Роль предметности и семантический контекст

Недостаток большинства нейрофизиологических моделей распознавания состоит в том, что они односторонне подчеркивают геометрические признаки конфигурации, игнорируя предметный контекст. Предметность восприятия представляет собой не просто абстрактный философский или, например, идеологический принцип^[1], а фактор, оказывающий влияние на результаты конкретных исследований. Эксперименты с классификаций и идентификацией различных сенсорноперцептивных признаков показывают, что нам значительно проще определять разные признаки одного и того же предмета (цвет, размер и форму), чем один и тот же признак (например цвет) такого же числа разных предметов (см. 4.1.3). Особенно поучительным является эффект превосходства объекта, обнаруженный Науми Уайсстейн и Чарльзом Харрисом (Weisstein & Harris, 1974).

Эти авторы провели эксперименты, в которых испытуемые сначала должны были в тахистоскопических пробах с последующей маскировкой различать один из четырех возможных отрезков, типа показанных на рис. 3.18А, при их изолированном предъявлении. После того как в первой части эксперимента индивидуально определялось время экспозиции, позволяющее правильно узнавать отрезки в 75% случаев, эксперимент несколько усложнялся. Вместе с каждым отрезком и на то же самое время предъявлялся фигуративный контекст, представлявший собой два квадрата, которые были смещены таким образом, что каждый из тестовых отрезков связывал между собой их различные вершины (рис. 3.18Б). Во всех пробах второй части эксперимента этот контекст был идентичным — подобное избыточное дополнение, казалось бы, не должно было улучшать различение предъявляемых линий. Более того, присутствие дополнительной информации в условиях тахистоскопического эксперимента означает дополнительную нагрузку, поэтому во второй части эксперимента можно было ожидать некоторого снижения уровня успешности узнаваний тестовых отрезков по сравнению с условиями его первой части.

Результаты показали, однако, что успешность ответов во второй части эксперимента возрастает, достигая 90%. Иными словами, отрезки линий воспринимаются быстрее и точнее внутри конфигураций, вызывающих впечатление предметности — присутствия различных объемных («телесных») объектов, чем при изолированном предъявлении. Если бы восприятие следовало порядку активации гипотетических детекторов признаков — от линий к углам и лишь затем к более сложным, образующим предметы конфигурациям, результаты должны были бы получиться обратными. Возможное возражение состоит в том, что квадраты могут выполнять роль удобных ориентиров, присутствие которых облегчает определение положения и ориентации тестовых линий. Поэтому в одном из контрольных экспериментов тестовые линии показывались на фоне фрагментов координатной сетки (рис. 3.18В). В этом случае вероятность правильного узнавания снижалась до 70%.

Рис. 3.18. Эксперименты Уайсстейн и Харриса (Weisstein & Harris. 1974):

А. Изолированное предъявление одной из четырех альтернатив;

Б. Предъявление тех же отрезков в контексте, создающем впечатление различных трехмерных объектов; В. Контрольный эксперимент с непредметным контекстом Эффекты контекста не менее выражены и в слуховом восприятии. Хорошо известно, прежде всего, что признаки фонем — наименьших смыслоразличительных единиц потока речи — меняются в зависимости от акустического контекста (см. 7.1.1). Интерес представляет влияние семантики речи на восприятие фонем. Так, в классических экспериментах Р. Уоррена (Warren. 1970) фонема /%/ в составе некоторого слова иногда просто заменялась шумовым сигналом. В нормальном речевом сообщении испытуемые этого не замечали, продолжая отчетливо слышать /s/. Более того, такие отсутствующие физически, но субъективно слышимые фонемы могут при их «повторении» даже приводить к адаптационным психофизиологическим эффектам, сдвигая пороги восприятия звуков со сходными признаками. Вместе с тем, не следует переоценивать эффекты ожидания в восприятии.

В частности, нужно принять во внимание, что белый шум, использовавшийся в экспериментах Уоррена, по своим характеристикам особенно похож на фонему /s/. Если шумовыми сигналами той же средней громкости заменяются другие фонемы, то это относительно легко замечается испытуемыми.

