18. Кратковременное хранилище. Проблема стратегии сканирования. Исследование Стернберга.

В.В. Нуркова. Проблема ограниченной емкости кратковременной памяти

Согласно теоретическим положениям Д. Нормана и Н. Во, объем кратковременной памяти ограничен (мы не можем выполнять слишком много дел одновременно!). Однако каким образом можно продемонстрировать данное фундаментальное свойство кратковременной памяти?

6Й вопрос про хронометрирование полный - измерение времени реакции и сопоставление с разными процессами

Ограниченность емкости кратковременной памяти была показана С. Стернбергом с помощью метода хронометрирования¹. Данный метод основывается на предположении о том, что любой психический процесс разворачивается во времени. Причем один процесс следует за другим строго последовательно, так как последующий шаг невозможен до тех пор, пока не завершится предыдущий. Измеряя время реакции при различных условиях и сопоставляя его с гипотетической последовательностью «шагов», необходимых для выполнения той или иной задачи, исследователь делает вывод о том, имеет ли место в действительности тот или иной психический акт.

Приведем простой пример. Как учителю проверить, заучил ли ученик таблицу умножения или он при выполнении задания последовательно складывает числа в уме? Можно просто спросить его об этом. Но на искренность ученика полагаться трудно. Можно исходить из предположения, что ученик, заучивший таблицу, будет решать примеры быстрее, чем тот, кто не выполнил домашнее задание. Однако возможно, что ученик, не блистающий усердием, окажется проворнее медлительного зубрилки. Справиться с проблемой легче всего при помощи метода вычитания. Надо дать ученику два задания, включающих различное количество последовательных действий (например, 7х3 и 7х6)и сравнить временные интервалы, которые потребуются на решение одного и другого задания. Если ученик знает таблицу умножения наизусть, время 1 и время 2 будут равны. Если же ему приходится последовательно складывать числа (7 + 7 + 7 и т.д.), то во втором случае время окажется больше.

С.Стернберг руководствовался логикой метода хронометрирования для выяснения ответов на вопросы, на первый взгляд не относящиеся к проблеме объема кратковременного запоминания. Его интересовала стратегия извлечения информации из кратковременной памяти. Первая проблема формулировалась так: каким образом человек «сканирует» информацию в кратковременном хранилище — параллельно или последовательно? Другими словами, вынужден ли он «перебирать» элементы в памяти по одному или способен просматривать все элементы одновременно, как бы единым внутренним взором. Данный вопрос был поднят в связи с тем, что к тому времени, когда С.Стернберг начал свою работу, было известно, что в сенсорном регистре на уровне анализа простейших физических признаков объектов действует механизм параллельного сканирования, который сменяется последовательным при передаче информации вглубь системы. Вторая проблема заключалась в выяснении того, какой характер носит перебор — полный или самопрекрашающийся? Работает ли система до тех пор, пока не будут обследованы все доступные элементы, или выдает ответ, как только наталкивается на искомый элемент? Однако если поразмыслить над сутью указанных проблем, то легко увидеть их связь с поставленным выше вопросом. Только вывод о полном последовательном переборе информации в кратковременном хранилище дает основание для подтверждения постулата об ограниченной (причем небольшой) емкости данной подсистемы. Для решения первой проблемы испытуемым предлагали два ряда цифр. Первый ряд включал в себя четыре цифры, а второй — пять. Ни в том ни в другом ряду не было цифры «5». Однако испытуемых спрашивали, не помнят ли они, встречалась ли им в ряду цифра «5». Если поиск носит параллельный характер, т.е. все элементы списка проверяются одновременно, на «сканирование» первого и второго ряда должно было уйти одинаковое количество времени. Однако на самом деле испытуемым требовалось больше времени, чтобы ответить, «цифры 5 не было», во втором случае, т.е. когда ряд был длиннее. На основании этого С. Стернберг сделал вывод о последовательном сканировании информации в кратковременной памяти. Для решения второй проблемы испытуемым предлагался ряд цифр, включающий или не включающий цифру «5». Например, 2 — 4 — 7 — 3 (нет цифры «5») или 2 — 4 — 5 — 3 (есть цифра «5»)! Затем испытуемых опять спрашивали, была ли в предъявленном наборе цифра «5»? Если поиск носил самопрекращающийся характер, т.е. человек перестает сканировать информацию после того, как искомый элемент обнаружен, время, затраченное на решение задачи в том случае, когда в ряду есть цифра «5», должно быть меньше, чем в том случае, когда этой цифры в ряду нет. Однако С.Стернберг получил противоположный результат. Время в пер-вом и во втором случае оказалось равным. Таким образом, он установил, что в кратковременной памяти имеет место полный последовательный перебор всей находящейся там информации. Очевидно, что такая стратегия эффективна (да и вообще возможна), если только объем кратковременной памяти принципиально ограничен. В противном случае человек бы бесконечно долго перебирал информацию и не пришел бы к какому-либо конечному результату. По мнению С.Стернберга, стратегия последовательного полного перебора в кратковременной памяти оказывалась в целом более экономичной, чем стратегия самопрекращающегося перебора. Дело в том, что при реализации первой стратегии человеку пришлось бы производить сравнение с образцом после просмотра каждого элемента. В нашем примере это выглядело бы так: 2 — есть ли «5»? Нет — 4 — есть ли «5»? Нет — 5 — есть ли «5»? Да. При реализации второй стратегии, испытуемый производит сравнение с образцом только единожды после просмотра всех элементов: 2 — 4 — 5 — 3 — есть ли «5»? Да. Таким образом, при самопрекращающемся переборе, он произвел бы шесть последовательных операций, а при полном — только пять. Очевидно, что выигрыш подобной стратегии тем меньше, чем ближе к началу ряда стоит искомый элемент.

