Закон Хика

Закон Хика , или закон Хика-Хаймана , названный в честь британских и американских психологов Уильяма Эдмунда Хика и Рэя Хаймана , описывает время, необходимое человеку для принятия решения в результате возможных выборов: увеличение количества вариантов выбора увеличит время решения логарифмически . Закон Хика-Хаймана оценивает когнитивную информационную способность в экспериментах по реакции выбора. Количество времени, необходимое для обработки определенного количества битов в законе Хика – Хаймана, известно как «скорость получения информации». Простейшим выводом из этого открытия является то, что увеличение количества вариантов выбора не приводит к прямому увеличению времени, необходимого для выбора. Другими словами, вдвое больший выбор не означает, что выбор займет вдвое больше времени. Кроме того, поскольку соотношение логарифмическое, время, необходимое для выбора, становится все меньше и меньше по мере увеличения количества вариантов выбора.

Фон

В 1868 году Франциск Дондерс сообщил о взаимосвязи между наличием нескольких стимулов и временем реакции выбора. В 1885 г. Й. Меркель обнаружила, что время реакции увеличивается, когда стимул принадлежит к большему набору стимулов. Психологи начали видеть сходство между этим явлением и теорией информации . ^{[ ВОЗ? ]}

Хик впервые начал экспериментировать с этой теорией в 1951 году. ^{[ 1 ]} В его первом эксперименте вокруг объекта было расположено 10 ламп. На каждом его пальце было по 10 ключей Морзе , соответствующих этим лампам. При движении рулона предварительно перфоленты каждые 5 секунд активируется случайная лампа; 4 электрические ручки записали это включение лампы на движущейся бумаге в 4-битном двоичном формате . Когда испытуемый нажимал соответствующую клавишу, четыре ручки записывали ответ, используя одну и ту же систему. Хотя Хикс отмечает, что его экспериментальная конструкция с использованием 4-битного процесса двоичной записи была способна отображать до 15 позиций и «все ясно», в своем эксперименте он требовал, чтобы устройство давало точную запись времени реакции между 10 вариантами после стимула для эксперимент.

Хик провел второй эксперимент, используя ту же задачу, сохранив при этом количество альтернатив равным 10. Участник выполнял задачу первые два раза с инструкцией выполнить задачу как можно точнее. Для последнего задания участнику предлагалось выполнить задание как можно быстрее.

В то время как Хик утверждал, что связь между временем реакции и количеством вариантов выбора является логарифмической, Хайман хотел лучше понять взаимосвязь между временем реакции и средним количеством вариантов выбора. В эксперименте Хаймана было восемь разных источников света, расположенных в матрице 6x6. ^{[ 2 ]} Каждому из этих источников света было присвоено имя, поэтому участнику было засчитано время, необходимое для того, чтобы произнести название источника света после того, как он был зажжен. Дальнейшие эксперименты изменили количество каждого типа света. Хайман отвечал за определение линейной зависимости между временем реакции и передаваемой информацией.

Закон

Учитывая n равновероятных вариантов, среднее время реакции T, необходимое для выбора среди вариантов, примерно равно:

T=b\cdot \log _{2}(n+1)

где b — константа, которую можно определить эмпирически, подгоняя линию к измеренным данным. Логарифм что выражает глубину иерархии «дерева выбора» — log ₂ указывает на то, был выполнен двоичный поиск . Добавление 1 к n учитывает «неуверенность в том, отвечать или нет, а также в том, какой ответ дать». ^{[ 3 ]}

В случае выбора с неравными вероятностями закон можно обобщить следующим образом:

T=bH

где H сильно связано с теоретико-информационной энтропией решения, определяемой как

H=\sum _{i}^{n}p_{i}\log _{2}(1/p_{i}+1)

где p _i относится к вероятности i -й альтернативы, дающей теоретико-информационную энтропию.

