Сканирование памяти и зрительная КП.

Свой основной эксперимент Стернберг поставил с целью изучить, каким образом происходит извлечение информации из КП: воспринимается ли она целиком, сканируется или считывается? Может ли вся ин­формация обследоваться одновременно - спомощью какого-то процес­са параллельного сканирования? Или же сканирование производится
последовательно, так что каждый элемент или структурная единица про­читывается одна за другой? Для выяснения этого и других вопросов Стернберг разработал следующую задачу. Каждый испытуемый участво­вал в ряде проб, и в каждой пробе ему сначала, предъявляли «стандарт­ный набор», например, от одной до пяти цифр (примером набора из четырех цифр может служить 2, 4, 7, 3). Число элементов в наборе было меньше объема КП, и испытуемого просили запомнить их. Затем ему предъявляли «контрольный стимул» — одну цифру, которая могла вхо­дить или не входить в исходный набор. Испытуемый должен был отве­тить «да», если контрольный стимул соответствовал одному из элемен­тов стандартного набора, и «нет», если он не соответствовал, ни одному из них. Так же как и в экспериментах Познера, испытуемые могли вы­полнять это задание с очень небольшим числом ошибок, поэтому изме­ряемой переменной было время реакции (ВР). В данном случае ВР оп­ределялось как промежуток времени между предъявлением контрольно­го стимула и ответом испытуемого (обычно состоявшем н нажатии накнопку, рис. 6, А).

Какого рода переработка информации происходит з этот короткий период? Задачу можно предположительно расчленить к а отдельные ком­поненты того же типа, что и в экспериментах Познера (рис. 6, Б). Мы исходим из того, что при появлении контрольного стимула в КП испы­туемого содержится стандартный набор элементов. Будем, считать, что последующая переработка состоит из трех этапов. Сначала испытуемый воспринимает и кодирует контрольный стимул — переводит его в какую-либо внутреннюю форму; затем он сравнивает этот стимул с элементами стандартного набора и, наконец, на основании этих сравнений дает от­вет. Суммарное время, затрачиваемое на все эти этапы, представляет собой ВР данного испытуемого.

Стернберга особенно интересовали изменения ВР, связанные с из­менением величины стандартного набора, т.е. числа элементов в этом наборе. Из таких изменений ВР можно кое-что заключить относительно процесса сравнения, производимого испытуемым на втором этапе выполнения задачи. Что произойдет, если увеличить стандартный набор но одну цифру? Испытуемому придется произвести больше сравнений, так как он должен сравнивать контрольный стимул с каждым элементом стандарт­ного набора. Изменение ВР при добавлении одной цифры должно быть различным в зависимости от того, каким способом испытуемый выпол­няет задание; поэтому, выяснив, как изменяется ВР, мы сможем судить о том, как он перерабатывает предъявленную информацию.

Допустим, например, что у нас имеется простая гипотеза о пара:' „тельном процессе сравнения в КП — о том, что испытуемый обладает неограниченными возможностями переработки информации и может об­следовать сразу все, что содержится в КП, затрачивая на это не больше усилий, чем было бы нужно для просмотра лишь некоторой части содер­жимого КП. Эта гипотеза позволяет нам сделать определенные предска­зания относительно изменений ВР. В частности, мы можем ожидать, что добавление одной цифры к стандартному набору не окажет на ВР ника­кого влияния. Содержит ли память 2, 3 или 1 элемента — ВР для дан­ного задания варьировать не будет, так как испытуемый затрачивает на сравнение нескольких элементов с контрольным стимулом не больше времени, чем на сравнение одного элемента.

Согласно другой возможной гипотезе, задача решается путем пос­ледовательного сканирования — испытуемый может сравнивать стимул одновременно лишь с одним из элементов стандартного набора. В этом случае каждый элемент, добавляемый к набору, будет удлинять время, необходимое для выполнения задачи. Соответственно будет увеличивать­ся ВР, причем степень этого увеличения будет зависеть от того, сколько времени требуется для сравнения еще одной цифры с контрольным сти­мулом. Следует ожидать, что при этом получится график, подобный пред­ставленному на рис. 7, Б.

