第二章 感觉存储器

  我们的五种感觉器官,随时都能直接接收外界的许多信息。例如,视觉信息复杂的系列,以光波的形式进入我们的 眼睛。这种视觉信息,可以是书架上的书,墙壁上的画,落到窗户上的雨滴,正在书写的字以及其它许许多多的事物。 听觉信息则以音波的形式进入我们的耳朵0例如,从收音机 中传来的昨晚棒球比赛的比分,从隔壁房间传来的打字机的声音以及附近房间传来的说话声等等。同样,触觉器官能够接收毛衣对我们肌肤剌激的触觉信息,嗔觉器官可以感知香水的嗔觉信息,而味觉器官也能接收口里的火腿面包的味觉 信息。
 
  进入各种感觉器官的信息,首先被输送到所谓 感觉存储器中,这就是本章所要叙述的主题。感觉存储器 (单数)这一用语,实际上是一个错误的命名。这是因为在事实上还存在着与各种感觉器官相对应的若干不同的感觉存 储器(复数)。如视觉信息通过眼睛首先被纳入所谓图象存储器中,而听觉信息则经由耳朵进入大脑,首先被收入到音 响存储器中。当然,还有与其它一些感觉状态(modality ) 相对应的感觉存储器。不过心理学家的大部分研究,都集中在图象存储器和音响存储器上。这大概是由于人们的行为主 要是基于视觉和听觉信息的缘故吧。所以,我们在本章中仅讨论图象存储器和音响存储器,
 
  一、图象存储器
 
  如前所述,我们把经由眼睛进入大脑加以短时间储存信 息的处所,称为图象存储器〔注〕。这里,首先必须提出的 问题是,如何使人相信有图象存储器的存在。能证实具有极 大容量的视觉存储器确实存在的依据究竟是什么呢?乔治• 斯帕林(George Sperling )于1960年所作的一系列经典 性实验为我们回答了这些问题。斯帕林的实验不仅是研究图 象存储器的基础,而且也是研究一切感觉存储器的基础。为此,我们在下面要较为详细地介绍他的实验。
 
  短时呈现视觉刺激所能利用的信息
 
  如果只呈现极短时间的视觉剌激,人们到底能够接受多 大程度的这种剌激呢?斯帕林从这乍看起来似乎毫不相关的 问题出发,发现了图象存储器(这里所说的“极短时间”是 指10到200毫秒)。斯帕林关心这一问题的主要理由是他认 为视觉活动是在连续的“视觉剌激的短时呈现”过程中实现的。我们不妨请一位朋友让他环顾房间的四壁,并仔细观察 他在环顾时的眼睛。这时我们就会发现,他的眼球在转动时 不是平稳、连续活动的,而是跳跃性移动的。即眼球在短时间停顿之后又飞快地移动到别的位置上,然后再作短时的停 顿,继之又迅速移动,如此周而复始。我们把眼球的停顿叫做“注视”,把注视与注视之飞快的活动叫踉“跳跃”。人们 的眼睛就是在注视的时间Si获得视觉信息的。眼球“跳跃” 时,视觉活动基本上处于抑制状态。在一秒钟内,眼球的跳 动约有=次。因此,眼球注视的时间大致可以延续300毫 秒。在注細时,眼睛不断地把极短的视觉信息的呈现系列传送 到大脑。那么,“在这样短暂的视觉呈视期间,人们能接受 多少剌激信息呢? ”这是一个极为重要的问题。
 
 
  注:确切地说,视觉信息先以光波的形式进入眼睛。在(感受器的)初级部位便转化为神经冲动的形式。然后,被包含在这种神经冲动形式中的图象信息便进入图象存储器。因此,实际上,视觉信息被输入囝象存储器之前,就受到了某种程度的记录。不过,由于这种初期加工的性质已扭越了本书论述的 范围,所以我们概略地把视觉信息假定为直接从环境进入图象存储器中,
 
 
自从十八世纪末以来,许多研究工作者(例如,McDou- gall,1904; Whipple, 1914 )为了探索这一问题,进行 了大量的实验。其中一项实验是用速示器向被试呈现项目系 列(例如,象图4那样的字母系列)。(所谓速示器就是在 极短时间内呈现视觉剌激的光学装置。也就是我们通常所说的T型显示器)。在这个典型的实验中,被试在看到字母系列后,可以回想出尽可能多的字母来报告。如果我们把被试 报告出的字母平均数作为呈现系列中的字母数的函数来作 图,那就可以得到图5那样的结果。呈现字母数达到四个或五的部分是直线上升 的。但是,呈现系 列多于四个或五个 字母时d被试则报 告不出所增加的字 母,仍然只能报告四、五个宇母。因 此,图5的曲线在 四个或五个字母之 后就变成了水平 线。由此看来,从这一实验中可以得出这样一个结论,即在短时的一次视觉剌激呈现中,人们所能接受的剌激量,很明 显,被限制在四至五个项目左右。这一事实为反复的实验所证实,它说明人们知觉的界限明显地被限制在四或五个字母 之间,故将这一界限称之为知觉广度。
 
