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记忆1968 年约 18 分钟阅读

阿特金森与希夫林 1968:结构特征与控制过程怎样把记忆写成感觉登记、短时库与长时库

Atkinson and Shiffrin 1968 Human Memory System

R. C. Atkinson; R. M. Shiffrin
阿特金森希夫林模态模型短时记忆控制过程复述缓冲

1968 年,理查德·阿特金森(Richard C. Atkinson)与理查德·希夫林(Richard M. Shiffrin)在肯尼斯·斯宾塞(Kenneth W. Spence)与珍妮特·斯宾塞(Janet T. Spence)主编的 The Psychology of Learning and Motivation 第 2 卷发表 Human Memory: A Proposed System and its Control Processes(纽约:Academic Press,89–195 页,doi:10.1016/S0079-7421(08)60422-3)。作者当时都在斯坦福大学。它不是米勒 1956的组块广度,也不是艾宾浩斯 1885的节省曲线,也不是彼得森 1959那条单独的秒级填充曲线,也不是克雷克与洛克哈特 1972把箱子拆成加工深度的纲领,也不是巴德利与希契 1974的工作记忆三组件,更不是一份可以把“感觉—短时—长时”发给班级去画三只抽屉的操练单。它是一篇一百多页的理论专章:先把记忆沿结构特征与控制过程切开,再把感觉登记、短时库与长时库写成可被策略改写的仓库,并用复述缓冲把成人作业拟合成可估计参数的模型。对象是 1968 年这一章,不是后来教材上那张去掉控制过程、只剩三只箭头的卡通。

材料来自斯坦福大学计算机辅助学习实验室的成年被试,以及已经印出来的成人文献。本页只剖析这一章怎样把仓库写成结构、把复述与搜索写成可选策略。三库与缓冲可以进入教材。把别人、尤其是儿童,放进同等负荷的程序,不能进入操作指南。

破除误解:1968 年这一章不是后来的三箱卡通

第一个误解,是把本页写成后来教科书里那张“感觉登记箭头短时库箭头长时库”的平面图,再把复述画成绕着中间那只箱子的装饰环。本章开篇就把系统沿两根轴切开。一根轴是结构特征:不随任务改写的物理系统与内置过程。另一根轴是控制过程:被试可以选用、构造、甚至在看起来相似的作业之间彻底换掉的程序,例如编码、复述与搜索。作者用计算机作类比:硬件与不能被改写的系统程序对应结构;坐在远程控制台前当场写下的指令序列对应控制过程。三只仓库属于结构。缓冲大小、进缓冲的概率、搜索怎样停,属于控制过程。把 1968 年听成三只固定抽屉,会把专章一半的理论偷换成封面插图。后人所谓的模态模型,是后来给这套共识起的外号。本章封面写的是“一个被提出的系统及其控制过程”。外号不是 1968 年封面上的词。

第二个误解,是把本对象写成米勒 1956的七加减二。1968 年引用即时广度,是为了给复述能力设一个下限,不是把组块配额再测一遍。他们估计的缓冲容量 r 随作业而变:连续配对联想里常常是 2,多次强化时是 3,系列展示与自由回忆拟合里是 5。缓冲不是七个货位的别名。把 1968 年听成七加减二的插图,会把可调的复述策略偷换成槽位数。

第三个误解,是把本对象写成彼得森 1959的十八秒护照,或写成艾宾浩斯 1885的节省曲线,或写成斯珀林 1960的部分报告本身。彼得森量的是单个三字母在倒数填充上的秒级下降。艾宾浩斯测的是整条系列再学所省的时间。斯珀林问的是阵列熄灭后还剩多少可读。1968 年引用这三份工作,是为感觉登记的百毫秒、短时库无复述时大约十五到三十秒、以及长时库相对持久的痕迹各找一把已刊尺子。引用不是合并。本页不代替那三份工作。