Что можно сказать о взаимоотношении восприятия фигуративных и семантических характеристик объектов? Анализируя влияние семантики на наше восприятие, Фодор и Пылишин (Fodor & Pylyshin. 1988) связывают его с переходом от «восприятия» к «восприятию как» («perception as»), иллюстрируя это теоретическое различение следующим примером. Потерпевший караблекрушение моряк может смотреть на некоторую звезду и, безусловно, видеть ее очень отчетливо, наряду с другими звездами, но может видеть ее и совсем иначе, например, «как Полярную звезду», позволяющую ему найти направление к берегу. Аналогично, по проницательному замечанию А. Н. Леонтьева, после высадки астронавтов на поверхность Луны изменилось само наше восприятие этого небесного тела.

Экспериментально семантику восприятия впервые исследовал М. П. Никитин, работавший в лаборатории В. М. Бехтерева. В статье «К вопросу об образовании зрительных ощущений», опубликованной в 1905 г., он описал эксперименты по узнаванию изображений предметов, предъявлявшихся с индивидуально подобранной околопороговой длительностью экспозиции (она составила от 0,8 до 3 мс). После каждого предъявления испытуемый зарисовывал то, что видел, и давал словесный отчет. В целом результаты подтвердили закон перцепции Ланге, но с одним существенным добавлением. Оно состояло в том, что всякая новая идея о предмете «запускает» микрогенез восприятия сначала. «Некоторые лица, — пишет М. П. Никитин, — так описывают этот момент: „Помню, что некоторое время ясно осознавал общие очертания некоторых линий, но, как только блеснула идея о предмете, сразу забыл их“» (1905. С. 118). Та же закономерность проявилась и в динамике зарисовок: сразу после возникновения идеи, даже если она была правильной, увеличивалось количество ошибочно изображенных деталей! Испытуемый говорил «птица» и рисовал птицу другого вида, чем та, которая была на карточке. Насколько нам известно, подобные эффекты никогда не перепроверялись в последующие десятилетия и лишь совсем недавно — через 100 лет — стали предметом анализа в контексте исследований так называемого послевнимания (см. 4.2.3).

В когнитивной психологии долго доминировало представление, что осмысленность восприятия носит постперцептивный характер. «Прекатегориальными» считаются иконическая и эхоическая память. Уже в первых экспериментах Дж. Сперлинга испытуемым предъявлялись матрицы, включавшие буквы и цифры. Инструкция отбирать символы одной из этих двух категорий не приводила к преимуществу частичного отчета. Позднее Дж. Сперлинг и сотрудники (Sperling et al.,.

1971) провели эксперименты по определению максимальной скорости распознавания. Испытуемым показывались матрицы из букв, в которых нужно было найти и идентифицировать спрятанную цифру. Задача решалась при фантастических условиях предъявления, когда в каждой матрице было от 9 до 16 букв и матрицы сменялись каждые 40—50 мс. Поскольку категоризация, по мнению авторов, может иметь место лишь после строго последовательного сканирования информации из иконической памяти в «буфер опознания» (подструктуру кратковременной памяти), ими был сделан вывод о том, что распознавание одного символа может осуществляться за время порядка 10 мс (80—120 символов в секунду).

С точки зрения сегодняшних представлений о временных характеристиках восприятия, к этому выводу следует отнестись с некоторым скептицизмом. Среди прочего, он не учитывает возможность очень эффективной семантической категоризации хорошо знакомой перцептивной информации. Так, например, в работах по зрительному поиску было неоднократно показано что искать букву (цифру) среди цифр (букв) оказывается легче, чем искать букву (цифру) в контексте других букв (цифр). Любопытно, что эти эффекты, по-видимому, не сводятся к выделению одних только сенсорных различительных признаков материала: в литературе сообщается о результатах, согласно которым искать «букву „О“» среди цифр проще, чем искать «цифру „0“» (то есть буквально тот же самый объект с точки зрения сенсорных признаков!) среди цифр (Jonides & Gleitman. 1972). Многочисленные перепроверки, проведенные за прошедшие со времени первой публикации 30 с лишним лет, в большинстве случаев подтверждали этот поразительный результат.

