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聽(tīng)覺(jué)時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng)

2025-02-28 00:00:00王小靜李寶林
心理科學(xué) 2025年1期
關(guān)鍵詞:聽(tīng)覺(jué)

摘 要 時(shí)距加法運(yùn)算會(huì)導(dǎo)致個(gè)體高估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng),且這一效應(yīng)受到運(yùn)算序列元素順序的影響。然而,目前這種順序效應(yīng)產(chǎn)生的原因仍不清楚。通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn),結(jié)合聽(tīng)覺(jué)繼時(shí)呈現(xiàn)范式和時(shí)距復(fù)制任務(wù),系統(tǒng)探討了聽(tīng)覺(jué)三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在聽(tīng)覺(jué)三元素時(shí)距加法運(yùn)算中出現(xiàn)了顯著的順序效應(yīng),即在運(yùn)算元素時(shí)距長(zhǎng)度遞增條件下的時(shí)間偏差指數(shù)顯著大于遞減條件;且這種順序效應(yīng)取決于運(yùn)算序列最后一個(gè)元素的時(shí)距長(zhǎng)度而非運(yùn)算元素變化的總體趨勢(shì)。這說(shuō)明個(gè)體在對(duì)繼時(shí)呈現(xiàn)的不同聽(tīng)覺(jué)時(shí)距段進(jìn)行累加時(shí),新近的時(shí)距信息權(quán)重最大,即在聽(tīng)覺(jué)時(shí)距加法運(yùn)算中會(huì)出現(xiàn)近因效應(yīng)。

關(guān)鍵詞 聽(tīng)覺(jué) 時(shí)距知覺(jué) 加法運(yùn)算 順序效應(yīng) 運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng) 三元素

1 引言

時(shí)距知覺(jué)是個(gè)體對(duì)客觀事物或事件連續(xù)性的感知( 黃希庭等, 2003)。作為一種重要的認(rèn)知能力,時(shí)距知覺(jué)與我們的生活息息相關(guān)。已有研究表明時(shí)距知覺(jué)不僅取決于客觀刺激本身的時(shí)距信息,還會(huì)受到眾多因素的影響而發(fā)生扭曲(Gorea, 2011;Matthews amp; Meck, 2016)。例如,當(dāng)個(gè)體感知某一刺激的持續(xù)時(shí)間時(shí),其自身的狀態(tài)(如注意和情緒;Droit-Volet amp; Meck, 2007; Mattes amp; Ulrich, 1998)、刺激的物理特征(如量值大??;Xuan et al., 2007)和感知?dú)v史(如適應(yīng);李寶林, 黃希庭, 2019)都能夠影響時(shí)距知覺(jué)。時(shí)距知覺(jué)的可塑性不僅表現(xiàn)在對(duì)單一時(shí)距信息的知覺(jué)中,而且也表現(xiàn)在更為復(fù)雜的情景中。例如,當(dāng)有人問(wèn)你今天花了多長(zhǎng)時(shí)間在學(xué)習(xí)上?為了回答這一問(wèn)題,你必須排除學(xué)習(xí)以外的休息娛樂(lè)時(shí)間,將不同的學(xué)習(xí)時(shí)間相加,這就要求我們?cè)谛睦砩蠈?duì)時(shí)距信息進(jìn)行加法運(yùn)算。研究表明對(duì)時(shí)距信息的加法運(yùn)算會(huì)導(dǎo)致個(gè)體高估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng)(Bonato et al., 2021; Takahashi amp; Watanabe, 2015)。

對(duì)時(shí)距加法運(yùn)算結(jié)果的高估體現(xiàn)了時(shí)距操作運(yùn)算中的運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)(operational momentum)。運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)是指當(dāng)個(gè)體對(duì)不同量值進(jìn)行加減法運(yùn)算時(shí),運(yùn)算類型或符號(hào)會(huì)影響運(yùn)算結(jié)果的偏差方向,表現(xiàn)為高估加法運(yùn)算結(jié)果而低估減法運(yùn)算結(jié)果( 張?chǎng)┑龋?2022)。研究已發(fā)現(xiàn)運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)普遍存在于符號(hào)(阿拉伯?dāng)?shù)字)運(yùn)算和非符號(hào)(點(diǎn)陣)運(yùn)算中(Knops et al., 2009; McCrink et al., 2007; Pinhas amp;Fischer, 2008)。最近的研究以聽(tīng)覺(jué)白噪聲的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為運(yùn)算元素,發(fā)現(xiàn)相比無(wú)運(yùn)算的基線條件,在運(yùn)算任務(wù)中對(duì)于兩個(gè)相繼呈現(xiàn)的時(shí)距做心理加法運(yùn)算會(huì)導(dǎo)致高估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng),做心理減法運(yùn)算會(huì)低估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng)(Bonato et al., 2021)。這證實(shí)了時(shí)距信息加工中的運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)。

