автореферат и диссертация по психологии 19.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Количественные закономерности кратковременной памяти

Автореферат диссертации по теме "Количественные закономерности кратковременной памяти"

5 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ

На правах рукоппси

СКОПШЩЕБЛ Надежда Алсксссвна

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ

Спецпа.чыюсть 10.00.01 — общпя психология, истории психологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук

Москва 1994

Раиса а выполнена б лайораюрин пснхофизиодопт Института психолопш РА!!

Научный руководитель:

юмор бнолошчеокпх нам;, профессор ЛЕБЕДЕВ АЛ!

Официальные оппоненты:

доктор психологических идук, профессор ЛЯУДПС В.

кандидат цсихуло!ических паук. ГРЕЕЕПППКОВА II. I'».

•Ведущее учреждение: Психологический институт Российской Академии образования.

Защита диссер1ации состошся <<...........»............. .... 199^ года

в ............ часов на заседании специализированного Совета

'К 002.31.02 но защите диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических паук' при Институте психологии РАН по адресу; ]2933Г», г. Москва, ул. Ярославская, д. 13.

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке Института психологии РАН.

Автореферат разослан <<........»...................1991 гола.

Ученый секретарь специализированного Совета.

кандидат психологических наук Е. А. АНДРЕЕВА

Актуальность работы определяется важностью выявления количественных закономерностей памяти человека, как теоретически - для понимания механизмов памяти, так и практически,в инженерно-психологических разработках, для обучения и контроля операторской деятельности, для разработки методов оценки интеллектуальных возможностей человека.

Проблема изучения количественных закономерностей памяти-ста-рейшая в психологии.Классические исследования выполнены Эббинга-узом, и далее вехами выступают работы Бренера.Хика, Миллера, Ат-кинсона. Применение информационного подхода без учета тонких психологических особенностей,часто имеющих решающее значение, и без опоры на современные нейрофизиологические представления о механизмах памятисильно ограничило возможности количественной оценки психических явлений.

Согласно известному правилу Миллера, об'ем кратковременной памяти не зависит от типа запоминаемого материала и равен "семь плюс или минус два элемента".Остается неясным.как зависит об'ем памяти от алфавита стимулов. Применение теории информации в исследованиях кратковременной памяти не дало ответа на этот вопрос, что и вызвало информационный кризис.Новые закономерности функционирования кратковременной памяти раскрыты после работ Миллера. Найдены зависимости об'ема памяти от сложности запоминаемого материала, способа воспроизведения, организации материала, длительности экспозиции, мотивации, скорости артикуляции, представления информации в памяти и т.д.(Аткинсон,1980; Стернберг, 1975; Хоффман,1986; Geissler,1987; Зинченко.Величковский, Вуче-ТИЧ,1980; Kail,1992; Smith,1992; Russell, D'Hollosy,1992; И Др.)

Оказалось, что пределы об'ема памяти, указанные Миллером слишком узкие. В действительности об'ем колеблется в пределах от 2.5 (Шипош,Ступавска,1978) до 18 (Вучетич,1973). элементов. Но все еще неясно, как емкость памяти зависит от алфавита стимулов. Именно эта задача привлекла наше внимание.

Недостаточно изучены также механизмы запоминания сложных многомерных сигналов.В работах ряда исследователей (Клеммер, Фрик,1953; О'Коннели, Биб-Сентер, Роджерс,1955; Поллак,1953; Халси, Чапанис,1954; Е.Д.Войтинский,1960; Smith,1963; Т.П.Зинченко,1978,1981) показано, что эффективным средством

увеличения пропускной способности канала переработки информации является увеличение мерности . сигналов, т.е. числа параметров, по которым они различаются. При этом остается невыясненным, как зависит об'ем кратковременной памяти от размерности стимулов, т.е. от числа независимых признаков.Иными словами, как количественно связаны между собой об'емы памяти на многомерные сигналы и составляющие их одномерные.

Для ответа на все эти вопросы более глубокий системный подход, в частности, учитывающий закономерности внутреннего преобразования информации.

•Необходимо выяснить как связано внутреннее, суб'ективное представление стимульного материала с внешними атрибутами стимулов, их размерностью, разнообразием и другими.

