第五章 注意和記憶
工作記憶對意識是必要的嗎?有某種證據表明,情況並非如此。某些腦損傷的病人只有極小的數字記憶廣度,除了他們聽到的最後一個字母外,別的一概回憶不起來,但他們的意識卻正常。事實上,他們的長時記憶可能並未受到損害。迄今為止,還沒有發現一例喪失了所有形式的工作記憶(視覺和聽覺)的病人。這是由於引起這種欠缺(而沒有任何其他缺陷)的腦損傷,只能局限於某個非常準確的部位(而且還要在不同的地方),因此,實際上這種情況可能永遠不會發生。
探照燈比喻以最簡單的方式向我們暗示,視覺系統注意的是視野中某個地方。許多間接證據表明,情況確實如此。另外一種觀點認為,我們注意的並不是某個特別的地方而是特別的物體。在某些情況下,如果物體運動(眼睛仍保持不動),注意可以追蹤該物體,而不是停留在一個地方不動。在目前看來,在一定程度上兩種形式的注意(對視覺物體的注意或對視覺位置的注意)可能同時出現。
令人吃驚的是,當你的眼睛保持靜止不動時,有些事情就無法完成。比如一個隨機點模式在屏幕上快速閃爍,它的呈現時間很短,因而不可能產生眼動。在這種條件下,你能夠說出隨機點的個數嗎?如果它們只有三四個,你可以正確地報告出它們的數目;但是,如果有六七個或更多,你就會發生錯誤。這並不能僅僅歸因於刺|激的亮度。如果閃爍光點非常亮,它們就會在視網膜上留下后像(這時如果你移動眼睛,固定在視網膜上的光點模式將隨你的眼睛一起運動)。在數秒鐘以內,你可以一直看到它們,但你仍然無法精確地數出它們的個數——這是一種非常奇怪的感覺。當你開始計數時,你就會忘記哪個圓點你已經數過了。
還有更長一些的短時記憶。英國心理學家艾倫·巴德利(Alan Badileley)對這種記憶進行了深入的研究,把它稱為"工作記憶",一個典型的例子就是回憶一個新的七位數的電話號碼。你能回憶出來的數字的個數稱為你的"數字廣度"。對大多數人來說,它通常只有六到七個。換句話說,工作記憶的能力是有限的。這種記憶似乎具有幾種不同的形式,它與感覺輸入有關。對於視覺,他將其稱為"視空間便箋簿"。典型情況所涉及的時間為若干秒。它似乎還與回憶面孔或熟悉的物體時的視覺想像有關。它的特性與較短的圖標記憶有很大差別。圖標記憶可能涉及大腦中不同的過程。
不同的記憶持續的時間也不同。它們經常被分為長時記憶和短時記憶。儘管這一術語對於不同人可能具有不同的含義。"長時"通常指幾小時、幾天、幾個月乃至幾年;"短時"則從幾分之一秒到幾分鐘或更長。短時記憶通常是不穩定的,而且容量有限。
①有實驗證據說明,這是可以發生的。
"簡單特徵"究竟是什麼,目前我們還不清楚。①但遺憾的是,大量的研究說明,跳出並非是直截了當的事。在這裏,我並不打算描述眾多此類實驗的細節。
將記憶分成幾種不同的類型是有益的,儘管對它們的確切描述還存在爭議。一種方便的分類是把記憶劃分為情景記憶、類別記憶和程序記憶。清景記憶是對一個事件的記憶,它經常與某些與此有聯繫的無關細節交織在一起。(1)一個很好的例子就是,你會記得當你聽說肯尼迪總統遇刺時你在什麼地方。類別記憶的一個例子是單詞的含義,如"行刺"或"狗"。而回憶如何游泳或駕駛汽車便屬於程序記憶。
①這裡有一個可供參考的證據,如果切除胼胝體,每半大腦就可以注意不同的物體。
