В ней прото-тип -
это синоним "лучшего экземпляра" из некоторого набора паттернов. Про-
тотип - это паттерн, включающий наиболее часто встречающиеся при-
знаки, свойственные некоторому набору экземпляров. Хотя прототип за-
частую уникален, поскольку состоит из уникальной комбинации призна-
ков (вспомните уникальные геометрические фигуры в эксперименте Фран-
ков и Маккарти или уникальные лица в эксперименте Солсо и Маккарти),
сами по себе признаки уже воспринимались ранее. Такие признаки -
например, геометрические элементы частей лица - есть строительные
блоки прототипа. Каждый раз, когда человек смотрит на паттерн, он реги-
стрирует и признаки паттерна, и взаимосвязь между ними. Однако, со-
гласно модели частоты признаков, при освоении прототипа, включающего
многие ранее встречавшиеся признаки, у человека возникает уверенность,
что он уже видел раньше это изображение, т.к. его признаки сохранились
в памяти. Поскольку взаимосвязь между признаками встречалась реже,
чем сами признаки - в большинстве экспериментов экземпляры показы-
вались только раз - информация о соотношении признаков хуже сохра-
нилась в памяти, чем информация о самих признаках.
Было проведено несколько экспериментов с целью выяснить различия
между этими моделями. В одном их них (Solso and McCarthy, 1981 b) ис-
пытуемых просили запомнить ряд трехзначных цифр. Затем им показыва-
ли другой набор цифр и просили давать ранговые оценки своим ответам;
второй набор состоял из нескольких старых элементов, некоторых новых
элементов, арифметического среднего элементов первого набора, а также
наиболее часто встречающихся чисел. Как правило, то число, которое с
наибольшей уверенностью признавалось числом из первой группы, было
числом-прототипом, составленным из часто встречавшихся чисел. Нако-
Распознавание паттернов
99
нец, при проведении вышеописанного эксперимента практически не было
обнаружено свидетельств в пользу модели центральной тенденции, хотя
его результаты подтверждают модель частоты признаков. Очевидно, неко-
торые эксперименты ясно подтверждают частотную модель, но зато дру-
гие подтверждают модель центральной тенденции. Может быть, верны
обе модели; тогда расхождения можно было бы отнести на счет различий
в стимульном материале или попытаться объяснить их тем, что прототипы
основываются на часто встречающихся признаках лишь на стадии заучи-
вания, а позднее возникают прототипы, основанные на центральной тен-
денции.
Распознавание образов в шахматах. До сих пор мы имели дело
только с простыми изображениями; даже лица в эксперименте Рида невы-
разительны и сильно упрощены. А как видятся более сложные паттерны?
Чейз и Саймон (Chase and Simon, 1973a, 1973b) изучали эту проблему,
анализируя сложный паттерн фигур на шахматной доске и пытаясь выяс-
нить, чем мастера шахмат отличаются от обычных игроков. Интуиция может
подсказывать нам, что когнитивные различия между ними заключаются в
том, насколько ходов вперед мастер может предвидеть игру. Интуиция
ошибается - по крайней мере, это следует из исследований де Грота (de
Groot, 1966), обнаружившего, что мастер и обычный игрок просчитывают
вперед примерно одинаковое количество ходов, рассматривают примерно
одинаковое количество ходов и ищут схемы ходов примерно одинаковым
образом. Возможно даже, что мастер анализирует меньшее количество
альтернативных ходов, тогда как обычный игрок тратит время на заведомо
неподходящие варианты. В чем же между ними разница? А вот в чем: в
способности, посмотрев на доску всего несколько секунд, воспроизвести
расположение фигур; слабому игроку очень трудно это сделать. Ключ к
этому наблюдению лежит в природе такого паттерна: расположение фи-
гур должно иметь смысл. Если фигуры расположены в случайном порядке
или нелогично, то и у новичка, и у мастера результаты будут одинаково
неважные. Возможно, мастер объединяет по несколько фигур в группы -
так же как мы с вами объединяем буквы в слова, а затем складывает эти
группы в более крупный значащий паттерн - так же как мы объединяем
слова в предложения. Если так, то опытный мастер действительно имеет
больше возможностей к воспроизведению таких паттернов, поскольку он
может закодировать фигуры и группы в некоторую шахматную схему.