Решение проблемы памяти предполагает необходимость всех уровней анализа - от описания когнитивной деятельности, систем мозговых структур, отвечающих за эту деятельность до уровня синапсов (Ломов,1984; Squire,1986).

Интересными в этом смысле представляются работы,выполненные в лаборатории психофизиологии Института психологии РАН А.Н.Лебедевым и сотрудниками. В них раскрыты нейрофизиологические механизмы образования и сохранения следов памяти. Согласно модели, максимально возможный об'ем кратковременной памяти, измеренный в информационных единицах,есть величина постоянная, независимая от типа сигналов и равная приблизительно 30 битам. Из модели вытекает ряд следствий,еще не проверенных экспериментально. Проверка данной модели - одна из задач нашей работы.

- Цели исследования:

- поиск количественной зависимости об'ема кратковременной памяти от типа запоминаемых сигналов,их качественного содержания и размера алфавита,т.е. решение задачи поставленной,но нерешенной Дж.Миллером и другими исследователями в рамках информационного подхода;

- выяснение психологических механизмов, лежащих в основе предполагаемой зависимости;

- поиск количественной связи об'ема кратковременной памяти на

многомерные стимулы с об'емами памяти на составляющие их одномерные признаки.

В работе последовательно решались следующие задачи:

1. Определение об'емов кратковременной памяти на сигналы разных алфавитов и расчет предельных величин этих об'емов с использованием уравнений нейрофизиологической модели памяти.

2. Сопоставление теоретических и экспериментальных величин об'емов кратковременной памяти для разных типов сигналов.

3. Выявление психологических факторов,определяющих соотношения между теоретическими и экспериментальными величинами об'емов кратковременной памяти.

4. Количественная характеристика психологических факторов и структурный анализ.

5. Исследование зависимости запоминания многомерных сигналов от составляющих их признаков.

Результаты проведенного исследования позволяют вынести на защиту следующие положения:

1. Об'ем кратковременной памяти определяется суб'ективной трансформацией об'ективно заданного алфавита. Длина суб'ективного алфавита пропорциональна длине об'ективного .

2. Предельно высокий размер суб'ективного алфавита равен произведению об'ема кратковременной памяти на размер об'ективно заданного одномерного алфавита.

3. Величины об'емов кратковременной памяти на многомерные сигналы подчиняются следующей закономерности:обратная величина об'ема кратковременной памяти на многомерные сигналы равна сумме обратных величин об'емов кратковременной памяти на одномерные сигналы.

4. По об'емам памяти на одномерные признаки с высокой точностью предсказывается об'ем на многомерные сигналы по простой формуле, следующей из нейрофизиологических предпосылок.

- 4 -

Научная новизна состоит в том, что впервые:

- показано, что об'ем кратковременной памяти определяется не только заданными в эксперименте символами,но всем множеством образов, которые актуализируются при запоминании данного алфавита .

Этот набор образов интерпретирован как суб'ективный алфавит.

- показан способ подсчета величины суб'ективного алфавита с использованием нейрофизиологической модели памяти.

- найдена структурная организация суб'ективного алфавита.

Суб'ективные алфавиты,соответствующие об'ективным многомерным, которые образованны перемножением одномерных алфавитов, организуются также перемножением суб'ективных алфавитов, соответствующих одномерным алфавитам.

Практическая значимость.Результаты проведенного исследования могут быть использованы в инженерно-психологических разработках, в системах компьютеризированного обучения и контроля операторской деятельности,специфика которой связана с нагрузкой на мнемические процессы. Полученные материалы позволяют предложить критерий определения профессионального уровня овладения навыками работы с многомерными алфавитами символов.

Апробация работы.Основные результаты докладывались и обсуждались на 1У конференции молодых ученых РАН (Григорчиково, 1982), Юбилейной итоговой научной сессии Института психологии РАН (Москва,1983),на 6-й Всесоюзной конференции по инженерной психологии.(Ленинград, 1984)»Всесоюзном симпозиуме "Зрение организмов и роботов" (Вильнюс,1985), на 7-й Европейской конференции Психометрического общества (Триир, 1991), на 24-й конференции по математической психологии (Москва, 1993), на расширенном заседании лаборатории психофизиологии Института психологии РАН (1994).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложе-

- 5 -

ния с таблицами. Общий об'ем работы страниц.

