Главы Раздела I рассказывают о начальных стадиях
когнитивного процесса - от обнаружения сенсорных сигналов до распоз-
навания образов и внимания.
Рис. 1.3 Модифи-
цированная когни-
тивная модель Во
и Нормана. Адап-
тировано из:
Waugh and No-
rman (1965J.
Введение
47
Кроткое Целью этой главы было подготовить читателя к восприятию всей осталь-
содержание нои книги, познакомив его с когнитивной психологией. В ней мы обсудили
многие различные и важные аспекты этой науки. Напомним некоторые
важные моменты.
/. Когнитивная психология занимается тем, как приобретаются, пре-
образуются, репрезентируются, хранятся и воспроизводятся зна-
ния, и тем, как эти знания направляют наше внимание и как мы
реагируем.
2. Когнитивная психология опирается на экспериментальные и тео-
ретические подходы, используемые в важнейших областях психо-
логии, включая восприятие, внимание, распознавание образов, язык,
память, образы, психологию развития, мышление и формирование
понятий, человеческий интеллект и искусственный интеллект,
3. Модель обработки информации является общепринятой; она пред-
полагает, что информация проходит при обработке серию этапов,
на каждом из которых выполняется особая функция.
4. Модель обработки информации поднимает два очень дискуссион-
ных вопроса: (1)Каковы те стадии, через которые проходит обра-
ботка информации? и (2)В каком виде представлены знания?
5. Предыстория современной психологии включает древнегреческую
философию, эмпиризм 18-го века, структурализм 19-го века и нео-
когнитивную революцию, происшедшую под влиянием современ-
ного развития теории связи, лингвистики, исследований памяти и
компьютерной техники.
6. "Концептуальная наука" - это удобная метафора, изобретенная
человеком для того, чтобы легче понимать "реальность". В когни-
тивную психологию концептуальные модели введены психологами
с целью разработки такой системы, которая отражала бы природу
человеческого восприятия, мышления и понимания мира.
7. Когнитивные модели основаны на наблюдениях и описывают струк-
туру и процессы познания. Построение моделей помогает лучше
постичь наблюдаемое.
Ключевые слово
ассоцианизм. изоморфизм
когнитивная карта восприятие
когнитивная модель процесс
концептуальная наука структура
модель обработки информации преобразование
внутренняя репрезентация
Введение
48
Рекомендуемая литература
Несколько новых книг по когнитивной психологии содержат материал,
касающийся истории познания и представления информации.
Среди них:
Bourne, Dominowski, Loftus, and Healy. Cognitive Processes (1986);
Glass and Holyoak. Cognition (1986);
M.Eysenck. A Handbook of Cognitive Psychology (1984);
J.Anderson. Cognitive Psychology and Its Implications (1985).
Книга: Woodworth. Experimental Psychology (1938) остается выдающим-
ся изложением истории экспериментальной (и когнитивной) психологии.
Очень живо изложена история когнитивной психологии в: Howard Ga-
rdner. The Minds New Science (1985), и мы ее настоятельно рекоменду-
ем, так же как и Zenon Pylyshyn. Computation and Cognition: Toward a
Foundation for Cognitive Science (1986).
В American Psychologist (1986) опубликована очень глубокая статья (ав-
тор - нейрофизиолог): Karl Pribram.T/ге Cognitive Revolution and Mind/
Brain Issues.
Posner. Cognition: An Introduction (1973)-
историко-философский обзор.
-содержит прекрасный
Neiser. Cognition and Reality (1976) - хорошее введение в некоторые
вопросы когнитивной психологии. Очень полезны первые несколько глав
из Klatzky. Human Memory (1976) и отдельные места из Andrerson and
Bower. Human Associative Memory (1973).
Kuhn. The Structure of Scientific Revolution (1962) рекомендуется в
качестве введения в философию науки.
Введение
49
Обнаружение и
интерпретация
сенсорных сигналов
IliciBCi и. Обнаружение сенсорных сиг-
налов
Ijii-ciiici 3;:: Распознавание паттернов
fiiciBci 4... Внимание
Ибо внутри, снаружи, рядом, над, и под -все лишь волшебный театр теней.
Идет в шкатулке представление, горит свеча - то солнца круг, и мы -
фантомы водим хоровод, входя на свет и исчезая снова .
