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摘要 采用Ponser的实验范式,以判断“壹”到“玖”的汉字数字奇偶为任务,探讨不同提示线索时在注意条件与非注意条件下的空间数字反应编码联合效应(SNARC效应)。实验结果发现:(1)当有效提示线索为80%时,注意条件下汉字数字出现了SNARC效应,而非注意条件下对汉字数字的加工没有出现SNARC效应;(2)当有效提示线索为50%时,在注意和非注意条件下汉字数字都出现了明显的SNARC效应。结果表明注意水平对SNARC效应产生了影响。
关键词 注意,提示线索,数字加工,SNARC效应。
分类号 B842.5
1 引言
数字在人们的生活中扮演着重要的角色,它的出现是基于人类对生存环境认识的需要,并为人类提供了一种描述生存环境的方式。
Dehaene等所发现的空间数字反应编码联合效应(spatial-numerical association of response codes ef-fect,SNARC效应)为数字与空间的关系提供了有力的实验证据。他们在实验中要求被试对0-9的阿拉伯数字做奇偶判断,并用双手执行不同的反应,即在一个试验里,左手对奇数反应,右手对偶数反应;在另一试验里,则相反。结果发现,无论是奇数还是偶数,对于小数字左手的反应比右手更快,而对于大数字右手的反应比左手更快。他们认为,人们在对数字进行运算时倾向于把小数字与左边空间、大数字与右边空间相联系,就好像在大脑中存在一条从左向右逐渐递增的“心理数字线”。
SNARC效应的发现不仅说明数字具有空间特性,也表明人们对数字的加工受到空间注意的影响。一些研究已经证实了空间注意与数字加工之间的内在联系。在Fischer等的实验中先给被试呈现与任务无关的数字1、2、8或9,随后在左侧或右侧视野呈现一个无意义方块,要求被试对无意义方块做出反应。结果发现,当小数字(1和2)出现在注视点位置时,被试会对呈现在左侧视野的方块反应更快,而当大数字(8和9)出现在注视点位置时,被试会对呈现在右侧视野的方块反应更快。Calabria等的实验结果也发现,当要求被试指出由字母“X”所组成的线段中点时,他们能够准确指认;当要求指出由数字“9”或法文“neuf”(九)所组成的线段中点时,他们会指向中点偏右的位置:而当要求指出由数字“2”或法文“deux”(二)所组成的线段中点时,则被试会指向中点偏左的位置。这些研究结果说明数字大小与注意有着密切关系,数量信息能够引起空间注意的转移和分配。即对小数字的加工能自动激活左侧空间注意,而对大数字的加工能自动激活右侧空间注意。为了更直接地研究数字大小表征与空间注意的关系,Piazza等采用fMRI技术对系列呈现的1-7个白色小方块(类比数字1~7)的识别加工进行了探讨,结果发现对于3个以内白色方块的识别加工,无需注意参与,识别这几个方块时脑的激活量与控制条件下识别颜色时脑的激活量相比没有差异;但当这些刺激数量超过4时,与注意密切有关的后顶叶皮层开始出现激活量的突然增加,而且这种激活量会随着刺激数目的递增而不断增加。研究者把对1、2和3个数目加工时出现的这种现象称为感数(subitizing),并认为感数加工主要依赖于前注意信息,而对4个以上数目的加工称为计数(counting),计数加工需要空间注意的调控。此外,国内刘超等也探讨了不同注意条件对数字加工的影响,他们通过对比不同注意条件下中文数字和阿拉伯数字所产生的SNARC效应,结果发现无论是采用内源性线索还是外源性线索。空间注意都在SNARC效应中发挥着重要作用,而且无论是哪一种注意条件,SNARC效应都会随着注意强度的减弱而逐渐递减。为此他们认为SNARC效应的成因与一种从左到右的自动化空间注意有着内在联系。同样,隋光远等运用内外源注意向导范式对小学3、6年级儿童在不同注意条件下的数字比较进行了眼动实验研究,结果也发现了明显的SNARC效应,即大数字出现在右边的反应时显著少于出现在左边时。
