第三节 中枢能量理论

一、双作业操作

在日常生活中可以见到，人们能顺利地同时进行两种活动，如一面看书，一面听音乐；或者一面骑自行车，一面与人谈话。但是，如果让售货员一面与顾客交谈，一面计算货款；或者让汽车司机在观察前方的同时，从镜中观察后方，那么他们就会感到很大困难。这些情况表明，同时进行两种活动的情况如何，依赖于两种作业是否相似、作业本身的难易程度以及个人的技能等因素。前面提到，有关知觉选择模型和反应选择模型的实验，几乎都是同时进行性质相同的两个听觉作业。如果进行两种不同的作业，或者进行两个感觉道的作业，那么情况又将如何呢？Allport等（1972）发现，让被试追随听觉呈现的散文材料，同时识记听觉呈现的另外一些字词，被试能识别和回忆这些字词的数量是很小的，就像前面提到的那些实验一样。但是，如果将听觉呈现的字词改为视觉呈现，虽然同时仍有这种听觉追随作业，可是能回忆出来的字词数量就大得多。更使人惊奇的是，在进行这种听觉追随作业的同时，给被试看一些图片，这些图片的正确再现率可高达90%。他们还发现，一些钢琴家可以看谱弹奏，并可同时追随听到的话语。Shaffer（1975）也在实验中确定，熟练的打字员可以一面看稿打字，一面追随听到的话语。从这些实验结果来看，在进行两种不同感觉道的作业时，未受到注意的输入通道的信息所能得到的高级分析要比原先想象的更多。即使是在同一感觉道内进行两种性质相同的作业，也会由于作业的难易程度不同而出现不同的结果。Sullivan（1976）在带有追随程序的双听实验中，给被试的追随耳呈现难度不同的语文材料，让他从非追随耳中觉察所呈现的靶子词。结果发现，当被试追随较容易的材料时，他从非追随耳中觉察出的靶子词多于追随较难材料时的。还应指出，在双听实验中，被试从非追随耳中觉察出靶子的数量还依赖于他们自身的特点。Underwood（1974）发现，当要求被试既从追随耳又从非追随耳中觉察靶子词时，没有经验的生手只能从非追随耳中觉察出8%的靶子，而训练有素的专家像前面提到的心理学家Moray，则能在非追随耳中觉察出67%的靶子，两者的差别是巨大的。从有关的实验报告来看，前面提到的许多双听实验大多是以没有经验的人做被试的，这一点也应加以重视。对于这些不同于以前的双听实验的结果，无论是知觉选择模型还是反应选择模型，目前都还不能提出圆满的解释。这些结果所提出的问题需要从更广阔的范围来加以考察。

二、中枢能量及其分配

知觉选择模型和反应选择模型都与认知系统加工能力有限相联系。从信息加工观点来看，这是无可争议的。在第一章里就已提到，信息加工观点承认人和计算机的加工能力有限，而这主要是指中枢加工器，即中枢能量是有限的。但是，在这两个注意模型里，中枢加工能力或中枢能量有限只是作为它们的出发点，并没有用来具体说明注意的机制，没有成为解释原则。一些心理学家看到这一点并力图更多地应用中枢能量来说明注意。具体地说，他们并不设想一个瓶颈结构，即存在于某个位置的过滤器，而是将注意看作人能用于执行任务的数量有限的能量或资源，用这种能量或资源的分配来解释注意。这种理论可称作中枢能量理论。

