减数法的典型实验

减数法的典型实验：减数法的典型实验

在当今涉及快速的信息加工过程中，例如识别、注意、表象和短时记忆等，常常应用减数反应时实验。这种实验既可用来研究信息加工的某个特定阶段或其操作，也可用来研究一系列连续的信息加工阶段，证明某一心理过程的存在。下面我们介绍减数法的三个典型实验。

1.证明心理移转存在的实验70年代初，库柏和谢波德（Cooper＆Shepard，1973）用减数法反应时实验证明了心理移转（注3－3）的存在。怎样证明它的存在呢？

注3-3：心理移转(或心理旋转)(mentalrotation)指单凭心理运作(不靠实际操作)，

将所知觉之对象予以移转，从而获得正确知觉经验的心理历程。

库柏等取非对称性的字母或数字（J、G、2、5、7等）为实验材料，根据“正”、“反”以及不同的倾斜度，构成12种情况（见图3-19）。从图上可见，由于R字母在垂直或水平方向均是不对称的，所以正、反也是不相


同的。在这个实验里，被试的任务是不管倾斜度如何，只要判明正或反，并作出反应。

实验根据：有没有提示？单项提示还是双项提示？先后提示还是同时提示？由这三个变量而分成五种实验条件（见图3－20）。具体地说，这五种实验条件是：（1）完全没有提示，即测验前2秒钟后呈现空白信号，持续2秒钟；（2）提示正或反，即测验前2秒钟呈现正或反的提示信号，持续2秒钟；（3）提示倾斜度，即测验前2秒钟用箭头提示倾斜度数，也是持续2秒钟；（4）分别提示正、反和倾斜度，即用两个信号分别提示正、反和倾斜度，而倾斜度的提示时间是可变化的，共有距测验100毫秒、400毫秒、700毫秒和10O0毫秒等四种情况；（5）同时提示正、反和倾斜度，即在测验前用二个信号同时提示正、反和倾斜度，都持续2秒钟。实验获得了可喜结果（见图3－21）。我们从图上可见，反映五种实验条件的曲线是有规律的。图中数值为“正”和“反”二种反应的平均值。有趣的是“正”反应和“反”反应二者相差总是0.1秒，也就是说正、反移转相差0.1秒。

那么，如何分析实验所获得的实验结果呢？也就是说图上的几条“V”形曲线说明了什么呢？在减数法反应时实验里，通常需要安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，即所要测量的心理过程，而二者在其余方面均相同，这两种反应时的差即为这个过程所需时间。这样，此实验中，倾斜度0°和倾斜度60°二种情况，由于其他条件均一样，故：

RT60°-RT0°=从0°至60°心理移转所需时间

RT60°：表示倾斜度60°时的反应时间

RTO°：表示倾斜度0°时的反应时间

其余类推。同理：

RT120°-RT60°=从60°至120°心理移转所需时间

有趣的是，从图3－22上可见，这条曲线呈倒“V”形，以中间180°相对称。由此就可推论，在0°～180°这段范围内，心理移转的方向是顺时针的；在180°～360°这段范围内，心理移转的方向是逆时针的，即：

心理移转所需时间=RT180°-RT240°

当然，我们从库柏和谢帕德的实验中还看到，每种反应中都包括有一个最基本的选择反应时间，这就是在0°或360°时的反应时间。这个反应是在这个实验中最基本的成分。

这里，我们可以从这个实验中，通过反应时减数法则，说明心理移转的存在。也就是说，在我们每人的头脑里，有事物的映象。人们都相信自己有心理的眼睛（mind’seye）。

2.句子-图画匹配实验在80年代，心理学家克拉克和蔡斯（Clark＆Chase，1972）作了句子-图画匹配实验。我国心理学家王甦撰文，将此实验推崇为减数法的范例。在这种实验里，给被试看一个句子，紧接着再看一幅图画，如“星形在十字之上，”，要求被试尽快地判定，此句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。实验用的介词有“之上”和“之下”，主语有“星形”和“十字”。句子的陈述有肯定的（在）和否定的（不在），共有8个不同的句子。克拉克和蔡斯设想，当句子出现在图画之前时，这种句子和图画匹配任务的完成要经过几个加工阶段，并提出了度量某些加工持续时间的参数。照他们的看法，第一个阶段是将句子转换为