Закон Хика по форме аналогичен закону Фиттса . Закон Хика имеет логарифмическую форму, поскольку люди делят всю совокупность вариантов выбора на категории, исключая около половины оставшихся вариантов на каждом этапе, вместо того, чтобы рассматривать каждый выбор один за другим, что потребовало бы линейного времени.

Связь с IQ

Э. Рот (1964) продемонстрировал корреляцию между IQ и скоростью обработки информации, которая обратна наклону функции: ^{[ 4 ]}

{\text{Reaction Time}}={\text{Movement Time}}+{\frac {\log _{2}(n)}{\text{Processing Speed}}}

где n — количество вариантов. Время, необходимое для принятия решения, составляет:

пропорционально: ${\frac {\log _{2}(n)}{\text{Processing Speed}}}$

Совместимость стимула и реакции

по закону Известно, что совместимость стимула и реакции также влияет на время реакции выбора Хика -Хаймана. Это означает, что реакция должна быть аналогична самому стимулу (например, повороту руля для поворота колес автомобиля). Действие, которое выполняет пользователь, аналогично реакции, которую получает водитель от автомобиля.

Исключения

Сигмовидная функция остается лучшим представлением связи между предсказуемостью и временем реакции, чем линейная функция.

Исследования показывают, что поиск слова внутри случайно упорядоченного списка, в котором время реакции увеличивается линейно в зависимости от количества элементов, не позволяет сделать обобщение научного закона , учитывая, что в других условиях время реакции может не быть линейно связанным с логарифмом числа элементов и даже не показывать другие варианты базовой плоскости.

Исключения из закона Хика были выявлены в исследованиях вербальной реакции на знакомые стимулы, где взаимосвязь отсутствует или наблюдается лишь незначительное увеличение времени реакции, связанное с увеличением количества элементов. ^{[ 5 ]} и саккадные реакции, где было показано, что связи либо нет, ^{[ 6 ]} или уменьшение времени саккад с увеличением числа элементов, что является антагонистическим эффектом по сравнению с постулируемым законом Хика. ^{[ 7 ]}

Обобщение закона Хика было проверено также в исследованиях по предсказуемости переходов, связанных со временем реакции элементов, оказавшихся в структурированной последовательности. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Впервые этот процесс был описан как соответствующий закону Хика: ^{[ 10 ]} но совсем недавно было показано, что связь между предсказуемостью и временем реакции является сигмовидной , а не линейной и связана с различными способами действия. ^{[ 11 ]}

Закон Хика иногда цитируется для обоснования решений по дизайну меню . Например, чтобы найти данное слово (например, название команды) в случайно упорядоченном списке слов (например, в меню), требуется сканирование каждого слова в списке, что занимает линейное время, поэтому закон Хика не применяется. Однако если список составлен в алфавитном порядке и пользователь знает название команды, он или она может использовать стратегию подразделения, которая работает в логарифмическом времени. ^{[ 12 ]}

