第三節 中樞能量理論

一、雙作業操作

在日常生活中可以見到，人們能順利地同時進行兩種活動，如一面看書，一面聽音樂；或者一面騎自行車，一面與人談話。但是，如果讓售貨員一面與顧客交談，一面計算貨款；或者讓汽車司機在觀察前方的同時，從鏡中觀察后方，那么他們就會感到很大困難。這些情況表明，同時進行兩種活動的情況如何，依賴于兩種作業是否相似、作業本身的難易程度以及個人的技能等因素。前面提到，有關知覺選擇模型和反應選擇模型的實驗，幾乎都是同時進行性質相同的兩個聽覺作業。如果進行兩種不同的作業，或者進行兩個感覺道的作業，那么情況又將如何呢？Allport等（1972）發現，讓被試追隨聽覺呈現的散文材料，同時識記聽覺呈現的另外一些字詞，被試能識別和回憶這些字詞的數量是很小的，就像前面提到的那些實驗一樣。但是，如果將聽覺呈現的字詞改為視覺呈現，雖然同時仍有這種聽覺追隨作業，可是能回憶出來的字詞數量就大得多。更使人驚奇的是，在進行這種聽覺追隨作業的同時，給被試看一些圖片，這些圖片的正確再現率可高達90%。他們還發現，一些鋼琴家可以看譜彈奏，并可同時追隨聽到的話語。Shaffer（1975）也在實驗中確定，熟練的打字員可以一面看稿打字，一面追隨聽到的話語。從這些實驗結果來看，在進行兩種不同感覺道的作業時，未受到注意的輸入通道的信息所能得到的高級分析要比原先想象的更多。即使是在同一感覺道內進行兩種性質相同的作業，也會由于作業的難易程度不同而出現不同的結果。Sullivan（1976）在帶有追隨程序的雙聽實驗中，給被試的追隨耳呈現難度不同的語文材料，讓他從非追隨耳中覺察所呈現的靶子詞。結果發現，當被試追隨較容易的材料時，他從非追隨耳中覺察出的靶子詞多于追隨較難材料時的。還應指出，在雙聽實驗中，被試從非追隨耳中覺察出靶子的數量還依賴于他們自身的特點。Underwood（1974）發現，當要求被試既從追隨耳又從非追隨耳中覺察靶子詞時，沒有經驗的生手只能從非追隨耳中覺察出8%的靶子，而訓練有素的專家像前面提到的心理學家Moray，則能在非追隨耳中覺察出67%的靶子，兩者的差別是巨大的。從有關的實驗報告來看，前面提到的許多雙聽實驗大多是以沒有經驗的人做被試的，這一點也應加以重視。對于這些不同于以前的雙聽實驗的結果，無論是知覺選擇模型還是反應選擇模型，目前都還不能提出圓滿的解釋。這些結果所提出的問題需要從更廣闊的范圍來加以考察。

二、中樞能量及其分配

知覺選擇模型和反應選擇模型都與認知系統加工能力有限相聯系。從信息加工觀點來看，這是無可爭議的。在第一章里就已提到，信息加工觀點承認人和計算機的加工能力有限，而這主要是指中樞加工器，即中樞能量是有限的。但是，在這兩個注意模型里，中樞加工能力或中樞能量有限只是作為它們的出發點，并沒有用來具體說明注意的機制，沒有成為解釋原則。一些心理學家看到這一點并力圖更多地應用中樞能量來說明注意。具體地說，他們并不設想一個瓶頸結構，即存在于某個位置的過濾器，而是將注意看作人能用于執行任務的數量有限的能量或資源，用這種能量或資源的分配來解釋注意。這種理論可稱作中樞能量理論。

