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在你所熟悉的领域,有哪些意思的「幻数」(magic number),为什么会形成这些幻数?

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日报标题:幻数,「一个神奇的数字」

赵思家,UCL神经科学本科、计算机硕士、博士在读

学长这个问题太好了!

在认知神经 / 心理学中,7 算得上是一个 magic number。

先祭出维基百科页面,The Magical Number Seven, Plus or Minus Two 。它有中文页面,但内容较少。

The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information》(我来翻译一下:《幻数 7±2:大脑信息加工能力的局限》)是由 George Miller 在 1956 年发表一篇论文。这篇在认知心理学上非常有名。有多有名呢?我刚刚(2016.9.17)查了一下它的引用数:23669. 这毫无疑问是心理学或神经科学领域中中引用数最高的论文之一。

Miller, G.A., 1956. The magical number seven, plus or minus two: some limits on our capacity for processing information. Psychological Review 63, 81–97. doi:10.1037/h0043158

Miller 推测,当大脑同时与多个信息元素互动时(当然要保证准确度),大脑的信息处理能力有一个上限。而这个上限是 7 加减 2 个元素。—— 工作记忆的容量

这是什么意思呢?

以我最喜欢的听觉系统举个栗子:

当给一个被试者 在同一时间 播放多个纯音,这多个纯音只在频率有不同,听后,被试需要说出刚才听到了哪些频率(当然,在实验前会训练被试者,不会一来就让他们像拥有绝对音高的人一样说出频率的)。在这样的任务上,如果只有少于 6 个不同的刺激,那么我们的表现是很好的(ceiling,天花板),但从 7 开始,表现就会随着数量的增加而降低。

所以,(让我直接翻译维基百科中间的一句话:)在这样「对错分明的任务」上,我们人的能力上限可以被形容成一个容量为 2-3bits 信息的信息渠(an information channel capacity with approximately 2 to 3 bits of information),=能够分别 4 到 8 个不同的信息。

但这个结论其实不对。(哎也不能说错,比较复杂)

譬如说,如果立马让人回忆,正常情况下,人能够最多记住 7 个数字、或是 5 个字母、5 个词语等等。这在简单的形状、简单的声音上也有类似的区别。——简单的来说,这个上限是和要记住的内容息息相关的。这也不令人惊讶不是么,内容要是越熟悉,我就越容易记住。

上上周我去参加剑桥大学举办的英国听觉科学年会,其中也有一个讨论幻数的,大致就是想说在听觉系统里幻数是 4。因为不大有说服性,我都记不住他讲了什么了……

总之,在神经科学领域中,这样的幻数都颇受争议。的确很有意思,但现阶段以神经科学的零散程度,幻数只是个噱头罢了。

参考资料:

Miller, G.A., 1994. The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. Psychological Review 101, 343–352. doi:10.1037/0033-295X.101.2.343

Saaty, T.L., Ozdemir, M.S., 2003. Why the magic number seven plus or minus two. Mathematical and Computer Modelling 38, 233–244. doi:10.1016/S0895-7177(03)90083-5

The Magical Number Seven, Plus or Minus Two, 2016. . Wikipedia, the free encyclopedia.


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