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神奇的数字 72：我们信息加工能力的局限 作者:陈向明 发表日期:2007-10-22 10:26 神奇的数字七（The Magic Number Seven）说起跟“七”有关的现象、故事、传说来，大家估计都能滔滔不绝一阵子，而且古今中外人民对于“七”都颇为钟爱。著名的有比如世界七大奇迹，音乐有七个音阶，一周有七天，七年之痒，战国七雄，七仙女下凡，七夕鹊桥会，七个小矮人，辛巴达七海传奇，七宗罪，七色光等等，圣经里还说上帝同学花了七天来创造世界，最离谱的是古代犹太人民治疗发烧的偏方要从七棵棕榈树上摘七根刺，七根梁上取七条屑，七扇门上起七根钉子.等等等等，最后居然还要从一条老狗脸上拔七根胡须，真不知发高烧的是病人还是医生。虽然上面罗列的多半是些不大靠谱的传说甚至是童话故事，scorp 今天要现学现卖可是确确实实有科学依据的关于“七”的神奇之处我们短期记忆的极限。故事的全貌是这样的，我们这学期上写作课的时候，有一次老师要我们读一份极艰深晦涩的文献摘要，读了没一半大家就崩溃了，觉得完全不知所云无法理解。老师要我们划出句子的主谓结构，一划之下才发现该摘要的第一句话竟然有 5 行之长，而最要命的是谓语居然到了第五行才懒洋洋的踱着方步出现。中文和英文尽管在有些方面大相径庭，然而有一点相同，就是谓语出现之前读者的心都是悬着的，直到看到谓语才放下心来算是了解了句子的大概。汉语还好，基本是没什么结构元素可以插在主谓之间的，英语里可以用主语从句啊，再碰上个拿主语从句定语从句“因为所以”“虽然但是”套圈玩的作者，这读者可就倒了大霉了，还没等看到谓语估计就得呕血数斗，而我们碰到的正是这种情况。这些跟“神奇的数字七”有什么关系呢？正是“七”决定了我们在碰到这样的句子时会受到如此煎熬因为七加减二乃是我们瞬时记忆的极限。如果在碰到谓语之前我们得到了多于 7 条信息，等我们熬到跟谓语见面的时刻早已经忘记了主语究竟是什么。关于“七”的这一看法源于乔治米勒在 1956 年发表了著名的“The Magical Number Seven,Plus or Minus Two:Some Limits on Our Capacity for Processing Information”，其中引述了当时的一些关于认知、判断和记忆的实验数据，我看了半天实在看不太懂，只好转述一下我们作文课老师的介绍“他们给被试一组数据（或颜色，声音，气味等等）结果发现大家多数能记住 7 样左右，而且通常是头尾记得比较牢，中间的部分几乎都会被忘掉。基于此项结果，电话公司决定将电话号码定为 7 位，前 3 位类似区号的相对稳定,加 4 位各不相同的分机号，最后再在前面加上几乎不变的区号。事实证明他们取得了成功，大家都能挺容易的记住电话号码。有趣的是邮政系统大约从来也没读过这篇文章的，他们一直在试图将邮政编码定为 9 位，5 位区号加后 4 位只有邮递员才用的着的类似街道代码的数字。事实证明没几个人会去花力气记住那么一长串用不着的后缀。”当然，以上可以理解为是米勒粉丝的一面之辞，事实上 wikipedia 同学对此还有包括一些不尽相同但也很有意思的记载。不过无论米勒理论正确与否，主语谓语之间隔着一大堆东西终究会影响阅读的速度和愉悦感，希望这一点对于大家的今后的写作提供一点点理论指导。G.A.米勒 乔治米勒 George Armitage Miller 1920.02.03，美国心理学家，是以信息处理为基础的认知心理学的先驱，也是因研究短期记忆提出“神秘七加减二”理论而闻名的心理学家。他出生于美国西弗吉尼亚州的查理斯顿。1937 年进华盛顿大学，次年转学进亚拉巴马大学，主修语言学，1940 年获文学士学位，次年获理学硕士学位。由于他在校期间曾参加过心理学的讨论会，因而对心理学感兴趣，是故毕业后应母校之聘担任普通心理学讲师，每周任课 16 小时，重复教授同一科目 16 次之多。就这样使得未曾专修心理学的米勒，在“教学相长”的情况下进人心理学领域。1942 年他接受该校资深心理学教授建议，到哈佛大学进修。进哈佛大学后，他进入该校心理声学实验室，从事有关军用雷达电话系统方面的研究，1946 年即以心理声学研究为题，获得心理学哲学博士学位。1948 年应哈佛大学之聘担任助教授，讲授语言沟通方面课程，1950 年为研究语言沟通的数理理论，曾专程赴普林斯顿大学高级行为科学研究所做访问学者一年，次年再进麻省理工学院林肯实验室研究。1955 年晋升为哈佛大学副教授，三年后升为正教授。1958 年任该校高级行为科学研究中心研究员，1960 年与另一著名认知心理学家 J.布鲁纳联合成立哈佛大学认知研究中心，并在那里工作一直到 1967 年，其中在 1963 年曾任牛津大学研究教授。19681978 年，他任纽约洛克菲勒大学实验心理学教授，1979 年赴普林斯顿大学执教，任詹姆斯麦克唐纳心理学教授，1990 年退休后任荣誉教授。