- Омар Хойям
...всего Могущественного мира ушей и глаз - того, что ими частью создан,
и ими же воспринят... .
- Вильям Вордсворт
Обнаружение
сенсорных сигналов
В этой главе мы рассмотрим, как человек-наблюдатель собирает ин-
формацию об окружении, и обсудим некоторые начальные этапы про-
цесса обработки этой информации.
Изучение человеческого познания мы начинаем с обнаружения сен-
сорных сигналов потому, что это начальный этап обработки информации,
и еще потому, что элементы этого этапа относительно конкретны и осяза-
емы и их поэтому легче понять. Мы видим, слышим, обоняем, чувствуем
вкус, ощущаем явления мира, и все это - первое звено в цепи событий,
к которым далее относятся: кодирование информации, ее хранение и пре-
образование, мышление и, наконец, ответная реакция на эту информацию;
последняя, в свою очередь, приводит к появлению новых сенсорных при-
знаков, что может вновь запустить указанный цикл. Как показано на Рис.2.1,
физическая энергия, попадая в ограниченную зону обнаружения челове-
ка, воздействует на органы чувств, затем преобразуется (конвертируется
в нервную энергию), задерживается ненадолго в сенсорном хранилище,
потом она может быть передана системам памяти для обработки, резуль-
таты которой могут вызвать ответные реакции, которые затем станут час-
тью стимульного поля, подлежащего дальнейшей обработке. (В большей
части этой книги в основйом будут рассматриваться очень сложные и
абстрактные процессы обработки информации в системах памяти.)
Не следует забывать, что путь информации, показанный на Рис.2.1,
как и на других схемах данной книги,- это репрезентация; в данном слу-
чае - репрезентация гипотетических этапов обработки информации. Не
надо думать, что мозг устроен более или менее так, как здесь изображено.
Просто эта модель, как и многие последующие, удобна в качестве нагляд-
ного представления различных этапов обработки информации, постулиру-
емых в когнитивной психологии.
Перцептивные процессы интересуют когнитивных психологов по не-
скольким причинам: (Предполагается, что когнитивные явления "выс-
шего порядка" - например, мышление, память, семантическая организа-
ция - являются следствиями событий, происходящих вне организма. (Сле-
довательно, изучение распознавания сенсорных сигналов может дать ключ
к пониманию того, как развиваются эти явления высшего порядка.) (2)Есть
данные, свидетельствующие о том, что интеллектуальная история наблю-
дателя и его потребности влияют на обнаружение сенсорных сигналов.
(З)Ёсли информация хранится в памяти в виде абстракций, то знание "ре-
альной" природы ощущений может помочь определить вид и степень этих
абстракций (т.е. насколько они далеки от "реальности").
Рис. 2.1. Этапы обработки информации.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
54
Эта глава охватывает три аспекта перцептивных явлений: (1)Сенсор-
ное восприятие стимулов как таковое; (2)0бъем восприятия; и (З)Стадии
восприятия.
Ощущение и восприятие
Мы познаем мир при помощи органов чувств. Наши знания изначально
имеют чувственную природу; стимулы, интенсивность которых выше оп-
ределенного уровня, активируют чувствительные рецепторы. Что проис-
ходит дальше с этими ощущениями - в большой степени зависит от на-
шего знания мира. Термин ощущение относится к первоначальному опы-
ту, возникающему в результате элементарных видов стимуляции. Изуче-
ние ощущений обычно связано с устройством органов чувств (уха, глаза и
т.д.) и со стимулами, воздействующими на эти органы. С другой стороны,
в восприятии участвуют высшие когнитивные механизмы, интерпретиру-
ющие сенсорную информацию. Когда мы читаем книгу, слушаем концерт,
получаем сеанс массажа, нюхаем одеколон или едим икру, мы "пережива-
ем" нечто гораздо большее, чем непосредственную сенсорную стимуля-
цию. Каждое из этих сенсорных событий обрабатывается в контексте на-
ших знаний о мире; наш предшествующий опыт придает смысл простым
ощущениям.
Явления внешнего мира обнаруживаются сенсорной системой. Эта
система включает пять видов чувствительности: зрение, слух, обоняние,
осязание и вкус. Каждый из наших органов чувств преобразует воздей-
ствия стимулов в нервную энергию.