Рассмотрим эту гипотезу последовательного сканирования более под­робно. Мы предположили, что процесс выполнения испытуемым задания состоит из трех этапов, каждый из которых занимает какую-то часть все­го затрачиваемого времени. Допустим, что испытуемый затрачивает с мил­лисекунд на то, чтобы закодировать контрольный стимул, с миллисекунд на сравнение одного элемента стандартного набора с этим стимулом и г миллисекунд на третий этап (дачу ответа). Если стандартный набор состоит только из одного элемента, испытуемый сможет выполнить задание за е^с—гмиллисекунд — это и будет его ВР. Допустим теперь, что в стандарт­ном наборе 5 элементов и ни один из них не соответствует контрольном у стимулу. Испытуемый даст в этом случае отрицательный ответ, и его ВР составит е—с-^с—с—с- с^-rмиллисекунд. В общем случае время, затрачивае­мое испытуемым на то, чтобы дать в аналогичной ситуации отрицательный ответ, будет равно е-н>:с~г, где s— число элементов в стандартном набо­ре. Если построить график зависимости ВР от s, получится прямая линия. Ее можно описать уравнением BP=(r--r)-r-(sxc). Таким образом, наклон этой линии будет равен с. Иными словами, если бы какой-нибудь испыту­емый выполнял это задание и мы построили бы. график зависимости его ВР при отрицательных ответах от величины стандартного набора, то получи­лась бы прямая линия. Наклон этой прямой теоретически будет соответ­ствовать тому времени (с), которое испытуемый затрачивает на одно срав­нение. ВР при s = 0 — это время, необходимое для того, чтобы закодиро­вать стимул (е) и дать ответ (г).

Читателю может показаться странным, что мы сосредоточили все внимание на отрицательных ответах. Это связано с тем, что отрицатель­ный ответ может быть дан лишь после того, как испытуемый сопоставит с контрольным стимулом всеэлементы стандартного набора; иначе как бы он мог выяснить, что контрольного стимула в этом наборе не было? В случае же положительных ответов картина осложняется, так как испы­туемый может прекратить сравнение, обнаружив соответствие одного из элементов стандартного набора контрольному элементу. Он не обязатель­но произведет все возможные сравнения. Это так называемая гипотеза «самопрекращения»; в ней предполагается, что испытуемый прекращает сканирование, как только он найдет элемент, соответствующий конт­рольному стимулу. Можно выдвинуть и другое предположение, называе­мое гипотезой «полного просмотра». Согласно этой гипотезе, испытуемый независимо от того, обнаружил он соответствующий элемент или нет, «просматривает» на стадии сравнения весь стандартный набор. Он не прекращает сопоставление, а доводит его до конца. Эта последняя гипо­теза интуитивно кажется необоснованной, но тем не

менее ее следует проверить.

Решающим критерием при выборе между гипотезами «самопрекра­щения» и «полного просмотра» служит угол наклона функции ВР {графи­ка зависимости ВР от величины стандартного набора) для положительных ответов. Когда испытуемый обнаруживает соответствие между конт­рольным стимулом и одним из элементов стандартного набора, в среднем это происходит после просмотра половины набора. В соответствии с гипо­тезой самопрекращения это означало бы, что в тех случаях, когда ответ положительный, испытуемый прекратит сканирование, дойдя (в среднем) до середины набора, а в случае отрицательного ответа будет доводить этот процесс до конца. Если испытуемый сам прекращает сканирование, то при положительном ответе он производит в среднем (s4-l)/2 сравнений. Его ВР при положительных ответах составит е+r+[(s+l)/2]xc. Если преобразовать эту формулу так, чтобы представить ВР как функцию s (при этом получим BP=(e+r+c/2)+[(c/2)s]), то окажется, что наклон графика для положитель­ных ответов вдвое меньше, чем для отрицательных (с/2 для положитель­ных и с — для отрицательных), В отличие от этого гипотеза полного про­смотра утверждает, что этап сравнения при положительных и отрицатель­ных ответах одинаков — в обоих случаях производятся все возможные сравнения — и поэтому такого различия в наклоне графика не должно быть (в обоих случаях наклоны будут равны с).

