قانون هيك

This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (October 2013) (Learn how and when to remove this message)

قانون هيك ، أو قانون هيك-هايمان ، المسمى على اسم عالمي النفس البريطاني والأمريكي ويليام إدموند هيك وراي هيمان ، يصف الوقت الذي يستغرقه الشخص لاتخاذ قرار نتيجة للاختيارات الممكنة: زيادة عدد الخيارات ستزيد من وقت اتخاذ القرار لوغاريتميًا . يقيم قانون هيك-هايمان سعة المعلومات المعرفية في تجارب رد فعل الاختيار. يُعرف مقدار الوقت المستغرق لمعالجة كمية معينة من البتات في قانون هيك-هايمان باسم "معدل اكتساب المعلومات". إن الضمير الواضح للنتيجة هو أن زيادة عدد الخيارات لا تزيد بشكل مباشر من وقت الاختيار. بعبارة أخرى، لا يؤدي مضاعفة عدد الخيارات إلى مضاعفة الوقت للاختيار. أيضًا، نظرًا لأن العلاقة لوغاريتمية، فإن الزيادة في الوقت المستغرق للاختيار تصبح أقل وأقل مع زيادة عدد الخيارات.

في عام 1868، أبلغ فرانسيسكوس دوندرز عن العلاقة بين وجود العديد من المحفزات ووقت رد الفعل الاختياري. في عام 1885، اكتشف ج. ميركل أن وقت الاستجابة يكون أطول عندما ينتمي المحفز إلى مجموعة أكبر من المحفزات. بدأ علماء النفس يرون أوجه تشابه بين هذه الظاهرة ونظرية المعلومات . ^{[ من؟ ]}

بدأ هيك لأول مرة في تجربة هذه النظرية في عام 1951. ^[1] في تجربته الأولى، كان هناك 10 مصابيح مرتبة بشكل دائري حول الموضوع. كان هناك 10 مفاتيح مورس لكل من أصابعه تتوافق مع هذه المصابيح. قامت بكرة شريط مثقوبة مسبقًا بتنشيط مصباح عشوائي كل 5 ثوانٍ؛ سجلت 4 أقلام كهربائية تنشيط هذا المصباح على ورق متحرك في ثنائي 4 بت . عندما نقر الموضوع على المفتاح المقابل، سجلت الأقلام الأربعة الاستجابة، باستخدام نفس النظام. على الرغم من أن هيكس يشير إلى أن تصميمه التجريبي باستخدام عملية تسجيل ثنائية 4 بت كان قادرًا على إظهار ما يصل إلى 15 موضعًا و"كل شيء واضح"، إلا أنه في تجربته طلب من الجهاز تقديم سجل دقيق لوقت رد الفعل بين 10 خيارات بعد التحفيز للتجربة.

أجرى هيك تجربة ثانية باستخدام نفس المهمة، مع الحفاظ على عدد البدائل عند 10. قام المشارك بأداء المهمة في أول مرتين مع التعليمات لأداء المهمة بأكبر قدر ممكن من الدقة. بالنسبة للمهمة الأخيرة، طُلب من المشارك أداء المهمة بأسرع ما يمكن.

بينما كان هيك يذكر أن العلاقة بين وقت رد الفعل وعدد الخيارات كانت لوغاريتمية، أراد هيمان فهم العلاقة بين وقت رد الفعل ومتوسط ​​عدد الخيارات بشكل أفضل. في تجربة هيمان، كان لديه ثمانية أضواء مختلفة مرتبة في مصفوفة 6 × 6. ^[2] تم إعطاء كل من هذه الأضواء المختلفة اسمًا، لذلك تم توقيت المشارك في الوقت الذي استغرقه لقول اسم الضوء بعد إضاءته. غيرت التجارب الإضافية عدد كل نوع مختلف من الضوء. كان هيمان مسؤولاً عن تحديد علاقة خطية بين وقت رد الفعل والمعلومات المنقولة.

بالنظر إلى n خيارًا متساوي الاحتمال، فإن متوسط ​​وقت رد الفعل T المطلوب للاختيار من بين الخيارات هو تقريبًا:

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

حيث b هو ثابت يمكن تحديده تجريبيًا عن طريق تركيب خط على البيانات المقاسة. يعبر اللوغاريتم عن عمق التسلسل الهرمي "لشجرة الاختيار" - يشير log _{2 إلى إجراء} بحث ثنائي . إضافة 1 إلى n يأخذ في الاعتبار "عدم اليقين بشأن ما إذا كان يجب الاستجابة أم لا، وكذلك بشأن الاستجابة التي يجب إجراؤها." ^[3]

في حالة الاختيارات ذات الاحتمالات غير المتساوية، يمكن تعميم القانون على النحو التالي:

${\displaystyle T=bH}$

حيث يرتبط H ارتباطًا وثيقًا بالانتروبيا النظرية للمعلومات الخاصة بالقرار، والتي يتم تعريفها على أنها

${\displaystyle H=\sum _{i}^{n}p_{i}\log _{2}(1/p_{i}+1)}$

حيث يشير p _i إلى احتمالية أن يؤدي البديل i إلى إنتروبيا نظرية المعلومات.

قانون هيك مشابه في شكله لقانون فيتس . قانون هيك له شكل لوغاريتمي لأن الناس يقسمون المجموعة الإجمالية من الخيارات إلى فئات، ويستبعدون حوالي نصف الخيارات المتبقية في كل خطوة، بدلاً من النظر في كل خيار على حدة، وهو ما يتطلب وقتًا خطيًا.

