(浙江財經(jīng)大學工商管理學院,杭州 310018) (清華大學心理學系,北京 100084)

1 問題提出

認知心理學領域的大量研究表明人們在對運動物體進行空間定位時存在表征動量現(xiàn)象(Representational Momentum)。表征動量是指觀察者對運動物體的最終位置的記憶沿著物體運動的方向發(fā)生偏移(Freyd &Finke,1984),它反映了人們對物體運動軌跡和空間位置進行加工時的認知特點。自1984年表征動量首次發(fā)現(xiàn)以來,很多學者用黑色方塊(Hubbard,2008)、圓形(Hubbard &Bharucha,1988)和矩形(Freyd &Finke,1984)等幾何圖形作為視覺刺激材料或用音調(diào)作為聽覺刺激材料(Johnston &Jones,2006),通過改變視覺刺激呈現(xiàn)的背景(Munger &Owens,2004)、視覺刺激運動線路(Hubbard &Ruppel,2013;Munger &Minchew,2002)、刺激呈現(xiàn)的感覺通道(Chien,Ono,&Watanabe,2013;Hubbard &Courtney,2010;Hubbard &Ruppel,2011;Schmiedchen,Freigang,Rübsamen,&Richter,2013;Teranmoto,Hidaka,Gyoba,&Suzuki,2010)、觀察者年齡或精神特征(De SáTeixeira,Pimenta,&Raposo,2012;Lenggenhager et al.,2012;Piotrowski&Jakobson,2011;Taylor &Jakobson,2010)以及行為反應的反饋形式(Ruppel,Fleming,&Hubbard,2009)等探索表征動量受哪些因素影響。Hubbard(2005,2010)對此進行了全面總結(jié),本文不再贅述。

自 1984年表征動量現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以來,至今已有30年的研究歷史?；仡櫼酝芯?盡管絕大多數(shù)研究使用幾何圖形作為刺激材料,其有助于我們更加深入地理解表征動量及其心理機制,但也有少數(shù)研究使用生活中的熟悉物體作為刺激材料,研究主題主要圍繞典型運動效應(typical-motion effect)展開,其為我們探索表征動量帶來了新鮮視角。Freyd和Miller(1992)最早使用了計算機制作的類似于鳥的生物圖形作為刺激材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比于倒退運動(尾巴朝前運動),前進運動(頭和眼睛朝前運動)產(chǎn)生的前移量更大,發(fā)生典型運動效應。Freyd和Pantzer(1995)使用箭頭作為刺激對象,結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比于倒退運動(箭頭的指向和其實際運動方向不一致),前進運動(箭頭的指向和其實際運動方向一致)產(chǎn)生的前移量更大。Nagai和Yagi(2001)在實驗1中使用飛機和汽車圖片作為刺激材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不論是飛機還是汽車,相比于倒退運動,前進運動產(chǎn)生的前移量更大,這說明表征動量會受到關于物體典型運動知識的影響,發(fā)生典型運動效應。他們在實驗2中使用具有指向性(有尖角)和外形輪廓相似但不具有指向性(無尖角)的幾何圖形作為刺激材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),指向性圖形典型運動(前進)和非典型運動(倒退)的位移差顯著大于非指向圖形典型運動和非典型運動的位移差。實驗3使用三角形的飛機、三角形的胡蘿卜、十字型的飛機和十字型的路標作為刺激材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),指向性物體(三角形的飛機、三角形的胡蘿卜)表現(xiàn)出典型運動效應,但非指向性物體(十字型的飛機和十字型的路標)未表現(xiàn)出該效應。作者認為是物體的指向性,而非物體的典型運動方向影響表征動量,并且指向效應(pointedness effect)要弱于表征動量效應。Nagai 等(Nagai et al.,2010)使用汽車圖片作為刺激材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當汽車前進時,出現(xiàn)表征動量;當汽車倒退時,未出現(xiàn)表征動量,表現(xiàn)出典型運動效應。

相比于幾何圖形,使用熟悉物體作為刺激材料,具有一定程度的生態(tài)學效度,并且個體習得的物體典型運動知識會影響表征動量。然而,上述以熟悉物體為實驗材料、典型運動效應為主題的研究(Freyd &Miller,1992;Freyd &Pantzer,1995;Nagai&Yagi,2001;Nagai et al.,2010)時間跨度大,研究成果零散,并且在典型運動效應的來源上,現(xiàn)有研究并未進行深入探討并給出明確答案。一個重要的問題是指向性是否是典型運動效應產(chǎn)生的原因。本文作者認為,至少指向性不能成為解釋典型運動效應的唯一原因,這是因為：(1) Nagai和Yagi使用的材料都是研究者精心繪制的,為了考察指向因素,研究者將飛機、汽車等圖形刻意繪制成前方具有尖角的形狀,但實際生活中的很多運動物體,其外形輪廓不存在明顯尖角和指向。Freyd和Miller的研究也存在同樣問題,刺激對象是人為制造的鳥,鳥喙代表指向,圖形本身的熟悉性低。Nagai和 Yagi使用的十字架的指向性是人為規(guī)定的,該圖形是對稱的,并沒有自然存在的指向?qū)傩浴?2)由于并非所有的熟悉物體均具有指向,因此典型運動效應的來源之一可能是物體朝向,特別是那些具有生物或生命屬性的熟悉物體。作者認為,指向(pointedness)和朝向(facing orientation)分屬不同的概念,雖然二者都可以指示物體的方向,但二者的根源不同。指向是通過物體的外形輪廓體現(xiàn)的,即尖角輪廓,如箭頭、三角形頂角;而朝向是通過生物體頭部、眼睛以及身體前后的信息,或非生物體(如汽車)的前后信息體現(xiàn)的。指向和朝向同時存在時,其所指示的方向可能一致,如箭頭;其所指示的方向也可能不一致,如 Pacman圖形的嘴部。同一物體可能既包含指向和朝向,如箭頭(指向是其尖角所指方向,朝向是我們習得的箭頭前后信息);也可能只包含朝向而不包含指向(如刺猬簡筆畫或汽車)。McBeath,Morikawa和 Kaiser(1992)發(fā)現(xiàn)朝向影響人們的知覺偏差(Perceptual Bias),而表征動量的指向效應和典型運動效應研究通常將指向和朝向混淆在一起,即那些代表指向的尖角通常與物體的朝向相一致,因此在探究典型運動效應的來源時,需要將這兩個因素進行分離,但以往研究并未單獨考察朝向的影響。

