3.4. Трансформация образных представлений и оперирование ими

Авторы указанных выше работ делают вывод, что за­дачи, предполагающие оперирование образными представ­лениями, иногда решаются путем мысленного изменения их положения в пространстве. Иначе говоря, предполага­ется, что по отношению к образным представлениям могут выполняться операции, аналогичные тем, которые выпол­няются с реальными объектами во внешнем пространстве. Эта гипотеза затрагивает важный аспект различия между формами внутренней репрезентации, поскольку можно ожидать, что существенным в данном случае является

160

именно различие в процессуальных особенностях образной и семантической репрезентаций. Разумеется, пространст­венные изменения могут иметь место и в случае семанти­ческих отношений, описывающих пространственные свой­ства объекта. Например, букву R можно описать с помо­щью таких признаков: “Полукруг над двумя расходящи­мися под некоторым углом линиями”. Поворот ее по часо­вой стрелке на 90° приведет к следующей фигуре Я , что в семантической репрезентации можно интерпретировать как переход к следующему признаковому описанию: “По­лукруг справа рядом с двумя расходящимися под некото­рым углом линиями”. Для описания поворота на 180° до­статочно заменить в исходном перечне признаков отноше­ние “над” на “под” и т. д. По-видимому, трудоемкость таких структурных изменений зависит прежде всего от количества изменяемых элементов описания.

Ожидать такой же зависимости при трансформации образной репрезентации нет оснований. В этом случае решающее значение приобретают изменения относительно­го положения пространственных представлений. Следова­тельно, поворот на 180° должен занимать больше времени, чем поворот на 90°. Этот прогноз был подвергнут проверке в ряде экспериментов по так называемому мысленному вращению [Shepard, Metzler, 1971; Metzler, Shepard, 1974; Cooper, Shepard, 1973; Shepard, 1975; Cooper, Podgorny, 19761).

На рис. 110 показаны образцы использовавшихся в экспериментах изображений незнакомых трехмерных объ­ектов и несимметричных букв. Испытуемые должны были определить, принадлежат ли изображения одному и тому же повернутому на различный угол объекту или же раз­ным объектам, из которых один является зеркальным ва­риантом второго. Решение задачи требовало сравнения изображений между собой, причем для отличения зеркаль­ного варианта от оригинала необходимо было учитывать не только отличительные признаки объектов, но также их взаимное положение в пространстве. Легко, например, определить, что некоторый стимул представляет собой пе-ревернутую букву. Но для идентификации в качестве бук­вы ее изначальной зеркальной трансформированной версии требуется учет пространственного соотношения признаков. Поэтому для сопоставления показанных на рис. НОа объ­ектов потребуется тем больше времени, чем больше разли­чаются их пространственные ориентации. На рис. 111 при-

Ц Заказ № 1486

161

Рис. 110. Предъявляемые пары фигур требуется сравнить между собой и установить, идентичны ли они, то есть можно ли получить одну из фигур па­ры путем мысленного вращения второй [Metzler u Shepard, 1974].

Вращение в третьем измерении

° Г Вращение в плоскости экрана

I I 1 I \ I , . Ill I I I I i .

20 40 60 SO 100120140 160 180 20 40 60 80 100120140160180

Угловое расстояние (в градусах)

Рис. '111. Время распоаиаиали„ .-„— показанных на

рис. 110, является линейной функцией разности углов между про­странственными положениями соответствующих объектов [Metzler,

Shepard, 1974].

12

0° 40° 80° 120° 160° Угловое расстояние

Рис. 112. При сравнении двух стимулов, занимаю­щих различное положение в пространстве, количество перемещений взора между ними возрастает при уве­личении углового расстоя­ния между ними [Just, Car* penter, 1976].