長時記憶看來不同於圖標記憶或工作記憶。一個看過約2500張不同彩色幻燈片(每個10秒)的被試者,十天以後還能辨別出其中https://read.99csw.com的90%。因為,如果只是要求被試者確認從前是否看過某幅圖畫(並不是無線索地回憶,那樣會更困難),那麼他只需要回憶每幅圖畫的很少一部分信息就可以了。
因此,注意就是濾除未被注意的事件。被注意事件的響應具有較快的速度、較低的閾值和較高的精度,注意還可以便該事件容易被記憶。過去,心理學家們並不關心我們頭腦內部發生的事情,他們大多通過測量反應速度和誤差水平等去研究注意。換句話說,他們研究的是注意某事件時所引起的結果(與未注意該事件時相比較),並試圖從實驗結果的模式中推論出注意的可能機制。
②還有其他一些這裏沒有提到的簡單記憶形式,其中有經典的條件反射,操作性條件反射和啟動(priming)。
注意從一處移到另一處需要多少時間呢?這是一件較為複雜的事情。似乎物體越"突出"(對注意系統有更大的影響),花費的時間也越短。這種情形是可能出現的。例如,若紅色字母非常鮮艷,視覺系統就可以通過把"探照燈"擴展到較大範圍,一次檢測幾個字母。這意味著只需較少的步數便能搜索完全部字母。因此,每個字母的處理時間就減少了。有人認為,一個時刻處理一個物體所需要的時間為60毫秒左右是有可能的。如果一個時刻處理兩個物體,每步所需的時間仍為60毫秒,那麼每個字母(一個時刻本來只能觀察一個字母)現在的處理時間就只有30毫秒。而如果能夠同時處理三個物體,那麼每個字母的處理時間就是20毫秒。
進一步的研究也許會使心理學家獲得一個能被普遍接受的注意模型,不過,它可能不會很簡單。我猜想,正確的模型將不大可能僅僅從心理學實驗中得出,因為這一系統看來太複雜了。①大腦中某些相關神經元的行為的知識,對於獲得正確答案也許是必需的。
還有另一種研究跳出(或缺少跳出)的方法。在屏幕上呈現一個視覺圖像並保持一段短暫的時間。在此情況下,刺|激圖像常由要求被試者檢測的"目標"和其他稍微不同的物體(被稱為"干擾項")組成。比如,可能是大量的字母散布在圖像上,除了一個字母是紅色之外,其他的全部都是綠的。被試者的任務是一看到紅色字母便立刻按下按鈕。我們發現,被試者可以非常迅速地完成這一任務。更為重要的是,反應時間與只有少數幾個綠色字母或者很多綠色字母無關。換句話說,不管那裡有多少個干擾項,反應時間都一樣。紅色字母立刻跳出在眼前。
每個人都懂得"你沒有注意"這句話的一般意義。這可能是你的注意力不集中,也可能是你昏昏欲睡或是由於某些其他的什麼原因。心理學把"喚醒"(或警覺)與"注意"(attention)區分開來。喚醒是影響一個人整個行為的一般條件,當你早上醒來的時候,就會注意到這種情況,正如威廉·詹姆斯所說,對心理學家說來,注意就意味著"擺脫某些事物以便更有效地處理其他事物"。
①有人提出過一個研究項目,用來探討什麼視覺特性可以跳出(它們應對簡單特徵,視覺"基元"進行響應);而複合特徵需要進行順序搜索。
"你沒有注意,"海特說,"要知道,若非心神專註,你將一無所獲。"
但還有更複雜的情況。也許被試者的大腦經過訓練而變得較為聰明,從而只注意紅色字母(並忽略綠色的字母)。這樣就會有上半的字母被忽略。這就意味著,他可以在注意步速相同的情況下更快地完成搜索任務。在這種情況下,120毫秒的步速就可以得到同樣的觀察結果。
因此,我們只是部分地了解了視覺注意。我九-九-藏-書們還沒有一個被普遍接受的心理學注意模型。
①經過練習,大腦可以把某組特殊的物體(比如一組字母)作為一"組塊"去跟蹤。
