魔法の数字7プラスマイナス2

「魔法の数字7プラスマイナス2：情報処理能力の限界」^[1]は、心理学で最も引用されている論文の1つです。^{[2] [3] [4]これは、}ハーバード大学心理学部の認知心理学者 ジョージ・A・ミラーによって書かれ、1956年にPsychological Reviewに掲載されました。平均的な人間が短期記憶に保持できる物体の数は7±2であると主張していると解釈されることがよくあります。これはミラーの法則と呼ばれることもあります。^{[5] [6] [7]}

ミラーは論文で、1 次元の絶対的判断の限界と短期記憶の限界が一致することを論じました。1 次元の絶対的判断課題では、人は 1 つの次元で変化する多数の刺激 (たとえば、ピッチのみが異なる 10 種類の音) を提示され、各刺激に対して対応する応答 (事前に学習したもの) で応答します。パフォーマンスは 5 種類または 6 種類の刺激まではほぼ完璧ですが、刺激の種類が増えるにつれて低下します。この課題は情報伝達の課題として説明できます。入力は n種類の刺激のうち 1 つで構成され、出力はn 種類の応答のうち 1 つで構成されます。入力に含まれる情報は、選択された刺激に到達するために行う必要があるバイナリ決定の数によって決定でき、応答についても同じことが言えます。したがって、1 次元の絶対的判断における人の最大のパフォーマンスは、約 2 ～ 3ビットの情報を持つ情報チャネル容量として特徴付けることができ、これは 4 ～ 8 種類の選択肢を区別する能力に相当します。

ミラーが論じる 2 つ目の認知的限界は、記憶の持続時間です。記憶の持続時間とは、提示直後に試行の 50 % で正しい順序で人が復唱できる項目 (数字、文字、単語など) の最長リストを指します。ミラーは、若年成人の記憶の持続時間が約 7 項目であることに気づきました。彼は、情報量が大きく異なる刺激に対しても記憶の持続時間がほぼ同じであることに注目しました。たとえば、2 進数は 1 ビット、10 進数は 3.32 ビット、単語は 10 ビット程度です。ミラーは、記憶の持続時間はビットではなく、チャンクによって制限されると結論付けました。チャンクとは、提示された資料の中で人が認識できる最大の意味のある単位です。したがって、何をチャンクと見なすかは、テストを受ける人の知識によって異なります。たとえば、単語は、その言語の話者にとっては 1 つのチャンクですが、その言語にまったくなじみがなく、単語を音声セグメントの集まりと見なす人にとっては、複数のチャンクになります。

ミラーは、一次元的な絶対的判断の限界と短期記憶のスパンの限界の対応は単なる偶然であると認識していました。なぜなら、情報理論的な用語で特徴づけられるのは最初の限界のみであり、2 番目の限界はそうではないからです (つまり、ほぼ一定のビット数として)。したがって、7 という数字には「魔法」のようなものは何もなく、ミラーは単に修辞的にこの表現を使用しただけです。それでも、「魔法の数字 7」というアイデアは、人間の認知能力の限界について、厳密なものからそれほど厳密ではないものまで、多くの理論化を促しました。7 という数字は、それよりはるかに長いリストは、同時に記憶して処理するのが著しく困難になることを思い出させてくれる、便利なヒューリスティックです。

その後の短期記憶と作業記憶に関する研究で、記憶範囲はチャンクの数で測ったとしても一定ではないことが明らかになりました。人間が提示直後に思い出せるチャンクの数は、使用されるチャンクのカテゴリ（数字の場合は約 7、文字の場合は約 6、単語の場合は約 5）によって異なり、カテゴリ内のチャンクの特徴によっても異なります。チャンキングは、脳の短期記憶によって、情報のグループを簡単に思い出せるようにアクセス可能な状態に保つ方法として使用されます。これは、すでによく知られているラベルとして機能し、最も効果的に機能します。つまり、すでに長期記憶によく組み込まれているラベルに新しい情報を組み込むことです。これらのチャンクは、必要なデータに分解できるように情報を保存する必要があります。^[8]