Очевидно, что в сенсорной системе расположено место встречи наше-
го внутреннего мира с внешней реальностью. Изучение связи между фи-
зическими изменениями в окружающем мире и психическими пережива-
ниями, связанными с этими изменениями, занимает большую и важную
часть психологии. Однако мы ограничим наше изучение психофизики все-
го несколькими темами. Первой из них станет понятие о сенсорном поро-
ге, в связи с которым будет рассмотрен вопрос: Сколько требуется энер-
гии, чтобы произошло обнаружение? Следующей темой будут: теория об-
наружения сигналов, современный подход к сенсорному порогу и теория
информации и связи. Заключительной темой этого раздела будет вопрос:
Сколько информации можно воспринять за короткое время?
Вопрос о том, где кончается ощущение и начинается восприятие, об-
суждался долго, и нет необходимости вспоминать здесь его историю. Важ-
но сознавать наличие этих двух компонентов в перцептивном процессе и
их взаимозависимость.
Дихотомия между сенсорным опытом и перцептивной интерпретацией
этого опыта заняла центральное место в исследованиях восприятия и про-
должает занимать многих когнитивных психологов. Одним из методов ис-
следования является измерение физического и психологического качества
одних и тех же сенсорных стимулов. Иногда эти две меры реальности,
Здесь и далее под стимуляцией подразумевается воздействие внешнего фи-
зического агента (стимула) на органы чувств.- Прим. ред.
Обнаружение сенсорных сигналов
55
Рис. 2.2. Иллюзия Мюпле-
ра-Лайера. Отрезки линий
на фигуре А имеют равную
длину; отрезки линий но фи-
гуре В кажутся равными, но
на самом деле они не ров-
ны.
"объективная" и воспринимаемая, не совпадают, например, в случае ил-
люзий восприятия. В работах по восприятию хорошо известна иллюзия
Мюллера-Лайера (Рис.2.2), в которой два равных отрезка видятся нерав-
ными. Хотя есть как минимум дюжина теорий, объясняющих эту иллюзию
(Boring, 1942), очень похоже, что на самом деле она связана как раз с тем,
что в прошлом опыте у нас сложилась установка считать некоторые фор-
мы находящимися дальше, а некоторые - ближе. Более сложную иллю-
зию можно увидеть на картине Мориса С.Эшера, изображенной на Рис.2.3.
Здесь зрительные признаки близости и удаленности оказываюся несовме-
стимыми с движением потока воды.
Взаимосвязь между восприятием и предшествующим знанием о мире
проявляется не только в простых геометрических иллюзиях, но также при
интерпретации научных данных. На Рисунке 2.4А показано расположение
ям для столбов, найденных при археологических раскопках. Если ваши
знания об изучаемом племени привели вас к гипотезе, что их хижины
были прямоугольными, вы будете склонны "видеть" или интерпретиро-
вать расположение ям так, как это показано на Рисунке 2.4В. И наоборот,
если у вас другая гипотеза, вы будете склонны интерпретировать располо-
жение ям иначе - как на Рисунке 2.4С. В качестве упражнения было бы
полезно попытаться вычертить расположение хижин, исходя из предполо-
жения, что они были треугольными, и соответственно отбирая "существен-
ные" и "несущественные" ямы.
Наш взгляд на перцептивные процессы, таким образом, состоит в том,
что обнаружение и интерпретация реальности определяются как энергией
стимула, воздействующего на органы чувств, так и знаниями, предшеству-
ющими текущему опыту. Во многих когнитивных исследованиях затраги-
вается вопрос о том, насколько мы искажаем сенсорную информацию. Как
нам представляется теперь, хранимое в нашей памяти зачастую есть на-
бор абстрактных репрезентаций реальности. Видимо, ключ к пониманию
процессов обработки сенсорной информации и ее когнитивных интерпре-
таций лежит в абстрагировании информации. На уровне ощущений ин-
формация очень конкретна, тогда как на уровне интерпретации она как
правило абстрактна. Наш взгляд на мир определяется одновременно тем,
что мы знаем (в абстрактном смысле) и тем, что мы чувствуем (в конкрет-
ном смысле). Во всей книге - особенно при рассмотрении семантической
памяти - мы будем расширять это представление. Сейчас, однако, обра-
тимся к другому аспекту восприятия сенсорной информации.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
56
Рис. 2.3. "Водо-
пад" М.С.Эшера.