心理學家是怎樣描述前注意加工和注意加工之間的差別呢?最初特麗斯曼認為,前注意加工是以平行的方式把視野內物體的朝向、運動、顏色等簡單特徵登記在某些特有的子系統中。然後,集中注意以某種方式將這些特徵整合到一起。更仔細的實驗使她發現,如果特徵整合所允許的時間非常短,大腦就會出現差錯。有時它會張冠李戴,錯誤地將特徵整合到一起,從而給出一個虛假的組合。在授課時,特麗斯曼用一張快速呈現的幻燈片來演示這種現象。該幻燈片呈現的是一位黑髮的紅衣女郎。可是,觀眾中總有幾位非常自信地稱,他們看到的是一位紅髮女郎。女郎的毛衣的顏色被錯誤地"移植"到了頭髮上,因而產生了幻覺組合。
我們主要關心的是視覺注意,而不是在聽音樂或從事某種活動時的注意。我們知道,注意被認為起碼對某些形式的意識有所幫助。視覺注意的一種形式就是眼動(經常輔助以頭部運動),由於在靠近凝視中心的地方我們看得較清楚,所以當我們雙眼的視線正對著某個物體時,就會獲得更多的信息。否則,如果不是直視物體,我們只能獲得粗略的信息(至少有關形狀的信息是如此)。
這種事情在日常生活中可能發生,只不過是為數較少罷了。特麗斯曼舉了一個例子:"一個穿行在繁忙街道上的朋友看到一個同事,並且正要打招呼。但他突然意識到那個人的黑鬍子長到了一個過路人的臉上,而他的禿頭和眼鏡卻屬於另外一個人。"
我們知道,記憶的回憶不是一個直接的過程。要回憶一件事情往往需要某個線索,儘管這時記憶有可能是撲朔迷離的。有些記憶很弱,需要更強的線索才能喚起。另外的一些甚至在完全喪失前就淡化了。一個相關的記憶可能會幹擾和阻礙了你所需要的記憶內容的獲取。
③然而,大腦有可能把這些運動的點看成是一個正在改變形狀的單一物體的邊角。觀點,並提及一些主要的爭論點。
這種情況被看作是串列搜索機制的證據,即為了判斷一個字母既為紅色又是T形,注意系統在一個時刻只能看一個字母。
首先,系統需要從視野中正在注意的地方解除注意。然後必須把"注意"點轉向新的位置,最後在新地點實施注意。另一個重要的問題就是一個人能否同時注意視野中兩個分離的位置或物體?有證據表明,這是辦不到的①,儘管也許可以跟蹤若干③個運動的點。但有確鑿證據表明,注意可以在空間上進行精細聚焦或者在較大範圍內擴展。比如:當你讀一本書時,你主要注意的是單詞而不是一個個分開的字母。而在校對時情況則不然,你必須仔細檢查每一個字母和標點,否則小的差錯就會被遺漏。對我個人來講,校對是一件困難的事情。因為通常我的閱讀速度很快,除非我集中注意,否則很難發現一些細小的印刷錯誤。
我們也會遇到令人遺憾的情況。在某些情況下,每步時間看起來可能少於20毫秒,而真實的步速可能長達120毫秒。這是由於在發現紅色T字母之前,被試者不但只注意紅色物體,而且他一批處理三個字母,因而"欺騙"了我們。在這種情況,探照燈移動一步的正確時間就難以確定了。
短時記憶情況如何呢?我們對它知道多少呢?記憶也許定義為由經驗引起的系統內部的變化,這種變化導致以後的思想或行為發生改變。但是,這種泛泛的說法並沒有多大價值。它應該適用於疲倦、受傷和中毒等情況,又不應嚴格區分學習和發育(早期生長)。以色列神經生物學家雅丁·杜戴(Yadin Dudai)提出了一個更為有用和更為精確的定義。他首先描述了什麼是"世界&qu九_九_藏_書ot;(包括內部和外部環境)的"內部表達"。他將世界的內部表達定義為"能夠有效地指導行為的結構化神經編碼方式"。它強調的是,從根本上說,我們主要關心的是神經細胞(神經元)如何影響行為。"學習"則是由經歷引起的內部表達的創新或修改。這一變化可以保持相當一段時間(甚至可以保持很多年)。不過,我們更關心的還是短時記憶。
