Память и информация

 в раздел Оглавление

«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 1
Экспериментальная психология памяти

Память и информация

Одним из направлений в современной психологической науке, в русле которого выполнено большое количество работ по изучению памяти, является так называемый кибернетический подход к памяти.

Его возникновение и развитие обусловлено в значительной степени все более растущим взаимодействием между психологией и кибернетикой, актуальностью проблемы человек-машина, необходимостью распределения функций между ними. В чем суть этого подхода?

Кибернетический, или информационный, подход к памяти позволяет определить ее как запоминание, хранение и воспроизведение информации. В этом определении отражены общие признаки человеческой памяти, запоминающего устройства машины и таких моделей памяти, как, например, письмо, живопись, книгопечатание, фотография.

Человеческая память как психический процесс, как свойство человеческого мозга отличается тем, что в ней запоминается, хранится и воспроизводится прошлый опыт общественного человека. То, что человеческая память развивалась как звено передачи информации и обмена информацией в человеческом обществе, обусловило специфически человеческие способы кодирования, переработки, хранения и поиска информации, отличающие количественно и качественно человеческую память от памяти искусственной. Но вместе с тем нельзя отвлечься от основного свойства памяти - хранить информацию.

Информационный подход к изучению памяти позволил найти количественную меру запоминаемого материала - количество информации. Если раньше мы не имели возможности количественно сравнить разнородный запоминаемый материал, и вопрос о том, например, где больше запоминаемого материала - в десяти буквах или в десяти цифрах, не мог быть разрешен, то теперь оказалось возможным более или менее определенно оценить количество информации, содержащейся в запоминаемом материале, который закодирован самыми разнообразными символами. Для этого нужно знать длину алфавита и вероятность появления этих символов. Так, 10 цифр несут 33 дв. ед. информации, а 10 разных букв, если они отобраны в случайном порядке, - 50 дв. ед.; если же 10 букв составляют часть предложения, начало которого нам известно, то они содержат не более 10 дв. ед.

Одна из традиционных проблем психологии памяти - проблема объема кратковременной памяти - с использованием информационного подхода была сформулирована следующим образом: зависит ли объем кратковременной памяти от количества информации, содержащейся в запоминаемом материале. Одним из первых эту проблему исследовал Дж. Миллер.

В его эксперименте использовались три вида стимульного материала: двоичные числа, десятичные числа и слова, отобранные из 1000 односложных слов. Длина алфавита для этих символов, соответственно, составляет 2, 10 и 1000 символов, что соответствует 1, 3.3 и 10 двоичных единиц на символ.

Результаты исследования показали, что при различном материале объем кратковременной памяти почти не изменяется. Для двоичных чисел объем кратковременной памяти составил 9, для десятичных чисел 8, а для односложных слов 5 символов. В информационных мерах объем кратковременной памяти составил, соответственно, 9,26 и 50 дв. ед. Таким образом, с увеличением информации на символ на входе в 10 раз объем кратковременной памяти в символах уменьшается в 1,8 раза, а объем памяти в двоичных единицах увеличивается в 5,5 раза.

Таким образом, Дж. Миллер экспериментально показал, что объем памяти не зависит от количества информации в отдельном символе, а определяется длиной ряда предъявленных символов, предел которого составляет 7±2. Иначе говоря, объем кратковременной памяти определяется постоянным числом кусков информации, которые могут быть и богаты, и бедны информацией.

С этим фактом - обусловленностью объема памяти количеством символов независимо от содержащейся в них информации - Миллер связывает проблему кодирования информации.

Важно кодировать запоминаемый материал символами, содержащими много информации. «Это выглядит так, как если бы мы должны были носить все наши деньги в кошельке, вмещающем только семь монет. При этом для кошелька безразлично, что это за монеты - пенни или серебряные доллары».

Уточнение результатов Миллера было получено в опытах П.Б. Невельского (1965). Автор показал, что с изменением информации на символ в 40 раз (с 0,5 до 20 дв. ед.) объем кратковременной памяти испытуемых изменяется всего в 4 раза (с 12 до 3 символов).

Итак, основная закономерность объема кратковременной памяти - его инвариантность при измерении числом символов — проявляется даже при очень широком диапазоне изменения количества информации. Но при этом оценка объема кратковременной памяти «магическим числом семь» (по Дж. Миллеру) является справедливой только для случаев, когда Информация на символ на входе находится в пределах от 1 до 10 дв. ед.

В другом исследовании Дж. Миллера, выполненном совместно со Смитом, было показано, что положение о независимости объема кратковременной памяти от количества информации относится не только к непосредственному запоминанию, но и к процессу заучивания наизусть. При заучивании двух списков, разных по количеству символов, но содержащих одинаковое количество информации (10 буквенных символов, выбранных из алфавита в 32 символа, и 50 символов - из двоического алфавита), испытуемые затратили в среднем на список из 10 символов 2.5 повторений, а на список из 50 символов - 122 повторения. С другой стороны, авторы получили незначительные различия в количестве повторений в опытах, где заучивались равные по длине списки, но содержащие разное количество информации (составленные в одном случае из 32, а в другом - из 8 альтернатив).