本研究通過使用輪廓對稱的熟悉物體作為實驗材料,分離指向和朝向兩個因素,探索朝向?qū)Ρ碚鲃恿康挠绊?。本研究共包?個實驗。實驗1使用刺猬簡筆畫,其特點在于圖形輪廓對稱,可排除圖形指向性和不對稱性的影響;實驗2變換實驗材料,使用只包含朝向意義且更抽象、熟悉性更低的輪廓對稱圖形,重復驗證實驗1的結(jié)果;實驗3采用Pacman作為實驗材料,這是因為Pacman圖形既包括指向性又包括朝向性,并且兩者的作用相反,因此考察哪種效應更占優(yōu)勢;實驗 4采用 Pacman作為實驗材料,但將運動方向改為垂直運動,檢驗前三個實驗結(jié)果是否可能受到閱讀方向的影響。

2 實驗1 水平運動的刺猬圖形

2.1 研究目的

使用輪廓對稱的動物圖形,考察朝向?qū)Ρ碚鲃恿康挠绊憽?/p>

2.2 實驗設計

采用2×2兩因素被試內(nèi)設計。自變量為朝向(正向運動、倒向運動)和運動方向(左、右);因變量為偏移加權(quán)均數(shù)。研究范式為誘導運動范式。

2.3 研究方法

2.3.1 被試

大學生21名(其中男性11名,女性10名),平均年齡為20.24 ± 2.55歲。實驗完成后每名被試得到人民幣20元或一定的課程學分作為實驗報酬。

2.3.2 實驗材料

人們對于刺猬并不陌生。刺激圖片為計算機制作的刺猬簡筆畫,其輪廓對稱,可排除指向性和圖形不對稱的影響。刺激大小為 70×40像素(視角為2.35°×1.34°)。每一個實驗均包含 4 個連續(xù)呈現(xiàn)的圖片,每個圖片中刺猬的位置相差 50像素(視角約為1.68°),背景為白色。第一個誘發(fā)刺激處于距屏幕左側(cè)412像素或距屏幕右側(cè)412像素的位置,之后的誘發(fā)刺激依次水平向右或向左運動。探測刺激的位置與記憶刺激的位置距離為：-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12 像素 9 種情況(視角約為?0.4°,-0.3°,-0.2°,-0.1°,0°,0.1°,0.2°,0.3°,0.4°)。為防止正向運動和倒向運動之間的相互影響,本研究采用 Block間ABBA設計,即被試先完成一組正向運動的Block,再完成一組倒向運動的 Block,正向運動和倒向運動的實驗不同時存在于一組Block里。每個被試共進行288次正式實驗：9(探測位置：-0.4°,-0.3°,-0.2°,-0.1°,0°,0.1°,0.2°,0.3°,0.4°)×2(運動方向：左、右)×2(朝向：正向運動、倒向運動)×8(重復次數(shù),共8個block),順序隨機呈現(xiàn)。正式實驗前,被試要進行9個練習實驗,每個探測位置(9)均練習1次,每個運動方向至少練習 4次,每個朝向至少練習4次。

2.3.3 實驗儀器

計算機顯示屏為17寸,顯示屏刷新率為82 Hz,屏幕分辨率為1024×768像素,屏幕大小為360 mm ×270 mm。被試距顯示屏大約60 cm。

2.3.4 實驗流程

(1)被試按空格鍵進入每次實驗;(2)屏幕左側(cè)或右側(cè)(與第一個誘導刺激的位置相同)首先呈現(xiàn)注視點500 ms;(3)誘導刺激在計算機屏幕上依次呈現(xiàn)250 ms,刺激間的時間間隔(ISI)為250 ms,即呈現(xiàn)空白屏250 ms。在前2個誘導刺激和記憶刺激呈現(xiàn)后,出現(xiàn)探測刺激,等待被試做出位置是否相同的按鍵反應(Retention Interval,RI);(4)一次實驗完成后,被試進行下一次實驗,實驗間隔時間為 2000 ms(見圖1)。

圖1 實驗1每次實驗中的誘導運動范式示例圖

2.3.5 實驗假設

(1)被試對探測刺激的位置判斷發(fā)生前移,出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象;

(2)朝向效應發(fā)生,即相比于倒退運動,前進運動的前移量更大。

2.4 實驗結(jié)果

(

1)數(shù)據(jù)處理

刪除：(1)反應時小于150 ms或大于3000 ms的實驗(Reed &Vinson,1996;Vinson &Reed,2002);(2)計算每個被試在所有實驗中反應時的平均數(shù)和標準差,刪除反應時在3個標準差之外的實驗數(shù)據(jù)(outliers)(Reed &Vinson,1996;Vinson &Reed,2002;Bacon,2007);(3)如果個別被試的outliers數(shù)超過總實驗次數(shù)的 25%,則刪除該被試的數(shù)據(jù)(Bacon,2007)。根據(jù)前兩條數(shù)據(jù)刪除標準,共刪除219個實驗,占總實驗次數(shù)的3.62%。

(2)偏移加權(quán)均數(shù)(Weighted Measure,WM)

