斯珀林 1960:部分报告怎样把瞬时视觉容量从整报里拆出来
Sperling 1960 Partial Report Iconic Memory
1960 年,George Sperling 在 Psychological Monographs 第 74 卷第 11 期(Whole No. 498)发表 The information available in brief visual presentations。它不是一份课堂速示器操练,也不是一张把心灵拆成感觉登记、短时库与长时库的平面图,也不是斯特恩伯格 1966的高速扫描。它是一篇把整报与部分报告放在同一套计分上的实验专论:短暂呈现的字母阵列,以及阵列熄灭之后才响起的音调提示。尺子借自抽样:只要求报告阵列的一部分,再用这部分的正确率去估计熄灭那一刻整张图上还剩多少可读的字母。对象是这篇专论怎样证明“看见了多少”与“事后能报出多少”不是同一个量。
材料来自哈佛实验室里已经印出来的结果。专论是 1959 年博士论文的缩写,默认曝光五十毫秒。本页只剖析装置、他所报告的跨度与衰减,以及他实际声称了什么。不把它改写成班级闪示测验、数字广度作业单,或任何可发给儿童的步骤清单。字母阵列与提示音可以进入教材。把别人、尤其是未成年人,放进同等负荷的程序,不能进入操作指南。
破除误解:整报的四五个字母不是“一眼只能看见这么多”
第一个误解,是把整报里大约四个半字母写成视觉通道的物理上限,再写成“人一眼只能抓住四五个符号”的口诀。斯珀林要拆开的正是这句。观察者常坚持:闪过的阵列比事后能写下来的更满。整报把“看见”和“记得并报告”焊在同一张答卷上,于是上限看起来像感觉本身。部分报告把抽样时刻钉在阵列熄灭之后:高、中、低三种音分别指定上、中、下三行,被试事先不知道哪一行会被点名。若提示紧跟熄灭,被点到的那一行可以报出其中大约四分之三甚至更高;把这一行的成绩乘回整张阵列,估计出当时大约九到十二个字母仍可供读取。四五个是报告跨度。九到十二是熄灭后仍短暂可读的视觉容量。把后者听成前者,专论最干净的一刀就消失了。
第二个误解,是把本对象写成米勒 1956的七加减二或组块。专论开篇就引用即时记忆跨度,并且致谢米勒。引用不是合并。米勒问的是刚呈现完毕后、已经进入言语报告的即时记忆,限额写在组块个数上,不写在输入比特上。斯珀林的整报大约四点五个字母,正落在那条报告限额附近:曝光从十五毫秒拉到五百毫秒,整报几乎不动,说明卡的不是看清楚的时间,而是报告装置本身。部分报告要证明的是:在报告装置动手之前,还存在一层以百毫秒计的视觉存储,可以从中按位置抽取。组块是再编码。图像是尚未按范畴切好的视觉残留。把 1960 年写成七加减二的插图,会把视觉抽样偷换成言语广度。
第三个误解,是把本对象写成艾宾浩斯 1885的节省曲线,或写成巴特莱特 1932的图式重构,或写成彼得森 1959的秒级保持,或写成彻里 1953的双耳追随,或写成记忆系统总览。艾宾浩斯测的是整条系列隔一段时间再学所省的时间。巴特莱特看的是有意义故事怎样被常规化。彼得森问的是单个三字母在倒数干扰下还能撑几秒。多存储模型是几年后才把感觉登记画成第一只箱子的理论地图。斯珀林没有间隔再学,没有民俗文本,也没有给仓库颁发出生证。节省、图式、秒级保持、双耳追随与分家,都是认知心理学邻近但不同的装置。本页不代替那几份工作。
第四个误解,是把后人所谓的图像记忆(iconic memory)倒填成这篇专论的标题术语,或把本页写成速示器操作手册。斯珀林自己写的是持续的视觉图像、视觉信息存储:观察者在物理刺激已经关掉之后,仍表现得仿佛刺激还在,并且这层存储的单元仍是客观刺激上的那些字母,而不是已经命名好的范畴。Ulric Neisser 1967 年在 Cognitive Psychology 里才把这层视觉存储叫做图像记忆。名称是后来的标签。标签可以进入讨论。它不是 1960 年专论封面上的词。发生的是:一篇专论证明,整报把瞬时视觉容量藏进了报告跨度里。
装置:整报、部分报告、延迟提示,以及按范畴抽样为何失败
专论共七项实验。前两项是对照。给成人观察者看字母阵列,要求把能记住的全部写出,身份与位置都对才计分。实验在 Gerbrands 双视野镜式速示器上进行,观看距离约二十四英寸。阵列有单行、两行、三行,每行三到四个符号;十二字母的三行四列是后来最常被转述的一种。默认曝光五十毫秒,注视野始终有一层很暗的照明;主实验的前、后视野多为暗场。整报的均值大约四个半字母。四个或更少的字母几乎全部报对。把曝光从十五毫秒加到五百毫秒,整报没有系统性上升。灯的磷光余辉也被写进方法:黄色分量的衰减常数约十五毫秒。余辉可以解释几十毫秒,解释不了后面以百毫秒计的部分报告优势。本页复述这些参数,是为了说明专论在量什么,不是把阵列尺寸与提示音写成可复制到课堂上的步骤。