См. также

Примечания

^ Хик, МЫ (1952). «О скорости получения информации» (PDF) . Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 4 (1): 11–26. дои : 10.1080/17470215208416600 . S2CID 39060506 .
^ Хайман, Р. (март 1953 г.). «Информация о стимуле как фактор, определяющий время реакции». Журнал экспериментальной психологии . 45 (3): 188–96. дои : 10.1037/h0056940 . ПМИД 13052851 . S2CID 17559281 .
^ Кард, Стюарт К.; Моран, Томас П.; Ньюэлл, А. (1983). Психология взаимодействия человека и компьютера . Хиллдейл, Лондон: Лоуренс Эрлбаум.
^ Рот, Эрвин (1964). «Скорость обработки информации и ее связь с разведкой». Журнал экспериментальной и прикладной психологии (на немецком языке). 11 :616-622.
^ Лонгстрет, Ю.Л.; Эль-Заххар, Н.; Алкорн, МБ (1985). «Исключения из закона Хика: исследования с измерением продолжительности ответа». Журнал экспериментальной психологии: Общие сведения . 114 (4): 417–434. дои : 10.1037/0096-3445.114.4.417 . ПМИД 2934496 .
^ Кверага, К.; Баучер, Л.; Хьюз, ХК (2002). «Саккады действуют с нарушением закона Хика». Экспериментальное исследование мозга . 146 (3): 307–314. дои : 10.1007/s00221-002-1168-8 . ПМИД 12232687 . S2CID 21845688 .
^ Лоуренс, Б.М.; Сент-Джон, А.; Абрамс, РА; Снайдер, Л.Х. (2008). «Эффект Анти-Хика во времени реакции саккад у обезьян и людей» . Журнал видения . 8 (26): 26,1–7. дои : 10.1167/8.3.26 . ПМИД 18484832 .
^ Стадлер, Массачусетс (1992). «Статистическая структура и сериал неявного обучения». Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание . 18 (2): 318–327. дои : 10.1037/0278-7393.18.2.318 .
^ Ремиллард, Г.; Кларк (2001). «Неявное обучение вероятностей перехода первого, второго и третьего порядков». Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание . 27 (2): 483–498. дои : 10.1037/0278-7393.27.2.483 . ПМИД 11294445 .
^ Джеймисон, РК; Мьюорт (2009). «Применение образцовой модели к задаче серийной реакции: прогнозирование на основе опыта». Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 62 (9): 1757–1783. дои : 10.1080/17470210802557637 . ПМИД 19219752 . S2CID 24593123 .
^ Павао, Р.; Савиетто, Япония; Сато, младший; Ксавье, главный врач; Хелен, AF (2016). «О моделях последовательного обучения: управление с разомкнутым контуром, не подчиняющееся строго закону Хика» . Научные отчеты . 6 : 23018. Бибкод : 2016NatSR...623018P . дои : 10.1038/srep23018 . ПМЦ 4792158 . ПМИД 26975409 .
^ Ландауэр, ТК; Нахбар, Д.В. (1985). «Выбор из буквенного и цифрового дерева меню с помощью сенсорного экрана». Материалы конференции SIGCHI «Человеческий фактор в вычислительных системах — CHI '85» . п. 73. дои : 10.1145/317456.317470 . ISBN 978-0897911498 . S2CID 17669570 .

Ссылки

Кокберн, Энди; Гутвин, Карл; Гринберг, Сол (28 апреля – 3 мая 2007 г.). «Прогнозирующая модель работы меню» (PDF) . Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах . Сан-Хосе, Калифорния. стр. 627–636. дои : 10.1145/1240624.1240723 . hdl : 10092/662 . ISBN 9781595935939 . S2CID 7340315 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Хик, МЫ (1 марта 1952 г.). «О скорости получения информации» (PDF) . Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 4 (1): 11–26. дои : 10.1080/17470215208416600 . S2CID 39060506 .
Хайман, Р. (март 1953 г.). «Информация о стимуле как фактор, определяющий время реакции». Журнал экспериментальной психологии . 45 (3): 188–96. дои : 10.1037/h0056940 . ПМИД 13052851 . S2CID 17559281 .
Розати, Л. (24–25 октября 2013 г.). «Как проектировать интерфейсы по выбору: закон Хика-Хаймана и классификация информационной архитектуры» . По-славянски А.; Салах, А.; Дэвис, К. (ред.). Классификация и визуализация: интерфейсы к знаниям: материалы международного семинара УДК . Гаага, Нидерланды. стр. 125–138. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Рой, К.; Малакрия, С.; Леколине, Э.; Гиард, Ю.; Иган, Дж. (27 апреля – 2 мая 2013 г.). «Дополненные буквы: мнемонические сочетания клавиш на основе жестов» . Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах (PDF) . Париж, Франция. стр. 2325–2328. дои : 10.1145/2470654.2481321 . ISBN 9781450318990 . S2CID 15928158 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Соу, Стивен С. (2005). «Информационные модели HCI: сравнение закона Хика – Хаймана и закона Фиттса». Взаимодействие человека и компьютера . 20 (3): 315–352. CiteSeerX 10.1.1.86.4509 . дои : 10.1207/s15327051hci2003_3 . S2CID 14436546 .
Велфорд, Алан Т. (1968). Основы навыков . Метуэн, Массачусетс. стр. 61–65. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

