速度知識(shí)對(duì)表征動(dòng)量的影響范文
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《心理科學(xué)雜志》2015年第三期
1引言
表征動(dòng)量指?jìng)€(gè)體對(duì)物體最終位置的記憶沿其運(yùn)動(dòng)方向前移(Freyd&Finke,1984)。表征動(dòng)量影響因素和心理機(jī)制得到大量實(shí)證探索，Hubbard(2005,2010)做過全面總結(jié)。無論誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)（impliedmotion）還是平滑運(yùn)動(dòng)（smoothmotion），目標(biāo)速度越大，移位量越大(Freyd&Finke,1985;Hubbard&Bharucha,1988)，但個(gè)體持有的物體速度知識(shí)是否影響表征動(dòng)量，研究結(jié)論并不一致。Halpern和Kelly(1993)，以及黃希庭和梁建春(2002)認(rèn)為速度知識(shí)不影響表征動(dòng)量。
前者用犀牛和卡車等作材料發(fā)現(xiàn)，犀牛（速度慢）與卡車（速度快）的前移量無差別。后者用小汽車和牛作材料發(fā)現(xiàn)，兩者表征動(dòng)量無差異。Reed和Vinson(1996)發(fā)現(xiàn)向上運(yùn)動(dòng)的刺激標(biāo)簽為火箭時(shí)的前移量大于標(biāo)簽為教堂，認(rèn)為速度知識(shí)影響表征動(dòng)量。因此，速度知識(shí)是否影響表征動(dòng)量值得繼續(xù)探討。上述研究結(jié)論的差異可能有三種原因：（1）黃希庭（2002）和Halpern（1993）研究的虛無效應(yīng)是速度知識(shí)不夠凸顯。被試對(duì)于犀牛和卡車、小汽車和牛的分類標(biāo)準(zhǔn)可能不是速度，而是生命屬性，故速度知識(shí)未得到有效啟動(dòng)。Reed（1996）用火箭和建筑物作材料，速度知識(shí)的凸顯性更強(qiáng)。（2）運(yùn)動(dòng)方向。黃希庭（2002）和Halpern（1993）用水平方向的誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)，Reed（1996）用垂直方向的誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)。（3）計(jì)算方法。Halpern（1993）的因變量指標(biāo)為記憶偏移得分，即每個(gè)探測(cè)位置上相同反應(yīng)百分比乘以探測(cè)刺激位置的總和。黃希庭（2002）的因變量指標(biāo)是±.2°記憶位置的判斷錯(cuò)誤率。Reed（1996）的因變量指標(biāo)是探測(cè)位置前移與后移的錯(cuò)誤率差。3項(xiàng)研究的計(jì)算方法均未考慮被試在各探測(cè)位置反應(yīng)的難易程度，并且不同的研究，探測(cè)位置的距離和數(shù)量不同，這也可能是造成結(jié)論不一致的原因。回顧以往研究，偏移加權(quán)均數(shù)是普遍認(rèn)可的計(jì)算方法(Hubbard&Courtney,2010)，考慮到被試在各探測(cè)位置的反應(yīng)及該位置權(quán)重。偏移加權(quán)均數(shù)是各探測(cè)刺激的位置（包括方向和距離）與在此位置做相同反應(yīng)次數(shù)的百分比之積的和，再除以所有試驗(yàn)中做相同反應(yīng)次數(shù)的百分比。加權(quán)均數(shù)顯著大于0，發(fā)生表征動(dòng)量，絕對(duì)值越大，偏移程度越大(翟坤,2011)。
Hubbard(2005)認(rèn)為移位是一種適應(yīng)行為，有助于人們對(duì)刺激進(jìn)行空間定位并快速做出反應(yīng)。相同距離內(nèi)，對(duì)速度更快的物體，個(gè)體要更快預(yù)期才可避免危險(xiǎn)。例如對(duì)迎面來的汽車或自行車，人們對(duì)汽車的警惕性更高。因此，本研究認(rèn)為速度知識(shí)可能影響表征動(dòng)量。探討速度知識(shí)與表征動(dòng)量關(guān)系，有助于我們對(duì)表征動(dòng)量認(rèn)知可滲透性問題的理解。認(rèn)知可滲透性指背景知識(shí)對(duì)認(rèn)知加工的影響；如果背景知識(shí)影響對(duì)某種作業(yè)的加工，則此種加工被認(rèn)為具有認(rèn)知可滲透性(Pylyshyn,1981)。