王強強，樓佳怡，馮樂怡，鄒曲煌

(湖州師范學(xué)院 教師教育學(xué)院，浙江 湖州 313000)

一、問題提出

自古至今，數(shù)字在人類認(rèn)識世界和建構(gòu)世界過程中發(fā)揮著極其重要的作用。對人腦認(rèn)知和編碼數(shù)字特點及規(guī)律的研究也是人類更好地使用數(shù)字認(rèn)識和改造世界的基礎(chǔ)。因此，隨著認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展和推進(jìn)，數(shù)字認(rèn)知研究也進(jìn)入了認(rèn)知心理學(xué)家們的視野。早在1880年，Galton 就提出數(shù)字具有空間屬性[1]494-495。后來又有學(xué)者提出心理數(shù)字線，認(rèn)為人腦把數(shù)字以空間的方式表征在心理數(shù)字線上，這進(jìn)一步印證了數(shù)字的空間屬性[2]274-278。20世紀(jì)90年代，Dehaene等人把大小不等的阿拉伯?dāng)?shù)字隨機呈現(xiàn)給被試，要求被試以按壓左右鍵的方式對數(shù)字進(jìn)行大小分類或奇偶性分類，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不管分類數(shù)字大小還是奇偶，被試總是用左手對小數(shù)字表現(xiàn)更快反應(yīng)，用右手對大數(shù)字表現(xiàn)更快反應(yīng)。Dehaene等人隨后把數(shù)字分類中出現(xiàn)的這種穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為空間—數(shù)字反應(yīng)編碼聯(lián)合效應(yīng)(Spatial-Numerical Association of Response Codes effect)，簡稱SNARC效應(yīng)[3]371-396[4]626-641。SNARC效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為數(shù)字空間屬性提供了更為直接的證據(jù)，因此學(xué)者們便把SNARC效應(yīng)作為判斷刺激是否在人腦中以空間方式進(jìn)行編碼的標(biāo)準(zhǔn)，并在數(shù)字認(rèn)知研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[5]759-765[6]1320-1330[7]1-8[8]1-7[9]440-443。

Dehaene等人在阿拉伯?dāng)?shù)字分類中捕獲到SNARC效應(yīng)以后，很多學(xué)者采用不同類型的符號數(shù)字(如中文數(shù)字、法文數(shù)字)、非符號數(shù)字(如手指數(shù)字、點集)和含有量變信息的其他刺激(如不同亮度的圖片)對SNARC效應(yīng)進(jìn)行驗證性和拓展性研究，發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)不是阿拉伯?dāng)?shù)字加工中特有的現(xiàn)象，其普遍存在于各種形式的符號數(shù)字、非符號數(shù)字和含有量變信息的其他刺激的加工之中[10]364-370[11]57-62[12]58-62。當(dāng)然，SNARC效應(yīng)也具有一定的靈活性，會隨著實驗情景、刺激特點和被試文化習(xí)慣等因素的變化而反轉(zhuǎn)或消失[13]228-233[14]271-279[15]618-623[16]16-28[17]352-363。比如王強強等人把同等比例的數(shù)字和字母混合后隨機呈現(xiàn)給被試的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字和字母混合呈現(xiàn)消除了數(shù)字加工中的SNARC效應(yīng)[11]57-62。金桂春等人要求被試把隨機呈現(xiàn)的數(shù)字想象成西經(jīng)經(jīng)度數(shù)并判斷位于西經(jīng)50度左側(cè)還是右側(cè)時，數(shù)字加工中出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)的SNARC效應(yīng)[13]228-233。同樣，從右向左閱讀和寫作的被試在數(shù)字分類中也會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的SNARC效應(yīng)[14]271-279。對于SNARC效應(yīng)的起因，Dehaene等人最初采用心理數(shù)字線假設(shè)進(jìn)行解釋，認(rèn)為數(shù)字在長時記憶中的心理數(shù)字線上的空間表征導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)[3]371-396。但是，長時記憶中的心理數(shù)字線假設(shè)無法解釋SNARC效應(yīng)的靈活性。因此，van Dijck后來用工作記憶理論對SNARC效應(yīng)進(jìn)行了解釋，認(rèn)為人們在數(shù)字加工過程中，會在工作記憶中在線建構(gòu)起數(shù)字的空間表征。數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)最終導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)的發(fā)生[18]761-771[19]114-119[20]1-11。