偏移加權(quán)均數(shù)是表征動量通用的計算方法(Johnston &Jones,2006;Hubbard &Courtney,2010),指各個探測刺激的位置(包括方向和距離)與在此位置做“相同”反應次數(shù)的百分比之積的和,再除以所有實驗中做“相同”反應次數(shù)的百分比,其公式為：

其中,

WM

為偏移加權(quán)均數(shù),

d

為探測刺激相對記憶刺激的位置差,在本研究中共有 9種取值,以視角為單位。

n

為在每個探測位置做出“相同”反應的次數(shù),

m

為重復次數(shù),

N

為每個被試所完成的實驗次數(shù)。加權(quán)均數(shù)的正負表示偏移方向,“+”表示沿著誘導運動方向向前偏移,“-”表示沿著誘導方向向后偏移。加權(quán)均數(shù)的絕對值表示偏移程度,絕對值越大,說明偏移程度越大。加權(quán)均數(shù)顯著大于0,說明發(fā)生表征動量現(xiàn)象(翟坤,2011)。正向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.71 ±0.64)顯著大于0,

t

(20)=5.11,

p

<0.001;正向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.80 ± 0.42)顯著大于0,

t

(20)=8.61,

p

<0.001;倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.53 ± 0.44)顯著大于0,

t

(20)=5.60,

p

<0.001;倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.02 ±0.57)與0差異不顯著,

t

(20)=0.17,

p

=0.868。說明在正向運動中,不管是水平向左還是向右,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,但倒向運動中,只有水平向左才出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。以朝向和運動方向為自變量,偏移加權(quán)均數(shù)為因變量進行重復測量方差分析。結(jié)果表明,朝向的主效應顯著,

F

(1,20)=26.82,

p

<0.001,

η

=0.57;運動方向的主效應邊緣顯著,

F

(1,20)=3.28,

p

=0.085,

η

=0.14;朝向與運動方向的交互作用顯著,

F

(1,20)=14.81,

p

=0.001,

η

=0.43。進一步簡單效應分析表明,朝向在水平向右水平上的簡單效應顯著,見圖2。表現(xiàn)為：當刺激進行水平向左運動時,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)不存在差異,

p

=0.209;當刺激進行水平向右運動時,正向運動的偏移加權(quán)均數(shù)大于倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù),

p

<0.001。當刺激進行正向運動時,水平向左和水平向右的偏移加權(quán)均數(shù)不存在差異,

p

=0.520;當刺激進行倒向運動時,水平向左的偏移加權(quán)均數(shù)大于水平向右的偏移加權(quán)均數(shù),

p

=0.004。

圖2 實驗 1不同朝向和運動方向下偏移加權(quán)均數(shù)的平均數(shù)和標準誤

2.5 討論

正向水平向左運動和向右運動,以及倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)均顯著大于 0,說明在正向運動中,不管是水平向左還是向右運動,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)與0差異不顯著,說明并未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。這一結(jié)果基本支持了研究假設1。倒向水平向右運動未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象,可能是由于朝向的影響克服了對位置的錯誤記憶。

以偏移加權(quán)均數(shù)為因變量指標,在水平向左水平上,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異不顯著;在水平向右水平上,正向和倒向運動的加權(quán)均數(shù)差異顯著。這說明朝向效應僅僅發(fā)生在水平向右運動的方向上。導致這一結(jié)果的原因可能和被試從左向右的閱讀習慣有關。

3 實驗2 水平運動的對稱圖形

3.1 研究目的

使用輪廓對稱的抽象圖形,重復驗證實驗1的結(jié)果,考察朝向?qū)Ρ碚鲃恿康挠绊憽?/p>

3.2 實驗設計

采用2×2兩因素被試內(nèi)設計。自變量為朝向(正向運動、倒向運動)和運動方向(左、右);因變量為偏移加權(quán)均數(shù)。研究范式為誘導運動范式。

3.3 研究方法

3.3.1 被試

大學生22名(其中男性12名,女性10名),平均年齡為19.41 ± 1.10歲。實驗完成后每名被試得到一定的課程學分。

3.3.2 實驗材料

調(diào)整實驗 1的刺猬簡筆畫,去掉刺,只保留眼睛代表物體朝向,使圖形熟悉性更低,更抽象。其目的在于重復驗證實驗1的結(jié)果,并排除刺猬外形或概念對結(jié)果的影響。其它設置同實驗1。

3.3.3 實驗儀器

同實驗1

3.3.4 實驗流程

同實驗1。

3.3.5 實驗假設

(1)被試對探測刺激的位置判斷發(fā)生前移,出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象;

(2)朝向效應發(fā)生,即相比于倒向運動,正向運動的前移量更大。

3.4 實驗結(jié)果

根據(jù)前兩條數(shù)據(jù)刪除標準,共刪除268個實驗,占總實驗次數(shù)的4.23%。

圖3 實驗2每次實驗中的誘導運動范式示例圖

正向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.39 ±0.51)顯著大于0,

t

(21)=3.63,

p

=0.002;正向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.57 ± 0.54)顯著大于0,

t

(21)=5.01,

p

<0.001;倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.47 ± 0.38)顯著大于0,

t

(21)=5.79,

p

<0.001;倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.11 ±0.52)與0差異不顯著,

t

(21)=1.02,

p

=0.319。說明在正向運動中,不管是水平向左還是向右,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,但倒向運動中,只有水平向左才出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。以朝向和運動方向為自變量,偏移加權(quán)均數(shù)為因變量進行重復測量方差分析。結(jié)果表明,朝向的主效應顯著,