А В С
..о. . Ї . . . . . ?." :>" У .. 0/.". . / Ї-., - /: / -i- "~" г тт ; --. . - .
Рис. 2.4. Гипотетические планы хижин, нарисованные исходя из располо-
жения ям для столбов, обнаруженных при археологических раскопках. А:
расположение ям (черные пятна); В: и С: гипотетические планы хижин.
Обнаружение сенсорных сигналов
57
Удобно представлять себе различные эле-
менты сенсорной системы в виде каналов,
открытых для внешней реальности. Выс-
шим уровням обработки доступны только
те ощущения, которые обеспечиваются
работой рецепторов, а поскольку воспри-
имчивость этой системы ограничена, наши
знания неизбежно также ограничены. По-
хоже, что мы преувеличиваем важность
тех деталей физического мира, которые
можем обнаружить, и недооцениваем важ-
ность тех, что нами не обнаруживаются
или требуют специальных фильтров для
их преобразования. Как изменился бы наш
взгляд на "реальность", если бы мы могли
"видеть" в инфракрасном диапазоне, но не
могли бы "видеть" обычно видимую часть
спектра? Был бы тогда наш распорядок дня
и ночи тем же самым? Как бы это сказа-
лось на истории, на торговле, моде, фило-
софии - на всем обществе, наконец? Но
самое главное - как бы это повлияло на
наши представления о реальности? По-
скольку мы воспринимаем реальность че-
рез такие ограниченные (часто искажаю-
щие) каналы, мы вынуждены заключить,
что "все, что нам известно, на самом деле
неверно". Однако, в пределах возможнос-
тей нашего сенсорного аппарата мы мо-
жем составить примерное описание того,
как мы обрабатываем огромное количество
информации, которую мы можем обнару-
жить, хорошо понимая, что реальность
нашего непосредственного мира гораздо
более разнообразна, чем мы это ощуща-
ем.
Порог
Уверенность в том, что осознание ощущения наступает тогда, когда энер-
гия стимула достигает мозга, породила многочисленныепсихофизические
эксперименты с измерением порога. Идея была в том, что, когда количе-
ство поступающей энергии превышает некоторый уровень (т.е. порог),
она возбуждает чувствительные нейроны и "проходит" - точно так же,
как мы проходим через дверь. Когда энергия недостаточна для возбужде-
ния активности нейронов, то она, как говорят, находится ниже порога
или, иначе,- это подпороговая энергия; энергию, достаточную для воз-
буждения, назвали надпороговой. Однако, с точки зрения теории обнару-
жения сигналов, концепция порога несколько более сложна, в чем мы и
убедимся далее в этой главе.
Взаимосвязь между энергией стимула и результирующим ощущением
не столь уж проста. Типичный пример взаимосвязи между вероятностью
обнаружения и интенсивностью стимула показан на Рис.2.5. Если бы сен-
сорные пороги были "чистыми" и дискретными и если бы наши методики
измерений были совершенными, то мы получили бы функции вроде тех,
что показаны на Рис.2.6.
Если бы испытуемый находился в таких идеальных для сенсорного
обнаружения условиях, то при воздействии определенной величины све-
товой или звуковой энергии, давления, вкусовых агентов или других сти-
мулов, он бы постоянно отмечал наличие у себя ощущений. Очевидно,
однако, что суждения о наличии ощущений основаны не только на физи-
ческой природе стимула, но также на процессах принятия решений испы-
туемым, которые, в свою очередь, зависят от сложного набора когнитив-
ных механизмов. Испытуемый оценивает величину необработанной надпо-
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
58
роговой энергии по тому, дает ли она достаточно интенсивный стимул,
чтобы вызвать позитивную реакцию. Субъективная оценка тесно связана
с непосредственными психологическими последствиями стимуляции, а так-
же со знакомством испытуемого с такого рода событиями. На ощущения
человека оказывают влияние не только когнитивные механизмы высшего
порядка (память, значение, мышление); кроме этого, стимул или сигнал
может иметь неустойчивые характеристики, искажающие его обнаруже-
ние и интерпретацию. Даже в полностью контролируемых лабораторных
условиях невозможно устранить все "шумы" (посторонние стимулы). Это
аналогично шумам, генерируемым высокочувствительными лабораторны-
ми приборами.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
когнитивного процесса - от обнаружения сенсорных сигналов до распоз-
навания образов и внимания.