Чейз и Саймон проверили эту гипотезу на трех типах испытуемых -
мастере, игроке класса А (очень сильном) и начинающем игроке. В своем
эксперименте они просили испытуемых воспроизвести полностью 20 шах-
матных позиций, взятых из специальных шахматных журналов и книг,-
половина позиций изображала середину партий, а другая половина - их
окончания (Рис.3.14). В этом эксперименте две шахматные доски были
поставлены рядом, и испытуемый должен был на одной доске воспроизве-
сти положение фигур с другой. В другом эксперименте испытуемые рас-
сматривали шахматную позицию в течение 5 с и затем воспроизводили ее
по памяти. Чейз и Саймон обнаружили, что у мастера время сканирова-
ния позиции было ненамного больше, чем у игрока класса "А" или у начи-
нающего, но на воспроизведение позиции мастер затрачивал гораздо мень-
ше времени, чем они (Рис.3.15); на Рис.3.16 показано количество пра-
вильно размещенных фигур. Дальнейший анализ результатов показал, что
Обнаружение и интерпретация сенсорных, сигналов
100
Миттельшпиль Эндшпиль
Черные
Белые
"Случайный" миттельшпиль "Случайный эндшпиль
Черные
Белые
Рис. 3.14. При-
мер миттельшпиля
(середины) и энд-
шпиля (окончания!
шахматной пар-
тии и их дублика-
ты, образован-
ные по случайно-
му принципу.
умение видеть значимые группы фигур позволяло более сильным игрокам
собрать больше информации за данное время.
Эксперимент Чейза и Саймона имел важное теоретическое значение.
Информационные группы или единицы, соединенные вместе более или
менее абстрактными отношениями, могут стать основой синтаксиса пат-
тернов. Информационные единицы, не имеющие какого-либо значащего
контекста и не объединяемые в группы, трудно кодировать, будь то буквы,
геометрические фигуры, ноты или шахматные фигуры; но если объеди-
нить их в значимые структуры - в поэму, архитектурное сооружение,
мелодию или элегантную шахматную защиту,- то они обретают значе-
ние, поскольку их теперь легко абстрагировать на языке обычной грамма-
тики. В современной теории информации были развиты первичные модели
разума, основанные на идее структурных уровней. Мы также были свиде-
телями бурного развития структурной грамматики языка (она рассматри-
вается далее, в Главе 11), музыки, телесных реакций, графических задач и
Распознавание паттернов
101
Рис. 3.15. Время сканирова-
ния и воспроизведения шахмат-
ной позиции игроками трех
различных уровней мастерства.
Адаптировано из: Chase and
Simon (1973).
Рис. 3.16. Зависимость пра-
вильно размещенных фигур от
уровня мастерства. Оригиналь-
ные позиции предъявлялись иг-
рокам в течение 5сек. Адапти-
ровано из: Chase and Simon
(1973).
шахмат. Одной из наиболее распространенных способностей человека,
применимой ко всем. чувственным формам, является, по-видимому, тен-
денция кодирования информации о реальности на языке абстракций высо-
кого уровня, в которые может встраиваться новая информация.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185
это синоним "лучшего экземпляра" из некоторого набора паттернов. Про-
тотип - это паттерн, включающий наиболее часто встречающиеся при-
знаки, свойственные некоторому набору экземпляров. Хотя прототип за-
частую уникален, поскольку состоит из уникальной комбинации призна-
ков (вспомните уникальные геометрические фигуры в эксперименте Фран-
ков и Маккарти или уникальные лица в эксперименте Солсо и Маккарти),
сами по себе признаки уже воспринимались ранее. Такие признаки -
например, геометрические элементы частей лица - есть строительные
блоки прототипа. Каждый раз, когда человек смотрит на паттерн, он реги-
стрирует и признаки паттерна, и взаимосвязь между ними. Однако, со-
гласно модели частоты признаков, при освоении прототипа, включающего
многие ранее встречавшиеся признаки, у человека возникает уверенность,
что он уже видел раньше это изображение, т.к. его признаки сохранились
в памяти. Поскольку взаимосвязь между признаками встречалась реже,
чем сами признаки - в большинстве экспериментов экземпляры показы-
вались только раз - информация о соотношении признаков хуже сохра-
нилась в памяти, чем информация о самих признаках.
Было проведено несколько экспериментов с целью выяснить различия
между этими моделями. В одном их них (Solso and McCarthy, 1981 b) ис-
пытуемых просили запомнить ряд трехзначных цифр. Затем им показыва-
ли другой набор цифр и просили давать ранговые оценки своим ответам;
второй набор состоял из нескольких старых элементов, некоторых новых
элементов, арифметического среднего элементов первого набора, а также
наиболее часто встречающихся чисел. Как правило, то число, которое с
наибольшей уверенностью признавалось числом из первой группы, было
числом-прототипом, составленным из часто встречавшихся чисел. Нако-
Распознавание паттернов
99
нец, при проведении вышеописанного эксперимента практически не было
обнаружено свидетельств в пользу модели центральной тенденции, хотя
его результаты подтверждают модель частоты признаков. Очевидно, неко-
торые эксперименты ясно подтверждают частотную модель, но зато дру-
гие подтверждают модель центральной тенденции. Может быть, верны
обе модели; тогда расхождения можно было бы отнести на счет различий
в стимульном материале или попытаться объяснить их тем, что прототипы
основываются на часто встречающихся признаках лишь на стадии заучи-
вания, а позднее возникают прототипы, основанные на центральной тен-
денции.
