Эффе́кт Ла́чинсов (эффект Лачинса, эффект механизации, процедурализации мышления; эффект установки, нем. Einstellung effect, англ. mental set), экспериментальный феномен, возникающий в ходе решения серии однотипных задач и состоящий в том, что решатель вырабатывает единый способ решения и склонен использовать его даже при наличии других, более простых вариантов. Эффект описан в работах Абрахама и Эдит Лачинс (Luchins. 1942; 1950; 1959; Лачинс. 2008).

Эффект Лачинсов является результатом установки, формирующейся в результате решения серии задач, в которых требуется использование сходной стратегии решения в виде однотипной последовательности действий. Эта последовательность может автоматизироваться, становясь стереотипной. С одной стороны, это позволяет экономить когнитивный ресурс при решении типичных задач, с другой стороны – препятствует поиску и обнаружению более оптимальных способов решения.

Наиболее широкую известность получили эксперименты с задачами на переливание воды в сосудах (англ. water jar problems). Впервые эти задания были разработаны К. Дункером и К. Зенером в неопубликованном исследовании, а в дальнейшем были всесторонне изучены в цикле работ А. Лачинса и Э. Лачинс (Luchins. 1942; 1950; 1959; Лачинс. 2008). В экспериментах испытуемым предлагается следующая задача: даны три сосуда различного объёма, с помощью которых необходимо отмерить заданное количество воды. Изначальное количество воды не ограничено, можно переливать воду неограниченное количество раз, но сосуды следует наполнять полностью. Например, в задаче 2 требуется отмерить 100 л с помощью сосудов объёмами 21 (a), 127 (b) и 3 (c) л. Очевидно, что оптимальным решением является последовательность b − a − 2c, т. е. 127 − 21 − 2 × 3 = 100.

Испытуемому предлагается серия задач такого типа в определённой последовательности. Первая задача в исследовании носит чисто тренировочный характер и решается элементарно. Список задач Лачинсов на переливание.Список задач Лачинсов на переливание.Задачи с 2 по 6 решаются одинаково по одной и той же схеме b − a − 2c и составляют установочную серию. За установочной серией задач следуют тестовые задачи, способ и время решения которых и интересуют исследователей. Задачи 7 и 8 также могут быть решены двумя способами – как по этой схеме, так и более простым способом: a − c и a + c соответственно. Далее предъявляется критическая задача 9 (англ. extinction problem), которая не имеет решения при применении схемы b − a − 2c и может быть решена только простым способом. Тестовые задачи 10 и 11 имеют два решения и построены по логике задач 7 и 8.

Эксперименты строились на сравнении экспериментальной группы, в которой испытуемые решали все задачи по порядку, и контрольной группы, в которой предлагалось решить только последние пять задач. Уже в первой работе А. Лачинса – его диссертации – было проведено несколько экспериментов на различных группах испытуемых. В первую очередь А. Лачинс (1942) обнаружил, что после решения пяти установочных задач подряд в экспериментальной группе более 79 % испытуемых не могут найти более простого решения на первые тестовые задачи, используя старый метод решения, в то время как в контрольной группе таких испытуемых, как правило, не наблюдается (Luchins. 1942. P. 13). Более половины испытуемых в экспериментальной группе не могут найти решение девятой критической задачи за отведённые 2,5 мин (Luchins. 1942. P. 15). Более того, даже в последних тестовых задачах более 60 % испытуемых из экспериментальной группы продолжали пытаться применить старый, неоптимальный метод решения (Luchins. 1942. P. 13). В ранних работах А. Лачинса приведены лишь проценты от количества решений в разных группах без использования статистики. Современный анализ классических данных показывает значимый сильный эффект от описанных экспериментальных воздействий (Binz. 2021).

Виды задач на формирование эффекта Лачинсов

Классический список задач на переливание, хотя и является наиболее часто используемым, неоднократно подвергался критике. В частности, в классических экспериментах задачи не были выравнены по сложности и по схеме решения, например, не всегда соблюдался принцип построения серии задач в плане заданной размерности сосудов (сосуд a больше или меньше c и др.) (Bugelski. 1962). Несмотря на это, задачи на переливание для формирования эффекта получили наибольшую известность.

