«Са́харная фа́брика», экспериментальная задача, использованная в исследовании когнитивных психологов Дайанн Клэр Берри и Д. Бродбента, посвящённом имплицитному научению – процессу непреднамеренного и чаще бессознательного приобретения знаний, при котором человек может его использовать для решений новых задач, но не может объяснить свои действия (Berry. 1984; Иванчей. 2016; Морошкина. 2017). Берри и Бродбент подготовили симулятор управления сахарной фабрикой. Эта задача – вариант методики «управление динамическими системами». В систему подаются какие-либо данные на вход, система их обрабатывает по особому алгоритму, о котором не знает испытуемый, а затем выдаёт переработанные данные на выход. Перед испытуемыми стоит задача в каждой отдельной экспериментальной пробе нанять необходимое количество рабочих на фабрику, чтобы она производила определённый объём продукции. Причём испытуемые не знали, каким именно правилам подчиняется изменение связи «количество рабочих – изменение объёмов продукции». После экспериментальной части участники проходили опрос.

Все эксперименты проводились по общей схеме. Информация, которая подавалась на вход, – количество работников фабрики, выходящие данные – объём производства сахара. Начальное количество работников фабрики составляло 600 человек. В каждой пробе испытуемый мог добавить от 100 до 1200 рабочих на фабрику. Также первоначальный объём производства был равен 6 тыс. т. Испытуемому в каждой пробе необходимо было поддерживать оптимальный объём производства – 9 тыс. т. Для этого от них требовалось ввести целое число от 1 до 12, которое отражало количество дополнительных сотен рабочих, которых они хотят нанять для поддержания уровня производства. Минимальный объём сахара, который мог быть произведён, – 1 тыс. т, максимальный – 12 тыс. т. Участники исследования знали об этом возможном диапазоне значений. Последствия своих действий испытуемые видели на экране. Там были отражены объём производства сахара в конкретной пробе, а также общий график эффективности работы фабрики (по оси Х – номер пробы, по оси У – объём производства).

Система считала объём производства на основании уравнения: P = 2*W – P₁, где W – число сотен дополнительных работников от 1 до 12, которое вводил испытуемый; P₁ – число от 1 до 12, соответствующее объёму производства сахара в предыдущей пробе, делённой на 1000 (например, объём производства в прошлой пробе составил 8 тыс. т, соответственно P₁= 8000 / 1000 = 8); P – число, равное объёму производства сахара в текущей экспериментальной пробе. Также каждую пробу система случайным образом добавляла к значению P -1, 0 или 1. Итоговое значение P переводилось в тонны путём добавления трёх нулей (например, P = 10, соответственно, объём производства сахара в данной пробе составил 10000 тонн). Решение пробы считалось успешным, если испытуемый смог удержать объём производства сахара на уровне 8 тыс., 9 тыс. или 10 тыс. т. Итоговая эффективность выполнения экспериментальной задачи была выражена в количестве проб, в которых испытуемый смог удержать целевое значение объёма производства. Испытуемые не знали о существовании уравнения.

После каждого эксперимента испытуемым предлагалось пройти опрос. В анкете опросника содержались 3 раздела. В 1-м разделе – 2 вопроса с вариантами ответов. В вопросах были указаны входные данные начального объёма производства и начального количества рабочих. Затем приводилось условие изменения числа рабочих (в большую или меньшую сторону). Например, «начальный объём производства составляет 6000 тонн, а начальная рабочая сила — 600, … вы увеличиваете рабочую силу до 900 человек» (Berry. 1984. P. 214). Испытуемым необходимо было спрогнозировать объём продукции. В качестве ответа испытуемым необходимо было выбрать 1 из 6 вариантов ответа: 1) 6 тыс. т, 2) 9 тыс. т, 3) от 6 тыс. до 9 тыс. т, 4) менее 6 тыс. т, 5) более 9 тыс. т, 6) все варианты равновероятны.

Во 2-м разделе анкеты было 3 вопроса. Испытуемым так же, как и в первом разделе, требовалось предсказать исход: объём произведённого сахара на основании входных и выходных данных. В этом разделе испытуемые могли видеть не только численные значения задачи, но и графики. Во 2-м разделе уже не было готовых вариантов ответа. В 3-м разделе участникам исследования предлагалось в свободной форме описать свои действия по управлению фабрикой.

Всего было проведено 3 эксперимента (испытуемые в каждом эксперименте были разные). В 1-м эксперименте авторы хотели проверить, различается ли эффективность выполнения задачи в двух экспериментальных группах. В одной группе участники выполнили 30 проб, а затем заполнили опросник. Во 2-й группе участники выполнили две серии по 30 проб. В остальном группы не отличались. Исследователи предполагали, что 2-я группа будет справляться успешнее из-за большего количества проб.

Во 2-м эксперименте одна серия состояла из 20 проб, а не 30. Было 2 группы испытуемых: одна перед началом эксперимента получала вербальную инструкцию о том, как именно достичь эффективного управления фабрикой, другая группа – нет. Авторы хотели проверить, будет ли наличие вербальной инструкции повышать эффективность управления фабрикой.

В 3-м эксперименте авторы хотели проверить, влияет ли вербальное объяснение своих действий в процессе выполнения задачи на эффективность её решения. Здесь, как и во 2-м эксперименте, принимали участие 2 группы участников, одна из которых получала вербальную инструкцию, другая – нет.

Результаты 1-го эксперимента показали, что испытуемые во 2-й группе (где было больше проб) лучше справились с задачей: их эффективность (среднее количество успешно выполненных проб) по управлению фабрикой оказалась выше. Однако участники исследования не смогли объяснить, как именно соотносятся оба параметра между собой. Более того, авторы исследования обнаружили обратную корреляцию: чем менее точно было объяснение закономерности от испытуемого, тем более успешно он выполнял поставленную перед ним задачу. Авторы объясняют полученные результаты тем, что испытуемые интуитивно усваивали правила и обучались управлять системой, что привело к высокой эффективности выполнения задачи.

На основе результатов экспериментов исследователи сформулировали несколько выводов:

1. Вербальная инструкция улучшает заполнение опросника, но не влияет на эффективность управления фабрикой. Во 2-м эксперименте испытуемые, которые получали перед началом исследования вербальную инструкцию о том, как повысить эффективность управления фабрикой, лучше заполнили последующий опрос, но на поведенческом уровне их показатели эффективности не отличались от группы испытуемых без вербальной инструкции.

2. При совместном применении вербальной инструкции и параллельном вербальном объяснении своих действий эффективность управления сахарной фабрикой возрастает. В 3-м эксперименте группа участников, которая получала вербальную инструкцию (и дополнительно в процессе управления устно объясняла свои действия), справилась с управлением фабрикой лучше.

3. Только параллельное вербальное объяснение своих действий не влияет на эффективность управления фабрикой. В 3-м эксперименте группа, которая не получала вербальной инструкции, а только устно проговаривала свои действия во время управления фабрикой, не продемонстрировала высоких результатов.