Владимир Ганзен - Системные описания в психологии Страница 29

V. 2. МОДЕЛЬ ПАРЦИАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА

ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА

V. 2. 1. Теоретические предпосылки модели. Проблема построения полноценных описаний хранилища памяти человека как в терминах макро (объемных) характеристик, так и в терминах расположения, упорядочивания информации в нем является одной из традиционных. Существуют десятки моделей, описывающих организацию следов в долговременой памяти (ДП), и ни одна из них не отображает универсальных закономерностей образования в хранилище памяти систем следов независимо от их модально-специфических свойств. Количественные модели потенциального запаса следов в хранилище памяти до сих пор, по-видимому, не построены, хотя экспериментирование над различными объемными характеристиками ведется уже не одно десятилетие.

Исследование этих характеристик в ходе заучивания разнообразных видов материала при различных внешних и внутренних условиях получили широкое развитие во второй половине 50-х годов в связи с формированием представлений о двухкомпонентной теории памяти и накоплением количественных знаний о кратковременной памяти (КП). Большая часть экспериментально-психических исследований, предметом которых являлось изучение различных объемных характеристик ДП, выполнена с использованием относительно коротких списков заучиваемого материала: в экспериментах "на воспроизведение" в такие списки включаются обычно от нескольких десятков до нескольких сотен элементов. В то же время в опытах "на узнавание" списки охватывают от десятков сотен до многих тысяч элементов. Варьирование в столь широких пределах объемными переменными позволило получить некоторые количественные зависимости между временными и объемными параметрами процессов заучивания, хранения и воспроизведения. Несмотря на это, как показывает анализ литературы, накопленных данных еще недостаточно для индуктивного подхода к разработке количественных моделей объема памяти.

Немного прибавляют к сделанному выводу и содержащиеся в психологической литературе знания о предельных возможностях человеческой памяти, которые ограничиваются, как правило, представлением впечатляющих результатов наблюдения за мнемонистами или опытов над ней в специальных условиях, например, гипноза. Для построения количественных моделей эти данные обладают относительной ценностью, так как создают впечатление о практически неограниченных, регламентированных лишь естественными биологическими запретами, потенциях памяти.

Казалось, что новые возможности для исследования предельных объемных характеристик хранилища были связаны с развитием теории информации и проникновением в психологию и в смежные науки теоретико-информационного подхода. В соответствии с гипотетическими оценками, сделанными на его основе, емкость хранилища памяти исчислялась в диапазоне 10"6" - 10"21" двоичных единиц. Однако эти оценки не пригодны для описания емкости хранилища памяти на собственно психологическом языке, т. е. языке содержащихся в памяти образов и других единиц опыта - элементов того алфавита, который формируется, накапливается и консолидируется человеком в процессе жизни и деятельности.

Следовательно, изучение объемных показателей памяти, оценка ее предельных возможностей и теоретико-информационный подход оказываются малопродуктивными для установления психологически содержательных характеристик объема хранилища памяти.

В связи с этим необходимо разработать новые подходы к моделированию памяти и создать модели, отображающие важнейшие законы организации хранилища. В работе [30] рассмотрен один из таких подходов и на его основе построена объемная структурная модель хранилища памяти, позволяющая на психологическом языке одновременно производить количественные оценки его емкости и описывать организацию систем следов некотором гипотетическом функциональном пространстве памяти.

V. 2. 2. Описание модели. Под объемом (емкостью) хранилища понимается число размещенных в нем единиц хранения (дискретных следов), а понятие структуры, характеризующее распределение следов в хранилище, интерпретируется как структура порядка. Наложим ограничения на область дальнейшего исследования: будем рассматривать лишь те разделы хранилища, которые ответственны за фиксацию следов разных видов символического материала, например бессмысленных слогов, слов, графических знаков письменности и т. п.

Для упорядочения важнейших характеристик памяти обратимся к методу систематизации понятий на основе базисов. Поскольку память можно определить как хранение информации во времени, то в качестве опорного базиса используем следующие понятия: "пространство", "время", "информация", "энергия". Диада "информация время" является ведущей в определении памяти, но память обладает также эмпирическими и пространственными характеристиками. Однако анализ последних в целях получения соответствующих описаний памяти может производиться только на информационно-временной основе.

