自动加工与控制加工
如果在同时进行的几项任务中,有些任务是自动加工(automatic processing)的,由于它们几乎不需要占用认知资源,这就可以使个体集中注意于其他任务,从而提高工作效率。而自动加工并不是天生的,是通过练习获得的。
斯特鲁普效应与自动加工
斯特鲁普(Stroop,1935)设计了一种任务,他向被试呈现一系列各种颜色(红、蓝、绿、棕、紫)的长方形色块和有关颜色的单词(red,blue,green,brown,purple),这些单词的打印颜色与它们的语义所指的颜色是相互冲突的,例如用绿色墨水打印表示红色的单词“red”,要求被试以最快的速度说出印刷这些色块和颜色单词的墨水颜色。这就是后来人们所说的斯特鲁普任务。结果发现,被试能够很好地报告色块的墨水颜色,但是在报告颜色单词所用墨水颜色时却显得非常困难,经常不由自主地读出单词本身。这就是著名的斯特鲁普效应(Stroop effect)。
斯特鲁普认为,上述效应的产生是长期训练的结果。因为这个实验的被试都是有文化的成年人,长期的阅读训练使得他们不用集中太多的注意力就能流利地读出文字,面对单词他们总是情不自禁地产生阅读反应。而在斯特鲁普任务中,他们必须抑制住自己的阅读,还要报告与单词意思不同的墨水颜色,因此是相当困难的。
斯特鲁普的看法在以后的许多研究中得到了佐证。麦克劳德(Mac Leod,1991)总结了从斯特鲁普效应发现50多年以来的有关研究报告,发现该效应在儿童开始学习阅读的同时相伴着出现,在儿童读小学二三年级时达到高峰,然后随着年龄的增长而缓慢下降,直到大约60岁。这说明,频繁的阅读练习可以帮助放大斯特鲁普效应。
由此可见,在斯特鲁普任务中,对于颜色单词的阅读反应是一种只需要很少资源就能够有效进行的、难以抑制的认知加工。这就是我们现在所称的“自动加工”。
波斯纳和斯奈德(Posner&Snyder,1975)提出了自动加工的三个判断标准:(1)个体没有进行该加工的意图;(2)个体没有意识到正在进行该加工;(3)该加工不能干扰其他心理活动。
对照上述标准,我们可以发现斯特鲁普效应与第三条标准有些出入。斯特鲁普任务中,对于颜色单词的阅读反应干扰了被试遵循主试的要求作出的反应。应该说,这是自动加工在特殊情形(斯特鲁普任务)中对其他不熟练的活动造成了干扰。不过,斯特鲁普效应可以通过练习放大,也可以通过练习降低。在斯特鲁普进行的研究中,被试在进行上述实验后,再经过长达8天的训练,结果发现,被试报告颜色单词的墨水颜色时受到单词语义的干扰显著降低,速度也大大提高。
自动加工的对立面就是控制加工(controlled processing)。这是一种需要运用注意的加工,受到意识的控制,其容量有限,可以灵活地适应变化着的环境。
自动加工与控制加工的分野
施奈德和希夫林(Schneider&Shiffrin,1977)在严格控制实验条件的前提下,将自动加工和控制加工分离了开来。这是一系列的视觉搜索实验,要求被试在一定的框架内搜索某些目标刺激——字母或数字。例如,先让被试识记一个目标刺激(字母J),然后呈现一系列刺激(字母B M K T),要求被试回答其中有没有目标刺激(本例中正确答案应该是“没有”)。
在施奈德和希夫林的实验中,需要识记的目标刺激(识记集合)和搜索中呈现的再认刺激的安排又分为两种情况:相同范畴条件(varied-mapping condition)和不同范畴条件(consistent-mapping condition)。相同范畴条件指的是目标刺激和分心刺激属于相同的范畴。识记集合中包括一个或多个字母(或数字),搜索时呈现的刺激也包括字母(或数字)。任何一次试验中的目标刺激都可能在以后的实验中担任分心刺激。例如,在前一次试验中,字母J担任目标刺激,字母M担任分心刺激,而在后面一个试验中,两者的关系就可能颠倒过来。这种条件下的搜索相对困难一些。(https://www.daowen.com)
不同范畴条件指的是目标刺激和分心刺激属于不同的范畴。如果识记集合中的目标刺激是字母,搜索时呈现的分心刺激就都是数字;或者相反,目标刺激是数字,分心刺激都是字母。在实验中,一次试验用过的目标刺激不会成为后续试验的分心刺激。例如,识记集合中的目标刺激是字母J,要求从再认刺激(1,6,3,J,2)中找出它来。由于目标刺激和分心刺激属于不同的范畴,字母J似乎可以从一系列的数字当中自动“弹出”(pop out),搜索的难度就比较小,可以看作是一种自动加工。
