Тема 18. Экспериментальные исследования мышления

Сразу после этого им давали пару вариантов ответа и инструкцию со­общить, который вариант они видели. (Первоначальное предъявление было достаточно кратковременным, чтобы испытуемые делали много ошибок в этой задаче на идентификацию.) Если им показывали букву D, то могли дать в качестве альтернатив буквы D и К. Если им показывали слово WORD, то могли дать в качестве альтернатив слова WORD и WORK. Обратите внимание, что эти два слова отличаются только на одну букву — D или К. Испытуемые были приблизительно на 10% более точ­ны при предъявлении слов. Таким образом, они более точно устанавли­вали различие между буквами D и К в контексте слова, чем когда это были одиночные буквы, даже при том, что в некотором смысле в контек­сте слова они должны были обрабатывать в четыре раза больше букв. Это явление известно как эффект схватывания слова.

Румельхарт и Сипл¹ и Томпсон и Массаро² объяснили, почему испы­туемые более точны, когда имеют дело со словом. Предположим, что ис­пытуемые способны идентифицировать первые три буквы как WOR. Те­перь рассмотрим, сколько слов с четырьмя буквами совместимы с началом WOR: WORD (слово), WORK (работа), WORM (червь), WORN (одеваться), WORT (трава). Предположим, что испытуемые обнаруживают только кри­вую линию в основании четвертой буквы. В контексте начала WOR они знают, что стимул должен быть словом WORD. Но когда буква предъяв­ляется одна и испытуемые обнаруживают кривую, они не будут знать, была ли это буква В, D, С, О или Q, так как в каждой из этих букв есть такая кривая. Таким образом, в контексте начала WOR испытуемые долж­ны только обнаружить кривую, чтобы идентифицировать четвертую букву как D, но когда буква предъявляется одна, они должны обнаружить боль­шее количество особенностей, чтобы быть способными однозначно иденти­фицировать букву. Обратите внимание, что этот анализ подразумевает, что восприятие — это процесс, в значительной степени основанный на выведе­нии заключения. При этом испытуемый не видит, что D лучше в контек­сте WOR; скорее, испытуемый приходит к выводу, что D — четвертая бук­ва. Но испытуемый не осознает этих выводов; скорее, испытуемого просят делать неосознанные выводы в процессе восприятия. Обратите внимание,

¹ См.: Rumelhart D.E., Slple P. Process of recognizing taohistoscopically presented words // Psychological Review. 1974. 81. P. 99-118.

² См.: Thompson M.C., Massaro D.W. Visual information and redundancy in reading // Journal of Experimental Psychology. 1973. 98. P. 49-54.

Андерсон Д.Р. [Распознавание речи и понимание языка]

605

что испытуемый в этом примере не осознает тот факт, что кривая в осно­вании буквы была обнаружена, иначе имелась бы возможность выбрать между D и К. Скорее, испытуемый осознает только слово или букву, кото­рую логически вывела перцептивная система,

Этот пример иллюстрирует избыточность многих сложных стимулов типа слов. Эти стимулы имеют намного больше особенностей, чем требует­ся, чтобы отличить один стимул от другого. Таким образом, восприятие может протекать успешно, когда распознаны лишь некоторые из особенно­стей, а информация об оставшихся особенностях получена из контекста. В языке эта избыточность существует на многих уровнях помимо уровня осо­бенностей. Например, существует избыточность на уровне букв. Мы не должны воспринимать каждую букву в последовательности слов, чтобы прочитать ее. Длх илхюсхрахии хтохо я хогх захенхть хажхую хрехью хукху пхедхожхних на «х», х вы хем хе мехее хмохетх егх прхчихатх — хохя и хспхтыхая хекхтохые хатхудхенхя¹.

Контекст слова может быть использован для получения информа­ции о дополнительных особенностях при распознавании букв.

Контекст и речь

Существуют такие же хорошие доказательства роли контекста в восприятии речи. Хорошей иллюстрацией является эффект восстанов­ления фонемы, продемонстрированный в эксперименте, проведенном Уор­реном². Он предлагал испытуемым прослушать предложение: The state governors met with their respective legislatures convening in the capital city («Губернаторы встретились с законодательными органами свои штатов, собравшимися в столице»), — заменив на 120 же среднюю s в слове legislatures на чистый тон. Но только один из двадцати испытуемых со­общил, что слышал чистый тон, и этот испытуемый не мог правильно оп­ределить его местонахождение.

