神奇的数字7±2:人类信息加工能力的某些局限(下)
2016-09-28 心理学空间网 心理学空间网
微信号 psychspacecom
功能介绍 传播心理学知识，倡导心理学观念
神奇的数字7±2：人类信息加工能力的某些局限(上)
神奇的数字7±2：人类信息加工能力的某些局限(中)
五、瞬时广度
综上所述，可概括如下：就准确性来说，我们对单维刺激变量的绝对判断，有一个明显而确定的界限。我主张称之谓绝对判断广度，而且我认为单维判断的广度通常在七左右。然而，由于我们有突破这个广度并提高判断准确性的各种方法，因此并不完全受制于这一限定了的广度。这里最重要的三种方法是： 1）作相对判断而不作绝对判断，如果这不可能的话，则2）增加维度数目，使刺激能因之而变得不同，或3）设法使作业的安排能允许连续作出一系列的绝对判断。
对相对判断的研究是实验心理学最早的课题之一，我这里不作回顾了。第二个方法即增加维度数，这我们刚才讨论了。看来，通过增加维度数并要求被试对每一属性作是或否的粗略判断，我们至少可将绝对判断的广度从7 扩展到15。根据我们的日常行为来判断，如果确实有一限度，这个限度可能达到几千。我以为我们不能把维度无限地结合起来。我还猜想同样有一知觉维数的广度，而这个广度大约是10，但我应立即补充说，目前还没有任何客观的根据来证实我的猜想，这是非常需要做实验探索的问题。
第三个方法是作连续的判断，因为这个方法引入记忆作为辨别的辅助手段，所以我有不少意见要提出讨论。记忆过程至少与知觉过程一样复杂，我们可料到，这两种过程的相互作用是不会很容易弄清的。
现假定我们稍稍修改采用过的实验程序。一直到目前，我们呈现的都是单个刺激，并要求被试在每次刺激呈现后立即作出回答。现在我们修改一下实验程序，即要求被试在几个刺激还没有连续呈现完之前，暂时不作回答，而待刺激序列呈现完后再作回答。这仍然是同用于测量传递信息所要求的输入一输出相同的实验情境，但是，我们已经从绝对判断实验进入到另一种我们通常称为瞬时记忆广度的实验。
在考查这方面的实验资料前，我认为应当提醒你们不要避免那些很容易产生但却会混淆问题的联想。众所周知，瞬时记忆有着有限的广度，而且就许多不同的实验材料来说，这个广度范围约为七个项目。我在前面刚向你们指出：绝对判断的广度约为七个等级，而速视注意广度约包括6 个对象。难道不是会很自然想到上述三种广度都是同一基本过程的不同方面吗？然而，如同我要力求表明的那样，这根本是一种误解。这正是神奇的七迷惑人的一个地方，我也就在这里产生了误解。
我以前的错误正类似于此。我们已看到绝对判断广度中不变的特性是被试所能传递的信息量。绝对判断实验与瞬时记忆实验从操作上说确实很相似。如果瞬时记忆与绝对判断一样，则其不变的特征亦应是被试所能保持的信息量。若瞬时记忆广度的信息量为一常数，则当每个单位包含的信息量多时，瞬时记忆广度就应短些，反之，广度就应长些。例如，每个十进制数相当于3.3比特，我们大约能回忆七个十边制数，其总信息量是23比特。每个孤立的英语单词约相当于10比特，若能保持的总信息量始终为23比特，则我们仅能记住2或3个随机呈现的孤立英语单词。我由此推导出：瞬时记忆广度应是实验材料单元信息量的函数。
文献中关于测量记忆广度的资料对理解这个问题是有启发的，但并不是确定的，因此还必须用实验来说明。海斯(Hayes) 用5种不同实验材料来研究这个问题，这6种实验材料是：2进制数、十进制数、英文字母、字母加十进制数以及1000个单音节词。实验中，各张表以每秒一个速率大声读出，并且不限定被试作回答需要的时间。对被试回答问题的评分采用了武德沃斯(Woodworth) 所说的方法。
图7 根据海斯的实验得到的资料:图中所示为瞬时记忆广度是测验材料单项所含信息量的函数
实验结果如图7 黑点所示。如广度的信息量是恒定的，则广度应如图中虚线所示。图中实线表示实验结果。海斯可用测验词表重复做实验。这些词表大小不一样，但都是单音节英语词（图7 中的小圈）。由这些更相似的实验材料得到的结果在图上未显示出实质性的变化。用单音节英文词测得的广度大约是5 ，用2进制数测得的广度大约是9，这种差别与假设广度信息量为恒定的变化情况相比，则是小多了。
图8 根据波海克的实验得到的资料:图中所示为一次呈现后保持的信息量是测验材料单项所含信息量的函数
由于波洛克更精心地重复作了这种实验，得到了基本相同的结果，因此可以说海斯的实验并没有什么错。波洛克耐心测定了传递的信息量，而没有用通常的方法为反应评分。他的实验结果见于图8。该图清楚表明：传递的信息量并非一常数，而几乎以正比例随输入单位信息量的增大而增加。
因此情况很清楚，尽管在上述两种情况下恰巧都出现那种神奇的七，但绝对判断的广度与瞬时记忆的广度却是对我们的信息加工能力所施加的十分不同性质的局限。限定绝对判断的是信息量，而限定瞬时记忆广度的却是输入单位的数目。用某种形象的术语来反映这种区别，我就得象通常作的那样区分信息比特与信息组块这2个概念。然后我才能说绝对判断广度的信息比特数目是不变的，而瞬时记忆广度中不变的却是信息组块。瞬时记忆广应并不随每个信息组块包含的比特数目而变化，至少就目前已经测验过的材料来说是这样的。