我們不會花費很大精力去考慮長時情景記憶,因為一個不能形成新的長時情景記憶的腦損傷病人,仍然是清醒和有意識的(見第十二章)。只有短時記憶特別是圖標記憶才可能與意識的機制密切相關。
通常把視覺注意比喻為"探照燈"。在探照燈內部,信息以一種特殊的方式被處理。這樣,我們就可以快速、精確地觀察被注意物體,並使我們更容易記住它。在"探照燈"以外的信息,或者被處理得較少,或者處理方式有所不同,還可能根本不予處理。大腦的注意系統將假想的"探照燈"從視野的一個地方快速轉移到另一個地方,就像我們移動眼睛一樣,只不過這時移動的速度慢得多罷了。
通常,特麗斯曼的很多注意模型都認為,跳出與較長過程的順序搜索截然不同。但是,凱爾·凱夫(Kyle Cave)和傑里米.沃爾夫(Jeremy Wolfe)等其他的一些心理學家則認為,跳出只不過是注意過程的第一步。他們假設,注意系統有某種程度的"雜訊",因而容易出現錯誤。如果物體足夠"突出",則把注意的探照燈移到該物體所在的地方或移到該物體作為注意的第一步。如果物體並不突出,系統在選擇目標時就可能遇到困難。在最終發現目標之前,也許經過了多次嘗試,這樣就會花費較多時間。這種機制可以產生與簡單的順序搜索機制相類似的結果。
①有證據顯示,在最初的一段時間內,很多人清楚地記得當他們第一次聽到林肯遇刺時的情景。
我感興趣的不是像習慣化或敏感化(sensitization)之類的極簡單的記憶形式(如果你連續十次向小孩呈現一幅圖畫,開始他會表現出興趣,但很快就會產生厭倦。這就是"習慣化")。這些過程被歸類為"非聯想"過程。它們甚至在海膽等一些非常低等的動物身上也能表現出來。我們更關心的則是"聯想學習",有機體對刺|激和動作的關係作出反應。(2)
對此問題,還有許多其他的研究。在刺|激呈現前後,視場是亮或暗對衰減時間是有影響的。在暗視野中,衰減時間大約是秒的量級,而在較明亮的視野中則少得多,或許只有零點幾秒。這種亮背景效應被稱為"掩蔽"。還可以用某些模式作為掩蔽,但這兩種俺蔽類型截然不同,簡而言之,明亮背景的掩蔽可能發生在雙眼的信息結合之前、視覺系統的初級階段、可能是在視網膜階段;而模式掩蔽在很大程度上依賴於字母呈現與掩蔽之間的時間間隔。數據說明,這大概發生在雙眼信息結合之後視覺系統的若干個水平。
想一想你在夢中的一些事情。當你做夢時,你不能使夢中的任何情景進入長時記憶(或至少清晰地回憶起)。你的大腦把夢中的情景以某種形式的短時記憶保存起來。當你醒來之後(這可能會比你意識到的頻繁得多),你的長時記憶系統才被接通。然後,仍然保存在短時記憶中的東西便進入長時記憶。所以你回憶起來的並非你夢到的所有事情,而只是夢的最後幾分鐘。如果你在剛醒來時受到電話鈴或是什麼別的干擾,夢的短時記憶就會衰減或完全喪失,以至電話之後你可能連夢的最後幾分鐘都回憶不起來了。
特麗斯曼同時說明,跳出也可以是非對稱的。一個九_九_藏_書有缺口的圓圈可以在一群完整的圓圈的背景中跳出(圖21a);然而要在有缺口的圓圈背景中發現一個完整的圓圈就需要串列搜索(圖21b)。
——據劉易斯·卡羅爾(Lewis Carroll)改寫
