Luỹ TiếnWiki
Tìm
Giảm dần & bán rã

Toán của sự quên: trí nhớ phai theo hàm mũ hay hàm luỹ thừa

Đường quên dốc ở giờ đầu rồi thoải dần, khớp hàm luỹ thừa hơn hàm mũ: ký ức càng cũ càng bền. Phân tích số liệu gốc của Ebbinghaus 1885 và định luật Jost.

Toán của sự quên: trí nhớ phai theo hàm mũ hay hàm luỹ thừa

Trí nhớ phai đi nhanh nhất trong những giờ đầu rồi chậm dần, và dữ liệu cho thấy đường quên khớp với hàm luỹ thừa hơn là hàm mũ: không có một "chu kỳ bán rã" cố định cho ký ức. Ký ức càng sống sót lâu thì càng khó mất tiếp. Đó là lý do phần còn lại sau một tháng trong thí nghiệm của Ebbinghaus vẫn không về số không, trong khi một đường hàm mũ khớp với vài chục phút đầu sẽ dự đoán gần như quên sạch chỉ sau một ngày.

Ebbinghaus đo cái gì, và vì sao con số hay bị đọc sai

Năm 1885, nhà tâm lý học người Đức Hermann Ebbinghaus công bố cuốn Über das Gedächtnis (Về trí nhớ). Ông tự làm người thử duy nhất: học thuộc những danh sách âm tiết vô nghĩa dạng phụ âm – nguyên âm – phụ âm, rồi sau một khoảng thời gian học lại tới khi thuộc như cũ. Âm tiết vô nghĩa được chọn để kiến thức cũ không chen vào.

Điểm hay bị hiểu sai: Ebbinghaus không đo "còn nhớ bao nhiêu phần trăm". Ông đo phần tiết kiệm (savings): lần học lại nhanh hơn lần đầu bao nhiêu phần trăm. Nếu lần đầu mất 1.000 giây, lần học lại mất 660 giây thì tiết kiệm 34%. Một ký ức "tưởng đã quên" nhưng học lại nhanh hơn vẫn được tính là còn dấu vết.

Khoảng cách tới lúc học lạiPhần tiết kiệm (số liệu Ebbinghaus, 1885)
20 phút58,2%
1 giờ44,2%
khoảng 9 giờ35,8%
1 ngày33,7%
2 ngày27,8%
6 ngày25,4%
31 ngày21,1%

Câu hay lan truyền trên mạng "sau 24 giờ quên 70% bài học" là đọc nhầm bảng này. Con số 33,7% sau một ngày là phần thời gian tiết kiệm được khi học lại một danh sách âm tiết vô nghĩa, không phải tỉ lệ kiến thức có nghĩa còn đọng lại. Học một câu chuyện, một khái niệm có liên hệ với điều mình đã biết thì đường quên thoải hơn nhiều.

Thử khớp bằng hàm mũ: thất bại ngay

Nếu trí nhớ phai như chất phóng xạ, tức mất một tỉ lệ cố định của phần còn lại sau mỗi phút, thì đường cong sẽ là R(t) = 100 × e^(−kt). Lấy điểm đầu tiên (58,2% sau 20 phút) để tìm k: k = ln(100/58,2) / 20 ≈ 0,027 mỗi phút, tương ứng "chu kỳ bán rã" khoảng 26 phút.

Với k đó, sau 1 giờ còn khoảng 20%, sau 9 giờ đã gần bằng 0, sau một ngày thì e^(−39) là con số nhỏ tới mức vô nghĩa. Nhưng Ebbinghaus đo được 33,7% sau một ngày và 21,1% sau một tháng. Hàm mũ sai hoàn toàn: nó quên quá nhanh ở đuôi.