图4
 
 
图5
 
但是,与心理学的其它许多发现相同,由实验确定的这个知觉广度与被试的心理过程则是不一致的。特别是被试的 内省报告与实验者在这个实验中所提出的以下两个假定是相 矛盾的。第一个假定,是所谓被试具有能够拫告他在呈现系列内所看到的所有字母的能力。亦就是说,被试所报告的就 是他所看到的。但是,被试却说:“不是这样。”例如,向 被试呈现一项十二个字母的系列,让他报告,被试在这十二 个字母的系列中却只能报告出M个或五个字母。被试说,他 并不是只看到所报告的四、五个字母,而是看到了几乎全部 的字母,只是在写到四个或五个字母时,其后的七、八个字母就遗忘了/根据这种现象,不难断言,由实验确定的知觉广度并不是根据某人能看到的界限来确定的,而是根据某人能保持所见内容的限度确定的。
 
  第二个假定是被试知觉系列的时间等于呈现剌激系列的 时间#假若实验者在速示器中呈现刺激系列50毫秒后便消除 掉该系列,那么,被试看到此剌激系列的时间当f仅为50毫 秒。然而,被试却不同意这个看法。他并不认为糸列是从速示器中突然消失的,而认为是约在一秒钟内慢慢消失的。即 好象是在50毫秒的物理刺激消失之后,还能在大约950毫秒 的时间里继续看见该剌激系列。
 
  整体报告与部分报告
 
  上述实验称为“整体报告实验”。在这种实验中,要求被 试从剌激系列中把自己能够报告的字母全都回答出来。也就是说,实验要求得到的是系列中字母的整体报告。可是,被 试认为这是一种不太高明的方法,因为在报告的过程中有的 字母已被遗忘了。为了避免这一问题,斯帕林设计了如图6 所示的部分报告法。
 
 图六
 
与整体报告法一样,在部分报告法中先以50毫秒的时间 向被试呈现字母系列(例如,3 X 4 的系列)。所不同的是,不要求被试报苦系列中的全部字母,只要求报告出由四 个字母组成的某一行。在字母系列消失之后立即发出预定的 信号,通知被试应该报告哪一行。预定信号是通过耳机传给被试的音_购。高音意味着只报告最上面的一行,中音意味着只报告中间的一行,低音则意味着只报告最下面的f行。
 
  在部分报告法实验中,斯帕林根据被试所能报告出的字 母数,便可推定他们在字母系列消失时所知觉到的字母总数。 例如,每一行有四个字母,斯帕林假定被试能够平均报告出三个字母。由于被试原先不知道报告的是哪一行,所以他们 无疑每行都知觉到了三个字母。这样,被试所知觉的字母总 数应当是每行三个,三行共计九个。
 
图7
 
斯帕林以不同数*的字母组成各种各样的系列形式,按 50毫秒的时间呈现,以此来测定被试能报告的字母数。在这些实验中分别采用了整体报告法和部分报告法,实验结果如 图7所示。在整体报告法中,由于和前面的实验相同,所以 
  得到的曲线和图5毫无差异。当呈现字母数超过四、五个时, 曲线则呈水平状态。而在部分报告法中,曲线不是水平的, 而是不断上升的。由此可以推断,随着系列中字母数的增加,*被试知觉到的字母数也相应增多。
 
  这个实验的结果非常重要。因为它表明了在以前的实验 中所假定的知觉范围不能正确地指示被试所能知觉到的信息 量,并且以实验的方式证明了,在短暂的视觉剌激呈现中所能看到的东西比所能报告的东西多这一内省的真实性。
 
  衰变的心象
 
  第二个内省报告说的是,短时S现的视觉剌激的心象大 约在一秒钟之内渐渐衰变,因此,这种心象会使实际的物理 剌激被持续下去。斯帕林为了证实这一想法,接着又进行了第二个实验。
 
  图8为第二个实验的略图,它与第一个实验略有不同。首先,在第一个实验中各系列的字母数有变化,而在第二个实验中,只使用了同一个大的系列。具体地说,R用了三行 四列组成的十二个字母的系列。其次,在第二个实验中只用 部分拫告法,都是用信号音指示通知被试应该报告哪一行。
 