Данные говорят не о вторичных, а о непосредственных эффектах значения в восприятии. Например, когда на очень короткое время (скажем, 30 мс) нам предъявляются знакомые или незнакомые символы, то длительность предъявления первых кажется больше. Этот результат сохраняется даже тогда, когда вводится обратная маскировка и испытуемый не может сказать, что было показано в каждом конкретном случае. Перцептивное распознавание оказывается до определенной степени процессом уточнения не только фигуративных, но и семантических характеристик объектов. Если начальным этапом в первом случае является динамическая локализация в окружающем пространстве, то во втором — появление абстрактного представления о существовании объекта. Нами совместно с М. С. Капицей и У. Кемпфом (Величковский, 1982а; Velichkovsky. 1982) проведены эксперименты по зрительной маскировке, показавшие, что на промежуточных этапах микрогенеза (100—200 мс) особую роль играют общие очертания объектов^[2]. На основе выделения общих очертаний, в частности, могут строиться быстрые положительные ответы в задачах сравнения конфигураций. По-видимому, этим промежуточным этапам микрогенеза соответствуют и критические моменты уточнения принадлежности объекта к той или иной общей семантической категории.

Некоторые другие данные также говорят о том, что перцептивные процессы могут быть, по крайней мере, столь же тесно связаны с абстрактной семантической информацией, как и речевые. Согласно результатам М. Поттер (например₅ Potter & Faulconer. 1975), при показе изображения молотка испытуемый гораздо быстрее называет более общую семантическую категорию «инструмент», чем при показе слова «молоток». Об этом же свидетельствуют результаты работы И. Хоффманна (1987). Испытуемым давалось либо возможное название категории, либо возможное название объекта, изображение которого предъявлялось с переменной задержкой вслед за этим для скоростной бинарной классификации. При этом оказалось, что в положительных пробах ответ давался быстрее, если испытуемому вначале указывалась семантическая категория некоторой средней степени общности (о таких категориях промежуточного, или «базового», уровня абстрактности и их роли в когнитивном развитии — см. 6.2.2). Например, если на картинке была изображена роза, то ответ «да» давался быстрее при преднастройке «цветок», чем при преднастройке «роза». Преднастройка на «растение» не вела к такому относительному ускорению ответов.

В связи с этими данными возникают два принципиальных вопроса. Первый состоит в том, каким образом осуществляется выделение семантических признаков в восприятии. Суть второго вопроса в том, какие следствия такое выделение имеет для процессов обработки собственно фигуративных признаков.

В связи с первым вопросом мы уже отмечали, что речь идет о микрогенетическом процессе, причем опирающемся скорее на глобальные, чем на локальные характеристики объектов и сцен. Если учесть, что детальное предметное восприятие представляет собой относительно медленный процесс, требующий (как правило, после первоначальной пространственной локализации) участия фокального внимания, то «общий смысл», очевидно, может выделяться одновременно или даже раньше, чем большинство геометрических признаков. Имеется целый рад работ, показывающих это с помощью методики, в которой испытуемым в высоком темпе последовательно предъявлялось значительное число осмысленных изображений (Potter, Staub & O’Connor. 2004)^х. Выявляемое при этом время обработки (80—200 мс) соответствует промежуточным фазам микрогенеза восприятия. Иными словами, эти промежуточные фазы микрогенеза как бы отвечают на вопрос «На что это похоже?».

В последнее время появились самые первые модели обработки сложных реалистических изображений, показывающие, как, в принципе, может происходить столь быстрое выделение их общего семантического содержания (Oliva & Torralba.^[3]

2001). Оказывается, для этого достаточно использования нескольких относительно простых фильтров, работающих без обратной связи. Отсутствием обратных связей может объясняться высокая скорость обработки, а также то, что она оказывается возможной даже в условиях отвлечения внимания (см. 4.1.3). Работая с частотным спектром изображений, не зависящим от точной пространственной локализации и идентичности отдельных объектов, эти фильтры позволяют оценивать зрительные сцены сразу по нескольким глобальным измерениям «протосемантики сцен»: «естественный — искусственный», «угловатый — гладкий», «открытый — закрытый» и т. д. Конкретные изображения успешно кластеризуются в координатах подобного семантического пространства как примеры «морского берега», «городской сцены», «горного пейзажа» или, скажем, «интерьера дома»^[4].