上述研究表明,空间注意与数字加工是密切关联的,注意水平对SNARC效应有显著影响。根据注意变化渗透过滤器理论,某一特定位置信息流通渗透性的多少,即注意转移量的多少,将会对该位置的信息加工速度产生影响。如果SNARC效应确实与注意水平有关。那么控制注意量的多少将会对SNARC效应产生影响。为此,本实验研究采用Ponser的注意范式,以进一步探讨不同提示线索条件对数字加工的影响。本研究的假设1是:注意转移量的多少将影响SNARC效应的出现,而这种注意转移量的多少可通过提示线索有效性的比例来控制。如果提示线索越有效。则注意转移量就越多;如果提示线索越无效,则注意转移量就越少。当注意转移量较少时。即无效提示下。SNARC效应不明显;当注意转移量较多时,即有效提示下,SNARC效应明显。此外,已有研究无论采用阿拉伯数字,还是不同言语符号表示的数字(如英文数字、法文数字、荷兰文数字㈣、德文数字、中文数字等)作为刺激材料,结果都发现了SNARC效应,这说明SNARC效应能够独立于数字符号的具体表现形式,具有相当的稳定性和广泛性。汉字数字不属于语音符号系统,而属于象形文字符号系统,它的一个符号代表了一个独立的语言单位。如果SNARC效应确实能够广泛存在于多样的数量加工中,那么对汉字数字的加工也将出现SNARC效应。本研究的假设2是:在奇偶判断任务要求下对汉字数字的加工能够产生SNARC效应。
2 实验方法
2.1 被试
被试为20名在校本科生,男女各半,年龄在20~24岁之间。所有被试均为右利手,裸眼视力或矫正视力正常。
2.2 材料和仪器
实验在保持日光灯照明的室内进行,被试坐在距离计算机屏幕45cm处,实验材料为计算机屏幕上所呈现的黑色圆盘上的白色数字,共1组8种(见图1)。圆盘直径6mm,距离45cm时的视角为0.7。;白色数字直径5mm左右,距离45cm时的视角为0.6°左右。两个内径12mm(1.3°视角),外径15mm(1.6°视角)的黑色圆环在距离屏幕中心左右3°视角处作为刺激出现位置范围。全部实验在联想机上完成,显示器为15英寸的液晶显示器,刷新频率60Hz,分辨率800×600,屏幕为纯白色,亮度值100,对比度值50(均为显示器参数),实验程序用DMDX编制。在整个实验过程中,房间日光灯照明,保持日常照度。
2.3 设计
实验采用2×2×4被试内设计。3个自变量分别为:(1)反应手:左手(按F键);右手(按J键);(2)注意水平:注意(线索与出现位置一致时,即有效提示)、非注意(线索与出现位置不一致时,即无效提示);(3)数字大小:1(壹和 贰);2(叁和肆);3(陆和柒);4(捌和玖)。因变量为反应时,即目标数字呈现到被试做出按键反应之间的时距。实验中控制变量为数字奇偶性与左右手按键反应的对应关系。
2.4 程序
被试按空格键开始试验。单次试验流程如图1所示:
(1)首先在白色屏幕正中呈现一个视角为0.4度的黑色十字注视点300ms;
(2)随后是400ms的间隔;
(3)在屏幕正中注视点处出现一个红色箭头(1.0×0.6度视角)200ms作为方向线索提示:
(4)700ms有十字的间隔;
(5)在两侧圆环中的一个(一部分为80%与提示线索一致侧,20%与提示线索不一致侧:另一部分为线索提示两侧各为50%;比率实验前在指导语中已告诉被试)里随机呈现8个目标刺激中的一个刺激300ms:
(6)刺激消失后出现间隔,等待被试做出反应。目标刺激一出现被试就可做出反应,在被试反应后空屏500ms,然后进入下一轮试验。被试被要求在整个实验过程中始终将注视点保持在中心的十字上。被试的任务是判断目标刺激中的数字是奇数还是偶数。在80%有效提示线索试验中,又分两小部分,第一部分被试按“F”键对奇数做出反应,按“J”键对偶数做出反应;第二部分则反过来,两部分的先后顺序进行组间平衡。50%有效提示线索试验按键反应顺序与80%有效提示线索试验的相同。
在正式实验前,被试进行40次练习实验,正确率达到98%方可进行正式实验。正式实验中,在有效提示线索为80%条件下,每个刺激出现20次(两侧各10次;16次出现在与线索提示一致侧,4次出现在与线索提示不一致侧),8个刺激共出现160次:在有效提示线索为50%条件下,每个刺激出现20次(两侧各lO次;10次出现在与线索提示一致侧,10次出现在与线索提示不一致侧),8个刺激共出现160次。被试每完成80轮试验,可以自己控制休息时间。整个实验约需30分钟完成。
3 结果与分析
首先剔除不合格数据,即被试反应错误,反应优先目标出现和所有反应时小于300ms或大于1200ms的数据被删除。这样在80%有效提示线索试验下,删除的数据占全部数据的4.0%;在50%有效提示线索试验下,删除的数据占全部数据的4.78%。
3.1 80%有效提示线索试验下
20名被试的平均反应时数据见图2。
对正确反应的反应时进行2x2x4重复测量方差分析,结果表明,注意条件的主效应显著,F(1,19)=23.33,p<0.001,注意条件下的平均反应时低于非注意条件下的平均反应时:数字大小的主效应显著,F(3,57)=4.27,p<0.01;反应手与数字大小的交互作用显著,F(3,57)=4.50,p<0.01。