За многие годы исследований разрабатывались также и другие задачи, на которых моделировался эффект мыслительной установки. Эффект был воспроизведён на таких задачах, как геометрические (Luchins. 1942. P. 23–25) и словесные лабиринты (Cowen. 1953), задачи со скрытыми словами (Luchins. 1942. P. 25–26), задания на составление блоков (Андерсон. 2002; Lovett. 1996), анаграммы (Rees. 1935; Ellis. 2014), алгебраические задачи со спичками (Öllinger. 2008), задачи на числовые сокращения (Woltz. 2000), шахматные задачи (Билалич. 2014) и даже разгадывание фокусов (Thomas. 2016; Thomas. 2018). Для возможностей межвидового и кросс-культурного сравнения было разработано задание на переключение между выученной и прямой стратегией [англ. learned strategy-direct strategy (LS-DS) task], которое показало, что тенденция продолжать придерживаться выученной стратегии более характерно для современного образованного человека, чем для представителей традиционных культур, а также приматов (обезьян) (Pope-Caldwell. 2022).

Личностные особенности, связанные с эффектом Лачинсов

Долгое время одной из ключевых исследовательских программ, связанных с эффектом Лачинсов, была попытка найти устойчивые личностные признаки этого феномена или использовать его с целью диагностики личностных свойств. В течение нескольких десятилетий исследований были получены достаточно противоречивые данные, которые показывают, что эффект Лачинсов является скорее общепсихологическим феноменом и не связан устойчивой связью с личностными особенностями. Анализ связей между проявлением эффекта Лачинсов и интеллектом обнаруживает слабую отрицательную корреляцию или вовсе не обнаруживает значимых связей (Luchins. 1959). Исследование гендерных различий выявляет некоторые различия в особых условиях, например в условиях стресса или при подсказке (Luchins. 1942). Метаанализ гендерных различий с помощью различных методик на ригидность в целом выявил бо́льшую ригидность у мужчин, но не при выполнении задач на переливание (Schultz. 2002). Получены противоречивые данные о возрастной динамике эффекта у школьников, что связывают с изменениями в системе образования, произошедшими между исследованиями (Cunningham. 1965).

Факторы, влияющие на силу эффекта Лачинсов

Значительная часть исследований, проведённых за несколько десятилетий после открытия эффекта Лачинсов, была посвящена выявлению факторов, усиливающих или ослабляющих эффект установки. Эффект снижается при наличии инструкции испытуемым «Не будьте слепы!» после установочной серии (Luchins. 1942). Увеличение размера установочной серии приводит к более сильному эффекту установки, а введение в установочную серию задач, для которых возможны только более простые решения, значительно снижает эффект установки (Luchins. 1942). Эффект снижается, если между установочными задачами есть временной интервал (Kendler. 1952), но если он уже выработан, то может сохраняться даже спустя 8 дней (Luchins. 1942). При этом увеличение серии задач может сначала усиливать, а затем и снижать эффект установки, а увеличение интервала между тестовыми задачами искажает запомненный материал в сторону усиления эффекта установки (Tresselt. 1953). В стрессовых условиях ограниченного времени испытуемые склонны сильнее демонстрировать эффект установки. В условиях необходимости быстрого решения также снижается эффективность облегчающих факторов, таких как инструкция «Не будьте слепы!» или решение девятой критической задачи (Luchins. 1942; Maltzman. 1953). Требование искать наиболее экономное решение или записывать результаты после каждого действия приводят к заметному снижению эффекта установки. Манипулирование с реальными сосудами также приводит к снижению эффекта установки (Luchins. 1950; Vallée-Tourangeau. 2011). Все эти манипуляции ослабляют эффект установки, но не убирают его полностью (Luchins. 1942). Манипуляции внутри структуры задачи тоже имеют ряд последствий. Смена позиций сосудов не усиливает и не ослабляет эффекта установки (Aftanas. 1962), увеличение количества сосудов снижает эффект (Luchins. 1950), а усложнение задач в серии за счёт постепенного увеличения количества сосудов делает критическую задачу сложнее (Sweller. 1978).