根據(jù)表征動(dòng)量雙加工理論模型，自動(dòng)化加工是自下而上的加工，包括樸素物理原理和刺激物物理特性等，為表征動(dòng)量提供默認(rèn)屬性，在無背景情境下，這種默認(rèn)屬性決定偏移的方向和程度。控制加工是自上而下的加工過程，包括調(diào)節(jié)默認(rèn)屬性的背景知識(shí)。在有背景情境下，恒定物理原理產(chǎn)生的默認(rèn)屬性與背景共同影響偏移程度(瞿坤,2011)。如果速度知識(shí)影響表征動(dòng)量，則表征動(dòng)量受個(gè)體背景知識(shí)影響，一定程度上具有認(rèn)知可滲透性，產(chǎn)生機(jī)制涉及自上而下加工。本研究3個(gè)實(shí)驗(yàn)均為2×2兩因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的自變量為速度知識(shí)（快、慢）和運(yùn)動(dòng)方向（左、右），因變量為加權(quán)均數(shù)。研究范式為誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)范式。實(shí)驗(yàn)3為控制實(shí)驗(yàn)，以排除實(shí)驗(yàn)2的可能解釋。
2實(shí)驗(yàn)
以汽車和自行車為材料，考察在同一刺激屬性下（交通工具），速度知識(shí)是否影響表征動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：相比于自行車，汽車的前移量更大。
2.1研究方法
2.1.1被試大學(xué)生17名（男9名），年齡20.24±2.08歲。
2.1.2實(shí)驗(yàn)材料以汽車（快）和自行車（慢）為材料，啟動(dòng)個(gè)體關(guān)于刺激速度的概念。刺激大小100×43像素。圖片來自MPI數(shù)據(jù)庫(kù)（theMaxPlanckInstitute'spicturedatabase）。每個(gè)試驗(yàn)包含4張連續(xù)呈現(xiàn)的圖片，每張圖片中刺激的位置差50像素。第一個(gè)誘發(fā)刺激位于距屏幕左側(cè)或右側(cè)412像素，之后的誘發(fā)刺激依次水平向右或向左運(yùn)動(dòng)。
2.1.3實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)顯示屏17寸，刷新率82Hz，分辨率1024×768像素，大小320×240mm。被試距顯示屏50cm。
2.1.4實(shí)驗(yàn)過程（1）被試按空格鍵進(jìn)入每次試驗(yàn)；（2）屏幕左側(cè)或右側(cè)呈現(xiàn)注視點(diǎn)500ms；（3）誘導(dǎo)刺激依次呈現(xiàn)250ms，刺激時(shí)間間隔（空白屏）250ms。在前2個(gè)誘導(dǎo)刺激和記憶刺激后出現(xiàn)探測(cè)刺激，等待被試做出位置是否相同的按鍵反應(yīng)；（4）進(jìn)行下一次試驗(yàn)，試驗(yàn)間隔時(shí)間2000ms。
2.2結(jié)果與分析刪除：（1）反應(yīng)時(shí)小于150ms或大于3000ms的試驗(yàn)；（2）反應(yīng)時(shí)在3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差外的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(Reed&Vinson,1996;Vinson&Reed,2002)。共刪除243個(gè)試驗(yàn)，占3.97%。自行車向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.19±.27）顯著大于0，t(16)=2.84，p=.012；自行車向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.35±.32）顯著大于0，t(16)=4.51，p<.001；汽車向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.29±.33）顯著大于0，t(16)=3.72，p=.002；汽車向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.43±.42）顯著大于0，t(16)=4.34，p=.001。上述四種條件均發(fā)生表征動(dòng)量。刺激對(duì)象主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1,16)=2.92，p=.107；運(yùn)動(dòng)方向主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1,16)=2.24，p=.154；刺激對(duì)象與運(yùn)動(dòng)方向交互作用不顯著，F(xiàn)(1,16)=.05，p=.822。