Выделение информационно-временных свойств памяти как опорных для ее моделирования побуждает к поиску экспериментальных данных, указывающих прежде всего на общий класс функций, связывающих количество содержащейся в хранилище информации с временем ее накопления, сохранения и извлечения. Наиболее важными из информационных характеристик памяти являются ее объемные показатели. Собственно информационная природа этих показателей выражается в том, что они представляют собой меру разнообразия удерживаемого в памяти материала. Укажем на некоторые из известных в психологии зависимостей между объемными и временными параметрами мнемических процессов.

1. Исследование процессов научения позволили обнаружить, что результаты многих экспериментов, проверяющими связь между информационными и временными переменными в ходе обучения, удовлетворительно аппроксимируются экспоненциальной функцией y=y/max/[1-exp(-kt)], где y - сила навыка ( в частности, объем заученного материала); y/max/ верхний предел силы навыка; t - число проб (временной показатель); k - константа, выражающая скорость научения.

2. Г. Эббингауз, а позднее и его последователи определили забывание как логарифмическую функцию времени y=k(clogt), где y - объем сохраняемого материала; k и c экспериментальные константы.

В законе Хика время латентного периода дизъюнктивной реакции Т/p/ описывается выражением Т/p/=a+blog/c/y, где a и b - константы (a характеризует несократимую долю величины времени реакции); y - длина алфавита сигналов, из которого производится выбор при опознании сигнала (объем следов в памяти). Если пренебречь величиной a, то указанное выражение можно записать так: Т/p/=blod/c/y, откуда y=c/Т/p//b.

Таким образом, во всех рассмотренных случаях информация и время, выступающие атрибутами математических процессов, связаны элементарными взаимо-обратными функциями: показательной и логарифмической.

В каком классе функций следует искать в явном виде зависимость между объемными и временными переменными? Приведенные выше примеры указывают на класс элементарных показательных функций. Учитывая специфику рассматриваемого феномена (памяти) и ее свойство аддитивности для вербального материала, естественно сделать некоторое обобщение и перейти от показательных функций к сумме показательных функций, а классе этих математических объектов попытаться найти интересующую нас зависимость. В общем виде сумму показательных функций можно записать так:

============Формула 1 стр. 110========== y(n)=A/n/a"n"+A/n-1/a"n-1"+...+A/1/a"1"+A/0/a"0".

Положив для простоты коэффициенты A/0/, A/1/, ... равными единице, получим выражение:

============Формула 2 стр. 110========== y(n)=a"n"+a"n-1"+...+a+1,

Которое можно представить в виде возрастающей геометрической прогрессии с членом b/1/=1 и q=a.

Д. А. Игонин предложил использовать эту функцию для построения информационно-временной модели памяти, сформулировав гипотезу о слоистой организации хранилища, базирующуюся на следующих положениях: 1) слоистость хранилища памяти понимается прежде всего как функциональная слоистость, обнаруживаемая при информационно-веременным признака, слои в памяти упорядочены и могут быть пронумерованы; 2) объемы совокупностей следов, локализованных в каждом из слоев, ограничены и возрастают с увеличением номера слоя; 3) число n слоев ограничено (1єnє8);4) кроме того, допускается, что временные характеристики мнемонических процессов запоминания, хранения, забывания и извлечения с увеличением номера слоя монотонно возрастают; 5) хранилище может заполняться следами, функционирующими на репродуктивном, "узнающем" и облегчающем уровнях памяти [50]. На репродуктивном уровне памяти слои хранилища заполняются последовательно с ростом номера n; на "узнающем" и облегчающем уровнях памяти така очередность необязательна.

Рассмотрим следующие переменные: n - число заполненных в хранилище слоев; a - объемный параметр, характеризующий скорость КП на данный вид материала, либо, возможно, емкость кратковременного буфера повторения [11]; y(nn) - максимальное число следов в хранилище (емкость хранилища) при условии, что слой n заполнен целиком; z - величина в диапазоне n-1<яєn, характеризующая степень заполнения следами слоя n; y(z) - наличный объем следов в хранилище при данной величине z, причем из всего множества значений аргумента z рассматриваются лишь те, при которых функция y(n-1<y(z)єy(n).