很清楚,注意改變了我們看物體的方式。理論家如何解釋這一現象呢?我可以直截了當他說,目前還沒有一個被普遍接受的注意理論。因此,我能做到的,充其量不過是描述某些當前流行的粗略地講,大家普遍同意的觀點是,注意涉及一個瓶頸問題。其基本思想就是初級加工過程大體上是一個平行的過程,即許多不同的活動同時進行。然後,似乎有一個或多個階段存在信息處理的瓶頸。一個時間只能處理一個(或少數幾個)"對象"。它通過臨時濾除來自非注意對象的信息而實現。然後,注意系統迅速轉向下一個對象。因此,注意大體上是串列的(即,注意一個之後再注意另一個)而非高度并行的(正如系統同時注意很多事情時的情況)。①稍後,我們將詳細討論并行和串列加工的重要區別。
解除原有注意->移動注意點->實施注意
諸如開汽車之類的過程性知識常常很難從一次經歷中獲得,往往需要重複練習。它可以保持相當長的一段時間。一旦你學會游泳,即使多年沒有游過你也會游得很好。當談及一首熟悉的樂曲時,一位著名的鋼琴家曾經對我說:"肌肉的記憶是最久的。"這意味著樂曲的演奏是自動的,無需思索的。
人們也許僅僅根據第二個實驗就得出結論,既然被試者能夠報告出三行中任意一行的四個字母中的三個,那麼他就能報告出三行字母中的九個(三乘三)。但正如我們看到的,實際上他只能回憶出這十二個字母中的四五個。這有力他說明,字母是由大腦從迅速衰減的視覺痕迹中讀出的,這種極短時的視覺記憶被稱為"圖標記憶",它來自單詞icon,是圖標的意思。
有沒有某種形式的注意不依賴於眼動呢?注意能在兩個大幅度的眼動之間轉移嗎?美國奧爾良大學的臨床心理學家邁克爾·波斯納(Michae1posner)對此進行了大量的實驗。他和其他研究者表明,確實存在這樣一種視覺注意形式。在一個典型的實驗中,被試者通過注視某個特殊點而使眼睛保持不動。一個瞬時出現的信號提示被試者,在某個地點(比如說在注視點的右邊)可能會出現一個物體。當看到物體出現時,要求被試者儘快地按動開關,其反應時間就會被記錄下來。如果在某次實驗中,物體沒有出現在所期望的地方(如出現在注視點的左邊),則反應速度就會變慢。反應時間的延遲被解釋為被試者不得不將視覺注意從期望的一側轉向非期望的一側。波斯納認為,注意的這種變化可能涉及以下三個連續的過程:
另外一種分類方法與時間有關:獲得記憶需要多長時間,它一般能保持多久,某些記憶,特別是情景記憶被稱為"一次性"或"閃光快門式"學習。僅僅一個事例就可記得很清楚。(當然,這種記憶也可以通過複述被強化。即把這件事再講一遍,並不要求次次正確。)另一種類型的記憶可通過事件的重複被增強。人們從重複中抽提出某件事物的普遍性質,如,未經明確定義的單詞的含義。
①一個實驗和另一個實驗的響應時間差別很大。因此,要重複實驗結果,就要讓被試者作出多次響應,並對響應時間進行平均。在某些情況下,需要應用若干個被試者,並計算出他們的平均響應時間。
圖標記憶似乎依賴於瞬時視覺信號的存留時間。它主要不是從信號的后沿算起而是從前沿算起。這表明其生物學功能是提供足夠的時間(大約為100-200毫秒)來處理這種非常短暫的信號。這就意味著,要實現充分的視覺加工,至少需要某個最短的時間。
很明顯,意識特別是視覺意識把很多存read.99csw.com儲在長時情景記憶和類別記憶中的內容結合起來。我們較為關心的是極短時的記憶。這是由於,如果我們喪失了對所有最近事件的記憶形式,我們很可能會失去意識,然而,這種最重要的記憶形式卻僅能持續幾分之一秒或至多是幾秒鐘。讓我們集中討論這些極短時間的記憶形式。
