第一章 绪论

  
 
  据《世界记录辞典》记载,有个印度人鼻子下面的胡须 竟长达二米五十厘米。这件事,除热心了解无聊事情的人 外,很多人是不知道的。根据这一记载,我们便可知道世界上最长胡须的长度和它生长的部位,并且知道这一事实载于 《世界记录辞典》中。如果你闭上眼睛,过两三秒钟后,试回忆这一数字,你肯定能回忆得起来。即便过了十分钟后再问你,你大概也能回答出来吧?要是花费更多的时间记住这一 数字的话,即使过了一个月,你也许还可以回想起来。
 
  在一个新鲜事物呈现后的短暂时间里,人是能够回忆起它的。在这短暂的时间内,事物或者它的形象,无疑将储存 在人的头脑中的某个部位。因此,人是具有记忆的。
 
  那末,记忆究竟指的是什么呢?人们将其非正式地定义 为:所谓记忆,就是在某一期间能保持事实(信息)的一个 存储器。但是,如果承认这样简单的定义,不仅人类,就连 其它许多事物也是具有记忆的。例如,树木就具有记忆。为什么这么说呢?这是因为由于年轮的增加,树木保持了树龄 的信息。除此而外,树木还储存着它所经历的有关事件的信 息。例如,某天晚上,雷击给树干留下了黑色龟裂。因为龟裂一直残留着,所以就成了树木对雷击事件的“记忆”。
 
  可是,人所具有的记忆,与树木所具有的记忆相比,则更为复杂。如果我们稍加思索,就能列举出树木的记忆和人的记忆的区别来。第一,能够进入树木记忆中的信息种类是非常有限的。虽然树木能够将树龄的信息(有时还有雷击的 信息)储存于“记忆”中,但它不可能储存世界上的胡须这 样的信息(-虽然也有记载着太郎爱上了花子这一爱情故事的 信息的树木,但是雕刻这种信息的是人,而不是树木本身)。与此相反,无论什么样的信息,人都能记忆它。比如,在两三分钟以前,记忆了世界上最长胡须的信息,这就是人能够记忆任何信息的一个例证。
 
  树木和人的记忆的第二点区别,就是树木不能从记忆内 检索信息,也不能根据需要向外界传递其信息。当我们以不 同讯问方式向树木打听树龄时,树木都不能回答我们。只有人砍倒树木,亲自点数其年轮才能发现。与此相反,如果我 们向某人讯问他记忆的信息.他就具有检索信息并把它传递给我们的能力。这里应当指出,人们要求信息的方式以及信 息的传递方法总是根据具体情况而有所不同。例如.如果我 想知道你的名字,仅仅向你打听你的名字,你也许就会把它用嘴告诉我。可是,当我在巴黎的餐馆里向一个不懂英语的 侍者打听盥洗间时,我的信息要求和侍者的信息传递便将以 相应的手势来表达。又如,母亲对于一个还不会说话的幼儿,必须用独特的方式去要求所需要的信息。总而言之,如果向 人要求信息,人就具有用多种方式检索并传递信息的能力。
 
  人不但具有记忆,而且具有精密的记忆系统。前面,我 们已经谈到了这个系统的两三个特征。即:这个系统具有将 新信息输入记忆以及检索已经保持在记忆中的信息的能力。而尚未叙述的另一个特征,就是随着时光的流逝广那些逐渐 失去利用可能性的信息,也还保留在记忆之中。一九七二 年,我住在纽约,所使用的电话是纽约的电话号码P当时, 这个电话号码保留在我的记忆系统中,发挥了很大作用。可是,现在却不同了。正如俗话所说:“事过境迁” 了。
 
  本书的主旨在于:详细地说明人类的记忆系统,主要针对这个系统怎样记忆信息,怎样检索信息以及记忆内的信息 是怎样组织的等问题进行论述。
 
  一、信息加工的研究
 
  我们一直是以信息的观点论述记忆的。这里,我们把信 息笼统地认为是,被人们所记忆、检索和遗忘的事物。从信 息的观点来论述记忆还是最近的事。即从二十世纪五卜年代开始才为理论家们所运用。主要是两个事件刺激了此二者之 间的接近。这就是信息理论的发展和计算机的开发。因此,
 