По материалам диссертации опубликовано 16 работ.

Содержание диссертации

Во введений обосновывается актуальность проблемы диссертационного исследования, указывается цель и задачи, формулируются положения выносимые на защиту, отмечается научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе подробно раскрывается проблема исследования, рассматривается состояние ее изучения на современном этапе развития психологии, анализируются существующие модели памяти и обобщаются имеющиеся в литературе данные об ограниченности об'ема кратковременной памяти и зависимости его величины от различных факторов.

Психология нуждается в точных количественных закономерностях, тем более таких, когда на основании одних явлений можно предсказывать другие.

В области памяти поиски количественных законов ведутся,начиная со времен Эббингауза (19 в.).Бренер (1940) показал зависимость об'ема памяти от типа материала.С появлением информационной теории (Шеннон,1946) в исследованиях памяти был использован информационный подход.Поскольку основное свойство памяти - сохранение информации, естественно предположить, что об'ем памяти зависит от количества запоминаемой информации.Но опыты Хейза (1952), повторенные Поллаком (1952), показали, что при запоминании сигналов с различной информационной насыщенностью об'ем кратковременной памяти (у них - об'ем непосредственной памяти) варьирует в очень незначительном диапазоне (от 5 до 9) при количестве информации, приходящейся на эти об'емы равном 18 - 50 бит.

Опираясь на эти данные, Миллер (1956) делает вывод о независимости об'ема памяти от количества запоминаемой информации. Согласно Миллеру, об'ем памяти ограничен числом кусков

информации,так называемых чанков.Чанками являются запоминаемые символы. Число чанков варьирует от 5 до 9 (7+ или -2). Это означает,что определяющим фактором в ограничении об'ема памяти является не разнообразие сигналов, а длина запоминаемого ряда.Этот вывод подтвердили опыты, проведенные Миллером и Смитом,где для запоминания пред'являлись списки символов одной длины,а сами символы принадлежали к разным алфавитам и, соответственно, несли разное количество информации. Для запоминания этих списков потребовалось одинаковое число повторений (при разнице информационной нагрузки на символ, равной 3 и 5 бит).

Правило Миллера принято и в зарубежной, и в отечественной психологии (А«пеауе,1959; Лук,1563; Ломов,1966). Хотя уже в 1965 году Невельским была показана ошибочность представления о независимости об'ема памяти от количества информации. Из того, пишет он, что об'ем памяти зависит от числа запоминаемых символов, еще не следует,что только от этого единственного параметра. И Действительно,как может память,которая сохраняет информации, не зависеть от величины информации ?

Дажэ внутри диапазона изменений об'ема памяти, указанных Миллером, видна зависимость от количества информации, содержащейся в символе: запоминается 9 нулей и единиц, но 5 слов.Это означает, что запоминание слов вызывает большую трудность, чем запоминание двузначных цифр. Невельским был проведен ряд экспериментов по запоминанию искуственных понятий, трехзначных чисел, отобранных из четырех алфавитов и слов. На основании полученных результатов им были сделаны выводы об обратной зависимости об'ема памяти от количества информации,содержащейся в запоминаемых символах. Аналогичные опыты Бочаровой (1965) подтвердили указанные выводы.

Кавенох (1972) получает данные, на основании которых выявляется зависимость об'ема памяти от информационной насыщенности стимулов: величина об'ема запоминания бессмысленных слогов составила 3,4 элемента. В опытах Вучетич (1973) операторы запоминали матрицы, состоящие из 18 нулей и единиц. В работе Шипоша и Ступавски (1978) также отмечается влияние сложности

материала на результативность запоминания: диграмм запоминалось 3,1 , рифмованных пословиц 2,5 , десятичных цифр 7,3 .

Приведенные данные показывают,что диапазон изменений величины об'ема памяти при запоминании символов .несущих разное количество информации , шире, чем пределы указанные Миллером в его правиле.

Недавние результаты,полученные при исследовании роли длительности экспозиции и информационного контекста при непосредственном воспроизведении (Smith,1992), также выявляют приблизительность, неточность правила Миллера.

Необходимо подчеркнуть,что большую роль в переработке информации играет прошлый опыт человека. Влияние хранимой в памяти информации проявляется уже в сенсорных задачах (Корж, Садов,1980).На вербальном уровне используется логическая обработка, которая связывает поступающую информацию с уже имеющейся в виде прошлого опыта, чем уменьшает количество повой информации.