F

(1,21)=9.40,

p

=0.006,

η

=0.31;運動方向的主效應不顯著,

F

(1,21)=0.81,

p

=0.38;朝向與運動方向的交互作用顯著,

F

(1,21)=17.16,

p

<0.001,

η

=0.45。進一步簡單效應分析表明,朝向在水平向右水平上的簡單效應顯著,見圖4。表現(xiàn)為：當刺激進行水平向左運動時,正向運動與倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)不存在差異,

p

=0.425;當刺激進行水平向右運動時,正向運動的偏移加權(quán)均數(shù)大于倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù),

p

<0.001。當刺激進行正向運動時,水平向左和水平向右的偏移加權(quán)均數(shù)不存在差異,

p

=0.154;當刺激進行倒向運動時,水平向左的偏移加權(quán)均數(shù)大于水平向右的偏移加權(quán)均數(shù),

p

=0.003。

圖4 實驗 2不同朝向和運動方向下偏移加權(quán)均數(shù)的平均數(shù)和標準誤

3.5 討論

實驗2重復驗證了實驗1的結(jié)果。正向水平向左運動和水平向右運動,以及倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)均顯著大于 0,說明在正向運動中,不管是水平向左還是水平向右,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)與0差異不顯著,說明并未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。這一結(jié)果基本支持了研究假設1。倒向水平向右運動未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象,可能是由于朝向的影響克服了對位置的錯誤記憶。

以偏移加權(quán)均數(shù)為因變量指標,在水平向左水平上,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異不顯著;在水平向右水平上,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異顯著。這說明朝向效應僅僅發(fā)生在水平向右的運動方向上。導致這一結(jié)果的原因可能和被試從左向右的閱讀習慣有關。實驗2的結(jié)果與實驗1的結(jié)果相一致,說明朝向效應具有穩(wěn)定性。

4 實驗3 水平運動的Pacman圖形

4.1 研究目的

本研究使用的是非對稱圖形,并指定物體的朝向。Pacman的朝向是人為界定的,因此有助于我們了解朝向效應是否可以習得。實驗3通過改變實驗材料,重復驗證實驗1和實驗2的結(jié)果。同時,因為嘴角部位有明顯的朝內(nèi)的尖角,因此從嘴部看,具有指向性,而同時嘴部又代表了Pacman的朝向,并且朝向和指向的方向相反。因此,可以幫助我們了解當指向和朝向同時作用于表征動量時,并且兩者的作用相反時,哪個因素的影響更大或哪種效應更強。

4.2 實驗設計

采用2×2兩因素被試內(nèi)設計。自變量為朝向(正向運動、倒向運動)和運動方向(左、右);因變量為偏移加權(quán)均數(shù)。研究范式為誘導運動范式。

4.3 研究方法

4.3.1 被試

大學生24名(其中男性16名,女性8名),平均年齡為19.71 ± 1.12歲。實驗完成后每名被試得到一定的課程學分。

4.3.2 實驗材料

使用Pacman圖形作為刺激材料。Pacman來源于早期的一款經(jīng)典游戲《食豆小子》中的游戲形象,絕大多數(shù)人對其并不陌生。Pacman的朝向是人為界定的。作者在實驗的指導語中,明確告知刺激的來源和刺激的正背面,并在實驗結(jié)束后,再次要求被試報告刺激的正面和背面,以確保被試真正明確刺激的朝向。刺激圖片由計算機制作,圖形直徑為60像素(視角為1.79°)。每一個實驗均包含4個連續(xù)呈現(xiàn)的圖片,每個圖片中Pacman的位置相差50像素(視角約為1.68°),背景為白色。其它設置同實驗1。

4.3.3 實驗儀器

同實驗1。

4.3.4 實驗流程

同實驗1。

圖5 實驗3每次實驗中的誘導運動范式示例圖

4.3.5 實驗假設

(1)被試對探測刺激的位置判斷發(fā)生前移,出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象;

(2)朝向效應發(fā)生,即相比于倒向運動,正向運動的前移量更大。

4.4 實驗結(jié)果

根據(jù)前兩條數(shù)據(jù)處理標準,共刪除223個實驗,占總實驗次數(shù)的3.23%。

正向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.61 ±0.39)顯著大于0,

t

(23)=7.76,

p

<0.001;正向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.66 ± 0.45)顯著大于0,

t

(23)=7.22,

p

<0.001;倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.61 ± 0.38)顯著大于0,

t

(23)=7.80,

p

<0.001;倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.06 ±0.47)與0差異不顯著,

t

(23)=0.68,

p

=0.505。說明在正向運動中,不管是水平向左還是向右,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,但倒向運動中,只有水平向左才出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。

圖6 實驗 3不同朝向和運動方向下偏移加權(quán)均數(shù)的平均數(shù)和標準誤

4.5 討論

實驗3重復驗證了實驗1和實驗2的結(jié)果。正向水平向左運動和向右運動,以及倒向水平向左運動的偏移加權(quán)均數(shù)均顯著大于 0,說明在正向運動中,不管是水平向左還是向右,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,倒向水平向右運動的偏移加權(quán)均數(shù)與0差異不顯著,說明未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。這一結(jié)果基本支持了研究假設1。倒向水平向右運動未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象,可能是由于朝向的影響克服了對位置的錯誤記憶。

以偏移加權(quán)均數(shù)為因變量指標,在水平向左水平上,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異不顯著;在水平向右水平上,正向和倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異顯著。這說明朝向效應僅僅作用于水平向右的運動方向上,這可能和被試從左向右的閱讀習慣有關。實驗3的結(jié)果與實驗1、實驗2的結(jié)果相一致,說明朝向效應具有穩(wěn)定性。由于 Pacman圖形本身的特殊性,同時具有指向和朝向且兩者的作用方向相反,而數(shù)據(jù)結(jié)果與朝向作用相一致,因此至少說明當指向和朝向同時作用且作用方向相反時,朝向效應可能優(yōu)先于指向效應,或者朝向效應的強度可能大于指向效應。當然,存在另一種可能的解釋是,這種優(yōu)先性可能與刺激圖形的整體知覺加工有關,因為表示指向效應的嘴部尖角處于圖形的部分。本研究未能排除這種解釋的可能性,未來需要更多的研究同時考察指向效應和朝向效應。