Kahneman（1973）提出的能量分配模型较好地体现中枢能量理论。他认为人可得到的资源和唤醒（Arousal）是连在一起的，其数量也可因情绪、药物等因素的作用而发生变化。决定注意的关键是所谓的资源分配方案，它本身又受到几个因素的制约：受制于唤醒因素的可能的能量、当时的意愿和对完成任务所需能量的评价。当然，个人的长期倾向也起作用。在这几个因素的作用下，所实现的分配方案体现出注意选择。这个模型可见于图3-5。依照Kahneman的看法，个人的长期倾向反映不随意注意的作用，即将能量分配给新异刺激、突然动起来的东西和自己的名字等；当时的意愿体现任务的要求和目的等；对完成任务所需能量的评价是一个重要的因素，它不仅影响可得到的能量，使其增多或减少，而且极大地影响分配方案。从这个模型来看，只要不超过可得到的能量，人就能同时接收两个或多个输入，或者进行两种或多种活动，否则就会发生相互干扰，甚至只能进行一种活动。应当指出，这个模型非常明确地将不随意注意包括进来，而且Kahneman还认为存在某些自动加工，这些都对说明注意是有意义的。

图3-5 Kahneman的能量分配模型

遵循能量或资源分配的观点，Norman和Bobrow（1975）还进一步区分两类过程：资源限制过程（Resource-Limited Process）和材料限制过程（Data-Limited Process）。所谓资源限制过程是指其作业受到所分配的资源的限制，一旦得到较多的资源，这种过程便能顺利地进行。而材料限制过程是指其作业受到任务的低劣质量或不适宜的记忆信息的限制，因而即使分配到较多的资源也不能改善其作业水平。例如，在强噪音的背景上，觉察一个特定的声音，如果该特定的声音过弱，那么即使分配较多的资源，也是难以觉察的。对于两个同时进行的作业来说，其作业水平如何，需视过程的性质而定，如果它们对资源的总需求超过中枢能量，就将发生干扰。照Norman和Bobrow（1975）看来，这时的两个作业水平受互补原则（Principle of Complementarity）所决定，即一个作业应用的资源增加多少就会使另一个作业可得到的资源作相应数量的减少。

从以上所说的资源分配的观点来看，无论是支持知觉选择模型的实验还是支持反应选择模型的实验，都可以得到统一的解释。在应用追随程序的双听实验中，需要对追随耳的项目进行复述，因而占用了大量的资源，剩下给非追随耳的只有少量的资源。如果这时非追随耳面临的是需要较多资源的作业，那么非追随耳由于没有足够的资源，其作业水平就会低于追随耳；如果这时非追随耳面临的是只需较少的资源便可执行的作业，那么非追随耳的作业水平就不会低于追随耳。同样，如果两耳面临相同性质的作业，而且得到数量相近的资源，那么两耳的作业水平也会相近。这样既可克服知觉选择模型和反应选择模型的对立，又可较圆满地解释前面提到的一些实验结果。例如，两个不同输入通道的同时作业、追随耳的材料难易和被试的经验对非追随耳作业水平的影响均可从资源分配的不同情况得到说明。

中枢能量理论也得到一些比较直接有关的实验结果的支持。Johnson和Heinz（1979）在双听实验中给被试的双耳呈现靶子词和非靶子词，要求被试追随靶子词（不固定在某一只耳朵中出现）。靶子词和非靶子词的呈现有两种情况：一种是它们都由同一个男性声音读出（称作低感觉可辨度），另一种是靶子词由男性声音读出，非靶子词由女性声音读出（称作高感觉可辨度）。非靶子词也分两种：一种是与靶子词同属某个范畴（称作低语义可辨度），另一种是与靶子词分属不同的范畴（称作高语义可辨度）。被试在实验中的任务只是复述他听到的靶子词，但实验完毕后要求被试回忆所呈现的非靶子词。非靶子词的回忆结果见表3-1。从表中可以见到，不管语义可辨度的高低，非靶子词回忆的数量，在低感觉可辨度下的多于高感觉可辨度下的。这是因为在低感觉可辨度下需要进行更深的加工，应用更多的资源，故而非靶子词回忆的数量也较多。Johnson和Heinz依据这些实验结果，甚至提出注意选择的多部位说（Multiple-Loci Theory），即认为注意选择可基于感觉信息在加工过程的早期阶段实现，而依赖较深的语义加工的选择则在后期阶段实现。从这里也可以见到，依照资源分配的观点，即使承认注意选择发生在加工过程的某个阶段上，那也比知觉选择模型和反应选择模型显得更为灵活。照我们看来，这个多部位说实际上还是涉及资源分配的问题，而不是设想某种瓶颈结构。