心理運(yùn)算過(guò)程不同于交換性和恒等性的數(shù)學(xué)公理,其會(huì)受到運(yùn)算元素順序的影響,產(chǎn)生順序效應(yīng)。這不僅表現(xiàn)在運(yùn)算元素的順序?qū)\(yùn)算反應(yīng)時(shí)間的影響上(如3 × 7 lt; 7 × 3;Zhou et al., 2007, 2012),而且也表現(xiàn)在對(duì)運(yùn)算結(jié)果的影響上。例如,Shaki 等人(2015)發(fā)現(xiàn),在加法運(yùn)算中(n1+ n2),相比n1 gt; n2 條件,在n1 lt; n2 條件下,個(gè)體產(chǎn)生的線段長(zhǎng)度更長(zhǎng)。這說(shuō)明個(gè)體的認(rèn)知神經(jīng)系統(tǒng)在解決運(yùn)算問(wèn)題時(shí)是以一種順序特異性的方式進(jìn)行的。研究發(fā)現(xiàn),時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算也受到運(yùn)算元素順序的影響:在時(shí)距加法運(yùn)算中,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)時(shí)距小于第二個(gè)時(shí)距時(shí)(vs. 第一個(gè)時(shí)距大于第二個(gè)時(shí)距時(shí)),個(gè)體會(huì)表現(xiàn)出更多的時(shí)距高估傾向(Bonato et al., 2021;Takahashi amp; Watanabe, 2015)。

以往對(duì)加法運(yùn)算順序效應(yīng)的解釋主要采用了注意轉(zhuǎn)移假說(shuō)(attentional shift account)。該假說(shuō)認(rèn)為心理運(yùn)算中的偏差主要是由空間注意在心理數(shù)字線(mental number line;即一條從左到右表征數(shù)字大小的心理線:左側(cè)表征小數(shù),右側(cè)表征大數(shù))上的偏移造成(Knops et al., 2014; McCrink et al., 2007)。據(jù)此,當(dāng)個(gè)體在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)會(huì)首先將運(yùn)算中的第一個(gè)數(shù)字映射到心理數(shù)字線上,然后注意焦點(diǎn)根據(jù)第二個(gè)數(shù)字的大小距離,從當(dāng)前位置向右側(cè)轉(zhuǎn)移到新位置(對(duì)應(yīng)運(yùn)算結(jié)果的位置)。在加法運(yùn)算中,注意焦點(diǎn)會(huì)沿心理數(shù)字線右側(cè)偏移,進(jìn)而導(dǎo)致高估運(yùn)算結(jié)果。由于運(yùn)算序列總體的規(guī)律性變化趨勢(shì)(如遞增和遞減趨勢(shì))會(huì)影響個(gè)體的心理預(yù)期;預(yù)期是影響注意的重要因素(Berggren amp; Eimer, 2019;S?rensen et al., 2015)。因此,結(jié)合這一假說(shuō),有研究者認(rèn)為導(dǎo)致加法運(yùn)算順序效應(yīng)的原因是運(yùn)算元素遞增(或遞減)的變化趨勢(shì)促進(jìn)(或阻礙)了注意焦點(diǎn)在心理數(shù)字線向右的移動(dòng)趨向(Fischer amp; Shaki,2014; Shaki amp; Fischer, 2014)。

然而,在遞增和遞減運(yùn)算序列中,除了運(yùn)算序列的總體變化趨勢(shì)不同,特定位置運(yùn)算元素的量值大小也不相同。因此,存在一種可能,即以往研究中觀察到的加法運(yùn)算的順序效應(yīng)可能并不是取決于運(yùn)算序列總體的規(guī)律性變化趨勢(shì),而是取決于序列中特定位置的量值大小。的確,心理運(yùn)算的前提是對(duì)不同位置的運(yùn)算元素進(jìn)行編碼并保存在工作記憶中,且序列位置對(duì)個(gè)體記憶的質(zhì)量和效果具有重要影響,如近因效應(yīng)(Murdock,1962)。研究已發(fā)現(xiàn)個(gè)體在對(duì)不同時(shí)距段進(jìn)行綜合時(shí),新近的時(shí)距信息權(quán)重最大(Matthews,2013)。據(jù)此,本研究提出了時(shí)距加法運(yùn)算順序效應(yīng)的近因效應(yīng)假說(shuō),認(rèn)為順序效應(yīng)的產(chǎn)生可能源于個(gè)體記憶的近因效應(yīng)。具體來(lái)說(shuō),相比遞減運(yùn)算序列,遞增序列條件下個(gè)體加法運(yùn)算的結(jié)果更大,是由于運(yùn)算序列中最后一個(gè)位置運(yùn)算元素的量值更大且對(duì)加法運(yùn)算結(jié)果的貢獻(xiàn)更大。

