一个尚待确认的科学结论——对短时记忆存贮库容量的甄别及再论证，本文主要内容关键词为：库容论文,尚待论文,结论论文,记忆论文,科学论文，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。
提要 短时记忆存贮库的容量参数，直接涉及有关研究所作结论的科学价值，可靠性问题。目前（至少国内如此）各种文献资料和心理学教科书中，一直沿用着乔治·米勒(Muller 1956)的5～9个组块的结论；而赫伯特·A·西蒙(Herbrt.A.Simon1969)却提出了4个组块的结论。本文对后一结论，采用多学科的事实和其体例证，进行了再论证，肯定并证实了短时记忆存贮库真实容量4个组块的结论，是具有独创性的、唯一科学的结论。因此，笔者吁请学术界、科技界应予确认。
关键词 短时记忆 组块 科学结论
记忆对于人的认识活动和思维活动极端重要。历史上虽曾有哲学家、心理学家就此作出过许多篇章的论述，可是，从已有的理论状况来看，还远不够充分、深入，迄今仍是一个相当薄弱的环节。而现代科学迅疾发展的情势，则迫切要求加强、拓展这方面的研究。
现代不少心理学家将人的记忆系统分为感觉记忆（亦称瞬时记忆）、短时记忆、长时记忆三种类型的记忆，这是比较科学的分类方法。
但其中，尤其对于短时记忆存贮库的容量问题，至今未能取得一致的看法。因而，严重地影响着记忆、思维科学的发展及其与人工智能的结合，推动现代科学（包括技术）理论整体化的进程。
短时记忆存贮库的容量，系指这种记忆方式的记忆存贮的信息量的基本单位——“组块(chunk)”的存贮数量。组块的概念含义，可表述为：一个字母、或一个单词、或一个句子，分别将它们的组成部分作为彼此独立的单元加以对待时，它们就是一个组块；其它各种视觉刺激物在上述规定条件下，同样可视为组块。
然而，短时记忆存贮库的容量参数，换言之，该记忆一次所能存贮的信息量，究竟是多少个组块，对此诸家意见歧异不一，这在记忆系统理论中却是一个重大问题。
辟如，国内新近的一种意见认为：“短时记忆的编码方式或可称之为组块，短时记忆的容量是7±2个组块……。”[1]显然，这个容量数字还是言之有据的——乔治·米勒在同类课题的研究中早先已表示了相同的见解，他以为短时记忆存贮库的容量参数是“神奇的数字七，加上或者减去二。”[2]
相似的看法还有，根据一些著名的心理学实验取得的数据，估计，快速存取的短时记忆库一次只能存贮7个组块、5个组块、2个组块……；这之中，还观察到，当受试者将刺激物重新编码成少量的块，再送人短时记忆的时候，如果让受试者自己组块，他们往往偏好三、四个字母的块。这是R·S·麦克莱恩和L·W·格雷格在实验过程中发现的一个十分有趣而值得注意和思考的现象。
由于各持己见，莫衷一是，使得任何一种容量参数均无法确定为短时记忆的真实容量。于是这个棘手的问题成了悬案。在通过跨学科综合比较后，我们发现，对短时记忆存贮库的容量问题做过全面深透研究的美国学者赫伯特·A·西蒙于1969年发表的意义超群的结论。他说：“无可否认的证据表明，人类信息处理系统基本上是序贯运行的。表现在一次只能处理几个符号；正是被处理的符号必须存放在特别的、容量有限的记忆结构中；该记忆结构的内容可迅速变化。受试人采用高效策略的能力方面受到的最大限制，源于短时记忆结构的储存能力太小（四块），源于将一块信息从短时记忆转移到长时记忆所需时间相对来说较长（五秒）。”[3]（着重点系引者所加）。我特别将这段文字摘引出来，就是因为这一容量参数结论，即短时记忆存贮库的真实容量为4个组块，对本课题来说，我认为是一个不可混淆于其它参数、非同一般的、富有独创性的见解。
