计算机有内隐记忆吗？——人与计算机的初步比较研究，本文主要内容关键词为：计算机论文,人与论文,记忆论文,有内隐论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
计算机是死的机器，能够与活生生的人进行比较吗？
在1956年，Newell、Shaw和Simon 成功地编写了历史上第一个模拟人解决问题的计算机程序——“逻辑理论家”（Logic Theorist，简称LT）。它模拟人证明符号逻辑定理的思维活动，最初对N.A.Whitehead所著数学名著《数学原理》第二章的52条定理中的32条成功地作出了证明，后来经过修改，又证明了全部52条定理。这个成就在学术界引起巨大反响。《逻辑理论家》不仅是世界上第一个成功的人工智能系统，而且是世界上第一个依据人解决问题的启发法主要是逆向工作策略来编写的计算机程序。《逻辑理论家》的成功有力地支持了信息加工观点及其在心理学中的贯彻[1]。
从那以后，人与计算机的类比就悄然兴起了，至今已经历时四十余载。
那么，活生生的人与机械的计算机比什么呢？这种比较又有什么价值呢？众所周知，达尔文对高级的人与次高级的猩猩进行过比较，两者比较的是生物的机体，通过人畜的这种比较及其他不同物种、类别的许多比较后，人类找到了自身的起源。而人与计算机比较的是智能方面，换言之，比较人的心理与计算机的信息加工系统。或许通过这种比较，致力于人工智能的有志之士会找到新的切入点以获得突破。
人脑与电脑的类比，不仅导致了二十世纪下半叶的计算机革命，也促成了认知心理学的兴起，致使信息加工的观点贯穿在心理学的各个领域。
所谓信息加工观点就是将人脑与计算机进行类比，将人脑看作类似于计算机的信息加工系统。作为信息加工系统，人与计算机在功能结构和过程上，确有许多类似之处。Newell和Simon 对此提出了迄今最为完整的说明。他们认为（Newell and Simon，1972;
Newell, 1981;Simon,1981）， 无论是有生命的（人）或人工的（计算机）信息加工系统都是操纵符号的。信息加工系统都以符号结构来标志其输入和输出[1]，而符号的输入和输出就是记忆中的贮存和提取。由此可知， 从计算机的诞生之日起，它就与记忆紧密联结在一起了，记忆始终是计算机智能活动的核心部分。
同样，记忆也是人心理活动的核心部分。因此人脑与电脑的比较从记忆入手应该是切中要害的。
80年代之后，研究者们提出了“多重记忆结构”这一术语[2]， 意指记忆的不同类别或组合，以及功能相互独立的过程所引发的性质不同的记忆效果。另外，为了区分传统记忆与新发现的记忆，根据它们各自相对独立的功能和性质，研究者们把前一种记忆命名为“外显记忆”，后一种命名为“内隐记忆”。外显记忆把记忆看作是人们对先前经验的有意识的外显恢复，其学习过程是通过检验有意识的假设来发现规则。而新发现的内隐记忆的特点则表现为：人们并不有意识地知道自己拥有这种记忆，它只是在对特定任务的操作上表现出来，其学习机制是自发地起作用的，不需任何有意识的智力来概括复杂的关系[3，4]。
当前，研究人类的内隐记忆逐渐成为记忆研究乃至认知心理学研究的前沿和热点。随着内隐记忆的提出，以及它所带来的对人类记忆功能的崭新认识，人们势必要重新认识人与计算机记忆的差异，这将有利于人工智能研究的进一步发展。
由于计算机的提取必须经过命令的键盘键入或鼠标点按等有意识环节，从这个角度上说它所拥有的是外显记忆应该毫无疑问。那么，以往模拟人脑编写的计算机程序中，或者说人工智能的活动中，是否也同有生命的人一样生而就有了内隐记忆？然而，目前有关人与计算机的内隐记忆的比较研究甚少。因此，本研究以计算机为研究对象，参照国内学者杨治良（1991）的实验，来初步比较人与计算机的内隐记忆以探讨计算机及其相关特点，尝试回答上述疑问。
2 方法
2.1 设计