В проблеме ограниченности об'ема кратковременной памяти важным моментом является вопрос запоминания многомерных сигналов.

Известные данные об увеличении пропускной способности канала переработки информации при помощи увеличения мерности стимулов (Фрик,1953; Роджерс,1955; Т.П.Зинченко,1978,1981 и др.) не отвечают на вопрос, как связаны между собой об'емы кратковременной памяти на многомерные и составляющие их одномерные стимулы.

В исследованиях В.Я.Ляудис (1976) использовались многомерные сигналы в задаче выяснения условий построения оптимальной умственной модели об'екта в качестве регулятора воспроизведения. К сожалению, не анализировалась связь между об'емами памяти на многомерные сигналы и отдельные признаки, составляющие эти многомерные сигналы.

Следует подчеркнуть, что несмотря на огромное количество данных об ограниченности кратковременной памяти, в психологии нет подходящей теоретической модели,которая позволила бы об'яс-нить и систематизировать накопленный эмпирический материал.

Видимо,чтобы выявить причины,ограничивающие об'ем кратковременной памяти, требуется учитывать знания о работе- мозга, накопленные'в других областях науки, в частности, данные нейрофизиологии.

Далее в работе излагается модель восприятия и памяти А.Н.Лебедева (1977,1980,1983,1985,1992,1993), построенная на представлениях о фазово-частотном механизме кодирования информации нейронными ансамблями. Простые уравнения устанавливают связь между длиной алфавита воспринимаемых сигналов и об'емом памяти на этот алфавит.

При этом предельный об'ем кратковременной памяти , выраженный в информационных единицах,есть величина постоянная и равная приблизительно 30 битам.Используя эту модель.можно установить предельные значения величин об'ема кратковременной памяти для алфавитов разной длины.

Необходима экспериментальная проверка данной модели . в психологических опытах для выяснения границ ее применения.Для этого нами были определены об'емы памяти на ряд алфавитов и проведено сравнение полученных экспериментальных данных с теоретическими, полученными из уравнений модели.

Во второй главе рассматриваются результаты экспериментальной проверки соответствия теоретических и экспериментальных значений об'емов кратковременной памяти на разные алфавиты.

В исследовании участвовало 138 человек в возрасте 19 -45 лет.

Изложение начинается с описания метода измерения об'ема кратковременной памяти. Под об'емом памяти понимается максимальное число элементов запоминаемого материала, которое воспроизводится сразу после одного пред'явления в течение 3-6 секунд с учетом позиции элемента в ряду пред'явленных стимулов. В данной работе об'ем памяти измерялся с помощью бланковых методик и аппаратурным способом - на ЭВМ ДЗ-28 и на. персональном компьютере PC-IBM с цветным дисплеем. Стимульным материалом служил набор из 21 алфавита: - О и I;

- цифры от О до 5;

- цифры от О до 9;

- цифры от О до 9, раскрашенные в два цвета;

- цифры от О до 9, раскрашенные в пять цветов;

- О и I, двух размеров, раскрашенные в два цвета;

- геометрические фигуры треугольник,квадрат и ромб;

- квадраты без одной из сторон;

- четыре заглавных латинских буквы ;

- цветовые наборы из двух, четырех и пяти цветов;

- размеры: большой и малый;

- буквы русского алфавита;

- четыре латинские букЕЫ, раскрашенные в два цвета;

- квадраты без одной стороны, раскрашенные в четыре цвета;

- бессмысленные слоги;

- три геометрические фигуры, раскрашенные в пять цветов;

- односложные слова:

- четырехбуквенные имена (Таня, Боря и т.п.);

- сочетание односложных слов и имен (Танин мяч.Борин лес и т.п.)

Для каждого из этих 21 алфавитов был произведен теоретический расчет предельных значений об'ема кратковременной памяти ¡то формуле, прямо следующей из нейрофизиологических предпосылок: н

А = С (I) ,

где А - об'ективный, экспериментальный алфавит сигналов; Н - об*ем кратковременной памяти;

9

С - физиологическая константа, равная 9 . Значение константы вычисляется по соотношению средней и разностной частот колебаний нейронной активности в полосе доминирующего у человека ритма,около 10 Гц. чем выше значение, тем выше константа, равная в среднем, по большому массиву испытуемых 9.