Здесь важно еще раз подчеркнуть, что общее значение сцены может быть выделено до детального восприятия отдельных наполняющих ее предметов. Такая возможность быстрой семантической классификации осмысленных сцен, по-видимому, и обуславливает особую успешность их восприятия и запоминания (см. 5.2.1). Дело в том, что быстрые и полностью однонаправленные, то есть осуществляемые в режиме bottom-up, процессы глобальной семантической классификации позволяют в рамках известной семантической категории (схемы, или фрейма — см. 6.3.1) осуществлять направленную проверку идентичности вероятного предметного заполнения сцены. Они оптимизируют движения внимания при зрительном поиске, обеспечивают нужное шкалирование гранулярности внимания, позволяют предвосхитить вероятные особенности очертаний предметов и их пространственной локализации. Вместе с другими эффектами контекста, в частности, наряду с так называемыми прайминг-эффектами (см. 5.1.3), семантическая категоризация позволяет ситуативно модифицировать параметры априорной «заметности» тех или иных фрагментов сцены, существенно дополняя таким образом в предметной осмысленной среде действие классических факторов перцептивной организации (Torralba. 2005).

Второй поставленный нами выше вопрос имеет, прежде всего, философскую подоплеку: если конечный «перцепт» — это продукт наших знаний, ожиданий, умозаключений, то что же в нем от объективной действительности? По мнению некоторых авторов, тяготеющих к философии диалектического материализма и (или) к прямому реализму (его придерживаются последователи Гибсона — см. 9.3.1), семантика присутствует в объективном мире как один из его фундаментальных аспектов. По терминологии А. Н. Леонтьева, это его «пятое измерение», наряду с тремя пространственными и одним временным. При такой постановке вопроса семантика не должна с необходимостью рассматриваться как искажающий восприятие фактор. Кроме того, в когнитивных исследованиях последних лет стало общепризнанным представление о существовании не только статического, связанного со структурой семантических категорий декларативного знания, но и процедурного знания, которое имеет действенный характер и, включаясь в процессы познавательной активности, делает сенсорно-перцептивную обработку и проверку гипотез более эффективной (см. 5.3.2 и 7.2.2).

Наиболее известной попыткой интеграции схематического знания и процессов восприятия является теория перцептивного цикла Улрика Найссера (1981), по его собственному признанию, навеянная общением с Гибсоном. Эта теория, по сути дела, сводится к изображенному на рис. 3.19 круговому взаимодействию окружения, знания («схем») и перцептивной активности. В новейшей истории психологии роль этой теории состояла в объединении конструктивистских представлений о восприятии, как когнитивной интерпретации стимула, со взглядами сторонников Гибсона, согласно которым стимульная ситуация достаточна для того, чтобы полностью определять восприятие. Но сегодня эта теория представляется слишком общей (ср., например, попытку ее дальнейшего развития учеником Найссера Барсалу в 6.4.2). Она не дает объяснения ни специфическим уровневым механизмам, вовлеченным во взаимодействие со средой, ни характеру обратного влияния схем и других когнитивных факторов на наше восприятие.

Рис. 3.19. Теория перцептивного цикла Найссера.

