Часть 2. Когнитивная психология памяти

1. Общая характеристика систем памяти: пробле­ма двойственности памяти

П. Линдсей, Д. Норман

СИСТЕМЫ ПАМЯТИ¹

Было бы ошибочным представлять себе человеческую память как некую единую функцию. В ней участвует много различных процессов, Более того, существует по крайней мере три совершенно различных типа памяти: «непосредственный отпечаток» сенсорной информации, крат­ковременная и долговременная память. Возможно, что существуют и другие виды памяти, но их свойства пока не известны психологам-экс­периментаторам. Мы начнем изучение памяти с краткого обзор» основ­ных ее систем <...>.

«Непосредственный отпечаток» сенсорной информации. Эта систе­ма удерживает довольно точную и полную картину мира, воспринимае­мую органами чувств. Длительность сохранения картины очень невели­ка, порядка 0, 1—0, 5 с.

• Похлопайте четырьмя пальцами по своей руке. Проследите за непосредственными ощущениями, за тем, как они исчезают, так что сначала у вас еще сохраняется реальное ощущение похлопы­вания, а затем остается лишь воспоминание о том, что оно имело место.

• Закройте глаза, затем откройте их на мгновение и закройте сно­ва. Проследите за тем, как увиденная вами четкая, ясная картин? сохраняется некоторое время, а затем медленно исчезает.

• Прислушайтесь к каким-либо звукам, например к постукиванию своих пальцев или насвистыванию. Проследите за тем, как исче­зает из сознания четкость звукового образа.

¹Линдсеи П., Норман Д. Переработки информации у человека. М.: Мир, 1974 С. 276-279.

• Вытяните вперед руку, сжатую в кулик. Быстро разожмите ку­лак, вытянув два пальца, а затем снова сожмите руку в кулак, Обратите внимание на то, что туманное следовое ощущение двух вытянутых пальцев сохранится на мгновение после того, как вы вновь сжали пальцы в кулак.

• Поводите карандаш (или просто палец) взад и вперед перед глаза­ми, глядя прямо перед собой. Обратите внимание на расплывча­тый образ, следующий за движущимся предметом.

Эта последняя иллюстрация — самая важная, поскольку с ее по­мощью можно приблизительно определить, в течение какого времени сохраняется образ предмета. Измените скорость движения предмета взад и вперед. Обратите внимание на то, что если двигать его слишком мед­ленно, то непрерывность образа между крайними точками движения ут­рачивается. При какой скорости расплывчатый образ начинает быть не­прерывным? Вы обнаружите, что для поддержания непрерывности пос­ледовательного образа требуется 10 циклов движения за каждые 5 с. Это означает, что движущийся предмет проходит перед вашими глазами 20 раз в течение 5 с, или четыре раза в секунду, т.е. зрительный след со­храняется около 0, 25 с (250 же).

Эти параметры «непосредственного отпечатка» зрительной сенсор­ной информации тесно связаны с характеристиками времени реакции зрительной системы <.., >. Длительность действия этой системы можно установить, если следить за вращающимся по кругу электрическим фо­нариком. Скорость вращения, при которой можно видеть след замкнуто­го круга, дает возможность приблизительно определить время зритель­ной реакции. Совпадает ли это с оценкой времени, в течение которого сохраняется «расплывчатый образ движущегося карандаша»?

Кратковременная память. Кратковременная память удерживает материалы иного типа, нежели «непосредственный отпечаток» сенсорной информации. В данном случае удерживаемая информация представляет собой не полное отображение событий, которые произошли на сенсорном уровне, а непосредственную интерпретацию этих событий. Так, если при вас произнесли какую-то фразу, вы запомните не столько составлявшие ее звуки, сколько слова. Между запоминанием образа событий и запо­минанием интерпретации этих событий имеется явное различие, которое более подробно разбирается в дальнейшем.

Информация, подобная нескольким последним словам предложе­ния, которое вы только что услышали или прочитали, номеру телефона или чьей-нибудь фамилии, может быть удержана в кратковременной па­мяти, но емкость этой памяти ограниченна. Обычно запоминаются лишь пять или шесть последних единиц из предъявленного материала. Сделав сознательное усилие, вновь и вновь повторяя материал, содержащийся

в кратковременной памяти, его можно удержать, на неопределенно дол­гое время,

Способность активно сохранять материал в кратковременной памя­ти путем такого повторения составляющих его элементов представляет собой одну из наиболее важных характеристик системы памяти, «Непосредственные отпечатки» сенсорной информации невозможно по­вторять. Они сохраняются лишь несколько десятых долей секунды, и продлить их нет возможности. В кратковременной же памяти можно путем повторения удерживать небольшое количество материала в тече­ние неопределенно долгого времени.

