3.3. Теории составных ресурсов

Представление о внимании как ограниченных ресурсах умственно­го усилия отвечает запросам психологов-практиков, работающих в области инженерной психологии. Вопросы измерения умственной нагрузки операторов, оценки трудности решаемых задач и формирова­ния навыков обслуживания сложных технических систем связаны с ключевой проблемой распределения внимания в ситуациях одновре­менного выполнения двух и более действий. Многочисленные дан­ные говорят о том, что в таких ситуациях задачи решаются, как пра­вило, хуже, чем по отдельности.

Теории селективного внимания и умственного усилия объясняют этот факт по-разному. Так, предполагают, что задачи могут потребо­вать одних и тех же центральных структур переработки информации. Перегрузка такой структуры неизбежно сказывается на продуктивности решения хотя бы одном из задач (центральная интерферен-

154

Д. Боброу и Д. Норман предложили также способ эмпирического исследования ФПР конкретных задач, основанный на анализе ре­зультатов совместного выполнения двух деятельностей (Norman, Bobrow, 1976). По аналогии с аппаратом теории обнаружения сигнала они представляют эти результаты в координатах продуктивности той и другой деятельностей. Каждая точка обозначает соотношение показа­телей продуктивности решения двух одновременно выполняемых за­дач. Если задачи остаются неизменными, а распределение ресурсов между ними варьируется, то получается кривая, названная рабочей характеристикой продуктивности (РХП; другое название — рабочая характеристика внимания). Изменение распределения ресурсов мож­но вызвать инструкцией или меняя значения платежной матрицы. Можно варьировать характер задачи, совмещать ее с разными зада­чами, получая таким образом семейство РХП и на этом основании строить правдоподобные предположения о форме ФПР исследуемой задачи.

Эмпирическая разработка представлений о внимании как ресурсах переработки информации пошла по линии изучения одновременного выполнения двух деятельностей. Предполагалось, что путем варьи­рования приоритета одной из задач могут быть получены данные для построения ФПР каждой из них. Многочисленные работы в этом на­правлении не привели к однозначным результатам и выводам. Объ­яснение новых фактов потребовало дальнейшего развития теоретиче­ских представлений о внимании, в результате которого была разра­ботана теория составных (множественных) ресурсов переработки ин­формации.

3.3. Теории составных ресурсов

Представление о внимании как ограниченных ресурсах умственно­го усилия отвечает запросам психологов-практиков, работающих в области инженерной психологии. Вопросы измерения умственной нагрузки операторов, оценки трудности решаемых задач и формирова­ния навыков обслуживания сложных технических систем связаны с ключевой проблемой распределения внимания в ситуациях одновре­менного выполнения двух и более действий. Многочисленные дан­ные говорят о том, что в таких ситуациях задачи решаются, как пра­вило, хуже, чем по отдельности.

Теории селективного внимания и умственного усилия объясняют этот факт по-разному. Так, предполагают, что задачи могут потребо­вать одних и тех же центральных структур переработки информации. Перегрузка такой структуры неизбежно сказывается на продуктивности решения хотя бы одном из задач (центральная интерферен-

154

ция). Поэтому данная структура будет работать, обслуживая то одну, то другую деятельность поочередно. Согласно модели Д. Бродбента, механизм селективного внимания или фильтр может быстро пере­ключаться с одного канала входной информации на другой (см. гл. 2, с. 60-61). Число ошибок снижается, хотя общее время решения увеличи­вается. Кроме того, считается само собой разумеющимся, а некоторы­ми авторами специально подчеркивается, что интерференция оказыва­ется неизбежной, если две деятельности разделяют одни и те же или тесно связанные периферические механизмы сенсорного входа и мо­торного выхода. Указанные виды интерференции получили название структурной (центральной и периферической).

По Д. Канеману, ухудшение деятельности может быть также связа­но с превышением суммарного требования задач над уровнем доступ­ной мощности или усилия. Такую интерференцию стали называть ресурсной, поскольку ее причина заключается в борьбе одновременно работающих структур за единый недостаточный пул ресурсов умст­венного усилия.