值得注意的是,以往研究?jī)H涉及兩個(gè)不同元素的加法運(yùn)算,這種情形下兩個(gè)元素位置的調(diào)換會(huì)同時(shí)導(dǎo)致運(yùn)算序列總體變化趨勢(shì)的改變和特定位置運(yùn)算元素量值大小的變化(Bonato et al., 2021; Shaki etal., 2015; Takahashi amp; Watanabe, 2015)。因此,對(duì)二元素加法運(yùn)算的探討無(wú)法直接揭示加法運(yùn)算順序效應(yīng)產(chǎn)生的原因。鑒于此,本研究探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)。不同于二元素加法運(yùn)算,在三元素運(yùn)算中運(yùn)算序列最后一個(gè)運(yùn)算元素的量值大小并不能決定運(yùn)算序列的總體變化趨勢(shì),這為驗(yàn)證順序效應(yīng)的注意轉(zhuǎn)移假說(shuō)和近因效應(yīng)假說(shuō)提供了條件。本研究假設(shè),如果時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng)源于運(yùn)算元素的總體遞增和遞減趨勢(shì),可以推測(cè)出一旦破壞這種規(guī)律性的總體趨勢(shì)將減弱或抑制順序效應(yīng);反之,如果這種順序效應(yīng)依賴于運(yùn)算序列中最后一個(gè)位置運(yùn)算元素的量值大?。ㄈ鐣r(shí)距長(zhǎng)度),那么即使破壞運(yùn)算序列規(guī)律性的總體趨勢(shì)而只要保持最后一個(gè)位置的量值大小就能夠?qū)е马樞蛐?yīng)。為此,本研究設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。具體來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)1結(jié)合時(shí)距復(fù)制任務(wù)通過(guò)控制不同運(yùn)算元素的呈現(xiàn)順序,系統(tǒng)探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)2 進(jìn)一步探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算序列的總體變化趨勢(shì)規(guī)律性和最后位置運(yùn)算元素的量值大小對(duì)順序效應(yīng)的影響,進(jìn)而回答時(shí)距加法運(yùn)算順序效應(yīng)產(chǎn)生的原因。

2 實(shí)驗(yàn)1 運(yùn)算元素順序?qū)θ貢r(shí)距加法運(yùn)算的影響

已有研究對(duì)時(shí)距加法運(yùn)算的探討主要集中在二元素加法運(yùn)算中(Bonato et al., 2021; Takahashi amp;Watanabe, 2015)。目前,對(duì)于三元素時(shí)距加法運(yùn)算如何影響個(gè)體時(shí)距知覺(jué)以及元素順序在其中的作用仍不清楚。鑒于此,實(shí)驗(yàn)1 參照Bonato 等人(2021)的設(shè)計(jì),采用聽(tīng)覺(jué)時(shí)距長(zhǎng)度作為運(yùn)算元素,探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算及其順序效應(yīng)。

2.1 方法

2.1.1 被試

根據(jù)G*Power 3.1 的計(jì)算,對(duì)于本實(shí)驗(yàn)使用的4 × 3 的重復(fù)測(cè)量方差分析,在顯著性水平α =.05 且中等效應(yīng)(f = .25)的條件下,達(dá)到0.80 的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)力所需的樣本量為13 人(Faul et al., 2007)。同時(shí)考慮到Bonato 等人(2021) 和Takahashi amp;Watanabe(2015)分別采用20 和22 的被試樣本量觀察到顯著的加法運(yùn)算效應(yīng)。據(jù)此,26 名(平均年齡M = 20.42 歲,SD = .95 歲)非心理學(xué)專業(yè)在校本科生自愿參加并順利完成了實(shí)驗(yàn)1。所有被試均為右利手,視力或矯正視力正常,聽(tīng)力正常。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前被試不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹T撗芯拷?jīng)過(guò)倫理委員會(huì)審查,被試在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前均簽署了知情同意書(shū),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給予被試一定的報(bào)酬。

2.1.2 刺激和儀器

刺激材料采用Bonato 等人(2021)研究中使用的白噪音。實(shí)驗(yàn)中白噪音僅持續(xù)時(shí)間不同,由耳罩式耳機(jī)呈現(xiàn)(SPL:約50 dB)。為了避免聲音刺激呈現(xiàn)時(shí)的卡頓感,實(shí)驗(yàn)中所用的噪音刺激在開(kāi)始和結(jié)束時(shí)各有5ms 的漸入和漸出。實(shí)驗(yàn)中刺激呈現(xiàn)和數(shù)據(jù)收集均由E-Prime 3.0 編制的實(shí)驗(yàn)程序?qū)崿F(xiàn)。

