Когнитивная наука Основы психологии познания том 1 Величковский Б М (стр. 27 из 120)
Центральной проблемой сегодня становится выравнивание этого дисбаланса, то есть избирательная поддержка (вплоть до полной замены4)
4 Речь идет о временной передаче управления автоматам. Примером могут служитьсовременные системы предотвращения столкновения с земной поверхностью (GCAS—
GroundCollisionAvoidanceSystem), используемые в военной авиации. Эти системы оцени
вают параметры движения самолета и с учетом рельефа местности, а также времени реак
ции пилота автоматически уводят самолет в случае необходимости из опасной зоны. 101
человека в тех случаях, когда он находится на пределе своих возможностей, и, напротив, эпизодическая передача ему дополнительных функций (например, ручного управления самолетом) в периоды потенциально опасной недонагрузки. В результате возникает новая задача адаптивной автоматизации. Она предполагает психологический мониторинг функционального состояния человека с текущей оценкой степени и характера его внимания, содержаний восприятия, понимания актуальной ситуации (или «осознания ситуации» — situation awareness) и, насколько возможно, также непосредственных намерений. Хотя в общем виде эта задача еще очень долго не будет иметь решения, ее частные решения, похоже, возможны; они опираются на результаты прикладных когнитивных исследований и также обсуждаются на страницах этой книги (см. 3.4.2 и 7.4.3).
Инженерную психологию всегда интересовала задача нахождения некоторого единого языка для описания работы человека и функционирования технических систем. Наиболее подходящим языком такого описания вначале считалась теория информации. С накоплением опровергающих это мнение данных (см. 2.1.3), а затем и с возникновением задачи адаптивной автоматизации стали меняться акценты, так что иногда сами машины стали описываться в антропоморфных терминах как продукты (артефакты) деятельности человека. Так, датчанин Йене Расмуссен (Rasmussen, 1986) предложил рассматривать все компоненты человеко-машинных систем в контексте трех, известных из теории деятельности вопросов: «для чего?», «что?» и «как?» (см. 1.4.3). Им же была предложена трехуровневая модель операторской деятельности, в которой на самом низком уровне поведение находится под контролем автоматизированных навыков, на втором — хранящихся в памяти правил и на третьем — знаний о ситуации. Данная модель используется прежде всего для классификации ошибок оператора. В зависимости от уровня возникновения такие ошибки влекут за собой разную степень ответственности. Например, авиадиспетчер может просто перепутать похожие команды (неудачно расположенные рядом кнопки) или же, подумав, сознательно направить два самолета на одну и ту же посадочную полосу (см. 9.1.3).
Недостатком этой и аналогичных ранних моделей является то, что они были совершенно недостаточно обоснованы с точки зрения фундаментальных исследований. В частности, их авторы полностью игнорировали нейрофизиологические и нейропсихологические данные, столь важные, как становится очевидно в последние годы, для создания более реалистических представлений о специфических особенностях и ограничениях возможностей человека в его взаимодействии с техническими системами (см. 7.4.3 и 8.4.3). Эти данные впервые заложили теоретико-экспериментальную основу для прикладных исследований на границе психологии и новых технологий, подтверждая старое правило «Нет ни-102 чего практичнее хорошей теории». Кроме того, классическая для этой
области проблематика стресса и утомления обусловила постоянный диалог исследований когнитивной организации с анализом функциональных состояний (см. 9.4.3). Таким образом, развитие инженерной психологии и такого нового ее раздела, как когнитивная эргономика (дисциплина, занимающаяся оптимизацией взаимодействия человека и компьютерных систем), сегодня находится под прямым влиянием исследований в широкой области когнитивных и аффективных нейронаук.
2.1.3 Поиски ограничений пропускной способности
Вернемся к ситуации, в которой оказались исследования познавательных процессов в 1950-е годы. Основные экспериментальные работы этого периода имели прикладной характер и были направлены на возможно более точное описание ограничений информационной пропускной способности человека. К числу основных феноменов, иллюстрирующих такие ограничения, обычно относят следующие:
1. Время реакции выбора — замедление времени реакции с увеличени
ем числа альтернатив.
2. Избирательность (селективность) внимания — невозможность од
новременно и в равной степени следить за содержанием двух раз
личных сообщений.