图8
 
  最后一点差异是,在第二个实验中,从系列消失到呈现信号 音之间插\了 一段延迟时间C在第一个实验中,由于在系列 消失的同七虽现信号音,所以延迟时间总是为零)。'这个实 验所要解决盼主要问题是,了解被试能够知觉到的字母数的 估计值与延迟时间的关系。
 
  从前面的实验结果可以推测被试在第二个实验中活动情 况如何。首先,It我们考虑一下延迟时间为零的情况C即在 系列消失的同时呈现信号音)。在图7上,当研究延迟时间 为零、实验采用部分报告法和十二个字母系列这一条件时,即可推断,被试能够知觉到的字母数约有9个。把这一点标在图9上。其次,再考虑一下延迟时间很长的情况,例如五秒钟。如果采用整体报告法,被试仅可以利用四个或五个字
母,这就是上面所说的知觉广度。但是,由于采用的是部分 报告法,所以被试所能报告的数量大致为四、五个字母的三 分之一(因为在三行中他们只能报告一行的宇母数、。而使 用估计法,则能够报告的字数可达部分报告法的€倍。这 样,作为推定值(估计值)又能利用四或五个字母。把这一点也描绘在图9上。
 
图9
 
  那么,除这两种情况外的延迟时间的函数又是怎样的 呢?我们认为有两种可能性。第一种可能性(如以前的研究 者所假定的那样)是被试仅仅在物理刺激呈现的50毫秒内才 能利用宇母系列的假说。如果这个假说是正确的,那么,函数应当成为阶梯函数。当延迟时间为零时,约有九个字母可 以利用。然而,当延迟时间一旦大于零时,函数的曲线理应 急剧下降到知觉广度的水平,即四或五个字母的利用水平 (所谓负的延迟时间,仅表示在字母系列消失前呈现信号音的意思)。第一种可能性如图9中虚线所示。第二种可能性 是这样一个假说,即在承认被试的内省是正确的前提下,除了呈现字母系列的50毫秒内能够利用信息以外,在字母系列消除后,被试同样可以从逐渐袞变的系列心象中利用信息。 假如这个设想正确,被试可能利用的字母数的推定值应由九 个字母逐步减少到四至五个字母。这个假说如图9中实线所
示。
 
  实际上,斯帕林所得到的函数如图10所示。很显然,被 试内省的正确性再次被证实了。其结果支持了 “心象渐次衰 变说”。那末,心象大约在多长的时间内衰变的呢?在斯帕 林的实验中大约在延迟后的一秒钟,函数曲线就成为水平线了。因此,可以认为心象大体上是在一秒钟的时间内衰变 的。
 
  通过这两个实验,本章开头所说的图象存储器的概况便清楚了。第一个实验表明,被试能够知觉向其呈现的大量视觉信息。第二个实验则证实了通过视觉刺激所接受的信息,比刺激物本身的物理存在具有更长的持续时间。图10中所描绘的衰变的心象便形成了记忆。尽管这种瞬时记忆中的信息在 一秒钟以内就衰变了,但是,从根本上来说,它与其它形式 的记忆并没有本质的区别。这种记忆,就是我们所说的图像存储器。
 
图10
 
  二、音响存储器
 
  上一节,我们介绍了斯帕林用部分报告法察明图像存储器存在所进行的研究。然而,为了察明“音响存储器”的存 在,对这个实验如何予以修订才好呢?莫里、巴斯特斯和巴 尼特(Moray,Bates & Barnett, 1965)等人早就对此作过 一些修改,后来,达尔文、特维尔和克劳德( Darwin, Turvey & Crowder, 1972 >又进一步加以改进。由于后者的实验方法比较完善,这里我们就介绍一下达尔文等人的 实验。
 
  达尔文等人的实验
 
图11达尔文等人实验(1972 )的概況
 
图11表示的,就是这个实验的模式:被试两耳戴上耳机,左右两个耳机分别连接在立体录音机的不同线路上。在 采用这一实验方法时,只要有和立体录音机配套的耳机,就 可利用这种被试易体验的简单的设置。首先,让被试戴上耳机,把录音机选择开关置于单声道上令其录音。然后当把平 衡调整完全接到左边时(应该只从左边的耳机听到声音), 被试就会感到音响是左侧耳机里传出的。同样,如果把平衡调整完全接到右边时,被试则会感到音响来自右侧耳机。然 而,如果把平衡调正接到正中间时,被试就会觉得音响是从 头顶上传来的(假如不用平衡调正而只用立体录音机和耳 机,被试也能听到近似的“A day in the life”的话,那么也可进行同样的实验)。即就是说,声音首先会从头的左 侧开始传来,接着转向右侧,然后再倒回到左侧。这一实验 对那些对音响存储器并不具有特别兴趣的人来说,也将会引起极大的兴趣。
 