在全部实验中,还有三个变量得到系统的操纵。第一,再认刺激的呈现时间(frame time)从约20毫秒变化到800毫秒;第二,再认刺激的数目(frame size)设定为三个水平:1个、2个和4个,呈现画面中那些没有字母或数字的位置用随机点填充;第三,识记集合中的项目数,可能只要求搜索1个字母(J),也可能要求搜索4个字母(J M T R)。操纵上述三个变量的目的在于改变任务对于注意的需求程度。
实验结果表明,在相同范畴条件下,上述三个变量都会影响到被试的作业成绩。当识记刺激和再认刺激均为1个时,要达到80%的正确率,再认刺激的呈现时间要达到120毫秒;而当识记刺激和再认刺激均为4个时,再认刺激的呈现时间要达到800毫秒,正确率也仅达到70%左右。但是在不同范畴条件下,被试的成绩仅受到再认刺激呈现时间的影响。无论识记刺激和再认刺激的数量是多少,再认刺激的呈现时间只要达到80毫秒,正确率就达到80%以上。图2-6体现了以上结果。这些结果说明,不同范畴条件下,被试只需要很少的资源就能很快地进行加工,不需要有意识的努力,这是自动加工的特征;而在相同范畴条件下,被试进行的是控制加工,因为在这种条件下必须将每一个目标刺激与每一个再认刺激进行顺序比较。

图2-6 自动加工和控制加工效率上的差异
(来源:Schneider&Shiffrin,1977)
施奈德和希夫林在区分出自动加工和控制加工后进一步指出,自动加工总是出现在比较容易的任务中,或对熟悉刺激进行加工的过程中。自动加工是一种平行加工,不需要限制加工容量。在上述实验的不同范畴条件下,被试搜索1个目标和搜索4个目标的效率相同,说明多个搜索能够同时进行,这是平行加工的表现。相反,控制加工出现在比较困难的任务中,或对不熟悉刺激进行加工的过程中。控制加工是一种系列加工,同一时间只能对一小部分刺激进行加工,需要限制加工容量,是在意识控制之下完成的。在上述实验的相同范畴条件下,刺激越多,被试达到一定正确率需要的刺激呈现时间越长,这是系列加工的表现。
自动化过程的注意假设
心理学家常常将注意和练习结合起来考察认知活动。洛根和埃瑟顿等人(Logan&Etherton,1994;Logan,Taylor&Etherton,1996)在这个领域做了重要的工作。他们提出了一个“自动化过程的注意假设”(attention hypothesis of automatization),认为练习需要注意的参与,因为注意帮助确定练习当中应该学习哪些东西、记住哪些东西。这样一来,学习就被看作是注意的副效应(side effect),注意到的东西将得到学习,未被注意到的将得不到充分的学习。
洛根等人做了一系列实验来证明自己的理论。在一个实验(Logan&Etherton,1994)中,他们向被试呈现一系列配对单词,要求被试检测一个特定的目标单词(例如金属类单词),并作出尽可能快的反应。实验中设置了两种条件:第一种条件是,配对单词始终不变,例如单词steel和Canada在一次试验中配对后,双方都不再与别的单词配对。第二种条件是,配对单词可以变化,例如单词steel与Canada在一次试验中配对后,又与broccoli配对。实验结果似乎是毫无悬念的——第一种条件下被试的成绩应该好于第二种条件。
但是,接下来看到的结果很有些戏剧性。如果主试将配对的单词中的一个涂上绿颜色(另一个不涂颜色),并且告知被试只需判断绿色单词是不是目标单词,这时两种条件下的被试成绩就变得不相上下了。这说明,如果不强调只须注意绿色单词并作出反应,被试只能将注意力平均分给配对的两个单词,第一种条件的难度就比较低,成绩就比较好;而在只须注意绿色单词的情况下,第一种条件的优势就烟消云散了。而且,在事后的回忆测验中,只须注意绿色单词的情况下的被试能够回忆出来的非绿色单词也比较少。可见,颜色线索使他们可以忽视一些本来必须注意的刺激,减少了需要学习的材料数量,从而降低了被试的作业难度。
洛根等人还对第一种条件下的被试进行了长时间的练习,希望他们即使在只须注意绿色单词的情况下也能学会那些单词的配对关系。但是,结果表明,只要被试觉得没有理由注意绿色单词以外的刺激,这种学习就很难发生。