在支持成立这个观点的若干材料里面，我们仅选三个非常令人信服的重要资料。
例证一：美国数学家T·丹齐克在他的《数科学的语言》论著里指出，人类在进化到蒙昧时期，就已经具有了一种才能，这种才能被称为数觉。不过，这种数觉只有人类和仅限于极少数动物种类（如鸟类、蜂类）；而人类的数觉阈限的最大值是数4，不仅原始人类如此，而且，“根据精密安排的实验结果，也不能不下结论说，普通文明人的直接视觉数觉，很少超过四……。”[4]诚然，短时记忆的一个显著表征即视觉特性，故而这里谈的直接视觉数觉，自然理应属于感觉记忆——短时记忆——长时记忆系统分类法理论范畴，也是思维科学研究的对象之一。
例证二：法国社会学家列维—布留尔写的《原始思维》一书（主要是第五章），对数觉问题也做了精彩的论述。他从原始思维与计数关系的角度出发，以大量真实可靠的史料为据，周密地考察了原始人类数觉活动的起源，数互渗集体表象第一系列数的文化、数的哲学、数的思维以及数的心理学；尤其突出地探讨了直接视觉的数4现象，并再三强调和肯定数4是人类先于一切有关识数、计数，认知——思维活动，与生俱来的、原初存在的一种特殊的数感觉。
有必要指出，以直接实在为感知对象的数觉最大阈限——数4，对于目前正在讨论的课题来说，它的最重要的特性，就在于它是无序的；而赫伯特·A·西蒙讲的“序贯运行”则是有序的（即序列的）。鉴于此，短时记忆存贮的组块量4这个数，毫无疑问实在地具有这样的双重性质。并且这里潜藏着感觉记忆与短时记忆二者的转化、交叉及其相互临界、区划，这些记忆活动生理、心理因素的并存事实以及对于信息的反映控制过程，而现在，尽管人们对这些问题的认识还较为模糊，但却是一个不可模糊的复合系统。
例证三：如前所述，若让受试者自己组块，他们总是偏爱挑选三、四个字母来组块，其根源便系直接视觉数觉关涉的机体组织结构所起直觉作用的客观反映。可见，短时记忆存贮库一次存贮信息量4个组块与数觉阈限——数4的、记忆系统内的部分关系，显然有互证作用，且系其展示人类形象思维与抽象思维转换过程的历史性发生的交点及其鲜明生动的显现。
其实，直到今天才被认识清楚的短时记忆容量4个组块，作为人类富有视觉特征的记忆——思维活动，在历史上早就引起许多学者的关注；无论是社会科学亦或是自然科学的某些领域学科，都曾经给予过相当的重视，并进行了长时期的探求。只不过，这些若干努力，同样地大多处于零星分散的状态；正因为如此，于是乎这个问题成了一个长久解不开的谜。现在看来，之所以有那么多学者以极大的兴趣研究它，不足为怪，因为它确实是含蕴着深刻的科学涵义的具有多元价值的课题。
事实表明：短时记忆库的真实容量——4个组块，直接视觉数觉的最大阈限——数4，二者的紧密联结，它们在性质、功用、系统构成等方面完全一致，绝非偶然，相互间无可分割的内在联系由历史真实和现实经验连续贯通，并经过科学实验的验证和符合逻辑的推理，最终被证实了的。基于上述论证，因而有理由认定：短时记忆存贮库的实际存贮量一次为4个组块，是一个不容置疑的科学结论。退一步讲，起码是一个尚待确认的科学结论。
至于与该结论持有歧义的观点，具有代表性的是——“短时存贮器中能同时存贮的组块数量不超过5～9个，这又是一个硬性的限制”[5]该观点来源于蔡斯和西蒙合作的以棋子为媒介的一项实验。受试人：初学者、棋手、棋师，他们对放有24个棋子的棋盘观看5秒钟后，重新摆对原棋局的棋子，分别为约18%、约34%、约62%，显而易见，这一实验结果与4个组块的结论不符。为何会出现这种情况，首先应当注意到，受试者三人他们关于棋局的信息是以棋子之间的关系的形式储存着，这些数据强烈地使人感到，他们的成绩，以对棋子关系“熟悉”程度的差异而逐次递增，由此不难判断，试验过程中，棋手、棋师非常可能做到（在短时记忆和长时记忆中）预先已经储存足够的关于棋子间关系的信息（假使每一关系是一熟悉组块）。以上分析足以说明，这项实验在很大程度上超出了求得短时记忆真实贮量必须具备的严格限制条件。同时，对于实验结果他们也表示承认短时记忆能力（储量）是有限的。