图11
 
  达尔文等人把字母和数字混在一起,编制了九个项目并将其录制在立体录音带上。其作法是:先把三个项目(例 如,2、T、F)录在左侧的声道上,再把另外的三个项目 (例如,M、5、3 )录在右侧的声道上,最后,再将其余 三个项目(例如,X、4、S)同时录在前两组项目的左右两个声道上。这时,让被试戴上立体耳机并播放录音,于 是,从被试的左侧传出“ 2、T、F”,从右侧传出“M、5、3 ”,从头部正中传出“X、4、S”。实际上,这 就预先完成了斯帕林第二实验的听觉类型的研究。达尔文 等人在让被试听九个项目的录音时,规定在0——4秒的延 迟时间后,向他们发出信号,令其报告左声道、全声道或右声道的项目,指示信号是投影在屏幕上的左、中、右的线 条。和斯帕林所作的实验一样,他们也采用了一些控制条 件,即在不呈现指示信号时,让被试对知觉的所有项目作整体报告。
 
 
 
  图12是这一实验的结果,它和图10中斯帕林的结果非常相似。据推测,在延迟时间为零时,被试可能利用九个项目中的五个项目。而延迟时间为四秒钟时,可能利用的项目数 则降到四• 二五个。这一知觉广度,相当于采用整体报告法 时的可能利用的项目数。当然,在延迟时间为零时,只有五个项目可能利用,这看起来似乎有点出乎意外,但是,利用 数目这样少的原因也许是这个实验所不可避免的。这是因 为,在斯帕林所用的视觉系列中,字母的呈现是一次性的,而在达尔文等人的实验中,是把九个项目分别由各含三项的 三个组(不用说,每组又分别分成各自独立的三个项目)依次 呈现出来的。到呈现最后三个项目时,最初的三个项目已多少有些衰变了。因此,在延迟时间为零的情况下,可利用项目 为五这个值也许过低评价了音响存储器的信息量。
 
图12
 
  与从图10的结果推测图像存储器的存在一样,从图12的结果同样可以判定音响存储器的存在》我们认为,这两种存储器的主要区别是信息衰变所需要的时间不同,图像存储器信息衰变的时间是200至1000毫秒,而音响存储器信息衰变的时间如图12所示,大约四秒钟。
 
  三、感觉存储器中的信息类型
 
  储存在感觉存储器中的信息,是尚未受到意义分析的、未 经加工的感觉信息。为了说明这种信息具有何种意义,我们不妨想想当图13的视觉模式突然出示在我们眼前时的情况。关于这种视觉模式,过去,你一 定会知道很多情况。譬如,它是为了表示“A”图13视觉模式 这个字而使用的呢?还是在这种模式里结合着特定的发音?或者是为了呈现字母表的第一个字母?类似这种种情况,想必 你都早已了解。然而,当你知觉这个模式的刹那间,即这个模 式信息进入你的图像存储器时,你显然不可能了解它现在所表示的究竟是什么,意味着什么?只有当信息从你的感觉存储 器往短时存储器输送时,才能得以了解它到底意味着什么。
 
  那末,认为感觉存储器中的信息是尚未受到意义分析的 这一观点有什么根据呢?在斯帕林所进行的一系列实验中, 第三个实验(1960 )提供了这种证据。在这个实验中,斯帕林使用了如图14那样的系列。他不单使用英文字母,而且使用了英文字母和数字相混合的系列。作为控制条件,他除 了使用整体报告法外还导入了两种部分报告条件。第-种部 分报告的条件与以前的实验条件完全相同。即是说(根据高 音或低音)告知被试报告上一系列或下一系列。正如、所预期 的那样,在这种条件下,被试可能利用的记号(英字母、 数字)数和整体报告法相比较,具有很明显的优越性,在第二种部分报告法的条件下,高音表示仅报告数字,低音表示仅报告英文字母。那末,让我们来试想一下,当某一个记号作 为信息以英文字母还是数字的形式(即关于记号意义的信息)进入图像存储器的情况。在这种场合.理应显示出部分 报告法的优点。例如,被指示只报告英文字母的被试在扫描 图像存储器的过程中,理应只检索英文字母而不管数字。这与只选取上段记号而不管下段记号的方法恰好相同。然而, 在这种英文字母和数字相混合的条件下,却未能显示出部分 报告的优点。尽管使用的是英文字母和数字混合的部分报告法,但被试所判定的可能利用的记号数仍是四或五个字。这 同由整体报告法所选出的记号数的推定值是同值的。由这一 结果所得出的结论是,当图14那样的系列进入图像存储器 时,对于被试来说,八个记号只不过是在一些简单的视觉模 式里。而模式表示的是什么?是英文字母还是数字?对这些问题,被试尚不能区别。
 
