3.5. Память и мышление

В жизни часто возникают задачи, которые нельзя решить, опираясь только на ощущения и восприятие. Для решения многих вопросов необходимо анализировать, обобщать поступающую информацию, и используя прошлый опыт, делать необходимые выводы. Подобные задачи человек решает только с помощью памяти и мышления. Рассмотрим основные положения этих сложных психических процессов с точки зрения операторской деятельности, которая осуществляется через ряд познавательных (когнитивных) процессов, таких как понимание, запоминание, осмысление и прогнозирование, являющиеся компонентами процесса памяти и свойства психики–мышления. Природа и границы памяти и мышления оператора должны учитываться при разработке всего механического и автоматизированного оборудования, комплексов управления, текстовых и символьных объектов и их результатов, включая программное обеспечение, инструкции и т.д.

Память—совокупность психических процессов, обеспечивающих запоминание, сохранение и последующее извлечение ранее познанного, воспринятого, пережитого или осуществлённого человеком в соответствии с целями и мотивами оперативной и предстоящей деятельности. К группе процессов памяти относятся: запоминание, воспроизведение, узнавание, забывание, ассоциация и представление.

Благодаря запоминанию происходит накопление опыта, а узнавание и воспроизведение делают возможным его использование в последующей деятельности. Без сохранения в памяти прошлого опыта оператор не мог бы в процессе управления извлечь из кладовых памяти сведения, необходимые для принятия решений и выполнения адекватных управляющих действий.

Деятельность памяти начинается с процесса запоминания. Первоначальная форма запоминания–это непроизвольное запоминание, т.е. без заранее поставленной цели, не требующие волевого усилия. Произвольное запоминание характеризуется конкретно поставленной целью–запомнить то, что намечено, и использовать для этого специальные приёмы. Произвольное запоминание всегда требует волевого усилия и даёт значительно больший эффект, чем непроизвольное запоминание. Существует сложная иерархия хранилищ памяти: от минимально изменяющейся генетической памяти с предельно длительными сроками хранения информации до интенсивно изменяющейся сенсорной. Вид памяти определяется возможностью доступа к информации для её считывания, длительностью, ёмкостью, скоростью доступа к ней, характером информации, полнотой и точностью воспроизведения. Память, как самовоспроизводящая живая система неустойчива и существует только при постоянном притоке информации из окружающего пространства. Естественная утрата характеристик и объёма воспроизведения памяти может возникать только в результате накопления ошибок при многократных перезаписях информации на новые белковые матрицы. При неоднократном изменении информации об одном объекте, явлении, системе управления увеличивается вероятность ошибок воспроизведения, при этом забывается не сама информация, а средства доступа к ней. Каждый сталкивался с подобной ситуацией, когда забывал, например, пароль доступа к информации, хранящейся в ЭВМ. Избежать подобного явления забывания можно путём тренировок, обучения и включения смысловой составляющей в информацию. Требуемое количество повторов при тренировках зависит от объёма оперативной памяти оператора и его мыслительных навыков. При моделировании деятельности оператора необходимо помнить, что он, прежде всего, запоминает смысловую нагрузку, а не элементы информации.

Виды памяти классифицируются по следующим критериям:

• месту кодирования информации–генетическая, иммунологическая и нейронная память. Генетическая память– наиболее устойчивый по информационной стабильности вид памяти;

• характеру психической активности, преобладающей в деятельности– двигательная, эмоциональная, образная и словесно–логическая;;

• характеру целей деятельности—непроизвольная и произвольная;

• отношению к компонентам структуры деятельности (мотивам, целям, способам действий)–сенсорная, кратковременная (первичная), оперативная (вторичная) и долговременная (третичная). Совокупность показателей этого вида памяти влияет на лёгкость и быстроту формирования навыков при выполнении той или иной оперативной работы. Основные характеристики данной группы памяти приведены в табл.3.19.

При однократном предъявлении сигнала, не подкреплённого выраженной эмоциональной реакцией, потеря информации происходит через короткий промежуток времени (от 10 секунд до минут). Это процесс кратковременной памяти, для которой характерна минимальная точность воспроизведения, ухудшающаяся со временем.

Таблица 3.19.

