Читать книгу Восприятие и визуальная культура - В. П. Зинченко - Страница 13
1957–1968 гг
Теоретические проблемы психологии восприятия[13]
Вероятностный подход к восприятию
ОглавлениеВ одной из наших работ[73] уже шла речь о том, что вероятностная теория восприятия не охватывает такие существенные операции, как выделение информативного содержания и ознакомление. Возникает вопрос, насколько адекватна вероятностная модель процессам опознания, в изучении которых она используется[74]. Общим в подходе к опознанию с точки зрения указанных авторов является то, что оно представляется как последовательный статистический анализ. Е.Н. Соколов[75] доказывает это, описывая протекание процесса опознания в ситуации искусственно созданной одноканальной системы – ощупывание одним пальцем. В этих условиях закономерность опознания описывается формулой условных вероятностей Байеса. По поводу зрения Соколов пишет, что зрение – это система с огромным числом параллельных каналов. Поскольку в зрении опознание происходит быстро, трудно выяснить, какие же признаки достаточны для того, чтобы было достигнуто правильное опознание. Для нас важно отметить, что с помощью вероятностной модели описывается такой вид опознания, при котором обязательно поэлементное сличение признаков стимула и признаков эталона, записанного в памяти. Другое дело, что на основании одних признаков с большей вероятностью ожидается появление других или на основании одних признаков реконструируются другие. Именно к этим фактам и применяется теорема Байеса.
Существует и другая гипотеза о механизме опознания, основанная не на опробовании отдельных признаков, а на их преобразовании, укрупнении. Эта гипотеза предполагает возможность преобразования некоторой совокупности выделенных признаков в комплекс, в целостный образ[76]. Способы такого рода преобразования в настоящее время исследуются. Примером такого укрупнения и переработки признаков может служить процесс обучения чтению. Вначале обучающийся действует с отдельной буквой, выделяя в ней ее очертания, затем, после усвоения алфавита, единицей и предметом его действия становится целая буква, затем слоги, слова, отрывки фраз и, наконец, опытные чтецы могут схватывать смысл сразу целых абзацев. Выше уже шла речь о том, что в процессе такого обучения у наблюдателя формируются зрительные (или какие-либо другие) образы, которые становятся оперативными единицами восприятия. Смена оперативных единиц восприятия приводит и к смене способов, которыми осуществляются ознакомительные или опознавательные действия, так же как и к изменениям в продуктивности и скорости этих процессов. Поясним эту мысль примером. Если в качестве оперативных единиц зрительного восприятия принять градации яркости, то наблюдатель одномоментно воспримет и сможет воспроизвести ничтожно малое число единиц по сравнению с теми, которые он сможет воспринять, если он будет оперировать не с градациями яркости, а скажем, с буквами, со словами или с какими-либо другими привычными предметами. Для такого сопоставления последние нужно также выразить в числе градаций яркости.
В связи с гипотезой о статистической природе восприятия необходимо принять во внимание, что в настоящее время различают два принципиально разных способа формирования высоких уровней управления: структурный и статистический. К высоким уровням управления относятся и перцептивные действия. С точки зрения А.А. Ляпунова[77], структурный способ формирования высокого уровня управления позволяет сохранить то быстродействие, которое определено исполнительными органами и низшим уровнем управления. Статистический же способ формирования высшего уровня управления ведет к потере быстродействия.
Следует учесть также, что фактам последовательного статистического анализа в процессе осязания, полученным Е.Н. Соколовым, можно противопоставить факты «одномоментного охвата», полученные Б.Ф. Ломовым[78]. Хотя последние можно рассматривать как случаи параллельного статистического анализа, но такая интерпретация нам представляется не вполне точной. Известны факты переориентировки испытуемых в процессе последовательных предъявлений стимулов для опознания. В одном из наших экспериментов испытуемые при опознавании вначале ощупывали контур, затем переходили к стадии одномоментного охвата фигуры, после чего различали фигуры без каких-либо движений руки, ориентируясь при этом на площадь фигур или на их вес. И при различных ориентирах (или оперативных единицах восприятия) процесс опознания протекал успешно. Для опознания оказывалось необязательным исследование всех признаков. Последнее начиналось лишь после ошибочного определения той или иной фигуры. Здесь мы имеем еще один довод против вероятностной интерпретации природы опознания – это возможность адекватного опознания при недостаточном числе статистически достоверных признаков и возможность адекватного опознания в условиях помех.