ведены соответствующие дан- и ные Метцлер и Шепарда, свиде­тельствующие о том, что время сопоставления действительно возрастает с увеличением угла поворота. Объекты были повер­нуты относительно друг друга в плоскости экрана и в третьем измерении. Время распознава­ния идентичности двух изобра­жений было линейной функци­ей разности углов между про­странственными положениями объектов, как если бы один из них вращался до совпадения с положением второго, после чего тождество устанавливалось пу­тем совмещения. Таким обра­зом, результаты подтверждают гипотезу о том, что трансформа­ции пространственных представ­лений аналогичны непрерыв­ным операциям при вращении реальных объектов в трех­мерном пространстве.

Для дополнительной проверки этой гипотезы Джаст в Карпентер [1976] проанализировали движения глаз испы­ туемых. Исходя из гипотезы, можно было ожидать боль­ шей длительности фиксаций для тех фигур, которые под­ вергались вращению. Взор переходит на другую фигуру для осуществления сравнения только после завершения трансформации. Результаты Джаста и Карпентера проти­ воречат этому прогнозу. По мере увеличения углового рас­ стояния увеличивается не только время сравнения, но и число перемещений взора от одной фигуры к другой (рис. 112). Авторы считают, что задача решается не путем мысленного вращения образов, а путем последовательного сравнения признаков фигур. При увеличении угла поворо­ та сравнение делается все более трудным, поэтому увели­ чивается и число соответствующих саккадических движе­ ний глаз. ^

Приведенные данные ставят под сомнение психологи­ческую реальность пространственных трансформаций. Однако введение в эксперимент некоторых методических изменений позволило Шепарду и Купер снять это сом-

И*

163

2 стимул

Реакция

/Лредвзри тель мая информация

7000 мс

1000 мс

Время реакции

Р ис. 113. Схема одного из экспериментов Купер и Шепарда [1973].

нение. Вначале испытуемому на 2 с показывали первый стимул сравниваемой пары, затем в течение 1 с давалась информация об ориентации в пространстве второго стиму­ла, после чего он предъявлялся в соответствии с этой ин­формацией fCooper, Shepard, 1973]. Условия эксперимента схематически изображены на рис. 113, в качестве стиму­лов использовались буквы. Испытуемый имел возможность за предоставленное ему время повернуть образ первого стимула в положение, соответствующее положению второ­го. Если такая трансформация осуществляется, то время сравнения не должно зависеть от угла поворота. Результа­ты подтвердили этот вывод (рис. 114). При отсутствии предварительной информации время сравнения с увеличе­нием угла поворота возрастало, при наличии же такой ин­формации различия в значительной мере нивелировались. По-видимому, репрезентация первого стимула изменялась до появления второго таким образом, что результат после­дующего сравнения уже не зависел от их пространствен­ной ориентации. Это изменение рассматривается как мыс­ленное вращение пространственной репрезентации сти­мула. Чем больше времени предоставляется испытуемому для мысленного поворота стимула, тем сильнее эффект нивелировки. Если предварительная информация предъяв­лялась за 100 мс, эффект нивелировки почти отсутствовал, 400 и 700 мс было уже достаточно для отчетливого умень­шения зависимости от угла поворота. Если же предвари­тельная информация предъявлялась за 1000 мс, устанав­ливался описанный выше результат (рис. 115).

Для определения скорости мысленного вращения метод был усовершенствован. Предварительная информация да­валась по-прежнему, но фактическая ориентация стимула

164

с предварительной информацией

без предварительно!} информации

70001 900

[ 800

:

[ 700

_S

~ 1 600

500

4 00

"0060° 720° 750° Угловое расстояние

Рис. 114. Если испытуемые получают достаточно дли­тельную предварительную информацию о положении ожидаемого стимула, вре­мя реакции при сравнении стимулов пары не зависит от углового расстояния между ними [Cooper, She-para, 1973].