对SNARC效应的考察采用Dehaene等的方法,即根据不同注意条件下对数字的反应数据进行4(数字大小)×2(反应手)的方差分析后,对数字大小与反应手的交互作用显著性与线性拟合显著性进行考察,交互作用显著说明大数和小数在左右手反应时上有差异,线性拟合显著说明这种差异是线性变化的。为了更直观地表示SNARC效应,以数字大小作为横坐标,右手减去左手反应时之差为纵坐标作图。如果SNARC效应出现。即对于小数来说左手的反应比右手更快,左手反应时小,右手反应时大,那么右手减去左手的反应时之差将接近零或为较大的正数;而对于大数来说右手的反应更快,右手反应时小,左手反应时大,那么右手减去左手的反应时之差将是较大的负数。
在注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=9.64,p<0.001,MSE=11289.89;数字大小与反应手的线性拟合交互作用也显著,F(1,19)=12.90,p<0.001。MSE=29156.42,这说明汉字数字在注意条件下表现出明显的SNARC效应;而在非注意条件下。汉字数字的数字大小与反应手的交互作用不显著,F(3,57)=2.52,p>0.05,MSE=8433.75,数字大小与反应手的线性拟合交互作用也不显著,F(1,19)=3.97,p>0.05,MSE=13257.05,这说明汉字数字在非注意条件下并没有表现出明显的SNARC效应。不同注意条件下汉字数字的SNARC效应情况见图3。
如图3所示,当提示线索有效性为80%时,在注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹和贰之差为15.07ms,叁和肆之差为2,27ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值远大于陆和柒之差的绝对值,陆和柒差为-14.01ms,捌和玖差为-65.79ms;在非注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹和贰之差为11.73ms,叁和肆之差为-21.07ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值也大于陆和柒的差值,陆与柒差为8.34ms,捌与玖差为-45.08ms;但陆和柒的差值却远大于叁和肆的差值,这表明汉字数字SNARC效应在非注意条件下的减弱主要表现在较大数字陆和柒上。
3.2 50%有效提示线索试验下
20名被试的平均反应时数据见图4。
对正确反应的反应时做2×2×4重复测量方差分析,结果表明,注意条件的主效应显著,F(1,19)=26.96,p<0.001,注意条件下的平均反应时显著低于非注意条件下的平均反应时;反应手的主效应显著,F(1,19)=4.58,p<0.05;数字大小的主效应显著,F(3,57)=3.27,p<0.05;反应手与数字大小的交互作用显著,F(3,57)=11.11,p<0.001。
对汉字数字SNARC效应的考察同上,结果发现在注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=7.01,p<0.001,MSE=16746.40;数字大小与反应手的线性拟合交互作用显著,F(1,19)=9.66,p<0.01,MSE=43549.39,这说明汉字数字在注意条件下表现出明显的SNARC效应;在非注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=6.95,p<0.001,MSE=9616.53,数字大小与反应手的线性拟合交互作用显著,F(1,19)=10.33,p<0.01,MSE=22787.60,这说明汉字数字在非注意条件下并也表现出明显的SNARC效应。不同注意条件下汉字数字的SNARC效应情况见图5。
如图5所示,当提示线索有效性为50%时,在注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹与贰之差为34.33ms,叁与肆之差为-6.06ms;捌和玖的右手减去左手的反 应时之差的绝对值大于陆和柒之差的绝对值,陆与柒之差为-10.02ms,捌与玖之差为-67.51ms;在非注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹与贰差为7ms,叁与肆差为-9.92ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值也大于陆和柒差的绝对值,陆与柒差为-4.39ms,捌与玖差为-29.44ms。