Результаты эксперимента показывают (рис.1),что полученные в опытах значения об'емов памяти не достигают предельных, рассчитанных го уравнению (I). Но с увеличением длины алфавита

Рис I. Теоретическая зависимость величины об'ема кратковременной памяти Н от длины алфавита запоминаемых сигналов А и экспериментальные значения об'емов памяти.

1 - расчет без учета суб'ективного алфавита М;

2 - расчет с учетом суб'ективного алфавита М (М=А*Н, Лебедев,1993).

экспериментальные данные приближаются к теоретическим,и практически совпадают при длине алфавита в 4000 (бессмысленные слоги). Таким образом мы видим, что формула (I) выполняется только в условиях предельной нагрузки на память.

Возможным об'яснением является то,что в действительности испытуемый работает с большим числом сигналов,чем ему предъявлено в эксперименте.Пред'явленные стимулы не соответствуют однозначно их репрезентации в памяти.

Психологический механизм таков, что по ассоциации об'ек-тивный экспериментальный алфавит вызывает множество образов, расширяя, увеличивая скрытый алфавит. Этот внутренний алфавит образов мы называем суб'ективным.

Косвенным подтверждением его существования является тот факт, что при формально одинаковой длина содержательно разных алфавитов определяются разные об'емы памяти.Этим жэ об'ясняется влияние на об'ем и других факторов (разной Форш пред'явления и воспроизведения сигналов и т.п.).

Суб'ективный алфавит практически всегда больше экспериментального. И только в условиях предельной нагрузки на память он равен об'ективному заданному в эксперименте алфавиту.

В результате проведенного анализа экспериментальных данных мы приходим к выводу, что в формуле (I) нейрофизиологической модели параметр А должен быть изменен. Вместо об'активного алфавита сигналов надо ввести суб'ективный. Обозначим его как М. Теперь формула (I) будет иметь вид:

н

М = С (2)

Возникает новая проблема зависимости длины суб'ективного алфавита от размера об'ективного.

Третья глава посвящена поиску количественной связи об'ек-тивногои суб'ективного алфавитов.

Предположив,что суб'ективный алфавит линейно связан с об'ективным, мы попытались определить его длину через выраже-

ние:

М = а + в А (3)

где а - коэффициент, который характеризует количество, элементов в суб'ективном алфавите, не связанных с сигналами экспериментального алфавита А и относящихся к личностным характеристикам суб'екта, его эмоциональному, функциональному состоянию;

в - коэффициент , указывающий на количество элементов, вызываемых по ассоциации каждым заданным сигналом экспериментального алфавита.

Коэффициенты айв находятся эмпирически по экспериментальным значениям об'ема памяти Н.Приэтом мы опираемся на предположение, что они одинаковы для разных алфавитов. Решая систему уравнений,находим значения а и в. В работе приводится расчет обоих параметров для всех исследуемых алфавитов.

Расчеты показали,что параметры айв очень непостоянны.Для разных алфавитов они разные,.вплоть до того, что а принимает отрицательные значения,и чем больше один из коэффициентов,тем меньше другой.

Чтобы преодолеть указанные трудности мы предприняли другую попытку определения связи между суб'ективным и экспериментальным алфавитами.

Поскольку информация в кратковременной памяти удерживается за счет концентрации внимания, то можно предположить, что коэффициент в в уравнении (3) отражает степень сосредоточенности, внимательности работы испытуемого. При максимальной концентрации внимания в = I, и тогда об'ективный и суб'ектив-ный алфавиты равны. А число посторонних образов, заданных параметром а, приближается к нулю.При этом об'ем памяти достигает предельных величин,что мы и видим при максимальной нагрузке на память.Если же концентрация внимания не достигает максимальной степени,то коэффициент в возрастает,подчиняясь формуле (4), следующей из уравнения (3):

М = в * А

(4)

- 13 -

В исследованиях Артеменко 0.И.(1991).Князевой Т.С.(1993) показано, что обработка информации в памяти осуществляется порциями, не превышающими об'ема кратковременной памяти.Каждый сигнал экспериментального (об'ективного)*алфавита вызывает в оперативную память по ассоциации некоторое количество элементов суб'ективного алфавита, не превышающее об'ема памяти.