Обе точки зрения, дополняя друг друга, открывают возможность предсказания факта интерференции и оценки ее степени. Интерфе­ренция будет незначительной, если задачи совершенно несходны и потому потребуют для своего выполнения разных структур перера­ботки. В свою очередь, теория единых ресурсов хорошо объясняет факты успешного совмещения легких, не требующих значительного умственного усилия действий. В то же время были получены данные, труднообъяснимые с позиций теории единых ресурсов. Так, увеличение трудности первичной (приоритетной) задачи не всегда вызывало соот­ветствующее снижение продуктивности решения вторичной задачи. Кроме того, была показана возможность одновременного и без­ошибочного выполнения двух сложных и, следовательно, требующих значительного умственного усилия, видов деятельности (Allport et al., 1972). Теория единых, универсальных ресурсов зашаталась.

Гипотезу составных (multiple) ресурсов системы переработки ин­формации выдвинули и обосновали израильские ученые Давид На-вон и Даниил Гофер (Navon, Gopher, 1979; 1980). Подобно другим когнитивным психологам, эти авторы не ставят во главу своего иссле­дования собственно проблему внимания. Идею составных ресурсов они формулируют с позиций более широкого, микроэкономического под­хода к изучению деятельности человека. Авторы проводят аналогию процесса решения задачи с фабричным производством. Конечный ре­зультат такого производства, включающий в себя прибыль от продажи выпущенного продукта, зависит от множества факторов: сложности изделия, используемых материалов, уровня технологии,

155

числа и квалификации рабочих, рыночного спроса и т.п. Деятель­ность человека не менее, а возможно даже более сложна, но в конечном итоге подчиняется тому же экономическому закону получения мак­симальной прибыли при минимальном расходе ресурсов. Теория рас­пределения ресурсов переработки должна быть согласована с микроэко­номикой деятельности субъекта.

В качестве исходных авторы принимают основные положения работ Д. Боброу, Д. Нормана и Д. Канемана. Они постулируют существова­ние ограниченных ресурсов и соглашаются с тем, что вклад ресурсов, как правило, окупается увеличением продуктивности деятельности. Однако, в отличие от своих предшественников, Д. Гофер и Д. Навон в духе подхода микроэкономики более широко, тщательно и дифферен­цированно трактуют понятия трудности и требований задачи, ресурсов и факторов их распределения. Так, задачу можно охарактеризовать, используя такие параметры, как сенсорное качество стимулов, их предсказуемость, доступность и полнота релевантных кодов памяти, сложность ответов и их согласованность со стимулами, объем практики решения данной задачи испытуемым. Приведенный список оказыва­ется шире той группы факторов, которые Д. Боброу и Д. Норман обозначили рубрикой "качество данных". Кроме того, он выглядит довольно разнородным. Сюда входят параметры, характеризующие собственно задачу (напр., сложность ответа), окружение (напр., отно­шение сигнал/шум), переменные и постоянные свойства исполнителя (напр., уровень практики).

Группа параметров специфицирует ситуацию в целом в любой из моментов ее развития. Главный критерий, объединяющий эти пара­метры в единое множество, заключается в том, что все они выступают в качестве ограничивающих условий. При данных значениях парамет­ров получается определенная зависимость продуктивности от количе­ства вкладываемых ресурсов или, в терминах Д. Боброу и Д. Нормана, определенная функция продуктивность-ресурсы (ФПР). Наклон касательной в каждой точке или первая производная ФПР отражает эффективность использования ресурсов. Среднюю эффективность, то есть рассчитанную по всему диапазону возможно­го изменения ресурсов, авторы называют трудностью задачи. Она оп­ределяется раскладом конкретных значений вышеуказанного списка ограничивающих условий.