  在作进一步论述之前,我们先要简单地叙述一下这两大事件 与记忆研究向信息加工理论发展的联系。
 
  信息理论
 
  什么是信息?关于这个问题,我们都有直观的认识。如 果我把你在以前所不了解的事情告诉你,就等于你得到了信 息。例如,当你读到了世界上最长胡须的长度时,你就得到了信息。然而,假若我告诉你世界上最南端的大陆是南极 洲,这是不是我告诉了你一件事情呢?是的。但这是否可以 说你得到了信息呢_?回答是否定的。为什么?这是因为我并 没有告诉你一件你所不知道的事。
 
  一九四九年,香农和韦弗(Shannon • C-E & Wea- ver.W)提取了关于信息的直观内容,并把它数量化。也就 是说,他们显示了信息怎样才可能测定。他们认为,为了使信息数量化,首先要确定测定单位。众所周知,我们测定体积 时是以立方厘米为单位。在测定距离时是以厘米为单位,而 测定信息的单位则是比特。所谓一比特,就是被定义为:得以区别几乎是发生于同一位置上的两事物的佇息a。如果 我告诉你,抛硬币时,硬币落下后是反面向上,那就等于我 把一比特的信息传给了你。这是因为在我把这一结果告诉你以前' 对你来说是正面向上还是反面向上其概率是等同的。
 
  一般说来,在某个场合,有n个发生概率相等的结果 (例如,假若掷骰子,N= 6;如果让你想象从0到9中的一 个数字,则N=lfi;而假如让你思考英文字母表中的一个字 母,则N=26 )。在评价这种场合的结果时所得到的信息 量,可用如下公式表示:I = log2N。
 
  这里,I是信息量的测度,即“信息量等于以2为底, 以可能产生的结果数为真数的对数”。表1.就是表示根据这 个公式计算出来的各种刺激的信息量。
表一
 
 
 
这里应当说明,即使是不懂对数,也不必担心。因为本书 的目的并不在于去严密地理解信息如何数量化这一问题。重 要的是,要具备这样-•种观点,即包含在各种刺激中的信息 量是能够数量化的。由于信息量能数量化,所以我彳p就可以 判断某个刺激(例如,英文字母表)比另外一个刺激(例如,从0到9的数字)带有更多的信息。
 
  信息的记录
 
 
我们再考虑一下抛硬币的问题。假定硬币掉下后是背面 向上,那就正如前表所示,其结果表示一比特的信息。但是,这一比特也许会以各种不 同的物理形式表现。如果我说, 
  我右手上有硬币,那末,其本身 就是一种物理表现。假若我说:
“背面向上”,这也是就同一信息所作的另一种表现。我们把同 一信息的形式由一种表现改变为 另一种表现的情况称为记录。这 里不妨考虑一下表示稍微复杂一些的信息排列的图版模式。图1 a就是这种信息的一种表现。
格子码子
 
  图1x则是同一信息的另一种表现。为了得到图lb,我们提取 图la的信息并把它记录下来。图lc,又是另一种表现,是图lb的信息的记录。希望你注意一种十分有趣的现象:从图1 a转向图1b的记录,保存着原来所有的信息> 因此, 假如有必要,即可以由图lb绘出图la,也可以由图la作 出图lbo可是,在记录图1中的b到图1中的c时,却失去了 原来的许多信息,即失去了小方格的位置。因此,根据图 1 c已不能重组图1 b和图1 a了。由此看来,信息通过记录 以后,原来的一部分信息往往就漏失了。
 
  在以下几章中论述记忆系统时,我们就可以知道记忆系统中存在着(各种)要素,即记忆的(各个)阶段。信息通过各个阶段时,便被记录下来,而在记录的过程中,将会失掉很多信息。
 
  计算机
 
  无论对任何科学理论来说,重要的工具就是模型,即企 图理论化的事物的物理类似物(模式)。尼尔斯•波尔(Nils Bohr )的原子理论模型,就是根据行星(电子)围绕太阳 (原子核)周闱的轨道运转的小太阳系而设计的。对于持 S——R(刺激——反应)观点的心理学者来说,他们的理论是以从环境(刺激)中传来的信息通过交换机而进入适当的 电话机(反应)这种电话交换机为其模型的。对于以信息处 理的方式从事记忆研究的心理学工作者来说,计算机就成了人脑中所发生的事情的一种恰当的类比。他们认真地接受了 前人把计算机看作“巨大的人脑”的观点。但是,他们颠倒了一下,把人的头脑看作是“微型计算机”。无论是计算机还是人,都是信息加工系统。图2表示的就是这种类比,无论计算机还是人,都要从环境中摄取信息。计算机由卡片读 出机和录音带读出机输入信息,人则用感觉器官输入信息。 在计算机内部,对于从环境中进入的信息,要进行处理、记录,并与原先进入的信息结合。上述工作是由电子记录器的 活动进行的。在人脑内部,也对信息进行着处理、记录,并 和原先进入的信息结合。这些工作是通过神经元的活动进行的。最后,计算机由电传机打字机和行式印刷机等输出装 置,向环境输出信息。同样,人通过口和手这些输出装置, 向环境输出信息。
 
