【心理学与AI】人为什么要遗忘

Nørby, S. (2015). Why forget? On the adaptive value of memory loss. Perspectives on Psychological Science, 10(5), 551-578.

这篇文章把遗忘的作用分成三个部分
Forgetting and Happiness: On Emotion Regulation
Forgetting and Cognitive Economy: On Knowledge Acquisition
Forgetting and Context Sensitivity: On Context Attunement

**斜体部分是读者小朋友的很多问号,目前感觉这篇文章最大的一个问题是,它认为遗忘对xxx有促进作用,但是并没直接的证据证明,只能说明xxx过程可能是伴随着遗忘的

第二部分 对认知的影响

作者认为复杂的信息处理过程需要适当地激活长时记忆(Gaissmaier, Schooler & Mata, 2008; Gigerenzer, Hertwig & Pachur, 2011; Hertwig & Todd, 2003)。海量的记忆信息如果没有进行有效的管理,会让你在做选择的时候一团乱麻。

记忆的实验也说明在任何时刻,人都只能访问记忆海洋中的一小小部分信息(引用的是经典的记忆模型)。有一个可能的原因是人有意识地focus在一些特定的信息上(see Johnston & Dark, 1986),另一方面也可能只是受到工作记忆容量的限制(see Cowan, 2010)。还有一种可能性,就是由于遗忘。

James (1890) 认为遗忘是记忆系统的核心规则。他认为有三种类型的信息是人类会处理但是没有记忆的必要的。

  • 其一,错误的信息。
  • 其二,无关的信息。
  • 其三,冗余的信息。

(是没有必要,但这三种好像都被发现还是会被记忆的?)

作者提出遗忘无用的记忆对于知识的获取来说是很重要的功能。实验表明,很少的情境记忆能在一周左右的时间之后被成功的回忆出来(Conway, 2009; Linton, 1986; Williams, Conway, & Baddeley, 2008)。但是在忘记情景记忆的过程中,重要的知识可能会被抽提出来。对情景记忆的遗忘可能会促进语义记忆的形成,相对来说语义记忆是对于事实和知识更加抽象的表征。类似的,有人提出过语义学习的基础是,对具体的情境绑定的信息进行获取,以及把这个信息的本质转化成更抽象的形式(Bransford & Franks, 1976; Hardt, Nader, & Nadel, 2013; Semb & Ellis, 1994)。情景记忆的遗忘也有利于程序性记忆的形成,这种记忆更少的依赖意识加工,更多是自动化的过程。

(疑惑的点就是这里的逻辑。。。有提取的过程并不意味着要把情景记忆给忘记掉。反过来遗忘凭什么能促进这个抽象的过程。抽象和遗忘为什么不能共存呢?就像我整理一篇文章,我最后可以给它搞个摘要和目录,但并不妨碍我把正文也保留下来呀。)

抽象化

有一些研究发现,在获取语义知识的过程中,情景记忆在逐渐的遗忘。在文本记忆的实验室研究中发现,很多具体的细节会被快速的遗忘,但是主要的信息会保持很长的时间(Kintsch,Welsch, Schmalhofer, & Zimny, 1990; also see Reyna & Brainerd, 1995, who suggested that verbatim memories are forgotten more quickly than gist memories)。在自然的教育场景中也能观察到类似的现象(Conway, Gardiner, Perfect, Anderson, & Cohen, 1997; Herbert & Burt, 2001, 2003, 2004)。如果在学习材料之后马上对学生进行测试,他们能回忆起很多具体的细节,不仅是关于学习材料,还包括他们在学习时的一些情感和思想变化,甚至包括一些看似无关的细节,比如教室,老师,其他同学等等。但是随着时间流逝,这些关于context细节的记忆慢慢流失了,但是那些不和context绑定的记忆可以保存得更久。

Conway et al. (1997) 在大学的教学环境下对心理系学生的材料记忆进行了研究。他们在导论课结束后,以及6个月后对学生进行了两次关于课程的记忆测试。结果发现,在immediate test中,能够选对的题目往往学生能够回忆起这个信息学习的context细节(remember awareness)。但是retention test中,能够选对的题目往往和学习情境的记忆无关(know awareness)。还有另外两项研究支持这个remember-to-know的转换(Herbert & Burt, 2001, 2003; also see Dewhurst, Conway, & Brandt, 2009),这些研究共同说明了情境记忆的消退和语义记忆抽象过程的发生。

概念化和模板化 情景记忆到底是怎么转化成语义记忆的呢,现在还没有一个明确的结论。有一些理论提出,概念学习是储存所有example的过程(so-called exemplar theories; e.g., Hintzman, 1986; Medin & Schaffer, 1978)。但也有另一些观点认为,储存的是examples的代表性信息(so-called prototype theories; e.g., Posner & Keele, 1968; J. D. Smith & Minda, 2000)。

要把所有example都存下来固然可以保留很多细节,但是这对认知过程来说是不经济的。所以也有些人认为在抽象化的过程中,我们或多或少的会储存一些模版(prototypes)(see Burgoon, Henderson, & Markman, 2013; Feldman, 2003; Rouder & Ratcliff, 2006)。

最近有些研究(category induction)表明遗忘有助于概念的形成。研究发现,把不同类别的examples分开来呈现,比混合在一起呈现会有(我猜是对细节)更高的遗忘率但是更高效的学习(e.g., Kang & Pashler, 2012; Kornell & Bjork, 2008; Kornell, Castel, Eich, & Bjork, 2010; Vlach, Sandhofer, & Kornell, 2008; Wahlheim, Dunlosky, & Jacoby, 2011)。比如,被试先对不同的艺术家的画作风格进行学习,实验发现,把不同的艺术家分开了呈现,这样的学习效果比混合在一起更好。学习效果体现在他们对没见过的画作进行风格识别的成功率上(Kornell & Bjork, 2008)。有一个可能的原因就是把不同的类别分开呈现可以让被试对于不具代表性的信息进行一个快速的遗忘,而更多地收集风格对应的代表性特征(Vlach, Sandhofer, & Kornell, 2008; also see R. A. Bjork, 2015)。

(还是这个问题,帮助快速地提取,不代表一定要遗忘呀?)

人类的学习会形成模版(schemata),这是一种高级的语义记忆结构,它表征了关于一类信息的通用特征,比如结构特征,或者高频事件。模版是高度抽象的,包含了很多相互连接的概念,在对新信息进行解读的时候,这种模版提供了一个知识背景或者说框架(context)。模版一般是从相似性学习中产生的(也有另一种观点, see Ahn, Brewer, & Mooney, 1992)。

学习材料之间的一些共性可能会被认为是一种稳定或者通用的特征(Rumelhart & Norman, 1978; Schank & Abelson, 1977; Van Dijk & Kintsch, 1983)。在这个学习过程中,冗余的信息有可能会被忽略。一个研究实例是,被试被要求学习一种昆虫,然后报告他们鉴别某个昆虫个体所依赖的特征(Clapper & Bower, 1991, 1994; also see Clapper, 2007; Daniel, 1972)。结果表明,随着学习的进行,被试越来越少地列出那些图片中共性的特征,而那些有区别度的信息被更多地列出来。这些结果表明,对于那些一致性核心信息的个例记忆会逐渐消失,我的理解是这些个例转换成了模版 ,然后那些特异性的信息被整合到这个模版的变异中去。

再学习 遗忘对再学习也可能有帮助。这个假设是反直觉的,但是也是有依据的。R. A. Bjork and Bjork (1992) 曾经提出,遗忘并不是记忆消失了(availability),而是提取的失败(accessibility)。这个理论区分了提取强度(记忆被激活和容易获取的程度),以及存储强度(一个记忆和其他记忆的连接强度)。这个理论的中一个重要假设就是存储强度和提取强度是呈反比的。也就是说,当提取强度很弱的时候,更多的学习和练习会使得存储的强度会加强,可能是因为低的提取强度使得学习者更加关注学习增强的过程,如果很容易提取的话学习者就不会去增强它(也有其他不同观点, see R. A. Bjork, 2011)。这个观点也可以推论出,遗忘提高了提取的难度,但是会促进再学习,有一些实验证据支持这个想法(e.g., R. A. Bjork & Allen, 1970; Jacoby, 1978; Storm, Bjork, & Bjork, 2008)。

(这是些啥实验?)

这些发现让R. A. Bjork and others (e.g., E. L. Bjork & Bjork, 2011; R. A. Bjork, 1994, 2015) 提出学习者面临遗忘和困境,也是促进长时记忆存储的过程,他们把它叫做“必要的困难(desirable difficulties)”。比如让学习者进行记忆测试,或者切换他们的学习材料,这都是给了被试编码和提取的压力,对长时记忆的形成是有利的。

(这个例子我是没明白,怎么就能支持遗忘促进记忆了,这不是cognitive engagement更多了吗。)

自动化

除了帮助语义知识的形成,遗忘可能也会帮助自动化记忆的形成。

外显知识的消退 有些理论提出技能的发展是动作越来越自动化的过程,对外显的陈述的知识依赖越来越少(e.g., Anderson, 1992, 1996; Tzelgov, Yehene, & Naveh-Benjamin, 1997)。随着练习增加,对注意资源的消耗越来越少(Hasher & Zacks, 1979; Posner & Snyder, 1975; Shiffrin & Schneider, 1977)。思维适应性控制(Adaptive control of thought, ACT)理论中,技能的习得包括了对解决问题的方法优化的过程(e.g., Anderson, 1996; Anderson et al., 2004)。首先要“步骤化”,也就是对解决方法进行步骤拆解,这个步骤知识是外显的。根据这个理论,知识的获取最早是先形成外显的记忆,这个外显的知识是从一个更广泛通用的知识生成出来的。举个例子,一个数学新手可以根据老师教的步骤一步步来解代数题,但是当他很熟练了之后,这个步骤可能就被简化甚至消除了,基本上可以直接看出答案。最初需要不断地口头重复这个步骤的现象也会消失(e.g., Anderson, 1983)。

熟练打字员几乎是说不出来他们的手以上面规则在工作,神tm这么快(Logan & Crump, 2009),甚至字符在哪个位置也不太能说出来(Liu, Crump, & Logan, 2010; Snyder, Ashitaka, Shimada, Ulrich, & Logan, 2014)。因此,这个技能的外显知识最好也是忘掉比较好,不然会干扰动作绩效(a fact that is known as Humphrey’s law or “the centipede effect”)。很多例子表明,把注意资源过多地投放在动作上有时候对自动化的行为反而是不利的,比如你去面试的时候很紧张动作反而不自然了。比如告诉打字员注意他们自己的手反而让他们的动作做不灵清了(Logan & Crump, 2009)。

(这个不是说明注意是一种context咩,还是没看出来怎么说明遗忘帮助了这个自动化形成的过程?)

精简不必要的子过程 在学习过程中,我们会精简我们的解决方案,把一些不必要的部分给扔掉,或者把好几个过程合成一个(McKendree & Anderson, 1987)。最近的ACT理论认为这个精简的过程并不是必须的,但是很显然学习是在不断减少分解步骤的数量的。

Logan (1988, 1990)提出了实例理论(instance theory)。这个理论说,首先非自动化的行为要依赖于算法的计算,也就是有好几内部或者外部的过程处理输入和输出的关系。但是每当算法被执行一次,一个实例(instance)就会被存储下楼,所以在未来碰到这个例子的时候,并不需要重新算一遍了。也就是说技能的发展是把分步骤运行的过程,转换成经验导向的过程。在累积了很多例子之后,这个依赖于记忆的过程和依赖于步骤的过程会相互竞争。当例子累积得越来越多,计算者就会越来越依赖这些实例,而不是分步骤的计算。口算是一个很好的例子。

虽然说这个丢弃的过程可能是遗忘,但是也可能只是被试对这些子过程的关注减少了,毕竟熟练的口算者也不是忘记了对位加减的规则。

讨论

简单的说,因为有遗忘的存在,催化(强迫)了我们提取抽象信息的能力。

边际条件 把不重要的信息给遗忘掉是有利的,但这并不意味着我们要把所有的情景记忆都给忘掉。有以下三点原因。

  • 首先,情境记忆有自己的一个系统(Tulving, 2002),它保存了和个体有关的记忆,帮助我们形成一个idendity的认识,把我们的过去和现在联系在一起(Conway, 2009)。
  • 其次,虽然遗忘情景记忆在获取抽象信息的时候是有利的,但是这个遗忘的重要性取决于这个个例的记忆和模板哪个更有用。人们会形成prototypes,但是现在仍有争论这个prototypes和保存instance到底孰轻孰重(e.g., see Rouder & Ratcliff, 2006; J. D. Smith, 2014; Tunney & Fernie, 2012)。(这个是老师关心的问题)
  • 其三,遗忘应该是根据重要性适应性变化的机制。虽然大多数信息是不重要的,但是有时候我们也需要记住一些低频的细节。比如鸟大多数时候在飞,可是我们也不能把他们有时候在走的信息给忘记了,这样对鸟的概念才是比较完整的。

核心观点 有一些情景记忆应该被存下来,但是大多数都应该扔掉。作者提出遗忘使得认知过程更加经济。如果没有遗忘,一个人就会被细节给淹没。贴了一个小说“Funes the Memorious”里面的段落,意思是遗忘是抽象的基础。现实中也有超忆症患者的存在,表现出比较差的抽象能力。
总的来说就是遗忘可以减少认知的复杂度,促进抽象化和自动化的过程,避免信息过载。

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