Как работает мозг

Фигуры были достаточно похожи друг на друга, чтобы испытуемые не могли использовать в качестве подсказки ту или иную характерную закорючку. Ни одна фигура не являлась зеркальным изображением другой, чтобы людей не сбили с пути особенности зазеркального мира. У каждой фигуры было небольшое, но легко различимое основание, чтобы у испытуемых не возникало проблемы с нахождением верха и низа. Мы давали каждому человеку запомнить три фигуры, а потом просили его опознать их, нажимая на одну из трех кнопок, когда та или иная фигура появится на дисплее компьютера. Каждая фигура появлялась несколько раз в разных положениях. Например, фигура № 3 могла появиться около сотни раз в положении верхней частью на четыре часа и около сотни раз – в положении верхней частью на семь часов. (Все фигуры и их положения появлялись в произвольном порядке.) Таким образом, у людей была возможность запомнить, как каждая фигура выглядит в нескольких видах. Наконец, мы предложили им новую серию тестов, в которых каждая фигура появлялась в двадцати четырех положениях с равными смещениями между положениями (опять же в произвольном порядке). Мы хотели посмотреть, как люди справятся со старыми фигурами в новых положениях. Время каждого нажатия кнопки было измерено с точностью до одной тысячной секунды.

Если верить теории множества видов, люди должны были создавать отдельный файл в памяти для каждого положения, в котором объект появлялся на экране. Например, они должны были создать файл, изображающий, как фигура № 3 выглядит лежа на левом боку (а именно в таком виде они ее запоминали), а потом второй, изображающий, как она выглядит в положении на четыре часа, и третий – для положения на семь часов. Люди должны были вскоре научиться очень быстро распознавать фигуру № 3 во всех этих положениях. Когда мы затем неожиданно представили их вниманию те же фигуры, но в других положениях, они должны были думать немного дольше, потому что им необходимо было бы ввести новый вид в ряд уже знакомых видов, чтобы привести его в соответствие с остальными. На каждое из новых положений должно было потребоваться дополнительное время.

Если верить теории мысленного вращения, люди должны были быстро распознавать фигуру в вертикальном положении и все медленнее и медленнее – по мере ее отклонения от этого положения. Фигура, перевернутая вверх ногами, должна была занять больше всего времени, потому что для ее распознавания требуется поворот на все 180°; фигура в положении на четыре часа потребовала бы немного меньше времени, потому что для нее нужен поворот только в 120°, и т. д.

Если верить теории геонов, положение вообще не должно было иметь значения. Люди запомнили бы объекты, мысленно создавая описание каждой линии и пересечения в системе координат, привязанной к объекту. А когда на экране начали мелькать задания теста, для них было бы безразлично, как расположена фигура: на боку, с наклоном или вверх ногами. Наложение системы координат должно было быть быстрым и безошибочным, а описание фигуры относительно системы координат каждый раз совпадало бы с хранящейся в памяти моделью.

Конверт, пожалуйста. И победителем становится…

Все вышеперечисленное. Люди определенно хранят в памяти несколько видов каждой фигуры: когда фигура появлялась в одном из своих привычных положений, люди очень быстро ее идентифицировали.

Люди определенно вращают фигуры в уме. Когда фигура появлялась в новом, незнакомом положении, чем дальше ее нужно было поворачивать, чтобы совместить с наиболее близким к ней из знакомых видов, тем больше времени занимало у людей распознавание.

Наконец, – по крайней мере, для некоторых фигур – люди используют систему координат, привязанную к объекту, как в теории геонов. Мы с Тарром провели еще один вариант этого эксперимента, в котором использовались фигуры с более простой геометрией:

Фигуры были симметричны или почти симметричны, либо всегда имели одинаковые украшения с обеих сторон – так, чтобы людям никогда не приходилось описывать, как располагаются эти элементы по вертикальной или по горизонтальной оси в одной и той же системе координат. Что касается этих фигур, люди одинаково быстро узнавали их в любом положении, в положении вверх ногами – ничуть не медленнее, чем в правильном положении.

Итак, люди используют все эти приемы. Если левая и правая стороны фигуры не слишком различаются, они хранят ее в форме трехмерной геонной модели с центром в системе координат самого объекта. Если фигура более сложная, они хранят копию того, как она выглядит в каждом из положений, в котором они ее видели. Если фигура появляется в незнакомом положении, они мысленно вращают ее, совмещая с ближайшим из знакомых положений. Наверное, удивляться здесь нечему. Распознавание формы – это такая сложная задача, что единый универсальный алгоритм может просто не подходить для любой фигуры в любых условиях наблюдения.