表3-1 非靶子词回忆的数量（平均数）^*

Johnson和Wilson（1980）的实验结果也很富有兴味。他们在实验中，给被试的双耳同时呈现各一个字词，被试的任务是觉察事先规定的某个范畴的字词（靶子词）。所用的靶子词是双义词，即至少具有两个不同的意义。例如，事先规定的范畴为“衣着”，“Sock”就是双义的靶子词（短袜、痛击）。在给一耳呈现靶子词时，同时给另一耳呈现非靶子词。非靶子词分为3种：（1）偏向双义词的适宜意义的字词如“臭的”，因为事先规定的范畴为“衣着”，故Sock的适宜意义为“短袜”；（2）偏向双义词的不适宜意义的字词如“打击”；（3）中性的字词如“星期二”。靶子词的呈现方式有两种：一种是靶子词不固定呈现给哪一只耳朵，被试事先也不知道靶子词将来自哪只耳朵（分配性注意）；另一种是靶子词只呈现给左耳，被试事先知道这一点（集中性注意）。有关的实验结果见图3-6。这些实验结果表明，在分配性注意下，适宜的非靶子词有利于靶子词的觉察，而不适宜的非靶子词则有损于靶子词的觉察；但是，在集中性注意下，非靶子词的类型对靶子词的觉察不起作用。这就意味着，在前一种情况下，非靶子词得到语义加工，应用的资源较多；而在后一种情况下，非靶子词没有得到语义加工，应用的资源较少（非追随耳），接收靶子词的追随耳应用较多的资源，从而导致靶子词的觉察率在集中性注意时高于分配性注意。这些结果都是实验条件引起的不同的资源分配所造成的。

如果将上述Johnson和Wilson的实验与第二节中提到的Shiffrin等（1974）的实验加以比较，就可以发现，虽然这两个实验都是研究集中性注意和分配性注意时的靶子觉察，但得到的结果并不一致。Shiffrin等得到的结果是，在白噪音的背景上觉察一个特定的辅音，集中性注意与分配性注意没有差别。这两个实验的结果之所以不一致，可从Norman和Bobrow（1975）对两种性质的作业区分得到解释。Shiffrin等所应用的实验作业可说是材料限制作业，不是增加资源就能改善的，因此集中性注意和分配性注意不会导致不同的作业水平。Johnson和Wilson所应用的实验作业是资源限制作业，其作业水平依赖于所得到的资源数量，所以集中性注意和分配性注意由于分配的资源不等而导致不同的结果。显然，这些不同的实验结果都可以纳入上述Kahneman提出的注意模型。

图3-6 非靶子词的类型对靶子词觉察的影响
（引自Johnson ＆ Wilson，1980）

从前面的叙述可以看出，中枢能量理论可较好地解释同时进行两个作业所产生的各种复杂情况，并在一定程度上克服知觉选择模型和反应选择模型的对立。它的做法是以资源分配来取代设在信息加工过程某个阶段上的过滤装置或选择机制。这种做法给中枢能量理论带来不少优点，然而似乎也带来一定的弱点。中枢能量理论所主张的资源分配是着眼于过程的整体的，但没有深入到过程的内部。而知觉选择模型和反应选择模型却是着眼于过程内部的加工阶段的。几个作业或几个输入通道间的资源分配不能不涉及过程内部的各加工阶段的特点。尽管中枢能量理论能在某种程度上克服知觉选择模型和反应选择模型的对立，但却不能抹掉知觉选择和反应选择的可能性。似乎可以将这些模型结合起来。这样就可以设想，注意的选择在总体上是受资源分配所决定的，但它在信息加工过程中是如何实现的及在哪一个阶段实现的，却要依赖于其内外许多因素，如信息加工系统的功能状态、作业类型和当前的情境等。这种设想应当进一步具体化并得到实验验证。