Kahneman（1973）提出的能量分配模型較好地體現中樞能量理論。他認為人可得到的資源和喚醒（Arousal）是連在一起的，其數量也可因情緒、藥物等因素的作用而發生變化。決定注意的關鍵是所謂的資源分配方案，它本身又受到幾個因素的制約：受制于喚醒因素的可能的能量、當時的意愿和對完成任務所需能量的評價。當然，個人的長期傾向也起作用。在這幾個因素的作用下，所實現的分配方案體現出注意選擇。這個模型可見于圖3-5。依照Kahneman的看法，個人的長期傾向反映不隨意注意的作用，即將能量分配給新異刺激、突然動起來的東西和自己的名字等；當時的意愿體現任務的要求和目的等；對完成任務所需能量的評價是一個重要的因素，它不僅影響可得到的能量，使其增多或減少，而且極大地影響分配方案。從這個模型來看，只要不超過可得到的能量，人就能同時接收兩個或多個輸入，或者進行兩種或多種活動，否則就會發生相互干擾，甚至只能進行一種活動。應當指出，這個模型非常明確地將不隨意注意包括進來，而且Kahneman還認為存在某些自動加工，這些都對說明注意是有意義的。

圖3-5 Kahneman的能量分配模型

遵循能量或資源分配的觀點，Norman和Bobrow（1975）還進一步區分兩類過程：資源限制過程（Resource-Limited Process）和材料限制過程（Data-Limited Process）。所謂資源限制過程是指其作業受到所分配的資源的限制，一旦得到較多的資源，這種過程便能順利地進行。而材料限制過程是指其作業受到任務的低劣質量或不適宜的記憶信息的限制，因而即使分配到較多的資源也不能改善其作業水平。例如，在強噪音的背景上，覺察一個特定的聲音，如果該特定的聲音過弱，那么即使分配較多的資源，也是難以覺察的。對于兩個同時進行的作業來說，其作業水平如何，需視過程的性質而定，如果它們對資源的總需求超過中樞能量，就將發生干擾。照Norman和Bobrow（1975）看來，這時的兩個作業水平受互補原則（Principle of Complementarity）所決定，即一個作業應用的資源增加多少就會使另一個作業可得到的資源作相應數量的減少。

從以上所說的資源分配的觀點來看，無論是支持知覺選擇模型的實驗還是支持反應選擇模型的實驗，都可以得到統一的解釋。在應用追隨程序的雙聽實驗中，需要對追隨耳的項目進行復述，因而占用了大量的資源，剩下給非追隨耳的只有少量的資源。如果這時非追隨耳面臨的是需要較多資源的作業，那么非追隨耳由于沒有足夠的資源，其作業水平就會低于追隨耳；如果這時非追隨耳面臨的是只需較少的資源便可執行的作業，那么非追隨耳的作業水平就不會低于追隨耳。同樣，如果兩耳面臨相同性質的作業，而且得到數量相近的資源，那么兩耳的作業水平也會相近。這樣既可克服知覺選擇模型和反應選擇模型的對立，又可較圓滿地解釋前面提到的一些實驗結果。例如，兩個不同輸入通道的同時作業、追隨耳的材料難易和被試的經驗對非追隨耳作業水平的影響均可從資源分配的不同情況得到說明。

中樞能量理論也得到一些比較直接有關的實驗結果的支持。Johnson和Heinz（1979）在雙聽實驗中給被試的雙耳呈現靶子詞和非靶子詞，要求被試追隨靶子詞（不固定在某一只耳朵中出現）。靶子詞和非靶子詞的呈現有兩種情況：一種是它們都由同一個男性聲音讀出（稱作低感覺可辨度），另一種是靶子詞由男性聲音讀出，非靶子詞由女性聲音讀出（稱作高感覺可辨度）。非靶子詞也分兩種：一種是與靶子詞同屬某個范疇（稱作低語義可辨度），另一種是與靶子詞分屬不同的范疇（稱作高語義可辨度）。被試在實驗中的任務只是復述他聽到的靶子詞，但實驗完畢后要求被試回憶所呈現的非靶子詞。非靶子詞的回憶結果見表3-1。從表中可以見到，不管語義可辨度的高低，非靶子詞回憶的數量，在低感覺可辨度下的多于高感覺可辨度下的。這是因為在低感覺可辨度下需要進行更深的加工，應用更多的資源，故而非靶子詞回憶的數量也較多。Johnson和Heinz依據這些實驗結果，甚至提出注意選擇的多部位說（Multiple-Loci Theory），即認為注意選擇可基于感覺信息在加工過程的早期階段實現，而依賴較深的語義加工的選擇則在后期階段實現。從這里也可以見到，依照資源分配的觀點，即使承認注意選擇發生在加工過程的某個階段上，那也比知覺選擇模型和反應選擇模型顯得更為靈活。照我們看來，這個多部位說實際上還是涉及資源分配的問題，而不是設想某種瓶頸結構。