100 '

1000

9 00

400

£ 800

700

I ⁷⁰° 1 600

I

7000

500 400

0° 60° 720° 780° Угловое расстояние

Рис. 115. Предварительная информация о пространст­венном положении ожидае­мого стимула предъявля­лась на 100, 400, 700 и 1000 мс. Увеличение време­ни реакции, обусловленное изменением углового рас­стояния между сравнивае­мыми стимулами, заметно уменьшалось при увеличе­нии длительности пред­варительной информации [Cooper, Shepard, 1973].

не всегда ей соответствовала; иными словами, иногда испы­туемого вводили в заблуждение. Он придавал репрезента­ции требуемое положение, но предъявленный вслед за этим стимул был ориентирован несколько иначе. Для осу­ществления сравнения необходима была коррекция одной из репрезентаций. В таком случае время сравнения дол­жно было зависеть от разности углов между ориентацией образа, соответствующей предварительной информации, и действительной ориентацией стимула. На рис. 116 показа­ны полученные результаты. В среднем для корректировки поворота на 180° требуется около 400 мс, что соответству­ет угловой скорости примерно 45° за 100 мс. При увеличе­нии угла поворота время сравнения линейно возрастает в соответствии с этой скоростью.

165

1000

900 800 700

Cf->

60°

120°

ISO*

Угловое расстояние

t>vc. 116. Среднее время реакции при внутренней корректировке простран­ственного положения объектов [Coo­per, Shepard, ШЗ].

Рис. 117. Зрительные кон­фигурации различной слож­ности, использовавшиеся в эксперименте Купер и Под­горного [1976).

еда

4001

О 6Q 180 300 Угловые различия

Рис. 118. Среднее время ре­акции при мысленном вра­щении объектов различной сложности [Cooper, Podgo*-ny, 19761

Как показали Купер ж Подгорный [1976], скорость вра­щения внутренних репрезентаций не зависит от сложно­сти стимула. Этот факт имеет важное значение. Ведь если зависимость длительности вращения от углового расстоя­ния объяснять процессами трансформации признаков в семантической памяти, то при усложнении признаков мож­но ожидать усиления этой зависимости. Сложность изобра­жения не будет играть роли только в случае целостной репрезентации, которую можно поворачивать, как рису­нок на листе бумаги. Купер и Подгорный использовали стимулы различной сложности (рис. 117) и информирова­ли испытуемого об ориентации второго стимула. Испытуе­мые сами определяли длительность предварительной ин­формации. Как видно из рас. 118, это время снова линейно возрастает с увеличением угла поворота, но не зависит от

сложности стимула.

На наш взгляд, приведенные данные убедительно с детелъствуют о психологической реальности процессов, обусловливающих такие же изменения свойств внутренней

166

репрезентации, как и сенсорные воздействия при восприя­тии реально движущегося объекта. Однако эти процессы вряд ли следует относить к семантической форме репрезен­тации, поскольку факты одинаковой зависимости от угла поворота и независимости от сложности стимула с нею не­совместимы. Эти процессуальные различия говорят о суще­ствовании наряду с семантической также и образной ре­презентации.

О реальности оперирования образными репрезентация­ми говорят также и другие данные. При воспроизведении информации из образной памяти можно иногда наблюдать движения глаз, аналогичные движениям при фактическом рассматривании рисунков (Hall, 1974]. При последователь­ном воспроизведении различной информации латентное время воспроизведения зависит от ее локализации на пред­ставленной в виде наглядного образа картине ситуации [Kosslyn, Ball, Reiser, 1978]. Было даже показано, что зри­тельно-моторные координации формируются при образном представлении действий в функциональном отношении точно так же, как и при их непосредственном выполнении [Finke, 1979]. Таким образом, сенсомоторная деятельность подвержена влиянию зрительных представлений, видимо, в такой же степени, как и реального восприятия. Эта зави­симость подтверждается также эффективностью методов ментальной тренировки, которые основаны на использова­нии манипуляций с воображаемыми объектами для совер­шенствования сенсомоторных навыков.