На основании анализа большого числа опытных данных, в том числе и наших, А.Н.Лебедев высказывает гипотезу о зависимости суб'ективного алфавита М от об'ема памяти, согласно которой максимальный размер суб'ективного алфавита имеет предел и определяется по формуле:

М = А * Н (5)

Данное уравнение (5) было проверено нами с использованием наших экспериментальных данных.

Произведя расчет величин суб'ективного алфавита двумя способами, по уравнениям (2) и (5),мы провели корреляционный анализ. Он показал статистически достоверную положительную связь в группах одномерных и многомерных алфавитов (г=.79, рс.06 и г=1, рС.00001). (См.рис.2).

Таким образом мы получили основание утверждать, что на данный момент уравнение (5) является наиболее простым и точным количественным способом выражения зависимости между величинами суб'ективного и об'ективного алфавитов (рис.1).

Анализируя механизмы кратковременного запоминания,мы,главным образом,выделяли такую формальную характеристику алфавита сигналов,как его длина.Но в ходе исследования обращали на себя внимание и качественные, содержательные аспекты стимулов.

- (Н-

Рис.2 Суб'ективный алфавит М,рассчитанный по двум уравнениям нейрофизиологической модели А.Н.Лебедева для одномерных и многомерных алфавитов.

- 15 -

При пред'явлении какого-либо об'екта без специальной инструкции происходит восприятие и запоминание не одного, а нескольких его параметров. Зто и цвет, и форма и т.п. Иначе говоря,' человек имеет дело с многомерными сигналами.

Четвертая глава нашего исследования посвящена поиску количественной связи между об'емами памяти на многомерные стимулы и на одномерные признаки,их составляющие.

В известных исследованиях отмечалось увеличение пропускной способности канала переработки информации человека путем добавления дополнительных параметров сигналам (Поллак.1953; Поллак,Фикс,1954; Рябинкина,1979; Т.П.8инченко,1978,1981 и др.). В исследованиях В.Я.Ляудис (1976) также успешна использовались многомерные стимулы для оценки размеров кратковременной памяти по ходу обучения.

Однако до сих пор какие-либо количественные закономерности запоминания многомерных сигналов неизвестны. Мы попытались решить эту проблему.

Второй нашей задачей в этой части исследования стало определение структуры суб'ектизного алфавита и ее зависимости от об'ективного.

Многомерный об'активный экспериментальный алфавит бил образован перемножением одномерных алфавитов, а именно:

АЗ = А1 * А2 (6)

где АЗ - размер алфавита из многомерных стимулов,

А1.А2 - алфавиты из одномерных стимулов.

Мы предположили,что суб'ективный алфавит, соответствующий многомерному об'ективному, строится по такому зке принципу:

МЗ = М1 * М2 (7)

где М - суб'ективные алфавиты, соответствующие экспериментальным.

Из этого предположения при условии постоянства нейрофизиологического параметра С,следует,что об'емы кратковременной памяти на экспериментальные алфавиты находятся в следупцей зависимости:

{00

Рис.3 Соотношение используемых многомерных алфавитов

1/НЗ = 1/Ш + 1/Н2 (8)

где Щ,Н2,НЗ - об'емы памяти на соответствущив экспериментальные алфавиты.

Соблюдение этого равенства является критерием того, что суб'ективный алфавит многомерных сигналов образуется также перемножением суб'ективных алфавитов одномерных сигналов.

Было проведено пять экспериментов,в которых участвовало 57 человек.

На рис.3 представлено соотношение использованных в опытах алфавитов.

Теоретическое значение об'ема кратковременной памяти на многомерный алфавит вычисляется из формулы (8), с использованием экспериментальных значений об'емов на одномерные сигналы.

Относительная ошибка давала возможность судить о расхождении экспериментальных и теоретических величин об'ема памяти на сигналы многомерного алфавита.

Выражение для вычисления относительной ошибки:

г = 100% - Нт/Нэ * 100% ' (9)

где г - относительная ошибка;

Нт и Нэ - рассчитанное теоретически и полученное в эксперименте значения об'ема памяти на многомерные сигналы.