情緒認(rèn)知的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，情緒可以調(diào)節(jié)人類注意，對人類認(rèn)知有著極其重要的影響作用[21]153-160[22]1-17[23]1003-1017。比如Yamaguchi以蜘蛛和花為刺激啟動被試的正性情緒和負(fù)性情緒后考察了情緒效價對Simon效應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)積極情緒可以增加Simon效應(yīng)，而負(fù)性情緒則會抑制Simon效應(yīng)[20]1-11。盡管已有研究從刺激特點、實驗情景和被試文化等方面考察了SNARC效應(yīng)的靈活性，但是鮮有研究考察情緒效價對SNARC效應(yīng)的影響?；ㄗ鳛橐环N美好的事物能夠引起人們積極的情緒反應(yīng)，而蜘蛛往往令人害怕，會引起負(fù)性的情緒反應(yīng)。這兩者可以用來誘發(fā)個體的正性和負(fù)性情緒，其有效性在相關(guān)研究中得到了證實[23]1003-1017。因此，本研究擬向被試隨機呈現(xiàn)數(shù)量不等的花或蜘蛛，用花和蜘蛛分別誘發(fā)個體的正性情緒和負(fù)性情緒，在要求被試完成花和蜘蛛數(shù)量分類的任務(wù)中，考察情緒效價對非符號數(shù)字空間編碼的影響，進(jìn)一步基于情緒視角揭示數(shù)字空間編碼的認(rèn)知機制。

二、實驗1：蜘蛛數(shù)量分類中的SNARC效應(yīng)

(一) 實驗?zāi)康?/h3>

實驗1擬采用不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字來誘發(fā)被試的負(fù)性情緒，要求被試以按壓左鍵或右鍵的方式分類蜘蛛的數(shù)量，深入考察負(fù)性情緒的誘發(fā)對非符號數(shù)字空間編碼的影響。

(二)方法

1.被試

采用廣告招募的形式招募38名(4名男性、34名女性)大學(xué)生參加實驗。年齡范圍為19～25歲，平均年齡為19.74歲(SD=1.01)。所有被試視力或矯正視力正常，且自愿參加實驗，實驗結(jié)束后獲取少量感謝報酬。

2.材料和儀器

1～5只(3只除外)數(shù)量不等的蜘蛛作為本實驗使用的非符號數(shù)字。為了最大限度減小刺激圖片表面積差異對實驗結(jié)果的干擾，借助photoshop軟件把數(shù)量不等的蜘蛛均擺放在120*80像素的白底圖片之上，詳見圖1。實驗程序用E-prime 1.1編寫，在14英寸E470聯(lián)想筆記本電腦上運行。屏幕分辨率是1 380*800像素，刷新頻率為60Hz。

