« Магическое число семь, плюс-минус два: некоторые ограничения нашей способности обрабатывать информацию » [1] — одна из наиболее цитируемых статей в психологии. [2] [3] [4] Она была написана когнитивным психологом Джорджем А. Миллером с кафедры психологии Гарвардского университета и опубликована в 1956 году в журнале Psychological Review . Ее часто интерпретируют так, что утверждается, 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 отвечает на каждый стимул соответствующим ответом (заученным ранее). Результативность почти идеальна до пяти или шести различных стимулов, но ухудшается по мере увеличения количества различных стимулов. Задачу можно описать как задачу передачи информации: вход состоит из одного из n возможных стимулов, а выход состоит из одного из n ответов. Информация, содержащаяся во входе, может быть определена количеством бинарных решений, которые необходимо принять, чтобы получить выбранный стимул, и то же самое справедливо для ответа. Таким образом, максимальную производительность человека при одномерном абсолютном суждении можно охарактеризовать как пропускную способность информационного канала приблизительно в 2–3 бита информации, что соответствует способности различать от четырех до восьми альтернатив.
Второе когнитивное ограничение, которое обсуждает Миллер, — это объем памяти . Объем памяти относится к самому длинному списку элементов (например, цифр, букв, слов), которые человек может повторить в правильном порядке в 50% случаев сразу после презентации. Миллер заметил, что объем памяти у молодых людей составляет примерно семь элементов. Он заметил, что объем памяти примерно одинаков для стимулов с совершенно разным объемом информации — например, двоичные цифры содержат по 1 биту; десятичные цифры содержат по 3,32 бита; каждое слово содержит около 10 бит. Миллер пришел к выводу, что объем памяти ограничен не битами, а фрагментами . Фрагмент — это самая большая значимая единица в представленном материале, которую распознает человек, — таким образом, то, что считается фрагментом, зависит от знаний испытуемого. Например, слово — это единый фрагмент для носителя языка, но для того, кто совершенно не знаком с языком и видит слово как набор фонетических сегментов, оно состоит из множества фрагментов.
Миллер осознал, что соответствие между пределами одномерного абсолютного суждения и кратковременного объема памяти было всего лишь совпадением, поскольку только первый предел, а не второй, можно охарактеризовать в терминах теории информации (т. е. как примерно постоянное число бит). Следовательно, в числе семь нет ничего «магического», и Миллер использовал это выражение только риторически. Тем не менее, идея «магического числа 7» вдохновила на множество теоретизирований, строгих и менее строгих, о пределах возможностей человеческого познания. Число семь представляет собой полезную эвристику, напоминая нам, что списки, которые намного длиннее, становится значительно сложнее запоминать и обрабатывать одновременно.
Более поздние исследования кратковременной памяти и рабочей памяти показали, что объем памяти не является константой, даже если измерять его в нескольких фрагментах. Количество фрагментов, которые человек может вспомнить сразу после представления, зависит от категории используемых фрагментов (например, объем составляет около семи для цифр, около шести для букв и около пяти для слов), и даже от особенностей фрагментов внутри категории. Фрагментация используется кратковременной памятью мозга как метод сохранения групп информации доступными для легкого вызова. Она функционирует и работает лучше всего в качестве меток, с которыми человек уже знаком — включение новой информации в метку, которая уже хорошо отрепетирована в долговременной памяти. Эти фрагменты должны хранить информацию таким образом, чтобы ее можно было разобрать на необходимые данные. [8]
Емкость памяти зависит от хранимой информации. Например, объем памяти меньше для длинных слов, чем для коротких. В целом объем памяти для вербального содержимого (цифры, буквы, слова и т. д.) сильно зависит от времени, необходимого для произнесения содержимого вслух. Поэтому некоторые исследователи предположили, что ограниченная емкость кратковременной памяти для вербального материала — это не «магическое число», а скорее «магическое заклинание», т. е. период времени. [9] Бэддели использовал это открытие, чтобы постулировать, 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 «магическое заклинание», поскольку объем памяти также зависит от других факторов, помимо продолжительности речи. Например, объем памяти зависит от лексического статуса содержимого (т. е. является ли содержимое словами, известными человеку, или нет). [12] На измеряемый человеком промежуток времени влияют и другие факторы, поэтому трудно свести емкость кратковременной или рабочей памяти к нескольким частям. Тем не менее, Коуэн предположил, что рабочая память имеет емкость около четырех частей у молодых людей (и меньше у детей и пожилых людей). [13]
Тарнов обнаруживает, что в классическом эксперименте, который обычно утверждается как поддерживающий буфер из 4 элементов по Мердоку, на самом деле нет никаких доказательств этого, и поэтому «магическое число», по крайней мере в эксперименте Мердока, равно 1. [14] [15] Другие известные теории емкости кратковременной памяти выступают против измерения емкости в терминах фиксированного числа элементов. [16] [17]
Коуэн также отметил ряд других ограничений познания, которые указывают на «магическое число четыре» [13] , и в отличие от Миллера, он утверждал, что это соответствие не является совпадением. Еще один процесс, который, по-видимому, ограничен примерно четырьмя элементами, — это субитизация , быстрое перечисление небольшого количества объектов. Когда несколько объектов мелькают на короткое время, их количество можно определить очень быстро, с первого взгляда, когда число не превышает предела субитизации, который составляет около четырех объектов. Большее количество объектов необходимо подсчитать, что является более медленным процессом.
В фильме 1988 года «Человек дождя» был изображен аутичный савант , который был способен быстро определить количество зубочисток из целой коробки, рассыпанной по полу, по-видимому, субитизируя гораздо большее число, чем четыре объекта. Похожий подвиг неофициально наблюдал нейропсихолог Оливер Сакс и описал его в своей книге 1985 года «Человек, который принял жену за шляпу» . Поэтому можно предположить, что этот предел является произвольным ограничением, наложенным нашим познанием, а не обязательно физическим ограничением. Однако эксперт по аутизму Дэниел Таммет предположил, что дети, которых наблюдал Сакс, могли предварительно подсчитать спички в коробке. [18] Также есть доказательства того, что даже четыре куска — это высокая оценка: Гобет и Кларксон из Университета Брунеля в Лондоне провели эксперимент и обнаружили, что более половины условий припоминания дали только около двух кусков. [19] Исследования также показывают, что размер, а не количество кусков, которые хранятся в кратковременной памяти, позволяет улучшить память у людей. [ оригинальное исследование? ]