Рис. 1.3 Модифи-
цированная когни-
тивная модель Во
и Нормана. Адап-
тировано из:
Waugh and No-
rman (1965J.
Введение
47
Кроткое Целью этой главы было подготовить читателя к восприятию всей осталь-
содержание нои книги, познакомив его с когнитивной психологией. В ней мы обсудили
многие различные и важные аспекты этой науки. Напомним некоторые
важные моменты.
/. Когнитивная психология занимается тем, как приобретаются, пре-
образуются, репрезентируются, хранятся и воспроизводятся зна-
ния, и тем, как эти знания направляют наше внимание и как мы
реагируем.
2. Когнитивная психология опирается на экспериментальные и тео-
ретические подходы, используемые в важнейших областях психо-
логии, включая восприятие, внимание, распознавание образов, язык,
память, образы, психологию развития, мышление и формирование
понятий, человеческий интеллект и искусственный интеллект,
3. Модель обработки информации является общепринятой; она пред-
полагает, что информация проходит при обработке серию этапов,
на каждом из которых выполняется особая функция.
4. Модель обработки информации поднимает два очень дискуссион-
ных вопроса: (1)Каковы те стадии, через которые проходит обра-
ботка информации? и (2)В каком виде представлены знания?
5. Предыстория современной психологии включает древнегреческую
философию, эмпиризм 18-го века, структурализм 19-го века и нео-
когнитивную революцию, происшедшую под влиянием современ-
ного развития теории связи, лингвистики, исследований памяти и
компьютерной техники.
6. "Концептуальная наука" - это удобная метафора, изобретенная
человеком для того, чтобы легче понимать "реальность". В когни-
тивную психологию концептуальные модели введены психологами
с целью разработки такой системы, которая отражала бы природу
человеческого восприятия, мышления и понимания мира.
7. Когнитивные модели основаны на наблюдениях и описывают струк-
туру и процессы познания. Построение моделей помогает лучше
постичь наблюдаемое.
Ключевые слово
ассоцианизм. изоморфизм
когнитивная карта восприятие
когнитивная модель процесс
концептуальная наука структура
модель обработки информации преобразование
внутренняя репрезентация
Введение
48
Рекомендуемая литература
Несколько новых книг по когнитивной психологии содержат материал,
касающийся истории познания и представления информации.
Среди них:
Bourne, Dominowski, Loftus, and Healy. Cognitive Processes (1986);
Glass and Holyoak. Cognition (1986);
M.Eysenck. A Handbook of Cognitive Psychology (1984);
J.Anderson. Cognitive Psychology and Its Implications (1985).
Книга: Woodworth. Experimental Psychology (1938) остается выдающим-
ся изложением истории экспериментальной (и когнитивной) психологии.
Очень живо изложена история когнитивной психологии в: Howard Ga-
rdner. The Minds New Science (1985), и мы ее настоятельно рекоменду-
ем, так же как и Zenon Pylyshyn. Computation and Cognition: Toward a
Foundation for Cognitive Science (1986).
В American Psychologist (1986) опубликована очень глубокая статья (ав-
тор - нейрофизиолог): Karl Pribram.T/ге Cognitive Revolution and Mind/
Brain Issues.
Posner. Cognition: An Introduction (1973)-
историко-философский обзор.
-содержит прекрасный
Neiser. Cognition and Reality (1976) - хорошее введение в некоторые
вопросы когнитивной психологии. Очень полезны первые несколько глав
из Klatzky. Human Memory (1976) и отдельные места из Andrerson and
Bower. Human Associative Memory (1973).
Kuhn. The Structure of Scientific Revolution (1962) рекомендуется в
качестве введения в философию науки.
Введение
49
Обнаружение и
интерпретация
сенсорных сигналов
IliciBCi и. Обнаружение сенсорных сиг-
налов
Ijii-ciiici 3;:: Распознавание паттернов
fiiciBci 4... Внимание
Ибо внутри, снаружи, рядом, над, и под -все лишь волшебный театр теней.
Идет в шкатулке представление, горит свеча - то солнца круг, и мы -
фантомы водим хоровод, входя на свет и исчезая снова .
- Омар Хойям
...всего Могущественного мира ушей и глаз - того, что ими частью создан,
и ими же воспринят... .