2.1.3 設(shè)計(jì)與程序

實(shí)驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,被試端坐在電腦前,全程注視呈現(xiàn)于白色背景(LED)屏幕中央的注視點(diǎn)(1°)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,屏幕中央出現(xiàn)指導(dǎo)語(yǔ),被試對(duì)指導(dǎo)語(yǔ)進(jìn)行閱讀后,主試再次為被試講解實(shí)驗(yàn)流程,并提醒被試在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不要使用計(jì)數(shù)或打節(jié)拍等計(jì)時(shí)策略來(lái)計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段:時(shí)距基線測(cè)量階段和時(shí)距加法運(yùn)算階段,每一階段又分為練習(xí)和正式測(cè)試兩部分(圖1)。在基線測(cè)量階段的每個(gè)試次中,屏幕中央會(huì)首先出現(xiàn)一個(gè)黑色“+”的注視點(diǎn),呈現(xiàn)時(shí)間隨機(jī)在600 ~1000ms 之間;接著被試會(huì)聽(tīng)到一段聲音刺激,其持續(xù)時(shí)間為隨機(jī)的840ms、1680ms 或2520ms(聲音刺激播放過(guò)程中,黑色注視點(diǎn)一直呈現(xiàn));聲音刺激播放完畢后,注視點(diǎn)立即變成紅色,提醒被試開(kāi)始做反應(yīng)(圖1A)。被試的任務(wù)是通過(guò)持續(xù)按鍵對(duì)聽(tīng)到的聲音刺激的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行復(fù)制,即按鍵的時(shí)間等于聲音刺激的持續(xù)時(shí)間。該階段練習(xí)任務(wù)和正式任務(wù)的唯一不同為:在練習(xí)任務(wù)中,被試每次按鍵復(fù)制之后均會(huì)出現(xiàn)反饋?lái)?yè)面,呈現(xiàn)紅色的反應(yīng)誤差(即該試次中復(fù)制時(shí)距與聲音刺激實(shí)際持續(xù)時(shí)間的差值);在正式任務(wù)中則沒(méi)有反饋信息。練習(xí)任務(wù)和正式任務(wù)中每種時(shí)距條件分別呈現(xiàn)7 次(共21個(gè)試次)和8 次(共24 個(gè)試次)。

基線測(cè)量階段完成后,緊接著進(jìn)行時(shí)距加法運(yùn)算階段。該階段以聲音刺激的序列類型和持續(xù)總時(shí)間為自變量,以被試加法運(yùn)算后的時(shí)距復(fù)制長(zhǎng)度為因變量,采用4(序列類型:遞增、遞減、均勻、隨機(jī))× 3(聲音刺激持續(xù)總時(shí)間:840ms、1680ms和2520ms)的被試內(nèi)設(shè)計(jì)。其中,遞增條件表示運(yùn)算序列中的時(shí)距長(zhǎng)度以等對(duì)數(shù)步長(zhǎng)依次遞增;遞減條件表示運(yùn)算序列中的時(shí)距長(zhǎng)度以等對(duì)數(shù)步長(zhǎng)依次遞減;隨機(jī)條件表示運(yùn)算序列中的時(shí)距長(zhǎng)度偽隨機(jī)變化;均勻條件表示運(yùn)算序列中的時(shí)距長(zhǎng)度相等(如表1)。具體來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)中每個(gè)試次首先呈現(xiàn)一個(gè)600 ~ 1000ms 的注視點(diǎn);接著依次呈現(xiàn)三個(gè)聲音刺激,刺激之間的時(shí)間間隔(ISI)也為600~ 1000ms;隨后注視點(diǎn)變?yōu)榧t色,提醒被試開(kāi)始按鍵復(fù)制前面三個(gè)聲音刺激的持續(xù)時(shí)間之和(圖1B)。同基線測(cè)量階段,加法運(yùn)算階段的練習(xí)任務(wù)與正式任務(wù)的唯一差別為練習(xí)任務(wù)有反饋信息,而正式任務(wù)無(wú)反饋信息。練習(xí)任務(wù)共包含21 個(gè)試次,這些試次中刺激的持續(xù)時(shí)間和呈現(xiàn)順序如表1。正式任務(wù)共包含12 種條件,每種條件重復(fù)8 次,共96 個(gè)試次(見(jiàn)表1,遞增、遞減和均勻條件的每種運(yùn)算序列重復(fù)8 次,隨機(jī)條件的每種運(yùn)算序列重復(fù)2 次)。正式任務(wù)分為兩組,每組包含48 個(gè)試次。在每組間被試可適當(dāng)休息,完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)約需30 分鐘。

2.2 結(jié)果

為了刪除復(fù)制時(shí)距的極端值,對(duì)于每個(gè)被試,我們首先計(jì)算出基線測(cè)量任務(wù)和加法運(yùn)算任務(wù)中,每種條件復(fù)制時(shí)距的均值和標(biāo)準(zhǔn)差;然后,刪除相應(yīng)條件下超過(guò)均值 ±3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的復(fù)制時(shí)距。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)1 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)極端值。為了衡量時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng),參考Bonato 等人(2021)的研究,我們將加法運(yùn)算條件下的復(fù)制時(shí)距減去基線條件的復(fù)制時(shí)距,以這一差值作為時(shí)間偏差指數(shù),并對(duì)此進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