進(jìn)一步考察個(gè)體按鍵反應(yīng)，負(fù)向探測(cè)位置（-.11°，-.21°，-.32°，-.43°）上，刺激對(duì)象主效應(yīng)邊緣顯著，F(xiàn)(1,16)=3.77，p=.070；自行車的相同反應(yīng)百分比（M=36.30，SD=3.30）邊緣顯著高于汽車的相同反應(yīng)百分比（M=33.20，SD=3.30）。探測(cè)位置-.11°上，自行車的相同反應(yīng)百分比顯著高于汽車的相同反應(yīng)百分比，t(16)=2.11，p=.051。說明在后移的位置上，個(gè)體對(duì)汽車做出更多不相同的按鍵，對(duì)自行車做出更多相同的按鍵，被試對(duì)自行車的判斷出錯(cuò)率更大。作者猜測(cè)這可能與汽車比自行車速度更快，在整體按鍵反應(yīng)的分布上更容易發(fā)生前移有關(guān)。75名大學(xué)生（男35名，女40名，年齡19.63±1.09歲）的問卷結(jié)果顯示，沒有人認(rèn)為自行車和汽車的區(qū)別是速度，51人（占68%）認(rèn)為其分類標(biāo)準(zhǔn)為動(dòng)力來源。雖然自行車與汽車速度差別的主要原因是動(dòng)力來源，但不能保證其速度知識(shí)在實(shí)驗(yàn)1中得到有效啟動(dòng)。故實(shí)驗(yàn)1結(jié)果可能有兩個(gè)原因：（1）速度知識(shí)不影響表征動(dòng)量；（2）速度知識(shí)不夠凸顯。實(shí)驗(yàn)2改進(jìn)材料，繼續(xù)探索速度知識(shí)對(duì)表征動(dòng)量的影響。
3實(shí)驗(yàn)2
在實(shí)驗(yàn)1基礎(chǔ)上改進(jìn)材料，使速度知識(shí)更為凸顯。以站立和奔跑姿勢(shì)的人物簡(jiǎn)筆畫為材料，考察速度知識(shí)是否影響表征動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：相比于站立，奔跑的前移量更大。
3.1研究方法
3.1.1被試大學(xué)生20名（男8名），年齡21.55±2.28歲。
3.1.2實(shí)驗(yàn)材料以站立（慢）或奔跑（快）姿勢(shì)的人物簡(jiǎn)筆畫為材料，啟動(dòng)個(gè)體對(duì)刺激對(duì)象的速度知識(shí)。奔跑人大小60×60像素，站立人大小25×60像素。圖片來自Mckeown(1996)，他要求被試對(duì)圖片運(yùn)動(dòng)性評(píng)分（1代表一點(diǎn)也不，100代表非常），結(jié)果奔跑運(yùn)動(dòng)性56.0分，站立運(yùn)動(dòng)性11.6分，差異顯著。故實(shí)驗(yàn)2兩幅圖片能說明在速度知識(shí)上有差別。其余設(shè)置同實(shí)驗(yàn)1。
3.1.3實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)顯示屏17寸，刷新率82Hz，分辨率1024×768像素，大小360×270mm。被試距顯示屏60cm。3.2結(jié)果與分析共刪除248個(gè)試驗(yàn)，占3.44%。奔跑姿勢(shì)向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.76±.46）顯著大于0，t(19)=7.30，p<.001；奔跑姿勢(shì)向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.42±.40）顯著大于0，t(19)=4.61，p<.001；站立姿勢(shì)向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.66±.33）顯著大于0，t(19)=6.64，p<.001；站立姿勢(shì)向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.30±.30）顯著大于0，t(19)=4.81，p<.001。上述四種條件下均發(fā)生表征動(dòng)量。刺激對(duì)象主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,19)=5.47，p=.030，η2p=.22；運(yùn)動(dòng)方向主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,19)=12.23，p=.002，η2p=.39；刺激對(duì)象與運(yùn)動(dòng)方向交互作用不顯著，F(xiàn)(1,19)=.06，p=.811。