影响反应时的因素

影响反应时的因素

自反应时进入心理学研究以来，对于反应时的研究在很长一段时期内主要集中于某些基本问题的解答，其中包括：反应时和所作反应种类数量的关系、反应时和反应准确性的关系，以及反应时的其他影响因素等。

一、任务类别和刺激通道

继人差方程和赫尔姆霍兹（1850）青蛙运动神经传导速度的测定之后，荷兰生理学家唐德斯第一次较为系统地研究了反应时。他试图揭示反应时任务中的一些心理加工过程。为此，他设计了两类反应时任务——简单反应时和选择反应时任务。

（一）简单反应时

简单反应时（simple reaction time）是指给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单一的反应，这时刺激－反应之间的时间间隔就是反应时。譬如说，短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑，这一事件就可以作为一个简单反应时任务。这种反应之所以称之为简单反应，是因为特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确。这种联系不是一种先天的条件反射，为了建立联系，被试必须进行反复的学习与训练。在测定反应时的研究中，听觉反应时和视觉反应时的研究比较多。

1. 听觉简单反应时

在听觉简单反应时任务中，研究者通过耳机向被试呈现声音信号，并要求被试一听到信号，就尽快地按某一反应键。刚开始实验时，被试的反应也许会很慢，不过通过多次学习与训练之后，被试获得了信号与反应间的联系，反应时就会迅速减少。如图4-4列出的是某一被试的实验结果。

可见，听觉简单反应时存在波动，任何一个时刻被试对听觉刺激的简单反应

时都不会完全相同，因为它会受到各种因素的影响，比如刺激本身性质的变换和被试练习水平，图4-4中超过160毫秒的几次反应就是被试练习水平不够，所导致的反应时延长，有关反应时任务的影响因素，我们将在本节的最后一部分详细阐述。从图4-4中还可以看出，出现次数最多的反应时大约为130毫秒左右，这便是被试最具代表性的、最为稳定的简单反应时值，也就是说，被试在正常情况下对可辨别听觉刺激最易出现的简单反应时。从整个反应时分布上来看，分布并非对称于最高点——130毫秒，它是偏态的，低于100毫秒的反应只出现一次，而高于160毫秒的反应却不少。这似乎表明，被试可以任意减慢自己的反应速度，但却无法任意加快自己的反应，此处被试的反应时似乎存在一个无法跨越的绝对界限——100毫秒，无论进行多少次的训练，这种时间极限就像一堵无法逾越的“生物墙”。

25%

平均值0.13秒

图4-4 听觉简单反应时（单位ms）

（采自波佩尔，2000）

“生物墙”是一种人类能力的限制，它根源于人类有机体的特性——感官、脑以及肌肉工作的特性。外界的振动带动耳廓的运动，后者带动三块听小骨的运动，最后带动耳蜗中气流的运动，气流又引起耳蜗纤毛的摆动，转化成位听神经的神经冲动形式，这需要耗费一定时间。外周神经系统将信息通过郎飞氏结（Ranvier node），以最多不过每秒100米的速度传导传达到脑，又需要一定时间。此外大脑还需要时间来加工信息、对信息作出反应，而后还要再一次地通过郎飞

氏结传导以及突触传递将信息传送给肌肉组织，并指导其运动。因此，感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和便是我们所获得简单反应时。

2．视觉简单反应时

其他通道的简单反应时是否也存在这样的生物限制呢？研究者进行了视觉简单反应时实验：首先要安排好呈现光刺激的屏幕、反应键以及计时设备，然后请被试进入一个弱光照明的实验室，要求被试端坐在屏幕前，指示他一旦看到屏幕上出现红光就立即按下反应键。最初测得的反应时可能长达0.5秒，多次测定后很快会降至0.2－0.25秒，再后可能会降至0.2秒以下，但无论怎样练习，都不可能降至0.15秒之下。

和听觉简单反应时相比，视觉简单反应时较长，其原因在于感官换能时间较长。视网膜的工作方式是累积性的：并不是在接受光刺激的同时，感光细胞便能引起神经节细胞的兴奋；而是当光量子达到一定数量后，感光细胞的兴奋达到一定程度后，感光细胞才会引起神经节细胞的兴奋。而听觉刺激的换能过程不存在能量累积的问题，不同振动频率的刺激引起不同长度纤毛的摆动，并直接将信号传递至位听神经。

视觉简单反应时较听觉简单反应时来得慢，而听觉反应时又较触觉反应时来得慢。可见，不同感觉通道的简单反应时具有差异。如果从赫希（Hirsch，1862）较为成功的研究算起，研究者对光、声、触等不同通道刺激的反应时研究已积累了大量资料，可约略综合如表4-2。由于反应时的个体差异很大，所以即使是对于图4-4中的一个感觉通道而言，反应时也有很大的不同。这里还需要指出的是，图4-4中记录的反应时是每个被试每次试验的最高反应频次的那个反应时，即上述听觉实验中的130毫秒。

表4-2 不同感觉通道的简单反应时

感觉通道反应时间（毫秒）

触觉117－182

听觉120－182

视觉150－225

冷觉150－230

温觉180－240

嗅觉210－300

味觉308－1082

痛觉400－1000

注：被试为训练有素的成人

（采自赫葆源、张厚粲和陈舒永等，1983）

总体而言，简单反应时比较短，并且简单反应时具有通道差异性。

（二）选择反应时

与简单反应时不同的是，选择反应时任务中的刺激与反应之间存在多样而复杂的联系。选择反应时（choice reaction time）就是根据不同的刺激物，而在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需要的时间。比如：一个视觉选择反应时实验可能会包括两个刺激，被试必须在其中一个刺激出现时，按左边的按钮；而当另一个刺激出现时，按右边的按钮。不同于简单反应时任务，被试必须在反应之前先判断哪个按钮是对当前刺激的正确反应。选择反应时任务在内容上更贴合日常生活的复杂反应，比如驾驶员常常要根据不同的情况尽快地作出刹车、加速和转弯的反应，而一个优秀的足球或排球运动员与普通运动员的区别就在于前者能迅速判断新情况，和作出相应的反应，即选择反应时较短。

上述的视觉简单反应时任务中只有单一的红光和与之对应的单一反应键，在此基础上稍作修改，就可以设计出一个典型的视觉选择反应时实验。如安排红和绿两种不同的色光刺激，并在被试前面放置两个反应键，要求其左右手食指各放在一个键上，右手反应红光，而左手反应绿光。显然，这一选择时间里包括了被试的辨别和选择活动所花费的时间，他必须在作出反应之前对不同刺激有所辨别，并作出不同反应的选择。结果发现二择一的选择反应时比简单反应时长约0.07秒，这一时间便是辨别和选择所需要的时间。

对选择反应作出系统区分的当属唐德斯（1868）。他将上述两个刺激对应两个反应的反应时任务称为B反应（B-reaction），即选择反应，而将一个刺激对应一个反应的反应时任务称为A反应（A-reaction），即简单反应。将B反应经过调整之后，可以获得C反应（C-reaction），即辨别反应。与B反应不同的是，在C反应任务中，虽然也呈现红绿两种色光，但只要求被试看到红光后立即用右手按反应键，而看到绿光后则不反应。C反应只包括辨别的时间，而B反应既包括了辨别时间，又包括了选择时间。用C反应的反应时减去A反应的反应时，则