Thử khớp bằng hàm luỹ thừa: khớp tới bất ngờ

Hàm luỹ thừa có dạng R(t) = a × t^(−b). Khác hàm mũ, mỗi lần thời gian nhân lên gấp đôi (chứ không phải cộng thêm một khoảng), R mới giảm một tỉ lệ cố định. Chỉ dùng hai điểm đầu và cuối (20 phút và 31 ngày) để tìm a và b, được b ≈ 0,13, a ≈ 86. Rồi so với các điểm còn lại:

Thời điểmEbbinghaus đoHàm mũ dự đoánHàm luỹ thừa dự đoán
1 giờ44,2%khoảng 20%khoảng 50%
khoảng 9 giờ35,8%gần 0%khoảng 38%
1 ngày33,7%gần 0%khoảng 33%
2 ngày27,8%gần 0%khoảng 30%
6 ngày25,4%gần 0%khoảng 26%

Với hai tham số chọn từ hai điểm ngoài cùng, hàm luỹ thừa đoán đúng các điểm ở giữa trong phạm vi vài phần trăm. Đây là phép tính bạn có thể tự làm trên bảng tính: nhập bảng số liệu, vẽ trên trục log–log, các điểm gần như nằm trên một đường thẳng. Một hàm mũ thì phải vẽ trên trục bán log mới thẳng, và dữ liệu này trên trục bán log thì cong rõ.

Chính Ebbinghaus cũng không dùng hàm mũ; ông đề xuất một công thức có logarit của thời gian. Năm 1991, John Wixted và Ebbe Ebbesen phân tích lại nhiều bộ dữ liệu quên trong bài báo nổi tiếng "On the form of forgetting" và kết luận hàm luỹ thừa mô tả tốt hơn hàm mũ trong hầu hết trường hợp.

Ý nghĩa: ký ức càng già càng bền

Với hàm mũ, mọi ký ức đều có cùng nguy cơ mất trong giờ tới, dù nó mới hay cũ, đúng như nguyên tử phóng xạ không già đi. Với hàm luỹ thừa, tốc độ quên tính theo phần trăm giảm dần theo tuổi của ký ức. Một ký ức đã sống sót qua một tuần sẽ mất rất chậm trong tuần tiếp theo.

Điều này có tên riêng: định luật Jost, do Adolf Jost nêu năm 1897. Một trong hai phát biểu của nó: nếu hai ký ức hiện mạnh như nhau nhưng khác tuổi, ký ức cũ hơn sẽ phai chậm hơn. Nghe ngược đời nhưng hợp lý: ký ức cũ mà vẫn còn mạnh tới giờ chắc đã được củng cố, gắn với nhiều thứ khác.

Có thể hàm luỹ thừa chỉ là trung bình của nhiều hàm mũ

Một lập luận đáng biết: nếu mỗi mẩu ký ức riêng lẻ phai theo hàm mũ nhưng với tốc độ khác nhau, mẩu dễ quên nhanh, mẩu khó quên chậm, thì cộng chúng lại sẽ ra một đường giống hàm luỹ thừa. Các mẩu "ngắn hạn" biến mất sớm, chỉ còn các mẩu bền làm đuôi đường cong thoải ra. Giới nghiên cứu đến nay vẫn tranh luận đường quên của một ký ức đơn lẻ có dạng gì; đường tổng của cả bài học thì rõ ràng thoải hơn hàm mũ.

Những phép đo sau Ebbinghaus

  • Năm 2015: Jaap Murre và Joeri Dros (Hà Lan) lặp lại thí nghiệm theo đúng cách của Ebbinghaus và công bố trên tạp chí PLOS ONE. Đường cong khớp rất sát số liệu năm 1885, kèm một chi tiết: điểm 24 giờ nhích lên một chút so với điểm 9 giờ, phù hợp với giả thuyết giấc ngủ giúp củng cố ký ức.
  • Năm 1984: Harry Bahrick khảo sát hàng trăm người từng học tiếng Tây Ban Nha ở trường. Phần kiến thức sống sót qua khoảng 3–6 năm đầu thì gần như giữ nguyên tới vài chục năm sau. Ông gọi phần này là "permastore", tức kho ký ức gần như vĩnh viễn. Đường cong của Bahrick là đuôi dài của hàm luỹ thừa thể hiện trên quy mô đời người.
  • Hiệu ứng vị trí trong danh sách: mục đầu và mục cuối được nhớ tốt hơn mục giữa; đây là một hiện tượng khác, chồng lên đường quên chung.