Таким образом, попытки создать вероятностную модель процессов восприятия и опознания, так же как и попытки раскрыть алгоритмическую структуру восприятия[79], пока исходят из того, что испытуемый работает с признаком одной модальности (в цитированных работах таким признаком был контур). В настоящее время трудно сказать, как происходит преобразование одного признака. Однако, учитывая возможность переориентировки на признаки других модальностей, можно предположить, что подобный процесс осуществляется и в пространстве одного признака. Об этом свидетельствует цикл работ М.С. Шехтера[80], в которых показано, что симультанное узнавание нельзя объяснить простым сокращением опорных или критических точек и что оно не является скрытой формой сукцессивного узнавания, при котором процесс сличения автоматизирован и совершается очень быстро, Шехтер справедливо считает, что для опознавательного процесса весьма существенно сокращение большого числа признаков, каждый из которых необходимо обнаружить, прежде чем сличать с признаками эталона. Второе преимущество, проистекающее из сокращения числа признаков, связано с разгрузкой оперативной памяти, которая должна хранить промежуточные результаты сличения до тех пор, пока процесс сличения не закончится.
Это уменьшение числа признаков происходит не только за счет исключения некоторых из них, но в основном за счет синтезирования нескольких признаков в один, который в дальнейшем используется вместо нескольких. Опознавание объектов по таким укрупненным или целостным признакам исключительно рационально, так как процессы обнаружения и сличения нескольких признаков заменяются обнаружением и сличением одного признака. Шехтер называет эти признаки целостными, но они тем не менее воспринимаются наблюдателем не как комплекс или система признаков, а как простые, неразложимые элементарные единицы. Последнее, разумеется, не исключает того, что элементарные признаки могут быть расчленены. Но в опознавательном действии, однажды сложившись, они выступают как элементарные оперативные единицы, хотя, по существу, представляют собой структуры, включающие ряды признаков. Образующиеся структуры содержат новые отличительные признаки, которые иногда называют признаками конфигурации или гештальта. Одно из возможных объяснений механизма образования таких структур может состоять в том, что наблюдатель переходит к оперированию с другим алфавитом, меняет оперативные единицы восприятия. Так, в опытах М.С. Шехтера наблюдатель закономерно переходит от оперирования отдельными линиями к оперированию целыми фигурами. Несмотря на то, что последние состоят из многих линий, они включаются в другой алфавит, внутри которого они выступают как неразложимые, элементарные единицы. Их разложение или расчленение приводит к тому, что они перестают быть элементами своего алфавита. Например, если расчленить букву Н на три прямые, то она перестанет быть элементом буквенного алфавита, а ее части станут элементами алфавита отрезков прямых. Данные мозговой патологии могут служить иллюстрацией того, что наблюдатель в каждом отдельном случае действует с определенной системой оперативных единиц. Но если в норме наблюдатель легко может переходить от одной системы к другой, то при некоторых мозговых нарушениях эти переходы затруднены или невозможны. А.Р. Лурия[81] описывает два типа нарушения чтения. При одном больные легко узнают отдельные буквы, но не могут объединять их в слове, при другом, наоборот, больные легко читают целые слова, но оказываются не в состоянии прочесть отдельные буквы и слоги.
За счет организации отдельных стимулов в структуру увеличивается пропускная способность наблюдателя, уменьшается время опознания и реакции. При этом по-видимому, формируется механизм, с помощью которого отсеиваются дискретные, частичные признаки, использованные при построении структурных признаков. Примером этого может служить процесс построения осязательного образа, где существенную роль играет деформация кожи при соприкосновении руки с объектом. В исследовании Л.М. Веккера и Ю.П. Лапе[82] было показано, что фактура объекта (упругость, степень шероховатости и другие признаки) оказывают влияние на точность восприятия формы. Авторы пишут, что осязательный образ формы является результатом синтеза непрерывного множества элементов в предметную структуру. Но сами эти дискретные элементы не фиксируются в образе. В то же время есть основания предполагать наличие механизма усиления сформировавшихся структурных признаков.