Требование к ресурсам, предъявляемое данной задачей, определя­ется по ФПР, исходя из целевого уровня продуктивности. Задаче по­надобится ресурсов тем больше, чем она труднее и чем выше критерии успешного выполнения. Действительное поступление ресурсов мо­жет либо соответствовать этому требованию либо окажется недос­таточным, т.к. количество доступных ресурсов ограничено.

156

Предельное количество ресурсов, уделяемых в ответ на требование задачи, авторы обозначают как Рп. При совместном выполнении двух задач (X и Y), Рх + Ру = Рп, где Рх и Ру обозначают количество ресурсов, уделяемых той и другой задаче. Если параметры обеих задач зафиксированы, то различные комбинации Рх и Ру дают кри­вую, названную Д. Боброу и Д. Норманом рабочей характеристикой продуктивности (РХП). Форма этой кривой может быть самой разно­образной и определяется эмпирически. Один из возможных вариантов РХП показан сплошной толстой линией на рис. 3.15. Площадь, ограни­ченная РХП и осями координат продуктивности представляет собой совокупность всех потенциально возможных результатов од-

Продуктивность задачи X

Рис. 3.15. Рабочая характеристика продуктивности и кривые одинаковой выгоды (Navon, Gopher, 1979, Fig. 2C, p. 217).

157

повременного решения двух задач. Действительная комбинация вкладываемых ресурсов и, следовательно, положение соответствую­щей точки на этой площади, определяется, по мнению авторов, склонностями или предпочтениями испытуемого. Совокупность предпочтений изображена на том же рисунке в виде контуров одинако­вой выгоды (термин, заимствованный из экономики), показанных сплошными тонкими линиями для одной ситуации или одного субъекта П1 П2 ПЗ П4) и пунктирными линиями для другой ситуации или другого субъекта в той же ситуации. Как видно из рисунка, пло­щади возможной производительности достигают кривые Ш и П2. В этих случаях желания данного субъекта действительно осуществимы, причем для кривой П2 только при одном значении распределения ре­сурсов, а для кривой Ш при множестве возможных комбинаций их затрат на ту и другую задачи. Для кривых ПЗ и П4 оптимальным, но не удовлетворяющим полностью, распределением ресурсов будет то, при котором получится отношение продуктивностей (точка на РХП), мак­симально приближенное к той или другой кривой предпочтения.

Даже частичное изложение результатов проведенного Д. Гофером и Д. Навоном анализа переменных решения задач показывает, на­сколько сложной и неоднозначной может быть интерпретация дан­ных экспериментальных исследований распределения внимания. Главная мысль авторов заключается в том, что распределение ресурсов системы переработки информации, как и в рыночной экономике, про­исходит оптимальным образом на основе стихийного учета множества объективных и, подчеркнем особо, субъективных факторов. Однако несмотря на широту и тщательность анализа, разработанные представ­ления оказались недостаточными для объяснения ряда эксперимен­тальных фактов, полученных самими авторами или известных им по другим работам. Д. Гофер и Д. Навон переходят поэтому к пересмот­ру предположения о единых (общеролевых или универсальных) ре­сурсах переработки. При этом они используют определение ресурсов, данное Д. Боброу и Д. Норманом. Как уже говорилось, помимо умст­венного усилия, оно включает и указание на мощности отдельных структур (памяти и каналов коммуникации) системы переработки ин­формации.

Д. Гофер и Д. Навон предлагают обсудить возможность того, что мощность каких-то механизмов может успешно распределяться на несколько процессов одной категории и менее успешно, или совсем не распределяться на процессы других категорий. Представление о еди­ном источнике ресурсов, обслуживающем систему переработки в це­лом, следует заменить или, по меньшей мере, дополнить представлени­ем о ресурсах нескольких видов, каждый из которых может ис­пользоваться с различной, определяемой спецификой задачи эф-