比特块与比特这2个词的区别，也使下述情况显得更为突出，即我们还不能确定是什么构成了信息组块。例如，海斯从一组1000个单音节英文词中随机抽取单词测定的记忆广度是5个词。由于每个英文单音节词中约有3个音素，因此把记忆广度说成是有15个音素也同样是恰当的。从直觉上说，显然被试回想起的是5个词，而不是15个音素，但其中的逻辑区别并不是一下于能看清的。这里，我们面对着的是一个将输入组合为熟悉的单位或组块的过程，而大量的学习都是用来形成这种熟悉的单位的。
六、重新编码
因此，为了能说得更为确切，我们必须认识到把输入序列组合为单位或组块的重要性。由于记忆广度是固定数目的组块，我们只要不断组成更大的每个组块比以前包含着更多信息的组块，即能增加信息的比特数目。
一个人刚开始学习无线电电报码时，他听到的每一嘀哒声都是不相连的组块。不久他即能把这些声音组成为字母，随后又能把几个字母当作组块来处理。再后来，这些字母又组成为单词，这是更大的组块，而他又开始能昕出整个短语了。我并不是说每一步都是一个分立的过程，或者说在学习曲线中会出现高原，因为各级组块显然是以不同的速率完成并且在学习过程中是相互重迭的。我不过指出了这样一个明显的事实，即：操作者通过学习把嘀哒声组成模式，而随着这些更大的组块的出现，操作者能记忆的信息量相应也增加了。用我建议采用的术语来说，操作者在学会了增大单位组块中的比特量。
在通信理论的术语中，这一过程称为重新编码。输入以某种代码发出，这种代码包含很多组块，但每一组块的比特数却很少，操作者将这些输入编成另一种代码，这种代码组块较少，而每一组块的比特数却多些。重新编码有许多方式，但最简单的恐怕是将输入事项分组，对每个组给以新的名称，然后去记这些新的名称而不再去记原先的输入事项。
我相信对人的心理来说，这是一个极普遍而又重要的过程，因此我想告诉你们一个示范实验，这个实验可能会很好地阐明我的想法。这就是西德尼·史密斯( SidneySmith) 作的实验，该实验由他本人在1954年美国东部心理协会会议上作了报告。
表1 对一个二进制数的序列重新编码的方法
人能重复出8个十进制数， 但只能重复出9个二进制数。实验根据的就是这样一个同观察到的现象。由于这两种情况下回忆的信息量相差很大，我们立即会想到：为增加2进制数瞬时记忆的广度，可采用一种重新编码的方法。表1列出了一种分组与重新命名的方法。最上面是一行18个2 进制数，其数目远远超过了任何人在一次呈现后所能记住的数目。第二行则是把这些同2进制数一对对组合起来，可能出现的有4种对子。我们把00重新命名为0 ，01 命名为1，10为2，11 为3 。这就是说把2进位的数重新编码为4进位的数。经过重新编码的序列，只有9个数要记住，这个数目差不多己处在瞬时记忆广度范围内。再下面一行，同样的2 进制数又再组成为包括3个数字的组块，这可能出现8种3 个数字的序列，对此可用0~7来分别命名。这样，我们就把18个2进制数的序列重新编码为6个8进制数的序列，这数目已完全是在瞬时记忆的广度范围内了。在最后2行、2 进制数分别组成4个与5个数一组的组块，并分别用0~15 、。0~31 的十进制数来重新命名。
不言而喻，这种编码增加了每个组块的比特数，并且把2进制数序列组合为一种能为瞬时记忆广度所容纳的形式。史密斯约集了20位被试作实验，测定他们对2进制数与8进制数的瞬时记忆广度。测定结果是2进制数为9， 8进制数为7。然后把每种编码方案交给5个被试，被试学习这些编码，直至他们说熟悉了这些编码方法。这大约需要5-10分钟。在这些被试试用学到的编码方案的情况下，史密斯再次测定他们的2进制数瞬时记忆广度。
各种编码方案都扩大了他们的瞬时记忆广度，但扩大幅度并不象我们根据8进制数记忆广度所设想的那样大。由于差距随编码比率的扩大而增大，因此我们推也被试用很少几分钟来学习编码方案是不够的。很明显，从一种代码转换成另一种代时基本上应是自动化的，否则当被试力求记忆对前一组的变换结果时，就会漏掉下一个组织的一部分。
由于4 : 1 与5 : 1 比率的编码要求长时间的学习，史密斯决定仿效艾宾浩斯(Ebbinghuaus) ，以自己为被试来作实验。他以日耳曼人特有的耐心，依次对每种编码方法进行了学习，其实验结果示于图9。图上数据的趋向与我们对8进制数记忆广度的预见极为相似。史密斯能记住12个8进制数。编码比率为2:1时，12个组块相当于24个2进制数；编码比率为3 : 1时，12个组块就相当于36个2进制数；当4 : 1 与5 : 1 的编码方法时，12个组块约相当于40个2 进制数。
图9 2进制数字瞬时记忆广度用编码方法的函数表示。预测的曲线是把8进位的记忆广度分别乘以2.3和3.3而得到的这与四选制、八进制、十进制编码分别对应.