Tự dựng đường quên của chính mình

Một thí nghiệm nhỏ, mất vài phút mỗi ngày:

  1. Chọn 30 từ tiếng nước ngoài chưa từng học, hoặc 30 cặp số – chữ ngẫu nhiên.
  2. Học tới khi đọc lại đúng cả 30, ghi lại thời gian học.
  3. Chia thành 5 nhóm 6 mục; kiểm tra nhóm 1 sau 20 phút, nhóm 2 sau 2 giờ, nhóm 3 sau 1 ngày, nhóm 4 sau 3 ngày, nhóm 5 sau 7 ngày. Mỗi nhóm chỉ kiểm tra một lần để lần kiểm tra không thành lần ôn.
  4. Ghi tỉ lệ đúng, vẽ lên giấy với trục thời gian chia theo logarit (20 phút, 2 giờ, 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày cách đều nhau gần đúng).

Nếu các điểm gần thẳng hàng, bạn vừa gặp lại hàm luỹ thừa. Số mục ít nên kết quả sẽ lởm chởm, giống thí nghiệm 100 đồng xu khi học chu kỳ bán rã; làm với 60 hay 100 mục sẽ mượt hơn.

Góc nhìn hôm nay: quên không phải là hỏng

Đường quên dốc ở đầu là lý do vì sao những thứ chỉ đọc lướt một lần trôi đi rất nhanh, còn những thứ đã sống sót qua vài tuần thường ở lại. Các nhà nghiên cứu trí nhớ cũng nhấn mạnh quên có ích: bộ não bỏ bớt chi tiết vụn để giữ khái quát. Cách chống lại phần dốc đầu bằng ôn tập đúng lúc là một đề tài riêng, gắn với chuyện tiến bộ từng bước; bài này chỉ dừng ở hình dạng của sự quên.

Muốn đọc tiếp, bản dịch tiếng Anh cuốn sách năm 1885 của Ebbinghaus (Memory: A Contribution to Experimental Psychology) đã thuộc phạm vi công cộng và rất dễ đọc. Các giáo trình tâm lý học nhận thức đều có chương về trí nhớ, trình bày cả định luật Jost và tranh luận hàm mũ – hàm luỹ thừa.

Câu hỏi thường gặp

Đường cong quên lãng có dạng hàm mũ hay hàm luỹ thừa?

Phần lớn dữ liệu, kể cả số liệu gốc của Ebbinghaus, khớp với hàm luỹ thừa hơn. Hàm mũ khớp với vài chục phút đầu sẽ dự đoán gần như quên sạch sau một ngày, trong khi thực tế vẫn còn đáng kể sau cả tháng.

Có đúng là sau 24 giờ quên 70% bài học không?

Không chính xác. Con số này xuất phát từ việc đọc nhầm bảng số liệu của Ebbinghaus: 33,7% sau một ngày là phần thời gian tiết kiệm khi học lại âm tiết vô nghĩa. Kiến thức có nghĩa, có liên hệ với điều đã biết thường được giữ lại tốt hơn nhiều.

Định luật Jost là gì?

Do Adolf Jost nêu năm 1897: nếu hai ký ức hiện mạnh như nhau nhưng một cái cũ hơn, cái cũ sẽ phai chậm hơn. Định luật này phù hợp với đường quên dạng luỹ thừa và là lý do ký ức đã sống qua thời gian dài thường khó mất.

Ebbinghaus đã làm thí nghiệm về trí nhớ thế nào?

Ông tự học thuộc các danh sách âm tiết vô nghĩa, rồi sau những khoảng thời gian khác nhau học lại tới khi thuộc như cũ và đo phần thời gian tiết kiệm được. Kết quả công bố năm 1885 và được lặp lại khá sát vào năm 2015.

Ký ức có chu kỳ bán rã không?

Không có một chu kỳ bán rã cố định. Với hàm luỹ thừa, thời gian để mất thêm một nửa dài dần theo tuổi của ký ức: ký ức mới có thể mất một nửa trong vài giờ, còn ký ức đã bền vững thì mất rất chậm qua nhiều năm.

Mở app Luỹ Tiến

Một đốm sáng, nhân lên tới vô cùng

Mở app Luỹ Tiến

Bài viết liên quan

Mở app Luỹ Tiến

Một đốm sáng, nhân lên tới vô cùng

Mở app Luỹ Tiến Xem app khác