 
 
  为了推进这种类比,先把计算机的硬件和软件区别一 下。所谓计算机的硬件,是指在制造计算机时,被组装在机内的螺母和螺栓以及金属框架、晶体管、记录器和回路等。 同样,人的硬件则由身体、骨骼、复杂的神经系统等组成。 与此相对,计算机的软件由程序组成。它是使计算机用各种方式处理信息的指令。所谓程序,只是一种指令的系列。它是 用计算机所能理解的语言书写的,严密地命令计算机处理被 提示的信息。程序不是被组装在计算机中的。代之而行的,是肉计算机输入程序。计算机则对程序进行“学习”。而且,任
 
  何一个程序都可以输入到任何的计算机内。
 
  可以认为,人也是加工程序。例如,会运算321+ 714这 一加法的能力,并不是一出生就存在于人的机体内> 而是 必须在某个时点记住相加的方法,即进行加法运算的程序进 入了人的头脑中。在更为复杂一些的水平上,可以认为骑自行车的能力也是一个程序。自行车和关于我骑自行车的姿势 的信息,通过我的感觉器官输入头脑,这时,在我的头脑 中,“骑自行车的程序”处理着这些输入信息。于是,为了 使自行车不倒而一直前进,该怎样做等有关的输出信息便由我的大脑转送到了我的手和脚上。
 
  因此,假若使用计算机类比,就可以看到,从环境中得到的信息和人体内加工、利用这些信息的程序相互作用的结 果构成了人的行为。为了将这种类比作为人行为的理论化的 基础并发展和利用它,所以我们注意到计算机(人也同样) 在表面上所显示的非常复杂的动作,但是,这种计算机所显 示的复杂动作,通过比较单纯的具有理解可能的程序便能够 得到解释。因此,我们猜测人的复杂行为也是通过比较单纯易于理解的程序所导致的。因此,立足于信息处理立场的心 理学工作者的课题就是(根据实验材料)弄清这种程序到底是什么东西。
 
  二、记忆模型
 
  到此为止,我们已经阐述了可以称之为本书的哲学基础 之类的问题。在本节中,我们为了给以后的章节作准备,打 算谈谈更具体的问题,打算就关于记忆是如何活动的比较简单而全面的理论加以说明。在以后几章中,准备史详尽地考
 
  查这一理论的各个要素。
 
  我们所论述的理论是许多心理学工作者用各种形式提出 来的。例如,麦独孤和诺尔曼,格兰泽(Waugh & Norman, 1965rGlanzer, 1972 )。用最完备的形式描述了这种理论的是阿特金森和希夫林(Atkinson & Shiffrin, 1968, 1971)。阿特金森和希夫林用数理模型将这种理论定式化下来。即把理论的各种假定表示为数学方程式的形式。他们根 据各种实验结果作了明确的量的预测。但是,为了我们的目 的,这里我们决定避开数学,只从质的方面来论述理论。
 
  图3就是根据这种理论绘制的记忆和信息处理系统(有 点过分简略)的略图。图中的箱表示“存储器”即信息的存 储器。箭头表示由某个场所向别的场所传递的信息流。为了 理解这个系统的功能,希望你想象一下看到325—5606这一电 话号码时的情况,不妨追寻一下这个信息在系统内移动的路线。
 
 
首先信息通过你的一个感觉器官进入到记忆系统。在这个例子中,由于给你的视觉器官提示了电话号码,所以信息
 
  从你的眼睛进入你的记忆系统。我们把信息的最初存储器叫 做感觉存储器。感觉存储器能够保持大量的信息。实际上, 它能保持进入感觉器官的全部信息。因此,用电话号码簿查阅号码时,进入感觉存储器的不仅仅是325—5606,在那一 页上其fe所有的信息都进入了你的感觉存储器。不过,感觉存储器中的信息将急速地衰退。大约在一秒钟以内衰退,为 此,感觉存储器中的信息如果不迅速地输送到别的存储器 去,就会消失掉。
 