В первом эксперименте одномерными алфавитами служили квадраты без одной из сторон и набор из четырех цветов. Всевозможные комбинации этих признаков образовывали многомерный алфавит длиной 16 элементов.

Во втором эксперименте использовались три одномерных алфавита с формальной длиной равной двум.Их комбинация составила сложный многомерный алфавит из 8 сигналов.

Относительная ошибка показала,что отклонение результатов расчета от опытных значений не превышает 3% .

В третьем эксперименте был проведен индивидуальный анализ данных. Алфавитами служили вербальные символы: односложные ело-

ва и четырехбуквенные имена.Многомерный алфавит был составлен их сочетаниями: Танин мяч и т.д.

Анализ данных позволяет сделать вывод, что и на индивидуальном уровне проверяемое соотношение об'емов памяти (8) выполняется в пределах допустимой точности (разброс значений и лежит в диапазоне от 0,6% до 15% ).

В каждом из описанных трех экспериментов одномерные алфавиты были равной длины.Мы решили проверить соотношение (8) на многомерных алфавитах, составленных из одномерных разной длины.При этом, с целью исключить влияние дополнительного фактора (длины многомерного алфавита) использовалась такая длина составляющих алфавитов, чтобы размер многомерного был прежним или максимально близким к нему.

В четвертом эксперименте в качестве одномерных алфавитов использовались геометрические фигуры (длина алфавита три символа) и набор из пяти цветов. Длина многомерного алфавита в этом эксперименте максимально приближена к длине аналогичного алфавита в первом эксперименте и составила 15 символов.

Результаты показали,что теоретическое и экспериментальное значения об'ема памяти отличаются меньше,чем на 7% .

В пятом эксперименте предлагались для запоминания заглавные латинские буквы (четыре буквы), последовательности из двух цветов и их комбинации (8 символов).

Участников пятого эксперимента мы поделили на две группы: профессиональных математиков и нематематиков. Результаты запоминания этих групп достоверно отличаются ^ -критерий = 2,97 ,р < .02). У подгруппы нематематиков проверяемая связь об'емов кратковременной памяти выполнялась с допустимой точностью (18%), а у математиков нет (34%).

Из самоотчетов испытуемых видно,что запоминание латинских букв представляло для математической группы значительно А меньшую трудность, чем для остальных испытуемых.

У математиков об'ем памяти.на составляющие одномерные признаки меньше отличается от об'ема на эти признаки, входящие в состав многомерного алфавита, чем у группы нематематиков.

- 19 -

Программа эксперимента (автор Б.В.Пулькин) позволяла проанализировать эти данные.Если у математиков об'ем памяти на цвет и буквы снизился на 13% и 9% ,то у остальных испытуемых на 33" и 17% соответственно. Причина такого расхождения видится следующим образом.

Как мы говорили выше,выполнение проверяемого равенства (8) является критерием того, что суб'ективный алфавит, соответствующий многомерному,образуется по тому же принципу, что и об'ективный в эксперименте,т.е.перемножением суб'ективных алфавитов, соответствующих одномерным об'ективным.

Результаты проведенных экспериментов показали ,что соотношение (8) выполняется для широкого круга условий. Несоблюдение этого равенства при проверке подгруппы математиков об'ясняется тем, что профессиональный уровень овладения алфавитом, которым в данном случае выступают заглавные латинские буквы, позволяет превратить многомерный алфавит в одномерный. И в этом случае внутренний суб' ектжнай алфавит строится уже по другому принципу. Многомерные стимулы суб'ективно становятся одномерными.

Результаты .экспериментов последней главы были подтверждены затем в трех независимых исследованиях (Сыренов,1989 ; Глущенко, 1994; Лупандин,Сурнина,I994).

Обсуждение приведенных экспериментов привело к заключению об устойчивой количественной взаимосвязи об'емов памяти на . многомерные сигналы и одномерные их составляющие признаки.При кратковременном запоминании многомерных алфавитов их суб'ектив-ные алфавиты образуются также перемножением суб'ективных алфавитов одномерных экспериментальных.

Проведенное исследование позволило сформулировать следующие основные выводы:

I. Величина об'ема кратковременной памяти в соответствии с нейрофизиологической моделью обратным образом зависит от длины алфавита запоминаемых сигналов.При этом экспериментальные значения об'ема при малой длине алфавита не достигают предельных величин. При большом размере алфавита, в условиях предельной

нагрузки на память, наблюдается соответствие экспериментальных и теоретических значений об'емов памяти.