4 讨论
4.1 提示线索对汉字数字SNARC效应的影响
当有效提示线索为80%时,注意条件下汉字数字出现了明显的SNARC效应,而非注意条件下汉字数字的SNARC效应受到影响,主要表现在较大数字(陆和柒)上;当有效提示线索为50%时,无论是注意条件,还是非注意条件,汉字数字都出现了明显的SNARC效应。这表明在不同注意提示线索下,注意水平对SNARC效应产生了影响。
Cheal等的注意变化渗透过滤器理论认为,在视野与知觉之间存在多重过滤器,这些过滤器是通过注意来调节的,它们能够增加或减少信息流通的渗透性。当一个特定位置受到更多注意时,该位置上信息的流通渗透性将会大量增加,因而加工速度会更快。相反,当某一位置受到较少注意时,信息的流通渗透性将会减少,从而造成了对该位置的信息加工速度减慢。同时该理论还强调注意集中的大小和形式是变化的,它依赖于当前的背景信息。屏幕中央的箭头提示引发了被试将注意指向提示位置,使得提示位置得到更多的注意资源,这一区域的信息流通渗透性将会增加,当目标出现在这一区域时,被试的反应会加快;而当目标不是出现在该区域时,即出现在注意资源减少的非提示位置上时,被试的反应相对会减慢。根据这一理论,当有效提示线索为80%时,提示能够较好地预测目标即将出现的位置,使得提示位置上的信息能够获得较多注意资源,同时也能够较好地引发被试自发性的内源注意转移,因此被试能够在有着较多注意量的注意条件下表现出明显的SANRC效应;而在非注意条件下,由于非提示位置上的信息受到较少的注意,使得该位置上信息流通渗透性的减少,从而导致对该位置上汉字数字加工速度的减慢,加工速度的减慢影响了汉字数字SANRC效应的产生,而且这种影响主要表现在较大的汉字数字陆和柒上(见图3),这说明注意水平在SANRC效应的产生过程中确实起着重要影响。
当有效提示线索为50%时,即线索提示对目标位置几乎不在具有预测力时,在注意条件下和非注意条件下都获得了一个逐渐递减的SANRC效应(见图5)。分析其原因,当提示线索有效性比例较低(50%)时,被试可能会意识到目标不一定出现在中央箭头提示的位置上,因此他们将注意资源分配到提示位置上的同时,也将部分注意资源分配到非提示位置上,这种情况下注意转移量相对会比较少,因此对SANRC效应产生的影响相对较小。两种注意条件下对汉字数字加工都出现了SANRC效应,是否说明这两种条件下的注意水平相当呢?可以认为不是这样的,因为尽管两种注意条件下都产生了SANRC效应,但这两种SANRC效应所受到的注意影响可能是不同的。在注意条件下,虽然此时的提示线索有效性比例较低,但由于指导语要求和屏幕中央箭头提示,被试还是会将相对较多的注意资源分配到线索提示的位置上,并对线索提示产生一定的自发性注意,而非注意条件下,这种注意资源的分配和转移则相对会少些。此外,两种注意水平的差异也反映在不同注意条件下被试对汉字数字加工的反应速度上(见图4),这一结果说明了两种注意条件下注意资源的分配和转移是不同的。
4.2 汉字数字加工的SNARC效应
根据心理数字线假设,人们对数字的表征是在一条从左向右方向的数字线上进行的,小数字表征在心理数字线的左侧,大数字则表征在右侧。SNARC效应的发现不仅说明了数字与空间的密切关系,也为心理数字线提供了有力的实验支持。以往研究不论采用阿拉伯数字,还是不同言语符号表示的数字,均获得了SNARC效应。然而,目前研究尚缺乏对汉字数字在心理数字线上的空间表征问题的探讨。本实验研究使用数字奇偶判断任务,探讨了不同注意水平下对汉字数字进行加工时汉字数字的空间表征问题。结果发现,在不同提示线索条件下对汉字数字的加工也能够产生SNARC效应。这一结果说明,SNARC效应能够独立于数字符号的具体表现形式而存在,并具有一定的稳定性和普遍性。为什么对汉字数字的加工也能够表现出SNARC效应呢?分析其原因,尽管汉字数字不属于语音符号系统,而是属于象形文字符号系统,但汉字数字本身却包含着数字所具有的大小信息(如“叁”包含“3”的数量信息),当汉字数字大小在心理数字线上的空间信息与反应手的空间信息一致时,这些汉字数字的空间表征就会被自动激活,相应的反应也会加快,因此数字的这种空间特性也就能够表现出来,这进一步说明了数字与空间的相互作用是一种动态的、自动的过程。