Интересным продолжением этого первого исследования был экспе­римент Уоррена и Уоррена³. Они предъявляли испытуемым предложения, подобные следующим:

It was found that the *eel was on the axle.

It was found that the *eel was on the shoe. It was found that the *eel was on the orange.

It was found that the *eel was on the table.

¹ См.: Lindsay P.H., Norman DA. Human information processing. N. Y.: Academic Press, 1977. (Пример адаптирован.)

² См.: Warren R.M. Perceptual restorations of missing speech sounds // Science. 1970. 767. P. 392^393.

³ См.: Warren R.M., Warren R.P. Auditory illusions and confusions // Scientific American. 1970. 223. P. 30-36.

606 Тема 18. Экспериментальные исследования мышления

В каждом случае * обозначает фонему, замененную неречевым зву­ком. Для этих четырех предложений испытуемые сообщали, что слыша­ли слова wheel, heel, peel и meal в зависимости от контекста¹. Важно отметить, что эти предложения идентичны вплоть до критического сло­ва. Идентификация критического слова определена тем, что происходит после него. Таким образом, идентификация слов часто не происходит мгновенно, а может зависеть от восприятия последующих слов.

При распознавании речи контекстная информация может дополнять информацию об особенностях речи.

Контекст и распознавание лиц и картин

Пока наше обсуждение сосредоточивалось на роли контекста в вос­приятии напечатанного и выраженного словами материала. Когда мы об­рабатываем другие сложные паттерны, такие как лица, очевидно, имеет место то же самое взаимодействие между особенностями стимула и контек­стом, которое отмечается в случае с языковыми стимулами. Рассмотрим рис. 4, который взят из книги Палмера². Он указывает, что в контексте лица требуется очень немного информации об особенностях стимула для распознавания отдельных частей, таких как нос, глаз, ухо или губы. На-

Рис. 4. Лицевые особенности в контексте лица и вне его. В контексте лица необ­ходима минимальная информация, но те же самые минимальные особенности нелегко распознать в ряду А. Нужно обеспечить более сложную внутреннюю струк­туру особенностей, чтобы сделать возможным распознавание, как в ряду Б

¹ С этими словами предложения переводятся на русский язык следующим образом: «Было обнаружено, что колесо на оси», «Было обнаружено, что каблук на туфле», «Было обнаружено, что кожица на апельсине», «Было обнаружено, что еда на столе». {Примеча­ ние переводчика источника.)

² См.: Palmer S.E. The effects of contextual scenes on the identification of objects /'/ Memory & Cognition. 1975. 3. P. 519-526.

Андерсон Д.Р. [Распознавание речи и понимание языка] 607

против, когда эти части представлены изолированно, требуется значитель­но больше деталей, чтобы сделать возможным их распознавание. <...>

Контекстная информация может использоваться, чтобы дополнять информацию об особенностях при распознавании лиц и картин. <...>

Понимание языка

Обсуждая вопрос понимания языка, мы рассмотрим понимание в процессе как слушания, так и чтения. Часто полагают, что процесс слу­шания является более фундаментальным. Но и при слушании, и при чтении задействованы многие общие факторы. Выбор материала иссле­дования — письменного или устного — определяется с учетом удобства манипулирования им в ходе эксперимента. Это означает, что в большин­стве случаев исследовался письменный материал.

Выделяют три стадии понимания. Первая стадия включает в себя процесс восприятия, с помощью которого первоначально кодируется аку­стическое или письменное сообщение. Вторая называется стадией синтак­сического анализа. Синтаксический анализ — это процесс, при котором слова в сообщении преобразуются в ментальную репрезентацию совмест­ного значения слов. Третья стадия — это стадия использования, в кото­рой адресат фактически использует ментальную репрезентацию значения предложения. Если предложение является утвердительным, то слушате­ли просто сохраняют значение в памяти; если это вопросительное пред­ложение, то они дают ответ; если это повеление, то они подчиняются. Но слушатели не всегда столь уступчивы. Они могут использовать утверж­дение о погоде, чтобы сделать вывод о личности собеседника, они также могут отвечать вопросом на вопрос или же делать диаметрально проти­воположное тому, о чем просит собеседник. Эти три стадии — восприя­тие, синтаксический анализ и использование — следуют друг за другом при необходимости; но они могут и частично накладываться друг на дру­га. В то время как слушатели воспринимают вторую часть предложения, они уже делают вывод о первой его части. <...>