  感觉存储器中的一部分信息、将向被称为短时存储器的 存储场所传输。短时存储器(从内部看,大概相当于意识) 有几个主要的特征。第一,它的储存能力有限。虽然能足以保持一个电话号码,但恐怕就没有保持两个电话号码的储存 能力。第二,短时存储器中的信息,一般在十五秒钟内消 失。无论谁都有这样的经验:当你查阅了电话号码而横穿过房间走向电话机打算拨动电话机拨号盘时,电话号码已经被 遗忘了。可是,短时存储器中的信息,能够进入到复述缓冲 器这一短时存储器的特殊场所。由于经过复述过程可以保持无限长的时间,所以进入这里的信息并不衰退。所谓复述, 就是把信息反复诵读若干次。比如,当325— 5606这一 电话号码进入复述缓冲器后,如果通过“325— 5606, 325—5606……”这样反复诵诗,就能够把这一信息保持下 来。
 
  怎样的信息才能进入复述缓冲器呢?这种理论假定我 们具有能使所希望的信息进入缓冲器,而使别的信息从短时 存储器中衰退的能力。到底保留哪种信息?舍弃哪种信息?这恐怕取决于课题的性质。例如,如果你用号码簿查阅某个 人的电话号码时,也可能还会注意到他的地址。然而,挂电话是你的目的,因此,电话号码就将进入你的复述缓冲器,
 
  而住址这一信息将会衰退。但是,如果以写信为目的而査阅 电话号码簿,那么,对方住址的信息就会进入你的复述缓冲 器,而电话号码这一信息则将衰退。
 
  我们的记忆系统的最后一个组成部分就是长时存储器。 长时存储器是一个能无限度地储存几乎是可以永久利用的信 息的存储器。例如,我们的姓名、乘法九九表、说话能力、星期等等,能全部储存在长时存储器。这所有的信息是怎样 进入长时存储器的呢?本理论假定信息在短时存储器储存期 间将向长时存储器传写、传送。在短时存储器中储存的时间越长,与之相应,信息向长时存储器内输送的数量就越大。
 
  假若你反复诵读“325— 5606”这一号码,它就可能先在短 时存储器中保持下来。也许正是在此保持期间,这一电话号 码的信息就进-步向长时存储器传送。用通常的话来说,就是你能记住这一号码。
 
  假定现在你必须提取以前所记忆的信息,例如,必须 利用你曾查阅过的电话号码来拨号,那么,你首先要确定这 一信息是否储存在你的短时存储器内。假若存在,只需把这一信息提取出来利用就行了。如果你的短时存储器内没有这 一信息,请你必失望。因为这一信息在短时存储器内保 持的时间太长,所以也许已被输送到你的长时存储器中去 了。因此,如果信息不在你的短时存储器,你应当接着搜查长时存储器。假若储存在长时存储器中,就可以提取出来利 用它(从长时存储器中检索和利用信息,基本上是把信息由长时存储器向短时存储器输送。这一事实,在图3中用向左的箭头表示)。挡然,常常并不是信息的全部内容而只是其中 的一部分被传送到短时存储器里。在这里就是说,你仅仅记住了其中的局号——325局。有时你甚至记住了325— 560—,且记得最后应当是一个偶数,但终究还是没有全部记住。有时虽然数字已送向了你的长时存储器,但由于不是按正确的顺序排列的,所以想起来的是325—6506,拨号时也就会出错。
 
  _以上是关于记忆系统如何活动的一个非常简略的描述。这种记忆系统假定存在着短时存储器和长时存储器两个主要 的信息存储器,所以往往称为二存储器系统。下面,我们把 各个存储器都考虑在内,提出如下四个问题:
 
  (a )在存储器中信息是怎样表现的?
 
  (b)在存储器中信息是如何消失的?(被遗忘的?)
 
  (c )怎样从存储器中检索信息?
 
  (d )信息怎样由一个存储器向另一个存储器传送?在传送过程中产生了何种形式的记录?如果其中有记录的过 程,那末在记录过程中将会失去什么样的信息?
 
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