- Вильям Вордсворт
Обнаружение
сенсорных сигналов
В этой главе мы рассмотрим, как человек-наблюдатель собирает ин-
формацию об окружении, и обсудим некоторые начальные этапы про-
цесса обработки этой информации.
Изучение человеческого познания мы начинаем с обнаружения сен-
сорных сигналов потому, что это начальный этап обработки информации,
и еще потому, что элементы этого этапа относительно конкретны и осяза-
емы и их поэтому легче понять. Мы видим, слышим, обоняем, чувствуем
вкус, ощущаем явления мира, и все это - первое звено в цепи событий,
к которым далее относятся: кодирование информации, ее хранение и пре-
образование, мышление и, наконец, ответная реакция на эту информацию;
последняя, в свою очередь, приводит к появлению новых сенсорных при-
знаков, что может вновь запустить указанный цикл. Как показано на Рис.2.1,
физическая энергия, попадая в ограниченную зону обнаружения челове-
ка, воздействует на органы чувств, затем преобразуется (конвертируется
в нервную энергию), задерживается ненадолго в сенсорном хранилище,
потом она может быть передана системам памяти для обработки, резуль-
таты которой могут вызвать ответные реакции, которые затем станут час-
тью стимульного поля, подлежащего дальнейшей обработке. (В большей
части этой книги в основйом будут рассматриваться очень сложные и
абстрактные процессы обработки информации в системах памяти.)
Не следует забывать, что путь информации, показанный на Рис.2.1,
как и на других схемах данной книги,- это репрезентация; в данном слу-
чае - репрезентация гипотетических этапов обработки информации. Не
надо думать, что мозг устроен более или менее так, как здесь изображено.
Просто эта модель, как и многие последующие, удобна в качестве нагляд-
ного представления различных этапов обработки информации, постулиру-
емых в когнитивной психологии.
Перцептивные процессы интересуют когнитивных психологов по не-
скольким причинам: (Предполагается, что когнитивные явления "выс-
шего порядка" - например, мышление, память, семантическая организа-
ция - являются следствиями событий, происходящих вне организма. (Сле-
довательно, изучение распознавания сенсорных сигналов может дать ключ
к пониманию того, как развиваются эти явления высшего порядка.) (2)Есть
данные, свидетельствующие о том, что интеллектуальная история наблю-
дателя и его потребности влияют на обнаружение сенсорных сигналов.
(З)Ёсли информация хранится в памяти в виде абстракций, то знание "ре-
альной" природы ощущений может помочь определить вид и степень этих
абстракций (т.е. насколько они далеки от "реальности").
Рис. 2.1. Этапы обработки информации.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
54
Эта глава охватывает три аспекта перцептивных явлений: (1)Сенсор-
ное восприятие стимулов как таковое; (2)0бъем восприятия; и (З)Стадии
восприятия.
Ощущение и восприятие
Мы познаем мир при помощи органов чувств. Наши знания изначально
имеют чувственную природу; стимулы, интенсивность которых выше оп-
ределенного уровня, активируют чувствительные рецепторы. Что проис-
ходит дальше с этими ощущениями - в большой степени зависит от на-
шего знания мира. Термин ощущение относится к первоначальному опы-
ту, возникающему в результате элементарных видов стимуляции. Изуче-
ние ощущений обычно связано с устройством органов чувств (уха, глаза и
т.д.) и со стимулами, воздействующими на эти органы. С другой стороны,
в восприятии участвуют высшие когнитивные механизмы, интерпретиру-
ющие сенсорную информацию. Когда мы читаем книгу, слушаем концерт,
получаем сеанс массажа, нюхаем одеколон или едим икру, мы "пережива-
ем" нечто гораздо большее, чем непосредственную сенсорную стимуля-
цию. Каждое из этих сенсорных событий обрабатывается в контексте на-
ших знаний о мире; наш предшествующий опыт придает смысл простым
ощущениям.
Явления внешнего мира обнаруживаются сенсорной системой. Эта
система включает пять видов чувствительности: зрение, слух, обоняние,
осязание и вкус. Каждый из наших органов чувств преобразует воздей-
ствия стимулов в нервную энергию.