第四个误解,是把本对象写成加工水平,或写成工作记忆,或写成记忆系统总览上已经签发的现代仓库地图。克雷克与洛克哈特要拆的,正是把有限容量直接画成一只短时箱子、再靠越写越厚的控制过程去补洞。巴德利与希契要拆的,是一只既管广度又管推理的短时工作台。1968 年把短时库叫做被试的工作记忆,那是这一章自己的用法:短时库接收来自感觉登记的选中输入,也接收来自长时库的回读。那不是 1974 年的三组件。把加工深度或语音回路倒填成本页封面,会让一篇还在用缓冲与搜索说话的专章消失在下一张解剖图里。

第五个误解,是把“所以信息必须先进入短时再进入长时”写成已经签发的训练执照,或把连续配对与词表自由回忆写成可发给班级的步骤。本章明确写:转移不是把信息从一只箱子搬到下一只;转移是拷贝。原仓库里的那份仍按该仓库的衰减节奏消失。进入长时库的量,取决于项目在短时库里住了多久、被试当时选用了哪一种控制过程。把课堂口诀“多复述就会进长时”写成这一章的结论,会把研究程序偷换成可发给儿童的操练。口号不是对象。

装置:三库结构、复述缓冲,以及把控制过程拟合成参数

纲领把装置先写成一次对“结构加策略”的压力测试,而不是一台新的课堂秒表。感觉登记的范例是斯珀林已经量过的短时视觉图像。作者强调,整报里大约六个字母、延迟三十秒也不再下降、混淆按听觉而非视觉发生(把视觉字母的即时错误写成跟着声音走的,见 康拉德 1964),说明被试已经把字母扫进听觉—言语—语言短时库去复述,而不是还停在视觉图像里。短时库在这一章里主要写成该模式,简称 STS;没有复述时,信息大约在十五到三十秒内丢失。长时库简称 LTS,相对持久,但仍可被后至信息改写,或暂时找不到。作者特意把理论构念 STS、LTS,与文献里操作定义的 STM、LTM 拆开:后者只标明实验时长或试次数;两种仓库在两类实验里都可以同时活动。凯佩尔与安德伍德看到彼得森作业在一次会话开头更好,被读成短时记忆的前摄抑制;1968 年把原因写在会话过程中长时库的变化上,因而落在 LTS 而不是 STS。

控制过程按三库分别写。感觉登记上,先决定注意哪一条通道,再选出要拷进短时库的部分。短时库上,最重要的策略是复述:它把有限项目的可达性延长,并在停留期间给长时库加厚痕迹。长时库上,提取被写成被试可控的搜索,而不是一份自动弹出的完整副本。作者承认结构与控制缠在一起,当时还写不出一份只属于 STS 的成品结构图,因此只假定一条带听觉或言语成分、无复述时大约三十秒内衰减的痕迹,把其余工作交给可估计的策略。

把策略写成可拟合装置的,是短时库里那只固定大小的有序复述缓冲。可以把它想成一只始终装着恰好 r 个项目的箱子:新项目进来,就把里面的一个撞出去;只要项目还在缓冲里,长时痕迹就按停留时间加厚;测验时若仍在缓冲里就几乎必定报对,若不在就去长时库搜索,失败再猜。缓冲大小被写成随项目复杂度与任务而变的控制参数,必须按实验分别估计。本页复述这些参数,是为了说明专章在拟合什么,不是把数字—字母对或词表写成可复制到教室里的步骤。

第一节实验在斯坦福大学计算机辅助学习实验室完成。九名斯坦福学生按每次两美元参加,每人至少十二个实验日,终端由改装过的 PDP-1 控制。作业是连续配对联想:要记住的刺激集合大小取四、六或八,刺激是两位数,反应是字母。每个刺激—反应对学完之后,隔随机若干试次再测;测完就把旧配对拆掉,给同一刺激配一个新字母。一次完整试次十一秒,每节二百二十次。强负迁移让编码进入长时库变得不划算,被试被逼去依赖短时复述。模型用同一组参数同时拟合三条滞后曲线:缓冲大小 r=2,新项目进入缓冲的概率 .39,向长时库转移的速率 .40,离开缓冲后长时痕迹的衰减比例 .93。滞后为零时几乎全对;到滞后十七仍未掉到二十六选一的随机水平。刺激集合越大,越常出现必须撞出旧项目的新项目,成绩就越差。这是缓冲被占满之后的置换,不是七个货位的配额。