5 實驗4 垂直運動的Pacman圖形

5.1 研究目的

本研究的前3個實驗均發(fā)現(xiàn)刺激在倒向運動且水平向右的方向上表征動量效應消失,表明朝向效應僅僅作用于水平向右的運動方向上?？赡艿慕忉屖怯捎诒辉嚨哪刚Z均是中文,閱讀習慣為從左向右,因此閱讀習慣導致了該結(jié)果的出現(xiàn)。為了檢驗朝向效應是僅僅出現(xiàn)在水平的運動方向上,還是也可以出現(xiàn)在垂直的運動方向上,作者進行了實驗 4。以往研究表明,由于重力的存在,刺激(方塊)垂直向下運動的前移量大于垂直向上運動的前移量(Hubbard,1997)。刺激在水平方向運動時,同樣也會產(chǎn)生向下的偏移(Hubbard &Bharucha,1988)。Hubbard認為是內(nèi)隱重力導致了上述現(xiàn)象,故將其命名為表征重力?？紤]到垂直運動時物體輪廓的左右對稱可以減少被試的反應次數(shù),故實驗4繼續(xù)使用 Pacman圖形作為刺激對象,并將其運動方向改為垂直運動。如果實驗4的結(jié)果表明朝向效應僅僅作用于垂直向下的方向上,那么說明可能是表征重力在起作用。由于重力和閱讀方向的作用形式均為單一方向(從上到下和從左到右),而朝向效應僅僅出現(xiàn)在重力方向和閱讀方向上,那么實驗4的結(jié)果也可以間接證實前3個實驗結(jié)果的原因是由閱讀方向造成的。

5.2 實驗設計

采用2×2兩因素被試內(nèi)設計。自變量為朝向(正向運動、倒向運動)和運動方向(上、下);因變量為偏移加權(quán)均數(shù)。研究范式為誘導運動范式。

5.3 研究方法

5.3.1 被試

大學生24名(其中男性9名,女性15名),平均年齡為19.50 ± 0.98歲。實驗完成后每名被試得到一定的課程學分。

5.3.2 實驗材料

以Pacman作刺激材料,是因為Pacman圖形在做垂直方向運動時,其在水平方向上的輪廓對稱,可以減少被試的反應次數(shù)。每一個實驗均包含4個連續(xù)呈現(xiàn)的圖片,每個圖片中 Pacman的位置相差50像素(視角約為1.79°),背景為白色。第一個誘發(fā)刺激處于距屏幕上端384像素或距屏幕下端384像素的位置,之后的誘發(fā)刺激依次垂直向下或向上運動。探測刺激的位置與記憶刺激的位置距離為：-12,19,16,13,0,3,6,9,12像素9種情況(視角約為-0.4°,-0.3°,-0.2°,-0.1°,0°,0.1°,0.2°,0.3°,0.4°)。其它設置同實驗1。

5.3.3 實驗儀器

計算機顯示屏為17寸,顯示屏刷新率為82 Hz,屏幕分辨率為1024×768像素,屏幕大小為320 mm ×240 mm。被試距顯示屏大約50 cm。

5.3.4 實驗流程

同實驗1。

圖7 實驗4每次實驗中的誘導運動范式示例圖

5.3.5 實驗假設

(1)被試對探測刺激的位置判斷發(fā)生前移,出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象;

(2)朝向效應發(fā)生,即相比于倒向運動,正向運動的前移量更大。

5.4 實驗結(jié)果

根據(jù)前兩條數(shù)據(jù)刪除標準,共刪除333個實驗,占總實驗次數(shù)的4.82%。

正向垂直向上運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.26 ±0.65)邊緣顯著大于0,

t

(23)=1.92,

p

=0.067;正向垂直向下運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.57 ± 0.57)顯著大于0,

t

(23)=4.94,

p

<0.001;倒向垂直向上運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.39 ± 0.68)顯著大于0,

t

(23)=2.84,

p

=0.009;倒向垂直向下運動的偏移加權(quán)均數(shù)(0.11 ±0.59)與0差異不顯著,

t

(23)=0.94,

p

=0.356。說明在正向運動中,不管是垂直向上還是向下,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,但倒向運動中,只有垂直向上才出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。

圖8 實驗 4不同朝向和運動方向下偏移加權(quán)均數(shù)的平均數(shù)和標準誤

5.5 討論

正向垂直向上運動和向下運動,以及倒向垂直向上運動的偏移加權(quán)均數(shù)均顯著大于 0,說明在正向運動中,不管是垂直向上還是向下,均出現(xiàn)了表征動量現(xiàn)象,倒向垂直向下運動的偏移加權(quán)均數(shù)與0差異不顯著,說明并未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象。這一結(jié)果基本支持了研究假設1。倒向垂直向下運動未出現(xiàn)表征動量現(xiàn)象,可能是由于朝向的影響克服了對位置的錯誤記憶。

以偏移加權(quán)均數(shù)為因變量指標,在正向運動水平上,垂直向上的偏移加權(quán)均數(shù)顯著小于垂直向下的偏移加權(quán)均數(shù),說明出現(xiàn)了表征重力現(xiàn)象。在垂直向上運動上,正向運動與倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)差異不顯著;在垂直向下運動上,正向運動的偏移加權(quán)均數(shù)顯著高于倒向運動的偏移加權(quán)均數(shù)。這說明朝向效應僅僅發(fā)生在垂直向下的方向上。由于正向運動在垂直向上和垂直向下的前移量存在差異,說明在垂直運動方向上,重力確實在起作用。因此,朝向效應僅發(fā)生在垂直向下的運動方向上,與重力的作用方向相一致,說明重力可能是垂直運動方向上朝向效應產(chǎn)生的原因。這一結(jié)果與研究假設相一致,說明朝向效應的發(fā)生可能與單一方向的作用力有關。