5 结论
在本研究条件下,发现不同注意水平对SNARC效应产生了影响,具体表现在:(1)当有效提示线索为80%时。注意条件下汉字数字出现了明显的SNARC效应,而非注意条件下对汉字数字的加工并没有出现明显的SNARC效应;(2)当有效提示线索为50%时,无论是注意条件,还是非注意条件,汉字数字都出现了明显的SNARC效应。
关键词 注意,提示线索,数字加工,SNARC效应。
分类号 B842.5
1 引言
数字在人们的生活中扮演着重要的角色,它的出现是基于人类对生存环境认识的需要,并为人类提供了一种描述生存环境的方式。
Dehaene等所发现的空间数字反应编码联合效应(spatial-numerical association of response codes ef-fect,SNARC效应)为数字与空间的关系提供了有力的实验证据。他们在实验中要求被试对0-9的阿拉伯数字做奇偶判断,并用双手执行不同的反应,即在一个试验里,左手对奇数反应,右手对偶数反应;在另一试验里,则相反。结果发现,无论是奇数还是偶数,对于小数字左手的反应比右手更快,而对于大数字右手的反应比左手更快。他们认为,人们在对数字进行运算时倾向于把小数字与左边空间、大数字与右边空间相联系,就好像在大脑中存在一条从左向右逐渐递增的“心理数字线”。
SNARC效应的发现不仅说明数字具有空间特性,也表明人们对数字的加工受到空间注意的影响。一些研究已经证实了空间注意与数字加工之间的内在联系。在Fischer等的实验中先给被试呈现与任务无关的数字1、2、8或9,随后在左侧或右侧视野呈现一个无意义方块,要求被试对无意义方块做出反应。结果发现,当小数字(1和2)出现在注视点位置时,被试会对呈现在左侧视野的方块反应更快,而当大数字(8和9)出现在注视点位置时,被试会对呈现在右侧视野的方块反应更快。Calabria等的实验结果也发现,当要求被试指出由字母“X”所组成的线段中点时,他们能够准确指认;当要求指出由数字“9”或法文“neuf”(九)所组成的线段中点时,他们会指向中点偏右的位置:而当要求指出由数字“2”或法文“deux”(二)所组成的线段中点时,则被试会指向中点偏左的位置。这些研究结果说明数字大小与注意有着密切关系,数量信息能够引起空间注意的转移和分配。即对小数字的加工能自动激活左侧空间注意,而对大数字的加工能自动激活右侧空间注意。为了更直接地研究数字大小表征与空间注意的关系,Piazza等采用fMRI技术对系列呈现的1-7个白色小方块(类比数字1~7)的识别加工进行了探讨,结果发现对于3个以内白色方块的识别加工,无需注意参与,识别这几个方块时脑的激活量与控制条件下识别颜色时脑的激活量相比没有差异;但当这些刺激数量超过4时,与注意密切有关的后顶叶皮层开始出现激活量的突然增加,而且这种激活量会随着刺激数目的递增而不断增加。研究者把对1、2和3个数目加工时出现的这种现象称为感数(subitizing),并认为感数加工主要依赖于前注意信息,而对4个以上数目的加工称为计数(counting),计数加工需要空间注意的调控。此外,国内刘超等也探讨了不同注意条件对数字加工的影响,他们通过对比不同注意条件下中文数字和阿拉伯数字所产生的SNARC效应,结果发现无论是采用内源性线索还是外源性线索。空间注意都在SNARC效应中发挥着重要作用,而且无论是哪一种注意条件,SNARC效应都会随着注意强度的减弱而逐渐递减。为此他们认为SNARC效应的成因与一种从左到右的自动化空间注意有着内在联系。同样,隋光远等运用内外源注意向导范式对小学3、6年级儿童在不同注意条件下的数字比较进行了眼动实验研究,结果也发现了明显的SNARC效应,即大数字出现在右边的反应时显著少于出现在左边时。
上述研究表明,空间注意与数字加工是密切关联的,注意水平对SNARC效应有显著影响。根据注意变化渗透过滤器理论,某一特定位置信息流通渗透性的多少,即注意转移量的多少,将会对该位置的信息加工速度产生影响。如果SNARC效应确实与注意水平有关。那么控制注意量的多少将会对SNARC效应产生影响。为此,本实验研究采用Ponser的注意范式,以进一步探讨不同提示线索条件对数字加工的影响。本研究的假设1是:注意转移量的多少将影响SNARC效应的出现,而这种注意转移量的多少可通过提示线索有效性的比例来控制。如果提示线索越有效。则注意转移量就越多;如果提示线索越无效,则注意转移量就越少。当注意转移量较少时。即无效提示下。SNARC效应不明显;当注意转移量较多时,即有效提示下,SNARC效应明显。此外,已有研究无论采用阿拉伯数字,还是不同言语符号表示的数字(如英文数字、法文数字、荷兰文数字㈣、德文数字、中文数字等)作为刺激材料,结果都发现了SNARC效应,这说明SNARC效应能够独立于数字符号的具体表现形式,具有相当的稳定性和广泛性。汉字数字不属于语音符号系统,而属于象形文字符号系统,它的一个符号代表了一个独立的语言单位。如果SNARC效应确实能够广泛存在于多样的数量加工中,那么对汉字数字的加工也将出现SNARC效应。本研究的假设2是:在奇偶判断任务要求下对汉字数字的加工能够产生SNARC效应。