第三项引入部分报告。报告长度被压在即时记忆跨度以内,通常一行不超过四个字母。指示用音调编码,在视觉呈现结束之后才给出。两行材料用高音与低音;三行材料再加一个中音。观察者直到听见音调,才知道要写哪一行。提示随机抽取,一套提示覆盖整张刺激,于是每一行都是一次对整体的抽样。把一行的正确比例乘以阵列总字母数,得到“当时可用字母数”的估计。对十二字母材料,即时部分报告可以把可用数抬到大约九点一,明显高于整报的四个半。九字母、十二字母上,若提示落在曝光开始前约五十毫秒,正确率可分别到约百分之九十一与百分之八十二,对应大约八点二与九点八个可用字母。估计是推断。推断的前提是:提示出现时,各行仍同样可读,观察者并没有事先只盯一行。
第四项把提示从熄灭瞬间向后推。延迟包括:曝光开始前约五十毫秒、与熄灭同时、以及熄灭后一百五十、三百、五百、一千毫秒。若提示拖到一秒之后,九字母材料的正确率大约掉到百分之六十九,十二字母大约掉到百分之三十八,可用字母数回到整报附近。衰减发生在几百毫秒里。延迟一长,有人会先猜哪一行会被点名,于是某一行变好、其余变坏。衰减曲线因此不是一条对所有策略免疫的生理定律。它是在这些提示时刻上,部分报告优势怎样塌回整报。
第五项改前、后视野的明暗。后视野变亮,可读的残留会缩短。同一套阵列,后视野的光可以把部分报告优势削薄。第六项改抽样维度。阵列混入字母与数字,事后要求只报字母或只报数字。按范畴的部分报告几乎不比整报更好。失败不是说人分不清字母与数字。它说明:要按范畴挑,必须先把每个符号认成类;认成类所花的时间,已经够让那层视觉图像垮掉。第七项检查报告次序与位置偏好。次序与位置确实与正确率相关,但两者都不是高正确率的必要条件。部分报告的优势,依赖的是观察者能在刺激关掉之后仍去读那层图像。比较对象是整报与部分报告、提示时刻、明暗后视野、位置线索与范畴线索。本页不把这些比较改写成可发给他人的闪示程序。
它证明了什么,没有证明什么
它证明:在该书的材料与作业下,整报大约四个半字母并不能代表短暂曝光后立刻可用的视觉信息;用随机位置提示做部分报告,可以把可用字母的估计抬到大约九到十二;这层优势随提示延迟在大约一秒内塌回整报;按范畴抽样做不到同样的抬升。它没有证明每个人的图像都正好装十二个字母。它没有测量有意义画面、面孔或阅读中的一次注视在语义上留下了什么。它更没有给感觉登记、短时库、长时库划界。划界要另做实验,并且常常换因变量:延迟后的自由回忆、再认、干扰后还剩什么,而不是熄灭后几百毫秒内按行抽样的正确率。
它没有画出按位置变化的自由回忆曲线,也没有测量遗忘随小时与天怎样变薄。首因近因是默多克一系的问题。节省法把“还剩多少”定义成再学少花的时间。斯珀林问的是提示时刻还剩多少可读,不给间隔,也不给再学。用 1960 年去讲位置曲线或遗忘曲线,会把后人为多存储模型准备的证据提前塞进一篇还在用视觉图像说话的专论。语音回路与视空间画板是更晚的分解。1960 年的存储单元仍是客观刺激上的字母位置,不是短时仓库的七个货位。
与奈塞尔的关系要写准。1967 年的“图像记忆”是对这层视觉存储的命名,以及把它放进当时信息加工流程图的一次理论安置。名称让教科书有了一个抽屉。抽屉不是专论里的测量。专论证明的是:可用信息多于整报,并且这多出来的部分对延迟与后视野敏感。把后人的抽屉写成 1960 年的结论,会让一篇实验消失在下一张流程图里。与米勒的关系同样要写准。即时记忆跨度解释了为什么整报停在四五个字母。它不解释为什么部分报告能暂时高于这个数。高于这个数,才是本页的对象。
深一层:把“看见”写成可抽样的存量,以及命名与余像的代价
把“当时还有多少”定义成对随机一行的抽样估计,是操作上的胜利,也是它的边界。胜利:争论从内省里的“我觉得看见了更多”,变成可以与整报对照的数。观察者主观上说,提示晚到一百五十毫秒时,阵列仍仿佛可读;专论把这句话改写成延迟函数上的点。边界:估计依赖提示真正随机、各行同等可读、观察者没有把注意提前押在一行上。策略一旦偏了,乘回去的“十二”就不再是容量,而成了押注成功的行加上押注失败的行的混合物。斯珀林把策略写进结果,而不是假装观察者是一台盲目的摄像机。