注：第一行蜘蛛為實驗1材料，第二行花朵為實驗2材料。圖1 本研究使用的刺激材料

3.實驗設(shè)計

采用2(反應(yīng)手：左手，右手)×2(數(shù)字大小：小于3，大于3)被試內(nèi)設(shè)計，因變量為反應(yīng)時。

4.實驗程序

實驗程序用E-prime 1.1編寫，在筆記本電腦上運行。實驗開始后首先在顯示器中央出現(xiàn)紅色的“+”注視點500 ms，接著注視點消失，并在注視點的位置隨機出現(xiàn)上述實驗材料中的一幅蜘蛛圖片，要求被試看到圖片后，判斷呈現(xiàn)的圖片中的蜘蛛數(shù)量小于3還是大于3只，并用左手或右手按相應(yīng)的鍵予以快速反應(yīng)。被試反應(yīng)結(jié)束后出現(xiàn)空屏1 500ms后進(jìn)入下一試次。被試若在3 000ms內(nèi)未做任何反應(yīng)的話將自動出現(xiàn)空屏，并持續(xù)1 500ms后進(jìn)入下一試次。整個實驗分為兩個部分：一部分要求被試對小于3只蜘蛛的圖片用左手按左鍵(F鍵)，大于3只蜘蛛的圖片用右手按右鍵(J鍵)進(jìn)行反應(yīng)；另一部分正好相反，要求被試對小于3只蜘蛛的圖片用右手按右鍵(J鍵)，大于3只蜘蛛的圖片用左手按左鍵(F鍵)進(jìn)行反應(yīng)。兩個部分的先后順序在被試間進(jìn)行平衡。整個實驗共64試次，約需7分鐘完成。

(三) 結(jié)果分析

圖2 左手和右手在數(shù)量不等的蜘蛛上的反應(yīng)時及標(biāo)準(zhǔn)誤

剔除每個處理水平上3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時數(shù)據(jù)，占總數(shù)的4.28%，對剩余反應(yīng)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。對所有被試反應(yīng)時和錯誤率進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，兩者皮爾遜相關(guān)系數(shù)r(38)=-0.42,p<0.01，說明本實驗存在反應(yīng)時錯誤率權(quán)衡現(xiàn)象。盡管如此，由于錯誤率都非常低，平均錯誤率為2.26%，故對錯誤率不進(jìn)行進(jìn)一步的分析。重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)手的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=9.36,p<0.01,η2=0.202，右手反應(yīng)(501±9.10 ms)明顯快于左手(517±9.02 ms)，說明實驗中出現(xiàn)了右手優(yōu)勢效應(yīng)。數(shù)字大小主效應(yīng)也顯著，F(xiàn)(1,37)=10.51,p<0.01,η2=0.221，大數(shù)字反應(yīng)(500±9.64 ms)明顯快于小數(shù)字反應(yīng)(518±8.52 ms)。反應(yīng)手和數(shù)字大小交互作用不顯著，F(xiàn)(1,37)=1.41,p=0.24,η2=0.037，說明蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，見圖2。

三、實驗2：花朵數(shù)量分類中的SNARC效應(yīng)

(一) 實驗?zāi)康?/h3>

實驗2擬采用不同數(shù)量的花朵作為非符號數(shù)字來誘發(fā)被試的正性情緒，要求被試以按壓左鍵或右鍵的方式分類花朵的數(shù)量，深入考察正性情緒的誘發(fā)對非符號數(shù)字空間編碼的影響。

(二) 方法

1.被試

采用廣告招募的形式招募38名(34名女性、4名男性)大學(xué)生參加實驗。年齡范圍為19～25歲，平均年齡為19.74歲(SD=1.01)。所有被試視力或矯正視力正常，且自愿參加實驗，實驗結(jié)束后獲取少量感謝報酬。

2.材料和儀器

1～5朵(3朵除外)數(shù)量不等的花朵作為本實驗使用的非符號數(shù)字。借助photoshop軟件把所有花朵均擺放在120*80像素的白底圖片之上，見圖1。實驗程序用E-prime 1.1編寫，在14英寸E470聯(lián)想筆記本電腦上運行。屏幕分辨率是1 280*800像素，刷新頻率為60Hz。

