звука и указывающие испытуемому на те каналы, сигналы из которых он дол­жен воспроизвести. Лампы зажигались через одну секунду после предъяв­ления букв. Результаты воспроизведения с частичным отчетом были выше результатов с полным отчетом, что указывало на верность представления о кратковременном хранении слуховой информации в эхоической памяти. Еще более близкую аналогию методике Сперлинга с частичным отче­том имеет эксперимент Дарвина, Турвея и Краудера (Darwin, Turvey and Crowder, 1972). Через стереонаушники испытуемым предъявлялась мат­рица слуховой информации (сходная с вышеописанной визуальной матри­цей), состоящая из трех наборов по 3 знака, причем в наборах были сме­шаны цифры и буквы. Испытуемый слышал три коротких списка по три элемента, примерно так:

Левое ухо	Оба уха	Правое ухо
В		F
		R
L	и

Общее время предъявления составляло 1сек. Так, в приведенном примере испытуемый услышал бы одновременно "В" и "8" в левом ухе и "F" и "8" в правом ухе. Субъективно это ощущалось так, будто сообщения справа и слева локализованы в их источниках, а сообщение "посередине" (получа­емое одновременным испусканием звука из обоих источников) казалось исходящим из головы. Эта методика, сходная с предъявлением зрительной матрицы Сперлингом, на самом деле как бы создавала "трехухого челове-

таружение и интерпретация сенсорных сигналов

ка". Воспроизведение измерялось посредством как полного, так и частич­ного отчета. Зрительная инструкция в виде прямоугольного столбика про­ецировалась на левую, среднюю и правую часть экрана перед испытуемы­ми. Как и в опытах со зрением, переменная задержка инструкции позволя­ла проследить затухание памяти. Дарвин и др. задерживали зрительную инструкцию на О, 1, 2 и 4сек; количество соответствующего воспроизве­денного материала отражено на Рис.2.12. Очевидно, что эхоическое хра­нение длится около 4сек, но наиболее полно информация сохраняется в течение первой секунды после слуховой стимуляции.

Мы рассмотрели две сенсорные модальности, через которые обнару­живается информация: зрение и слух. К сожалению, по вкусу, осязанию и обонянию собрано недостаточно данных, чтобы можно было уверенно ска­зать, существует ли раннее перцептивное хранилище памяти у этих орга­нов чувств, соответствующее иконическому и эхоическому хранению в зрении и слухе. Согласно некоторым данным, тактильная чувствитель­ность имеет механизм, аналогичный раннему сенсорному хранению (Bliss, et al., 1966).

Функции сенсорных хранили

Плодотворная работа в области зрения и слуха дала когнитивной психоло­гии важные понятия, помогающие объяснить последовательные этапы об­работки информации. Какая же общая задача у этих кратковременных и живых сенсорных отпечатков внешней реальности? Каково их место в когнитивной психологии в целом?

Удивительно мало внимания уделялось интегрированию теорий сен­сорной информации в более крупный план человеческих событий. Одно соображение, касающееся иконического и эхоического хранения (и, воз­можно, других аналогичных систем), состоит в том, что выделение инфор­мации из внешнего, физического мира происходит по принципу экономии. Учитывая астрономическое количество сенсорной информации, постоян­но возбуждающей нашу нервную систему, и ограниченные возможности когнитивных систем "высшего уровня" по обработке информации, только небольшая часть сенсорных признаков может быть отобрана для дальней­шей обработки.

Рис. 2.12. Зс

СИМОСТЬ ВОСПрС

ведения от зал жки слуховой струкции. Ада t ровано из (, rwin, Turvey ' Crowder, 1971

Обнаружение сенсорных сигна

Видимо, существует тонкий баланс между отбором соответствующей информации для дальнейшей обработки и отклонением несущественной информации. Временное хранение сенсорной информации, живое и точ­ное, такое как в эхоической или иконической памяти, дает нам механизм, при помощи которого можно отбирать для дальнейшей обработки только существенную информацию. Сохраняя на короткое время полный сенсор­ный отпечаток, мы получаем возможность сканировать непосредственные события, "выдергивая" наиболее рельефные стимулы и встраивая их в запутанную матрицу нашей памяти. Когда все работает исправно, то ин­формация кодируется, преобразуется и хранится в количестве не больше и не меньше, чем необходимо для нормального существования человека. С этим представлением совпадает мысль, высказанная Эдвином Борингом (Boring, 1946) более четырех десятилетий назад:

"Задача восприятия — в том, чтобы экономить мышление. Оно отбирает и определяет то, что непреходяще и, следовательно, важно для выживания и благополучия организма."

Иконическое, эхоическое и другие хранилища информации позволяют нам выделять только существенную информацию и подвергать ее дальней­шей обработке. Сами ограничения нервной системы человека препятству­ют тому, чтобы из нашего кратковременного сенсорного хранилища запи­сывалось все, включая самую малую часть, каждый бит информации.

Способность к комплексной обработке зрительных стимулов можно объяснить в терминах сенсорного хранения; способность к чтению вполне может основываться на иконическом хранении, позволяющем выявлять неоспоримые признаки зрительного поля и игнорировать те внешние сти­мулы, которые являются несущественными. Сходным образом наша спо­собность понимать речь вполне может основываться на эхоическом хране­нии, позволяющем на короткое время сохранять слуховые признаки при одновременном поступлении новых; это дает возможность переходить к абстракциям, основываясь на фонетическом контексте.