Распознавание образов в шахматах. До сих пор мы имели дело
только с простыми изображениями; даже лица в эксперименте Рида невы-
разительны и сильно упрощены. А как видятся более сложные паттерны?
Чейз и Саймон (Chase and Simon, 1973a, 1973b) изучали эту проблему,
анализируя сложный паттерн фигур на шахматной доске и пытаясь выяс-
нить, чем мастера шахмат отличаются от обычных игроков. Интуиция может
подсказывать нам, что когнитивные различия между ними заключаются в
том, насколько ходов вперед мастер может предвидеть игру. Интуиция
ошибается - по крайней мере, это следует из исследований де Грота (de
Groot, 1966), обнаружившего, что мастер и обычный игрок просчитывают
вперед примерно одинаковое количество ходов, рассматривают примерно
одинаковое количество ходов и ищут схемы ходов примерно одинаковым
образом. Возможно даже, что мастер анализирует меньшее количество
альтернативных ходов, тогда как обычный игрок тратит время на заведомо
неподходящие варианты. В чем же между ними разница? А вот в чем: в
способности, посмотрев на доску всего несколько секунд, воспроизвести
расположение фигур; слабому игроку очень трудно это сделать. Ключ к
этому наблюдению лежит в природе такого паттерна: расположение фи-
гур должно иметь смысл. Если фигуры расположены в случайном порядке
или нелогично, то и у новичка, и у мастера результаты будут одинаково
неважные. Возможно, мастер объединяет по несколько фигур в группы -
так же как мы с вами объединяем буквы в слова, а затем складывает эти
группы в более крупный значащий паттерн - так же как мы объединяем
слова в предложения. Если так, то опытный мастер действительно имеет
больше возможностей к воспроизведению таких паттернов, поскольку он
может закодировать фигуры и группы в некоторую шахматную схему.
Чейз и Саймон проверили эту гипотезу на трех типах испытуемых -
мастере, игроке класса А (очень сильном) и начинающем игроке. В своем
эксперименте они просили испытуемых воспроизвести полностью 20 шах-
матных позиций, взятых из специальных шахматных журналов и книг,-
половина позиций изображала середину партий, а другая половина - их
окончания (Рис.3.14). В этом эксперименте две шахматные доски были
поставлены рядом, и испытуемый должен был на одной доске воспроизве-
сти положение фигур с другой. В другом эксперименте испытуемые рас-
сматривали шахматную позицию в течение 5 с и затем воспроизводили ее
по памяти. Чейз и Саймон обнаружили, что у мастера время сканирова-
ния позиции было ненамного больше, чем у игрока класса "А" или у начи-
нающего, но на воспроизведение позиции мастер затрачивал гораздо мень-
ше времени, чем они (Рис.3.15); на Рис.3.16 показано количество пра-
вильно размещенных фигур. Дальнейший анализ результатов показал, что
Обнаружение и интерпретация сенсорных, сигналов
100
Миттельшпиль Эндшпиль
Черные
Белые
"Случайный" миттельшпиль "Случайный эндшпиль
Черные
Белые
Рис. 3.14. При-
мер миттельшпиля
(середины) и энд-
шпиля (окончания!
шахматной пар-
тии и их дублика-
ты, образован-
ные по случайно-
му принципу.
умение видеть значимые группы фигур позволяло более сильным игрокам
собрать больше информации за данное время.
Эксперимент Чейза и Саймона имел важное теоретическое значение.
Информационные группы или единицы, соединенные вместе более или
менее абстрактными отношениями, могут стать основой синтаксиса пат-
тернов. Информационные единицы, не имеющие какого-либо значащего
контекста и не объединяемые в группы, трудно кодировать, будь то буквы,
геометрические фигуры, ноты или шахматные фигуры; но если объеди-
нить их в значимые структуры - в поэму, архитектурное сооружение,
мелодию или элегантную шахматную защиту,- то они обретают значе-
ние, поскольку их теперь легко абстрагировать на языке обычной грамма-
тики. В современной теории информации были развиты первичные модели
разума, основанные на идее структурных уровней. Мы также были свиде-
телями бурного развития структурной грамматики языка (она рассматри-
вается далее, в Главе 11), музыки, телесных реакций, графических задач и
Распознавание паттернов
101
Рис. 3.15. Время сканирова-
ния и воспроизведения шахмат-
ной позиции игроками трех
различных уровней мастерства.
Адаптировано из: Chase and
Simon (1973).
Рис. 3.16. Зависимость пра-
вильно размещенных фигур от
уровня мастерства. Оригиналь-
ные позиции предъявлялись иг-
рокам в течение 5сек. Адапти-
ровано из: Chase and Simon
(1973).
шахмат. Одной из наиболее распространенных способностей человека,
применимой ко всем. чувственным формам, является, по-видимому, тен-
денция кодирования информации о реальности на языке абстракций высо-
кого уровня, в которые может встраиваться новая информация.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185