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ヒックの法則

ヒックの法則 、またはイギリスとアメリカの心理学者ウィリアム・エドマンド・ヒックとレイ・ハイマンにちなんで名付けられたヒック・ハイマン法は、人が可能な選択の結果として決定を下すのにかかる時間を説明しています。選択肢の数は、決定時間を対数的に増加させます。ヒック・ハイマンの法則は、選択反応実験における認知情報容量を評価します。ヒック・ハイマンの法則で一定量のビットを処理するのにかかる時間は、情報のゲインレートとして知られています

ヒックの法則は、メニュー設計の決定を正当化するために引用されることがあります。たとえば、ランダムに並べられた単語リスト(メニューなど)で特定の単語(コマンドの名前など)を見つけるには、リスト内の各単語のスキャンが必要であり、線形時間を消費するため、ヒックの法則は適用されません。ただし、リストがアルファベット順で、ユーザーがコマンドの名前を知っている場合、対数時間で機能する細分化戦略を使用できる場合があります。

バックグラウンド

1868年に、フランシスカス・ドンダースは、複数の刺激を持つことと選択反応時間の関係を報告しました。 1885年、J。メルケルは、刺激がより大きな刺激セットに属する場合、応答時間が長くなることを発見しました。心理学者は、この現象と情報理論との類似点に気づき始めました。

ヒックは1951年にこの理論の実験を始めました。彼の最初の実験は、対応するモールス符号キーを備えた10個のランプに関係していました。ランプは5秒ごとにランダムに点灯します。選択肢の反応時間は、2〜10個のランプの選択肢の数で記録されました。

ヒックは、代替タスクの数を10に保ちながら、同じタスクを使用して2回目の実験を実行しました。参加者は、タスクをできるだけ正確に実行するための指示で最初の2回タスクを実行しました。最後のタスクでは、参加者はできるだけ早くタスクを実行するように求められました。

ヒックは、反応時間と選択肢の数との関係は対数であると述べていましたが、ハイマンは反応時間と選択肢の平均数との関係をよりよく理解したかったのです。ハイマンの実験では、彼は8つの異なるライトを6x6マトリックスに配置しました。これらの異なるライトにはそれぞれ名前が付けられていたため、参加者はライトが点灯してからライトの名前を言うまでの時間を計りました。さらなる実験により、各タイプの光の数が変化しました。ハイマンは、反応時間と送信される情報との間の線形関係を決定する責任がありました。

法律

同様に可能性のあるn個の選択肢を考えると、選択肢の中から選択するのに必要な平均反応時間Tはおよそ:

T =b⋅log2⁡(n + 1){\ displaystyle T = b \ cdot \ log _ {2}(n + 1)}

ここで、 bは定数であり、測定データに直線を当てはめることで経験的に決定できます。対数は「選択ツリー」階層の深さを表します。log2はバイナリ検索が実行されたことを示します。 nに1を追加すると、「応答するかどうか、およびどの応答を行うかについての不確実性」が考慮されます。

確率が等しくない選択肢の場合、法律は次のように一般化できます。

T = bH {\ displaystyle T = bH}

ここで、 Hは、決定の情報理論エントロピーに強く関連しており、次のように定義されます。

H = ∑inpilog2⁡(1 / pi + 1){\ displaystyle H = \ sum _ {i} ^ {n} p_ {i} \ log _ {2}(1 / p_ {i} +1)}

ここで、 pii番目の選択肢が情報理論エントロピーを生成する確率を指します。

ヒックの法則の形式は、フィッツの法則に似ています。ヒックの法則は対数形式です。人々は選択肢の全コレクションをカテゴリに細分化し、各選択肢を1つずつ検討するのではなく、各ステップで残りの選択肢の約半分を削除するため、線形時間を必要とします。

IQとの関係

E. Roth(1964)は、IQと情報処理速度の相関を示しました。これは、関数の勾配の逆数です。

反応時間=移動時間+log2⁡(n)処理速度{\ displaystyle {\ text {反応時間}} = {\ text {移動時間}} + {\ frac {\ log _ {2}(n)} {\テキスト{処理速度}}}}

ここで、 nは選択肢の数です。決定に至るまでにかかる時間は次のとおりです。

処理速度⋅log2⁡(n){\ displaystyle {\ text {処理速度}} \ cdot \ log _ {2}(n)}

刺激と反応の互換性

刺激と反応の互換性は、ヒックとハイマンの法則の選択反応時間にも影響することが知られています。これは、応答が刺激自体に似ている必要があることを意味します(ハンドルを回して車の車輪を回すなど)。ユーザーが実行するアクションは、ドライバーが車から受け取る応答に似ています。

例外

研究は、ランダムに順序付けられたリスト内の単語の検索(反応時間はアイテムの数に応じて直線的に増加する)が、他の条件では反応時間はそうであることを考慮して、科学法の一般化を許可しないことを示唆しています要素数の対数に線形に関連付けられていないか、基本平面の他のバリエーションを示していません。

ヒックの法則の例外は、要素の数の増加に関連する反応時間の関係がないか、わずかな増加があるという馴染みのある刺激に対する言葉の反応、およびサッケード反応の研究で確認されています。関係がない、または要素数の増加に伴うサッカード時間の減少、したがってヒックの法則によって仮定されているものに対する拮抗効果。

ヒックの法則の一般化は、構造化されたシーケンスに現れる要素の反応時間に関連する遷移の予測可能性に関する研究でもテストされました。このプロセスは最初にヒックの法則に従っていると説明されていましたが、最近では、予測可能性と反応時間の関係がシグモイドであり、異なる作用モードに関連する線形ではないことが示されました。