ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

ОПОЗНАНИЕ

И КОДИРОВАНИЕ

ИЗДАТЕЛЬСТВО

ЛЕНИНГРАДСКОГО

УНИВЕРСИТЕТА

ЛЕНИНГРАД•1981

Печатается по постановлению

Редакционно-издательского совета

Ленинградского университета

УДК 62—506:612.84

Зинченко Т. П. Опознание и кодирование. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 183 с. Ил. — 38, табл. — 26, библиогр. — 199 назв.

В монографии представлены результаты выполненных автором экспериментальных исследований деятельности оператора в режимах идентификации, опознания, декодирования и информационного поиска при работе с различными кодовыми алфавитами. Предпринята попытка системно-структурного анализа процесса опознания. Рассмотрено место опознания в системе других видов познавательной деятельности. Процесс опознания рассматривается как многоуровневый. Исследуются отдельные операции, составляющие процесс опознания, и реализующие их функциональные структуры. Сформулированы эргономические принципы построения и оценки систем кодирования зрительной и слуховой информации.

Книга рассчитана на специалистов в области эргономики, инженерной и экспериментальной психологии и инженеров. Она может быть полезна также студентам-психологам различной специализации.

Рецензенты:

акад. АПН СССР А. В. Запорожец,

докт. психолог, наук Г. М. Зараковский

Светлой памяти

Петра Ивановича Зинченко

ПРЕДИСЛОВИЕ

Монография Т. П. Зинченко представляет собой основательное теоретико-экспериментальное исследование процесса опознания, которое выполнялось автором и его сотрудниками на протяжении ряда лет. В ней всесторонне рассматривается опознание как особый процесс, анализируются его макро- и микроструктура, место опознания в системе других психических процессов. Этим данная монография выгодно отличается от других (крайне немногочисленных) изданий на эту тему, имеющихся в отечественной литературе.

Автор исследует опознание как процесс, имеющий сложное, уровневое строение. Поэтому к данному исследованию вполне обоснованно привлекается методология системного анализа. Это позволяет подойти к разработке психологической теории опознания. Достоинством книги является сочетание различных планов исследования: психофизического, психофизиологического, микроструктурного, инженерно-психологического. Автор привлекает также материал патологии периферического отдела зрительного анализатора.

В первой главе книги рассматривается место опознания в системе других познавательных процессов: перцептивных, мнемических, мыслительных и др. Особого внимания заслуживает вторая глава, в которой дается структурно-функциональная характеристика процесса опознания. Опознание впервые детально исследуется как полисистемный процесс, включающий в себя перцептивные, селективные, мнемические компоненты.

Использование различных методологических подходов и разнообразных методов исследования позволило получить новые данные, характеризующие не только психологические механизмы опознания, но и микроструктуру внимания в процессе опознания. Особый интерес представляют выявленные автором общие закономерности в процессах приема и обработки зрительных и слуховых многомерных сигналов.

Получение полной, целостной характеристики опознавательного процесса в монографии Т. П. Зинченко достигается благодаря тому, что опознание рассматривается не только как самостоятельный процесс, но и в составе процессов декодирования, информационного поиска и подготовки решения.

Третья глава имеет явно выраженную практическую направленность. Она посвящена разработке психологических принципов кодирования зрительной и слуховой информации. Результаты выполненных исследований позволили автору сформулировать основные требования к кодированию информации, которые необходимо учитывать инженерным психологам и конструкторам — разработчикам средств отображения информации.

Книга насыщена богатым экспериментальным материалом, полученным на основе целого ряда оригинальных методов исследования. Экспериментальные факты логично вытекают из теоретических построений автора. Во всех случаях отчетливо излагается гипотеза исследования, рассматриваются и анализируются другие возможные гипотезы и предположения. Это свидетельствует о единстве замысла обширного и оригинального цикла исследований опознания.

Я убежден, что книга Т. П. Зинченко, представляющая собой существенный вклад в разработку психологической теории опознания, будет с интересом встречена читателями.

Член-корреспондент АН СССР Б. Ф. Ломов

5

ВВЕДЕНИЕ

Проблема восприятия и опознания принадлежит к числу важнейших в психологии. Непосредственное, чувственное отражение действительности составляет основу для формирования мыслительных процессов. Развитие сенсорных процессов имеет вместе с тем существенное значение для совершенствования практической деятельности субъекта, ибо, как указывал еще И. М. Сеченов, «всякое целесообразное действие регулируется чувствованиями». И на современном этапе развития техники сенсорные процессы играют в деятельности человека не менее важную роль, чем процессы мыслительные. Как справедливо отмечает Б. Г. Ананьев, «самые далеко идущие успехи науки и техники рассчитаны не только на мыслящего, но и на ощущающего человека».

В последние годы процесс опознания привлекает к себе все большее внимание исследователей. Поскольку опознавательный процесс является одним из основных психических процессов, его изучение имеет несомненный теоретический интерес. С другой стороны, изучение опознания имеет и практическую направленность. Научно-техническая революция привела к созданию новых видов трудовой деятельности. В настоящее время реально существует деятельность опознания как специфический вид трудовой деятельности (например, оператора-наблюдателя). Это заставляет ставить вопрос о выявлении структуры опознавательной деятельности. Закономерности и механизмы опознавательного процесса необходимо учитывать при решении проблемы кодирования и представления информации на средствах отображения.