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，奔跑加權(quán)均數(shù)顯著大于站立加權(quán)均數(shù)，p=.030；向左加權(quán)均數(shù)顯著大于向右加權(quán)均數(shù)，p=.002。進(jìn)一步考察個(gè)體的按鍵反應(yīng)，探測(cè)位置.2°、.3°和.4°上，奔跑姿勢(shì)相同反應(yīng)百分比均顯著高于站立姿勢(shì)相同反應(yīng)百分比，說明在前移探測(cè)位置上，個(gè)體更容易對(duì)奔跑姿勢(shì)判斷出錯(cuò)，即相對(duì)于慢速經(jīng)驗(yàn)，個(gè)體對(duì)于快速經(jīng)驗(yàn)更容易出現(xiàn)前移判斷，表征動(dòng)量更大，說明速度經(jīng)驗(yàn)可以影響表征動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)2的可能解釋：速度經(jīng)驗(yàn)主效應(yīng)并非由速度經(jīng)驗(yàn)本身導(dǎo)致，而由材料在水平方向的視角差導(dǎo)致。
4實(shí)驗(yàn)3
在實(shí)驗(yàn)2基礎(chǔ)上，探索水平視角大小是否影響表征動(dòng)量，以排除實(shí)驗(yàn)2的可能解釋：速度經(jīng)驗(yàn)主效應(yīng)可能由水平大小差異導(dǎo)致。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：大矩形和小矩形前移量無差異。
4.1研究方法
4.1.1被試大學(xué)生20名（男5名），年齡19.40±.68歲。
4.1.2實(shí)驗(yàn)材料以矩形作材料，大矩形長(zhǎng)寬60×60像素，小矩形長(zhǎng)寬25×60像素，保證在水平和垂直視角上與實(shí)驗(yàn)2相同。
4.2結(jié)果與分析共刪除233個(gè)試驗(yàn)，占總試驗(yàn)3.24%。大視角向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.63±.36）顯著大于0，t(19)=7.89，p<.001；大視角向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.46±.41）顯著大于0，t(19)=5.10，p<.001；小視角向左運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.62±.37）顯著大于0，t(19)=7.60，p<.001；小視角向右運(yùn)動(dòng)的加權(quán)均數(shù)（.41±.51）顯著大于0，t(19)=3.56，p=.002。在上述四種條件下均發(fā)生表征動(dòng)量。視角大小主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1,19)=.29，p=.595；運(yùn)動(dòng)方向主效應(yīng)邊緣顯著，F(xiàn)(1,19)=3.50，p=.077，η2p=.16；視角大小與運(yùn)動(dòng)方向交互作用不顯著，F(xiàn)(1,19)=.24，p=.629。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，向左加權(quán)均數(shù)邊緣顯著大于向右加權(quán)均數(shù)，p=.077。水平視角大小不影響表征動(dòng)量，排除實(shí)驗(yàn)2的可能解釋，即奔跑姿勢(shì)前移量更大并非由圖形本身在水平方向上的視角大小造成。
5總討論
一定速度范圍內(nèi)，無論目標(biāo)的呈現(xiàn)形式如何，速度越快，表征動(dòng)量越大(張志杰,肖鳳,黃希庭,2010;Freyd&Finke,1985;Hubbard&Bharucha,1988)，但這種速度僅局限在屏幕上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)際速度。生活中我們常有這樣的體驗(yàn)，相比于迎面來的行人，對(duì)迎面來的汽車保持更高的警惕，以避免危險(xiǎn)發(fā)生。如果表征動(dòng)量是一種適應(yīng)行為，那么對(duì)物體運(yùn)動(dòng)軌跡的預(yù)判能力，可能會(huì)遷移到其它領(lǐng)域。表征動(dòng)量可能會(huì)受物體速度知識(shí)的影響，而不再局限于目標(biāo)的實(shí)際速度。