Короткочасна пам'ять містить спогади, що зберігаються лише протягом декількох секунд. Однак навіть у тих ситуаціях, коли нам потрібно запам'ятати інформацію лише на короткий час, процес запам'ятовування включає три стадії: кодування, зберігання та вилучення. Давайте більш детально розглянемо кожну з цих трьох стадій по відношенню до робочої пам'яті.
Кодування
Щоб закодувати інформацію в короткочасній пам'яті, треба зосередити на ній увагу. Оскільки ми вибірково спрямовуємо увагу (див. розділ 5), в короткочасній пам'яті буде міститися тільки відібраний матеріал. Це означає, що багато з того, що впливає на людину, ніколи не потрапить в короткочасну пам'ять і, звичайно, не буде доступно для подальшого відтворення. Дійсно, багато труднощів, що позначаються загальним терміном «проблеми з пам'яттю», насправді пов'язані з ослабленням уваги. Якщо, наприклад, ви купуєте щось у бакалії і хтось пізніше запитує вас, якого кольору були очі у продавщиці, ви не зможете відповісти, але не тому, що підвела пам'ять, а насамперед тому, що ви не звернули уваги на її очі.
Фонологічне (акустичне) кодування
При кодуванні інформації, що запам'ятовується, вона переводиться в певний код, або репрезентацію. Наприклад, коли ви знаходите потрібний номер телефону і тримаєте його в пам'яті, поки не закінчиться набір, в якому вигляді ви уявляєте собі цифри? Чи є така репрезентація зоровою - мисленим зображенням цифр? Чи є вона акустичною - звучать назвами цифр? Чи вона семантична (заснована на значеннях) і містить деякі значущі асоціації з цифрами? Дослідження показують, що для кодування інформації в короткочасній пам'яті ми можемо використовувати будь-яку з цих можливостей, але віддаємо перевагу акустичному коду і, намагаючись утримати інформацію в активному стані, повторюємо її, тобто повторюємо її про себе знову і знову. Повторення - найпопулярніший прийом, коли інформація складається з вербальних елементів - цифр, літер або слів.
Так, намагаючись запам'ятати номер телефону, ми найчастіше кодуємо це число у вигляді звучать назв цифр і повторюємо ці звуки про себе, поки не наберемо номер.
У класичному експерименті, що підтвердив використання акустичного коду, випробовуваним на короткий час пред'являли набір з 6 згодних (наприклад, RLBKSJ); коли літери прибирали, випробовуваний повинен був написати всі 6 букв по порядку.
Хоча вся процедура займала всього секунду або дві, випробовувані часом помилялися. У разі помилок неправильні літери за звучанням були схожі з вірними. У наведеному прикладі випробуваний міг написати RLTKSJ, замінивши В («бі») на схожу за звучанням Т («ті») (Conrad, 1964). Цей результат підтверджує, що випробовувані кодували кожну букву акустично (наприклад; «бі» для літери В), іноді втрачаючи частину цього коду (від звуку «бі» збереглася тільки частина «і») і замінюючи його літерою, що підходить до решти коду («ті»). Це також пояснює, чому важче згадати елементи по порядку, коли вони акустично схожі (наприклад, TBCGVE - «ті, бі, сі, джі, ві, і»), ніж коли вони акустично різні (RLTKSJ - «ар, ель, ті, кей, ес, джей»).
Кодування для глядачів
При необхідності ми також можемо зберігати вербальні елементи у вигляді зорової репрезентації. Однак експерименти показують, що хоча ми можемо користуватися зоровим кодуванням для вербального матеріалу, цей код швидко згасає. У тих випадках, коли людині потрібно запам'ятати невербальну інформацію (наприклад, зображення, які важко описати, а отже, важко повторювати фонологічно), важливу роль відіграє зорове кодування. Багато з нас можуть утримувати зоровий образ у короткочасній пам'яті, але мало хто здатний утримувати образи майже з фотографічною точністю. Ця здатність є в основному у дітей. Такі діти можуть швидко подивитися на картинку і, коли її прибирають, все ще відчувати її образ перед своїми очима. Вони можуть утримувати цей образ хвилинами, і коли їх запитують про картинку, вони відтворюють безліч деталей, наприклад кількість смужок на хвості у кота (рис. 8.2). Такі діти, мабуть, зчитують деталі безпосередньо з ейдетичного образу (Haber, 1969). Однак стійкі ейдетичні образи дуже рідкісні. Деякі дослідження з дітьми показують, що тільки близько 5% з них повідомляють про наявність довго триваючих образів з чіткими деталями. Крім того, коли критерії володіння дійсно фотографічними образами посилюються - наприклад, в них включають вимогу читати подумки представляється сторінку знизу вгору так само легко, як і зверху вниз, - частота зустрічності ейдетичних образів стає зовсім маленькою, навіть серед дітей (Haber, 1979). Таким чином, зоровий код у короткочасній пам'яті - це щось на зразок фотографічного відбитка.