Феномены, сходные с эффектом Лачинсов

Эффект Лачинсов относят к эффектам негативного влияния прошлого опыта на решение задач – вместе с установкой, ригидностью, негативным переносом, экспертностью, эффектом функциональной фиксированности и якорным эффектом.

Эффект Лачинсов можно рассматривать в качестве частного случая более общего эффекта установки (нем. Einstellung), который проявляется в том, что в ходе последовательного предъявления стимулов или в ходе последовательно выполняемых действий формируются ожидания и готовность воспринимать стимулы и действовать в соответствии с прошлым ранее успешным опытом. Это показывает, что процессы решения задач подчиняются более общему психологическому закону, за которым, однако, могут стоять разные механизмы.

Также эффект Лачинсов иногда рассматривают как негативный перенос при решении задач. Под переносом в психологии мышления обычно понимают применение известных способов решения одной задачи для решения структурно сходной задачи, что обычно повышает вероятность её решения и составляет основу опыта решателя. Однако задачи Лачинсов показывают, что перенос может иметь и негативные последствия, в случае если применение старого метода препятствует нахождению оптимального решения.

Долгое время эффект Лачинсов рассматривали как проявление когнитивной ригидности, т. е. поведенческой и познавательной негибкости человека в смене стратегий. Однако, как показывает метаанализ исследований, эффект Лачинсов скорее является самостоятельным феноменом и плохо предсказывает когнитивную ригидность (Schultz. 2002; Levitt. 1959).

В последние десятилетия эффект Лачинсов сопоставляют с экспертностью и рассматривают как единый феномен негативного влияния прошлого опыта решателя. Было показано, что эксперты в различных областях склонны использовать более привычные решения и могут не замечать других решений, которые оказываются более доступны новичкам. Дж. Уайли (Wiley. 1998) показала, что экспертность студентов в области бейсбола препятствует в поиске альтернативных значений слов и выражений в тесте на отдалённые ассоциации. Опыт игры в шахматы и высокая экспертность не позволяют увидеть более простые и изящные решения при доступности знакомого решения (Билалич. 2014; Bilalić. 2008). Негативный эффект экспертности можно рассматривать как установку, сформированную в результате длительного опыта или длинной серии решения типичных задач (Владимиров. 2015). И. Ю. Владимиров и О. В. Павлищак, опираясь на теорию уровня адаптации Х. Хелсона (Хелсон. 1975), делят всё множество феноменов влияния предыдущего опыта на решение актуальной задачи на эффекты длинной серии, к которым можно отнести влияние экспертности на решение задач, и на эффекты короткой серии, к которым можно отнести эффект Лачинсов. Данные эффекты сходны по своей природе, но отличаются масштабом и устойчивостью.

Эффект Лачинсов также часто сопоставляется с функциональной фиксированностью при решении задач. Под функциональной фиксированностью понимают эффект установки, который состоит в том, что решатель рассматривает возможности использования предметов только в их наиболее явной (закреплённой) функции, затрудняясь предложить нестандартные способы применения предметов. Явная функция может быть подчёркнута как общим контекстом, так и предварительным использованием предмета в его основной функции. Несмотря на формальное сходство двух феноменов, они отличаются механизмами хранения и забывания информации (Anderson. 1966). Предположительно, если в эффекте Лачинсов основным форматом хранения является процедурный, то в функциональной фиксированности – семантический формат. Преодоление мыслительной установки можно рассматривать в качестве механизма появления инсайта (Öllinger. 2008; Владимиров. 2015). В частности, правильное решение критической задачи на переливание с единственным решением сопровождается более выраженным ага-переживанием (Лазарева. 2019).