Поскольку в современных системах управления информация об управляемом объекте передается в закодированной форме, одним из основных путей, обеспечивающих оперативность деятельности человека в системе, а значит, и эффективность работы всей системы, является оптимальное кодирование поступающей информации. Важность разработки проблемы оптимального

кодирования определяется тем, что выбранная символика оказывает непосредственное влияние на скорость и точность приема и переработки информации оператором. Кроме того, используемые способы кодирования влияют на надежность и стоимость средств представления информации, поскольку определяют тип технических средств индикации.

Под кодом (в соответствии с принятым в теории связи определением) мы понимаем систему соответствий между элементами сообщений и сочетаниями сигналов, через которые эти элементы выражаются. Оптимальность кода предполагает, что он обеспечивает максимальную скорость и надежность приема и переработки информации человеком. В самом общем виде оптимальным является код, разработанный в соответствии с закономерностями процессов приема и переработки информации, в организации которых он участвует. Поэтому решение проблемы оптимального кодирования находится в тесной связи с исследованием процессов приема и переработки информации человеком.

Изучение психологических механизмов и структуры операторской деятельности в последние годы занимает центральное место в разработке инженерно-психологической теории. При этом, как указывает Б. Ф. Ломов [1], специфика инженерно-психологического исследования требует изучения того, как техника опосредствует эту деятельность, включающую процессы формирования образа объектов управления и их состояний, сличения поступающих сигналов, извлечения информации из памяти, принятия решения, программирования действий, оценки результатов и т. п.

Деятельность человека-оператора по приему и обработке предъявленной информации включает в себя различные операции: обнаружение сигналов, их сличение с записанными в памяти эталонами и опознание, декодирование и т. п. Важным компонентом этой деятельности является опознавательный процесс.

Целью настоящей работы явилось исследование психологических закономерностей опознавательного процесса. Опознание можно определить как процесс соотнесения непосредственно воспринимаемой окружающей действительности с перцептивными и вербальными эталонами, записанными в памяти индивида. Процесс опознания имеет сложное, уровневое строение. Поэтому при исследовании опознания нам представляется полезным привлечение методологии системного анализа.

Системный подход предполагает необходимость рассмотрения изучаемого явления с различных точек зрения. Во-первых, это явление, взятое само по себе. Во-вторых, это явление, рассмотренное в определенной системе и подчиняющееся ее законам. В-третьих, синтетический аспект исследования явления предполагает, что оно должно быть рассмотрено как продукт

всей совокупности действующих условий, внутренних и внешних [2].

Исходя из указанных принципов, мы полагаем, что реализация системного анализа процесса опознания должна идти в следующих основных направлениях.

1. Рассмотрение места опознания в системе других познавательных процессов.

2. Изучение функционального строения процесса опознания.

3. Исследование опознания как полисистемного процесса, включающего в себя перцептивные, селективные, мнемические компоненты.

4. Выявление существенных факторов, определяющих структуру, содержание и эффективность процесса опознания, изучение выделенных факторов с точки зрения характера их влияния на процесс опознания и выяснение количественных закономерностей этого влияния.

5. Наконец, опознание в системе познавательных процессов может выступать не только как самостоятельная деятельность, но и как частное действие, обеспечивающее достижение промежуточного результата. В связи с этим необходим анализ места опознания в процессах приема и обработки информации и исследование опознавательного процесса как компонента деятельности в режимах декодирования, информационного поиска, информационной подготовки решения.

Одно из общих требований системного анализа психических явлений — необходимость сочетания разных планов исследования. Процесс опознания в нашей работе исследуется в различных аспектах:

— психофизическом (определение пороговых характеристик для различных перцептивных категорий);

— психофизиологическом (с целью изучения координации функциональных систем, реализующих процесс опознания);

— микрогенетическом (позволяющем раскрыть особенности перцептивных категорий на различных стадиях опознавательного процесса);

— микроструктурном (анализ структурной организации операций по приему и обработке информации);

— с привлечением материала патологии, что, как указывает А. Р. Лурия, «дает возможность разложить перцептивный процесс на его звенья и посмотреть, что именно в перцептивном процессе зависит от того или иного звена»;

— инженерно-психологическом (изучение эффективности деятельности по приему и обработке информации в связи с проблемой кодирования и представления информации на средствах отображения).

В качестве стимульного материала в наших исследованиях использовались различные алфавиты, применяемые при создании информационных моделей: буквенный, цифровой, алфавиты

условных знаков, одномерные и многомерные алфавиты, составленные путем сочетания категорий формы, размера, ориентации, цвета и яркости объекта и т. п.

Поскольку в реальных системах управления кодирование поступающей информации осуществляется преимущественно с помощью зрительных сигналов, основное место в монографии занимает исследование процессов приема и обработки зрительной информации. Однако, учитывая такие преимущества акустического сигнала, как большой диапазон частот и интенсивностей, относительную независимость от пространственного положения, большую помехоустойчивость, обусловливающие его предпочтительное использование в ряде ситуаций, исследовались также закономерности опознания слуховых сигналов в связи с проблемой кодирования слуховой информации.

Глава I. МЕСТО ОПОЗНАНИЯ В СИСТЕМЕ

ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Говоря о месте опознания в системе других познавательных процессов, следует рассмотреть соотношение и взаимообусловленность таких процессов, как восприятие и опознание, память и опознание, мышление и опознание, внимание и опознание.

Восприятие и опознание. Процесс опознания относится к системе перцептивных действий. Подход к исследованию восприятия как сложной системы перцептивных действий, выполняющих ориентировочные или исследовательские функции и обеспечивающих формирование образа и его опознание, является весьма продуктивным и перспективным. Результаты многочисленных исследований в области зрительного восприятия и осязания (работы А. Н. Леонтьева, А. В. Запорожца, Е. Н. Соколова, В. П. Зинченко, Л. А. Венгера и др.) привели к формированию взгляда на восприятие как на систему перцептивных и опознавательных действий, имеющих сложную операциональную структуру.