Ріс. 8.2. Тести для ейдетичного образу. Ця тестова картинка протягом 30 секунд пред'являлася дітям з початкової школи. Коли картинку прибрали, один хлопчик розгледів в її ейдетичному образі «близько 14» смужок на хвості у кота. Це малюнок Марджорі Торрі до «Аліси в країні чудес» у скороченому варіанті Джозетт Франк.
Дві системи короткочасної пам "яті
Існування і акустичних і зорових кодів привело дослідників до думки, що короткочасна пам'ять складається з двох сховищ, або буферів. Один буфер - акустичний, який на короткий час зберігає інформацію в акустичних кодах; друге сховище - зорово-просторовий буфер, що на короткий час зберігає інформацію в зорових або просторових кодах (Baddeley, 1986). Деякі недавні дослідження з використанням сканерів мозку показують, що робота цих двох буферів опосередковується різними мозковими структурами.
В одному експерименті випробовувані в кожній пробі бачили послідовність букв, в якій назва і положення букви змінювалися від елемента до елемента (рис. 8.3). У деяких пробах випробовуваним треба було звертати увагу тільки на назву букви, і перед ними ставилося завдання визначити, чи збігається кожна літера з тією, що пред'являлася на три букви раніше в цій послідовності. В інших спробах випробовуваним треба було звертати увагу тільки на просторове положення букв, а завдання полягало в тому, щоб визначити, чи збігається положення кожної літери з положенням букви, пред'явленої на три позиції раніше (рис. 8.3). Таким чином, у всіх випадках стимули були однаковими, а змінювався вид інформації, що зберігається випробовуваними, - це була або вербальна (назва букви), або просторова (розташування букви) інформація. Преположительно, вербальна інформація зберігається в акустичному буфері, а просторова - в зорово-просторовому буфері. В акустичних і просторових пробах активність мозку замірялася за допомогою ПЕТ-сканера. Результати показали, що, грубо кажучи, ці дві буфери знаходяться в різних півкулях. Коли випробовуваним треба було зберігати вербальну інформацію (акустичний буфер), велика частина активності мозку припадала на ліву півкулю; а коли їм треба було зберігати просторову інформацію (зорово-просторовий буфер), активність мозку була більшою у правій півкулі.
Ріс. 8.3. Експеримент з акустичним і зоровим буферами. Випробовуваним треба було вирішити, чи збігається кожен елемент з тим, що пред'являвся в цій послідовності трьома позиціями раніше. У верхній частині малюнка показано типову послідовність подій, коли випробуваний повинен був звертати увагу тільки на назву букви, і реакції у відповідь на пред'явлення кожного елемента. У нижній частині малюнка показано проби, в яких випробуваний повинен був звертати увагу тільки на положення букви, і реакції у відповідь на пред'явлення кожного елемента (за: Smith et al., 1995).
Мабуть, ці два буфери є окремими системами (Smith et al, 1996). Ці результати не дивні, враховуючи тенденцію мозку до спеціалізації півкуль, розглянуту в розділі 2.