18. КВХ- кратковременное хранилище. Проблема механизма забывания. Исследования Норманна и Во.

В.В. Нуркова. Проблема объема кратковременной памяти

Однако подтверждение положения об ограниченной емкости кратковременной памяти еще не давало основания утверждать, каков конкретно ее объем. Решение данной проблемы допускает подход с формальной и содержательной стороны. В первом случае речь пойдет о структурных единицах, а во втором — о количестве информации. В работе Р. Шепарда и М.Тетцуняна рассматривалась способность испытуемых узнать повторяющееся число в ряду из предъявленных 200 чисел как функцию количества чисел между первым и вторым появлением числа в ряду. Было показано, что испытуемые легко справляются с заданием, пока это количество не превышает шести чисел, затем кривая эффективности узнавания монотонно снижается, приближаясь к нулевой отметке примерно при 40 промежуточных числах. Казалось бы, объем кратковременной памяти на числа измерен. Мы способны безошибочно воспроизводить ряд цифр, не превышающий 6 — 7 элементов. Полученные данные согласуются с обыденным опытом. Действительно, человек без труда запоминает обычные шестизначные почтовые индексы и семизначные телефонные номера, но часто путается, когда длина цифрового ряда выходит за эти границы (должно быть поэтому компании сотовой связи устанавливают высокие расценки на так называемые «прямые» номера и снижают цены на «федеральные», т.е. включающие дополнительные комбинации цифр). Однако эти результаты показались неполными Д. Норману и Н. Во. По их мнению, проведенное исследование не показывало, от чего именно зависит найденная закономерность: от количества поступивших в кратковременное хранилище цифр или от времени, которое прошло между предъявлениями. Другими словами, почему испытуемые не могут заметить, что целевая цифра уже встречалась им в ряду? Потому ли, что «новые» шесть цифр «вытесняют» находящиеся в кратковременном хранилище элементы, или потому, что, пока заучиваются «новые» элементы, «старые» исчезают под влиянием времени. Первый вариант связан с действием механизма интерференции, а второй — угасания (рис. 30). Д. Норман и Н. Во в своем исследовании контролировали действие обеих переменных: и количество цифр между целевыми элементами, и время между первым и вторым предъявлением цифры в ряду. Они показали, что основным механизмом потери информации из кратковременной памяти является интерференция. Другими словами, «старая» информации, находящаяся в кратковременном хранилище, вытесняется вновь поступающей. Использованная ими экспериментальная процедура была практически аналогична методике Р. Шепарда и М.Тетцуняна. Испытуемым предъявляли ряд из 16 цифр. Одна из цифр была «зондом». Она появлялась в списке дважды. Задача испытуемого заключалась в том, чтобы, услышав второй раз одну и ту же цифру, вспомнить цифру, которая предшествовала ей при первом предъявлении. Например, испытуемому давали ряд: 1, 2, 5, 7, 6, 3, 4, 5. Так как в данном случае зондом была цифра «5», правильный ответ — «2». Если гипотеза о преобладании механизма интерференции в кратковременной памяти верна, то успех решения задачи должен зависеть от количества цифр, которые включены в ряд между цифрами-зондами, и не зависеть от скорости предъявления цифр. Действительно, в том случае, когда за равный