首先,單樣本t 檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同加法運(yùn)算條件下的時(shí)間偏差指數(shù)都顯著大于0(ts (25) ≥ 4.911, ps lt;.001),表明時(shí)距加法運(yùn)算會(huì)導(dǎo)致高估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng)(圖2)。這與前人研究結(jié)果一致,再次驗(yàn)證了時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算效應(yīng)(Bonato et al., 2021; Takahashi amp;Watanabe, 2015)。在此基礎(chǔ)上,我們采用兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)一步考察了序列類型以及持續(xù)總時(shí)間對(duì)時(shí)間偏差指數(shù)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),序列類型的主效應(yīng)顯著(F (3, 75) = 13.44, p lt; .001, ηp2 =.35)。采用Holm 校正法進(jìn)行事后檢驗(yàn),結(jié)果表明遞增條件下的時(shí)間偏差指數(shù)顯著大于遞減條件(p lt;.001, Cohen's d = .35)和隨機(jī)條件(p lt; .05, Cohen'sd = .17);均勻條件下的時(shí)間偏差指數(shù)顯著大于遞減條件(p lt; .001, Cohen's d = .40)和隨機(jī)條件(p lt;.01, Cohen's d = .22);隨機(jī)條件下的時(shí)間偏差指數(shù)顯著大于遞減條件(p lt; .05, Cohen's d = .18)。此外,聲音刺激持續(xù)總時(shí)間的主效應(yīng)顯著(F (2, 38) = 13.47,p lt; .001, ηp2 = .35)。事后檢驗(yàn)(Holm 校正)表明,不同持續(xù)總時(shí)間條件下的時(shí)間偏差指數(shù)兩兩差異顯著,840ms 條件下最大、1680ms 條件次之、2520ms條件最小(ps lt; .030, Cohen's d gt; .20)。即隨著聲音刺激持續(xù)總時(shí)間的增長(zhǎng),加法運(yùn)算的時(shí)間偏差指數(shù)線性減?。‵ (1, 25) = 17.22, p lt; .001, ηp2= .41)。最后,序列類型和聲音刺激持續(xù)總時(shí)間的交互作用不顯著(F (6, 150) = .80, p gt; .05, ηp2 = .03)。以上結(jié)果表明,時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算存在順序效應(yīng),且不受刺激持續(xù)總時(shí)間的調(diào)節(jié)。

3 實(shí)驗(yàn)2 時(shí)距加法運(yùn)算順序效應(yīng)產(chǎn)生的原因

實(shí)驗(yàn)1 雖然揭示了三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng),然而對(duì)于這種效應(yīng)產(chǎn)生的原因仍不清楚。根據(jù)注意轉(zhuǎn)移假說(shuō),加法運(yùn)算的順序效應(yīng)是因?yàn)樽⒁饨裹c(diǎn)在量值(從左到右)遞增條件下移動(dòng)的方向一致趨向右側(cè),而在遞減條件下則會(huì)破壞這種趨向(Fischer amp; Shaki, 2014)。在這種假設(shè)中運(yùn)算序列有規(guī)律的遞增和遞減趨勢(shì)對(duì)順序效應(yīng)的產(chǎn)生至關(guān)重要。然而,這并不是順序效應(yīng)產(chǎn)生的唯一解釋。根據(jù)時(shí)距知覺(jué)的分段加權(quán)和模型(weighted sum ofsegments model),個(gè)體在對(duì)不同時(shí)距段進(jìn)行綜合時(shí),新近的時(shí)距信息權(quán)重最大(Matthews, 2013)??紤]到相比遞減序列,在遞增序列中,最大的量值總是最新近的,因此以往研究(Bonato et al., 2021;Takahashi amp; Watanabe, 2015)以及實(shí)驗(yàn)1 中觀察到的順序效應(yīng)也可能是由運(yùn)算序列中最后一個(gè)位置的量值信息不同導(dǎo)致(近因效應(yīng)假設(shè))。為了驗(yàn)證這兩種可能性,實(shí)驗(yàn)2 探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算序列總體變化趨勢(shì)的規(guī)律性以及最后一個(gè)位置量值的大小對(duì)時(shí)距加法運(yùn)算的影響。

3.1 方法

3.1.1 被試

根據(jù)G*Power 3.1 的計(jì)算,對(duì)于本實(shí)驗(yàn)使用的2 × 2 的重復(fù)測(cè)量方差分析,在顯著性水平α = .05且中等效應(yīng)(f = .25)的條件下,達(dá)到0.80 的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)力所需的樣本量為24 人(Faul et al., 2007)。據(jù)此,24 名(平均年齡M = 20.42 歲,SD = 1.06 歲)未參加實(shí)驗(yàn)1 的非心理學(xué)專業(yè)在校本科生自愿參加并順利完成了實(shí)驗(yàn)2。所有被試均為右利手,視力或矯正視力正常,聽(tīng)力正常。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前被試不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。被試在?shí)驗(yàn)開(kāi)始前均簽署了知情同意書(shū),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后給予被試一定的報(bào)酬。