  四、从感觉存储器到短时存储器的信息传送
 
  务必指出,在感觉存储器中的信息实际上是不能利用 的。例如,假若我给你闪现“止”这一视觉模式,如果你不 能确定这意味着什么,那你决不会由此而产生什么行动。因 此,为了使信息具有真正的价值,就得把它从感觉存储器传送到别的存储器,并在那里给它赋予意义。本节所研究的就 是这种传送过程的几个特征。
 
  模式识别
 
  所谓模式识别,是表述从感觉存储器向短时存储器传送信息过程的一个用语。这个传送过程,基本上是“识别”感觉存储器中未经加工的物理模式的意义的过程。正是为了表述 这个过程,便用了 “模式识别”这一用语。模式识别是非常 复杂的。至今,对它的认识还很不充分,所以本书只作简单 的论述。如果有想全面了解模式识别的读者,请参看尼塞 (Neiss«r,1967)以及林塞和诺尔曼(Lindsay& Nerman, 1972 )的著作。
 
  为了论述模式识别,让我们详细地看一下前面所叙述过 的符号(即呈现的视觉符号)与记号所表示的概念的区别。图 15就是对这种区别的说明。图的左侧表示各种视觉符号,图 的右侧是对这些符号表示的概念所作的简单说明。
 
  模式 模式所表示的概念
 
  A------------ >宇母表开头的宇母,元音,表示好的成绩等等。
 
  B--------- 字母表的第二个字母,辅音,“bottie”这个单同的开头
 
  宇母等等。
 
  Z--------- 一>字母表K后的字母,辅音,表木人打鼾的声音等等。
 
  图15符号(视觉模式)及其表示的概念
 
  例如,第一个符号是“A”模式。如前所述,“A”的物理 模式所表示的概念是由发音规则、字母表的第一个字母、元 音、“pizza”这一单词的最后一个字母等等复杂的信息系 列所组成的。因此,识别一个模式的过程,就是决定这个模式与所有可能的概念中的哪一个相匹配。
 
  现在已经确信,模式识别是根据特征检查分析进行的。 可以认为,某个特定的模式是以基本特征的集合而形成的。 例如,模式“A”有两条斜线和一条水平线、三个锐角、两 个外角等特征。图16是分析感觉存储器中未经加工的模式以及确定某个特定模式与什么概念相匹配的模式识别程序。在这个例子中,呈现模式“A”由环境进入图像存储器。于 是,模式识别程序就是对这一模式的物理特性提出一系列质 问,从而开始处理这一输入信息。程序根据对提问的回答,逐渐把模式可能包含的概念缩小到一个为止。这个假设程序提 出的第一个质问是“模式中有曲线吗? ”因为回答说:“没 有”,所以这个模式应与所有由直线构成的字母A、E、F、H、I、K、L、M、N、T、v、W、X、Y、Z中的某一个相 匹配。第二个质问是“至少有一条斜线吗? ”对这一问题的 回答,就把可能匹配的概念限定在A、K、M、N、V、W, X, Y、Z这些字母内。“提问一回答”,这个M而复始 的过程一直继续到将可能匹配的概念为一时才终止。这时,程序便确定该模式就是“A”,与概念“A”相匹配的信息 就输入短时存储器。
 
  确认这种特征检验模型正确性的根据可以从各个方面加 以说明。然而,详细地论述它,已超越了本书的范围。不 过,为了有助于理解与之相关的部分资料,我们将简单地论述一下行为依据和生理依据。
 
  尼塞及其同事用视觉扫描这一方法,收集了特征检验模型的行为依据(Neisser,1963,1964,1967; Neisser, Novick & Laza r,1963; Egeth, 1967 )。所谓视觉扫 描,就象一个人在酒吧间或餐馆混杂的人群中寻找自己要相 会的朋友那样,一个个去辩认。图17表示的就是在实验室里 如何实施这个课题的情况。每一次实验都向被试呈现很长的字母系列,“靶”(target)字母(例如K)安排在这一字母系列的某一个位置上。被试从字母系列的上面扫描到下 面,一发现“靶”字母就立刻按电钮。我们所关心的是被试 依次扫描下去直到发现“靶”字母所需要的时间。
 
  然而,值得注意的是被试把“非靶”字母划为“非靶”
 