6 綜合討論

本研究的4個實驗表明,朝向影響表征動量。當物體的朝向與其實際運動方向不一致時,表征動量會減小,甚至會消失。由于實驗1和實驗2的刺激材料均為輪廓對稱的圖形,因此表征動量的減小可以排除刺激輪廓或指向性的影響。已有研究說明,在誘導運動中保持物體的同一性(identity)對于誘發(fā)表征動量非常重要(Kelly &Freyd,1987),而對于物體的同一性和再認是儲存在長時記憶中的。物體的朝向與物體運動方向一致是一種典型的運動現(xiàn)象和運動知識,因此,這種知識和對運動的預期也應該儲存在長時記憶中,故來源于長時記憶中的這類信息會影響到表征動量。

朝向?qū)τ诒碚鲃恿康挠绊懖粌H僅局限于本研究中使用的熟悉物體之中,以往關于社會意圖的表征動量研究,可作為朝向效應存在的佐證,同時也說明朝向效應可能來源于人們?nèi)粘＝?jīng)驗的習得,并且又可以應用于人們的日常生活之中。Hudson等人(Hudson,Liu,&Jellema,2009)使用表征動量范式,發(fā)現(xiàn)對他人頭部轉(zhuǎn)動的判斷會受到眼睛注視方向的影響。盡管所有條件下面孔的選轉(zhuǎn)角度都是一樣的,但對面孔選擇的記憶受到了注視方向的影響。相比于注視提前和注視一致條件,在注視延遲條件下,出現(xiàn)了對轉(zhuǎn)動角度的低估。但在非面孔刺激條件下則未出現(xiàn)注視方向效應的影響。這表明當觀察者知覺到的他人注視方向和頭動方向不一致時,觀察者會自動地利用不一致的信息調(diào)整對他人頭動意圖的推斷。Hudson和Jellema(2011)使用表征動量范式,研究了行動者傳達的兩種社會性線索,即面部表情和注視方向,是否可以影響到觀察者對于行動者頭部轉(zhuǎn)動程度的估計。當行動者的面部表情是趨近的(如愉快、生氣),而頭動朝向觀察者,那么行為動機是非模糊性的;當面部表情是回避的(如恐懼、厭惡),頭動朝向觀察者,那么行為動機是模糊性的。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當趨近的行動者的面部表情是趨近的(愉快和生氣)時,觀察者出現(xiàn)了行為意圖前移的穩(wěn)定的推斷。在動機不模糊的條件下,對頭部轉(zhuǎn)動的判斷并不受到注視線索的影響。相反,回避的面部表情(恐懼和厭惡)與頭部轉(zhuǎn)動的方向相矛盾,導致行為意圖的模糊性。注視線索因此影響了對行為意圖的判斷,即當注視方向沿頭部轉(zhuǎn)動提前時,頭部轉(zhuǎn)動角度被高估。這表明只有在模糊的情境下被試才關注眼睛區(qū)域,使注視線索參與并影響決策過程。換句話說,注視方向被優(yōu)先用于行動者意圖的去模糊化過程。自我推進(self-propulsion)是生物運動的一個屬性,也是區(qū)分有生命和無生命物體的一個因素。對于無生命屬性的物體或幾何圖形,運動是受物理原則支配的。而對于有生命的物體或生活中的熟悉物體,運動除了受物理原則的支配,可能還受其它因素影響,比如朝向經(jīng)驗。Hudson等的研究說明對人類行動意圖的推斷也存在表征動量現(xiàn)象,并且推斷線索來源于注視方向和頭部轉(zhuǎn)動等。因此,本研究所表現(xiàn)出來的朝向效應,不僅可以解釋典型運動效應的來源,更重要的是,它可能與人們的日常生活和人際交往緊密相關,反映了人們進化出的加工動態(tài)社會信息和動態(tài)物理信息的能力。

本研究的前3個實驗均發(fā)現(xiàn),朝向效應只發(fā)生在水平向右的運動方向上,這一結(jié)果出乎研究者的意外。朝向效應并沒有同時發(fā)生在水平向左和水平向右兩個方向上,作者認為,這可能是與閱讀習慣有關。在世界范圍內(nèi),不同的文化有不同的讀寫系統(tǒng),其讀寫方向也存在差別,如有的語言的讀寫方向是從左向右(如英語和中文),有的語言的讀寫方向是從右向左(如阿拉伯語),還有的語言的讀寫方向是從上至下(如日文)。閱讀和書寫在人們的視覺經(jīng)驗中占有重要成分,因此對很多包含視覺空間任務的認知過程產(chǎn)生影響。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),由讀寫方向帶來的習慣性的掃描模式會影響人們的認知加工過程與方式(Dobel,Diesendruck,&B?lte,2007;Kazandjian et al.,2009)。在本研究中,所有的刺激材料均由電腦制作并在電腦屏幕上呈現(xiàn),且刺激在電腦上的運動方向為水平運動。這與人們?nèi)粘＝?jīng)由電腦瀏覽網(wǎng)頁、閱讀電子文檔的經(jīng)驗相一致。盡管研究中使用的刺激對象均為現(xiàn)實生活中存在的熟悉物體,但通過電腦屏幕呈現(xiàn)運動刺激,離真實的運動情境還相距甚遠,更多的是與人們的閱讀體驗相吻合。如果閱讀習慣(從左向右)這種單一方向的作用是導致水平向右朝向效應發(fā)生的原因,那么在垂直方向上,單一方向作用的重力可能也會對朝向效應在垂直向下運動上產(chǎn)生同樣的效果。實驗4的結(jié)果支持了我們的假設。當刺激進行垂直向上的運動時,正向運動與倒向運動的前移量無差別,并且對于前進運動來說,垂直向上運動的前移量小于垂直向下運動的前移量,說明發(fā)生了表征重力現(xiàn)象。朝向效應僅僅作用于垂直向下運動上,當刺激進行倒退運動且垂直向下運動時,表征動量現(xiàn)象消失。在垂直運動上,重力是單一方向作用力(從上向下),朝向效應作用于重力方向;在水平運動上,閱讀習慣是單一方向作用力(從左向右),朝向效應作用于閱讀方向。這說明由于作用力方向的單向性,閱讀習慣和重力在朝向效應上可能作用相同,朝向效應僅僅發(fā)生在單向力的作用方向上。以往關于左右空間偏向的成因,主要存在“大腦說”和“文化說”。左右空間偏向意指人們在注意刺激物時普遍具有的方向上的偏好。李恒(2013)指出,人們在垂直方向上的認知活動更多的受限于重力,因此空間偏向差別不大。這不僅對“大腦說”構(gòu)成了挑戰(zhàn),也為“文化說”提供了正面的證據(jù)。實驗 4的研究結(jié)果支持了重力對于朝向效應的影響,因此,間接地支持了閱讀習慣對于水平方向上朝向效應的解釋。