Выделяют четыре операции перцептивного действия:

1) обнаружение объекта — исходная фаза развития любого сенсорного процесса; на этой фазе субъект может ответить лишь на вопрос, есть ли стимул;

2) различение, или собственно восприятие, т. е. выделение в объекте отдельных признаков в соответствии с задачей, стоящей перед наблюдателем, формирование перцептивного образа;

3) идентификация, т. е. отождествление объекта с эталоном, записанным в памяти;

4) опознание знакомых объектов.

Первые две операции относятся к перцептивным, последние — к опознавательным действиям. Перцептивные и опознавательные действия нередко смешивают, что в значительной мере объясняется трудностью учета прошлого опыта испытуемых. Существенное различие между этими процессами состоит в том, что восприятие есть действие по созданию образа, эталона, в то время как опознание — это действие сличения наличного стимула с уже созданными и записанными в памяти эталонами, отнесение стимула к определенной категории.

Перцептивные и опознавательные действия различаются между собой тем, что они направлены на выполнение различных задач и различно мотивированы, а также способами решения этих задач. Для получения характеристики перцептивных и опознавательных действий с точки зрения способов их осуществления В. П. Зинченко с сотр. [3] выполнили экспериментальное исследование формирования этих процессов у детей дошкольного возраста на материале зрительного и осязательного восприятия формы. В ходе экспериментов применялась кинорегистрация движений глаза и ощупывающих движений руки.

Анализ траектории движений руки и глаза показал, что процесс формирования образа включает следующие перцептивные действия: обнаружение, выделение в объекте адекватного задаче информативного содержания, ознакомление с выделенным содержанием. В зависимости от возраста испытуемых перечисленные перцептивные действия характеризуются разной степенью развернутости:

Большую роль играют моторные компоненты в акте осязания. Известно, что пассивное осязание свойственно всей кожной поверхности организма. Активное же осязание, т. е. ощупывание, свойственно только движущейся человеческой руке. Как показали исследования А. Л. Шифмана [4], Л. М. Веккера [5], Б. Г. Ананьева с соавт. [6] и др., активное осязание, характеризующееся высокой точностью, адекватностью отражения предмета, возникает при перемещении движущейся руки относительно воспринимаемого предмета.

Исследования, в которых осуществлялась регистрация ощупывающих движений руки, показали, что процесс синтеза тактильного образа проходит ряд стадий. Вначале наблюдаются мелкие, дробные движения, выделяющие отдельные признаки предмета; эти движения неравномерно распределяются между признаками предмета, основное число их приходится на выделение информативных признаков. Далее наблюдаются более обобщенные движения руки, выполняющие функцию уподобления, и движения, выполняющие синтезирующую функцию.

Процесс ощупывания не остается неизменным. Вначале он имеет развернутый характер, а затем, в ходе упражнения, число ощупывающих движений все более сокращается и выделяются

лишь наиболее информативные признаки, на основе которых сокращенным путем может быть восстановлен тактильный образ предмета.

Задача формирования перцептивного образа возникает всякий раз, когда субъект сталкивается с новой для него действительностью, будь то геометрическая форма, картина и т. п. Исследование формирования образа при восприятии объектов, которые не встречались в прежнем опыте испытуемых, было выполнено Б. Ф. Ломовым [7]. В качестве стимульного материала использовался набор фигур, представляющих собой произвольное сочетание прямых и кривых линий. В эксперименте варьировались условия восприятия. В первой серии эксперимента изменялась дистанция наблюдения, во второй — длительность экспозиции, в третьей — освещенность фигуры. О степени полноты образа судили по рисункам и словесным отчетам испытуемых.

Во всех трех сериях эксперимента наблюдались некоторые общие черты динамики процесса формирования перцептивного образа. Был выявлен фазный характер этого процесса. На первой фазе в перцептивном образе отражаются положение фигуры в поле зрения, ее общие размеры и пропорции, а также основной цветовой тон. На второй фазе имеет место отражение наиболее резких перепадов контура фигуры, а также ее основных деталей; здесь же происходит уточнение цветовых характеристик. На третьей фазе происходит различение мелких деталей фигуры и уточнение выявленных ранее признаков. На четвертой фазе завершается формирование адекватного образа и осуществляется его проверка.

Анализ словесных отчетов испытуемых показал, что уже на первых фазах восприятия осуществляется поиск тех эталонов, к которым можно было бы отнести воспринимаемый объект. В процессе восприятия испытуемые выдвигают и проверяют гипотезы о принадлежности объекта к той или иной категории. Восприятие не определяется только набором раздражителей, воздействующих на органы чувств, а представляет собой динамический поиск наилучшей интерпретации имеющихся данных. По словам Р. Грегори, «перцептивная система может функционировать и при отсутствии достаточно полной информации, как хороший офицер в ситуации боя».

О неразрывной связи восприятия и опознания свидетельствуют результаты исследования трансформаций образов в условиях псевдоскопического искажения сетчаточных проекций объекта, когда бинокулярная система приводит к видению обратного рельефа, а монокулярные признаки указывают на прямой рельеф. Так, экспериментальные данные, полученные В. В. Столиным, показали, что при псевдоскопическом восприятии видимые образы трансформируются в сторону наибольшего их правдоподобия, вплоть до появления в них таких элементов, которые

не существуют в объекте. Автор указывает, что здесь действуют предметно-семантические нормы, «принципы правдоподобия», по выражению А. Н. Леонтьева, «заставляющие человека учитывать свойства, не воспринимаемые непосредственно, но тем не менее присущие данному предмету или явлению. Возможность дифференцирования феноменального поля и предметных, «значимых», образов составляет особенность только человеческого сознания, благодаря которой «человек освобождается от рабства чувственных впечатлений, когда они извращаются случайными условиями восприятия» [8].