Зберігання
Мабуть, найбільш примітне в короткочасній пам'яті - це її дуже обмежений обсяг. У середньому його межа становить сім елементів плюс-мінус два (7 2). Деякі люди можуть зберігати всього п'ять елементів; деякі утримують цілих дев'ять. Може здаватися дивним, що таке точне число приводиться для всіх людей, хоча ясно, що індивіди дуже різняться за можливостями пам'яті. Однак ці відмінності стосуються насамперед довготривалої пам'яті. Короткочасна пам'ять у більшості дорослих має обсяг 7 2 елементів. Ця сталість була відома з перших днів існування експериментальної психології. Герман Еббінгауз, який почав експериментальне вивчення пам'яті в 1885 році, представив дані, за якими обсяг його короткочасної пам'яті склав 7 елементів. Майже через 70 років ця константа так вразила Джорджа Міллера (Miller, 1956), що він назвав її «магічною сімкою», і сьогодні ми знаємо, що ця межа існує і в західних, і в незападних культурах (Yu et al., 1985).
Психологи визначили це число, пред'являючи випробовуваним різні безглузді послідовності елементів (цифр, букв, слів) із завданням подальшого відтворення їх за порядком. Елементи пред'являлися швидко, і у випробуваного не було часу пов'язати їх з інформацією, що зберігається в довготривалій пам'яті; отже, кількість відтворених елементів відображає тільки обсяг зберігання короткочасної пам'яті. У початкових пробах випробовуваним треба було відтворити всього кілька елементів, скажімо, 3-4 цифри, що було неважко. Потім кількість цифр з кожною пробою зростала, поки експериментатор не визначав максимальну їх кількість, яку випробовуваний може відтворити в правильному порядку. Це максимальне число (майже завжди знаходиться між 5 і 9) і є обсяг пам'яті для даного випробуваного. Це настільки просте завдання, що ви легко можете спробувати виконати його самі. Наступного разу, коли ви будете переглядати список імен (телефонну книгу офісу або університету, наприклад), прочитайте список один раз, потім відверніться і перевірте, скільки імен ви можете відтворити за порядком. Найімовірніше, від п'яти до дев'яти.
Укрупнення
Як ми щойно зазначили, процедура визначення обсягу пам'яті не дозволяє випробовуваним співвідносити запам'ятовувані елементи з інформацією в довготривалій пам'яті. Коли таке співвіднесення можливе, показники випробовуваних у завданні визначення обсягу істотно змінюються.
Щоб проілюструвати цю зміну, давайте уявимо, що вам пред'явили буквену послідовність SRUOYYLERECNIS. Оскільки об'єм вашої пам'яті дорівнює 7 2, ви не зможете повторити всю цю послідовність з 14 літери. Але якщо ви помітите, що ці літери складають фразу SINCERELY YOURS (англ. «Щиро Ваш» - стандартне закінчення листа. - Прим. перев.), прочитану в зворотному порядку, ваше завдання стане легким. Користуючись цим знанням, ви зменшуєте кількість елементів, які повинні знаходитися в короткочасній пам'яті, з 1,4 до 2 (два слова). Але звідки надходить ця інформація про читання літер? Звичайно, з довготривалої пам "яті, де зберігається інформація про слова. Так ви можете використовувати довготривалу пам'ять для перекодування нового матеріалу в більш великі значущі одиниці і потім зберігати їх у короткочасній пам'яті. Такі одиниці називають блоками, а ємність короткочасної пам'яті найкраще виражається числом 7 ^ 2 блоку (Miller, 1956). Об'єднання в блоки може проводитися і з числами. Послідовність 149-2177-619-96 перевищує допустимий обсяг, але послідовність 1492-1776-1996 (1492 рік - відкриття Америки, 1776 - прийняття Декларації Незалежності, - 1996 (рік) - Прим. перев.) цілком в нього вкладається. Загальний принцип полягає в тому, що можливості короткочасної пам'яті можна розширити, перегрупуючи послідовності букв і цифр в такі одиниці, які можна знайти в довготривалій -пам'яті (Bower & Springston, 1970).
Забування
Ми можемо утримувати в короткочасній пам'яті до 7 елементів, але в більшості випадків вони незабаром забудуться. Забування відбувається або тому, що елементи згасають з часом, або тому, що вони витісняються новими елементами.
