通往專家心智之路(2/3)

通往專家心智之路(2/3)

撰文/Philip E. Ross|譯者/黃榮棋
轉載自《科學人》2006年9月第55期

窺探專家的記憶方式

1960年代,美國卡內基美倫大學的賽門(Herbert A. Simon)與蔡斯(William Chase)想從記憶能力的局限,來探討專家的記憶。他們延續德葛魯特的工作,要求不同等級的選手,憑記憶排設出人工設計的各種棋局,也就是棋子隨機分佈在棋盤上的棋局,而非經典棋賽的棋局(見53頁的〈西洋棋大師的記憶奧秘〉)。結果顯示,面對棋子隨機分佈、而非真正棋賽的棋局時,選手的棋技與記憶正確性之間的相關性就降低很多。

因此,棋局的記憶能力比想像的更專一,它不僅專屬於西洋棋而已,還必須是典型的棋局。這些研究結果支持了先前就確證的結論:某個領域的能力不能轉用到另一個領域。一個世紀前,美國心理學家桑戴克(Edward Thorndike)最先提及這種能力無法轉移的觀點。舉例來說,他的研究就指出,學習拉丁文並不能增進英文的能力;幾何的證明也無法教導我們在日常生活使用邏輯。

賽門利用稱為意元集組(chunk)這種含有意義的樣式,建立一個模型,來解釋何以大師無法重建人工隨機棋局。他用這個觀念來說明大師如何運用似乎超越工作記憶所能負荷的大量儲存的資訊。美國普林斯頓大學的心理學家米勒(George Miller),在1956年發表了一篇著名的論文〈神奇數字7加減2〉,估計了工作記憶(心智的便條紙)的極限。米勒指出,人們一次只能思考5~9個項目。賽門認為,一旦將資訊分級組裝成意元集組之後,大師就可以克服這個極限。因為透過這個方法,大師就可以處理5~9個集組,而非同樣數目的小細節。

以「Mary had a little lamb」這句話為例,其中包含的資訊意元集組數目,會因不同人對詩與英文的理解程度不同,而有所差異。對大多數以英語為母語的人而言,這句話包含在一首耳熟能詳的詩中,後者是一個大得多的集組。但對了解英文卻不知道這首詩的人而言,這句話是個單一且獨立的集組。而對記得這些字卻不知其義的人而言,這句話有五個集組;對只知道字母卻不認識這些字的人而言,這句話則有18個集組。

同樣的差異,也可以在西洋棋新手與特級大師身上看到。對初學者來說,棋盤上有著20顆棋子的棋局,所包含的資訊可能不只20個集組,因為棋子可以排設成許多種不同的組合。但特級大師可能會將棋局的一部份看成「主教在王側騎士之前、王短移位」(見右圖),以及「中央壅塞的古印度式防禦」,因而將整盤棋局壓縮成五、六個集組。賽門測量一個新集組變成記憶所需要的時間,以及一個人達到特級大師的程度,需要花多少時間研究棋局。他估計,一般大師可以掌握約略5~10萬個西洋棋資訊集組。特級大師可以單看一眼棋局,就從記憶提取出集組,就像大多數以英語為母語的人一樣,可以只聽到「Mary had a little lamb」前面幾個字,就可以背出整首詩一樣。

即便如此,意元集組理論還是有缺陷,無法完全解釋記憶的某些面向,像是專家即使注意力受到干擾(記憶研究的慣用伎倆),依然能夠完成任務。美國弗羅里達州立大學的艾瑞克森(K. Anders Ericsson)與查尼斯認為,勢必還有其他的機制讓專家能夠利用到長期記憶,就好像是便條紙一樣。艾瑞克森說:「棋技高超的選手在下盲棋時,幾乎能不損其棋技。光是這種情況,就讓意元集組理論無法解釋,因為你必須知道棋子的位置,然後你還必須在記憶裡探索。」這類運作,需要交換儲存的意元集組,起碼從某些角度來說,可以把它看成是倒背「Mary had a little lamb」。我們可以做得到,但不會太容易,而且一定會出現許多次錯誤。但特級大師在快速盲棋比賽中展現的精湛棋藝,常會讓人訝異不已。

艾瑞克森也參考了其他人的研究,指出醫師顯然會將資訊貯存在長期記憶之中,然後提取出來幫助診斷病情。他指出,最平常的例子也許就是閱讀了。1995年,他與美國科羅拉多大學的金取(Walter Kintsch)在一項研究中發現,閱讀能力極佳的讀者被打斷時,幾乎可以毫不遲疑地繼續閱讀下去,最終也只斷掉幾秒鐘。為了解釋這項發現,研究人員求助於長期工作記憶(long-term working memory)這個構造。這幾乎是個自我矛盾的用語,因為這個詞語將長期記憶與思考放在一起。一直以來,思考與長期記憶都界定成不可並存的。不過,2001年德國康士坦茲大學所做的腦造影研究卻支持這項理論,這項研究指出,棋技高超的選手使用長期記憶的機會,要比新手高出許多(見左圖)。

英國倫敦布魯內爾大學的哥貝特(Fernand Gobet),在1990年代末期與賽門合作,提出了一項相抗衡的理論。在這個理論中,他們將非常特殊的極大型樣式(約由10幾個棋子組成)這種概念,納入意元集組,使得意元集組的概念加以延伸,成為他們所稱的模板(template),模板上會有許多插槽,讓大師用來安插士兵或主教,產生各種變化。例如可能會有一個模板專門用來代表「尼姆佐印度式開局(Nimzo-Indian Defense)的皇后孤兵」的觀念,大師可以在改變其中一個插槽後,重新加以分類成同樣的棋局「沒有了走黑格的主教」。回到那首詩的比較,就有點像是維持「Mary had a little lamb」的即興重複片段,但將某些插槽的元件以音韻相當的字彙置換,像是「Mary」改成「Larry」或「school」改成「pool」等。任何知道原始模板的人,都應該能立即記住改變過的模板。(待續)

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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