學長這個問題太好了!
在認知神經 / 心理學中,7 算得上是一個 magic number。
先祭出維基百科頁面,The Magical Number Seven, Plus or Minus Two 。它有中文頁面,但內容較少。
《The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information》(我來翻譯一下:《幻數 7±2:大腦信息加工能力的侷限》)是由 George Miller 在 1956 年發表一篇論文。這篇在認知心理學上非常有名。有多有名呢?我剛剛(2016.9.17)查了一下它的引用數:23669. 這毫無疑問是心理學或神經科學領域中中引用數最高的論文之一。
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 推測,當大腦同時與多個信息元素互動時(當然要保證準確度),大腦的信息處理能力有一個上限。而這個上限是 7 加減 2 個元素。—— 工作記憶的容量
這是什麼意思呢?
以我最喜歡的聽覺系統舉個栗子:
當給一個被試者 在同一時間 播放多個純音,這多個純音只在頻率有不同,聽後,被試需要説出剛才聽到了哪些頻率(當然,在實驗前會訓練被試者,不會一來就讓他們像擁有絕對音高的人一樣説出頻率的)。在這樣的任務上,如果只有少於 6 個不同的刺激,那麼我們的表現是很好的(ceiling,天花板),但從 7 開始,表現就會隨着數量的增加而降低。
所以,(讓我直接翻譯維基百科中間的一句話:)在這樣「對錯分明的任務」上,我們人的能力上限可以被形容成一個容量為 2-3bits 信息的信息渠(an information channel capacity with approximately 2 to 3 bits of information),=能夠分別 4 到 8 個不同的信息。
但這個結論其實不對。(哎也不能説錯,比較複雜)
譬如説,如果立馬讓人回憶,正常情況下,人能夠最多記住 7 個數字、或是 5 個字母、5 個詞語等等。這在簡單的形狀、簡單的聲音上也有類似的區別。——簡單的來説,這個上限是和要記住的內容息息相關的。這也不令人驚訝不是麼,內容要是越熟悉,我就越容易記住。
上上週我去參加劍橋大學舉辦的英國聽覺科學年會,其中也有一個討論幻數的,大致就是想説在聽覺系統裏幻數是 4。因為不大有説服性,我都記不住他講了什麼了……
總之,在神經科學領域中,這樣的幻數都頗受爭議。的確很有意思,但現階段以神經科學的零散程度,幻數只是個噱頭罷了。
參考資料:
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.