Итак, характерной чертой перцептивного действия является его развернутость, сукцессивность. Развитие перцептивного действия идет по линии выделения в объекте специфического сенсорного содержания в соответствии с особенностями предъявляемого материала и стоящей перед субъектом задачи. При этом в процессе ознакомления с объектом наблюдатель начинает выделять одно или небольшое число свойств в качестве наиболее информативных. Иными словами, он превращает некоторые свойства предметов (или комплексы свойств) в оперативные единицы восприятия.

Под оперативными единицами восприятия понимают содержание, выделяемое субъектом при выполнении той или иной перцептивной задачи. Такими единицами могут стать, например, градации яркости, очертания, другие признаки предметов, или их комплексы, целые предметы, и, наконец, совокупности предметов и отношения между ними.

Смену оперативных единиц восприятия можно проследить, например, на процессе обучения чтению. Вначале обучающийся действует с элементами буквы, выделяя в ней ее очертания, затем, после усвоения алфавита, единицей и предметом его действия становится целая буква, затем — слоги, слова, отрывки фраз, целые фразы, и, наконец, опытные чтецы могут симультанно схватывать смысл целых абзацев.

Сложившийся образ может развиваться, совершенствоваться. Именно для того чтобы подчеркнуть действенную сторону образа, в современной психологической науке нередко используются такие термины, как «оперативный образ», «образ-манипулятор» и т. п. В то же время в образе содержатся и инвариантные, стабильные свойства. Их существование подчеркивается в таких терминах, как «сенсорный эталон», «перцептивный эталон», «перцептивная модель». Соотношение динамических и статических свойств образа может быть весьма различным. Очень важно положение, развиваемое А. В. Запорожцем, о том, что перцептивные эталоны могут соответствовать не только единичным свойствам окружающей действительности, но и системам общественно выработанных сенсорных качеств. К таковым относятся, например, общепринятая звуковысотная шкала музыкальных звуков, «решетка фонем» родного языка или же система

геометрических форм. Отдельный индивид в детстве усваивает подобного рода системы и научается ими пользоваться как системами чувственных мерок или эталонов для анализа окружающего или для систематизации опыта восприятия окружающей действительности. Если понятие сенсорных эталонов отражает результат общественно-исторической деятельности человечества по выделению и созданию сенсорных качеств, необходимых для ориентировки в окружающем мире, то понятие оперативных единиц восприятия отражает результат индивидуальной деятельности человека по усвоению общественно выработанных систем сенсорных эталонов.

Когда перцептивный образ сформирован, возможно осуществление опознавательного действия. Данные, полученные в упоминавшемся выше исследовании В. П. Зинченко и А. Г. Рузской [3], показали, что у детей трех лет характер опознавательных движений существенно меняется по сравнению с движениями, наблюдавшимися в процессе перцептивного действия. Именно при выполнении опознавательного действия дети трех лет начинают более детально обследовать фигуру. У детей шести лет наблюдается уменьшение числа движений глаз в единицу времени и, соответственно, увеличение длительности зрительных фиксаций по сравнению с младшими детьми. Увеличение продолжительности фиксаций при опознавательном действии объясняется тем, что наличный объект сопоставляется с мнемическим образом ранее предъявленного объекта. Траектория движений глаз у детей шести лет свернута. Опознание объекта на основании отдельных признаков свидетельствует о том, что значительное количество информации, содержащейся в объекте, становится избыточным и не используется при опознании.

Если на фазе построения образа объекта происходит уподобление воспринимающих систем свойствам воздействия, то на фазе опознания или оперирования сложившимся образом характеристики и направленность процесса уподобления существенно изменяются. С одной стороны, этот процесс заключается в воссоздании субъектом с помощью собственных движений и действий некоторого подобия, образа воспринимаемого объекта. С другой стороны, он предполагает перекодирование, перевод получаемой информации на «язык» оперативных единиц восприятия или перцептивных моделей, которые уже усвоены субъектом. Таким образом, одновременно с уподоблением субъекта объекту происходит уподобление объекта субъекту, и только это двустороннее преобразование приводит к формированию полноценного, адекватного и вместе с тем субъективного образа объективной реальности.

Практика психологического анализа многих видов трудовой деятельности дает убедительные доказательства справедливости теории перцептивных действий. Процессы приема информации

составляют существо многих видов трудовой деятельности. Примерами могут служить профессии дешифровщиков снимков элементарных частиц и аэрофотоснимков, операторов радиолокационных станций и т. п. При анализе подобных видов деятельности были выделены, систематизированы и изучены различные перцептивные действия.

Опознание и память. Опознание является одним из мнемических процессов. Наряду с воспроизведением оно служит показателем сохранения материала в памяти. По выражению И. П. Павлова, «когда речь идет о восприятии (опознании), то мы всегда прибавляем от своего прошлого».

Исследования перцептивных и мнемических процессов особенно сближаются в последние десятилетия в связи с развитием когнитивного подхода к изучению памяти как компонента познавательной деятельности. Как указывает У. Нейссер [9], в когнитивной теории памяти центральное место занимает проблема знания — способы приобретения знаний, их видоизменения, обращения с ними, использования, хранения, т. е. способы переработки информации у человека. Восприятие при этом неотделимо от памяти и может рассматриваться как первая ступень в непрерывном процессе переработки информации. Разработка когнитивной теории памяти предполагает необходимость исследования трех основных процессов: кодирования информации в памяти, ее хранения и извлечения.