3.1.2 刺激和儀器

同實(shí)驗(yàn)1。

3.1.3 設(shè)計(jì)與程序

實(shí)驗(yàn)2 包含兩個(gè)階段:時(shí)距基線測(cè)量階段和時(shí)距加法運(yùn)算階段。實(shí)驗(yàn)流程大致同實(shí)驗(yàn)1。不同之處如下。

首先,在基線測(cè)量階段,聲音刺激的持續(xù)時(shí)間為840ms、1680ms 和2520ms,且練習(xí)任務(wù)中每種時(shí)距條件重復(fù)次數(shù)為8 次(共24 個(gè)試次);正式任務(wù)中1680ms 時(shí)距(目標(biāo)時(shí)距)條件重復(fù)24次,840ms 和2520ms 時(shí)距各重復(fù)3 次, 共30 個(gè)試次。實(shí)驗(yàn)中加入兩種非目標(biāo)時(shí)距條件(840ms 和2520ms)是為了避免被試意識(shí)到單一的持續(xù)總時(shí)長(zhǎng),進(jìn)而忽視加法運(yùn)算做重復(fù)反應(yīng)。這些條件的試次被稱為捕獲試次(catch trials)。

在加法運(yùn)算階段,自變量分別為運(yùn)算序列總體變化趨勢(shì)規(guī)律性和最后位置刺激時(shí)長(zhǎng)。其中,總體變化趨勢(shì)規(guī)律性分為兩個(gè)水平,分別為有規(guī)律(即試次中三個(gè)刺激的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為遞增或遞減)和無(wú)規(guī)律(即試次中三個(gè)刺激的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為無(wú)規(guī)律);最后位置刺激時(shí)長(zhǎng)即為刺激序列中最后一個(gè)刺激的持續(xù)時(shí)長(zhǎng),分為長(zhǎng)(960ms)和短(240ms)兩種水平。因此,加法運(yùn)算階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為2(總體變化趨勢(shì)規(guī)律性:有規(guī)律、無(wú)規(guī)律)× 2(最后位置刺激時(shí)長(zhǎng):長(zhǎng)、短)的被試內(nèi)設(shè)計(jì)。據(jù)此,實(shí)驗(yàn)2 共包含四種運(yùn)算序列類型:有規(guī)律最后長(zhǎng)(遞增)、有規(guī)律最后短(遞減)、無(wú)規(guī)律最后長(zhǎng)和無(wú)規(guī)律最后短。每種序列類型的三個(gè)聲音刺激的持續(xù)時(shí)間以及持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)見(jiàn)表2。雖然實(shí)驗(yàn)任務(wù)包含三個(gè)持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)(840ms、1680ms 和2520ms),但主要關(guān)注的目標(biāo)總時(shí)長(zhǎng)只有一個(gè)(1680ms),剩余兩個(gè)總時(shí)長(zhǎng)為捕獲試次中的總時(shí)長(zhǎng)。正式任務(wù)共分為4 組,每組包含24(4 個(gè)條件× 6 次重復(fù))個(gè)目標(biāo)試次和6 個(gè)捕獲試次,共120 個(gè)試次。

3.2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)2 僅關(guān)注持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)為1680ms 條件下的復(fù)制時(shí)距。同實(shí)驗(yàn)1,首先排除基線測(cè)量任務(wù)和加法運(yùn)算任務(wù)不同條件下復(fù)制時(shí)距超過(guò)均值 ±3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的試次(共刪除了總目標(biāo)試次的.17%),再對(duì)剩余的試次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將加法運(yùn)算條件下的復(fù)制時(shí)距減去基線條件下的復(fù)制長(zhǎng)度,以這一差值作為時(shí)間偏差指數(shù),并對(duì)此進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

首先單樣本t 檢驗(yàn)再次發(fā)現(xiàn)不同條件下的時(shí)間偏差指數(shù)都顯著大于0(ts (23) ≥ 3.136, ps lt; .010),表明時(shí)距加法運(yùn)算確實(shí)會(huì)導(dǎo)致高估運(yùn)算時(shí)長(zhǎng),這與實(shí)驗(yàn)1 以及前人研究結(jié)果一致。在此基礎(chǔ)上,我們采用兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)一步考察了運(yùn)算序列總體變化趨勢(shì)規(guī)律性和最后位置刺激時(shí)長(zhǎng)對(duì)時(shí)間偏差指數(shù)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),總體變化趨勢(shì)規(guī)律性的主效應(yīng)不顯著(F (1, 23) = 2.15, p gt; .05);最后位置刺激時(shí)長(zhǎng)的主效應(yīng)顯著(F (1, 23) = 38.30, p lt; .001,ηp2 = .63),即最后位置聲音刺激為長(zhǎng)條件下的時(shí)間偏差指數(shù)顯著大于最后位置聲音刺激為短的條件;總體變化趨勢(shì)規(guī)律性和最后位置刺激時(shí)長(zhǎng)的交互作用不顯著(F (1, 23) = .66, p gt; .05)(圖3)。這說(shuō)明時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng)源于運(yùn)算中的近因效應(yīng)。