Наиболее трудной задачей в изучении перцептивных и опознавательных действий является содержательная характеристика разных уровней оперативных единиц или структурных признаков. Трудность задачи усугубляется тем, что многие оперативные единицы формируются одновременно и являются в известной мере взаимозаменяемыми. Поэтому так сложен вопрос о критериях восприятия и поэтому выше шла речь о возможности опознания по «признаку X». В то же время не следует забывать, что смена оперативных единиц восприятия есть лишь внешне выраженный результат развития процессов восприятия. Пока наблюдатель действует с одним классом оперативных единиц, развитие восприятия и опознания происходит за счет автоматизации определенных способов обследования, выделения и сличения одних и тех же свойств стимулов. Но всякая автоматизация имеет свои пределы, и данный тип развития оказывается исчерпанным. Второй предел внутри данного типа развития ставит оперативная память, имеющая ограниченный объем и пороговый характер, то есть при ее переполнении процессы ознакомления, так же как и сличения, либо замедляются, либо прекращаются. Если же жизненные задачи требуют повышения продуктивности и скорости процессов восприятия, то это оказывается возможным лишь при условии смены данного способа новым, при условии переориентировки на новые признаки объектов или образования структур из ранее выделенных признаков. Вначале эта смена способов и соответственно оперативных единиц восприятия связана с падением его продуктивности. В детской психологии подобные факты достаточно хорошо известны. Ребенок отказывается от старого способа действия, а новый у него еще не сформировался. По мере формирования новый способ действия достаточно быстро достигает продуктивности старого способа и оставляет его позади.
Таким образом, формирование новых способов восприятия и новых оперативных единиц дает выигрыш в скорости восприятия и опознания, разгружает оперативную память наблюдателя, создает более благоприятные условия для предвосхищения и предсказания, по сравнению с действием на предыдущем уровне оперативных единиц.
Эти положения следует учитывать как при алгоритмизации процессов восприятия, так и при использовании той или иной математической модели для их описания, в частности модели, разработанной Байесом. Для этих целей недостаточно учитывать сокращение признаков, используемых наблюдателем. Необходимо раскрыть алгоритм приведения одного признака к другому или одной системы признаков к другой. Иными словами, необходимо раскрыть законы перехода от одной системы оперативных единиц восприятия к другой системе оперативных единиц (от градаций яркости к контуру, от контура к форме, от формы к слову и т. п.).
Тем не менее изучение формирования «субъективных» вероятностей необходимо, так как знание человеком вероятностей появления различных сигналов может существенно ускорять их опознание и осуществление требуемых действий, например, в ситуации работы оператора в системе управления.
С проблемой детерминации процессов восприятия и опознания связан и вопрос о применимости теоретико-информационных понятий и мер в изучении этих процессов. Не обсуждая эту проблему, отметим лишь, что помимо трудностей учета алфавита стимулов или оперативных единиц, с которым реально имеет дело наблюдатель, помимо трудностей оценки субъективной вероятности их появления и оценки их значимости[83] возникают трудности, связанные с необходимостью учета тех операций, которые осуществляет наблюдатель, а также со степенью сформированности этих операций. Практически это означает, что при определении скорости восприятия или пропускной способности нельзя (как это не кажется заманчивым) абстрагироваться от психологической проблематики исследования восприятия, в частности, и от той, о которой шла речь в настоящей статье.
73
Зинченко В.П., Тараканов В.В. Сравнительный анализ осязания и зрения. Сообщ. VI. Произвольное и непроизвольное запоминание формы в дошкольном возрасте // Доклады АПН РСФСР. 1960. № 5.
74
Вaran P., Estrin G. Are adaptive character reader // The IRE Wescon Convention Record. 1960. Vol. 4. Part 4; Selfridge O.G. Information Theory. 3-rd London Simposium, 1955. London, 1956; Соколов Е.Н. Вероятностная модель восприятия…; Swets, et al. Op. cit.
75
Соколов Е.Н. Вероятностная модель восприятия…
76
Зинченко В.П. К характеристике процесса формирования образа и опознания // Проблемы восприятия пространства и времени. Л., 1961; Шехтер М.С. Изучение механизмов симультанного узнавания. Сообщ. I, II, III) // Доклады АПН РСФСР. 1961. № 2, 5; 1963. № 1.
77
Ляпунов A.А. Об управляющих системах в живой природе // Проблемы кибернетики. Т. 10. М., 1963.
78
Ломов Б.Ф. Об измерительной функции анализаторов…
79
Парачев А.М. Об алгоритмической структуре активного осязания // Вопросы психологии. 1963. № 1.
80
Шехтер М.С. Изучение механизмов симультанного узнавания…
81
Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека. М., 1962.
82
Веккер Л.М., Лапе Ю.П. К проблеме построения осязательного образа // Вопросы психологии. 1961. № 5.
83
Леонтьев А.Н, Кринчик Е.П. О применении теории информации в конкретнопсихологических исследованиях // Вопросы психологии. 1961. № 5.