Одним из дискуссионных вопросов является вопрос о форме кодов долговременной памяти, которые используются при сопоставлении вновь поступающих сигналов с прошлым опытом субъекта. Очевидно, что код должен либо соответствовать данному стимулу, либо описывать его, иначе он не может быть использован как образец для сравнения. Был предложен ряд гипотез относительно формы кодирования информации в долговременной памяти. Одна из возможных гипотез состоит в том, что хранящийся в долговременной памяти код представляет собой эталон, т. е. копию, данного стимула. В таком случае опознание предполагает сравнение данного стимула с рядом эталонов, хранящихся в долговременной памяти. Основной недостаток эталонной гипотезы состоит в том, что она предполагает необходимость хранения в памяти огромного числа эталонов. Сокращению числа эталонов, которым мог бы соответствовать данный стимул, способствует контекст. Роль контекста в опознании со всей очевидностью раскрывается на примере процесса чтения. Средний читатель способен воспринимать от 300 до 600 слов в минуту. Такая скорость чтения предполагает необходимость идентификации 50—70 букв в секунду, что существенно превышает скорость опознания изолированных букв. Значит, в процессе опознания наблюдатель не должен оперировать всем материалом, поступившим на вход, если он может использовать контекст. Тем не менее, даже учитывая роль контекста, гипотеза

эталонов не позволяет решить проблему механизмов опознания.

Модификацией эталонной гипотезы является гипотеза «прототипов», согласно которой в долговременной памяти хранятся обобщенные образцы — прототипы множества стимулов в сочетании с перечнем их вариаций. Система прототипов основана на схемах, т. е. наборах правил для создания или описания прототипа. Данная гипотеза предполагает, что в процессе опознания осуществляется предварительная обработка стимула, а затем устанавливается его приблизительное соответствие прототипу, допускающее некоторую вариативность стимула.

Альтернативой описанных гипотез является гипотеза признаков, в соответствии с которой опознаваемый стимул сначала анализируется по отдельным признакам, а затем эти признаки сравниваются с набором признаков, хранящихся в долговременной памяти. Гипотеза признаков не противоречит эталонной гипотезе. Отдельные признаки можно рассматривать в качестве эталонов, соответствующих не стимулу в целом, а его некоторой части.

В литературе имеются данные, свидетельствующие в пользу справедливости каждой из предложенных гипотез.

Селфриджем в качестве модели распознавания образов предложена система «Пандемониум», описывающая предполагаемую последовательность операций в процессе опознания. Эта система включает анализ изображения и его разбиение на ряд признаков, однако она не позволяет объяснить происхождение инвариантности зрительного образа.

В. Д. Глезер [10] предложил следующую гипотезу о механизмах опознания зрительных образов. Простые признаки изображения обнаруживаются и опознаются специализированными нейронными структурами, избирательно откликающимися на определенные характеристики изображения. Эти механизмы организованы по типу независимых эталонов: совмещение изображения с эталоном вызывает возбуждение данной структуры. Это — опознание по готовому образцу, по сопоставлению с хранимым эталоном.

Подобный тип опознания изучался Е. Н. Соколовым [11] на материале слуховых стимулов, различающихся по интенсивности. Автором была выделена особая форма фиксации сигнала в памяти, наиболее характерной особенностью которой является ее устойчивость: заданный эталон сохранялся в памяти не только в течение двухчасового эксперимента, но и неделями после него.

По В. Д. Глезеру, для зрительного опознания большинства объектов окружающего мира, изображения которых могут на сетчатке меняться в связи с преобразованиями объектов в пространстве, такие эталоны не существуют. Изображения

таких объектов сначала описываются набором простых признаков: в них могут быть выделены определенные конфигурации (например, участки контура разной кривизны и ориентации), определены их размеры и положение. На следующем этапе опознания на основе такого описания строятся сложные признаки, которые позволяют отделить определенные совокупности изображений — зрительные образы — друг от друга. Сложные признаки не являются простым набором, суммой элементарных признаков. Сложный признак — это результат преобразования всего изображения в целом. Экспериментальные данные показали, что сложные признаки инвариантны относительно масштабных преобразований, положения объекта в пространстве, контраста с фоном и т. п.

Мы полагаем, что различные гипотезы не противоречат друг другу: ввиду большого разнообразия распознаваемых стимулов, условий их восприятия, задач, стоящих перед субъектом, механизмы опознавания могут быть различными. Нам представляется весьма важным замечание В. А. Ганзена о том, что «в зависимости от сенсорных и перцептивных алфавитов, которыми обладает человек, энграмма образа памяти, по-видимому, имеет различную структуру: она может быть синтетической, дополнительной или коррективной. Энграмма образа содержит больше чем копию объекта; помимо информации об объекте в ней содержатся также информация об операциях, ассоциативные связи образа нового объекта с ранее накопленным содержанием памяти» [12, с. 20].

Сравнивая процессы воспроизведения и опознавания, следует отметить функциональное различие между ними: опознание предполагает наличие объекта, начинается с наличного объекта, воспроизведение же предполагает поиски объекта в памяти. Экспериментально установлено, что задача опознания, как правило, решается с большей эффективностью, чем задача воспроизведения.