心理學家如何研究各種各樣的短時記憶呢?美國心理學家喬治·斯帕林(George Sperlig)1960年進行過一個經典的實驗。他以極短的時間(約50毫秒)在屏幕上顯示一個由十二個字母組成的字母集。字母排成三行,每行四個。由於時間太短,被試者每次只能回憶出四五個字母。然後在下一個實驗中,他要求被試者僅報告其中的一行,他使用一個聲音信號提示被試者應該報告哪一行。但這一線索僅在呈現的圖形剛剛關閉之後才給出。在此情況下,被試者可以報告出該線索指示行的四個字母中的大約三個字母。
是什麼機制控制眼動呢?這種眼動包括由反射性響應所引發的眼動(比如眼睛突然跳到凝視中心之外的某處)到由意志控制的眼動("我想了解他正在那裡幹什麼")。所有形式的注意可能都具有反射性和意志性兩種成分。
聽覺選擇性注意的一個例子,是讓某個被試者集中注意從耳機進入一隻耳朵的聲音,而試圖忽略進入另一隻耳朵的不同聲音。很多來自非注意耳的聲音沒能達到意識水平,但可以在頭腦中留下某些痕迹,並對注意耳聽到的東西產生影響。它們被記錄于大腦的某一加工層次。
心理學家一般都嚴格區分前注意(preattentive)加工和注意(attentive)加工。在美國工作多年的匈牙利心理學家貝拉·朱爾茲已經給出了某些前注意加工的顯著例證。請看圖20。左邊兩種"紋理"之間的邊界可立刻看出來。現在讓我們看看該圖的右半部:初看時沒有明顯的紋理邊界,但仔細觀察就會發現,一個區域是由不同朝向的字母L組成,而另一個區域則由字母T組成。但這種差別並不能立刻跳出(pop-out)。要看到它需要集中注意(focal attention)。
鄧肯(J.Duncan)和漢弗萊斯(G.Humphreys)甚至否認探照燈的存在,他們認為,視野中的不同物體全都試圖達到短時記憶。如若成功,在某些情況下它們就會成為活動的焦點。他們的層次模型還考慮到不同干擾項之間的關係。比如,這些干擾項是相同的還是具有多種不同類型。
請你看一看面前的景物,然後突然閉上雙眼。你看到的外部世界的生動圖像很快就會消失。留給你的只是一個模糊的回憶。它通常在幾秒內就會消失,早在18世紀就有人試圖測量它消失的時間。一個黑暗中運動的光點(比如說一個發光的煙頭)將在後面留下一個光尾。對光尾長度進行的現代研究表明,光的知覺大約可持續100毫秒,儘管有些是由於視網膜后像。
安妮·特麗斯曼(Anne Treisman)是研究注意有影響的心理學家之一。1977年,她和兩個同事合作,完成了一個著名的實驗。實驗的要點是這樣的。她首先證實了紅色字母可以在綠色字母的背景上跳出。如果所有字母的顏色都相同,則單個字母T可以在字母S的背景中跳出。這意味著,對於顏色和形狀兩個方面,跳出都可以發生。然後,他們給被試者一個更為複雜的任務。一半是綠色字母T另一半是紅色字母S,此外,還有一個紅色字母T。被試者的任務是找出紅色字母T這時,被試者既不能單找一個紅色字母,也不能單找一個字母T;因為符合這兩個條件的字母太多了。被試者必須尋找顏色(紅)和形狀(T)兩者結合在一起的字母。而這種結合不能立刻跳出,要發現紅色字母T需要一段時間,而且干擾項數目越多,所需時間越長。如果圖案中有25個字母,發現單個紅色字母T的時間要比僅有5個字母時長得多。①