为了探索人类内隐记忆的本质和特点，各种新方法层出不穷，研究者们注意到，使用无意识的学习机制发现的有意识思维更能检测微妙的和复杂的关系，而且，这种内隐学习过程是自动的和无意识的。国内学者杨治良[5]（1991 ）曾成功地运用信号检测论揭示了无意义字母串学习中内隐记忆的规律。实验采用双因素多水平设计。自变量之一为有、无回忆，用指导语区分出A、B两个系列。其中A 系列要求被试回忆字符串并提供反馈，而B系列未要求被试回忆字符串。 自变量之二是信号与噪声的比例大小。信号是指由9个字母组成的无意义字符串的4、5、6位置上为“SCT”，反之则为噪声。实验按A、B 两组材料系列中所含信号的比例不同，将被试分成六个组。结果表明：各组被试学习效果差异显著，含信号比例高的学习材料的启动效应明显，证明了存在着一个独立的内隐记忆过程。另外，该实验还发现，在内隐记忆过程中，被试情绪稳定，有别于外显记忆过程。
在杨治良的实验中，共有两个自变量：其一为A、B两个系列，其二为学习时信号的出现情况与检测时击中标准的拟合程度（即原文表中的“频率比值”）。后者的作用乃是所谓“内隐记忆效果”，而前者的作用则被认为是“回忆效应”。
在本研究中，由于研究目的及程序本身的限定，不必再对回忆效应加以分离，故而事实上仅设定一个自变量，即信号出现的概率。实验程序使用Visual Basic6.0编制，在PⅡ－350计算机上运行通过。
2.2 材料
共5组，每组由计算机随机生成有信号与无信号的字串各150个。
2.3 程序
2.3.1 学习阶段
计算机按照随机次序分组读入以上材料，同时对每一个字符串配上系列A或系列B的标记。具体安排见下表。
表1 各组实验安排情况
A系列中B系列中 实验
组别 频率比值*
有信号的比例 有信号的比例 取何者为击中
11.0 0.0A1.0
20.8 0.2A0.8
30.6 0.4A0.6
40.4 0.6B0.6
50.2 0.8B0.8
*频率比值＝A或B系列中含信号高频者的信号数量／（A系列信号数量+B系列信号数量）＝A或B系列中有信号比例／（A系列中信号比例+B系列中信号比例）
2.3.2 测验阶段
分为两种处理。
首先，随机产生有信号与无信号的字符串各150个作为检测材料， 由计算机按照随机次序读入，并根据已学习的不同组的材料分组判断每一项检测材料是属于系列A还是属于系列B，并在显示器上输出，无法判断则输出“not sure”字样。
然后，随机产生有信号与无信号的字符串各75个，再从原先的每组学习材料中抽取A、B系列字串各75个，且信号频率比不变。由此分别组成各组的检测材料，由计算机按照随机次序分组读入，根据已学习的对应组材料试图判断每一项检测材料是属于系列A或属于系列B，并在显示器上输出，无法判断则输出“not sure”字样。
3 结果
3.1 对全新材料的检测结果
当采用的检测材料是计算机重新随机产生的300个字串时， 计算机的检测结果表明，计算机是以简单字母匹配的方式进行检测的，由于新生成的检测材料无法与原来的各组学习材料相匹配，因此除了个别字母具有随机效应外，计算机对各组新生成材料中的信号均不具备分辨力。具体结果见表2。
表2 全新材料的五组检测结果
判断为A的判断为B的无法判断的
百分比百分比 百分比
1
1 0
99
2
0
1.33 98.67
3 0.330 99.67
4
0 0
100
5
0 0
100
3.2 对混合材料的检测结果
第二次的检测材料中有50%是新生成的字串，计算机同样表现出无法判断；而对来自原有学习材料中各占25%的A、 B 系列字串则作出了100%的正确判断（见表3）。按照实验假设，如果计算机对信号的分辨能力（本实验以“按规律反应的百分比”表示）随学习时信号出现的频率比呈相同方向的变化，则说明计算机具备内隐记忆。图1 似乎表明了这种趋势。但将检测材料中A、B系列字串的具体分布情况与计算机的实际反应作比较（见表4）后，我们发现图1的这种拟合恰恰再一次表明了计算机100%正确的回忆效应， 而非对微妙规律无意识运用后表现出的对信号的分辨力。
表3 混合材料的五组检测结果