视觉图像这个词也要按专论自己的限制来读。它不是说视网膜上还停着一张照片,更不是说意识里有一幅可任意放大的心像。它说的是行为标准:刺激不在了,观察者仍表现得仿佛它在;而且这层表现仍随视野明暗、曝光与提示时刻这些视觉变量而变。单元是等价的客观图像上的字母,因此按范畴去抽会失败——范畴不是那张客观图像上现成的空间块。失败保护了主张的精度。精度一旦被改写成“感觉记忆里什么都有”,范畴失败就会被忘掉,只剩下一个很大的抽屉。
科学史还留下命名的副作用。图像记忆太好记,于是被从音调提示与暗后视野里拔出,贴到所有“一眨眼”的日常经验上。后来的争论并不取消 1960 年的曲线,但会限制它能被推广到多远。Coltheart 后来区分可见持续与信息持续。Haber 则质疑:若图像记忆主要出现在实验室的暗场与突然熄灭里,它还算不算阅读所依赖的装置。争议不能倒写成“所以整报已经足够”。整报不够,是专论已经量过的。不够到何种日常场景,要另测。
跨域连接
- 知识:认识论若把“我看见了”直接写成“我知道阵列上有什么”,等于假定报告跟踪了当时全部可用的视觉信息。1960 年切断的正是这道等号:整报可以是真的、有限的、内部自洽的,却仍然低估熄灭那一刻还在的字母。可用不是已经证成的命题清单。确证要问抽取是否在痕迹仍可读时碰到了指定的那一行,而不是只问事后写下来的那几个字母是否正确。正确,是答卷美德。美德不能代替抽样时刻。
- 概率:部分报告把提示写成对行的随机样本。若每一行被点名的机会相同,一行的正确率才是对整张阵列的无偏估计;乘以行数,得到的是期望意义上的存量,不是某一次幸运猜中的行。延迟加长之后,人会改成押注某一行,样本就不再随机,乘积也就不再是容量。概率在这里不是装饰。它是装置成立的条件:随机失效,推断失效。把一次课堂演示里“刚好点到我盯着的那一行”写成复现,是把条件删掉。
- 克劳德·香农:专论把问题写成短暂呈现里有多少信息可用,字母被选中,正因为每个项目携带的信息比单纯的亮度斑更密。整报停在大约四个半项目,部分报告把项目数抬高,并不同时把每个字母改写成另一套比特单位。借尺不是把视网膜写成电话线。它暴露了报告信道与视觉残留不是同一条信道——同一张阵列,按整报与按位置抽样会讲出两种容量。两种容量不能互相翻译,除非先声明提示落在哪一层。
- 知觉:筷子在水里看起来是弯的,提出的是知觉与实在是否重合。斯珀林问的更窄:物理闪光已经结束,观察者是否仍表现得仿佛字母还在视野里。专论把这层表现为视觉图像,并立刻限制它不是任意心像,而是仍随后视野与提示时刻变化的刺激等价物。它没有为素朴实在论或为贝克莱式“存在就是被感知”作证。它只证明:在这些条件下,“看起来还在”可以被抽样,并且抽样优势会在一秒内消失。把 1960 年写成知觉哲学的判决,会同时伤到两边。
- 知情同意:这篇专论的负担是短暂闪光与报告,落在当时的成年观察者与作者身上。把部分报告改写成班级测验,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 1960 年,是读整报如何把瞬时容量藏起来;不是取得对他人、尤其是未成年人做闪示与提示音的许可证。
参考文献
- Sperling, George. “The Information Available in Brief Visual Presentations.” Psychological Monographs: General and Applied 74, no. 11 (1960): 1–29. Whole No. 498. doi:10.1037/h0093759.
- Neisser, Ulric. Cognitive Psychology. New York: Appleton-Century-Crofts, 1967.
- Averbach, E., and A. S. Coriell. “Short-Term Memory in Vision.” Bell System Technical Journal 40, no. 1 (1961): 309–328. doi:10.1002/j.1538-7305.1961.tb03987.x.
- Coltheart, Max. “Iconic Memory and Visible Persistence.” Perception & Psychophysics 27, no. 3 (1980): 183–228. doi:10.3758/BF03204258.