2. Значение об'ема кратковременной памяти определяется не самим по себе размером экспериментального об'ективного алфавита, а его суб'ективной трансформацией. При этом длина суб'ективного алфавита всегда больше длины об'ективного. И только в ситуации предельной загруженности кратковременной памяти их длины совпадают.

3. Максимальная величина суб'ективного алфавита может быть рассчитана как произведение величин об'ема. кратковременной

памяти и об'ективного алфавита.

4. При запоминании многомерных сигналов обнаружена следующая количественная закономерность: величина,обратная значению об'ема

кратковременной памяти на многомерные сигналы равна сумме величин, обратных значениям об'емов кратковременной памяти на составляющие одномерные сигналы.

5. Длина суб'ективного алфавита многомерных сигналов равна произведению длин суб'ективных алфавитов составляющих одномерных сигналов.

6. Информационный подход к явлениям памяти плодотворен при условии синтеза нейрофизиологических и психологических данных.

Список научных публикаций по теме диссертации:

1.Проверка уравнений динамической памяти в психологических опытахСсовместно с Лебедевым Й.Н.и др.)

Психол.пар.1982.N1.

2.Влияние суб'ективного алфавита на об'ем кратковременной памяти.Тезисы докладов конференции по проблемам экспериментальной психологии.Львов.1983.

3.Взаимосвязь длины алфавита запоминаемого материала и об'ема кратковременной памяти.Тезисы докладов и1 Всесоюзного с'езда психологов.1983.

4.Зависимость об'ема кратковременной памяти от типа запоминаемого материала.Тезисы I Всесоюзной конференции по инженерной психологии.Ленинград.1984.

5,Верхние границы об'ема и скорости восприятия.(совм.с Лебедевым Й.Н.и др.).Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума. Вильнюс.1985,с.179-180.

6.Зависимость об'ема кратковременной памяти от длины алфавита запоминаемых сигналов.Сб."Психофизиологические механизмы восприятия и памяти," М, Наука, 1985. ?.Физиологические пределы кратковременной памяти.Тезисы докладов первой конференции "Принципы и механизмы деятельности мозга человека". Ленинград.1985.

8.Исследование пределов кратковременной памяти.(совм, с Князевой Т.С.),Сб. "Нейрофизиологические детерминанты процессов переработки информации человеком", й.198?,с.135-146.

9.Влияние освещенности тест-об'екта на обнаруяение заданного сигнала, и об'ем восприятия.(совм.с Лебедевым Й.Н. и Пустяковым М.Д.). Там яе.с.178-190.

10.Влияние освещенности тест-об'екта на скорость зрительного поиска и об'ем оперативной памяти, (совм.с Густяковым М.Д.). Материалы U11 Всесоюзного с'езда психологов.й. 1989.

11.0 мультипликативных алфавитах Лсовм.с Пулькиным Б.В.). Психол.журн. 1990.Т.П. N2. с. 134-141.

12.Влияние пространственной организаций стимулов на их внутреннюю группировку и об'ем кратковременной памяти.(совм,с Пулькиным Б.В. и Бычковой Л,П.).Сб."Актуальные проблемы психофизиологии и нейропсихологии". М.ИПАН СССР. 1991.

13.Using of multiplicative alphabets for ¡seasurement short-tern лешогу span.( 4ith Pulkin Б. and Bychkova L.) In: ?th European Meeting of the Psychometric Society. Trier, Germany, July 29-31 . 1391, abstract.

14.Usi ng multiplicative alphabets for short-tera memory span, (with Pulkin B. and Bychkova L.3. In: Proceedings of 7th European Meeting of the Psychometric Society,New York, 1993.

15.The influence of stiauis organisation in spase on the short-term memory span.( with Bychkova L. and Pulkin B.) In: 8th European Meeteng of the Psychometric Society. Barcelona. Spain, 1993, abstract.

16.Experimental verification of the nathlaatical model of Short-Tern Memory Span. In: 24th Annual Meeting of the EMPG; Moscow, Russia, 30 August - 3 September, 1993, abstract.