Если эффект Лачинсов рассматривать как феномен внимания, в некоторой степени он может быть похож на якорный эффект (Navarre. 2022). Якорный эффект состоит в том, что воспринятые числа могут необоснованно влиять на последующее задание дать какую-либо числовую оценку. Искажение возникает вследствие привязки оценки к совершенно случайному числу (якорю). В случае эффекта Лачинсов может происходить привязка внимания к некоторым элементам задачи. Несмотря на сходство феноменов, эффект Лачинсов носит более процедурный характер.

Контекст как фактор эффекта Лачинсов

Одним из наиболее устойчивых факторов, оказывающих влияние на проявление эффекта установки, является контекст. Под контекстом может пониматься любая второстепенная, сопутствующая основной задаче информация, будь то способ представления задачи (в виде изображений или реальных предметов), фон, шрифт и многое другое. Как уже говорилось выше, манипулирование с реальными сосудами в задаче на переливание приводит к снижению эффекта установки по сравнению с символьным представлением (Luchins. 1950; Vallée-Tourangeau. 2011). Изменение формата обратной связи и способа записи собственных решений в серии классических задач на переливание снимают эффект установки (Sweller. 1978). В частности, просьба записывать свои промежуточные результаты в формате чисел снимает эффект установки по сравнению с записью результатов буквами (например, b − a − 2c). Варьирование цвета, шрифта, размера, пространственного расположения, фона и способа представлений условий (цифрами или прописью) влияет на эффект установки, причём это влияние может вызывать как ослабление эффекта при регулярности в изменении иррелевантного контекста, так и его усиление при хаотичном изменении контекстуальных признаков (Тухтиева. 2014).

Гипотеза контекстно зависимой фиксации утверждает, что фиксированные идеи могут быть связаны с контекстом, в котором осуществляются неудачные попытки решения. Нахождение в условиях прежнего контекста продолжает блокировать решения, а появление нового контекста может ослабить ранее фиксированные идеи (Smith. 2020). Было показано, что смена фона при возвращении к ранее нерешённым заданиям в тесте отдалённых ассоциаций повышает эффективность их решения по сравнению со старым контекстом.

Возможные механизмы

Среди механизмов, возможно объясняющих появление эффекта Лачинсов, можно выделить объяснения через способ формирования опыта: процедурное научение или индукцию правил и схем, а также через процессы оперирования опытом (контроль, внимание и удержание информации в рабочей памяти).

Формирование опыта: процедурное научение

Классическое и наиболее устоявшееся понимание механизмов эффекта Лачинсов состоит в том, что в ходе последовательного решения однотипных задач происходит автоматическое заучивание процедуры, необходимой для решения. Этот процесс похож на формирование навыка (научение) и не требует участия сознания. Например, А. Лачинс, помимо прочего, называет эффект «механизацией» мышления (Luchins. 1942), а Дж. Андерсон – «процедурализацией» (Андерсон. 2002). М. Ловетт и Дж. Андерсон показали, что испытуемые ведут себя рационально и стремятся выбирать то действие, которое приближает их к цели (эвристика максимизации), но в рамках серии успешного применения одного действия просто используют ранее освоенный оператор, ведущий к успеху (Lovett. 1996). Способность испытуемых отчитаться о необходимости изменения процедур не снимает эффект, а значит, эффект установки представляет собой имплицитный, а не осознанный процесс памяти (Woltz. 2000). Был также выявлен эффект перетренированности, когда слишком большое количество однотипных задач неожиданно снижает эффект установки, что может быть связано с вероятностью осознания сходства принципа решения задач и поиском новизны (Juola. 1967; 1968).

Процедурализация наблюдается в случае ошибки А-не-Б, выявленной у 9-месячных младенцев (Thelen. 1998). Если после серии одинаковых задач, в которых перед взором ребёнка прячут игрушку под один из платков, спрятать её под другой платок, ребёнок будет искать её в прежнем месте, несмотря на то что видел куда спрятали игрушку. Таким образом, эффект установки может проявляться уже в самом раннем возрасте, усложняться в ходе развития и быть связанным с расхождением между различными познавательными системами в реализации целенаправленного поведения.