أظهر إي. روث (1964) وجود علاقة بين معدل الذكاء وسرعة معالجة المعلومات، وهو مقلوب ميل الدالة: ^[4]

${\displaystyle {\text{Reaction Time}}={\text{Movement Time}}+{\frac {\log _{2}(n)}{\text{Processing Speed}}}}$

حيث n هو عدد الخيارات. الوقت المستغرق لاتخاذ القرار هو:

متناسب مع :${\displaystyle {\frac {\log _{2}(n)}{\text{Processing Speed}}}}$

ومن المعروف أن التوافق بين الحافز والاستجابة يؤثر أيضًا على وقت رد الفعل الاختياري لقانون هيك-هايمان. وهذا يعني أن الاستجابة يجب أن تكون مماثلة للمحفز نفسه (مثل تحريك عجلة القيادة لتدوير عجلات السيارة). والفعل الذي يقوم به المستخدم مماثل للاستجابة التي يتلقاها السائق من السيارة.

تشير الدراسات إلى أن البحث عن كلمة داخل قائمة مرتبة عشوائيًا - حيث يزداد زمن رد الفعل خطيًا وفقًا لعدد العناصر - لا يسمح بتعميم القانون العلمي ، مع الأخذ في الاعتبار أنه في ظل ظروف أخرى، قد لا يكون زمن رد الفعل مرتبطًا خطيًا بلوغاريتم عدد العناصر أو حتى يُظهر اختلافات أخرى في المستوى الأساسي.

تم تحديد استثناءات لقانون هيك في دراسات الاستجابة اللفظية للمثيرات المألوفة، حيث لا توجد علاقة أو زيادة طفيفة فقط في وقت رد الفعل المرتبط بزيادة عدد العناصر، ^[5] واستجابات حركات العين السريعة، حيث تبين أنه لا توجد علاقة، ^[6] أو انخفاض في وقت حركات العين السريعة مع زيادة عدد العناصر، وبالتالي تأثير معاكس لما افترضه قانون هيك. ^[7]

تم اختبار تعميم قانون هيك أيضًا في الدراسات حول القدرة على التنبؤ بالتحولات المرتبطة بوقت رد فعل العناصر التي ظهرت في تسلسل منظم. ^{[8] [9]} تم وصف هذه العملية لأول مرة على أنها تتوافق مع قانون هيك، ^[10] ولكن مؤخرًا تبين أن العلاقة بين القدرة على التنبؤ ووقت رد الفعل هي علاقة سيجمية ، وليست خطية مرتبطة بأنماط عمل مختلفة. ^[11]

يُستشهد أحيانًا بقانون هيك لتبرير قرارات تصميم القائمة . على سبيل المثال، للعثور على كلمة معينة (مثل اسم أمر) في قائمة كلمات مرتبة عشوائيًا (مثل القائمة)، يلزم مسح كل كلمة في القائمة، مما يستغرق وقتًا خطيًا، وبالتالي لا ينطبق قانون هيك. ومع ذلك، إذا كانت القائمة مرتبة أبجديًا وكان المستخدم يعرف اسم الأمر، فقد يكون قادرًا على استخدام استراتيجية تقسيم فرعية تعمل في وقت لوغاريتمي. ^[12]

• قانون القوة في الممارسة
• مفارقة الاختيار
• قانون فيتس

• كوكبيرن، آندي؛ جوتوين، كارل؛ جرينبيرج، سول (28 أبريل – 3 مايو 2007). "نموذج تنبؤي لأداء القائمة" (PDF) . وقائع مؤتمر SIGCHI حول العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة . سان خوسيه، كاليفورنيا. ص. 627–636. doi :10.1145/1240624.1240723. hdl : 10092/662 . ISBN 9781595935939. S2CID  7340315.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
• هيك، دبليو إي (1 مارس 1952). "حول معدل اكتساب المعلومات" (PDF) . المجلة الفصلية لعلم النفس التجريبي . 4 (1): 11-26. doi :10.1080/17470215208416600. S2CID  39060506.
• هيمان، ر (مارس 1953). "معلومات الحافز كمحدد لزمن رد الفعل". مجلة علم النفس التجريبي . 45 (3): 188-96. doi :10.1037/h0056940. PMID  13052851. S2CID  17559281.
• روزاتي، ل. (24-25 أكتوبر 2013). "كيفية تصميم واجهات للاختيار: قانون هيك-هايمان والتصنيف للهندسة المعمارية للمعلومات". في سلافيك، أ.؛ صلاح، أ.؛ ديفيز، سي. (المحررون). التصنيف والتصور: واجهات المعرفة: وقائع ندوة UDC الدولية . لاهاي، هولندا. ص 125-138.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
• روي، كيو؛ مالاكريا، إس؛ ليكولينيت، إي؛ جويارد، واي؛ إيغان، جيه (27 أبريل – 2 مايو 2013). "الحروف المعززة: اختصارات تعتمد على الإيماءات تساعد على التذكر". وقائع مؤتمر SIGCHI حول العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة (PDF) . باريس، فرنسا. ص 2325-2328. doi :10.1145/2470654.2481321. ISBN 9781450318990. S2CID  15928158.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
• سيو، ستيفن سي. (2005). "نماذج نظرية المعلومات للتفاعل بين الإنسان والحاسوب: مقارنة بين قانون هيك-هايمان وقانون فيتس". التفاعل بين الإنسان والحاسوب . 20 (3): 315-352. CiteSeerX  10.1.1.86.4509 . doi :10.1207/s15327051hci2003_3. S2CID  14436546.
• ويلفورد، آلان ت. (1968). أساسيات المهارة . ميثيون، ماساتشوستس. ص 61-65.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)

• مسرد قابلية الاستخدام: قانون هيك