Інформація може з часом просто розпадатися. Про репрезентацію в пам'яті елемента можна сказати, що це - слід, що згасає за кілька секунд. Одне з кращих цьому підтверджень полягає в тому, що обсяг короткочасної пам'яті на слова зменшується, коли вони стають довшими: наприклад, для таких довгих слів, як «калькулятор» або «антициклон», обсяг буде меншим, ніж для таких коротких слів, як «ряса» або «лава» (спробуйте вимовити їх самі, щоб відчути відмінність у тривалості). Цей ефект можна пояснити тим, що по мірі пред'явлення слів ми вимовляємо їх про себе, і чим більше це вимагає часу, тим імовірніше, що деякі сліди слів згаснуть перш, ніж їх можна буде відтворити (Baddeley, Thompson & Buchanan, 1975).
Інша головна причина забування в короткочасній пам'яті - витіснення старих елементів новими. Поняття витіснення узгоджується з фіксованим обсягом короткочасної пам'яті.
У короткочасній пам'яті ви можете порівняти зі станом активації. Чим більше елементів ми намагаємося зберегти активними, тим менше активації доведеться на кожен з них. Мабуть, тільки близько семи елементів можна одночасно утримувати на такому рівні активації, який забезпечує їх відтворення. Після активації семи елементів активація для нового елемента повинна бути віднята у раніше пред'явлених елементів; отже, активація цих останніх може впасти нижче критичного рівня, необхідного для відтворення (Anderson, 1983).
Відтворення
Тепер знову уявімо собі вміст короткочасної пам'яті як активну частину свідомості. Інтуїція підказує, що доступ до такої інформації - негайний. До неї не потрібно докопуватися; вона прямо Тут. Тоді відтворення не повинно залежати від числа елементів, що входять до тями. Але тут інтуїція нас підвела.
Згідно з експериментальними даними, чим більше елементів знаходиться в короткочасній пам'яті, тим повільніше відбувається відтворення. Це підтверджується в експериментах, типовий варіант яких був запропонований Стернбергом (Sternberg, 1966). У кожній пробі такого експерименту випробуваному показують набір цифр (він називається запам'ятовуваним списком), який він повинен якийсь час утримувати в короткочасній пам'яті; випробуваному легко це зробити, оскільки кожен список містить від однієї до шести цифр. Потім цей список прибирають з уваги і пред'являють тестову цифру.
Ріс. 8.4. Відтворення як процес пошуку. Час прийняття рішення зростає прямо пропорційно кількості елементів, що знаходяться в короткочасній пам'яті. Світлими гуртками показані відповіді «так», темними - відповіді «ні». Час прийняття тих та інших рішень розташований уздовж прямої лінії. Оскільки час прийняття рішення дуже мало, для його вимірювання потрібне обладнання, що володіє мілісекундною точністю (до тисячних часток секунди) (по: Sternberg, 1966).
Випробовуваний повинен вирішити, чи була тестова цифра в списку. Наприклад, якщо список містив цифри 3 6 1, а тестова цифра була 6, то випробовуваний повинен відповісти «так»; якщо список той же, але тестова цифра - 2, випробуваний повинен відповісти «ні». У цьому завданні випробовувані рідко помиляються; становить, однак, інтерес час прийняття рішення, що визначається як час між пред'явленням тестової цифри і моментом, коли випробовуваний натиснув на кнопку «так» або «ні». На рис. 8.4 наведено результати такого експерименту, що показують, що час рішення зростає пропорційно довжині запам'ятовуваного списку. Ці результати примітні тим, що часи реакції розташовані вздовж прямої лінії. Це означає, що кожен додатковий елемент у короткочасній пам'яті збільшує час відтворення на одну і ту ж величину - приблизно на 40 мілісекунд, тобто на 1/25 секунди. Ті ж результати були отримані, коли в якості елементів використовувалися букви, слова, звуки або зображення людських облич (Sternberg, 1975). Ці результати призвели деяких дослідників до припущення, що для відтворення необхідно провести пошук в короткочасній пам'яті, під час якого елементи перевіряються по одному. Ймовірно, цей послідовний пошук в короткочасній пам'яті відбувається зі швидкістю 1 елемент за 40 мілісекунд - занадто швидко, щоб людина могла усвідомлювати це (Sternberg, 1966). Однак якщо ми говоримо, що короткочасна пам'ять - це стан активації, ми повинні інакше інтерпретувати ці результати. Можна припустити, що для відтворення елемента з короткочасної пам'яті потрібно, щоб його активація досягла критичного рівня. Тобто людина вирішує, що даний тестовий елемент знаходиться в його короткочасній пам'яті, якщо репрезентація цього елемента перевищує критичний рівень активації, і, чим більше елементів знаходиться в короткочасній пам'яті, тим нижче активація кожного з них (Monsel, 1979). Було показано, що такі активаційні моделі точно пророкують багато особливостей відтворення з короткочасної пам'яті (McElree & Doesher, 1989).