Формирование опыта: индукция правил и схем

Другое объяснение строится на возможности абстрагирования принципа решения путём индукции на основе отдельных задач как примеров. Абстрагированный принцип решения в форме схемы может быть доступен для переноса с одной задачи на другую. Из-за доступности решения на основе абстрактных схем и сходства задач решатели склонны применять известный принцип, игнорируя этап анализа условий задачи. Например, с точки зрения теории индукции логических правил на основе частных примеров (Logan. 1988; Kendler. 1962) вырабатываются правила решения задач на основе встречающихся примеров. Выработав правило в виде последовательности арифметических действий на переливание, решатель продолжает использовать это правило, поскольку набор задач-примеров подтверждает выработанное правило. Отказ от правила возможен только после того, как встретятся примеры, которые противоречат выявленному правилу. Эффект установки может быть также описан с точки зрения теории проверки гипотез (Sweller. 1978). Теория проверки гипотез делает два важных допущения. Первое: когда испытуемые решают серию связанных, по их мнению, задач, они начинают каждую задачу с проверки гипотез, наиболее тесно связанных с ранее подтверждёнными гипотезами. Выбор гипотез для проверки зависит как от прошлого успеха, так и от признаков, указывающих на связь с предыдущей задачей (сходство стимулов, инструкций, паттерна обратной связи или формата ответа). Второе: существует положительная связь между сложностью гипотезы (или сложностью проверяемого правила) и количеством гипотез или правил, которые связаны с ней. Чем проще гипотеза, тем меньше она имеет меньше связанных с ней гипотез, и наоборот. Таким образом, эффект установки является «ценой» за переключение между актуальными и требующимися для решения гипотезами.

В основе эффекта установки могут лежать не только достаточно простые процедуры, но и достаточно абстрактные схемы решения задач. Было показано, что демонстрация однообразного набора задач ведёт к более быстрому научению, но более узкой и фиксированной схеме, что приводит к резкому снижению эффективности решения критической задачи из другой области (эффект установки). В то же время решение разнообразных задач в рамках установочной серии приводит к более медленному научению, но к более эффективному переносу в виде более успешного решения критической задачи из новой области (Chen. 2004).

Оперирование опытом: контроль и рабочая память

Другим возможным объяснением эффекта установки является ограниченность или экономия ресурса рабочей памяти и управляющих функций, который необходим для текущего оперирования в рамках задачи. Попытка связать эффект установки с контролем и рабочей памятью была предпринята в рамках теории задачного пространства. На материале модифицированной многоходовой задачи на переливание (без использования установочной серии) было показано, что влияние прошлого опыта может быть связано с дефицитом контроля и рабочей памяти. Испытуемые склонны выбирать только следующее действие, не продумывая последовательность или подцели (Atwood. 1976). Ограниченность объёма рабочей памяти мешает анализу текущей ситуации, приводя к обусловленности выбора стратегий содержанием долговременной памяти. Испытуемым в решении задачи на переливание сложно отойти от эвристики приближения к цели и совершить действия, удаляющие их от целевого состояния, и они застревают в субоптимальных состояниях. В дальнейшем было показано, что эффективность решений в этой задаче значительно повышается, если испытуемых просят планировать свои действия в ходе решения задач (Delaney. 2004). При этом память об отдельных действиях без предварительного планирования стирается сильнее.

В то же время есть данные о том, что эффект установки может быть результатом не только дефицита, но и избытка ёмкости рабочей памяти. Было показано, что люди с большей ёмкостью рабочей памяти реже замечают, как можно сократить путь в классических задачах на переливание (Beilock. 2007). В обычных условиях чем выше ёмкость рабочей памяти у решателей, тем менее вероятно, что они используют оптимальную стратегию в решении тестовых и критических задач. В то же время, находясь под давлением, люди с более высоким уровнем рабочей памяти решают задачи оптимально, используя более простые стратегии, как и испытуемые с более низким уровнем рабочей памяти. Полученные результаты могут быть связаны с тем, что решатели с большей ёмкостью рабочей памяти более склонны полагаться на контроль за выполнением вычислений и алгоритмов, а не на ассоциативные ответы.