記憶容量は、保存される情報に依存します。たとえば、スパンは、長い単語の場合よりも短い単語の場合の方が低くなります。一般に、言語内容（数字、文字、単語など）の記憶スパンは、内容を声に出して話すのにかかる時間に大きく依存します。そのため、一部の研究者は、言語資料の短期記憶の限られた容量は「魔法の数字」ではなく、「魔法の呪文」、つまり期間であると提案しています。^[9] Baddeley はこの発見を使用して、作業記憶モデルの 1 つの要素である音韻ループが約 2 秒間の音を保持できると仮定しました。^{[10] [11]}ただし、短期記憶の制限を一定の「魔法の呪文」として簡単に特徴付けることもできません。なぜなら、記憶スパンは、発話時間以外の他の要因にも依存するからです。たとえば、スパンは、コンテンツの語彙的ステータス（つまり、コンテンツが本人に知られている単語であるかどうか）に依存します。^[12]他にもいくつかの要因が人の測定された記憶範囲に影響を与えるため、短期記憶または作業記憶の容量をチャンクの数で特定することは困難です。それにもかかわらず、コーワンは、作業記憶の容量は若い成人では約4チャンク（子供や高齢者ではそれより少ない）であると提案しています。^[13]

ターノウは、マードックによる4項目のバッファを支持すると一般的に主張されている古典的な実験では、実際にはそのような証拠はなく、したがって少なくともマードックの実験では「魔法の数字」は1であると結論付けました。 ^{[14] [15]}短期記憶容量に関する他の著名な理論では、固定された要素数で容量を測定することに反対しています。^{[16] [17]}

コーワンは、他にも「魔法の数字 4」につながる認知の限界をいくつか指摘し^[13]、ミラーとは異なり、この対応は偶然ではないと主張した。約 4 つの要素に制限されると思われるもう 1 つのプロセスは、少数の物体を素早く数える瞬時認識である。いくつかの物体が一瞬フラッシュバックされると、その数が瞬時認識限界 (約 4 つの物体) を超えない限り、一目でその数を非常に素早く判断できる。物体の数が多い場合は、数を数える必要があり、これはより遅いプロセスである。

1988年の映画「レインマン」では、床にこぼれた箱からつまようじの本数を素早く判別できる自閉症の天才少年が描かれており、4つよりもはるかに大きな数を瞬時に判別していたようだ。同様の偉業は神経心理学者オリバー・サックスによって非公式に観察され、1985年に著書「妻を帽子と間違えた男」で報告されている。したがって、この制限は必ずしも物理的な制限ではなく、認知によって課せられた恣意的な制限であると考えられる。しかし、自閉症の専門家ダニエル・タメットは、サックスが観察した子供たちは箱の中のマッチを事前に数えていた可能性があると示唆している。^[18] 4つのチャンクでさえも高い推定値であるという証拠もある。ブルネル大学ロンドン校のゴベットとクラークソンが実験を行ったところ、記憶想起条件の半分以上で約2つのチャンクしか得られなかったことがわかった。^[19]研究では、短期記憶に保存されるチャンクの数ではなくサイズが、個人の記憶力の向上を可能にすることも示されている。^{[オリジナル研究? ]}

• デレク・M・ジョーンズ (2002)。「7±2 都市伝説」(PDF ファイル)。
• Edward Tufteのサイトで、Miller の論文に関する多くの神話について徹底的に議論されています。
• ミリオーレ、ミケーレ。ノバラ、ガスペア。テゴロ、ドメニコ (2008)。 「単一ニューロン結合特性と魔法の数字 7」。海馬。18 (11): 1122–30。土井：10.1002/hipo.20480。PMID  18680161。S2CID 13528916  。
• HTML 用に修正され、1997 年にミラーによって校正および承認された図付きの論文のバージョン