Различную эффективность выполнения задач на опознание и на воспроизведение предъявленного ранее стимульного материала ряд авторов объясняет различием в числе альтернатив: при воспроизведении имеется большее число альтернатив для выбора, чем при опознании. Это предположение было подтверждено результатами экспериментального исследования, в котором измерялось количество информации, передаваемой при опознании и воспроизведении [13].

В соответствии с другой гипотезой воспроизведение включает в себя опознание в качестве подпроцесса. Воспроизведение состоит из процессов поиска в долговременной памяти и принятия решения. Предполагается, что опознание соответствует процессу принятия решения и поэтому оно эффективнее воспроизведения, так как последнее включает в себя дополнительную операцию — поиска.

Рассматривая опознание как мнемический процесс, необходимо учитывать закономерности сохранения мнемических следов, установленные в экспериментальной психологии. Известно, что в процессе сохранения материала в памяти мнемические следы подвергаются определенным изменениям. Так, исследования сохранения в памяти зрительных форм позволили выделить два основных типа изменений мнемических следов: ассимиляцию и различного рода регулирование. Ассимиляция чаще проявляется в процессе воспроизведения, чем опознания, и выражается в уподоблении воспроизводимого изображения его вербальному обозначению. Регулирование проявляется в тенденции к параллельности и перпендикулярности линий, к равенству частей фигуры, к усилению симметрии. В соответствии с одним из законов гештальта, мнемический след стремится к «хорошей» форме, и воспроизведенная фигура будет более прегнантной, нежели первоначально воспринятая.

Можно предположить, что с увеличением интервала времени между предъявлением тест-объекта и пробой на опознание результаты опознания и структура процесса все более подчиняются закономерностям памяти (закон прегнантности, ассимиляция, сохранение того, что значимо для субъекта, лучшее сохранение эмоционально окрашенного материала и т. п.).

Опознание и мышление. Сложный путь формирования образа, включающий выделение информативных признаков, их анализ и обследование, сравнение и отбор, абстрагирование и запоминание, свидетельствует о неправомерности отнесения перцептивных и опознавательных процессов к «второсортной» познавательной функции. Они участвуют в реализации таких сложных психических процессов, как воспоминание, визуализация и собственно мыслительная деятельность. По словам Р. Арнхейма, «плод мысли не падает из ничего». «Восприятие состоит в усвоении основных родовых свойств предмета. Наоборот, для того чтобы было о чем мыслить, мышление должно основываться на образах того мира, в котором мы живем. Элементы мышления в восприятии и элементы восприятия в мышлении дополняют друг друга. Они превращают человеческое познание в единый процесс, который ведет неразрывно от элементарного приобретения сенсорной информации к самым обобщенным теоретическим идеям» [14, с. 6]. Наличие связи восприятия с мышлением зафиксировано во многих терминах: «разумный глаз», «образное мышление», «визуальное мышление» и т. п.

Опознание предполагает акт категоризации. Для осуществления категоризации необходимо формирование «класса-схемы» объекта. Понятие схемы как целого, включающего в себя результаты предшествующего опыта, встречается в работах Бартлетта, Вудвортса, Хебба и других авторов. Рассматривая ряд экспериментальных данных по запоминанию формы стимула,

Вудвортс приходит к выводу, что новая конфигурация хорошо запоминается в виде «схемы с поправкой». По Хеббу, схема состоит из многих образцов основной совокупности или общности класса рассматриваемых предметов. В исследовании Ф. Эттнива на буквенном материале было показано, что запоминание родовой схемы, знакомство с «прототипом» класса объектов приводит к сокращению числа ошибок опознания [15].

Дж. Брунер пишет: «Если бы какое-нибудь восприятие оказалось не включенным в систему категорий, т. е. свободным от отнесения к какой-либо категории, оно было бы обречено оставаться недоступной жемчужиной, жар-птицей, погребенной в безмолвии индивидуального опыта» [16, с. 16]. Вывод на основании учета перцептивных признаков объекта о принадлежности его к определенному классу, по Брунеру, ничем, по существу, не отличается от любого другого вида категориальных выводов. Одна из главных характеристик опознания, таким образом, является свойством познания вообще.

Однако, рассматривая соотношение опознания и мышления, следует иметь в виду, что опознание может осуществляться и по несущественным признакам. Кроме того, экспериментальные данные свидетельствуют о возможности опознания объектов на основе невербализуемой перцептивной информации. (Имеется в виду редуцированная форма опознавательного процесса — идентификация, о которой подробнее будет идти речь в главе II).

В последние годы начинают рассматривать перцептивно-опознавательную деятельность в контексте проблематики принятия решения [17]. В соответствии с таким подходом считается нецелесообразным ограничивать исследование процесса принятия решения лишь сферой мышления. Более продуктивным является включение в контекст принятия решения проблематики, получившей название «информационной подготовки решения». Сюда относятся процессы обнаружения сигнала, формирования образа, идентификации, опознания, информационного поиска.

Рассматривая особенности принятия решения на перцептивно-опознавательном уровне, В. Ф. Рубахин [18] выделяет в этом процессе этап перцептивной подготовки решения и процедуру принятия решения. Процесс развернутого опознания стимулов автор описывает следующими операциями:

— предварительная актуализация в памяти системы эталонов некоторого класса объектов;

— сопоставление текущего образа с рядом эталонов и оценка результатов сопоставления;

— выбор эталонной гипотезы и ее проверка;

— принятие решения — словесное формулирование ответа или смена эталона.

Процесс принятия решения об объекте может иметь различный характер в зависимости от сложности опознавательной задачи и опираться на различные критерии. При опознании незнакомых объектов операция выбора гипотезы заменяется операцией ее конструирования, имеющей эвристический характер.