2 实验方法
2.1 被试
被试为20名在校本科生,男女各半,年龄在20~24岁之间。所有被试均为右利手,裸眼视力或矫正视力正常。
2.2 材料和仪器
实验在保持日光灯照明的室内进行,被试坐在距离计算机屏幕45cm处,实验材料为计算机屏幕上所呈现的黑色圆盘上的白色数字,共1组8种(见图1)。圆盘直径6mm,距离45cm时的视角为0.7。;白色数字直径5mm左右,距离45cm时的视角为0.6°左右。两个内径12mm(1.3°视角),外径15mm(1.6°视角)的黑色圆环在距离屏幕中心左右3°视角处作为刺激出现位置范围。全部实验在联想机上完成,显示器为15英寸的液晶显示器,刷新频率60Hz,分辨率800×600,屏幕为纯白色,亮度值100,对比度值50(均为显示器参数),实验程序用DMDX编制。在整个实验过程中,房间日光灯照明,保持日常照度。
2.3 设计
实验采用2×2×4被试内设计。3个自变量分别为:(1)反应手:左手(按F键);右手(按J键);(2)注意水平:注意(线索与出现位置一致时,即有效提示)、非注意(线索与出现位置不一致时,即无效提示);(3)数字大小:1(壹和 贰);2(叁和肆);3(陆和柒);4(捌和玖)。因变量为反应时,即目标数字呈现到被试做出按键反应之间的时距。实验中控制变量为数字奇偶性与左右手按键反应的对应关系。
2.4 程序
被试按空格键开始试验。单次试验流程如图1所示:
(1)首先在白色屏幕正中呈现一个视角为0.4度的黑色十字注视点300ms;
(2)随后是400ms的间隔;
(3)在屏幕正中注视点处出现一个红色箭头(1.0×0.6度视角)200ms作为方向线索提示:
(4)700ms有十字的间隔;
(5)在两侧圆环中的一个(一部分为80%与提示线索一致侧,20%与提示线索不一致侧:另一部分为线索提示两侧各为50%;比率实验前在指导语中已告诉被试)里随机呈现8个目标刺激中的一个刺激300ms:
(6)刺激消失后出现间隔,等待被试做出反应。目标刺激一出现被试就可做出反应,在被试反应后空屏500ms,然后进入下一轮试验。被试被要求在整个实验过程中始终将注视点保持在中心的十字上。被试的任务是判断目标刺激中的数字是奇数还是偶数。在80%有效提示线索试验中,又分两小部分,第一部分被试按“F”键对奇数做出反应,按“J”键对偶数做出反应;第二部分则反过来,两部分的先后顺序进行组间平衡。50%有效提示线索试验按键反应顺序与80%有效提示线索试验的相同。
在正式实验前,被试进行40次练习实验,正确率达到98%方可进行正式实验。正式实验中,在有效提示线索为80%条件下,每个刺激出现20次(两侧各10次;16次出现在与线索提示一致侧,4次出现在与线索提示不一致侧),8个刺激共出现160次:在有效提示线索为50%条件下,每个刺激出现20次(两侧各lO次;10次出现在与线索提示一致侧,10次出现在与线索提示不一致侧),8个刺激共出现160次。被试每完成80轮试验,可以自己控制休息时间。整个实验约需30分钟完成。
3 结果与分析
首先剔除不合格数据,即被试反应错误,反应优先目标出现和所有反应时小于300ms或大于1200ms的数据被删除。这样在80%有效提示线索试验下,删除的数据占全部数据的4.0%;在50%有效提示线索试验下,删除的数据占全部数据的4.78%。
3.1 80%有效提示线索试验下
20名被试的平均反应时数据见图2。
对正确反应的反应时进行2x2x4重复测量方差分析,结果表明,注意条件的主效应显著,F(1,19)=23.33,p<0.001,注意条件下的平均反应时低于非注意条件下的平均反应时:数字大小的主效应显著,F(3,57)=4.27,p<0.01;反应手与数字大小的交互作用显著,F(3,57)=4.50,p<0.01。