Долговременная память. Существует явное и убедительное разли­чие между памятью на только что случившиеся события и на события далекого прошлого. О первых мы вспоминаем легко и непосредственно, а вспомнить вторые бывает трудно, и это происходит медленно. Только что происшедшие события еще остаются в сознании, они не покидали его. Однако введение в долговременную память нового материала требует времени и усилий. Извлечение воспоминаний о событиях прошлого так­же происходит с трудом. Итак, кратковременную память можно охарак­теризовать как непосредственную и прямую, а долговременную — как трудоемкую и напряженную.

Из кратковременной памяти: «Какими были последние слова предыдущего предложения?»

Из долговременной памяти: «Что вы ели на обед в прошлое воскре­сенье?»

Долговременная память — наиболее важная и наиболее сложная из систем памяти. Емкость систем «непосредственных отпечатков» сенсор­ной информации и кратковременной памяти очень ограниченна: первая составляет несколько десятых секунды, а вторая — несколько единиц хранения, емкость же долговременной памяти, по-видимому, практичес­ки неограниченна¹. Все, что удерживается на протяжении более чем не­скольких минут, очевидно, должно находиться в системе долговремен­ной памяти. Весь приобретенный опыт, в том числе правила граммати­ки, должен составлять часть долговременной памяти. В сущности, можно считать, что экспериментальная психология занимается в ос­новном проблемами введения материала в долговременную память, хра­нения его в этой памяти, извлечения оттуда и надлежащей его интер­претации.

¹ Очевидно, какие-то границы все же существуют, так как мозг является конечным устройством. Но он состоят примерно из десяти миллиардов (1010) нейронов, и каждый из них способен удержать существенное количество информации. Имеется также много гигантских молекул, таких, как РНК, каждая из которых может хранить большие коли­чества информации. Поэтому для практических целей мы можем считать, что емкость памяти человеческого мозга неограниченна.

Линдсей П., Норман Д. Системы памяти

Главный источник трудностей, связанных с долговременной памя­тью, — это проблема поиска информации. Количество информации, со­держащейся в памяти, очень велико, и поэтому извлечение из нее имен­но тех сведений, которые требуются в данный момент, сопряжено с се­рьезными трудностями. Тем не менее отыскать необходимое удается быстро. Даже в такой обычной деятельности, как чтение, для интерпре­тации значения символов печатного текста приходится непосредственно и немедленно обращаться к долговременной памяти. Проблемы, связан­ные со способностью найти единственно-правильную единицу среди хранящихся в памяти миллионов или миллиардов их, в большой степени определяют общую структуру всех ступеней системы памяти.

Р. Солсо МОДЕЛИ ПАМЯТИ¹

Модель Во и Нормана. Первая современная поведенческая модель, способная проникнуть вглубь памяти, модель, в которой первичная па­мять послужила отправной точкой для многих современных теорий, была разработана Во и Норманом². Лежащая в ее основе концепция дуалистична: первичная память, или система кратковременного хранения, пред­ставлена как независимая от вторичной памяти, или системы более дли­тельного хранения. Здесь деление памяти на первичную и вторичную было с некоторыми вольностями позаимствовано у Уильяма Джеймса, и модель, показанная в виде схемы на рис. 1, спровоцировала появление метафоры «ящиков в голове», которая быстро распространилась в лите­ратуре по когнитивной психологии.

Рис.1. модель первичной и вторичной систем памяти³

¹ Солсо P.Л. Когнитивная психология. М.: Тривола, 1996. С. 148, 154-169.

² См.: Waugh N.C., Norman D.A. Primary memory // Psychological Review. 1965. Vol. 72.
P. 89-104.

³ Адаптировано из: Waugh N.C., Norman D.A. Primary memory // Psychological Review. 1965. Vol. 72. P. 89-104.