  (nontarget )并将其排除的过程是其活动的主要过程。假如 特征检验模型是正确的,那么,通过控制“非靶”和“靶”的相似 程度,理应能够使被试排除“非靶”所需要的时间产生有规则的变化。为了说明这个意思,可把图17b、图17e中所描绘的 字母系列和图17d、图17e中所描绘的字母系列作一比较。在 前者的系列中,“靶”字母被隐没在与其相似的“非靶”字 母系列中,而在后者的系列中,“靶”字母被混杂在与其不 相似的“非靶”字母中。根据特征检验模型来看,排除与“靶”字母不相似的“非靶”字母应当快一些。这是因为无
论对于哪一种特定的模式来说,必须检验的特性量都要少一 些(在图17d中必须检验的是“图式内含有曲线吗?”在图 17e中检验的是“图式中含有直线吗?”)。在“非靶”与 “靶”相似的情况下,排除过程当然要慢得多。因为这时以 一次性的单一检验是不能排除“非靶”模式的,只能通过如 图16所示的那种连续的彻底检验过程才能完成。
 
  总之,如果模式确实是通过一连串的特性检验才能被识 别,那么,对各“非靶”部分的检验就必须十分认真。当 然,“非靶”与“靶”的差异越大,通过较少的特性检验就可将其排除在外^
 
  让我们来看看在图17中搜索“靶”字母的情况。在不相 似的“非靶”宇母系列中看出“靶”字母,比在相似的“非 靶”字母系列中看出“靶”字母要快些。事实上,在尼塞的实验中,被试也正是这样。尼塞报告说,被试的内省报告 也成为他的一个证据•习惯于这种实验的被试说,在扫描 刺澈字(母系列时,整个字母系列“几乎都是朦朦胧胧的”, 而“靶;字母却从其中“跳了出来”。这种内省说明非靶”字母绝不是被完全识别了的(因此,当然是朦胧不清的)。相反, “靶”字母则是被完全识别了的,因此才得以意识(跳出来)。
 
  为了研究单个脑细胞对各种符号的视觉刺激发生什么样 的反应模式,休伯和威塞尔(Hubei & Wiesel, 1959,19 62 )在生理实验室里进行了彻底的实验。他们的实验方法是给猫施行麻醉手术并在其大脑一侧的视皮质上插入微电极, 以便记录单个神经元的活动。然后向猫(清醒时)呈现各种 简单的视觉剌激,由此获得戏剧性的结果。在这种实验中,他们发现,某些细胞只对非常特殊的视觉模式发生反应。例 如,只对垂直线发生反应;而另一些细胞只对水平线发生反 应。可以把这样的细胞看作是基本的特征觉察器。对于特征检验模型学说来说,他们所发现的这种特征觉察器,则是一个很大的支持。
 
  图18表示:模式识别过程是如何纳入第一章所提出的信息加工系统中去的。稍稍复习一下,我们就可以看到“A” 这一物理模式从环境进入眼睛,被储存在图像存储器中。于 是,模式识别程序就起着把这种未经加工的感觉信息从感觉存储器传送到短时存储器的作用。在这个过程中,发生了两 件事:第一、信息的物理性表象改变,被记录了(信息以音 响的形式被记录。这一情况将在下一章叙述)。第二、由环境进入的未经加工的感觉信息,可以通过过去已经储存在长时存•器中的信息而得到补充。
 
  模式识别速度
 
  在论述模式识别程序时,首先应当指出,在这个程序中 存在着大量的工作量。为了完全识别某个图像,程序必须提 出与这个图像有关的一系列问题。这当然是一个长而麻烦的过程。到底模式识别需要多长时间呢?这是一个非常重要的 问题。因为模式识别的速度最直接地制约着我们和环境交流 的速度。下面我们叙述斯帕林关于这个问题的两个实验。
 
  斯帕林(1963)报告了关于这个问题的最初结果。实验的理论如下所述是非常简单的。即向被试呈现由五个字母组成 的一个字母系列,而且呈现该系列的时间是变化的。然后, 根据呈现时间的函数来研究被试能报告出多少字母。为了从这一字母系列中报告字母,必须对该字母进行模式识别。也 就是说,必须把字母系列中有该字母的信息输送到短时存储 器中。假如呈现时间为毫秒的宇母系列中只能报告一个字母或呈现时间为20毫秒的字母系列中能报告出两个字母,那末,我们就假定类推关系是成立的。即是说,可以认为识别 一个字母模式得花10毫秒。
 
  但是,我们发现在这个假定实验里,也存在着严重的缺 陷。即,该假定立足于只是在呈现字母系列的物理特性时, 被试才可能从字母系列中提取信息。然而,这个假定是错误的。我们已经知道,就是在物理刺激消失之后,在一定时间 内同样可以从字母系列的图像心像中提取信息。幸好还有一 个克服这一缺陷的方法《假如呈现短时间的视觉刺激之后,
 