3.實驗設(shè)計

采用2(反應(yīng)手：左手，右手)×2(數(shù)字大小：小于3，大于3)被試內(nèi)設(shè)計，因變量為反應(yīng)時。

4.實驗程序

實驗程序用E-prime1.1編寫，在筆記本電腦上運行。實驗開始后首先在顯示器中央出現(xiàn)紅色的“+”注視點500 ms，接著注視點消失，并在注視點的額位置隨機出現(xiàn)上述實驗材料中的一幅花朵圖片，要求被試看到圖片后判斷呈現(xiàn)圖片中花朵數(shù)量小于3朵還是大于3朵，并用左手或右手按相應(yīng)的鍵予以快速反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后出現(xiàn)空屏1 500ms后進(jìn)入下一試次。3 000ms內(nèi)若無反應(yīng)的話將自動出現(xiàn)空屏，1 500ms后進(jìn)入下一試次。整個實驗分為兩個部分：一部分要求被試對小于3朵花朵的圖片用左手按左鍵(F鍵)，大于3朵花朵的圖片用右手按右鍵(J鍵)進(jìn)行反應(yīng)；另一部分正好相反，要求被試對小于3朵花朵的圖片用右手按右鍵(J鍵)，大于3朵花朵的圖片用左手按左鍵(F鍵)進(jìn)行反應(yīng)。兩個部分的先后順序在被試間進(jìn)行平衡。整個實驗共64試次，約需7分鐘完成。

(三) 結(jié)果分析

圖3 左手和右手在數(shù)量不等的花朵上的反應(yīng)時和標(biāo)準(zhǔn)誤

剔除每個處理水平上3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時數(shù)據(jù)，占總數(shù)的4.81%，對剩余反應(yīng)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。對所有被試反應(yīng)時和錯誤率進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，兩者皮爾遜相關(guān)系數(shù)r(38)=-0.30,p>0.05，說明本實驗不存在反應(yīng)時錯誤率權(quán)衡現(xiàn)象。故對錯誤率不進(jìn)行進(jìn)一步的分析。采用重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)手的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=7.49,p<0.01,η2=0.168，右手反應(yīng)(497±10.45 ms)明顯快于左手(515±10.28 ms)，說明實驗中出現(xiàn)了右手優(yōu)勢效應(yīng)。數(shù)字大小的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1,37)=0.00,p=0.99,η2=0.000。反應(yīng)手和數(shù)字大小的交互作用顯著，F(xiàn)(1,37)=6.96,p<0.05,η2=0.158。進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，左手水平上數(shù)字大小簡單主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=4.15,p<0.05,η2=0.101，左手對小數(shù)字的反應(yīng)(504±10.47 ms)明顯快于左手對大數(shù)字的反應(yīng)(526±12.76 ms)。右手水平上數(shù)字大小簡單主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=4.64,p<0.05,η2=0.112，右手對大數(shù)字的反應(yīng)(485±12.65 ms)還是略快于右手對小數(shù)字的反應(yīng)(508±10.59 ms)，說明實驗2在花朵數(shù)量分類中出現(xiàn)了SNARC效應(yīng)，見圖3。

四、討論與結(jié)論

已有研究證實SNARC效應(yīng)普遍存在于符號數(shù)字和非符號數(shù)字的加工之中，而且SNARC效應(yīng)也會受實驗情景、數(shù)量刺激特性和被試閱讀寫作習(xí)慣等文化因素的調(diào)節(jié)，表現(xiàn)出一定程度的靈活性。對于SNARC效應(yīng)出現(xiàn)的原因，起初學(xué)者們采用心理數(shù)字線假設(shè)進(jìn)行了解釋，認(rèn)為數(shù)字在心理數(shù)字線上的空間表征導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)的發(fā)生[3]371-396。隨著研究的深入，越來越多的證據(jù)顯示，SNARC效應(yīng)直接來源于數(shù)字在人類工作記憶中的在線空間建構(gòu)[18]761-771[19]114-119[20]1-11。盡管如此，至今依然不清楚情緒效價是否會影響數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。因此，本研究的兩個實驗分別采用能夠誘發(fā)負(fù)性情緒的蜘蛛和能夠誘發(fā)正性情緒的花朵，要求被試執(zhí)行蜘蛛或花朵數(shù)量分類任務(wù)，深入考察了情緒效價對數(shù)字空間編碼的影響。