Во и Норман сделали то, чего так к не попытался сделать Джеймс: они дали количественную оценку свойствам первичной памяти (1117). По их мнению, система краткого хранения обладает весьма ограниченным объемом, и информация в ней теряется не просто в зависимости от вре­мени, но и за счет вытеснения «старых» элементов новыми. ПП можно представить в виде хранилища с вертикальной картотекой, в ячейках которой размещается информация, а если все ячейки уже заняты, то она вытесняет какой-нибудь элемент и занимает его ячейку. <.,.->

Модель Аткинсона и Шифрина. Объяснения человеческой памяти в терминах «ящиков в голове» уже достаточно широко распространились, когда Аткинсон и Шифрин представили новую систему, разработанную в рамках представления о памяти, имеющей фиксированную структуру и меняющиеся процессы управления¹. Они разделяли концепцию двой­ственной памяти, описанную Во и Норманом, но ввели в состав КВП и ДВП гораздо больше подсистем. Это как если бы Во и Норман открыли такие элементы как земля, огонь, воздух и вода, а Аткинсон и Шифрин описали элементы, составляющие периодическую таблицу; это более по­здние представления, более сложные, и они более полно описывают ши­рокий круг явлений. Аткинсон и Шифрин заметили, что упрощенное понимание памяти не позволяет объяснить такие сложные явления, как внимание, сравнение, управление воспроизведением, передача информа­ции из КВП в ДВП, образы, кодирование в сенсорной памяти и т.д. Един­ственным выходом было «разделять и властвовать», т.е. формулировать свойства памяти и разрабатывать эмпирические правила их различения.

Модель Аткинсона и Шифрина предусматривает три хранилища ин­формации: 1) сенсорный регистр, 2) кратковременное хранилище (КВХ) и 3) долговременное хранилище (ДВХ). Здесь входной стимул непосредст­венно регистрируется в соответствующей сенсорной модальности и либо теряется, либо передается дальше в обработку. Зрительная система — это подотдел сенсорного регистра; ей соответствует иконическое хранение <...>. Ее свойства достаточно хорошо известны: это большие информаци­онные возможности и быстрое затухание. Когда Аткинсон и Шифрин раз­вивали свою модель, системы других сенсорных модальностей были не так хорошо изучены, как сегодня (хотя они все еще хранят много секре­тов), но в модели предусмотрено место и для них — в предвидении буду­щих исследований, которые раскроют неизвестные пока свойства.

Аткинсон и Шифрин ввели важное разграничение между понятием памяти и понятием о хранилищах памяти. Термином «память» они обо­значали данные, подлежащие сохранению, а термином «хранилище» —

¹ См.: Atkinson R.C., Shlffrin R.M. Human memory: A proposed system and its control processes // The Psychology of Learning and Motivation: Advances in Research and Theory / K.W.Spence, J.T.Speace (Bds.). N.Y.: Academic Press. 1968. Vol. 2 P. 89-195. В переводе на русский см.: Аткинсон Р, Человеческая память и процесс обучения. М.: Прогресс, 19£ Э. С. 53-203. (Примечаниередакторов-составителей,)

Структурный элемент, в котором эти данные хранятся. Просто указать, как долго сохраняется элемент — это не значит определить, где именно в структуре памяти он расположен. Так, согласно их системе информация может быть допущена в ДВХ вскоре после ее предъявления, а может не­сколько минут удерживаться в КВХ, но так никогда и не войти в ДВХ.

Кратковременное хранилище рассматривалось ими как рабочая система, в которой входная информация затухает и быстро исчезает (но не так быстро, как из сенсорного регистра). Форма представления инфор­мации в КВХ может отличаться от первоначальной сенсорной формы (на­пример, слово, предъявленное визуально, в кратковременном хранилище может быть представлено в слуховых кодах).

В первоначальной системе затухание информации в КВХ было труд­но точно определить, но Аткинсон и Шифрин полагали, что оно проис­ходит в течение от 15 до 30 с. Однако, если элемент помещен в «буфер повторения», он может поддерживаться дольше, и чем дольше он там удерживается, тем больше шансов, что он будет передан в долговременное хранилище, и, согласно теории вероятностей, тем больше возможность, что его вытеснит из этого буфера новая входная информация.

Информация, содержащаяся в третьей системе, т.е. в долговремен­ном хранилище, рассматривалась авторами как относительно постоянная, несмотря на то, что она может быть недоступна вследствие интерференции с входной информацией. Функция ДВХ — отслеживать стимулы во вход­ном регистре (контролировать стимулы, поступающие в КВХ) и обеспечи­вать место для хранения информации, приходящей из КВХ.

Переход информации из одного хранилища в другое контролируется преимущественно самим человеком. Информация, удерживаемая кратков­ременно в сенсорном регистре, сканируется, и отобранная ее часть вводится в КВХ. Авторы модели считают, что процесс передачи информации из КВХ может длиться столько же времени, сколько она здесь удерживалась. Ат­кинсон и Шифрин также постулировали, что информация может поступать в долговременное хранилище непосредственно из сенсорного регистра.