其深层结构，而且对“之下”的加工要长于对“之上”的加工（参数a），对否定句的加工要长于对肯定句的加工（参数b）；第二个阶段是将图画转换为命题，并常有前面句子中所应用的介词（“之上”或“之下”）；第三个阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较，如果两个表征的第一个名词相同，则比较所需的时间比不同时为少（参数c），如果两个命题都不含有否定，则比较所需的时间比任一命题含有否定时为少（参数d）；最后的阶段为作出反应，其所需的时间被认为是恒定的（参数t）。这样，对句子和图画匹配的任务来说，减法反应时实验就在于将依赖所呈现的句子和图画的诸反应时加以比较。例如，如果“星形在十字之下”这个句子真实地说明了图画，那它就有参数a和t0；如果“星形在十字之上”，这个句子真实地说明了图画，那它只有参数t0；这两反应时之差就是反应参数a的持续时间。但参数b和d只出现在否定句中，所以是无法分别测量的。克拉克和蔡斯用这种办法计算一个实验的结果，得到如下的结果：参数a为93毫秒，参数b和d为685毫秒，参数c为187毫秒，参数t0为1763毫秒。

克拉克和蔡斯的上述实验得到肯定的评价。

3.证明某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续阶段的实验20世纪60年代以来，根据记忆实验中对错误回忆的分析，通常认为人的短时记忆信息（如字母）是以听觉形式来编码的。但是70年代初波斯纳等人（Posneretal.，1990）的实验却表明，这种信息可以有视觉编码。他们所依据的就是减数法反应时实验的结果。实验是这样进行的：给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试者看，或者中间插进短暂的时间间隔，要被试者指出这一对字母是否相同并按键作出反应，记下反应时。所用的字母对有两种：一种是两个字母的读音和书写方法都一样，即为同一字母（AA）；另一种是两个字母的读音相同而写法不同（Aa）。在这两种情况下，正确的反应均为“相同”。在两个字母相继呈现时，其间隔为0.5秒和1秒，或1秒和2秒等。他们得到的结果见图3－22。从图3-22可以看出，在两个字母同时呈现时，AA对的反应时小于Aa对；随着两个字母的时间间隔增加，AA对的反应时急剧增加，但Aa对的反应时则没有发生大的变化。并且AA对和Aa对的反应时的差也逐渐缩小，当时间间隔达到2秒，这个差别就很小，在图上看到二条曲线趋于靠拢。

针对这有趣的结果，波斯纳等认为，既然AA对与Aa对的区别只在于前者的两个字母有一样的写法，而后者没有，那么，当两个字母同时呈现给被试，Aa对的反应时大于AA对是由于AA对字母可以直接按写法来比较，但Aa对却不能按写法而必须按读音来比较。这意味着AA对匹配是在视觉编码的基础上进行的，而Aa对匹配只能在听觉编码的基础上进行。必须从视觉编码过渡到听觉编码，因此需时也较多。Aa对与AA对的反应时之差反映内部编码过程的差别。可以说，先出现视觉编码，它保持一个短暂的瞬间，然后出现听觉编码。这样，即使是AA对，随着两个字母之间插入时间间隔及其增大，视觉编码的效应逐渐消失，听觉编码的作用增大，其反应时间也逐渐增大，从而缩小与Aa对的反应时的差别。AA对的同时呈现和继时呈现的反应时之差也反映信息编码的这种特点。

从以上的实验结果可以看到，波斯纳等人应用减数法反应时实验清楚地确定，某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续的阶段，这也


是认知心理学上的重大发现。

以上介绍的“心理移转”实验、“句子-图画匹配”实验、和“视觉和听觉编码两个连续阶段”实验，乃是减数法及反应时间的典型实验范例。

减数法的反应时间实验的逻辑是安排两种反应作业，其中一个作业包含另一个作业所没有的一个处理（加工）阶段，并在其他方面均相同，从这两个反应时间之差来判定此加工阶段。这种实验在原则上是合理的，在实践上是可行的。认知心理学也正是应用减数法反应时间实验提供的数据来推论其背后的信息加工过程的。

减数法也有其弱点：使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激与反应之间的一系列心理过程有精确的认识，并且要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配，这一般是很难的。这些弱点大大限制了减数法的广泛使用。