Внешние ссылки

Глоссарий юзабилити: закон Хика

[1] Хик, МЫ (1952). «О скорости получения информации» (PDF) . Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 4 (1): 11–26. дои : 10.1080/17470215208416600 . S2CID 39060506 .

[2] Хайман, Р. (март 1953 г.). «Информация о стимуле как фактор, определяющий время реакции». Журнал экспериментальной психологии . 45 (3): 188–96. дои : 10.1037/h0056940 . ПМИД 13052851 . S2CID 17559281 .

[3] Кард, Стюарт К.; Моран, Томас П.; Ньюэлл, А. (1983). Психология взаимодействия человека и компьютера . Хиллдейл, Лондон: Лоуренс Эрлбаум.

[roth1964-4] Рот, Эрвин (1964). «Скорость обработки информации и ее связь с разведкой». Журнал экспериментальной и прикладной психологии (на немецком языке). 11 :616-622.

[Longstreth1985-5] Лонгстрет, Ю.Л.; Эль-Заххар, Н.; Алкорн, МБ (1985). «Исключения из закона Хика: исследования с измерением продолжительности ответа». Журнал экспериментальной психологии: Общие сведения . 114 (4): 417–434. дои : 10.1037/0096-3445.114.4.417 . ПМИД 2934496 .

[Kveraga2002-6] Кверага, К.; Баучер, Л.; Хьюз, ХК (2002). «Саккады действуют с нарушением закона Хика». Экспериментальное исследование мозга . 146 (3): 307–314. дои : 10.1007/s00221-002-1168-8 . ПМИД 12232687 . S2CID 21845688 .

[Lawrence2008-7] Лоуренс, Б.М.; Сент-Джон, А.; Абрамс, РА; Снайдер, Л.Х. (2008). «Эффект Анти-Хика во времени реакции саккад у обезьян и людей» . Журнал видения . 8 (26): 26,1–7. дои : 10.1167/8.3.26 . ПМИД 18484832 .

[Stadler1992-8] Стадлер, Массачусетс (1992). «Статистическая структура и сериал неявного обучения». Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание . 18 (2): 318–327. дои : 10.1037/0278-7393.18.2.318 .

[Remillard2001-9] Ремиллард, Г.; Кларк (2001). «Неявное обучение вероятностей перехода первого, второго и третьего порядков». Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание . 27 (2): 483–498. дои : 10.1037/0278-7393.27.2.483 . ПМИД 11294445 .

[Jamieson2009-10] Джеймисон, РК; Мьюорт (2009). «Применение образцовой модели к задаче серийной реакции: прогнозирование на основе опыта». Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 62 (9): 1757–1783. дои : 10.1080/17470210802557637 . ПМИД 19219752 . S2CID 24593123 .

[Pavão2016-11] Павао, Р.; Савиетто, Япония; Сато, младший; Ксавье, главный врач; Хелен, AF (2016). «О моделях последовательного обучения: управление с разомкнутым контуром, не подчиняющееся строго закону Хика» . Научные отчеты . 6 : 23018. Бибкод : 2016NatSR...623018P . дои : 10.1038/srep23018 . ПМЦ 4792158 . ПМИД 26975409 .

[12] Ландауэр, ТК; Нахбар, Д.В. (1985). «Выбор из буквенного и цифрового дерева меню с помощью сенсорного экрана». Материалы конференции SIGCHI «Человеческий фактор в вычислительных системах — CHI '85» . п. 73. дои : 10.1145/317456.317470 . ISBN 978-0897911498 . S2CID 17669570 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]