  紧接着在同一地方再呈现别的视觉刺激(即掩盖刺激),这 种掩盖刺激就会把最初的刺激从图像存储器中抹掉。因此,
 
  被试就不能在最初的剌激消失后继续得到更多的信息。
 
  斯帕林的实际实验程序如图19所示。先用5毫秒到2的 毫秒的时间在速示器内呈现字母系列,紧接着呈现掩盖刺激 (由于种种原因,掩盖剌激可用杂乱字母组成的画面)。掩盖刺激对于从图像存储器中抹掉字母系列起着决定性的作用。因 此,被试只能在字母系列的物理特性存在时才能识别模式。
 
  1、呈现由5个字母组成的宇母系列,呈现时间在5毫秒到200毫秒之间波 动o
 
  G L E J F
 
  2、紧接着呈现掩盖刺激1
 
  3、掩盖刺激把宇母系列从图像存储器中抹掉了,
 
  图19斯帕林实验(1963 )的方法
 
  这一实验的结果如图20所示。大约在40— 50毫秒的范围 内,呈现剌激每持续10毫秒,大体可报告出一个字母。可见,一个字母的模式识别的时间需10毫秒(约百分之一秒), 这是非常迅速的。为什么这个函数会达到最大极限呢?这有 两种可能性。一种可能也许是短时存储器只能保持四个或五个字母,它很快就被装满了。另一种可能是模式识别过程也 许是爆发式进行的。即是说,程序作用的时间可能仅为 100毫秒,如需再次发生作用,必须得到休息^
 
  斯帕林的第二个实验就是为了回答这个问题而设计的。 斯帕林、巴蒂安斯基、斯皮瓦克和约翰逊(Sperling, Budia- nsky,Spivak & Johnson, 1971 )的这一实验如图21 中的图解。他们在阴极射线滤光器(电视机的光屏管之类的东 西)上,每次持续地以六到十二条字母系列(各次条数不 同)相继呈现。在这些呈现出来的字母系列中,总有一条系 列的某个位置上呈现的不是字母而是数字。被试的任务就是报告“数字是在哪个位置上”。从上一条系列的呈现开始到
 
  下一条系列呈现为止,每条系列被呈现的时间叫做刺激间隔。而刺激间隔可以在5毫秒到320毫秒间波动。
 
  斯帕林等人(1971 )认为,当某个字母系列在屏幕上出 现时,为了确定“有没有数字”,而且“如果有数字,数字在 哪个位置上”,被试就开始“扫描”系列上的项目。所谓“扫 描”,就是对每个项目一一作模式识别。我们可以利用被试正确报告出数字位置的机率来判定被试在各系列上识别出来 的项目数。例如,这个机率是0.67,那末,就可以判定被试能 识别出系列上三分之二的项目,即九个项目中的六个项目。
 
  图22所表示的是作为刺激间隔函数扫描项目数的推定 值。这些数据有几点新颖性。首先,可以推定各系列呈现40 毫秒时,被试从系列中识别出来的模式约有五个项目。在这种刺激间隔中,扫描是以每8毫秒一个字的速度进行的。这个数值与斯帕林在前述实验中所求得的每10毫秒识别一个字母的推定值是十分一致的。
 
  在这个数据中,引人注目的第二点是 与图20的曲线一样,
 
  图22的曲线变成了水平线。另外,尽管延长了呈现时间(刺激 间隔),但呈现时间的 增加达到某一点时,模式识别数却不再继图22斯帕林等人的实验(1971)结果 续增加。还应当注意,在这个实验中,并不要求被试把识别的符号记住(被试的任务只是发现数字)。也就是说,没有必要 转入短时记忆。如果这样的话,我们认为,图20和图22的函数之所以成为水平线,不是由短时记忆容量的界限所导致的, 而是由模式识别程序活动一次的时间界限而引起的。
 
  感觉存储器传输的是哪种信息
 
  请想像一下一个刚刚装满了肉的冰箱,如果突然停电, 并通知说,这次停电要继续一个星期。那末,你对这个既没 有电又装满肉的冰箱该怎样办才好呢?在这种情况下,当然应当把肉提取出来大吃一顿。但是,由于人的胃比冰箱小得 多,所以就必须合计一下该把哪些肉从冰箱中取出来吃掉, 而让哪些肉腐烂扔掉。
 
  信息从感觉存储器传输到短时存储器时所产生的情况也 是这样。感觉存储器比短时存储器储存的信息要多得多。因 此,必须选择把哪些信息传输到短时存储器,而让哪些信息从感觉存储器中衰变。
 
  注意
 
  确定要传输的信息,也就是确定要注意什么的问题。而 且这一选择根据行动课题是可以轻易地得到解决的。例如, 一个按照斯帕林部分报告法操作的被试必须从被指示的某一特定的字母系列中报告字母。高音信号指示被试只注意上面 一行字母,而不管中间和下面的两行字母。高音信号一出 现,被试就要开始对上面一行字母系列进行模式识别。 
 