再一点，受试者上述成绩差别，并非是由他们的不同组块能力所致。而是受试者有意无意地采用了诸如对称图型读法、心计组合法、计数术等一些所谓高效策略。对此可作佐证而又值得重视的事例是：A·格鲁特关于国际象棋棋局理解的著名实验。这项实验前段除做蔡斯和西蒙（前文已介绍）那部分外，后段继续做了与前段进行比较的实验，即给棋手、棋师看棋子乱摆（但棋子数相同）的其他棋盘，他们照样摆出来的能力不比初学者重布实际比赛棋局（即蔡斯、西蒙的实验）的能力更强，而后者重布此棋盘的成绩与重布实际棋局的成绩一样好（或一样糟）。这就更进一步地证实，受试者的成绩差别与他们的组块能力无关，那么，认为短时记忆贮量一次存贮5～9个组块是个硬性限制的意见因此而动摇、受到怀疑。相反，倒是取决于实际技术处理及对实验结果的判断是否合理、恰当。无可否认，蜚声国际学坛的赫伯特·A·西蒙在这方面做了出色的工作，取得了令人惊喜的成功。
在充分肯定赫伯特·A·西蒙的确定性结论的同时，也不应忽略结论面临着无可避免的，还有待于作进一步探究、继续验证的努力。当然，不只是西蒙，米勒的见解也同样需要克服以下的困难——问题的核心是：相应于“块”的生理结构及其组织机制究竟是怎样的性质、状态？对此，目前还未找到揭示这些复杂问题的钥匙，不过，这是暂时性的，相信未来的生理科学和脑科学定然能够作出圆满解答。
然而很有说服力的事实，使我们清楚地看到并不因此而妨碍这一科学原理在人工智能领域的广泛应用。在许多相关事件中我们仅选一例：我国江西电子计算厂主任工程师万仁芳同志发明了“前三未一”微机汉字输入技术，取汉字书写顺序前三笔和最后一笔，作为笔形结构进行编码，操作起来易学、快速、准确；1986年被评为国家A级优秀方案。[6]该技术强有力地显示了短时记忆库一次存贮4个组块及感觉记忆阈限容量的知识形态的理论原理，一旦与科学技术结合，特别被智能技术运用，进而转化为技术成果，其显著的优越性无可争议。如果这一严密的记忆——思维系统的科学理论思想，大家都明确起来，将会使学术界、科技界带来多方面的效益。
可是，现在这方面的研究，基本上停留在短时记忆各种参数纠缠不清、“理还乱”以及理论与实践相分离的状况之中。尤其是当短时记忆库容量已有更精确的新结论产生，而我们的主要学术观点（占统治地位）却仍满足、沿袭陈旧的东西，这不能不说是我国科学理论研究的一种滞后和保守的倾向。笔者做这项工作的目的，即针对此种徘徊于“多参数误区”的局面，而对赫伯特·A·西蒙的科学结论加以甄别和再论证的。
综上所述，用唯物辩证法的观点来考察记忆——思维系统理论中的这个至关重要的问题，自然应该作出理性的抉择和审慎的判断：短时记忆存贮库容量一次存贮4个组块，是唯一科学的结论。这个结论的意义表明它是科学革命进步的标志，也是该理论系统建构过程中，显现真理相对性的科学理论价值（历史——现实，科学——技术，多重复合要素）对其自身真实性、有效性的一次确证。
注释：
①《论记忆》·《自然辩证法通讯》，1991年第1期，P.1
②赫伯特·A·西蒙：《人工科学》，商务印书馆，1987年版，P.71
③赫伯特·A·西蒙：《人工科学》，商务印书馆，1987年版，P.85
④T·KD丹齐克：《数科学的语言》，商务印书馆，1985年版，P.3
⑤《论记忆》·《自然辩证法通讯》，1991年第1期，P.2
⑥《光明日报》，1991年11月15日，第二版，“汉字输入又添一秀”。