Центральным в теории Аткинсона—Шифрина является представле­ние, что человек может осуществлять некоторый контроль за информаци­ей, поступающей в КВХ и из него. Именно это различение структуры и управления наиболее четко отличает модель Аткинсона и Шифрина от дру­гих теорий памяти. Управление системами памяти может осуществляться по-разному, но наиболее очевиден сознательный или бессознательный контроль за кратковременным буфером. Именно этот участок может контролироваться человеком в наибольшей степени. Мы можем заполнить этот буфер множеством элементов, оставив очень мало «места» для рабо­ты (или обработки), или перевести свое внимание на новые элементы и та­ким образом устранить из буфера старые за счет их неповторения. В этой модели есть еще один важный управляющий процесс — это кодирование, т.е. классификация входной информации в соответствии с данными, имею-

Рис. 2. Модель системы памяти с расширенным составом управляющих процессов: Сплошные стрелки — пути переноса информации; пунктирные стрелки — связи, обеспечивающие сравнение информации о различных областях зна­ний, а также потенциальные пути сигналов, активирующих передачу дан­ных, механизм повторения и т.д. «Долговременное хранилище» хранит информацию постоянно, «Кратковременное хранилище»— не более 30 с (без повторений), и «Сенсорный регистр» (СР)— несколько сот мс¹

щимися в долговременном хранилище. Пример кодирования — использо­вание мнемонических приемов, связанных с воображением.

Модель Аткинсона и Шифрина не является закрытой; она очень обоб­щенная, в ней есть известная неполнота. В более поздней публикации они расширили представление о тех управляющих процессах (рис. 2), которые

¹ Адаптировано из: Shiffrin R.M., Atkinson R.C. Storage and retrieval processing in long-term memory // Psychological Review. I960. Vol. 76. P. 179-193.

человек может привлекать по своему уехотреняю'. лакие конкретно уп­равляющие факторы будут активированы, зависит от содержания решае­мой задачи и непосредственных инструкций. Управляющий процесс — это ответственный исполнитель всей системы; его роль сходна с ролью компь­ютерной программы, управляющей потоком информации из одного храни­лища в другое, причем каждое хранилище работает с информацией по-сво­ему. В этой модели входные стимулы от рецепторов проходят в сенсорный регистр (СР) — очень кратковременное хранилище, удерживающее инфор­мацию несколько сот миллисекунд (помните иконы?). Информация, пере­данная в КВХ, если не происходит повторение, затухает и теряется при­мерно через 30 с. При помощи повторения управляющие процессы могут поддерживать информацию в КВХ довольно долго. Некоторая часть инфор­мации из КВХ передается в ДВХ, являющееся постоянным хранилищем знаний. Предполагается, что из ДВХ информация извлекается посредством самоадресации, т.е. местоположение информации в системе памяти опре­деляется на основе содержания этой информации. Шифрин и Аткинсон приводят интересную аналогию с библиотечным поиском.

Самоадресующуюся память можно сравнить с системой библиотечных по­лок, на которых расположение книг зависит от их содержания. Например, книга по «методам ааконопачивания морских судов, применявшимся в 12 веке в Греции» будет располагаться на конкретной полке в Греческом зале и т.п. Если пользователю нужна эта книга, он может ее отыскать при помощи того же самого плана хранения книг, который был использован ранее, чтобы по­ложить туда эту книгу. Мы полагаем, что ДВХ действует преимущественно по принципу самоадресующейся памяти.

Место хранения информации в ДВХ определяется содержанием са­мих компонентов памяти.

Модель Аткинсона и Шифрина не избежала критики. Например, Тулвинг и Мадиган, хотя и отмечают, что достоинства «превосходят не­достатки», выражают неудовольствие недостаточным объяснением того, как информация теряется из КВХ:

Куда девается «потерянная» информация?... Мы также чувствуем, что само понятие «потерянных элементов» нарушает первый закон термодинами­ки. Скорее нам нравится идея, выраженная Гербартом более 100 лет назад, — что информация в любом хранилище остается там в том или ином виде, но иногда просто не может быть использована для желаемых целей. Мы можем только надеяться, что тайна указывающих вниз стрелок в этой системе со временем откроется²,

¹ См.: Shiffrin R.M., Atkinson R.C. Storage and retrieval processing in long-term memory
// Psychological Review. 1969. Vol. 76. P. 179-193.

² См.: Tulving E., Madigan SA. Memory and verbal learning // Annual Review of
Psychology / P.H.Mussen, M.R.Rozenzweig (Eds.). Palo Alto, CA: Annual Reviews. 1970.
Vol. 21.