第一节 过滤器模型和衰减模型

一、过滤器模型

过滤器模型（Filter Model）是英国著名心理学家Broadbent于1958年提出的一个较早的注意模型。它对后来的注意研究产生很大的影响，并且对信息加工观点在心理学中的贯彻，起过积极作用。Broadbent认为，来自外界的信息是大量的，但人的神经系统高级中枢的加工能力极其有限，于是出现瓶颈。为了避免系统超载，需要过滤器加以调节，选择一些信息进入高级分析阶段，而其余信息可能暂存于某种记忆之中，然后迅速衰退。通过过滤器的信息受到进一步的加工而被识别和存贮。这种过滤器类似波段开关，可以接通一个通道，使该通道的信息通过，而其余的通道则被阻断，信息不能通过。这种过滤器的作用体现出注意的功能，因此这种理论被称作注意的过滤器模型，参看图3-1。图中的输入通道可以是不同的感觉器官或成对的感觉器官的两个部分（如左耳和右耳），或不同方位的声音等等。输入通道的数量较多，而过滤器至高级分析水平的通道只有一条，体现出过滤器的选择作用。这个模型后来被Welford（1959）称为单通道模型。在这个模型中，过滤器的选择作用并不是随机的，而是有一定的制约的。新异的刺激、较强的刺激、具有生物意义的刺激等易于通过过滤器，受到人的注意。后来Broadbent则强调人的期待的作用，凡为人所期待的信息容易受到注意。

图3-1 Broadbent过滤器模型

Broadbent的过滤器模型有一定的实验依据。他应用双听技术给被试的两耳同时呈现一定的刺激，例如：

呈现的速度为1秒钟两个数字，然后让被试再现。他发现被试可应用两种再现方式：（1）以耳朵为单位分别再现左右耳所接收的信息，如493，627；（2）按双耳同时接收信息的顺序成对地再现，如4—6；9—2；3—7（举例而言，也可有其他的配对）。以第一种方式再现的，其正确率为65%，以第二种方式再现的，其正确率仅为20%。如果事先不对被试规定再现方式，则多数被试采用第一种方式。照Broadbent看来，每只耳朵都是一个通道，该通道的信息是单独贮存的，过滤器允许每个通道的信息单独通过，所以在应用以耳朵为单位的再现方式时，被试可注意每只耳朵的全部项目，只需要从左耳转到右耳或从右耳转到左耳，即只需要转换一次，因而再现的效果好，而应用双耳刺激成对再现的方式，则至少需要在双耳之间作3次转换，被试不能注意每只耳朵的全部项目，一些信息迅速丧失，故而再现的效果差。

Cherry（1953）应用追随程序（Shadowing Procedure）所做的双听实验也支持过滤器模型。所谓追随程序是指在实验中，同时给被试的双耳以刺激时，要被试复述事先规定的那只耳朵所听到的项目，利用复述使被试尽可能地只注意一只耳朵的信息（追随耳），而不注意另一只耳朵的信息（非追随耳）。实验结果表明，被试能很好地再现追随耳的项目，但对非追随耳的项目则不能报告出任何东西；甚至当非追随耳的刺激从法文改为德文、英文或拉丁文，被试也觉察不到这种变化，即使把录制语文材料的磁带倒过来放，他们也不知道；不过对非追随耳的刺激的一些物理特征，被试还是能够觉察的，他们能报告语音的变化以及男声换为女声等。Moray（1959）也发现，将一个刺激重复呈现给非追随耳多达35次，被试也不能识别和再现；但是，如果将被试自己的名字呈现给他的非追随耳，他是能够识别的。这个现象在日常生活中也可以观察到，例如在鸡尾酒会上，当你专注于和某人谈话时，你对周围的人们交谈是不能识别的，但你对偶然传来的你的名字是能觉察和识别的。这个现象称作鸡尾酒会效应。

过滤器模型得到不少双听实验结果的支持，但也有一些实验结果与Broadbent的实验和理论不相吻合。牛津大学的两名大学生Gray和Wedderburn（1960）发现，如果在双听实验中安排一些有意义的材料，例如：

那么被试并不像在前述Broadbent的实验中那样，多按耳朵为单位再现，而是多按意义再现，即从两只耳朵分别接收的音节组成词（Objective），或从单词组成一个短语（Dear aunt Jane）。这个实验结果提示，过滤器允许不止一个通道的信息通过。对于这个结果，Solso（1979）等人认为，这种应用有意义材料的实验极易引起注意迅速转移，不同于一般的实验，所以不能否定Broadbent的模型。Treisman（1960）利用追随程序进行了更严格的实验。她给被试双耳同时呈现如下的材料：