那么,閱讀或讀寫習慣是如何影響水平向右運動方向上的朝向效應呢？作者認為,閱讀方向?qū)τ谒较蛴疫\動的朝向作用的途徑可能與時間的心理表征有關。我們的大腦中有一條心理時間線,左邊代表過去的或稍早的時間,右邊代表將來的或稍晚的時間,即時間在我們的頭腦中是沿著從左向右的水平方向展開的。研究發(fā)現(xiàn),當表征過去時間的詞呈現(xiàn)在屏幕左邊或用左鍵反應時,反應更快;當表征將來時間的詞呈現(xiàn)在屏幕右邊或用右鍵反應時,反應更快(Santiago,Roman,Ouellet,Rodriguez,&Perez-Azor,2010)。日常生活經(jīng)驗也表明,個體能夠在頭腦中按照從左至右的順序表征先后發(fā)生的不同時間,而各種計時工具則很好地體現(xiàn)了頭腦中的這種表征方向性,例如從左至右展開的工作流程圖和日歷等(金泓,黃希庭,2012)。時間表征的左右方向性可能與閱讀和書寫習慣有關(Ouellet et al.,2010)。由于在大多數(shù)文化中,文字都是從左至右展開的,因此個體總是以從左至右的順序進行閱讀和書寫。長此以往,這種從左至右的感知運動經(jīng)驗便和時間概念產(chǎn)生聯(lián)系：左側(cè)的運動和信息與較早的時間有關,右側(cè)的運動和信息與較晚的時間有關。于是,在對時間序列進行表征時,不同的時間點仿佛在頭腦中從左至右展開(金泓,黃希庭,2012)?？缥幕芯堪l(fā)現(xiàn),讀寫習慣作為主要的感知-運動經(jīng)驗影響時間表征的方向,如英語、西班牙語(從左向右讀寫)被試存在從左向右的心理時間線,而阿拉伯語、希伯來語(從右向左讀寫)被試存在一條從右向左的心理時間線(顧艷艷,2012;Fuhrman &Boroditsky,2010)。前3個實驗,刺激對象均做水平運動,當刺激從左向右運動時,其運動方向和時間進程與人們的習慣相同;而當刺激從右向左運動時,其運動方向和時間進程與人們的習慣不一致。因此,當刺激的朝向與其運動方向相反時,相對于不熟悉的時間進程,人們在熟悉的時間進程上對于與其相反的變化可能更為敏感,因此受到的反作用可能更大。時間的空間隱喻是時間表征的重要影響因素之一。讀寫習慣和圖表慣例是感知-運動經(jīng)驗的主要來源,他們對知覺、注意、運動控制和記憶、物理刺激偏好等產(chǎn)生影響(Casasanto,2009)。這種作用途徑也與表征動量的時空一致性特征相一致。在時間心理學領域,表征動量范式是內(nèi)隱時間認知的測量方法之一,表征動量具有時空一致性,是時間內(nèi)化的產(chǎn)物。表征動量是具有一定時空聯(lián)系的表征系統(tǒng)的一種必然特征,它是人們預期計算的順應性發(fā)展以及時間內(nèi)化的必然結(jié)果。表征動量研究說明,人類能夠預期事件的運動,事物的表征指向于未來的時間。動力心理表征有兩條標準,時間維度存在于表征之中,是必然的、必需的、不可避免的;第二,內(nèi)部時間維度與外部時間一樣是表征所固有的,表征中的時間維度具有與外部時間維度相同的兩種屬性：方向性(外部時間總是朝向前面)和連續(xù)性(梁建春,黃希庭,1999)。

如果典型運動效應僅僅是由指向性引起的,那這種效應可能更多的是基于物體的外形和輪廓,因此可能更多的是基于自下而上的加工。如果運動加工指主要發(fā)生在視網(wǎng)膜或一些其它的前認知水平,那么占主要優(yōu)勢的自上而下的加工不可能引起朝向效應。認知預期是影響表征動量前移量的潛在機制,即刺激朝向影響表征動量。因此,本研究的朝向效應表明表征動量會受到自上而下的認知加工的影響。朝向效應更多的是自上而下的加工,而指向效應更多的是自下而上的加工,這說明表征動量同時包含自動化加工和控制加工。

7 局限和展望

(1) 左利手-右利手

刺激反應相容效應(stimulus-response compatibility effect)是指由呈現(xiàn)的刺激所引起的空間信息與反應的空間信息是否一致,在一致的情況下反應時要短于不一致的情況下(張喆,2012)。本研究中所有實驗的被試均為右利手,朝向效應只發(fā)生在水平向右運動的方向是否與利手有關,即出現(xiàn)與刺激反應相容效應相類似的現(xiàn)象,我們尚不得知。未來研究可嘗試招募左利手人群驗證朝向效應,以排除利手對該效應的影響。