对SNARC效应的考察采用Dehaene等的方法,即根据不同注意条件下对数字的反应数据进行4(数字大小)×2(反应手)的方差分析后,对数字大小与反应手的交互作用显著性与线性拟合显著性进行考察,交互作用显著说明大数和小数在左右手反应时上有差异,线性拟合显著说明这种差异是线性变化的。为了更直观地表示SNARC效应,以数字大小作为横坐标,右手减去左手反应时之差为纵坐标作图。如果SNARC效应出现。即对于小数来说左手的反应比右手更快,左手反应时小,右手反应时大,那么右手减去左手的反应时之差将接近零或为较大的正数;而对于大数来说右手的反应更快,右手反应时小,左手反应时大,那么右手减去左手的反应时之差将是较大的负数。
在注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=9.64,p<0.001,MSE=11289.89;数字大小与反应手的线性拟合交互作用也显著,F(1,19)=12.90,p<0.001。MSE=29156.42,这说明汉字数字在注意条件下表现出明显的SNARC效应;而在非注意条件下。汉字数字的数字大小与反应手的交互作用不显著,F(3,57)=2.52,p>0.05,MSE=8433.75,数字大小与反应手的线性拟合交互作用也不显著,F(1,19)=3.97,p>0.05,MSE=13257.05,这说明汉字数字在非注意条件下并没有表现出明显的SNARC效应。不同注意条件下汉字数字的SNARC效应情况见图3。
如图3所示,当提示线索有效性为80%时,在注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹和贰之差为15.07ms,叁和肆之差为2,27ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值远大于陆和柒之差的绝对值,陆和柒差为-14.01ms,捌和玖差为-65.79ms;在非注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹和贰之差为11.73ms,叁和肆之差为-21.07ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值也大于陆和柒的差值,陆与柒差为8.34ms,捌与玖差为-45.08ms;但陆和柒的差值却远大于叁和肆的差值,这表明汉字数字SNARC效应在非注意条件下的减弱主要表现在较大数字陆和柒上。
3.2 50%有效提示线索试验下
20名被试的平均反应时数据见图4。
对正确反应的反应时做2×2×4重复测量方差分析,结果表明,注意条件的主效应显著,F(1,19)=26.96,p<0.001,注意条件下的平均反应时显著低于非注意条件下的平均反应时;反应手的主效应显著,F(1,19)=4.58,p<0.05;数字大小的主效应显著,F(3,57)=3.27,p<0.05;反应手与数字大小的交互作用显著,F(3,57)=11.11,p<0.001。
对汉字数字SNARC效应的考察同上,结果发现在注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=7.01,p<0.001,MSE=16746.40;数字大小与反应手的线性拟合交互作用显著,F(1,19)=9.66,p<0.01,MSE=43549.39,这说明汉字数字在注意条件下表现出明显的SNARC效应;在非注意条件下,汉字数字的数字大小与反应手的交互作用显著,F(3,57)=6.95,p<0.001,MSE=9616.53,数字大小与反应手的线性拟合交互作用显著,F(1,19)=10.33,p<0.01,MSE=22787.60,这说明汉字数字在非注意条件下并也表现出明显的SNARC效应。不同注意条件下汉字数字的SNARC效应情况见图5。
如图5所示,当提示线索有效性为50%时,在注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹与贰之差为34.33ms,叁与肆之差为-6.06ms;捌和玖的右手减去左手的反 应时之差的绝对值大于陆和柒之差的绝对值,陆与柒之差为-10.02ms,捌与玖之差为-67.51ms;在非注意条件下,壹和贰的右手减去左手的反应时之差大于叁和肆的差值,壹与贰差为7ms,叁与肆差为-9.92ms;捌和玖的右手减去左手的反应时之差的绝对值也大于陆和柒差的绝对值,陆与柒差为-4.39ms,捌与玖差为-29.44ms。
4 讨论
4.1 提示线索对汉字数字SNARC效应的影响
