负数的空间表征机制_高在峰

线上的距离远近, 二者的 数量差异越小, 即距离越 近, 则大小判断难度越高 ( C am pbel,l 1999; Rub insten, H enik, Berger & Shahar-Sha lev, 2002 ) 。 SNARC 效应则表现为对数字做相应的按键反应时, 呈现较小的数字, 按左侧键的反应较按右侧键快, 相 反, 呈现较大的数字, 按右侧键的反应较按左侧键快 ( Dehaene, Bossini& G iraux, 1993; Castronovo& Seron, 2007; Dehaene, Dupoux & M eh ler, 1990 ) 。目 前研究者普遍认为, SNARC效应反映了心理数字线 的表征方向与按键空间排列方向的一致性 ( Gevers
Schw arz, 2007; Keus, Jenks& Schw arz, 2005; K eus & Schw arz, 2005; F ischer, 2003b; Gevers, Ra-t inckx, De B aene& F ias, 2006) 。可见, 以在屏幕左 右两侧同时呈现一对数字的大小比较范式, 来研究 负数空间表征机制并不合适。
上述有关数字数量空间表征机制的研究大多集 中于正数, 而对负数的空间表征机制缺乏系统研究, 且仅 有研 究的 结果也 不尽 一致 ( Nuerk, W ood &
W illm es, 2005; F ischer & Ro ttm ann, 2005; Shaki & P etrusic, 2005 )。有关负数的空间表征机制问题, 目前主要存在两种相互对立的假说 ) ) ) 系统进化论 假说 ( Phylogenet ic hypothesis) 和 个 体发 展 论 假说
实验中共有两种相反的按键反应方式。一种反 应方式要求被试对大于基准刺激 ( 正数组为 5, 负数 组为 - 5) 的数字按右侧键 ( F12键 ) ; 对小于基准刺
2期
高在峰 等: 负数的空间表征机制
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激的数字按左侧键 ( F1键 )。另一种反应方式则将 左侧键和右侧键交换。每种按键反应中各包含一组 正数和一组负数实验, 整个实验共有 4小组实验, 各 小组实验间的顺序在被试内做平衡。每小组实验开 始前均以指导语告知被试相应的反应要求。每组正 式实验中每个数字各呈现 20次, 共 160次。实验前 各有练习 16次。全部实验包括 704 次试验。实验 过程中插入 2次休息, 时间由被试自己控制。整个 实验约需 25m in。
摘 要 本研究采用快速数字大小分类范式, 每次试验呈现 一个数 字, 要求被试 快速判 断即时 呈现的 数字大 于或 小于 - 5( 或 5), 探讨负数在心理数字线上的表征方向 问题。实验一将 负数 ( - 1 ~ - 9) 和正数 ( 1 ~ 9) 分两组 分别 呈现; 实验二将正负数混合呈现, 仅对负数进行反应。结 果表明, 负 数按照 其绝对 值大小表 征在心 理数字 线上, 绝 对值小的负数表征在心 理 数字 线的 左 侧, 绝对 值 大的 负数 表 征在 心理 数 字线 的右 侧。该 结 果支 持系 统 进化 论 假说。
关键词 负数的空间表征; 心理 数字线; SNARC 效应; 系统进化论假说; 个体发展论假说 分类号 B842
1 引言
近年来, 数字数量的空间表征问题成为数字认 知领域中的研究 热点 ( Dehaene, Bossin i& G iraux, 1993; F ias & V erguts, 2004; C asarott,i M ichie lin, Zorzi& Um ilita, 2007 )。该类研究主要围绕心理数 字 线 ( m ental number line ) 假 设 展 开 ( Dehaene, 1993; Fe igenson, D ehaene & Spe lke, 2004; H ubbard, P iazza, P inel& Dehaene, 2005; Nuerk, W ood & W illm es, 2005; Shen, T ian & D ing, 2005 ) 。研究 者认为, 对某一数字数量的空间表征是通过将 该数 字按其数量大小, 相应地映射到一条空间线段的不 同位置上实现的, 小数字表征在心理数字线的左侧, 大数字表征在其右侧。心理数字线假设得到了来自 距离效应 ( d istance effect) ( Dehaene, Bossin i& G-i raux, 1993; Cam pbe l,l 1999; Rubinsten, et a.l , 2002) 、空间数字联合效应 ( Spatial- Num erical Associat ion of Response Codes E ffec,t 简 称 SNARC 效 应 ) ( D ehaene, Bossin i& G iraux, 1993; C astronovo & Seron, 2007) 等方面的实验支持。距离效应通常 表现为在比较两个数字大小的任务中, 反应时和错 误率均随该对数字差异量的增大而下降。研究者认 为, 数字比较任务的绩效取决于两数字在心理数字
2 实验一
2. 1 方法 2. 1. 1 被试 被试为 18名在校本科生和研究生, 男女各半, 年龄在 20~ 27 岁之间, 平均年龄为 23. 8 ( ? 1. 9) 岁, 均为右利手, 视力或矫正视力正常。 2. 1. 2 实验材料与装置 实验材料包括数字和注 视符。数字分负数 ( - 1、- 2、- 3、- 4、- 6、- 7、 - 8、- 9) 和正数 ( 1、2、3、4、6、7、8、9) 两组, 每组各 有 8个。数字为加粗宋体, 字高 1. 5b。注视符为 2b @ 3b的方框, 线粗 0. 1b。数字和注 视符均为黑色, 屏幕背景为白色。实验程序由 P resentat ion 编制, 通 过一台 P4兼容计算机控制。刺激呈现在 17 inch彩 色显示器中央, 屏 幕分辨率为 800 @ 600, 刷新率为 100H z。被试眼睛与屏幕中心的距离约为 60cm。 2. 1. 3 实验设计与程序 本实验分正数组和负数 组两部分, 每组实验均采用 2( 反应键: 左侧键 F1和 右侧键 F12) @ 8 (数字大小: 8个水平 ) 的被试内设 计。因变量为反应时。实验流程如图 1所示。实验 过程中, 被试两眼注视屏幕中央, 左、右食指分别置 于 / F10键和 / F120键上。首先在屏幕中央呈现注 视符 300m s, 然后在方框的中央随机呈现一个数字, 要求被试快速对该数字进行大小分类反应。如果被 试反应错误或延迟 800m s未做出反应, 均记为错误 反应, 并在屏幕上呈现 / 反应错误 0。每次试验结束 后, 空屏 300m s, 然后开始下一次试验。