Короткочасна пам "ять і мислення
Короткочасна пам'ять відіграє важливу роль у мисленні. Свідомо намагаючись вирішити завдання, ми часто користуємося короткочасною пам'яттю як мисленим робочим простором: використовуємо її для зберігання елементів завдання, а також інформації з довготривалої пам'яті, істотної для її вирішення. Для ілюстрації розглянемо, як відбувається множення в розумі 35 х 8. Короткочасна пам'ять потрібна для зберігання числових даних (35 і 8), вмісту операції (множення) і арифметичних фактів, тобто 8 х 5 = 40 і 8 х 3 = 24. Не дивно, що обчислення в розумі помітно ускладнюються, коли треба пам'ятати одночасно кілька слів або чисел; спробуйте виконати вказане множення в розумі, пам'ятаючи одночасно номер телефону 745-1739 (Baddeley & Hitch, 1974). Враховуючи роль короткочасної пам'яті в розумових обчисленнях, дослідники все частіше називають її «робочою пам'яттю», представляючи її як своєрідну крейдяну дошку, на якій розум проводить свої обчислення і де він розміщує проміжні результати для їх подальшого використання (Baddeley, 1986).
В інших дослідженнях було показано, що короткочасна пам'ять потрібна не тільки для операцій над числами, але і для цілої гами інших складних завдань. Серед них - геометричні аналогії, що використовуються іноді в тестах на інтелект (див., наприклад: Ravens, 1955). Приклад геометричної аналогії наведено на рис. 8.5. Спробуйте виконати цей тест, щоб отримати інтуїтивне уявлення про роль робочої пам'яті у вирішенні завдань. Ви помітите, що робоча пам'ять потрібна для зберігання: 1) подібностей і відмінностей, знайдених вами серед фігур ряду, і 2) правил, які ви застосовуєте для пояснення цих подібностей і відмінностей і які потім використовуєте для вибору правильної відповіді. Виявляється, що чим більший обсяг робочої пам'яті, тим краще людина справляється з подібними завданнями (незважаючи на те що люди відносно слабо розрізняються за її обсягом). Крім того, коли рішення людьми завдань, подібних наведеним на рис. 8.5, моделюють на комп'ютері, одним з найважливіших параметрів, що визначають, наскільки хороша програма, є величина робочої пам'яті, заданої програмістом. Мабуть, немає сумнівів, що трудність вирішення багатьох складних завдань частково пов'язана з тим навантаженням, яке покладається при цьому на робочу пам'ять (Carpenter, Just & Shell, 1990).
Ріс. 8.5. Приклад геометричної аналогії. Завдання полягає в тому, щоб вивчити фігури, що складають матрицю 3x3, нижній правий елемент якої відсутній, і визначити, який з восьми варіантів, показаних внизу, підходить як відсутній. Щоб зробити це, треба переглянути кожен ряд і визначити, за яким законом змінюються фігури, і зробити те ж саме для кожної колонки (за: Carpenter, Just & Shell, 1990).
Робоча пам'ять відіграє також вирішальну роль у таких мовних процесах, як участь у діалозі або читання тексту. Коли завданням читання є розуміння, ми часто свідомо пов'язуємо нові пропозиції з раніше прочитаним матеріалом. Це зв'язування нового зі старим, ймовірно, відбувається в робочій пам'яті, оскільки люди, що відрізняються великим обсягом робочої пам'яті, отримують більш високі оцінки за тестами на засвоєння прочитаного матеріалу (Daneman & Carpenter, 1980; Just & Carpenter, 1992).
