Модель интерактивной активации состоит из трех уровней (см. рисунок 5.4). На верхнем уровне – уровне слов – находятся элементы, представляющие целые слова; средний уровень представляет буквы; а уровень признаков – линии, из которых состоят буквы.

Связи внутри каждого уровня являются тормозными – на рисунке 5.4 они изображены линиями с точками на концах, – а связи между согласованными элементами разных уровней – возбуждающими, они показаны стрелками.

Рисунок 5.4. Слева – три уровня модели интерактивной активации. Справа – увеличенный фрагмент модели. Как обычно, стрелки обозначают возбуждающие связи, а точки на концах линий – тормозные. Связи внутри каждого уровня – тормозные, а между элементами разных уровней – возбуждающие

Уровень слов в сети содержит 1179 четырехбуквенных слов и, соответственно, столько же элементов. Каждый словесный элемент двунаправленно связан со всеми остальными словесными элементами, но эти связи – тормозные (обозначены линиями с точками). Это значит, что активация одного словесного элемента подавляет активацию всех остальных.

На следующем уровне – уровне букв – находятся элементы для каждой возможной буквы в каждой из четырех позиций слова. Например, для первой буквы слова предусмотрено 26 элементов, для второй – тоже 26 и т. д. Каждый буквенный элемент имеет тормозные связи с другими буквенными элементами в той же позиции.

Уровень признаков содержит элементы, представляющие различные линейные компоненты печатных букв в каждой из четырех позиций. Например, есть элементы для горизонтальных, вертикальных и диагональных линий. На этом уровне тормозных связей нет.

Буквенные элементы направляют возбуждающие связи к тем словесным элементам, которые содержат соответствующую букву в данной позиции. Например, буквенный элемент, представляющий F в первой позиции, будет иметь возбуждающие связи с элементами слов FALL, FAKE, FOWL, FLAT и некоторых других. При этом у него не будет связей со словами вроде TAKE, которые не начинаются с F. Важно, что эти связи двунаправленные (как в сети «"Ракеты" и "Акулы"» из главы 4): элемент первой буквы F возбуждает элементы слов, начинающихся с F, а слова, начинающиеся с F, в свою очередь возбуждают элемент первой буквы F.

Элементы признаков также имеют возбуждающие связи с буквенными элементами, когда их совместное присутствие в данной позиции согласовано. Например, на рисунке 5.4 элемент признака, представляющий верхнюю горизонтальную линию, согласуется с печатными буквами F, E и T, поскольку все они содержат верхнюю горизонтальную линию. Но связь отсутствует, когда признак не соответствует букве. Например, элемент признака, представляющий среднюю горизонтальную линию в F, не связан с буквенным элементом T.

Теперь запустим нашу сеть. Вначале все элементы находятся на уровне покоя или ниже (чуть меньше нуля). Затем сети предъявляется буквенная последовательность, которая подает внешний сигнал на элементы признаков (нижний левый угол рисунка 5.4), соответствующие представленным буквам.

Представим, что сети предъявлено слово FLAG. При этом соответствующие элементы признаков начинают получать входной сигнал. Так, для первой буквы слова FLAG входной сигнал получают элементы признаков, соответствующие левой вертикальной линии и двум горизонтальным линиям. Эти элементы признаков возбуждают буквенные элементы, содержащие данные признаки. Разумеется, элемент буквы F быстро начинает активироваться. Другие буквы могут получить некоторое возбуждение, но только от части элементов признаков. Например, элемент буквы L получит возбуждение от элементов признаков, соответствующих вертикальной линии в F, но не от элементов, представляющих верхнюю и среднюю горизонтальные линии. Поэтому его активация будет нарастать медленнее (и не достигнет такого уровня), как активация элемента F. Кроме того, рост активации элемента L будет подавляться тормозным влиянием более сильного элемента F (в соответствии с механизмом усиления контраста, описанным в главе 3).

По мере активации элемент F начинает, в свою очередь, активировать слова, начинающиеся с F (например, FLAT, FLUE или FILE). Элемент слова FLAG получит наиболее сильное возбуждение от буквенного уровня, за ним последует FLAT (три совпадения), затем FLUE (два совпадения) и FILE (одно совпадение). Другие слова, совпадающие с FLAG в нескольких позициях, например CLAD, также получат некоторое возбуждение от элементов совпадающих букв. Активация FLAG будет нарастать быстрее всех, и благодаря межсловному торможению элемент, представляющий FLAG, окажется наиболее активным, подавив активацию остальных слов.

Мы подошли к самой сути дела. Когда словесный элемент FLAG начинает активироваться, он возбуждает буквенные элементы, с которыми связан, через нисходящие, или обратные, связи. Возбуждение в словесном элементе FLAG на последующих шагах работы сети обеспечивает обратную активацию буквенному элементу F в первой позиции, L – во второй и т. д. Поскольку активации суммируются, нисходящие сигналы обратной связи от словесных элементов добавляются к восходящим сигналам от элементов признаков.

Теперь мы готовы увидеть, как эта модель демонстрирует эффекты контекста, обнаруженные в эксперименте Райхера. Когда слово FLAG предъявляется с буквой L в качестве целевой, элемент буквы L получает восходящую активацию от своих элементов признаков и нисходящую взаимную активацию от словесного элемента FLAG – а также, в меньшей степени, от словесных элементов FLOG, FLAP и FLAT. Совместное действие нисходящей и восходящей активации приводит к быстрому росту активации элемента L. Напротив, когда элемент L предъявляется изолированно или в бессмысленном наборе букв вроде ZLXQ, он получает только восходящую активацию. Ни одно слово не активируется достаточно сильно, чтобы обеспечить нисходящую поддержку (поскольку ни одно четырехбуквенное слово не похоже на последовательность ZLFQ). Поэтому в течение рабочих циклов сети (которые соответствуют времени в сетевой модели) активация элемента L нарастает не так быстро и не достигает такого уровня, как при предъявлении L в составе слова.

В нашей сети активация – это действие, определяющее результаты. Поскольку элемент L получает больше активации в контексте слова, чем при изолированном предъявлении или в составе бессмысленного набора букв, он распознается наиболее точно именно как часть слова. Разумеется, это справедливо для любой буквы, не только для нашего примера. Это проясняет механизм, лежащий в основе эффекта превосходства слова. Изящное решение!

И последнее: эксперименты показали, что эффект превосходства слова распространяется на буквы в произносимых псевдословах типа FLIG.

Понимаете почему? Буквы FLIG частично активируют слова FLAG, FLOG и FLIP. Эта частичная активация обеспечивает некоторую нисходящую поддержку буквам FLIG, что делает их распознавание более точным, чем при изолированном предъявлении или в составе бессмысленного набора. Псевдослова, похожие на настоящие слова, активируются совместно с этими словами, которые затем оказывают нисходящую поддержку буквам псевдослова.

Возможно, вы уже подумали, что это объяснение вовсе не требует, чтобы FLIG было произносимым псевдословом. Джей и Дэйв поняли, что в их модели даже непроизносимый набор букв вроде FLJG должен обеспечивать нисходящую поддержку некоторым своим буквам, поскольку он активирует словесные элементы FLAG и FLOG.

Они решили проверить, распространяется ли эффект превосходства слова на буквы в непроизносимых последовательностях типа FLJG. Оказалось, что да!