《灵魂的科学探索》

第05章 注意和记忆

作者:弗兰西斯·克里克

“你没有注意,”海特说,”要知道,若非心神专注,你将一无所获。”

——据刘易斯·卡罗尔(lewis carroll)改写

每个人都懂得“你没有注意”这句话的一般意义。这可能是你的注意力不集中,也可能是你昏昏慾睡或是由于某些其他的什么原因。心理学把“唤醒”(或警觉)与“注意”(attention)区分开来。唤醒是影响一个人整个行为的一般条件,当你早上醒来的时候,就会注意到这种情况,正如威廉·詹姆斯所说,对心理学家说来,注意就意味着“摆脱某些事物以便更有效地处理其他事物”。

我们主要关心的是视觉注意,而不是在听音乐或从事某种活动时的注意。我们知道,注意被认为起码对某些形式的意识有所帮助。视觉注意的一种形式就是眼动(经常辅助以头部运动),由于在靠近凝视中心的地方我们看得较清楚,所以当我们双眼的视线正对着某个物体时,就会获得更多的信息。否则,如果不是直视物体,我们只能获得粗略的信息(至少有关形状的信息是如此)。

是什么机制控制眼动呢?这种眼动包括由反射性响应所引发的眼动(比如眼睛突然跳到凝视中心之外的某处)到由意志控制的眼动(“我想了解他正在那里干什么”)。所有形式的注意可能都具有反射性和意志性两种成分。

听觉选择性注意的一个例子,是让某个被试者集中注意从耳机进入一只耳朵的声音,而试图忽略进入另一只耳朵的不同声音。很多来自非注意耳的声音没能达到意识水平,但可以在头脑中留下某些痕迹,并对注意耳听到的东西产生影响。它们被记录于大脑的某一加工层次。

因此,注意就是滤除未被注意的事件。被注意事件的响应具有较快的速度、较低的阈值和较高的精度,注意还可以便该事件容易被记忆。过去,心理学家们并不关心我们头脑内部发生的事情,他们大多通过测量反应速度和误差水平等去研究注意。换句话说,他们研究的是注意某事件时所引起的结果(与未注意该事件时相比较),并试图从实验结果的模式中推论出注意的可能机制。

令人吃惊的是,当你的眼睛保持静止不动时,有些事情就无法完成。比如一个随机点模式在屏幕上快速闪烁,它的呈现时间很短,因而不可能产生眼动。在这种条件下,你能够说出随机点的个数吗?如果它们只有三四个,你可以正确地报告出它们的数目;但是,如果有六七个或更多,你就会发生错误。这并不能仅仅归因于刺激的亮度。如果闪烁光点非常亮,它们就会在视网膜上留下后像(这时如果你移动眼睛,固定在视网膜上的光点模式将随你的眼睛一起运动)。在数秒钟以内,你可以一直看到它们,但你仍然无法精确地数出它们的个数——这是一种非常奇怪的感觉。当你开始计数时,你就会忘记哪个圆点你已经数过了。

有没有某种形式的注意不依赖于眼动呢?注意能在两个大幅度的眼动之间转移吗?美国奥尔良大学的临床心理学家迈克尔·波斯纳(michae1posner)对此进行了大量的实验。他和其他研究者表明,确实存在这样一种视觉注意形式。在一个典型的实验中,被试者通过注视某个特殊点而使眼睛保持不动。一个瞬时出现的信号提示被试者,在某个地点(比如说在注视点的右边)可能会出现一个物体。当看到物体出现时,要求被试者尽快地按动开关,其反应时间就会被记录下来。如果在某次实验中,物体没有出现在所期望的地方(如出现在注视点的左边),则反应速度就会变慢。反应时间的延迟被解释为被试者不得不将视觉注意从期望的一侧转向非期望的一侧。波斯纳认为,注意的这种变化可能涉及以下三个连续的过程:

解除原有注意—>移动注意点—>实施注意

首先,系统需要从视野中正在注意的地方解除注意。然后必须把“注意”点转向新的位置,最后在新地点实施注意。另一个重要的问题就是一个人能否同时注意视野中两个分离的位置或物体?有证据表明,这是办不到的①,尽管也许可以跟踪若干③个运动的点。但有确凿证据表明,注意可以在空间上进行精细聚焦或者在较大范围内扩展。比如:当你读一本书时,你主要注意的是单词而不是一个个分开的字母。而在校对时情况则不然,你必须仔细检查每一个字母和标点,否则小的差错就会被遗漏。对我个人来讲,校对是一件困难的事情。因为通常我的阅读速度很快,除非我集中注意,否则很难发现一些细小的印刷错误。

很清楚,注意改变了我们看物体的方式。理论家如何解释这一现象呢?我可以直截了当他说,目前还没有一个被普遍接受的注意理论。因此,我能做到的,充其量不过是描述某些当前流行的

粗略他讲,大家普遍同意的观点是,注意涉及一个瓶颈问题。其基本思想就是初级加工过程大体上是一个平行的过程,即许多不同的活动同时进行。然后,似乎有一个或多个阶段存在信息处理的瓶颈。一个时间只能处理一个(或少数几个)“对象”。它通过临时滤除来自非注意对象的信息而实现。然后,注意系统迅速转向下一个对象。因此,注意大体上是串行的(即,注意一个之后再注意另一个)而非高度并行的(正如系统同时注意很多事情时的情况)。①稍后,我们将详细讨论并行和串行加工的重要区别。

通常把视觉注意比喻为“探照灯”。在探照灯内部,信息以一种特殊的方式被处理。这样,我们就可以快速、精确地观察被注意物体,并使我们更容易记住它。在“探照灯”以外的信息,或者被处理得较少,或者处理方式有所不同,还可能根本不予处理。大脑的注意系统将假想的“探照灯”从视野的一个地方快速转移到另一个地方,就像我们移动眼睛一样,只不过这时移动的速度慢得多罢了。

探照灯比喻以最简单的方式向我们暗示,视觉系统注意的是视野中某个地方。许多间接证据表明,情况确实如此。另外一种观点认为,我们注意的并不是某个特别的地方而是特别的物体。在某些情况下,如果物体运动(眼睛仍保持不动),注意可以追踪该物体,而不是停留在一个地方不动。在目前看来,在一定程度上两种形式的注意(对视觉物体的注意或对视觉位置的注意)可能同时出现。

心理学家一般都严格区分前注意(preattentive)加工和注意(attentive)加工。在美国工作多年的匈牙利心理学家贝拉·朱尔兹已经给出了某些前注意加工的显著例证。请看图20。左边两种“纹理”之间的边界可立刻看出来。现在让我们看看该图的右半部:初看时没有明显的纹理边界,但仔细观察就会发现,一个区域是由不同朝向的字母l组成,而另一个区域则由字母t组成。但这种差别并不能立刻跳出(pop-out)。要看到它需要集中注意(focal attention)。

还有另一种研究跳出(或缺少跳出)的方法。在屏幕上呈现一个视觉图像并保持一段短暂的时间。在此情况下,刺激图像常由要求被试者检测的“目标”和其他稍微不同的物体(被称为“干扰项”)组成。比如,可能是大量的字母散布在图像上,除了一个字母是红色之外,其他的全部都是绿的。被试者的任务是一看到红色字母便立刻按下按钮。我们发现,被试者可以非常迅速地完成这一任务。更为重要的是,反应时间与只有少数几个绿色字母或者很多绿色字母无关。换句话说,不管那里有多少个干扰项,反应时间都一样。红色字母立刻跳出在眼前。

安妮·特丽斯曼(anne treisman)是研究注意有影响的心理学家之一。1977年,她和两个同事合作,完成了一个著名的实验。实验的要点是这样的。她首先证实了红色字母可以在绿色字母的背景上跳出。如果所有字母的颜色都相同,则单个字母t可以在字母s的背景中跳出。这意味着,对于颜色和形状两个方面,跳出都可以发生。然后,他们给被试者一个更为复杂的任务。一半是绿色字母t另一半是红色字母s,此外,还有一个红色字母t。被试者的任务是找出红色字母t这时,被试者既不能单找一个红色字母,也不能单找一个字母t;因为符合这两个条件的字母太多了。被试者必须寻找颜色(红)和形状(t)两者结合在一起的字母。而这种结合不能立刻跳出,要发现红色字母t需要一段时间,而且干扰项数目越多,所需时间越长。如果图案中有25个字母,发现单个红色字母t的时间要比仅有5个字母时长得多。①