( Ontogenetic hypothesis) ( Nuerk, W eger& W illm es,
收稿日期: 2008- 06 - 25 * 教育部高等学校博士学科点专项科研基 金 ( 20060335034 ) 、教育部 哲学社会 科学研究 重大课题 攻关项目 ( 07JZD 0029) 、国 家自 然科学 基金
( 30870765, 30570604 )和国家基础科学人才培养基金 ( J0630760 ) 。 通讯作者: 水仁德, E-ma i:l rshu@i zju. edu. cn
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心理学报
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2005; F ischer & Ro ttm ann, 2005; Shaki& Petrusic, 2005; F ischer, 2003a)。前者认为, 人们对正数的数 量表征能力 是先天 的, 通 过物 种进 化和 遗传得 来
心理学报 2009, V o l141, N o1 2, 95- 102 A c ta P sy chologica S inica
DO I: 10. 3724 /SP. J. 1041. 2009. 00095
负数的空间表征机制*
高在峰 水仁德 陈 晶 陈 雯 田 瑛 沈模卫
( 浙江大学心理与行为科学系, 杭州 310028)
基于上述分析, 笔者认为, 现有有关负数表征机 制的假说存在相互矛盾的原因, 可能与以往研究中 所采用的实验任务或实验范式不当有关。针对上述 问题, 笔者拟采用快速数字大小分类范式, 每次呈现 一个数字 (从 1~ 9 或 - 9~ - 1中随机选择 ) , 要求 被试以 5( 或 - 5) 为基准, 快速对该数字进行大小分 类判断, 就负数的空间表征机制进行探讨。在该范 式下, 被试必需对数字的正负号进行加工, 且每次在 屏幕中央仅呈现一个数字, 可避免数字大小比较范 式中的错误前提假设问题。
& Lamm ertyn, 2005; Nuerk, Iversen & W illm es, 2004; Nuerk, W eger & W illm es, 2005; M u lle & Schw arz, 2007 ) 。因此, SNARC 效应常用于检验数 字在心理数字线上的表征方向问题 ( Gevers, Verguts, Reynvoe,t Caessens& F ias, 2006; F ischer, 2006) 。
Fo ley, H ill& Ryan.wk.baidu.com, 1999; Pe led, M ukhopadhyay & Resn ick, 1988) 认为, 同样是后天习得的负数在心理 数字线上也应有其相应的空间编码。心理数字线上 的表征包括数量和符号两部分: 负数表征在心理数 字线的左侧, 正数表征在右侧; 实际数值较小的负数 ( 如 - 8, - 9) 表征在实际值较大负数 ( 如 - 1, - 2) 的左侧。个体发展论假说预测, 对实际数值较小的 负数按左侧键更快, 对实际数值较大的负数按右侧 键更快。
上述两个假说均在不同范式的实验中分别获得 了一定的支持。系统进化论假说的实验证据主要来 自于采用数字奇偶判断任务的研究 ( Nuerk, W ood & W illm es, 2005; F eigenson, Dehaene & Spe lke, 2004? ; F ischer, 2003a) 。在奇偶判断任务中, 由于 数字的奇偶性与符号无关, 故存在被试忽视符号而 仅对数字部分进行判断的可能, 因而实验结果反应 的可能是正数而非负数的空间表征。支持个体发展 论假说的实验中, 研究者通常采用比较同时呈现在 屏幕左右侧的一对数字大小的范式。在该类研究中 ( F ischer, 2003a) , 其实验结果仅与基于该假说的预 测部分吻合, 且上述范式下还存在语义一致性效应 的干扰 ( Shak i & Petrusic, 2005) 。此外, 该 类范式 假设 SNARC效应体现了数字呈现的空间位置与数 字空间表征 位置的 一致性 效应, 这 一假 定意味 着 SNARC 效应发生在刺激加工阶段而非反应选择阶 段。然而, 来自 行为研 究和 ERP 研究的 证据 均表 明, SNARC 效 应 发 生 在 反 应 选 择 阶 段 ( M ulle &
( F eigenson, Dehaene & Spe lke, 2004; F ischer, 2003a), 而负数的概念是人们后天学习得来的。因 而, 负数不可能像正数一样按照一定的空间分布独 立地表征在心理数字线上, 负数的表征依赖于正数 的空间表征, 符号不会对它们在心理数字线上的空 间表征造成任何影响。心理数字线只能表征正数, 对负数则仅表征其数量, 而不包括其符号。因此, 对 负数来讲, 绝对值较小的负数 ( 如 - 1, - 2) 表征在 心理数字 线的 左侧, 绝对 值 较大 的 负数 ( 如 - 8, - 9) 表征在心理数 字线的右侧。系统进化 论假说 预测, 对绝对值较小的负数做按左侧键的反应更快, 对绝对值较大 的负数做按右侧 键的反应更快。相 反, 个体发 展论假说根据 SNARC 效应是后 天形成 的事实 ( Dehaene, Bossin i& G iraux, 1993; Berch,