4 討論

本研究通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探討了三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)1 結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比運(yùn)算序列中元素的位置隨機(jī)呈現(xiàn),遞增條件下個(gè)體時(shí)距加法運(yùn)算的總時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng),而遞減條件下則較短。這說(shuō)明在時(shí)距加法運(yùn)算中運(yùn)算元素的順序是影響時(shí)距加法運(yùn)算的重要因素。在此基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)2 發(fā)現(xiàn),無(wú)論運(yùn)算序列中元素的總體變化趨勢(shì)是否具有規(guī)律性,當(dāng)序列中最后一個(gè)位置的時(shí)距較長(zhǎng)時(shí),個(gè)體的時(shí)距加法運(yùn)算的結(jié)果都較長(zhǎng)。這說(shuō)明,時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng)主要取決于時(shí)距加法運(yùn)算中最后一個(gè)位置元素的時(shí)距長(zhǎng)度,支持了近因效應(yīng)假說(shuō)。

與前人對(duì)二元素時(shí)距加法運(yùn)算的研究結(jié)果一致(Bonato et al., 2021; Takahashi amp; Watanabe, 2015),本研究發(fā)現(xiàn)相比基線任務(wù),在三元素時(shí)距加法運(yùn)算任務(wù)下個(gè)體會(huì)顯著高估總時(shí)長(zhǎng),再次驗(yàn)證了時(shí)距知覺(jué)的運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)。已有研究表明運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)普遍存在于對(duì)各種量值信息(如數(shù)量、空間量值和時(shí)間量值等)的運(yùn)算加工中(張?chǎng)┑龋?2022)。從這一角度來(lái)講,運(yùn)算動(dòng)量效應(yīng)的普遍性在一定程度上符合量值理論(a theory of magnitude)的假設(shè),說(shuō)明對(duì)不同量值信息的加工可能具有相同的內(nèi)部機(jī)制(Fabbri et al., 2012; Walsh, 2003)。本研究也探討了總時(shí)距長(zhǎng)度對(duì)加法運(yùn)算的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著總時(shí)距長(zhǎng)度的增加,時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算效應(yīng)(即高估效應(yīng))逐漸減小。這與前人探討二元素時(shí)距加法運(yùn)算的結(jié)果一致,說(shuō)明總時(shí)距長(zhǎng)度是調(diào)節(jié)時(shí)距加法運(yùn)算效應(yīng)的重要因素(Bonato et al., 2021; Takahashiamp; Watanabe, 2015)??紤]到在不同的總時(shí)距長(zhǎng)度條件下,運(yùn)算元素間的間隔時(shí)間是相同的,總時(shí)距長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)作用在一定程度上說(shuō)明了時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算效應(yīng)并不是源于個(gè)體在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)將運(yùn)算元素間的時(shí)間間隔加入運(yùn)算的結(jié)果。然而,目前對(duì)于這一現(xiàn)象(即總時(shí)距長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)作用)產(chǎn)生的原因仍不清楚。一種可能的原因是時(shí)距知覺(jué)的加法運(yùn)算中存在趨中趨勢(shì)(central tendency,即個(gè)體趨向于高估較短時(shí)距和低估較長(zhǎng)時(shí)距的趨勢(shì);Roach et al.,2017; Shi et al., 2013),且這種趨勢(shì)要大于基線條件。這一假設(shè)仍需要后續(xù)研究的繼續(xù)探討。

本研究首次在三元素時(shí)距加法運(yùn)算中證實(shí)了加法元素的一致性和變化順序?qū)臃ㄟ\(yùn)算的影響。相比隨機(jī)序列,在具有元素一致性的均勻序列條件下個(gè)體時(shí)距加法運(yùn)算的時(shí)距長(zhǎng)度顯著更長(zhǎng)。這可能是由于在隨機(jī)的序列中,個(gè)體在進(jìn)行時(shí)距加法運(yùn)算的過(guò)程中認(rèn)知負(fù)荷更大。的確,認(rèn)知負(fù)荷是影響時(shí)距知覺(jué)的重要因素,在高認(rèn)知負(fù)荷條件下個(gè)體傾向于低估時(shí)距長(zhǎng)度(Block et al., 2010)。具體來(lái)說(shuō),在隨機(jī)序列中,個(gè)體需要將更多的注意資源投入探測(cè)刺激變化中,這樣用于運(yùn)算和時(shí)距信息的注意資源相對(duì)減少,進(jìn)而低估總時(shí)距長(zhǎng)度;反之,在均勻的序列中,個(gè)體能夠用于運(yùn)算和時(shí)距信息的注意資源更多,因此運(yùn)算的總時(shí)長(zhǎng)也更長(zhǎng)。研究已表明新異變化刺激能夠自下而上的吸引被試更多的注意力(Ranganath amp; Rainer, 2003)。根據(jù)注意閥門理論,當(dāng)個(gè)體將更多的注意資源投入非時(shí)間信息加工時(shí),投入時(shí)間信息加工的注意資源就更少,此時(shí)個(gè)體更傾向于低估時(shí)距信息(Thomas amp; Weaver, 1975;Zakay amp; Block, 1997)。這在一定程度上能夠解釋個(gè)體在隨機(jī)序列(vs. 均勻序列)運(yùn)算時(shí)距的低估現(xiàn)象。