Синтаксический анализ Компонентная структура

Структура языка определяется набором правил, которые позволяют перейти от отдельного ряда слов к интерпретации значения этого ряда. Например, в английском языке мы знаем, что, если мы слышим последо­вательность «существительное — действие — существительное», говоря-

608 Тема 18. Экспериментальные исследования мышления

щии имеет в виду, что инстанция первого существительного выполнила действие над инстанцией второго существительного. И наоборот, если предложение имеет последовательность «на существительное подействова­ло существительное», говорящий имеет в виду, что инстанция второго существительного выполнила действие над инстанцией первого суще­ствительного. Таким образом, знание синтаксической структуры английс­кого языка позволяет нам видеть различие между предложениями: «Врач застрелил адвоката» и «Врач был застрелен адвокатом».

Обучаясь понимать язык, человек усваивает множество правил, ко­торые кодируют различные лингвистические паттерны в языке и соотно­сят эти паттерны с интерпретацией значений. Но невозможно выучить правила для каждого паттерна предложения, так как предложения быва­ют длинными и сложными. Потребовалось бы значительное (вероятно, бес­конечное) число паттернов, чтобы закодировать все возможные формы предложения. Хотя мы еще не научились интерпретировать все возможные паттерны целого предложения, но мы уже можем интерпретировать суб­паттерны, т.е. словосочетания в этих предложениях, и объединять, или связывать, интерпретации этих субпаттернов. Эти субпаттерны соответст­вуют основным фразам, или модулям, в структуре предложения. Эти фра­зовые модули иначе называются компонентами. [Ранее] мы обсуждали данные, подтверждающие психологическую реальность структуры фразы при генерировании языка. Ниже мы рассмотрим несколько свидетельств психологической реальности использования компонентной структуры при понимании.

Казалось бы, чем более опознаваема компонентная структура пред­ложения, тем легче данное предложение для понимания. Граф и Торри¹ предъявляли испытуемым предложения, разбив их на отдельные строки. Эти отрывки могли быть представлены как в форме А, в которой каж­дая линия соответствует границе основного компонента, так и в форме Б, в которой применена другая последовательность. Ниже приведены примеры двух типов отрывков.

Испытуемые лучше понимали отрывки из формы А. Это указывает на то, что выявление компонентной структуры важно для синтаксичес­кого анализа предложения.

Форма А Форма Б

В течение Второй мировой войны даже В течение Второй мировой войны даже

фантастические схемы принимались во фантастические схемы принимались во

внимание если казалось, что они помогут внимание, если казалось, что они

в прекращении конфликта. помогут в прекращении конфликта.

¹ См.: Graf P., Torrey J.W. Perception of phrase structure in written language // American Psychological Association Convention Proceedings. 1966. P. 83-88.

Андерсон Д.Р. [Распознавание речи и понимание языка] 609

Рис. 5. Время пословного чтения предложения. Черточки на графике обозначают границы между фразовыми структурами¹

Когда люди читают подобные отрывки, они машинально делают паузу на границах между смысловыми группами. Ааронсон и Скарборо² предложили испытуемым прочитать слово за словом предложение, пока­занное на экране компьютера. Когда испытуемые хотели прочитать но­вое слово, они должны были нажать клавишу. На рис. 5 показан паттерн времени чтения предложения с целью последующего воспроизведения. Обратите внимание на V-образные паттерны с длительными паузами на границах фраз. По-видимому, после прочтения каждой главной фразы участникам требуется время, чтобы обработать информацию.

Когда человек обработал компонент или фразу, уже нет необходи­мости ссылаться на конкретные слова в данном компоненте. Это связано с тем, что такие компоненты являются естественными смысловыми еди­ницами, а интерпретация слов может завершиться ближе к границе ком­понента. Таким образом, мы можем прогнозировать, что испытуемые будут хуже запоминать точную словесную форму выражения компонен­та после завершения синтаксического анализа одного компонента и на­чала анализа другого. Эксперимент Джарвеллы³ подтверждает это пред­положение. Он читал участникам отрывки, которые прерывал в разных местах. В паузах испытуемых просили записать прочитанный отрывок как можно полнее. Интерес представляли отрывки, заканчивавшиеся предложениями, в составе которых было 13 слов. Вот пример такого предложения.