158

фективностью. Авторы оценивают этот взгляд не только как логически возможный, но и как отвечающий более широкому кругу фактов ин­терференции одновременного выполнения деятельностей. Так, тео­рия единых ресурсов не может объяснить следующий результат. Если решение определенной задачи нарушается больше, чем решение дру­гой задачи при спаривании каждой из них с какой-то третьей задачей, оно, тем не менее, нарушается меньше при спаривании этих задач с другой, четвертой задачей. Строго структурный взгляд на причины интерференции также оказывается неадекватным, если признать, что процессы, использующие одни и те же механизмы, часто интер­ферируют, но редко полностью блокируют друг друга. С позиций ги­потезы составных ресурсов, эти факты объясняются довольно легко. Интерференция между задачами зависит от степени перекрытия тре­бований к ресурсам одного и того же вида. Поэтому сочетание с раз­ными задачами может привести, как в первом из указанных случа­ев, к обратному соотношению результатов. С другой стороны, структу­ры как ресурсы могут разделяться или использоваться фазу несколь­кими процессами.

В ситуации одновременного выполнения двух задач (X и Y) Д. Гофер и Д. Навон различают ресурсы, которые могут быть использованы: (1) при решении задачи X, но не Y; (2) в обеих задачах; (3) при решении задачи Y, но не X; и (4) непригодные для решения обеих задач. Оп­тимальная стратегия заключается в минимальном подключении того и другого решения к ресурсам второго вида, то есть к общему источ­нику. При отсутствии перекрытия требований задач к этим ресурсам, они могут решаться параллельно.

Концепция множества ресурсов объединяет, по мнению авторов, структурный и ресурсный подходы к объяснению эффектов интерфе­ренции. Здесь, подобно структурным теориям, система переработки информации рассматривается как сложная совокупность специализи­рованных подсистем. Каждая из них характеризуется определенным, фиксированным, в отличие от усилия в модели Д. Канемана, преде­лом доступной мощности. Иначе говоря, количество информации, ко­торое может быть удфжано, переработано или передано этой структу­рой в единицу времени строго ограничено. В то же время, в той или иной пропорции, ее мощность могут использовать несколько процессов. Здесь данный подход совпадает с теорией единых ресурсов. Последняя только на первый взгляд выглядит более простой и экономичной. С целью объяснения ряда фактов ее приходится усложнять путем вве­дения понятий эластичной мощности, ограничений поданным, струк­турной интерференции и автоматизации. Привлекательность этой тео­рии объясняется тем, что идея единых ресурсов хорошо согласуется с интуитивным, житейским представлением о внимании. В психологии же се популярность обусловлена неявным

159

отождествлением внимания с единым фокусом сознания в результате естественной концептуализации данных самонаблюдения. Авторы считают, что понятие единого внимания проникло в мышление со­временных психологов под маской понятия единых ресурсов и предла­гают решительно разорвать связь между ними. О внимании как уникальном явлении можно говорить лить на уровне переживаний. Уникальность же ресурсов является проблемой эмпирической и в свете полученных данных должна быть поставлена под сомнение. Решение этой проблемы возможно на пути использования процедур многомерного шкалирования и факторного анализа результатов соче­тания широкого круга разнообразных задач. В итоге будет построено пространство ресурсов, каждая точка которого презентирует опреде­ленную задачу; отсюда можно перейти к определению ФПР задач и, следовательно, к уверенному прогнозу продуктивности их одно­временного решения. Авторы самокритично признают, что объясни­тельная сила (но не валидность) теории составных ресурсов может уменьшиться и даже сойти на нет, если число эмпирически выде­ляемых видов ресурсов будет неуклонно расти. Более того, подобная теория оказывается заведомо нефальсифицируемой, поскольку лю­бое противоречие сложившихся представлений с новыми данными можно объяснить путем указания на еще один, до сих пор неизвест­ный, вид ресурсов переработки. Отметим, что проект Д. Гофера и Д. Навона не был реализован ни самими авторами, ни другими исследова­телями возможно потому, что теория составных ресурсов разрабаты­валась малыми силами.