1986 年，米勒与哈曼（Gilbert Harman）共同组建了普林斯顿大学认知科学实验室19861994 年，他任麦道基金会赞助的认知神经科学计划的负责人。此外，他还开发了自己的研究项目-WordNet 1。在 20 世纪 40 到 50 年代米勒开拓自己的学术生涯时，正值行为主义鼎盛时期，举凡心理学学术机构、专业团体、研究资源及出版机会等，全部为行为主义所垄断，有志于从人性本质观点真正从事科学心理学研究者，几乎无法找到立足之地。如果有人不遵循行为主义路线研究心理学，恐将根本找不到职业。米勒本来也认同行为主义的科学取向，但在他根据研究资料出版语言与行为一书之后，他感觉到行为主义只重视外显行为的研究取向，不足以了解人类语言的复杂性；尤其是行为主义的学术霸道作风，使他感到厌恶。1960 年他与另一认知心理学家布鲁纳，联合成立哈佛大学认知研究中心，该中心的命名目即带有向行为主义挑战的意味。惟米勒在解释他们成立该中心的目的时，并不同意一般人将他们的心理学思想解释为认知革命。他认为认知心理学的兴起并非完全创新，只能说是旧思想的复苏，使心理学恢复了原来研究内在心理活动的本来面貌。惟其如此，自认知心理学兴起后，心理学的定义也随之由行为主义时代的“心理学是研究行为的科学”，改变为“心理学是研究行为与心理历程的科学”，接下来介绍米勒在心理学上的两项贡献：1.神秘七加减二 以信息处理论为基础的认知心理学在 20 世纪 60 年代初萌芽时，电脑的资讯处理功能是影响因素之一。米勒在讯息记忆上的研究成就，为新兴的认知心理学提供了理论的证据。当时的心理学家虽然已将讯息处理的历程大致区分为感官记忆（sensory memory，2 秒以下）、短时记忆（short-term memory，15 秒以下）及长时记忆（long-term memory），但短时记忆的性质及其重要性，则是在米勒 1956 年发表研究报告神奇的数字 7+/-2；我们信息加工能力的局限之后才被确定的。他的主要观点之一就是信息编码的概念。他认为编码最简单的方式是将输入信息归类，然后加以命名，最后储存的是这个命名而非输入信息本身。编码是一个主动的转换过程，对经验并非严格地匹配，因此编码以及之后的解码往往会导致错误发生米勒的研究有两点要义：在不得重复练习的情形下（如看电视字幕），在短时记忆内，一般人平均只能记下 7 个项目（如 7 位数字、7 个地名），是故从电话簿上查到电话号码后，待要拨号时往往会不复记忆。短时记忆的量虽不能增加，但此 7 个事项的性质则可经由心理运作使之扩大。如 2471530121987 是一长串数字，远超过 7 的限制，但如经心理运作将之意义化，变成 24（小时）-7（一星期）-15(（半个月）-30（一个月）-12（一年）-1987（年），然后再记这长串数字就比较容易。米勒称此种意义单位为组块（chunk）。学习英文时由字母而单字，由单字而短句，由短句而长句，都是将零碎信息经心理运作变成多个组块之后记下来的。自米勒的研究之后，短时记忆才在现代认知心理学中成为特别受到重视的主题。他为以信息加工理论研究记忆开创了道路，自此出现了一系列对记忆错觉的定量研究。2.计划与行为 为了解释人在接触到信息（亦即刺激）时如何处理而变成他的知识，米勒与其同事在 1960 年出版计划与行为的结构一书，书中他用“TOTE”四个字母来表示人在处理信息时，其行为是有结构的，是按计划进行的。这四个字母的整个意义是测试-操作-测试-停止（Test-Operate-Test-Exit）。试举进浴池洗澡的过程说明其意义。浴池放好水之后，先用手测试水温是否适合；如发现太冷（或太热），即操作龙头加放热（或冷水；操作后再行测试，如觉得水温适当，处理水温的问题即告停止。当然，米勒所说的 TOTE 所指者只是行为结构中的一个单元而已。复杂的连续性行为，那就需要多个单元连续使用才能处理完毕，这时候 TOTE 就变为：测试-操作-测试-操作-测试-操作测试-停止。米勒 计划与行为的结构 一书中 TOTE 的观念，后来在信息处理论中，将人接受信息后的处理历程解释为：刺激（信息）感官记忆选择性注意短时记忆中心理运作复习长时记忆中分类组织后永久储存。虽然米勒的 TOTE 观念只是人类吸收知识的假设，但其假设后来经过认知心理学实验研究之后，证明他的假设是正确的。米勒于 1962 年当选为国家科学院院士，1963 年获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖，1969 年当选为美国心理学会主席。1971 年当选美国哲学会主席，1971 年获实验心理学会华伦奖章，1976 年获美国语言听力学会杰出服务奖，1982 年获纽约科学院行为科学奖章，1991 年获美国最高荣誉的科技奖-美国国家科学奖，2003 年获美国心理学会颁发的心理学终身贡献奖。