實驗1在蜘蛛數(shù)量分類中未發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)。前人采用不同形式的符號數(shù)字和非符號數(shù)字，要求被試判斷符號和非符號數(shù)字的大小，在符號和非符號數(shù)字加工中均發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)[3]371-396[4]626-641[5]759-765。實驗1以不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字，在非符號數(shù)字大小分類中并未發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)。這一結(jié)果與前人研究有所不同。前人研究非符號數(shù)字的空間編碼機制時常常選用點陣和手指數(shù)字等。與前人研究相比，實驗1最本質(zhì)的差異是選擇不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字。眾所周知，蜘蛛是人們普遍比較害怕的一種動物，研究也發(fā)現(xiàn),觀看蜘蛛圖片能夠誘發(fā)人們產(chǎn)生負(fù)性的情緒體驗[20]1-11。相反，前人研究使用的點陣和手指數(shù)字等非符號數(shù)字屬于中性刺激，不會誘發(fā)被試產(chǎn)生負(fù)性的情緒體驗。因此，實驗1在蜘蛛數(shù)量大小分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)的原因很可能在于，觀看蜘蛛誘發(fā)的負(fù)性情緒抑制了非符號數(shù)字工作記憶中的在線空間建構(gòu)，最終導(dǎo)致蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)。這一結(jié)果也預(yù)示著負(fù)性情緒的誘發(fā)或啟動可以抑制數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。

實驗1研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，筆者認(rèn)為原因在于蜘蛛圖片誘發(fā)的負(fù)性情緒抑制了非符號數(shù)量在工作記憶中的空間編碼。如果確實是蜘蛛誘發(fā)的負(fù)性情緒導(dǎo)致非符號數(shù)字加工中SNARC效應(yīng)的消失，那么，把能夠誘發(fā)被試產(chǎn)生負(fù)性情緒的蜘蛛改為人們普遍喜歡的能夠誘發(fā)個體產(chǎn)生正性情緒的花朵，在花朵加工中應(yīng)該會出現(xiàn)SNARC效應(yīng)。在花朵分類中是否會出現(xiàn)SNARC效應(yīng)呢？為了進(jìn)一步驗證實驗1的推測，又以花朵為非符號數(shù)字進(jìn)行了實驗2。實驗2用不同數(shù)量的花朵取代蜘蛛，在誘發(fā)被試的正性情緒的實驗情景中進(jìn)一步考察非符號數(shù)字的空間編碼機制。實驗中向被試呈現(xiàn)數(shù)量不等的花朵，要求被試以按鍵反應(yīng)的方式判斷花朵數(shù)量的大小，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，花朵數(shù)量大小分類中出現(xiàn)了經(jīng)典的SNARC效應(yīng)，這點與前人的研究結(jié)果一致，再次驗證了SNARC效應(yīng)的普遍性和穩(wěn)定性，同時也說明本研究對實驗1結(jié)果的解釋是合理的。與實驗1不同的是，實驗2使用的花朵可以誘發(fā)被試的正性情緒，而不是負(fù)性情緒。在花朵分類中出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，結(jié)果說明與負(fù)性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。

自發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)以來，學(xué)者們雖然采用不同形式的數(shù)字和含有數(shù)量信息的刺激和實驗任務(wù)，在不同的實驗情境中對SNARC效應(yīng)的穩(wěn)定性和靈活性進(jìn)行了深入研究，但是，情緒效價是否會調(diào)節(jié)數(shù)字加工中的SNARC效應(yīng)方面的研究依然很少。本研究兩個實驗分別采用能夠誘發(fā)負(fù)性情緒的蜘蛛和能夠誘發(fā)正性情緒的花朵，分別在蜘蛛和花朵數(shù)量分類中深入考察情緒效價對SNARC效應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與負(fù)性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。研究結(jié)果創(chuàng)造性地詮釋了情緒與數(shù)字空間編碼之間的關(guān)系，從情緒視角出發(fā)揭示了數(shù)字空間編碼機制，一定程度上有助于加深人們對數(shù)字空間編碼機制的理解和認(rèn)識。

綜上所述，通過本研究可以得出以下結(jié)論：一是負(fù)性情緒可以抑制數(shù)字在工作記憶中的空間編碼；二是與負(fù)性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的空間編碼。