这种情况被看作是串行搜索机制的证据,即为了判断一个字母既为红色又是t形,注意系统在一个时刻只能看一个字母。

注意从一处移到另一处需要多少时间呢?这是一件较为复杂的事情。似乎物体越“突出”(对注意系统有更大的影响),花费的时间也越短。这种情形是可能出现的。例如,若红色字母非常鲜艳,视觉系统就可以通过把”探照灯”扩展到较大范围,一次检测几个字母。这意味着只需较少的步数便能搜索完全部字母。因此,每个字母的处理时间就减少了。有人认为,一个时刻处理一个物体所需要的时间为60毫秒左右是有可能的。如果一个时刻处理两个物体,每步所需的时间仍为60毫秒,那么每个字母(一个时刻本来只能观察一个字母)现在的处理时间就只有30毫秒。而如果能够同时处理三个物体,那么每个字母的处理时间就是20毫秒。

但还有更复杂的情况。也许被试者的大脑经过训练而变得较为聪明,从而只注意红色字母(并忽略绿色的字母)。这样就会有

上半的字母被忽略。这就意味着,他可以在注意步速相同的情况下更快地完成搜索任务。在这种情况下,120毫秒的步速就可以得到同样的观察结果。

我们也会遇到令人遗憾的情况。在某些情况下,每步时间看起来可能少于20毫秒,而真实的步速可能长达120毫秒。这是由于在发现红色t字母之前,被试者不但只注意红色物体,而且他一批处理三个字母,因而“欺骗”了我们。在这种情况,探照灯移动一步的正确时间就难以确定了。

特丽斯曼同时说明,跳出也可以是非对称的。一个有缺口的圆圈可以在一群完整的圆圈的背景中跳出(图21a);然而要在有缺口的圆圈背景中发现一个完整的圆圈就需要串行搜索(图21b)。

心理学家是怎样描述前注意加工和注意加工之间的差别呢?最初特丽斯曼认为,前注意加工是以平行的方式把视野内物体的朝向、运动、颜色等简单特征登记在某些特有的子系统中。然后,集中注意以某种方式将这些特征整合到一起。更仔细的实验使她发现,如果特征整合所允许的时间非常短,大脑就会出现差错。有时它会张冠李戴,错误地将特征整合到一起,从而给出一个虚假的组合。在授课时,特丽斯曼用一张快速呈现的幻灯片来演示这种现象。该幻灯片呈现的是一位黑发的红衣女郎。可是,观众中总有几位非常自信地称,他们看到的是一位红发女郎。女郎的毛衣的颜色被错误地“移植”到了头发上,因而产生了幻觉组合。

这种事情在日常生活中可能发生,只不过是为数较少罢了。特丽斯曼举了一个例子:“一个穿行在繁忙街道上的朋友‘看到’一个同事,并且正要打招呼。但他突然意识到那个人的黑胡子长到了一个过路人的脸上,而他的秃头和眼镜却属于另外一个人。”

“简单特征”究竟是什么,目前我们还不清楚。①但遗憾的是,大量的研究说明,跳出并非是直截了当的事。在这里,我并不打算描述众多此类实验的细节。

通常,特丽斯曼的很多注意模型都认为,跳出与较长过程的顺序搜索截然不同。但是,凯尔·凯夫(kyle cave)和杰里米.沃尔夫(jeremy wolfe)等其他的一些心理学家则认为,跳出只不过是注意过程的第一步。他们假设,注意系统有某种程度的“噪声”,因而容易出现错误。如果物体足够“突出”,则把注意的探照灯移到该物体所在的地方

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