« Магическое число семь плюс-минус два: некоторые ограничения нашей способности обрабатывать информацию » [1] — одна из наиболее цитируемых работ в области психологии. [2] [3] [4] Оно было написано когнитивным психологом Джорджем А. Миллером с факультета психологии Гарвардского университета и опубликовано в 1956 году в журнале Psychoological Review . Его часто интерпретируют как утверждение, что количество объектов, которые средний человек может удерживать в кратковременной памяти, составляет 7 ± 2. Иногда это называют законом Миллера . [5] [6] [7]
В своей статье Миллер обсуждал совпадение между пределами одномерного абсолютного суждения и пределами кратковременной памяти. В одномерной задаче на абсолютное суждение человеку предъявляется ряд стимулов, которые различаются по одному измерению (например, 10 различных тонов, различающихся только по высоте), и он реагирует на каждый стимул соответствующей реакцией (выученной ранее). Производительность почти идеальна до пяти или шести различных стимулов, но снижается по мере увеличения количества различных стимулов. Задачу можно описать как задачу передачи информации: входные данные состоят из одного из n возможных стимулов, а выходные данные — из одного из n ответов. Информация, содержащаяся во входных данных, может определяться количеством двоичных решений, которые необходимо принять для достижения выбранного стимула, и то же самое справедливо и для ответа. Таким образом, максимальную производительность людей по одномерному абсолютному суждению можно охарактеризовать как пропускную способность информационного канала примерно с 2–3 битами информации, что соответствует способности различать от четырех до восьми альтернатив.
Второе когнитивное ограничение, которое обсуждает Миллер, — это объем памяти . Продолжительность памяти относится к самому длинному списку элементов (например, цифр, букв, слов), который человек может повторить в правильном порядке в 50% попыток сразу после предъявления. Миллер заметил, что объем памяти молодых людей составляет примерно семь элементов. Он заметил, что объем памяти примерно одинаков для стимулов с совершенно разным объемом информации — например, двоичные цифры имеют по 1 биту каждая; десятичные цифры имеют длину 3,32 бита каждая; каждое слово имеет около 10 бит. Миллер пришел к выводу, что объем памяти ограничен не битами, а скорее фрагментами . Фрагмент — это самая крупная значимая единица представленного материала, которую распознает человек, поэтому то, что считается фрагментом, зависит от знаний тестируемого человека. Например, слово представляет собой один фрагмент для говорящего на языке, но представляет собой множество фрагментов для человека, который совершенно не знаком с языком и рассматривает слово как набор фонетических сегментов.
Миллер признал, что соответствие между пределами одномерного абсолютного суждения и кратковременной памяти было всего лишь совпадением, поскольку только первый предел, а не второй, можно охарактеризовать в терминах теории информации (т. е. как примерно постоянное число битов). Поэтому в числе семь нет ничего «магического», и Миллер использовал это выражение лишь риторически. Тем не менее, идея «магического числа 7» вдохновила на множество теорий, строгих и менее строгих, о пределах возможностей человеческого познания. Число семь представляет собой полезную эвристику, напоминающую нам, что списки, которые намного длиннее, становится значительно труднее запоминать и обрабатывать одновременно.
Более поздние исследования кратковременной и рабочей памяти показали, что объем памяти не является константой, даже если измерять ее несколькими фрагментами. Количество фрагментов, которые человек может вспомнить сразу после предъявления, зависит от категории используемых фрагментов (например, интервал составляет около семи для цифр, около шести для букв и около пяти для слов) и даже от особенностей фрагментов внутри категории. . Разбиение на части используется кратковременной памятью мозга как метод сохранения групп информации доступными для легкого вызова. Лучше всего он функционирует и работает как ярлыки, с которыми человек уже знаком, — включение новой информации в ярлык, который уже хорошо отрепетирован в долговременной памяти. Эти фрагменты должны хранить информацию таким образом, чтобы ее можно было разобрать на необходимые данные. [8]
Емкость хранилища зависит от хранимой информации. Например, диапазон для длинных слов ниже, чем для коротких. В общем, объем памяти для словесного содержания (цифр, букв, слов и т. д.) сильно зависит от времени, необходимого для произнесения содержания вслух. Поэтому некоторые исследователи предположили, что ограниченная способность кратковременной памяти к вербальному материалу — это не «магическое число», а скорее «магическое заклинание», т.е. период времени. [9] Бэддели использовал это открытие, чтобы предположить, что один из компонентов его модели рабочей памяти , фонологическая петля , способен удерживать около 2 секунд звука. [10] [11] Однако предел кратковременной памяти также нельзя легко охарактеризовать как постоянное «волшебное заклинание», поскольку объем памяти зависит и от других факторов, помимо продолжительности речи. Например, диапазон зависит от лексического статуса содержимого (т. е. от того, является ли содержимое словами, известными человеку или нет). [12] На измеряемую продолжительность жизни человека также влияют несколько других факторов, поэтому трудно определить емкость кратковременной или рабочей памяти по нескольким фрагментам. Тем не менее, Коуэн предположил, что у молодых людей (и меньше у детей и пожилых людей) емкость рабочей памяти составляет около четырех блоков. [13]
Тарнов обнаруживает, что в классическом эксперименте, который Мердок обычно утверждает как поддержку буфера из 4 элементов, на самом деле нет никаких доказательств этого, и поэтому «магическое число», по крайней мере в эксперименте Мердока, равно 1. [14] [15] Другие известные теории объема кратковременной памяти выступают против измерения объема с помощью фиксированного числа элементов. [16] [17]
Коуэн также отметил ряд других пределов познания, указывающих на «магическое число четыре» [13] и, в отличие от Миллера, утверждал, что это соответствие не случайно. Еще один процесс, который, по-видимому, ограничен примерно четырьмя элементами, — это субитизация , быстрое перечисление небольшого числа объектов. Когда на короткое время мигает несколько объектов, их количество можно определить очень быстро, с первого взгляда, если количество не превышает предел суббитизации, который составляет около четырех объектов. Необходимо подсчитывать большее количество объектов, что является более медленным процессом.
В фильме 1988 года «Человек дождя» был изображен учёный-аутист , который смог быстро определить количество зубочисток из всей коробки, разбросанной по полу, по-видимому, субтитируя гораздо большее количество, чем четыре предмета. Подобный подвиг неофициально наблюдал нейропсихолог Оливер Сакс и сообщил в своей книге 1985 года « Человек, который принял свою жену за шляпу» . Следовательно, можно предположить, что этот предел является произвольным пределом, налагаемым нашим познанием , а не обязательно физическим пределом. Однако эксперт по аутизму Дэниел Таммет предположил, что дети, которых наблюдал Сакс, возможно, заранее пересчитывали спички в коробке. [18] Есть также свидетельства того, что даже четыре фрагмента — это высокая оценка: Гобет и Кларксон из Университета Брунеля в Лондоне провели эксперимент и обнаружили, что более половины условий вызова памяти дали только около двух фрагментов. [19] Исследования также показывают, что размер, а не количество фрагментов, хранящихся в кратковременной памяти, позволяет улучшить память у людей. [ оригинальное исследование? ]