右耳（追随耳）：There is a house understand the word

左耳（非追随耳）：Knowledge of on a hill

被试的再现多为“There is a house on a hill”，而且声称这是从一只耳朵听来的。这说明，当有意义的材料从追随耳转到非追随耳时，被试不顾实验者的规定而去追随意义，即转向另一只耳朵。这只有在过滤器允许两只耳朵的信息均能通过的情况下，才能实现，也就是说人可同时注意两个通道的刺激。其他类似的实验也得到同样的结果。这些实验结果尽管没有完全否定Broadbent的过滤器模型，但对这个模型的核心思想，即只存在一条通向高级分析水平的通道，提出了严重的疑问。应当指出，Broadbent本人也承认，如果刺激呈现慢，信息流动慢，是可以同时注意几个通道的。但是，就这个过滤器模型的实质来说，它是一种单通道的模型，因而也引起许多争论。

二、衰减模型

根据非追随耳的信息也可以得到高级分析的实验结果，Treisman（1960，1964）对上述过滤器模型加以改进，提出了衰减模型（Attenuation Model）。她认为过滤器并不是按“全或无”的方式来工作的，不是只允许一个通道（追随耳）的信息通过，而是既允许追随耳的信息通过，也允许非追随耳的信息通过，只是非追随耳的信号受到衰减，强度减弱了，但一些信息仍可得到高级加工。这种衰减模型可见图3-2。

图3-2 Treisman衰减模型

从图中可以看到，追随耳和非追随耳的信号都先通过初级的物理特征分析，然后也都能通过过滤器，只是非追随耳的信号经过过滤器时受到衰减，以虚线表示，而追随耳的信号则未受到衰减，仍以实线表示。那么受到衰减的非追随耳的信号又如何得到高级的分析而被识别的呢？Treisman将阈限概念引入高级分析水平。她比Broadbent更加重视高级分析水平本身的功能特征。她认为已经贮存的信息如字词（在图中以圆圈表示）在高级分析水平（意义分析）有不同的兴奋阈限。追随耳的信号通过过滤器时没有受到衰减，保持原来的强度，可以顺利地激活有关的字词，从而得到识别。非追随耳的信号由于受到衰减而强度减弱，常常不能激活相应的字词，因而不能得到识别，但是特别有意义的项目如自己的名字则有较低的阈值，可受到激活而被识别。在图3-2中，凡被识别的项目以实心圆表示。从图中可以看到，追随耳的信号可以激活较多的项目，非追随耳的信号激活自己的名字。影响记忆中各个项目阈限的因素有个性的倾向、项目的意义、熟悉的程度等。除这些长期作用的因素外，影响阈限变化的还有上下文、指示语等情境因素。因此，照Treisman看来，注意的选择不仅依赖刺激的特点，还依赖高级分析水平的状态。Treisman的实验发现，当给被试的追随耳呈现英文小说材料，而给非追随耳也呈现同一材料时，非追随耳的信息可以得到一定的识别，如给非追随耳呈现关于生物化学的材料时，则很难加以识别。这是因为追随耳的信号所激活的项目使非追随耳的相同的或相近的项目阈限降低了，而不同的材料则没有这种效应。在英法双语被试的实验中，如果给追随耳呈现英文小说，给另一耳呈现同一内容的法语材料，则法语差的被试只有2%的人知道两耳的材料内容，而法语好的被试有55%的人知道两耳的材料内容。这些实验结果支持Treisman的衰减模型和她引入的阈限概念。

Treisman的衰减模型不同于Broadbent的过滤器模型，主要在于将过滤器的“全或无”的工作方式改为衰减，从而将Broadbent的单通道模型改成双通道或多通道模型。应当说，这种变化还是很大的。衰减模型承认注意在通道间的分配，显得比过滤器模型更有弹性。但是，这两个模型有着基本的共同点。第一，这两个模型的根本出发点是共同的，即都认为高级分析水平的容量有限或通道容量有限，必须过滤器予以调节；第二，这种过滤器的位置在这两个模型中是相同的，都处于初级分析和高级的意义分析之间；第三，这种过滤器的作用又都是选择一部分信息进入高级的知觉分析水平，使之得到识别，注意选择都是知觉性质的。因此，在当前的认知心理学中，多倾向于将这两个模型合并，把两个名称联合起来，称之为Broadbent-Treisman过滤器-衰减模型，并且将它看作注意的知觉选择模型。这个模型在当前的心理学中有广泛的影响，许多心理学家对它持肯定的态度。还应当指出，对Treisman就过滤器模型所作出的改进，Broadbent（1971）本人也曾表示同意。