Очевидно, что в сенсорной системе расположено место встречи наше-
го внутреннего мира с внешней реальностью. Изучение связи между фи-
зическими изменениями в окружающем мире и психическими пережива-
ниями, связанными с этими изменениями, занимает большую и важную
часть психологии. Однако мы ограничим наше изучение психофизики все-
го несколькими темами. Первой из них станет понятие о сенсорном поро-
ге, в связи с которым будет рассмотрен вопрос: Сколько требуется энер-
гии, чтобы произошло обнаружение? Следующей темой будут: теория об-
наружения сигналов, современный подход к сенсорному порогу и теория
информации и связи. Заключительной темой этого раздела будет вопрос:
Сколько информации можно воспринять за короткое время?
Вопрос о том, где кончается ощущение и начинается восприятие, об-
суждался долго, и нет необходимости вспоминать здесь его историю. Важ-
но сознавать наличие этих двух компонентов в перцептивном процессе и
их взаимозависимость.
Дихотомия между сенсорным опытом и перцептивной интерпретацией
этого опыта заняла центральное место в исследованиях восприятия и про-
должает занимать многих когнитивных психологов. Одним из методов ис-
следования является измерение физического и психологического качества
одних и тех же сенсорных стимулов. Иногда эти две меры реальности,
Здесь и далее под стимуляцией подразумевается воздействие внешнего фи-
зического агента (стимула) на органы чувств.- Прим. ред.
Обнаружение сенсорных сигналов
55
Рис. 2.2. Иллюзия Мюпле-
ра-Лайера. Отрезки линий
на фигуре А имеют равную
длину; отрезки линий но фи-
гуре В кажутся равными, но
на самом деле они не ров-
ны.
"объективная" и воспринимаемая, не совпадают, например, в случае ил-
люзий восприятия. В работах по восприятию хорошо известна иллюзия
Мюллера-Лайера (Рис.2.2), в которой два равных отрезка видятся нерав-
ными. Хотя есть как минимум дюжина теорий, объясняющих эту иллюзию
(Boring, 1942), очень похоже, что на самом деле она связана как раз с тем,
что в прошлом опыте у нас сложилась установка считать некоторые фор-
мы находящимися дальше, а некоторые - ближе. Более сложную иллю-
зию можно увидеть на картине Мориса С.Эшера, изображенной на Рис.2.3.
Здесь зрительные признаки близости и удаленности оказываюся несовме-
стимыми с движением потока воды.
Взаимосвязь между восприятием и предшествующим знанием о мире
проявляется не только в простых геометрических иллюзиях, но также при
интерпретации научных данных. На Рисунке 2.4А показано расположение
ям для столбов, найденных при археологических раскопках. Если ваши
знания об изучаемом племени привели вас к гипотезе, что их хижины
были прямоугольными, вы будете склонны "видеть" или интерпретиро-
вать расположение ям так, как это показано на Рисунке 2.4В. И наоборот,
если у вас другая гипотеза, вы будете склонны интерпретировать располо-
жение ям иначе - как на Рисунке 2.4С. В качестве упражнения было бы
полезно попытаться вычертить расположение хижин, исходя из предполо-
жения, что они были треугольными, и соответственно отбирая "существен-
ные" и "несущественные" ямы.
Наш взгляд на перцептивные процессы, таким образом, состоит в том,
что обнаружение и интерпретация реальности определяются как энергией
стимула, воздействующего на органы чувств, так и знаниями, предшеству-
ющими текущему опыту. Во многих когнитивных исследованиях затраги-
вается вопрос о том, насколько мы искажаем сенсорную информацию. Как
нам представляется теперь, хранимое в нашей памяти зачастую есть на-
бор абстрактных репрезентаций реальности. Видимо, ключ к пониманию
процессов обработки сенсорной информации и ее когнитивных интерпре-
таций лежит в абстрагировании информации. На уровне ощущений ин-
формация очень конкретна, тогда как на уровне интерпретации она как
правило абстрактна. Наш взгляд на мир определяется одновременно тем,
что мы знаем (в абстрактном смысле) и тем, что мы чувствуем (в конкрет-
ном смысле). Во всей книге - особенно при рассмотрении семантической
памяти - мы будем расширять это представление. Сейчас, однако, обра-
тимся к другому аспекту восприятия сенсорной информации.
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
56
Рис. 2.3. "Водо-
пад" М.С.Эшера.