Рис. 7. Эксперимент Стернберга со сканированием памяти¹: А — зависимость времени реакции от величины стандар­тного набора, ожидаемая в соответствии с гипотезой па­раллельного сканирования; Б — то же в соответствии с гипотезой последовательного сканирования; В — подлин­ные результаты, полученные в задаче со сканированием

Теперь у нас имеются три гипотезы. Одна из них — это гипотеза параллельного сканирования, которая предсказывает, что зависимость ВР от s будет выражаться горизонтальной прямой как для положительных, так и для отрицательных ответов. Две другие гипотезы — это варианты гипотезы последовательного сканирования, согласно которой сравнения производятся по одному, а ВР возрастает с увеличением чис­ла элементов в стандартном наборе. В одном из вариантов предполагается, что сканирование — процесс самопрекращающийся. В этом случае наклон графика для положительных ответов будет вдвое меньше, чем для отрицательных. Согласно другому варианту, сканиро­вание носит исчерпывающий характер и никакого различия между гра­фиками для положительных и отрицательных ответов быть не должно.

Для того чтобы установить, насколько обоснованны эти гипотезы, мы должны провести эксперимент. Нужно собрать данные о величине ВР для нескольких испытуемых, каждый из которых проделал по многу проб. Среди проб должны быть как положительные, так и отрицатель­ные, и проводиться они должны при нескольких различных размерах стандартного набора. Затем следует вывести среднее время реакции для проб каждого типа — положительных и отрицательных — и для каждо­го из стандартных наборов. После этого нужно построить графики зави­симости ВР от s. Именно это проделал Стернберг и полученные результаты представлены на рис 7, В. Из всего сказанного выше следует, что егоданные говорят в пользу гипотезы последовательного исчерпывающего с к а н и р о в ан и я.

То обстоятельство, что результаты Стеонберга подтверждают эту гипотезу, представляет особый интерес, поскольку, как мы заметили, гипотеза полного просмотра противоречит нашим интуитивным ожида­ниям. Напомним, что, согласно этой гипотезе, испытуемый, независимо от того, обнаружил ли он соответствие одного из элементов стандартного набора контрольному стимулу или нет, всегда сравнивает с этим стиму­лом все элементы стандартного набора. Он не прекращает сравнений, если обнаружит соответствие. А это, казалось бы, означает, что в случае по­ложительного ответа, т.е. при нахождении соответствия, испытуемый производит много ненужных сравнений.

Тем не менее, исчерпывающему сканированию можно найти объяс­нение. Для этого прежде всего разделим происходящий при сканирова­нии процесс сравнения на два компонента. Один из них — это акт срав­нениякак таковой, другой — принятие решенияотносительно результа­тов сравнения. Если при сравнении обнаружилось соответствие между одним из элементов стандартного набора и контрольным стимулом, то решение будет положительным, ведущим к положительному ответу. В противном случае ответ будет отрицательным.

Посмотрим теперь, что произойдет, если время, которым распола­гает испытуемый для сравнения контрольного стимула с элементами стандартного набора, будет очень коротким, а время, в течение которого он должен решить, привело ли это сравнение к положительному резуль­тату, — относительно более долгим. В случае самопрекращающегося про­цесса его продвижение по стандартному набору можно было бы предста­вить следующим образом: сравни, решай, сравни, решай и т.д. до тех пор. пока не будет обнаружено соответствие (принято решение «да») или пока не будет исчерпан стандартный набор. Исчерпывающий же процесс бу­дет иметь вид: сравни, сравни, сравни и т.д., а затем — когда стандарт­ный набор будет исчерпан — решай. Если принятие решения занимает намного больше времени, чем сравнение, то нетрудно понять, что исчер­пывающее сканирование может оказаться более выгодным: оно требует только однократного принятия решения. Таким образом, исчерпывающее сканирование будет более эффективным в том случае, если испытуемый может производить сравнения очень быстро — так быстро, что ему было бы трудно останавливаться для того, чтобы принимать решения. Вместо этого испытуемый «проносится пулей» по всему набору и только после этого принимает решение и дает ответ.

Если такое объяснение исчерпывающего сканирования верно, то сравнение должно занимать очень мало времени. Это можно проверить по данным о ВР, вычислив наклон графика зависимости ВР от величины стандартного набора; теоретически этот наклон соответствует времени, которое нужно затратить на сравнение контрольного стимула с одним эле­ментом стандартного набора. Подсчет показывает, что фактические данные подтверждают предположение об очень быстром сравнении. Из данных, представленных на рис. 7, В, можно заключить, что наша переменная с, определяющая наклон графика ВР для отрицательных ответов, равна при­мерно 35 мс (0,035 с). Отсюда следует, что испытуемый затрачивает 0,035 с на сравнение контрольного стимула с одним элементом стандартного набо­ра. Из этого нетрудно вычислить, что испытуемый может произвести око­ло 30 таких сравнений за одну секунду. Удивительно быстро!