¹ См.: Aaronson D., Scarborough H.S. Performance theories for sentence coding: Some quantitative models // Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 1977. 16. P. 277- 304.

² См.: Aaronson D., Scarborough H.S. Performance theories for sentence coding: Some quan­ titative models // Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 1977. 16. P. 277-304.

³ См.: Jarvella R.J. Syntactic processing of connected speech // Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 1971. 10. P. 409-416.

39 3iiK. 1949

610 Тема 18. Экспериментальные исследования мышления

12 3 4 5 6

Having failed to disprove the charges,

? 8 9 10 11 12 13

Taylor was later fired by the president.

(Поскольку Тейлор не смог опровергнуть обвинений, позднее он был уволен президентом.)

Сразу после завершения чтения участникам напоминали первое слово предложения и просили восстановить остальные слова. Каждое предложение состояло из придаточного предложения из 6 слов, за кото­рым следовало главное предложение из 7 слов. На рис. 6 показан гра­фик вероятности вспоминания каждого из 12 слов в предложении (исклю­чая первое слово, которое использовалось как подсказка). Обратите вни­мание на резкий подъем функции на 7 слове, т.е. в начале главного предложения. Эти данные указывают на то, что испытуемые лучше по­мнят последний главный компонент, и этот результат подтверждает ги­потезу о том, что испытуемые дословно запоминают только последний главный компонент.

¹ Адаптировано из: Jarvella R.J. Syntactic processing of connected speech // Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior. 1971. 10. P. 409-416.

Андерсон Д.Р. [Распознавание речи и понимание языка]

611

В эксперименте Каплана¹ также получены доказательства ис­пользования компонентной структуры, но в этом исследовании исполь­зовался метод, основанный на измерении времени реакции. Испытуемым сначала устно предъявляли предложения, а затем — тестовое слово; пос­ле этого их просили как можно быстрее определить, присутствовало ли тестовое слово в предложении. Каплан сравнивал пары предложений, подобные следующей.

1. Now that artists are working fewer hours oil prints are rare. (Те­перь, когда художники работают меньшее время, масляные оттиски ста­новятся раритетом.)

2. Now that artists are workingin oilprints are rare. (Теперь, когда художники работают маслом, оттиски становятся раритетом.)

Интерес исследователей был сосредоточен на том, чтобы узнать, насколько быстро участники опознают слово oil, когда оно стоит в конце каждого из двух предложений. Предложения были составлены так, что­бы в них обоих слово oil было четвертым с конца, а за ним следовали одни и те же слова. На самом деле путем монтажа пленки Каплан предъявлял стимул так, чтобы участники слышали ту же самую запись этих последних четырех слов, каким бы ни было все предложение. Но в предложении 1 слово oil является элементом последнего компонента — oil prints are rare, — тогда как в предложении 2 это слово принадлежит первому компоненту — now that artists are working in oil. Каплан пред­положил, что участники быстрее опознают слово oil в предложении 1, потому что в их памяти все еще активна репрезентация этого компонен­та. Как он и предполагал, тестовое слово опознается быстрее, если оно находится в последнем компоненте. Испытуемые обрабатывают значение предложения по одной фразе и сохраняют доступ к фразе только во вре­мя обработки ее значения.

Незамедлительность интерпретации

Один из важных принципов, применяемых в исследованиях обра­ботки языка, называется принципом незамедлительности интерпрета­ции. По существу, этот принцип гласит, что люди пытаются извлечь мак­симально возможный объем значения из каждого слова в момент его про­изнесения, а не ждут конца предложения или даже конца фразы, для того чтобы решить, как интерпретировать слово. Например, Джаст и Карпентер² изучали движения глаз испытуемых в процессе чтения пред­ложения. Оказывается, что испытуемые останавливаются почти на каж­дом слове. Джаст и Карпентер обнаружили, что время, потраченное ис-

¹ См.: Caplan D. Clause boundaries and recognition latencies for words in sentences // Perception and Psychophysics. 1972.12 P. 73-76.

² См.: Just MA., Carpenter PA. A theory of reading: Prom eye fixations to compre­ hension И Psychological Review. 1980. 87. P. 329-354.

612