Если объем памяти не зависит от количества информации на символ, то задача человека, заучивающего материал, заключается в том, чтобы выбрать для запоминания небольшое количество символов, содержащих много информации, которые бы обеспечивали восстановление при пересказе всех деталей исходного материала. Таким образом, заучивание связано с преобразованием материала в определенные группы и введением новых символов. Такое группирование и введение новой символики - иными словами, перекодирование материала - является мощным орудием для увеличения количества перерабатываемой человеком информации.

Процессы перекодирования входной информации - эффективное средство преодоления информационной нагрузки. Все живые системы вырабатывают свои средства, препятствующие перегрузке информацией. Чем сложнее система, тем больше у нее таких средств. Дж. Миллер перечисляет следующие механизмы, препятствующие перегрузке: 

  1. отказ от приема информации; 
  2. ошибка при приеме информации; 
  3. задержка, когда ответ на поступающее сообщение откладывается со времени «пик» на время уменьшения притока информации; 
  4. фильтрация, когда определенные категории информации систематически не принимаются; 
  5. приблизительность, когда на две различные категории информации перегруженная система дает ответ как на одну; 
  6. увеличение количества каналов по приему информации, распределяющее ее по подсистемам и благодаря этому снимающее перегрузку с системы в целом; 
  7. децентрализация (частный случай предыдущего); 
  8. избегание, когда система избегает ситуаций, влекущих за собой перегрузку информацией. 

Этот перечень, за исключением пунктов 6 и 7, характеризует способы избегания информационной перегрузки. Не менее важны и способы преодоления перегрузки, посредством которых принимается весь поток информации за счет изменения или укрупнения алфавита, т.е. за счет перекодирования и введения новых символов.

При исследовании проблемы перекодирования в процессе запоминания возникает вопрос об определении размеров используемых человеком «кусков» информации. С целью найти данные, определяющие длину «кусков» информации при запоминании словесного материала, Дж. Миллером и О. Селфриджем (1950) было проведено исследование, в котором выяснялось влияние на количество запоминаемого словесного материала различных порядков приближения к статистической структуре английского языка. Авторы пришли к утверждению, что для связного текста естественная длина обобщенных символов составляет в среднем пять слов, т.е. человек оперирует отрезками информации, средняя длина которых составляет пять слов.

Гипотеза о решающей роли в процессе запоминания перекодирования материала перекликается с рядом известных положений об опосредствованном характере памяти человека, разрабатывавшихся в советской психологии Л.С. Выготским, А.Н. Леонтьевым и др.

Проблема перекодирования была поставлена в контексте изучения оперативной памяти как исследование способов преобразования материала при его оперативном запоминании. Результатом этих преобразований выступают оперативные единицы памяти (ОЕП), которые в зависимости от качества лежащих в их основе способов отражают объект и условия действия с разной полнотой и глубиной, т.е. являются в разной степени адекватными содержанию задачи. Это позволяет говорить о разных уровнях оперативных единиц.

Проблема различных уровней ОЕП широко разрабатывалась в исследованиях Г.В. Репкиной. Автором показано, что единицы низшего уровня отражают внешние, эмпирически выделяемые свойства материала, учет которых едва обеспечивает достижение цели действия. На основе учета наиболее существенных, закономерных внутренних свойств материала образуются оптимальные ОЕП, - они в наибольшей степени адекватны решаемой задаче. Между этими крайними полюсами располагается гамма единиц промежуточного уровня, в основе которых лежит все более полное отражение существенных свойств материала.

Уровень ОЕП не является константным свойством человека, он складывается в процессе обучения выполнению данного вида деятельности. Решающую роль в процессе формирования единиц того или иного уровня играет не столько объем тренировки, сколько метод обучения. ОЕП оптимального уровня формируются при специальной направленности деятельности субъекта на самостоятельное выделение в процессе решения задач наиболее существенных свойств объекта действия и нахождение соответствующего этим свойствам алгоритма решения.

Вопрос о влиянии избыточности сообщений на запоминание, его скорость и продуктивность требует экспериментальной проверки. Под избыточностью понимают меру организации, меру ограничений в сообщении, определяемую его структурой. Сообщением называют любую форму представления информации (изображение, последовательность цифр, буквенный текст и т.п.).

По вопросу о влиянии избыточности на продуктивность запоминания получены противоречивые данные. Ряд авторов (Ф. Эттнив, 1955 и др.) на основании результатов экспериментальных исследований, в которых избыточность достигалась либо уменьшением средней информации на символ, либо путем добавления символов, не несущих информации, делают вывод об отрицательном влиянии избыточности на запоминание. Правомерность такого заключения вызывала сомнение у П.Б. Невельского. Более продуктивное запоминание случайных сообщений, где деятельность испытуемых ограничена простым повторением и установлением лишь внешних связей по смежности или по сходству, по сравнению с избыточными сообщениями, где деятельность при запоминании заключается в установлении внутренних смысловых связей и закономерностей строения материала, кажется парадоксом. В исследованиях П.Б. Невельского и его соавторов (1964) были получены факты, свидетельствующие о положительном влиянии избыточности на запоминание. избыточность материала создает возможности для применения эффективных способов мнемической деятельности испытуемых, результатом которой является образование более крупных субъективных символов, «кусков» информации, которыми оперирует человек в процессе запоминания.