第二节实验把刺激改成每次都有效新的:从一百个刺激里抽,五十次之内不重复,但任何时刻仍只需记住四、六或八对。三条滞后曲线重叠。模型因此改成每个新学项目都以同一概率进入缓冲并随机撞出其中一个,拟合为 r=2、进入概率 .52、转移速率 .17、衰减比例 .90。向长时库的转移变慢。被试报告仍会偶尔复述已经测完的无用项目。它没有证明“换刺激就会自动改用深编码”。在这一套已经印出来的数字里,长时库仍然弱。

系列颜色展示把同一套缓冲拿去拟合离散试次:二十名成年女性被试看一排背面朝下的牌,主试指一张,被试报颜色,展示长度从三到十四。位置曲线带陡的近因与较小的首因。模型把缓冲写成 r=5:开头几张在缓冲尚未装满时得到更多向长时库的转移,所以有首因;末尾几张测验时往往还在缓冲里,所以有近因。作者还用默多克 1962已经发表的自由回忆位置曲线做同一套解释。把呈现速率与表末填充延迟拆开、分别只动首因或近因的,见 格兰泽与库尼茨 1966。把这些曲线听成“短时库输出近因、长时库输出首因”的口诀,会删掉缓冲作为控制过程这一半。对象是:在这一章所拟合的成人作业里,同一只可估计大小的复述缓冲,可以把连续配对的滞后、颜色位置的首因近因、以及已刊自由回忆的 U 形,收进同一套停留—置换—搜索的记账。

它证明了什么,没有证明什么

它证明:在这篇专章所提出的框架与所报告的成人作业里,把记忆只写成若干固定仓库,会把被试随时改写的策略藏进货位名称里;把结构特征与控制过程拆开,则可以把感觉登记的短暂可读、短时库在无复述时的秒级丢失、以及长时库相对持久却仍需搜索的痕迹,写成三只仓库,再用复述缓冲把停留时间变成可估计的转移。转移被写成拷贝:短时库里的那份并不因为长时库多了一份就被搬走。彼得森作业在十五到十八秒附近大约百分之八的渐近线,被他们读成这段填充开始之前已经写下的长时痕迹,而不是短时库的物理残余。海马区双侧损伤的患者仍可做数字广度与复述,却难以把新信息加进长时库:这一章把这类已刊临床观察写成两库可分离的支持,同时承认病例少、术前已不典型。它没有证明每个人的短时记忆都在三十秒归零。它没有测量组块个数、再学节省、加工深度,或工作记忆组件。

它也没有给三只仓库颁发不可修改的解剖学护照。作者自己把前半部写成框架而不是成品理论。缓冲被明确写成被试的复述策略;他们同时承认,也可以把固定大小的缓冲想像成短时系统的结构本身,当时的数据还不足以裁定。沃与诺曼 1965 年的初级记忆走的是后一条路。争论不能倒写成“所以 1968 年没有三库”,也不能倒写成“所以缓冲大小已经等于七”。本章声称的是另一种记账:未被选进短时库的感觉登记,不是零知识,而是按该登记的衰减节奏即将消失的痕迹;只在缓冲里打转的复述,也不是进入长时库的自动通行证,而只是把可达性延长、并按停留时间加厚拷贝。

后来的加工水平与工作记忆,要另算。1972 年把控制过程越写越厚读成警告:箱子本身越来越不像独立实体。1974 年用近广度数字负荷去压“短时库兼工作台”。争议不能倒写成“所以 1968 年的拟合是假的”,也不能倒写成“所以三库卡通已经等于这一章”。卡通删掉了控制过程,也删掉了转移即拷贝。流程图不是对象。