Характеристики памяти

Показатель	Сенсорная	Первичная	Оперативная	Долговременная
Ёмкость	ограничена объёмом информации от рецепторов ЦНС	мала	велика	очень велика
Длительность	50–300мс	от 10с до нескольких минут	от нескольких минут до нескольких лет	часы, месяцы, годы
Ввод информации	автоматически во время восприятия	путём наблюдения и повторения	посредством практики	посредством частой практики
Принцип хранения информации	в виде физических параметров раздражителя	во временной последовательности	по принципу смысловых и пространственных соотношений	по всем перечисленным механизмам
Доступ к информации	ограниченная скорость считывания	очень быстрый	медленный	очень быстрый
Характер информации	сенсорная	словесная	все виды	все виды
Механизм забывания	"угасание" или "стирание"	новая информация вытесняет старую	наложение старой и новой информации	по мере изменения мотивационных установок

Для оперативной памяти характерно обслуживание непосредственно осуществляемых человеком действий и операций в процессе работы. В случае, если информация предъявляется многократно она сохраняется в течении длительного времени в блоке долговременной памяти. Длительное сохранение информации возможно и при однократном обучении при наличии ярко выраженной эмоциональной реакции или мотивации.

Любая воспринятая информация измеряется числом запомнившихся символов или числом единиц информации, которую содержат эти символы. Информационную ёмкость памяти отображает объём памяти. Информация измеряют в двоичных единицах–битах. Смысл (семантика) сигнала определяет скорость запоминания и дальнейшего воспроизведения данной или аналогичной информации. По разным данным человеческий мозг может вместить примерно от 310⁸ до 10²⁰ бит. Это предполагает, что каждый из нас может запомнить всю информацию, содержащуюся в миллионах томов Российской центральной библиотеки. Например, математик Леонард Эйлер помнил шесть первых степеней до ста. Академик С.А. Чаплыгин мог назвать номер телефона, по которому звонил всего один раз пять лет назад, а Наполеон помнил имена всех кто когда либо был ему представлен в течении жизни. Однако большинство людей обладает иным объёмом памяти, который изменяется вследствие генетической предрасположенности, недостаточной интенсивности сигнала, концентрации внимания, мотивационных установок, степени эмоционального сопровождения и других факторов.

Для деятельности оператора наиболее актуальны характеристики оперативной памяти, относящейся к работе системы "Ч – М – С" в изменяющихся условиях. Поэтому показатели объёма, скорости воспроизводимости и точности оперативной памяти играют первостепенную роль в режиме реального времени. Для адекватной реакции на изменения, происходящие в системе управления необходимо знать объём оперативной памяти, оценка которой осуществляется по объёму безошибочно воспроизводимой информации. По данным Дж. А. Миллера (изложенным в работе "Магическая 7  2") количество отдельных объектов (символов, сигналов, слов), которое человек может запомнить и воспроизвести сразу же после последовательного их предъявлении в определённом порядке, составляет всего 7±2, т.е. от 5 до 9 бит^*, 8 десятичных цифр, 7 букв латинского алфавита или 5 односложных слов.

Для различных видов деятельности оператора рассмотренные процессы могут иметь различную продолжительность во времени. Это зависит от количества и величины оперативных единиц восприятия, под которыми следует понимать содержание работ, определяемых оператором при выполнении той или иной задачи. Примерами оперативных единиц могут служить отдельные признаки сигнала (яркость, цвет, форма), отдельные объекты и их совокупности, отношения между ними. Чем крупнее оперативные единицы восприятия, чем меньше их общее число, тем быстрее осуществляется процесс восприятия. Предельным случаем является одномоментное восприятие информации, интенсивность поступления и преобразование которой определяется пропускной способностью (ПС) оператора.

Мышлением называется процесс отражения в сознании связей и отношений между объектом и явлениями действительности. Оно даёт нам возможность познать то, что мы непосредственно не наблюдаем, представить ход событий и результат наших собственных действий. Это позволяет оператору прогнозировать развитие, например, технологического процесса в данном режиме работы и результаты будущих управляющих действий. В свою очередь управляющие действия требуют адекватной реакции оператора, определяющейся познавательными методами и мыслительными навыками оператора. Процесс переработки информации из памяти осуществляется человеком по одному из следующих типов:

Наглядное мышление, определяющееся закреплёнными в памяти ассоциативными связями элементов и свойств объектов, явлений. Включает наглядно–действенное и наглядно–образное мышление;

Репродуктивное или аналитическое (логическое) мышление, заключающиеся в принятии решений путём последовательного преобразования информации по известным правилам;

Продуктивное (творческое) мышление, включающее: синтез; абстракцию и конкретизацию.