表3-1 非靶子詞回憶的數量（平均數）^*

Johnson和Wilson（1980）的實驗結果也很富有興味。他們在實驗中，給被試的雙耳同時呈現各一個字詞，被試的任務是覺察事先規定的某個范疇的字詞（靶子詞）。所用的靶子詞是雙義詞，即至少具有兩個不同的意義。例如，事先規定的范疇為“衣著”，“Sock”就是雙義的靶子詞（短襪、痛擊）。在給一耳呈現靶子詞時，同時給另一耳呈現非靶子詞。非靶子詞分為3種：（1）偏向雙義詞的適宜意義的字詞如“臭的”，因為事先規定的范疇為“衣著”，故Sock的適宜意義為“短襪”；（2）偏向雙義詞的不適宜意義的字詞如“打擊”；（3）中性的字詞如“星期二”。靶子詞的呈現方式有兩種：一種是靶子詞不固定呈現給哪一只耳朵，被試事先也不知道靶子詞將來自哪只耳朵（分配性注意）；另一種是靶子詞只呈現給左耳，被試事先知道這一點（集中性注意）。有關的實驗結果見圖3-6。這些實驗結果表明，在分配性注意下，適宜的非靶子詞有利于靶子詞的覺察，而不適宜的非靶子詞則有損于靶子詞的覺察；但是，在集中性注意下，非靶子詞的類型對靶子詞的覺察不起作用。這就意味著，在前一種情況下，非靶子詞得到語義加工，應用的資源較多；而在后一種情況下，非靶子詞沒有得到語義加工，應用的資源較少（非追隨耳），接收靶子詞的追隨耳應用較多的資源，從而導致靶子詞的覺察率在集中性注意時高于分配性注意。這些結果都是實驗條件引起的不同的資源分配所造成的。

如果將上述Johnson和Wilson的實驗與第二節中提到的Shiffrin等（1974）的實驗加以比較，就可以發現，雖然這兩個實驗都是研究集中性注意和分配性注意時的靶子覺察，但得到的結果并不一致。Shiffrin等得到的結果是，在白噪音的背景上覺察一個特定的輔音，集中性注意與分配性注意沒有差別。這兩個實驗的結果之所以不一致，可從Norman和Bobrow（1975）對兩種性質的作業區分得到解釋。Shiffrin等所應用的實驗作業可說是材料限制作業，不是增加資源就能改善的，因此集中性注意和分配性注意不會導致不同的作業水平。Johnson和Wilson所應用的實驗作業是資源限制作業，其作業水平依賴于所得到的資源數量，所以集中性注意和分配性注意由于分配的資源不等而導致不同的結果。顯然，這些不同的實驗結果都可以納入上述Kahneman提出的注意模型。

圖3-6 非靶子詞的類型對靶子詞覺察的影響
（引自Johnson ＆ Wilson，1980）

從前面的敘述可以看出，中樞能量理論可較好地解釋同時進行兩個作業所產生的各種復雜情況，并在一定程度上克服知覺選擇模型和反應選擇模型的對立。它的做法是以資源分配來取代設在信息加工過程某個階段上的過濾裝置或選擇機制。這種做法給中樞能量理論帶來不少優點，然而似乎也帶來一定的弱點。中樞能量理論所主張的資源分配是著眼于過程的整體的，但沒有深入到過程的內部。而知覺選擇模型和反應選擇模型卻是著眼于過程內部的加工階段的。幾個作業或幾個輸入通道間的資源分配不能不涉及過程內部的各加工階段的特點。盡管中樞能量理論能在某種程度上克服知覺選擇模型和反應選擇模型的對立，但卻不能抹掉知覺選擇和反應選擇的可能性。似乎可以將這些模型結合起來。這樣就可以設想，注意的選擇在總體上是受資源分配所決定的，但它在信息加工過程中是如何實現的及在哪一個階段實現的，卻要依賴于其內外許多因素，如信息加工系統的功能狀態、作業類型和當前的情境等。這種設想應當進一步具體化并得到實驗驗證。