Разработка вопросов кратковременного сенсорного хранения, как и дру­гих, менее четко определенных видов хранения, может объяснить суще­ственные черты эволюции человека. Функционирование их в качестве ме­ханизмов выживания является чисто умозрительным, но вполне правдопо­добно, что они позволяют нам воспринимать "все" и при этом обращать внимание только на существенные компоненты перцептов, образуя тем самым наиболее экономичную систему. Сенсорное хранение дает нам вре­мя для извлечения важных признаков с целью их последующей обработки и организации действия.

/. Для когнитивных психологов восприятие интересно тем, что по­знание, как полагают, является следствием внешних событии; на сенсорное обнаружение влияет предшествующий опыт, и знание о сенсорном опыте говорит нам о том, как абстрагируется информа­ция на когнитивном уровне.

2. Сенсорные пороги не абсолютны, они определяются как интенсив­ностью сигнала, так и процессами принятия решений наблюдате­лем.

3. Теория обнаружения сигнала, заимствованная у техники и теории статистических решений, изменила представления психологов о сенсорных порогах и* путях их изучения. Установлены факторы, влияющие на пороги: интенсивность сигнала, содержание задачи, ожидания наблюдателя, награда или наказание в зависимости от результатов обнаружения и критерий наблюдателя.

4. Основной вопрос, затрагиваемый при изучении объема восприя­тия: как много мы можем воспринять при короткой экспозиции? Исследованиям только что возникшего зрительного ощущения спо­собствовали два технических достижения: устройства для хроног-рафии и тахистоскоп.

5. Отчет испытуемого о воспринятых стимулах состоит из двух эта­пов: (1)восприятие или актуальное сенсорное запечатление; и (2)воспроизведение или способность изложить то, что было запе­чатлено до его стирания. Методики частичного отчета имеют отно­шение к проблеме смешения сенсорной емкости со способностью к воспроизведению.

6. Иконическое хранение удерживает зрительные входные сигнала и, видимо, не зависит от факторов субъективного контроля (напри­мер, внимания). Его емкость оценивается как минимум в 9 элемен­тов, а длительность — примерно 250мсек.

7. Эхоическое хранение удерживает слуховые входные сигналы в те­чение около 4сек.

8. Иконическое и эхоическое хранение позволяют нам отбирать су­щественную информацию для дальнейшей обработки, обеспечивая тем самым одно из решений проблемы ограниченной пропускной способности, присущей системе обработки информации.

Ключевые

Слова

обнаружение и интерпретация

сенсорных сигналов

эхоическое хранение

иконическое хранение

теория обнаружения сигналов

интерференция на выходе

восприятие

критерий ответной реакции

ощущение

сигнал

шум

подпороговый

надпороговый

порог

Обнаружение сенсорных сиен.*

Рекомендуемая литература

Среди лучших книг, знакомящих со многими темами этой главы, можно

назвать:

Masaro. Experimental Psychology and Information Processing;

Klatsky. Human Memory;

Baddeley. The Psychology of Memory;

Sporehr and Lehmkuhle. Visual Information Processing.

Доклады по тем вопросам, которые обсуждались в этой главе, часто содер­жатся в свежих выпусках некоторых журналов:

Perception and Psychophysics; Cognitive Psychology; Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Perception and Memory and Cognition.

Низшая форма мышления — это простое опознание. Высшая — это глубокая интуиция человека, видящего всякую вещь как часть некоторой системы. — Платон.

Распознавание паттернов

В предыдущей главе, посвященной обнаружению сенсорных сигналов, мы убедились, насколько трудно отделить сенсорные сигналы от дру­гих феноменов и изучать начальный этап обработки их человеком, не зат­рагивая в то же время когнитивные процессы высшего уровня. В этой главе мы обратимся к распознаванию паттернов. В данном контексте слово "паттерн" означает сложное сочетание сенсорных стимулов, опоз­наваемое человеком как член некоторого класса объектов. Так, когда я смотрю на лицо моей подруги, или слушаю кантату Баха, или с аппетитом ем свинину в горшочке, я способен распознать каждый из этих перцептов как нечто, однажды уже пережитое. Какие же когнитивные механизмы нужны, чтобы описать процесс опознавания этих сложных паттернов? Вижу ли я сначала нос, глаза, губы, подбородок, уши и волосы моей подруги, а затем объединяю все эти черты вместе или я сначала вижу все ее лицо, а потом уже различаю ее нос, глаза, губы, подбородок, уши и волосы?

Рассматривая обнаружение сенсорных стимулов, мы ограничивались восприятием довольно простых объектов, обнаружение которых в основ­ном определяется их качеством и интенсивностью. Обработка такой ин­формации зависит скорее от входных данных, чем от концептуальных фак­торов. Дата-зависимая ("data-driven") обработка начинается в момент по­ступления сенсорных сигналов, тогда как концептуально-зависимая обра­ботка начинается тогда, когда у человека уже формируется некоторое понятие или ожидание того, какая информация ему встретится. Видимо, в повседневной жизни человек использует при обработке воспринятой им информации как дата-зависимые, так и концептуально-зависимые процес­сы. Распознавание паттернов определяется как информацией, воздейству­ющей на органы чувств, так и знаниями, хранящимися в памяти.

В данной главе мы проложим мост от обнаружения простых сенсорных сигналов, которое в большей степени является дата-зависимым, к воспри­ятию сложных паттернов, которое в большей степени является концепту­ально-зависимым. При этом, рассматривая процес<