Для операторской деятельности характерно использование 1 и 2 типов мышления, а в экстремальных ситуациях–синтетический подход к решению проблемы. Совокупность используемых в деятельности элементов мышления называется оперативным мышлением. Цель его заключается в достижении положительного результата в различных условиях при различных уровнях сложности задачи. Обычно одно или два типа мышления являются доминантными, на основе которых оператор принимает решение. Так, при соотношениях наглядного и аналитического типов мышления – НА и творческого – Т, возможны следующие поведенческие реакции операторов:

НА превышает Т–импульсивные, преждевременные решения;

НА существенно превышает Т–решения принимаются с высоким уровнем риска, которые могут привести к аварийной ситуации;

НА соответствует уровню Т–решения уравновешенны;

НА меньше Т–очень осторожные решения;

НА существенно меньше Т–решения принимаются с запаздывание. Оператор проявляет пассивность и неуверенность.

Уровень мышления зависит от степени интеллектуального развития оператора. Такие операторы отличаются уравновешенностью в своих действиях, практически исключающих принятие "крайних мер" за исключением экстремальных ситуаций.

Согласно последним исследованиям примерно 70% интеллекта человека определяется физиологическими (слуховое различение, скорость моторных реакций) и биохимическими (скорость утилизации глюкозы) факторами, которые зависят от деятельности головного мозга. Поэтому различают право– и левополушарное мышление. В соответствии с теорией функциональной асимметрии головного мозга левое и правое полушарие в разной степени контролируют любые психические функции. Левое полушарие отвечает за: визуальную, речевую систему (вербальный язык общения); за письменную речь; за внутреннюю оценку времени и аналитическое, последовательное, абстрактное мышление. "Левополушарный" человек коммуникабелен, владеет богатым словарным запасом, выразительностью и доказательностью речи. Для него характерны высокие скоростные, мыслительные процессы, внимания, памяти Однако, преобладание у него логических форм мышления и классифицировании определяет сложность восприятия значение речевых интонаций и звуковых образов.

Правое полушарие контролирует невербальный язык общения (проявление эмоций в позе, мимике, жеста и т.д.); ориентацию и оценку пространства и пространственных конструкций; понимание и распознание звуковых сигналов; синтетическое, одновременное и конкретное мышление. Для "правополушарных" людей характерна высокая помехоустойчивость, что определяет концентрированность внимания в течении длительного времени при работе в системе управления.

П

Таблица 3.20.

Функциональная асимметрия

Асимметрия–симметрия	Количество людей, %
	Зрение	Слух	Руки
Асимметрия: правосторонняя	68,5	59,0	86,0
левосторонняя	25,5	8,0	4,5
Симметрия	8,0	33,0	9,5

о признаку произвольности и непроизвольности левое полушарие обеспечивает произвольную сторону, а правое полушарие–непроизвольная сторону. Непосредственное выполнение действий определяется работой правого полушария, а отсроченное–работой левого. Таким образом, при принятии оперативных решений оператор использует правополушарное мышление. Следовательно, в команду оперативного персонала должны входить люди с обоими типами мышления в зависимости от специфики деятельности.

Преобладание право– или левополушарного типа мышления влияет на функциональные асимметрии, отличающиеся по характеру–моторная (ручная, ножная) и сенсорная (зрительная, слуховая, тактильная, глазодвигательная) асимметрии. При этом преобладание правосторонних признаков говорит о доминировании левополушарного мышления при протекании познавательных процессов. Наиболее распространённые виды асимметрии, свойственные работе операторов приведены в табл.3.20.

Следует учитывать, что нарушение деятельности полушарий автоматически отражается на эффективности функционирования всего организма, например, при блокировании левого полушария при правосторонней асимметрии (правая рука) нарушаются не автоматизированные формы письма, а для правого полушария – автоматизированные формы письма, что актуально при работе с помощью клавиатуры.

Объектный мир, включая практически все комплексы управления и даже двери, проектируются для праворуких людей. В реальности не учитываются особенности приёма звуковых команд, речевых сообщений, аварийных сигналов при слуховой асимметрии.

Существенное влияние на характер протекания процессов восприятия, памяти и мышления оказывают: уровень бодрствования, эмоциональное и волевое напряжение, степень концентрации внимания, состояние (работоспособность, эмоционально–волевые установки, напряжённость) и другие психологические свойства (депрессия, мотивация и др.), а также процессы, влияние которых рассмотрено в главе 4.