鸡尾酒会现象
 
  注意过程所表现出的非常生动、典型的事例,就象很多 人拥挤在一起的鸡尾酒会现象。在这样的鸡尾酒会上,如果 在你的左右两侧同时进行着两起谈话,那末,两侧的谈话就会同时作用于你的感觉器官,一起进入你的感觉存储器。
 
  (这时,因为是听觉信息,所以进入到音响存储器)。但是,人不能一下子同时注意两方面的谈话,而只能注意某一 方面的谈话。如果用现代信息加工系统的用语来说明,那 末,你辨认的只是全部音响存储器中的一部分信息(例如, 左侧的谈话)。进而为了加工信息,就得把其中的一部分信 息输送到短时存储器中。所谓“进而加工信息”,就是理解 谈话的内容,进行推理,作出结论,记住谈话的一部分等。 两耳分听实验
 
  为了弄清在上述鸡尾酒会上,被注意指向的信息和不被 注意指向的信息各自产生的影响如何,心理学家们进行了实 验探讨。当然,在这样的鸡尾酒会上是不能做这种实验的。因为在鸡尾酒会上要控制适当的变量是很困难的。为此,心 理学家用两耳分听在实验室里进行实验。在这种实验中,被 试戴上与立体录音机相接的耳机,两耳同时接受两种不同信息,被试必须注意两者之一的某一种信息)为了确保对必须 注意的那种信息的注意,被试要随声复述这种信息。所谓随 声复述,就是随传来的信息出声地复述出来。
 
  A、注意到了的口语信息:被试跟着出声念普通英语。未被注意到的口语信息:语种由英语换为法语,以后又换成英语。
 
  任务:被试听口语信息结束时,问未被注意一侧的口语是什么语种。
 
  结果:被试不淸楚是否变换过语种。
 
  B、注意到的口语信息:被试跟着出声念普通口语信息。未被注意到的口语信息:短短的单词表重复了三十五次。
 
  任务:口语信息结朿时,让被试再认重复过的单词表中的单词*
 
  结果:不能再认单词。
 
  C、注意到的口语信息:被试跟着出声念普通口语信息。未被注意到的口
 
  语信息:普通的口语信息。
 
  任务:令被试突然中断出声复述,让其回想未被注意一脚的口语信息•
 
  结果:能眵回忆出朱被注意的口语信息的最后二、三个单同。
 
  图23两耳分听实验的护类
 
  在两耳分听的情况下,不被注意指向的信息,能受到加 工的数量少得惊人。图23表示的就是两耳分听实验的典型例子和结果。例如,彻里(Cherry, 1953 )变换不被被试注意 的那一侧耳机上的语种:开始是英语,中途换成法语,以后 又换成英语。当要求被试回答他不曾注意的那一侧耳机上的语言是何种语种时,被试的回答是不太确切的,只是说:
 
  “似乎一直都是英语。”同样,莫雷(Moray, I959)在被 试不曾注意的耳机一侧把短短的单词表重复了三十五次,被试不仅不能再现这些单词,甚至连再认也不能。
 
  这样一些结果表明,人脑对未加注意的信息只能作极少 量的加工处理。在另一个实验中,主试在被试毫无准备的情 况下,令其中断出声复述而再现未加注意的信息,这时,被试仅能再现出该内容的最后二、三个单词。
 
  如果综合地加以考虑,上述实验资料同衰变速度极迅速的音响存储器的性质,以及进入存储器中但未被注意的信息 几乎不能加工的设想正好吻合。开始的两个实验结果表明, 由于不被注意的信息(即不能从音响存储器输入短时存储器 的信息)迅速衰变,故不能被记忆。但是,第三个实验表 明,如果得到指示,要求即席转换加工对象,被试则能够对音响存储器内的其它信息(未加注意的信息)进行模式识别。
 
  五、提 要
 
  我们基于来自环境的信息首先总是被纳入感觉存储器这 一前提,开始了对记忆系统的探索。接着就这一存储器的各 种特征进行了讨论。
 
  1、感觉存储器保存着大量的信息——几乎是进入某种 感觉器官的所有信息。
 
  2、感觉存储器中的信息,尚未受到意义分析,是一种未经加工的感觉图像。
 
  3、信息在感觉存储器中的衰变,极为迅速
 
  4、感觉存储器中的部分信息是通过模式识别过程传递的。模式识别是给感觉图像赋予意义的过程。这一过程可能 是通过检查闸像是否具备基本的感觉特征而完成的。在感觉 存储器中,信息的传输与衰变取决于注意的指向。
 
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