Р. Арнхейм [14] рассматривает связь между восприятием и мышлением, анализируя процесс решения задач. При решении любой задачи требуется изменить структуру ситуации данной задачи. Смена точки зрительной фиксации ведет к простейшему изменению структуры: к сдвигу центра ориентации без реорганизации самого воспринимаемого образа. Автор полагает, что перемещение центра поля зрения в центр интереса на элементарном уровне, таким образом, также включает в себя перестройку структуры. Фиксация взгляда означает, что наблюдатель пытается отыскать свою цель в поле восприятия, обладающем собственной упорядоченностью. Здесь решение, принимаемое на элементарном уровне восприятия, является важной составной частью и отражением более широкой стратегии познания. По Арнхейму, определить сферу действия задачи — это почти то же самое, что найти ее решение.

Важная роль перцепции в мыслительной деятельности определяется рядом особенностей зрительного образа. Зрительные образы характеризуются субъективной симультанностью, одноактностью, позволяющей мгновенно «схватывать», понимать отношения, существующие между различными элементами воспринимаемой ситуации. Зрительный образ необычайно емок, так как в нем практически одновременно (в неразличимой для субъекта последовательности) отражается информация о цветовых, динамических, пространственных и фигуративных характеристиках объектов.

Зрительный образ пластичен. Это свойство проявляется в возможности быстрого перехода от обобщенной оценки ситуации к подробному анализу ее элементов. В зрительном образе действительность может воссоздаваться в той форме, в которой объект существует реально, но возможны и перестройка объекта, ситуации, и воссоздание их новых вариантов. Известный советский шахматист Д. Бронштейн отмечал [19], что, рассматривая внутренним взором шахматную позицию, он может видеть ее в обратной перспективе, т. е. позиция противника (более удаленная от него) воспринимается им даже в большем масштабе, чем собственная. Подчеркивая существенность вклада, вносимого зрительной системой в процесс творчества, в решение проблемных ситуаций, У. Нейссер [20] пишет: «Хотя глаза называли окнами души, это не столько …смотровые отверстия”, сколько входные ворота, через которые поступает сырой материал для конструктивной деятельности зрительной системы».

Обсуждая психологические аспекты распознавания образов, П. Колерс [21] обращает внимание на творческие, созидательные программы обработки входной информации. Некоторые из этих программ зависят от распределения входных сигналов во времени и их геометрической структуры, другие — от переменных, связанных с самим процессом познания, в том числе от концепций, желаний, идей и планов. Одной из актуальных проблем исследования опознания является изучение не только его репродуктивных, но и продуктивных функций, связанных с порождением нового образа, обнаружением проблемной ситуации, проникновением в ее невидимые (непосредственно) пласты, в ее смысл и значение.

Опознание и внимание. Д. Норман [22] пишет: «Обычно считалось, что исследования внимания, восприятия изображений и памяти различны и независимы. Эти три сферы должны в конце концов объединиться в одну картину переработки информации». Ключом к пониманию взаимосвязи между опознанием и вниманием является свойство селективности восприятия. По Дж. Брунеру, восприятие можно сравнить с вывесками на государственных учреждениях, на которых можно прочитать то «добро пожаловать», то «вход воспрещен».

Количество информации, поступающей на вход анализаторных систем, намного превосходит нашу способность к обработке информации. Из огромного числа окружающих раздражителей человек воспринимает лишь те, которые соответствуют целям и мотивам его деятельности, которые необходимы для адекватного выполнения действий и операций в изменчивой и многогранной среде. Активность восприятия наиболее очевидно обнаруживается именно на примере его избирательности.

Идея селективной фильтрации информации в процессе ее обработки принадлежит Д. Бродбенту [23]. При одновременном поступлении нескольких сообщений, указывал автор, они вначале обрабатываются параллельно, но на каком-то центральном этапе объединяются в канале ограниченной емкости. Уменьшению нагрузки на этот канал способствуют селективные фильтры, которые настраиваются на прием желаемого сообщения (в соответствии с задачей, инструкцией и т. п.) и блокируют иррелевантные сообщения прежде, чем они достигают «горлышка воронки». Функция селективного фильтра, по Бродбенту, сводится к тому, чтобы до минимума свести количество информации, которая поступает для более сложной обработки на более высоких уровнях. При этом автор постулировал селекцию, основанную почти исключительно на сенсорных характеристиках.

У. Нейссер [24] также представил экспериментальные доказательства существования фильтров — анализаторов свойств геометрических фигур, которые функционируют в параллельных

каналах на сравнительно низких уровнях обработки информации. По мнению Нейссера, анализаторы свойств располагаются на уровне входа информации. Фильтры не пропускают шум или несущественные сигналы, в результате процесс опознания относится только к цели или, в некоторых случаях, к иррелевантным сигналам, которые проходят через фильтры из-за своего сходства с целью.

Иную модель предлагают А. Дейч и Д. Дейч [25]. Каждый поступающий на вход анализаторной системы сигнал находит соответствие в памяти и подвергается анализу для установления его значения, а затем включается механизм избирательного внимания. Таким образом, авторы подчеркивают, что выбор происходит только после извлечения значащих компонентов всех сенсорных сигналов.

Механизм внутримодальной фильтрации изучался в основном на слуховом материале. Было выявлено, что он анализирует грубые физические характеристики стимулов и поверхностные вербальные характеристики. А. Трейсман [26] установила, что испытуемые могут сказать, каким голосом — мужским или женским — было прочитано отфильтрованное сообщение, указать на его интенсивность и т. д. Испытуемые реагируют на свое имя даже в том случае, если оно содержится среди прочей ненужной информации, но анализ вербальной информации остается поверхностным. Фильтры этого уровня не способны анализировать вербальный смысл сообщения.