正确判断的百分
组别 无法判断的百分比
判断为A 判断为B
1 2525 50
2 2525 50
3 2526 49
4 2525 50
5 2527 47
表4 检测材料中A、B 系列字串的具体分布与计算机实际反应的比较
有信号的 A 系列字 无信号的B系列字
组别串占整个检测材料的 串占整个检测材料的
百分比 百分比
1 2525
2 2020
3 1515
4 1010
5
55
符合"按规律反应"* 计算机实际"按规律
组别的字串百分比
反应"的字串百分比
1 50 50
2 40 40
3 30 30
4 30 30
5 40 40
*1、2、3组见到信号反应A，否则为B；4、5组见到信号反应B， 否则为A
图1 计算机对检测字串的反应情况
4 讨论
4.1 计算机的记忆特点
在杨治良（1991）的实验中， 各组被试对信号的分辨力随学习时A、B系列中信号的频率比发生变化，显示出启动效应， 从而证实了内隐记忆过程的存在。本实验安排了两种检测处理，结果计算机的判断结果与学习时A、B系列中信号的频率比毫无因果关系，而是随检测处理的不同而不同，表现出100%正确的回忆效应， 其机械识记类似于查询电话号码本时的操作，只能在已有资料范围内给出正确答案，对新出现的信息无法作答。由此可知，计算机不具备上述实验条件下的内隐记忆，但其记忆却具有精确性和100%回忆效应的特点。
4.2 人的记忆特点
从表面上看，电脑可以记住外部输送给它的信息，通常这些信息存储在内存和硬盘中，而且可以被调用和读出。人脑则把感受的信息储存在大脑里，这些信息可以被回忆。简单类比，似乎电脑与人脑的外显记忆没有什么区别，但将本实验结果与杨治良的实验结果相比较，发现电脑与人脑虽同样表现出回忆效应，但人脑的回忆效应远不如电脑精确，故而人的知识常常是模糊的、近似的和粗略的。许多事实也证明了这一点。对此，人脑只有自愧不如。因为人脑绝不是单纯处理0和1的装置，它的记忆是经验块堆的建立、关联和组合。所以，人脑的外显记忆的优点是具有模糊识别和记忆修补能力，缺点是老的关联成分会因打散而消退，即产生遗忘。
在杨治良（1991）的实验中，发现了人有一种能够随信号频率比值的变化而变化的内隐记忆能力，这说明人具有更强的适应性，可以发现新问题和吸收新知识。这是计算机目前所不具备的。再结合本实验的结果，即计算机没有内隐记忆，我们可以更加确信内隐记忆是独立于外显记忆之外的客观存在。
4.3 计算机与人的类比
人与计算机的类比只涉及软件而不涉及硬件，这种类比本身就具有某种抽象性质。从这种类比来看人的心理，自然不能把握它的全部，而要舍弃一些方面或因素，如结构和操作的一些特点。这就是现在所看到的，认知心理学确实可以较好地说明认知过程或心理过程，而难于在整体上把握个性心理特征等，并在建立计算机模型时，总要撇开制约某一心理过程的若干因素[1]。
这是以往人们在进行计算机模拟时的思路，即撇开人们的个性心理部分计算机只是单纯地模拟人的心理过程尤其认知过程。
但是，单就记忆这一认知过程而言，计算机的模拟就不够严密和完整，它忽略了内隐记忆。人类的情感和智能都与我们大脑的记忆特性密切相关。电脑科技的高速发展并未导致它在智能化方面有什么大进展，其重要原因之一就是电脑的记忆方式一直停留在它的初始阶段。本实验仅将计算机与人的内隐记忆作了粗略的比较，而电脑是由硬件和软件共同组成的，且其功能极大地依赖于先进的软件，因此如果能进一步得出人的内隐记忆模型，并使其服务于计算机的记忆模式，相信势必会导致计算机在智能化方面的一个重大突破。故而，计算机与人的内隐记忆的比较研究将是积极而乐观的。对此，人和计算机内隐记忆的进一步比较将是极为必要的。
5 结论
总之，通过本研究，我们发现，在本实验条件下计算机没有内隐记忆，而只有100%正确的回忆效应。由此可知， 内隐记忆是独立于外显记忆之外的人类特有的一种记忆。如果将来在计算机的软件开发中充分重视和引入内隐记忆的话，那么人工智能方面的突破将指日可待！