跨域连接

  • 知识:认识论若把“我刚刚还能把这个项目报出来”直接写成“它已经作为一条持久知识住进了仓库”,等于假定报告跟踪了当时全部可保存的拷贝。1968 年切断的正是这道等号。感觉登记里仍可读,不等于已经进入短时库;短时库里仍可复述,不等于长时库已经留下可被搜索的痕迹。确证要问盘问碰到的是哪一只仓库、哪一种控制过程。
  • 存储层次与缓存:计算机把寄存器、缓存与主存写成速度与容量不同的层次,并不把一行从缓存搬走再放进内存;它复制。1968 年的三库很像这条层次,但缓冲大小随作业估计,控制过程可选。若把专章听成颅内已经焊死的三级硬件,会把策略偷换成固定芯片。对象仍是结构加可选策略,不是一张不可改写的总线图。
  • LRU 缓存淘汰:缓存满了就要按策略淘汰一行。1968 年的缓冲是一只固定大小的有序复述集:新项目进入,就把集里的一个撞出;连续配对会强制替换,全不同刺激作业里则可能随机撞出、甚至继续复述已经测完的无用项。置换策略是控制过程,不是仓库的物理定律。若把淘汰听成“短时记忆只能装七个”,会把可估计的 r 偷换成米勒的配额。
  • 科学哲学:框架不是已闭合的理论。1968 年自己把前半部写成供后续模型使用的理论框架,并用缓冲把多套成人数据拟合成参数,而不是用一次关键实验去证伪所有非三库说法。后人把三只箱子画成卡通,等于把可检验的控制过程从模型里删掉,再把剩下的箭头当成定律。拟合优度说明记账对那些作业走得通,不是对记忆本质的拍照。
  • 知情同意:这篇专章的负担落在斯坦福付费学生、其他成年被试与作者身上。把三库卡通改写成班级测验或儿童记忆训练,负担就转移到没有同等理论知情、也未必能拒绝的人身上。经典文献不能当作同意的模板。读 1968 年,不是取得对他人、尤其是未成年人做复述缓冲负荷的许可证。

参考文献

  1. Atkinson, R. C., and R. M. Shiffrin. “Human Memory: A Proposed System and its Control Processes.” In The Psychology of Learning and Motivation: Advances in Research and Theory, vol. 2, edited by Kenneth W. Spence and Janet T. Spence, 89–195. New York: Academic Press, 1968. doi:10.1016/S0079-7421(08)60422-3.
  2. Peterson, Lloyd R., and Margaret Jean Peterson. “Short-Term Retention of Individual Verbal Items.” Journal of Experimental Psychology 58, no. 3 (1959): 193–198. doi:10.1037/h0049234.
  3. Sperling, George. “The Information Available in Brief Visual Presentations.” Psychological Monographs: General and Applied 74, no. 11 (1960): 1–29. doi:10.1037/h0093759.
  4. Waugh, Nancy C., and Donald A. Norman. “Primary Memory.” Psychological Review 72, no. 2 (1965): 89–104. doi:10.1037/h0021793.
  5. Craik, Fergus I. M., and Robert S. Lockhart. “Levels of Processing: A Framework for Memory Research.” Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior 11, no. 6 (1972): 671–684. doi:10.1016/S0022-5371(72)80001-X.
  6. Atkinson, R. C., John W. Brelsford, and R. M. Shiffrin. “Multiprocess Models for Memory with Applications to a Continuous Presentation Task.” Journal of Mathematical Psychology 4, no. 2 (1967): 277–300. doi:10.1016/0022-2496(67)90053-7.

延伸阅读

  • 与 米勒 1956 对读:把组块配额留在即时广度里,不要写成缓冲的货位数。
  • 与 彼得森 1959 对读:把秒级填充曲线留在单个三字母上,不要升格成本章短时库的护照。
  • 与 艾宾浩斯 1885 对读:把再学节省留在间隔差额里,不要写成三库之间的转移。
  • 与 加工水平、工作记忆、记忆系统 对读:当作后至的反箱子纲领、三组件或系统分家,而不是本页封面。
  • 默多克 1962、沃与诺曼 1965:当作本章所引用的前至尺子,而不是本页的对象。