(2) 閱讀習慣

對朝向效應作用方向的解釋,本文作者將閱讀方向和重力類比,認為水平方向的朝向效應是由閱讀習慣造成的,而垂直方向的朝向效應是由重力作用造成的。現(xiàn)有研究對于表征重力的存在已經(jīng)達成了一致意見(Hubbard,1997,2001)。實驗4的結(jié)果表明,正向運動在垂直向上和垂直向下的前移量存在差異,在垂直運動方向上,重力確實在起作用。因此,朝向效應僅發(fā)生在垂直向下的運動方向上,與重力的作用方向相一致,說明重力是垂直運動方向上朝向效應產(chǎn)生的原因。相比于表征重力,表征動量的左右方向效應的穩(wěn)定性就相對較差,現(xiàn)有研究并未達成一致。Halpern和Kelly(1993)發(fā)現(xiàn)向右的水平運動比向左的水平運動產(chǎn)生的移位量更大。Kerzel(2003)也發(fā)現(xiàn)從左向右的水平運動比從右向左的水平運動的表征動量大,認為其原因可能是：(1)大腦左右半球視覺加工機制的不對稱性使表征動量在左右方向上存在差異。(2)根據(jù)人們的日常習慣,向右有更廣泛的注意域和更好的注意軌跡。然而Hubbard的研究并未發(fā)現(xiàn)左右方向效應(Hubbard&Bharucha,1988;Hubbard,1990)。研究結(jié)論的不一致可能是由于刺激材料、反應方式和表征動量范式的不同所導致的。但Nagai和Yagi(2001)在同系列實驗中也未得到統(tǒng)一結(jié)論,他們在實驗1和實驗3中并沒有發(fā)現(xiàn)該效應,但在實驗2中發(fā)現(xiàn)了該效應。Hubbard(2005)總結(jié)了以往不同誘導方式下的表征動量研究,總體上看,刺激是以誘導運動方式還是以平滑運動方式呈現(xiàn),對表征動量的影響是不一致的。本研究前3個實驗結(jié)果均未出現(xiàn)正向運動在水平方向上的左右方向效應。盡管如此,但3個實驗的數(shù)據(jù)表明,表征動量的朝向效應穩(wěn)定地出現(xiàn)在了水平向右方向上,因此,作者提出了可能的解釋是閱讀習慣。作者將閱讀方向的作用與重力的作用相類比,其主要依據(jù)是,閱讀方向和重力都在單一方向上起作用,而朝向也發(fā)生在它們各自的作用方向上,即水平方向上朝向效應發(fā)生在水平向右,垂直方向上朝向效應發(fā)生在垂直向下。相比于閱讀方向的作用,作者在給出朝向效應的重力作用的結(jié)論更為肯定,這是因為表征重力的作用非常穩(wěn)定。而對于閱讀方向的作用,由于現(xiàn)有研究關于表征動量的左右方向效應的結(jié)論尚未統(tǒng)一,因此,作者認為朝向效應在水平方向上的原因可能與閱讀習慣有關,提出了一種可能的解釋,未來還需要使用更為直接的方式進行驗證。

在世界范圍內(nèi),不同文化的語言的閱讀方向也存在差別,最為常見的語言讀寫方向是從左向右,如英語、漢語等。但也有少數(shù)文化的語言閱讀和書寫習慣是從右向左,如希伯來語。未來可進行跨文化研究,以直接檢驗我們關于閱讀習慣影響朝向效應的解釋。中國是一個包含 56個民族的多民族國家,本研究選取的被試均為母語閱讀習慣為從左向右閱讀的漢族被試,而維吾爾族人的母語閱讀習慣為從右向左的閱讀方式,如果以維族人為被試,是否可能在水平向左運動方向上出現(xiàn)朝向效應？未來可選取維語被試和漢語被試,進行朝向效應在閱讀習慣上的比較研究。

(3) 表征重力

實驗4發(fā)現(xiàn)朝向效應僅發(fā)生在垂直向下的方向上,可能的原因是重力作用。未來可嘗試讓被試在平躺狀態(tài)下通過鏡像的方式進行實驗,以克服重力的影響,考察朝向效應是否由于重力作用的消失而消失。

(4) 朝向效應和指向效應

實驗3發(fā)現(xiàn)如果朝向效應和指向效應同時作用且方向相反時,實驗數(shù)據(jù)表現(xiàn)出于朝向效應相一致的趨勢。但該實驗未排除知覺整體性加工的影響,即這種朝向效應優(yōu)先性的產(chǎn)生原因可能是整體性知覺加工導致的。未來研究需要找到整體輪廓為指向性且包含相反方向的朝向性的刺激對象,進一步考察指向效應和朝向效應優(yōu)先性的問題。

(5) 材料性質(zhì)差異

本研究中所有實驗所用的刺激均為在一定程度上“動物化”或“生物化”的客體,而 Nagai和 Yagi(2001)的實驗材料都是非動物的物體,材料性質(zhì)差異可能也是導致兩項研究中對典型運動效應的解釋存在差異的原因,對于非“動物化”的刺激,可能更適用于指向解釋,對于“動物化”的刺激,可能更適用于朝向解釋,本文對此問題并未做進一步的區(qū)分和探索。

8 結(jié)論

表征動量存在典型運動效應。由于研究中使用的刺激對象通常在輪廓上并不具有明顯的尖角和明確的指向,因此,朝向效應是典型運動效應的來源之一。朝向效應僅僅作用于水平向右方向和垂直向下方向上,前者可能和閱讀習慣有關,后者可能和重力作用有關。朝向效應說明表征動量在一定程度上具有認知可滲透性,即表征動量在一定程度上涉及自上而下的加工。

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