Эффекты влияния изменений контекста могут быть также связаны с работой контроля. Изменение несущественных признаков (шрифт, фон и т. д.) в задачах на переливание по-разному влияет на вероятность обнаружения оптимального решения в тестовых задачах в зависимости от хаотичности или регулярности этих изменений (Тухтиева. 2014). Так, регулярные (предсказуемо повторяющиеся) изменения несущественных признаков заметно снижают эффект установки, в то время как хаотичные изменения, напротив, приводят к усилению эффекта установки. Предполагается, что этот результат может быть связан с разным режимом контроля: усиление контроля и фокусировка на основной задаче при регулярных изменениях или смещение фокуса на дополнительную задачу при хаотических изменениях.

Гипотеза об участии контроля и рабочей памяти не обязательно противоречит гипотезе о процедурализации, а может её дополнять, поскольку, прежде чем некоторая процедура будет автоматизирована, переработка информации может происходить при участии контроля на этапе выработки процедуры. Было показано, что загрузка контроля и рабочей памяти в виде выполнения параллельного задания в ходе установочной серии не приводит к формированию эффекта установки и, как следствие, делает решение неинсайтным (Лазарева. 2019). Авторы предполагают, что параллельное задание отнимает часть ресурсов контроля и ёмкости рабочей памяти от формирования процедуры решения в серии установочных задач на переливание (Владимиров. 2018).

Оперирование опытом: внимание

Появление феномена установки может быть связано не только с тем, что необходимо удерживать в памяти схему или процедуру решения, но и с тем, каким образом решатель оперирует информацией. Одна из наиболее оригинальных гипотез относительно объяснения феномена предполагает его связь с вниманием. На материале решения шахматистами шахматных задач с двумя решениями (одним неоптимальным, но хорошо знакомым, и одним оптимальным, но менее известным решением) было показано, что, столкнувшись с необходимостью искать другое, более оптимальное решение, опытные шахматисты (уровня мастера и выше) продолжают обращать внимание на всё те же элементы, которые были ключевыми для неоптимальной схемы, хотя сообщают о том, что ищут новый способ решения (Билалич. 2014; Bilalić. 2008). В дальнейшем эти результаты были воспроизведены другими исследователями (Sheridan. 2013; Sheridan. 2014). Исследование с использованием метода рассуждения вслух, проведённое на классических задачах на переливание, также продемонстрировало, что в случае неудачи испытуемые используют вариации старого неоптимального решения, в частности отталкиваясь в решении от самого крупного сосуда, с которого начинались прежние решения (Blech. 2019). Авторы приходят к идее, что эффект является результатом комбинации активации опыта в памяти и процессов внимания и восприятия. Но в эксперименте, проведённом на материале задания на переключение между выученной и прямой стратегией решения задачи (LS-DS task), также было продемонстрировано, что испытуемые, подверженные эффекту установки, даже направляя внимание в нужном направлении, не предпринимают нужных действий, не желая искать альтернативные решения (Pope-Caldwell. 2022). Анализ движения глаз при решении пятибуквенных анаграмм, которые в своей структуре содержали трёхбуквенное осмысленное слово, показывает, что решатели меньше обращают внимание на осмысленные группы букв (удерживают их в рабочей памяти в виде целостной структуры) и больше смотрят на отдельные буквы, что в итоге затрудняет нахождение решения (Ellis. 2014). Однако также было продемонстрировано, что эффект влияния семантического чанка внутри анаграммы не работает и в случае, если буквы имеют иную перцептивную организацию, нежели чем в оригинальном эксперименте Дж. Эллис и Е. Рейнгольда (исследование А. В. Чистопольской и коллег; Расширение представления ... 2021), что, вполне возможно, свидетельствует о существовании определённых характеристик задачи, способных переключать внимание решателя от одних элементов задачи к другим.