Одно из направлений эмпирического обоснования гипотезы со­ставных ресурсов попыталось справиться с проблемой бесконечного умножения числа предполагаемых резервуаров ресурсов путем обраще­ния к материалам исследований структурной и функциональной асимметрии полушарий головного мозга. Левое полушарие мозга человека обычно характеризуют как языковое и специализированное на выполнении последовательной, аналитической переработки ин­формации. Правое же полушарие считают немым и специализирован­ным на целостной переработке невербальной, образной информации. В пользу такого различения говорят многочисленные данные анатомиче­ских, нейрофизиологических и психологических исследований, прове­денных как с нормальными испытуемыми, так и с пациентами клиники заболеваний головного мозга. Новое объяснение этих фактов и, од­новременно, простейший вариант теории составных ресурсов, предло­жили и проверили экспериментально канадский психолог Алинда Фридман и ее коллеги (Friedman, Poison, 1981; Herdman, Friedman, 1985). Их модель состоит только из двух независимых источников ресурсов, один из которых обслуживает левое, а другой — правое по­лушарие головного мозга. Ресурсы полушарий

160

недифференцированы в том смысле, что используются любыми (сен­сорными, когнитивными, моторными) процессами, происходящими в данном полушарии. Авторы не разделяют мнение большинства ис­следователей о том, что полушария специализированы на переработку разных видов информации, а именно, закодированной в образной или вербальной форме. Каждое полушарие, затрачивая свои собствен­ные ресурсы, может выполнить полностью большинство задач. Однако, для достижения эквивалентного уровня продуктивности при решении определенной задачи, одному полушарию понадобится больше ресур­сов, чем другому.

В плане критики модели единых ресурсов особенно значимыми оказались результаты цикла исследований одновременного выполне­ния двух деятельностей при условии варьирования структуры одной из задач без изменения уровня ее трудности или требований к ресур­сам. Согласно модели единых ресурсов, совмещение таких задач с ка­кой-то другой задачей приводило бы к одинаковой или незначительно отличающейся интерференции. Однако, в действительности, были по­лучены иные результаты — изменение структуры задачи сопровож­далось изменением степени интерференции (напр., Wickens et al., 1983). Эффекты структурного изменения наблюдались при варьирова­нии модальности входа (зрительная-слуховая), формы мнемического кодирования (образная-вербальная) и вида ответа (ручной-речевой). Отметим, что в большинстве экспериментов с изменением входных и выходных структур возможность периферической интерференции исключалась. Кроме того, тщательно контролировали трудность задачи — изменение структуры не должно было вызывать изменения требова­ний к ресурсам. Это достигалось оцениванием субъективной трудности и продуктивности решения задачи при условии отдельного выполне­ния.

Эти, а также другие данные современных исследований распределе­ния внимания легли в основу гипотезы составных ресурсов, выдвинутой и активно разрабатываемой американским психологом, крупным авто­ритетом в области инженерной психологии, Кристофером Уикензом. Он предположил, что разные задачи и стадии переработки информации предъявляют требования не к одному тому же пулу ресурсов, как в модели Д. Кансмана, а к двум и более. Метафору внимания как уни­версального источника энергии, обслуживающего различные структу­ры, надо трансформировать путем разбиения на ряд источников раз­личной природы. Известные системы отопления,— поясняет К. Уи-кенз,— работают, используя разные виды горючего: уголь, газ и нефть. Распределение внимания будет наиболее эффективным в том случае, если одновременно выполняемые задачи предъявляют требования к разным ресурсам. Задачи, соревнующиеся за общий ресурс, будут ин­терферировать друге другом. Различные

114037 _ш

a)

израсходованные ресурсы

наличные ресурсы (остаточное внимание)

б)

В

Рис. 3.16. Распределение единых (а) и состав­ных (б) ресурсов при одновременном решении не­скольких задач задач (Wickens, 1987, Fig. 2-6, p. 51; Fig. 2-7, p. 52).