当有效提示线索为80%时,注意条件下汉字数字出现了明显的SNARC效应,而非注意条件下汉字数字的SNARC效应受到影响,主要表现在较大数字(陆和柒)上;当有效提示线索为50%时,无论是注意条件,还是非注意条件,汉字数字都出现了明显的SNARC效应。这表明在不同注意提示线索下,注意水平对SNARC效应产生了影响。
Cheal等的注意变化渗透过滤器理论认为,在视野与知觉之间存在多重过滤器,这些过滤器是通过注意来调节的,它们能够增加或减少信息流通的渗透性。当一个特定位置受到更多注意时,该位置上信息的流通渗透性将会大量增加,因而加工速度会更快。相反,当某一位置受到较少注意时,信息的流通渗透性将会减少,从而造成了对该位置的信息加工速度减慢。同时该理论还强调注意集中的大小和形式是变化的,它依赖于当前的背景信息。屏幕中央的箭头提示引发了被试将注意指向提示位置,使得提示位置得到更多的注意资源,这一区域的信息流通渗透性将会增加,当目标出现在这一区域时,被试的反应会加快;而当目标不是出现在该区域时,即出现在注意资源减少的非提示位置上时,被试的反应相对会减慢。根据这一理论,当有效提示线索为80%时,提示能够较好地预测目标即将出现的位置,使得提示位置上的信息能够获得较多注意资源,同时也能够较好地引发被试自发性的内源注意转移,因此被试能够在有着较多注意量的注意条件下表现出明显的SANRC效应;而在非注意条件下,由于非提示位置上的信息受到较少的注意,使得该位置上信息流通渗透性的减少,从而导致对该位置上汉字数字加工速度的减慢,加工速度的减慢影响了汉字数字SANRC效应的产生,而且这种影响主要表现在较大的汉字数字陆和柒上(见图3),这说明注意水平在SANRC效应的产生过程中确实起着重要影响。
当有效提示线索为50%时,即线索提示对目标位置几乎不在具有预测力时,在注意条件下和非注意条件下都获得了一个逐渐递减的SANRC效应(见图5)。分析其原因,当提示线索有效性比例较低(50%)时,被试可能会意识到目标不一定出现在中央箭头提示的位置上,因此他们将注意资源分配到提示位置上的同时,也将部分注意资源分配到非提示位置上,这种情况下注意转移量相对会比较少,因此对SANRC效应产生的影响相对较小。两种注意条件下对汉字数字加工都出现了SANRC效应,是否说明这两种条件下的注意水平相当呢?可以认为不是这样的,因为尽管两种注意条件下都产生了SANRC效应,但这两种SANRC效应所受到的注意影响可能是不同的。在注意条件下,虽然此时的提示线索有效性比例较低,但由于指导语要求和屏幕中央箭头提示,被试还是会将相对较多的注意资源分配到线索提示的位置上,并对线索提示产生一定的自发性注意,而非注意条件下,这种注意资源的分配和转移则相对会少些。此外,两种注意水平的差异也反映在不同注意条件下被试对汉字数字加工的反应速度上(见图4),这一结果说明了两种注意条件下注意资源的分配和转移是不同的。
4.2 汉字数字加工的SNARC效应
根据心理数字线假设,人们对数字的表征是在一条从左向右方向的数字线上进行的,小数字表征在心理数字线的左侧,大数字则表征在右侧。SNARC效应的发现不仅说明了数字与空间的密切关系,也为心理数字线提供了有力的实验支持。以往研究不论采用阿拉伯数字,还是不同言语符号表示的数字,均获得了SNARC效应。然而,目前研究尚缺乏对汉字数字在心理数字线上的空间表征问题的探讨。本实验研究使用数字奇偶判断任务,探讨了不同注意水平下对汉字数字进行加工时汉字数字的空间表征问题。结果发现,在不同提示线索条件下对汉字数字的加工也能够产生SNARC效应。这一结果说明,SNARC效应能够独立于数字符号的具体表现形式而存在,并具有一定的稳定性和普遍性。为什么对汉字数字的加工也能够表现出SNARC效应呢?分析其原因,尽管汉字数字不属于语音符号系统,而是属于象形文字符号系统,但汉字数字本身却包含着数字所具有的大小信息(如“叁”包含“3”的数量信息),当汉字数字大小在心理数字线上的空间信息与反应手的空间信息一致时,这些汉字数字的空间表征就会被自动激活,相应的反应也会加快,因此数字的这种空间特性也就能够表现出来,这进一步说明了数字与空间的相互作用是一种动态的、自动的过程。
5 结论
在本研究条件下,发现不同注意水平对SNARC效应产生了影响,具体表现在:(1)当有效提示线索为80%时。注意条件下汉字数字出现了明显的SNARC效应,而非注意条件下对汉字数字的加工并没有出现明显的SNARC效应;(2)当有效提示线索为50%时,无论是注意条件,还是非注意条件,汉字数字都出现了明显的SNARC效应。