До сих пор мы имели дело только с простыми изображениями; даже лица в эксперименте Рида невыразительны и сильно упрощены. А как видятся более сложные паттерны? Чейз и Саймон (Chase & Simon, 1973a, 1973b) изучали эту проблему, анализируя сложный паттерн фигур на шахматной доске и пытаясь выяснить, чем мастера шахмат отличаются от обычных игроков. Интуиция может подсказывать нам, что когнитивные различия между ними заключаются в том, на сколько ходов вперед мастер может предвидеть игру. Интуиция ошибается — по крайней мере это следует из исследований де Грота (de Groot, 1965, 1966), обнаружившего, что мастер и обычный игрок просчитывают вперед примерно одинаковое количество ходов, рассматривают практически равное количество комбинаций и ищут схемы ходов сходным образом. Возможно даже, что мастер анализирует меньшее количество альтернативных ходов, тогда как обычный игрок тратит время на заведомо неподходящие варианты. В чем же разница между ними? А вот в чем: в способности, посмотрев на доску всего несколько секунд, воспроизвести расположение фигур; слабому игроку очень трудно это сделать. Ключ к этому наблюдению лежит в природе такого паттерна: расположение фигур должно иметь смысл. Если фигуры расположены в случайном порядке или нелогично, то и у новичка и у мастера результаты будут одинаково неважные. Возможно, мастер объединяет по несколько фигур в группы, так же как мы с вами объединяем буквы в слова, а затем складывает эти группы в более крупный значащий паттерн, так же как мы объединяем слова в предложения. Если так, то опытный мастер действительно имеет больше возможностей воспроизведения таких паттернов, поскольку он может закодировать фигуры и группы в некоторую шахматную схему.

Чейз и Саймон проверили эту гипотезу на трех типах испытуемых — мастере, игроке класса «А» (очень сильном) и начинающем игроке. В своем эксперименте они просили испытуемых воспроизвести полностью 20 шахматных позиций, взятых из специальных шахматных журналов и книг, — половина позиций изображала середину партий, а другая половина — их окончания (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Пример миттельшпиля (середины) и эндшпиля (окончания) шахматной партии и их дубликаты, образованные по случайному принципу

В этом эксперименте две шахматные доски были поставлены рядом и испытуемый должен был на одной доске воспроизвести положение фигур с другой. В другом эксперименте испытуемые рассматривали шахматную позицию в течение 5 с и затем воспроизводили ее по памяти. Чейз и Саймон обнаружили, что у мастера времени сканирования позиции было ненамного больше, чем у игрока класса «А» или у начинающего, но на воспроизведение позиции мастер затрачивал гораздо меньше времени, чем они (рис. 4.19); на рис. 4.20 показано количество правильно размещенных фигур. Дальнейший анализ результатов показал, что умение видеть значимые группы фигур позволяло более сильным игрокам собрать больше информации за данное время.

Рис. 4.19. Время просмотра и воспроизведения для шахматистов трех уровней мастерства. Адаптировано из: Chase & Simon, 1973a

Рис. 4.20. Распределение правильного размещения шахматных фигур игроками трех уровней мастерства. Игрокам показывали первоначальный паттерн в течение 5 с. Адаптировано из: Chase & Simon, 1973a

Эксперимент Чейза и Саймона имел важное теоретическое значение. Информационные блоки, соединенные вместе более или менее абстрактными отношениями, могут стать основой синтаксиса паттернов. Информационные единицы, не имеющие какого-либо значимого контекста и не объединенные в группы, трудно кодировать, будь то буквы, геометрические фигуры, ноты или шахматные фигуры; но если объединить их в значимые структуры — в стихотворение, архитектурное сооружение, мелодию или элегантную шахматную защиту, — то они обретают значение, поскольку теперь их легко абстрагировать на языке обычной грамматики. В современной теории информации были развиты первичные модели интеллекта, основанные на идее структурных уровней. Мы также были свидетелями бурного развития структурной грамматики языка (она рассматривается далее, в главе 11), музыки, телесных реакций, графических задач и шахмат. Одной из наиболее распространенных способностей человека, применимой ко всем чувственным формам, является, по-видимому, тенденция кодирования информации о реальности на языке абстракций высокого уровня, причем в эти коды может встраиваться новая информация. Вышеприведенные эксперименты с восприятием шахматных позиций и абстрагированием непосредственных стимулов подтверждают это положение.

В этой главе мы уже затронули множество вопросов, связанных с распознаванием паттернов: принципы обработки «снизу вверх» и «сверху вниз», Сравнение с эталоном, компьютерное моделирование опознания паттернов, подетальный анализ, физиологические механизмы распознавания паттернов, сравнение с прототипом, когнитивные структуры, а также проблемы опознания букв, геометрических фигур, человеческих лиц и шахматных позиций. В большинстве этих тем трудно было отделить конкретные функции опознавания паттернов от других когнитивных систем. Мы также рассмотрели влияние контекста и избыточной информации на распознавание паттернов и поняли, что оба эти фактора непосредственно участвуют в опознании сенсорных стимулов. Эти факторы и их связь с восприятием букв и слов будут более подробно рассмотрены в разделе, посвященном языку (глава 11). Система памяти снова и снова появляется на горизонте наших рассуждений. В распознавании паттернов участвуют несколько систем низкого уровня, таких как хранение зрительных ощущений, подетальный анализ, синтез элементов и сравнение с прототипом. Но при опознании паттернов люди используют также ДВП. Мир в нашем естественном окружении наполнен сенсорными стимулами, которые надо организовать и классифицировать, чтобы распознать среди них какой-либо паттерн. Однако стимулы сами по себе ничего не значат и существуют в примитивном виде независимо от того, воспринимаем мы их или нет. Они приобретают значение только в результате анализа на высшем уровне — как составные части паттернов. Вслушайтесь и всмотритесь в ваше непосредственное окружение. Что вы видите и слышите, какой запах или вкус чувствуете, что ощущаете на ощупь? Конечно, вы не воспринимаете бессмысленные и необработанные стимулы, хотя вам известно, что они воздействуют на ваши органы чувств. На самом деле вы ощущаете объекты, что-то для вас означающие. Звонящий где-то колокол, дерево за окном, ряды букв на этой странице, запах свежеиспеченного хлеба — все это примеры стимулов, которые при их опознании в разуме человека начинают означают нечто большее, чем возбуждаемые ими физические структуры. Их значение возникает благодаря нашей памяти на подобные события, которая вводит непосредственные переживания в более обширную сферу реальности. Значение сенсорных стимулов обеспечивается воспринимающим субъектом.