А. Трейсман предположила, что существует иерархическая система фильтров, которую она представляет в виде модели «шагового поиска». Этот аналитический механизм проводит серию проверок входных сообщений. При первой проверке различия между входными сигналами устанавливаются на основе сенсорных характеристик; далее проверки проводятся по специфическим звукам, словам и, наконец, по грамматической структуре и значению. Последовательность проверок автор представляет в виде дерева с входной сенсорной информацией у корней, причем проверки осуществляются всюду, где есть выбор между ветвями (и упрощаются для ожидаемых единиц). Таким образом, А. Трейсман предполагает, что все входные сигналы анализируются до определенного уровня с помощью последовательных операций.

Д. Норман, рассматривая модель, предложенную Трейсман, указывает на то, что она не свободна от противоречий. Селективное внимание выполняет функцию концентрации усилий на решении одной проблемы в единицу времени. Однако селекция ряда каналов сама является сложным процессом. Если селекция производится на основе значения, то человек должен знать значения всех входных сигналов для того, чтобы определить, на чем следует сконцентрировать внимание. В таком случае возникает противоречие между основной функцией селективного

внимания (сокращением числа каналов) и необходимостью проанализировать все входные сигналы.

П. Линдсей и Д. Норман для объяснения механизма концентрации и переключения внимания предлагают [27] модель аттенюатора, в основе которой лежит процесс распознавания образов. В процессе распознавания сигналов объединяются два источника информации, которую доставляют сенсорная система и система памяти. Именно в системе памяти находится ключ к распознаванию и содержатся сведения о только что интерпретированных событиях. Основным механизмом распознавания образов авторы считают процесс активного синтеза, заключающийся в непрерывном построении и пересмотре ожидания во время интерпретации сенсорного сообщения.

В системе распознавания происходят два процесса: активный и пассивный. При этом только активный синтез требует сознательного внимания. В соответствии с моделью П. Линдсея и Д. Нормана, полному анализу подвергается только информация, поставляемая активным механизмом. Сигналы, не анализируемые активной частью системы, аттенюируются, т. е. ослабляются, но не исключаются полностью.

По Дж. Брунеру, ни прошлый опыт, ни мотивы и установки, программирующие избирательность, не оказывают на восприятие прямого влияния, т. е. не детерминируют непосредственным образом организацию восприятия или его избирательность. Их влияние проявляется скорее в создании структур или правил действия, опосредствующих гораздо более тонким и косвенным образом регуляцию познавательной деятельности.

У. Нейссер предлагает [20] различать процессы внимания и предвнимания. Процессы предвнимания осуществляют периферический анализ входной информации, который предшествует ее фильтрации. По мнению Нейссера, внимание определяет скорее общий эффект, чем специфический селективный процесс. Возможно, что различные модели внимания не противоречат друг другу, а отражают различные аспекты внимания.

Проблема селекции информации в процессе ее обработки противоречива и решается разными исследователями в различных аспектах. Так, Иджет [28] рассматривает эту проблему в контексте влияния, которое оказывает несущественная информация на время и способ обработки релевантной информации. Основываясь на экспериментальных данных, автор приходит к выводу, что несущественные параметры не обязательно фильтруются (игнорируются) испытуемыми и что несущественная информация может оказывать конкурирующее влияние на время решения задачи.

Гарнер [29] доказывает превосходную фильтрацию несущественной информации при решении определенных задач. Спорными являются также вопросы о месте расположения «фильтров»

информации, о степени влияния задачи на фильтрацию и ряд других.

Избирательность в процессе приема информации — эффективное средство преодоления информационной перегрузки. Прежде всего этому способствует фильтрация постоянно действующих факторов внешней среды. По словам Р. Арнхейма, такая реакция на монотонность есть элементарная форма разумного презрения к безгранично широкому распределению внимания. Однако при всей полезности избирательности она затрудняет познание тех факторов, которые постоянно действуют в жизни. Нередко именно постоянные аспекты ситуации легче всего ускользают от внимания и труднее всего поддаются пониманию. Избирательность не только увеличивает скорость обработки информации, но и ограничивает количество информации, остающейся после просеивания. «Голодная лягушка в окружении дохлых, неподвижных мух, которые могли бы послужить ей отличной пищей, похожа на ослепленного собственным решением человека, не способного использовать непредвиденные возможности. Такую цену приходится платить за экономию» [14, с. 36].

Ряд авторов [30], рассматривая взаимосвязь восприятия и внимания, указывают на то, что внимание не только направляет восприятие, но и интенсифицирует процесс, лежащий в основе восприятия. Подобная точка зрения была высказана еще Э. Б. Титченером: «Процессы, находящиеся на гребне волны внимания, и интенсивнее, и яснее процессов, находящихся на нижнем уровне сознания» [31, с. 38].

В более поздних исследованиях это положение было подтверждено экспериментально. Так, по данным Гершуни [32], при отсутствии внимания к звуку порог обнаружения звукового сигнала повышается на 20—30 дБ.

Анализ места опознания в системе познавательных процессов показывает тесную связь опознания с процессами восприятия, памяти, мышления и внимания. Это позволяет рассматривать опознание как полисистемный процесс, включающий в себя перцептивные, мнемические, селективные и т. п. компоненты. Характеристика опознания как полисистемного процесса дана в главе II.

Глава II. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ

Поиск по сайту: