Люди могут отслеживать объекты, когда они находятся перед глазами, но сколько объектов они могут удерживать в воображении? Мы провели девять экспериментов с 313 участниками, чтобы выяснить, как люди мыслят о движении объектов, которых нет перед ними.
В экспериментах участники продолжали движение анимированных объектов в своём воображении до заранее определённой точки. Когда они отслеживали один объект (эксперимент 1a), их ответы соответствовали реальности. Но когда они представляли два объекта (эксперимент 1b), их поведение менялось: они лучше всего следовали модели, которая моделировала только один объект за раз, а не оба одновременно.
Эта последовательная модель не связана с ограничениями реакции или движения (эксперимент 2). Даже с сильными групповыми сигналами (эксперимент 3) она не исчезает полностью, но уменьшается. Дополнительные исследования показали, что последовательность сохраняется при натуралистической окклюзии (эксперимент 4) и упрощённой физике (эксперимент 5). Она не зависит от шума или отсутствия мотивации (эксперименты S1-S3).
Таким образом, способность перемещать воображаемые объекты, скорее всего, ограничена одним объектом за раз.
Люди могут удерживать в памяти ограниченное количество информации. Это хорошо изучено на примере отслеживания объектов в визуальной сцене. Исследования показали, что люди могут отслеживать несколько объектов одновременно, но есть дискуссии о точных ограничениях и их причинах. Эти ограничения хорошо изучены при непосредственном восприятии, но что происходит, когда объекты движутся не перед глазами, а перед мысленным взором?
Хотя люди могут мысленно моделировать движение объектов, они не всегда могут экстраполировать траектории для отслеживания закрытых объектов. Вместо этого они используют эвристики. Современное направление исследований предполагает, что люди используют мысленное моделирование для физического предсказания или вывода. Этот подход объясняет, как люди рассуждают о динамике объектов в различных ситуациях.
Однако остаётся вопрос: можно ли представить будущие траектории движения более чем одного объекта одновременно? Чтобы ответить на этот вопрос, мы разработали новую задачу отслеживания воображаемых объектов. Участники смотрели анимированные сцены, в которых объекты перемещались до паузы. Затем их просили продолжить движение объектов в своём воображении и оценить время достижения различных результатов.
Мы сравнили эффективность людей в отслеживании воображаемых объектов с помощью двух вычислительных моделей: параллельной и последовательной. Параллельная модель предполагает, что люди могут мысленно перемещать несколько объектов одновременно. Последовательная модель утверждает, что люди продвигаются только к одному объекту за раз, разворачивая его траекторию, прежде чем перейти к следующему.
Последовательная модель предсказывает, что каждый дополнительный объект увеличивает общее время отслеживания, задерживая реакцию людей на объекты, которые появятся позже. Мы обнаружили, что последовательная модель полностью соответствует данным всех наших исследований.
Важно отметить, что поиск параллельного процесса может быть трудно интерпретировать в пользу параллельной обработки, так как некоторые варианты последовательной модели могут имитировать параллельный шаблон. Однако обратное неверно. Поиск последовательного шаблона стал бы убедительным доказательством того, что мысленное моделирование не выполняется параллельно.
В девяти экспериментах мы изучили пределы способности людей мысленно моделировать будущее движение объектов. Сначала мы проверили, насколько точно они отслеживают время воображаемой траектории одного объекта (эксперимент 1a). Затем мы рассмотрели отслеживание двух объектов (эксперимент 1b) и сравнили их поведение с прогнозами параллельной и последовательной моделей.
Мы также изучили, влияют ли требования к реакции на ограничения возможностей (эксперимент 2), как закономерности сцены помогают преодолеть ограничения (эксперимент 3), и как последовательный паттерн обобщается для натуралистической окклюзии и упрощённой физики (эксперименты 4 и 5). В дополнительных экспериментах мы подтвердили, что наши результаты не зависят от шума, мотивации или недостатка практики.
Наш главный вывод заключается в том, что люди могут одновременно перемещать в воображении только один объект.