Это открытие возвращает нас к основной теме <..,>. Выведенная ско­рость сопоставления позволяет думать, что сравнения производятся не на основе словесных меток, представленных в КП акустически. Стернберг¹ мог утверждать это, исходя из того, что он знал (и что известно также и нам) об относительно малой скорости внутренней речи. Измерения этой скорости, так же как и скорости внешней речи, дают основания предпола­гать, что испытуемый может акустически повторять всего лишь около шести элементов в секунду. Если бы в задаче Стернберга сравнения произ­водились на основе акустических кодов (и стимулы внутренне «проговари­вались»), то нельзя было бы ожидать более шести сопоставлений в секун­ду. При этом наклон графика ВР соответствовал бы примерно 170 мс, тог­да как фактически наблюдаемый наклон соответствует 35 мс. Поэтому сопоставления вряд ли могут быть акустическими.

В связи с этим Стернберг высказал предположение, что сравнивают­ся не акустические, а зрительные коды и что сравнения на зрительной ос­нове производятся быстрее, чем вербальные сопоставления. (Здесь следует отметить, что это, казалось бы, противоречит нашему прежнему предполо­жению о том, что зрительное повторение производится медленнее, чем вер­бальное. Однако при вербальном повторении буквы извлекались из ДП, при зрительном же повторении они, очевидно, уже содержатся в КП к на­чалу процесса сканирования и наклон графика отражает только время, затрачиваемое на сравнения.) Как мы увидим, получен ряд данных, под­тверждающих мысль о том, что при выполнении задачи Стернберга проис­ходит переработка зрительных представлений.

Для того чтобы проверить предположение о том, что при сканиро­вании памяти используются зрительные коды, Стернберг предъявлял контрольный стимул то в частично замаскированной, то в «нормальной» форме. Для маскировки на контрольный стимул накладывали узор в виде шахматной доски. При построении графика зависимости ВР от величины стандартного набора оказалось, что точка пересечения этой функции с осью ординат для замаскированного стимула находится выше, чем для нормального. Это можно объяснить тем, что восприятие и кодирование стимула, замаскированного шахматным рисунком, занимает больше вре­мени (возрастает компонента е суммарного ВР). Однако более существен­но то, что при этом возрастал также наклонграфика (который, как мы считаем, соответствует времени, затрачиваемому на сравнение). После­дний эффект был, правда, выражен слабо, и у хорошо натренированных испытуемых не было различия в наклоне графика при двух вариантах стимула.

Стернберг интерпретировал эти результаты следующим образом. По­скольку частичная маскировка контрольного стимула оказывала некоторое влияние на наклон графика, можно думать, что для сравнения использу­ется зрительный код: ведь если бы стимул перекодировался в вербальную форму (т.е. если бы испытуемый воспринимал стимул, называл его, а за­тем сравнивал данное название с элементами стандартного набора), то мас­кировка стимула могла бы затруднить его восприятие и называние, но не сказалась бы на использовании этого названия в последующих сравнени­ях. Таким образом, время сравнения не должно было измениться, а пото­му не изменился бы и наклон графика. Факт изменения наклона говорит о том, что сравнивались не названия, а зрительные образы. Однако у хо­рошо натренированных испытуемых наклон графика изменялся очень мало. Это указывает на то, что для сравнения использовались не первич­ные сенсорные образы. Маскировка контрольного стимула приводила к резкому искажению сенсорного образа, и его использование для сравнения сильно увеличивало бы время сравнения. А между тем наклон графика, отражающий это время, изменялся незначительно; значит, со стандартным набором сравнивался, видимо, не сенсорный образ. Короче говоря, можно думать, что код стимула, используемый в задаче Стернберга, является зри­тельным, но не сенсорным, т.е. — по принятой нами терминологии — это зрительный код кратковременной памяти.

Долговременная память. Представление о семантической и эпизодической памяти.

Р. Клацки