промежуток времени испытуемому «успевали» прочесть различное количество цифр между цифрами-зондами (например, четыре или шесть цифр), он лучше справлялся с задачей при четырех «интерферирующих единицах», чем при шести. Однако эффект исчезал, когда интервал между предъявлениями приближался к 30 с. Таким образом, авторы пришли к выводу, что кратковременное хранилище структурно приспособлено к удержанию около шести элементов, которые, с одной стороны, подвержены интерферирующему воздействию вновь поступающей информации, а с другой — угасают в течение 30 с. Что означает формула «шесть элементов»? Можно ли данные, полученные для цифрового и буквенного материала, распространить на слова, многозначные числа, осмысленные фразы и т.д.? Нам действительно трудно удержать в памяти цифровой ряд, превосходящий 6 —7 элементов, но мы легко можем запоминать многобуквенные слова (например, слово «достопримечательность» — 21 буква). Другими словами, на какой параметр поступающей стимуляции «настроено» кратковременное хранилище: на ее физические или какие-либо иные свойства? Очевидно, что перед нами встает вопрос об измерении «размера» элемента, который входит в кратковременную память. Первая попытка подсчитать, сколько элементов способна вместить кратковременная память, восходит к классическим исследованиям объема сознания В. Вундта. В своих опытах по изучению объема сознания он установил, что объем сознания составляет около шести ассоциативно связанных объектов. Способность человеческого сознания одновременно удерживать не более шести изолированных элементов, по мнению В. Вундта, была эмпирически обнаружена задолго до его исследований. Так, разработанный французским учителем XVIII в. Л.Брайлем алфавит для слепых кодирует каждую букву при помощи комбинации выпуклых точек. Каждый из символов в этом алфавите включал в себя не более шести точек (рис. 31). Таким образом, слепой мог одномоментно распознать букву, прикасаясь к конфигурации выпуклых точек. Количественной мерой объема сознания для В. Вундта служил мелодический ряд, включающий различное количество тактов. Объем сознания определялся такой длиной ряда, что при последовательном прослушивании двух рядов испытуемый мог непосредственно установить их равенство. Он давал испытуемым прослушивать ряд, состоящий из одного, двух, трех, четырех и т.д. тактов. Такты могли быть различной степени сложности: двухдольные (тик-так), трехдольные (ритм вальса раз — два — три) и т.д. Испытуемым было запрещено специально сосчитывать количество тактов. Сразу после завершения одного ряда предъявлялся второй. Испытуемый должен был сказать, возникает ли у него ощущение равенства рядов или нет. Для этого нужно было сравнить удерживаемый в памяти ряд звуков с непосредственно воспринятым. Пользуясь современной терминологией, можно сказать, что процедура эксперимента предполагала сопоставление материала, находящегося в сенсорном регистре, с содержанием кратковременной памяти. Испытуемые давали верные ответы для восьми двухдольных, шести трехдольных и пяти четырехдольных тактов. Очевидно, что «количество информации», содержавшейся в этих тактах, было различным как по физическим параметрам (16, 18, 20 ударов соответственно), так и в отношении содержания (изолированный звук либо более или менее сложная мелодическая конфигурация).