然而,認(rèn)知負(fù)荷和注意假設(shè)并不能解釋遞增和遞減序列中時(shí)距加法運(yùn)算的差異??紤]到遞增和遞減序列中運(yùn)算元素的變化一方面具有規(guī)律性,另一方面特定運(yùn)算元素的位置也不同,實(shí)驗(yàn)1 的結(jié)果并不能區(qū)分是運(yùn)算序列的總體變化趨勢(shì)還是特定運(yùn)算元素的位置,抑或是兩者都影響了個(gè)體的時(shí)距加法運(yùn)算。為了分離這兩種因素對(duì)加法運(yùn)算的影響,實(shí)驗(yàn)2 進(jìn)一步利用三元素加法運(yùn)算序列中最后一個(gè)位置元素的大小與運(yùn)算序列總體變化趨勢(shì)分離的特點(diǎn),揭示了時(shí)距加法運(yùn)算順序效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論運(yùn)算序列中元素的總體變化趨勢(shì)是否具有規(guī)律性,當(dāng)序列中最后一個(gè)位置的量值較大時(shí),個(gè)體的時(shí)距加法運(yùn)算的結(jié)果也較長(zhǎng)。這說(shuō)明時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)主要取決于最后一個(gè)運(yùn)算元素的量值大小。根據(jù)時(shí)距知覺(jué)的分段加權(quán)和模型,個(gè)體在對(duì)不同時(shí)距段進(jìn)行綜合時(shí),新近的時(shí)距信息權(quán)重最大(Matthews, 2013),這在一定程度上解釋了這一現(xiàn)象。值得注意的是,不同于時(shí)距加法運(yùn)算本身,時(shí)距加法運(yùn)算的順序效應(yīng)并不受總時(shí)距長(zhǎng)度的影響。這說(shuō)明順序效應(yīng)源于不同于時(shí)距加法運(yùn)算,且獨(dú)立于運(yùn)算總時(shí)距長(zhǎng)度的一種更高級(jí)和更普遍的機(jī)制。這種機(jī)制可能類似于記憶中的近因效應(yīng)。

值得注意的是,本研究觀察到的時(shí)距加法運(yùn)算的近因效應(yīng)可能與繼時(shí)呈現(xiàn)的聽(tīng)覺(jué)刺激序列密切相關(guān)。已有研究表明,近因效應(yīng)受到感覺(jué)通道的調(diào)節(jié):相比視覺(jué)序列,聽(tīng)覺(jué)序列中的近因效應(yīng)更大(Battacchi et al., 1990; LeCompte, 1992)。這可能與視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)分別偏好空間和時(shí)間信息編碼有關(guān)(Battacchi et al., 1990)。具體來(lái)說(shuō),繼時(shí)呈現(xiàn)的方式有利于聽(tīng)覺(jué)序列中的刺激以時(shí)間位置進(jìn)行標(biāo)記,因此聽(tīng)覺(jué)(vs. 視覺(jué))序列中的刺激具有更高的可分辨性,進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生更大的近因效應(yīng)。的確,研究已表明繼時(shí)呈現(xiàn)的序列中刺激的相似性或可分辨性是影響近因效應(yīng)的重要因素,即刺激相似度越低可分辨性越高,近因效應(yīng)越強(qiáng)(Nairne, 1988)。同時(shí),考慮到聽(tīng)覺(jué)而非視覺(jué)通道為時(shí)距加工的優(yōu)勢(shì)通道(Kanai et al., 2011)。在視覺(jué)序列中,視覺(jué)時(shí)距元素間的可辨別性會(huì)弱于聽(tīng)覺(jué)通道,這可能會(huì)進(jìn)一步削弱視覺(jué)時(shí)距加法運(yùn)算中的近因效應(yīng)。因此,視覺(jué)時(shí)距加法運(yùn)算中是否也存在類似的近因效應(yīng)仍有待后續(xù)研究的進(jìn)一步證明。

綜上所述,本研究揭示了時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng)及其產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制。首先,本研究證實(shí)了三元素時(shí)距加法運(yùn)算的高估效應(yīng);其次,本研究較為系統(tǒng)地驗(yàn)證了三元素時(shí)距加法運(yùn)算中的順序效應(yīng);更重要的是,本研究發(fā)現(xiàn)加法運(yùn)算的順序效應(yīng)并不依賴于運(yùn)算元素變化的總體(遞增和遞減)趨勢(shì),而是依賴于最后一個(gè)運(yùn)算元素的量值大小。這表明這種效應(yīng)的產(chǎn)生更多源于記憶的近因效應(yīng)。

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