А В С
..о. . Ї . . . . . ?." :>" У .. 0/.". . / Ї-., - /: / -i- "~" г тт ; --.
Рис. 2.4. Гипотетические планы хижин, нарисованные исходя из располо-
жения ям для столбов, обнаруженных при археологических раскопках. А:
расположение ям (черные пятна); В: и С: гипотетические планы хижин.
Обнаружение сенсорных сигналов
57
Удобно представлять себе различные эле-
менты сенсорной системы в виде каналов,
открытых для внешней реальности. Выс-
шим уровням обработки доступны только
те ощущения, которые обеспечиваются
работой рецепторов, а поскольку воспри-
имчивость этой системы ограничена, наши
знания неизбежно также ограничены. По-
хоже, что мы преувеличиваем важность
тех деталей физического мира, которые
можем обнаружить, и недооцениваем важ-
ность тех, что нами не обнаруживаются
или требуют специальных фильтров для
их преобразования. Как изменился бы наш
взгляд на "реальность", если бы мы могли
"видеть" в инфракрасном диапазоне, но не
могли бы "видеть" обычно видимую часть
спектра? Был бы тогда наш распорядок дня
и ночи тем же самым? Как бы это сказа-
лось на истории, на торговле, моде, фило-
софии - на всем обществе, наконец? Но
самое главное - как бы это повлияло на
наши представления о реальности? По-
скольку мы воспринимаем реальность че-
рез такие ограниченные (часто искажаю-
щие) каналы, мы вынуждены заключить,
что "все, что нам известно, на самом деле
неверно". Однако, в пределах возможнос-
тей нашего сенсорного аппарата мы мо-
жем составить примерное описание того,
как мы обрабатываем огромное количество
информации, которую мы можем обнару-
жить, хорошо понимая, что реальность
нашего непосредственного мира гораздо
более разнообразна, чем мы это ощуща-
ем.
Порог
Уверенность в том, что осознание ощущения наступает тогда, когда энер-
гия стимула достигает мозга, породила многочисленныепсихофизические
эксперименты с измерением порога. Идея была в том, что, когда количе-
ство поступающей энергии превышает некоторый уровень (т.е. порог),
она возбуждает чувствительные нейроны и "проходит" - точно так же,
как мы проходим через дверь. Когда энергия недостаточна для возбужде-
ния активности нейронов, то она, как говорят, находится ниже порога
или, иначе,- это подпороговая энергия; энергию, достаточную для воз-
буждения, назвали надпороговой. Однако, с точки зрения теории обнару-
жения сигналов, концепция порога несколько более сложна, в чем мы и
убедимся далее в этой главе.
Взаимосвязь между энергией стимула и результирующим ощущением
не столь уж проста. Типичный пример взаимосвязи между вероятностью
обнаружения и интенсивностью стимула показан на Рис.2.5. Если бы сен-
сорные пороги были "чистыми" и дискретными и если бы наши методики
измерений были совершенными, то мы получили бы функции вроде тех,
что показаны на Рис.2.6.
Если бы испытуемый находился в таких идеальных для сенсорного
обнаружения условиях, то при воздействии определенной величины све-
товой или звуковой энергии, давления, вкусовых агентов или других сти-
мулов, он бы постоянно отмечал наличие у себя ощущений. Очевидно,
однако, что суждения о наличии ощущений основаны не только на физи-
ческой природе стимула, но также на процессах принятия решений испы-
туемым, которые, в свою очередь, зависят от сложного набора когнитив-
ных механизмов. Испытуемый оценивает величину необработанной надпо-
Обнаружение и интерпретация сенсорных сигналов
58
роговой энергии по тому, дает ли она достаточно интенсивный стимул,
чтобы вызвать позитивную реакцию. Субъективная оценка тесно связана
с непосредственными психологическими последствиями стимуляции, а так-
же со знакомством испытуемого с такого рода событиями. На ощущения
человека оказывают влияние не только когнитивные механизмы высшего
порядка (память, значение, мышление); кроме этого, стимул или сигнал
может иметь неустойчивые характеристики, искажающие его обнаруже-
ние и интерпретацию. Даже в полностью контролируемых лабораторных
условиях невозможно устранить все "шумы" (посторонние стимулы). Это
аналогично шумам, генерируемым высокочувствительными лабораторны-
ми приборами.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81