Перенесення з короткочасної пам'яті в довготривалу
Як ми дізналися з попереднього розділу, у короткочасної пам'яті дві основні функції. Перш за все, вона зберігає матеріал, необхідний на короткий час, і служить робочим простором для обчислень в розумі. Інша її можлива функція полягає в тому, що вона служить проміжною станцією на шляху в довготривалу пам'ять. Тобто поки інформація кодується або передається в довготривалу пам'ять, вона може розміщуватися в короткочасній (Raaijmakers, 1992; Atkinson & Shiffrin, 1971). Хоча існують різні способи такого перенесення, одним з найбільш вивчених є повторення (репетиція), свідоме повторення інформації, що зберігається в короткочасній пам'яті.
Повторення елемента не тільки утримує його в короткочасній пам'яті, але й змушує його перейти в довготривалу пам'ять. Таким чином, термін «збережувальне повторення» використовується для позначення активних зусиль щодо утримання інформації в робочій пам'яті, а термін «розвиваюче повторення» служить для позначення зусиль з кодування інформації для її перенесення в довготривалу пам'ять.
Найкраще підтвердження цим ідеям було отримано в експериментах з вільним відтворенням. У них спочатку показували слова, що вибираються зі списку, наприклад 40 незв'язних слів; слова висувалися по одному. Після пред'явлення всіх слів випробовувані повинні були негайно їх згадати в будь-якому порядку (звідси назва «вільне відтворення»). Результати одного такого експерименту показані на рис. 8.6. На ньому ймовірність вірного відтворення слова показано залежно від порядкового номера елемента у списку. Ліва частина кривої відноситься до перших декількох елементів, а права частина - до останніх.
Передбачається, що під час відтворення останні кілька пред'явлених слів ще знаходяться в короткочасній пам'яті, тоді як інші слова - в довготривалій. Отже, слід очікувати високої ймовірності відтворення останніх декількох слів, оскільки з короткочасної пам'яті елементи відтворити легко. На рис. 8.6 видно, що так воно і є. Але відтворення перших декількох елементів теж досить хороше. Чому так? Саме тут в гру вступає повторення. Коли перші слова пред'явлені, вони вводяться в короткочасну пам'ять і повторюються. Оскільки короткочасна пам'ять ще майже не завантажена, вони повторюються часто і тому передаються в довготривалу пам'ять.
Ріс. 8.6. Результати експерименту на вільне відтворення. Ймовірність відтворення змінюється в залежності від порядкового номера елемента в списку, причому найбільша ймовірність - приблизно у останніх п'яти елементів, за нею за величиною йде ймовірність відтворення декількох перших елементів, а найменша ймовірність у елементів з середини списку. Відтворення декількох останніх елементів засноване на короткочасній пам'яті, а інших - на довготривалій (за: Glanzer, 1972; Murdock, 1962).
У міру пред'явлення інших елементів короткочасна пам'ять швидко переповнюється і можливість для повторення кожного даного елемента і перенесення його в довготривалу пам'ять значно зменшується. Тому тільки перші декілька елементів мають додаткову можливість переходу в довготривалу пам'ять, і ось чому вони пізніше так добре з неї відтворюються.
Таким чином, короткочасна пам'ять є системою, здатною утримувати 7 2 блоку інформації або у фонологічному (акустичному), або у візуальному форматі. Інформація з короткочасної пам'яті втрачається внаслідок згасання або заміщення і витягується (відтворюється) з цієї системи за допомогою процесу, на функціонування якого впливає загальна кількість елементів пам'яті, активізованих у кожен конкретний момент часу. Нарешті, короткочасна пам'ять використовується для зберігання і переробки інформації, необхідної для вирішення завдань, а тому відіграє важливу роль у процесі мислення.
Довготривала пам'ять
Довготривала пам'ять необхідна, коли інформацію потрібно утримувати або протягом всього декількох хвилин (наприклад, зауваження в розмові, зроблене раніше), або на всьому протязі життя (наприклад, спогади дорослого про дитинство). В експериментах з довготривалою пам'яттю психологи загалом вивчали забування після закінчення декількох хвилин, годин або тижнів, але було дуже мало досліджень, пов'язаних з періодами довжиною в роки і тим більше десятиліття. Експерименти, що охоплюють багаторічний період, часто включають відтворення особистих переживань (те, що називають автобіографічною пам'яттю), а не лабораторних матеріалів. Надалі ми не будемо розрізняти дослідження, які використовують той чи інший матеріал, оскільки в них позначилися багато в чому одні й ті ж принципи. Див.