В какой степени наше ожидание увидеть что-либо влияет на содержание восприятия? Вообще говоря, такое влияние неоспоримо и зафиксировано в авторитетных источниках: «In the night, imagining some fear, how easy is a bush supposed a bear» («А в темноте, страшилищами бредя, мы куст принять готовы за медведя» — У. Шекспир. Сон в летнюю ночь / пер. Лозинского). Тем не менее эксперименты выявляют более сложную картину. Эпстейн и Рок (Epstein & Rock. 1960) попытались однажды продемонстрировать роль ожиданий, используя варианты классического (введенного в психологический оборот Борингом) изображения «Жена или теща?» (рис. 3.20). Они изготовили два похожих изображения, одно из которых всегда воспринималось как изображение молодой женщины (Ж), а второе — старой (Т). Вначале испытуемым предъявлялись для распознавания однозначные изображения, причем в фиксированном порядке Ж-Т-Ж-Т и т. д. После примерно 15 таких повторений за изображением «Т» неожиданно следовал показ классической фигуры. Поскольку испытуемые ожидали теперь увидеть молодую женщину, можно было бы предположить, что это ожидание сдвинет баланс восприятия в сторону «жены». Результаты показали, что первой реакцией, как правило, был ответ «Теща!». Следовательно, даже в очень специальной ситуации амбивалентного восприятия существуют факторы, легко преодолевающие возможное влияние таких переменных, как ожидание^[5].

Рис. 3.20. «Жена или теща?»:

А. Однозначно «жена»; Б. Однозначно «теща»; В. Неоднозначное изображение Обратимся еще раз к приведенной только что цитате Шекспира. Не случайно речь идет о восприятии в ночных условиях, когда нарушено фокальное зрение, ответственное за восприятие деталей и идентификацию предметов (об этом говорит и характерный для сумерек или тумана амбъентный режим движений глаз, при котором возрастает амплитуда саккад, а длительность фиксаций уменьшается, причем несмотря на резкое увеличение перцептивной нагрузки — см. 3.4.2). Устранение возможности для фокального анализа увеличивает влияние внутренней, «эндогенной» составляющей — но, главным образом, в отношении дополнения отсутствующей физически детальной информации. Следующий пример иллюстрирует этот принцип дополнительности сенсорной информации и семантического знания. На рис. 3.21 А обилие деталей позволяет легко узнать глаз. По мере добавления осмысленного контекста (рис. 3.21Б и В) для этого оказывается необходимым все меньше деталей, пока всякое графическое «упоминание» глаза вообще не становится излишним (рис. 3.21Г). Количество сенсорных данных, необходимое для узнавания какого-либо объекта, уменьшается при увеличении семантических сведений^[6].

Рис. 3.21. Осмысленный зрительный контекст сокращает количество сенсорной информации, необходимой для узнавания объекта. Глаз при изолированном предъявлении (А), в контексте частей лица (Б), в контексте лица (В) и в контексте человеческого тела (Г).

«Общий смысл» ситуации влияет на решение многих других перцептивных задач, если они имеют выраженную «эндогенную» (причем не только когнитивную, но и эмоциональную — см. 9.4.3) составляющую, как это происходит в случае целенаправленного зрительного поиска и обнаружения. Так, Ирвин Бидерман и его сотрудники (Biederman, Glass & Stacy. 1973) показали в начале 1970;х гг., что нахождение целевого предмета в сложной предметной сцене резко затрудняется при нарушении ее общей простанственно-смысловой организации, даже если локальное окружение, положение и ориентация самого предмета при этом остаются неизменными (см. также 5.1.1 и 7.2.1).

Особенно выраженным влияние семантики оказывается в случае исследований так называемой «слепоты к изменению» (change blindness). Эти исследования (они будут подробнее рассмотрены в следующей главе — см. 4.4.1) выявили нашу нечувствительность к изменениям предметов и других визуальных особенностей наблюдаемой сцены, когда эти изменения совпадают по времени с глобальными прерываниями восприятия — как искусственными (отключение изображения на 50—200 мс), так и естественными (саккады и моргания). В результате мы можем долго внимательно смотреть на предъявляющуюся вновь и вновь фотографию, допустим, набережной Сены, не замечая, что с каждым показом Собор Парижской Богоматери оказывается то в левой, то в правой части изображения.