3. Колебание внимания — невозможность в течение сколько-нибудь
продолжительного времени с одинаковой «бдительностью» (vigi
lance) следить, скажем, за экраном радиолокатора.
4. Объем непосредственной памяти — невозможность запомнить после
однократного предъявления более чем 5—7 не связанных между со
бой объектов или символов.
5. Психологический рефрактерный период — задержка реакции на вто
ром из двух следующих друг за другом с достаточно малым интер
валом (менее 150 мс) стимулов.
В последующих главах эти феномены будут рассмотрены нами в контексте современных представлений о возможных ограничениях познавательных процессов. Мы остановимся здесь подробно на самом первом в списке этих феноменов. Еще в 1885 году один из учеников Вундта Меркель установил, что время реакции выбора («В-реакция» Дондерса: η стимулов и « реакций) линейно зависит от логарифма числа стимулов. Этот же результат был получен почти 70 лет спустя американцами Хиком и Хэйменом, которые объяснили его как следствие зависимости времени реакции от количества средней информации:
ВР = а+ в*Н,
где а — параметр, задаваемый временем передачи информации на входе и выходе канала; в — величина, обратная пропускной способности канала, и Η — среднее количество информации, определяемое по формулам, приведенным в начале этой главы. Это соотношение, получившее ЮЗ
название закона Хика, сохраняется при различных способах варьирования средней информации: изменении числа альтернатив, изменении абсолютных вероятностей при постоянном числе альтернатив и, наконец, введении различных вероятностей следования одних сигналов за другими (рис. 2.2А).
В рамках инженерно-психологических исследований ограничений избирательного внимания и непосредственной памяти Дональд Брод-бент (ученик Бартлетта и бывший военный летчик, участвовавший в воздушной битве за Англию) опубликовал в 1954 году статью под названием «Механическая модель внимания и непосредственной памяти человека», где впервые описал внимание как фильтр, осуществляющий отбор релевантной с точки зрения задачи сенсорной информации. Этот фильтр расположен на входе в непосредственную память — «центральный информационный канал с ограниченной пропускной способностью» — и осуществляет отбор релевантной информации по принципу «все или ничего» (рис. 2.3). Близкие идеи легли в основу монографии Бродбента «Восприятие и коммуникация», вышедшей в свет в 1958 году. В этой работе был обобщен гигантский объем данных, полученный в рамках информационного подхода. Это развитие целиком соответствовало неопозитивистским канонам — как и в необихевиоризме автором проводился формальный анализ наблюдаемых переменных, а человек трактовался как относительно закрытый «черный ящик». Очерки психологии с точки зрения статистической теории связи появились в конце 1950 — начале 1960-х годов. Однако это было время, когда информационный подход стал подвергаться серьезной критике.
2 3 0 1
количество информации, бит
Рис. 2.2. Закон Хика — зависимость времени реакции выбора от информативности сиг-104 налов: А. Первоначальные данные; Б. Данные, собранные за последующие 10 лет.
 |
Рис. 2.3. Одна из первых информационных моделей памяти и внимания, предложенная Бродбентом (Broadbent, 1958).
Прежде всего, установленные законы стали обрастать дополнениями и оговорками, учитывающими субъективную значимость и естественность различных ситуаций. Так, едва ли не центральной проблемой инженерной психологии в эти годы стала проблема естественного соответствия сигналов и ответов испытуемого: время реакции ускоряется, если, например, на акустический сигнал, подаваемый справа, нужно отвечать правой рукой. Разумеется, этот эффект можно попытаться объяснить строго физикалистски, проследив движение информации по нейрофизиологическим путям — от правого уха в контрлатеральное левое полушарие, которое, в свою очередь, иннервирует преимущественно правую часть тела. Однако такое объяснение может быть легко поставлено под сомнение. Если попросить испытуемого скрестить руки, то на сигналы, поступающие справа, он начинает быстрее отвечать левой рукой. Существенной, таким образом, оказывается близость сигналов и ответов в феноменальном, а не физическом пространстве5. Встает типичный для собственно когнитивной психологии вопрос о форме репрезентации — о том, каким образом могут быть внутренне представлены внешнее окружение, сигналы и схема тела.
Исследования времени реакции выбора постепенно выявили чрезвычайно пеструю картину, совершенно не укладывающуюся в прокрус-