162

взгляды на потребление ресурсов в ситуации одновременного решения задач представлены на рис. 3.16. На рис. 3.16а две задачи (А и Б) берут топливо из одного резервуара, как это следует из модели единых ре­сурсов умственного усилия. На рис. 3.166 изображены два раздель­ных, независимых пула ресурсов внимания или два резервуара топлива, расходуемого при решении трех задач. А и В используют разные ресур­сы и потому не будут интерферировать друг с другом; увеличение трудности одной из них не повлияет на выполнение другой. Задача С, напротив, соревнуется в потреблении ресурсов как с задачей А, так и с задачей В. Увеличение ее трудности снизит продуктивность реше­ния двух других задач. Приведенная иллюстрация проясняет противо­речивые данные вышеупомянутых исследований, в которых проводи­лось изменение трудности одной из задач.

Результаты исследований, в том числе собственных, эффектов структурного изменения задач К. Уикенз обобщил в виде модели множества ресурсов (Уикенс, 1991; Wickens, 1980; 1984). Эта модель, показанная на рис. 3.17, описывает структуру ресурсов переработки информации в пространстве трех дихотомических измерений — стадий, кодов и модальностей. Стадия перцептивной и центральной

Центральная Кодирование переработка Ответ

Рис 3.17. Структура составных ресурсов (Wickens, 1984, Fig.3.7,p. 81).

¹⁶³

переработки противопоставляется, в смысле требований к ресурсам, стадии ответа. Это означает, что на первой используются одни ресурсы, а на второй — другие. По измерению кодирования эти ресурсы, в свою очередь, разбиваются на пространственные (образные) и вербальные. На стадии ответа получается два ресурса — один обслуживает ручные, а другой — речевые ответы. Стадия восприятия и центральной пере­работки дополнительно разделяется (в своей начальной части) по из­мерению модальности входа — она может быть зрительной или слухо­вой. Следовательно, единые неспецифические ресурсы переработки распадаются, по К. Уикензу, на шесть отдельных специализированных ресурсов. Распределение внимания к двум задачам будет тем эффек­тивнее, чем меньше количество общих, то есть разделяемых ими ресур­сов, а интерференция между ними будет тем больше, чем больше тре­бования к разделяемым ресурсам.

Обсуждение внимания как ресурсов не привело к углублению исходных представлений модели Д. Канемана. Понятие ресурсов расширилось путем включения центральных структур переработки информации и каналов ее передачи на входе и выходе этих структур. Кроме единого, универсального пула ресурсов внимания, в модели переработки информации стали вводить ряд гипотетических специа­лизированных ресурсов. Ввиду недостатка надежных критериев и собственно психологических методов выделения таких ресурсов, их число постоянно растет и как следствие объяснительная сила теорий составных ресурсов резко падает. Проблема существования ресурсов внимания передается поэтому в область нейрофизиологии. Так, выска­зывая различные предположения о физиологической природе ресурсов, говорят о возбуждении ретикулярной формации, функциональных пространствах коры, левом и правом полушарии головного мозга и уровне метаболизма нервных клеток. Особенно продуктивным на­правлением психофизиологических исследований внимания в этом плане может стать изучение распределения кровотока в различных участках головного мозга человека. Заметим, что еще У. Джеймс считал прилив крови к соответствующему корковому центру одним из важнейших физиологических условий внимания (Джемс, 1902). В целом судьба исследований внимания как ресурсов переработки ин­формации складывается аналогично исследованиям селективного внимания. В моделях селекции представление о самостоятельном про­цессе и едином механизме фильтрации сменилось на представление о множестве различных, специфических процессов и механизмов отбора информации. В моделях ресурсов, на смену тео-

164

рии единых неспецифических ресурсов, пришли теории множества специфических ресурсов внимания. Причину этого сходства находят в принципиально ошибочном, по мнению некоторых авторов, предпо­ложении о существовании предела или офаничения центральной пе­реработки информации. Развернутая критика этого постулата совре­менной когнитивной психологии привела к разработке новых взглядов на явления и механизмы внимания человека.

165