一个人能一连串记住40个2进制数，然后能毫无错误地重复出来这是颇为惊人的。但如果你以为这不过是一种扩展记忆广度的记忆诀窍，那你就没有领会它所包含的关键点，即编码是扩大我们所能处理的信息量的极为重要的手段，几乎所有记忆方法都包含了这一过程。我们在日常行为中也总是采用这种或那种编码方式。
我认为，把输入转换成言语代码是我们最常用的一种编码方法。当我们想记住一一个故事、一个论点或一种想法时，我们总是为求用自己的措词去表达这些要记住的东西。当我们目睹某个事件并想要记住的时候，我们就用言语描述这个事件，随后就记住自己所作的描述，而在回想的时候，我们又通过第二次加工重建同先前作出的特定言语编码看来相符的细节。卡米查尔(Carmichael) 、霍根(Hogan) 沃尔特(Walter)所作的名称影响视觉图形回忆的著名实验，表明了这一过程。
在司法心理学中，目击者证词之不准确，乃是人所周知的，但证词中发生的歪曲不是没有规律的。歪曲情况当然决定于目击者采用的特远编码，而所用的特定编码又取决于其以往全部经历。我们的语言十分有助于把材料组合到少数包含大量信息的组块中去。我猜想意象也是一种编码方式，但同符号性的编码相比，意象在操作上极难把握，亦极难通过实验进行研究。
看来，连长期记忆也可以这样来进行研究。熟记的过程可能只是把一些有关的项目形成组块一直到所组成的组块数目少到我们能记住所有单个项目的程度。这方面，布斯菲尔德(Bousfield) 与科恩(Cohen)做的单词在回忆中成群出现的研究，是特别令人感兴趣的。
七、结语
我要介绍的实验资料至比己结束，因比，这里想作几点概括的说明。
第一，绝对判断广度与瞬时记忆广度对我们所能接收、加工与记忆的信息量有着严格的限制。通过把输入的刺激同时编为不同的维度和连续组成一系列组块，我们就能打破（或至少扩展）这种对信息量的局限。
第二，编码是人类心理中一个极为重要的过程，应比以往得到更多的重视。尤其是人的言语编码，在我看来似乎正是思维过程的关键。编码程序一直为临床学家、家、语言学家与人类学家所关注，然而，与无意义音节或迷津相比，由于编码更不易为实验操作把握，因此，传统的实验心理学家对编码的分析贡献甚少，或投有什么贡献。但是，实验技术是可以应用，编码方法是可以详细说明，行为的征象也是可以找到的。因此，我预期我们会发现一组条理分明的定向关系，并用以描述出个体差异这个至今尚未探明的荒野。
第二，信息理论提供的概念与量数对处理某些这类问题提供了定量的方法。该理论向我们提供了校订刺激材料与测定被试成绩的尺度。为便于交流，我没有谈到信息测量方面的技术细节，并力求以大家更熟悉的用语来表达我的想法。我希望这种通俗解释不会使你们认为上述概念在研究中并无用处。在辨别研究和语言研究中，信息概念已被证实是有价值的，在学习，记忆研究中，这些概念也可望使我们获得许多成果。甚至在概念形成的研究中，同样可采用这些概念。二、三十年来似乎无从着手的许多问题，现在可用一种新的眼光去看待了。我以为我的阐述应在开始真正引起人们兴趣的时候就作为结束。
最后要问，神奇的七究竟意味着什么？世界的七大奇迹，七大洋、七大罪恶、昂星团中的七仙女、人的七次寿命、七层地狱、七种基本颜色、音阶中的七个音符，一星期中的七天，这些究竟意味着什么？七级量表、绝对判断中的七个等级、注意广度中的七个对象及瞬时记忆广度中的七个数字。这一切又意味着什么？我建议目前暂时不要作出判断。有可能在所有这些七的背后，存在着某种奥妙而又意味深长的东西，某种在召唤我们去揭示其中奥秘的东西。然而，我也怀疑这仅仅是令人徒作苦思的毕达哥拉斯式的巧合。
（原载《The psychological Review》1956.No.63 ，陆冰章，陆丙甫译 宋钧校）
传播心理知识 倡导心理观念
长按二维码向我转账
受苹果公司新规定影响，微信 iOS 版的赞赏功能被关闭，可通过二维码转账支持公众号。
阅读
微信扫一扫
关注该公众号
即将打开''小程序