實(shí)驗(yàn)1正是基于此觀點(diǎn)，但結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)汽車和自行車的速度知識(shí)影響表征動(dòng)量。黃希庭和梁建春(2002)以汽車和牛作刺激，也未發(fā)現(xiàn)表征動(dòng)量受到客體速度知識(shí)的影響。本研究實(shí)驗(yàn)1與黃希庭（2002）、Halpern和Kelly(1993)的研究結(jié)果一致。Reed和Vinson(1996)發(fā)現(xiàn)速度概念可以影響表征動(dòng)量。研究結(jié)果不同的原因可能是速度知識(shí)不夠凸顯。75名大學(xué)生的問卷結(jié)果，至少在部分程度上支持該原因。實(shí)驗(yàn)2使用人體不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作材料，發(fā)現(xiàn)速度知識(shí)影響表征動(dòng)量，奔跑前移量大于站立前移量。說明對(duì)運(yùn)動(dòng)的預(yù)期可以產(chǎn)生沿運(yùn)動(dòng)方向的前移。實(shí)驗(yàn)3排除了實(shí)驗(yàn)2可能存在的圖形大小影響。結(jié)合以往研究和本研究3個(gè)實(shí)驗(yàn)，作者認(rèn)為，速度知識(shí)可以影響表征動(dòng)量，但這種影響可能非常有限。以往認(rèn)為速度知識(shí)不影響表征動(dòng)量的研究(黃希庭，梁建春,2002;Halpern&Kelly,1993)之所以未出現(xiàn)顯著的速度效應(yīng)，可能與實(shí)驗(yàn)材料的選擇有關(guān)。探討速度知識(shí)與表征動(dòng)量關(guān)系，有助于我們對(duì)表征動(dòng)量認(rèn)知可滲透性問題的理解。知覺/表征系統(tǒng)是分層組織的，低水平加工更多的是自動(dòng)的和不可滲透的，而高水平加工更多的受到認(rèn)知可滲透性的影響(Finke&Freyd,1989)。一些學(xué)者認(rèn)為表征動(dòng)量不具有認(rèn)知可滲透性（梁建春,黃希庭,1999;Finke&Freyd,1989)；更多的學(xué)者則傾向于表征動(dòng)量反映了高水平的認(rèn)知過程，而不僅僅是低水平的感覺過程(Raoetal.,2004;Reed&Vinson,1996;Senioretal.,2000)。表征動(dòng)量是否具有認(rèn)知可滲透性，或表征動(dòng)量是自下而上低水平知覺加工占主導(dǎo)，還是自上而下高水平加工占主導(dǎo)？對(duì)這一問題的理解，將會(huì)影響我們對(duì)其產(chǎn)生機(jī)制的理解。實(shí)驗(yàn)2證實(shí)個(gè)體所掌握的速度知識(shí)可以影響表征動(dòng)量，說明表征動(dòng)量一定程度上具有認(rèn)知可滲透性，受到自上而下高水平認(rèn)知因素的影響。但我們需要考慮實(shí)驗(yàn)1和黃希庭和Halpern的研究，表征動(dòng)量的認(rèn)知可滲透性可能相對(duì)較弱。作者認(rèn)為，表征動(dòng)量的認(rèn)知可滲透性和認(rèn)知不可滲透性可能交互起作用，它們并不能截然分開，而是同時(shí)存在。相對(duì)來說，認(rèn)知不可滲透性可能更占優(yōu)勢(shì)。這也與Ruppel的觀點(diǎn)一致，即表征動(dòng)量可能同時(shí)包含自動(dòng)化加工和控制加工(Ruppel,Fleming,&Hubbard,2009)。
6結(jié)論與展望
本研究證實(shí)速度知識(shí)可以影響表征動(dòng)量。表征動(dòng)量的認(rèn)知可滲透性和認(rèn)知不可滲透性交互作用，同時(shí)存在。相對(duì)來說，認(rèn)知不可滲透性可能更占優(yōu)勢(shì)。3個(gè)實(shí)驗(yàn)均采用誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)和被動(dòng)判斷的間接反應(yīng)方式。相比平滑運(yùn)動(dòng)，被試體驗(yàn)到的運(yùn)動(dòng)真實(shí)性較差。更為直接的反應(yīng)方式是用鼠標(biāo)定位目標(biāo)消失的位置，判斷位置和實(shí)際消失位置之差即為移位量。未來可使用平滑運(yùn)動(dòng)范式和主動(dòng)定位的反應(yīng)，繼續(xù)探索速度知識(shí)和表征動(dòng)量的關(guān)系。
作者：董蕊 單位：浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院 清華大學(xué)心理學(xué)系