Подобные данные, однако, большей частью получены в условиях, когда критические изменения были иррелевантны с точки зрения опыта деятельности наблюдателей. Кроме того, разные варианты изображений (и даже реальных событий — см. 4.4.1) не меняли общего смысла ситуации. В самое последнее время выполнено несколько работ, в которых анализировалась способность испытуемых видеть семантически релевантные изменения и подмены предметов в ситуациях игры в шахматы, наблюдения за футбольным матчем и поездкой на автомобиле по городу. Хотя эти изменения, как и раньше, вводились в моменты глобального прерывания восприятия, успешность их обнаружения увеличивалась в 3—4 раза, приближаясь к 100% (Velichkovsky et al. 2002а).

Интерпретация этих данных возможна прежде всего в рамках теоретических представлений, которые подчеркивают межуровневые взаимодействия процессов актуального восприятия физических характеристик объектов и структур схематического, концептуального знания о мире (см. 6.3.1 и 6.4.2). Подобные взаимодействия, очевидно, имеют двусторонний характер — в отношении порядка вовлечения уровневых механизмов они могут протекать как по направлению «снизу вверх», так и по направлению «сверху вниз», причем зачастую это может происходить в одно и то же время, так что перцептивная интерпретация оказывается результатом параллельно-последовательной конвергенции, основанной на учете ограничений и возможностей нескольких различных уровней организации. Исследования последних лет свидетельствуют о том, что одним из важнейших признаков, позволяющих дифференцировать уровневые механизмы восприятия, является их избирательное взаимодействие с сенсомоторными процессами.

• [1] По известному замечанию Курта Коффки, мы воспринимаем «предметы, а не промежутки между ними». Согласно Брентано и последующим феноменологическимнаправлениям философии и психологии, предметность и интенциональность (в смысле"интенциональной направленности психических актов на предметы") лежат в основефеноменов сознания. В марксистской философии предметность восприятия («чувственного отражения») выводилась из предметного характера внешней практической деятельности (см. 9.3.1).
• [2] Недавно (март 2004) нами совместно с Т. Г. Визель и Е. Г. Гришиной было проведено обследование пациентки О. Б. Ядерная магнитнорезонансная томография выявила у нее двустороннее поражение затылочно-височных областей коры (вентральныйпоток — см. 3.4.2), что объясняло прозопагнозию и дислексию. Одновременно О. Б. была способна узнавать (отчасти угадывать) отдельные предметы и буквы по их форме, но только на основе общих очертаний. Восприятие внутренней геометрии предметовбыло нарушено (см. также Botez. 1975).
• [3] В современной психологической литературе для обозначения подобного методического приема применяется буквосочетание RSVP (от англ, rapid serial visual presentation, то есть «быстрое последовательное зрительное предъявление»). Эту английскую аббревиатуру легко запомнить, если учесть, что она идентична стандартному международному сокращению, означающему просьбу ответить — responde sil vous plait.
• [4] 2 Более традиционные работы по невербальной семантике (основанные на процедурах классификации и сравнения) выявляют в зависимости от исходного наборакартинок несколько иные базовые измерения, в особенности измерение «активности», являющееся одним из трех измерений осгудовского семантического дифференциала (см. 2.2.1 и 6.1.2).
• [5] Таким фактором в данном случае может быть последействие (прайминг — см. 5.1.3) непосредственно предшествующей обработки, связанной с восприятием «тещи"(или «жены»), причем последействие не только восприятия идентичности фигуры, но, например, восприятия ее размеров или ориентации, которые также различают обеинтерпретации (Величковский. 1986а). Этот вопрос, безусловно, заслуживает дальнейшего экспериментального анализа.
• [6] В истории живописи всегда использовалась эта особенность восприятия, позволяющая обходиться без точной прорисовки деталей. Начиная с работ импрессионистов, передача общего впечатления (фр. impression), основанная на игнорировании деталей, стала одним из основных художественных приемов. Аналогично, в современных фильмах, когда надо показать, скажем, множество охваченных паникой людей на палубетонущего океанского лайнера, вместо актеров-статистов используются виртуальныеперсонажи, в облике которых отсутствуют многие важные при других обстоятельствахчасти лица и тела.