从激活扩散原型看颜色扰乱对语义理解的影响

彭晶晶

(常州大学外国语学院 江苏常州 213164)

从激活扩散原型看颜色扰乱对语义理解的影响

彭晶晶

(常州大学外国语学院 江苏常州 213164)

斯特鲁普效应是指在心理学中干扰对反应时间影响的实验。在斯特鲁普效应的基础上，利用DMDX软件设计心理语言学试验，根据激活扩散模型的理论设立三组不同的试验数据，测试当词的印刷颜色与词的意义相冲突，任务是选择语义所包含的颜色而非字体印刷颜色。试验得出的数据经SPSS软件进行统计分析，最终检验了提出的三个假设，即颜色扰乱对语义的理解存在显著的影响，并且语义与所指颜色距离越远，反应时间越长。

激活扩散原型;斯特鲁普效应;颜色扰乱;语义理解;心理语言学

斯特鲁普效应是指在心理学中干扰对反应时间影响的实验，在心理学和心理语言学领域内受到广泛的关注和研究。

传统的心理语言学对造成斯特鲁普效应的研究多集中在大脑对于信息的加工过程的探索和验证。经过对成人和儿童的对比实验，心理语言学家发现成人更易受到干扰因素的影响。然而对于外语学习者而言，斯特鲁普效应是否存在还尚未有考证。因此，对斯特鲁普效应的深入研究，尤其是从激活扩散原型来探索造成显著差异的心理语言学研究显得尤为重要。

1 斯特鲁普效应

斯特鲁普效应(Stroop Effect)是1935年实验心理学家斯特鲁普(John Ridley Stroop)所提出的著名的发现之一。实验中，当测试者被要求说出某种颜色和其字面意义不符的词语时，例如将“红”这个字的字体颜色设置为红色，即字体颜色与字面意义相符时，被试者往往反应时间短，错误率低;而当“红”的字体颜色设置为黑色时，被试者往往会反应速度下降，出错率上升。随后，斯特鲁普针对该现象进行了更加广泛的研究，并重新设计了一种实验，他用各种不同颜色的笔写的文字作为刺激。刺激共分三类，第一类刺激是用不同色彩书写的颜色字，书写的色彩和文字所标示的颜色是一致的。第二类刺激也是用不同色彩书写的颜色字，书写的色彩与文字所标示的颜色不相符。第三类刺激是用不同色彩书写的非颜色词。要求被试作的反应是说出书写这些文字的颜色的名称。实验结果发现被试说出100个第三类刺激的颜色名称的反应时平均为63.3秒，说出100个第二类刺激的颜色名称的反应时平均为110.3秒［1］。这个事实说明字色矛盾时，认知过程受到了干扰，即说出字的颜色受到了字的意义的干扰。他指出环境刺激物里的各项特征，如果相融，则会使辨识加速，反应时间缩短;但若互不相融，则会造成干扰，使反应时间拉长。这就是所谓的斯特鲁普效应。

斯特鲁普研究结果发表后，引起了心理学家们极大兴趣，围绕实验室发现的干扰的原因展开了一系列实验研究。后来的研究发现，颜色词的词义对说出书写该字所用的颜色有干扰作用，而书写颜色词所用的颜色对念出该字却没有影响［2］。其次，斯特鲁普效应适用于成人被试，在刚上学的小学生中做却没有发现这种受干扰现象。有人认为，产生斯特鲁普效应的原因是呈现的刺激中包含着两种信息，人对这两种信息的加工是不同的。例如，用绿色书写的“红”字，既包含该字所标示的颜色，又包含书写该字所用的颜色。当这两个信息同时输入时，想只对其中一个信息加工而不对另一个加工是难以做到的。由于成人每天面对着大量的文字信息，对文字的加工相对来说比较容易，所以先作好了对文字作语言反应的准备，但以上实验并不要求被试作出对文字的反应，被试就只能在对文字作语言反应的准备状态中对颜色进行加工。两者发生竞争，造成了字义对说出颜色名称的干扰。在同样条件下，对文字的加工总是比较容易的，而颜色的命名则比较随意，冗余度大。所以，干扰的产生对成人总是文字对颜色命名有影响，而对颜色的加工通常不会干扰念字反应。由于儿童对文字的熟悉程度远不如成人，所以斯特鲁普效应在儿童身上很不明显［3］。

虽然前人在该方面做了诸多深入的研究，但是针对长期学习外语的成人，其对母语和外语的掌握程度都非常熟练的情况下，斯特鲁普效应是否在其母语和外语的识别过程中存在显著差异的研究非常罕见。如果对于长期学习外语的成人而言，他们对母语和外语的语义识别仍然存在显著差异，造成这一差异的原因也是值得深究的。

2 激活扩散原型

在研究语义过程中，研究者多以语义网络来表述内部词典中词与词的关系。其中，最著名的当属Collins等人提出的分层网络模型，以及在此基础上，Collins and Loftus提出的著名的激活扩散模型。在激活扩散模型中，语义概念和词汇在大脑中的存储被视为“节点(nodes)”，强调节点之间的连接及其连接而构成的网络，节点之间能相互激活集抑制。这个模型对于以集语义表征的假设在某种程度上解释了词汇处理的大脑机制。Collins认为节点间的距离由概念结构特点(如分类关系)和功能因素)如原型和不同概念之间的联系程度)来决定［4］。也就是说，节点间的距离越短，两个概念具有更多的相似性。

而语义的表述正是通过激活扩散来获得的:当某个节点被激活，依次就会传递到相连概念的节点。随着节点距离的延伸，激活逐渐减弱，因此相连紧密的节点比联系相距较远的概念更容易被激活。

而当词义的理解受到字体颜色等因素干扰的时候，按照激活扩展原型，人对词义的理解过程应该也是受到很大的影响，而该种影响是否显著，前人对此几乎无所涉及，因此，在词义受到颜色等因素干扰的情况下，人对词义的理解是否也符合激活扩散原型是值得研究和深入探讨的。

3 试验设计

本文主要想通过实验验证作者的三个设想:

①颜色干扰会延长被试者对语义理解的反应时间;

②被试者对母语的语义理解反应时间会短于其对第二语言的语义理解的反应时间;

③根据激活扩散模型，被试数据与其所包含的颜色含义的激活距离越短，被试者的反应时间越短，反之则越长。

鉴于以上三点设想，实验利用DMDX软件设计心理语言学试验，并根据激活扩散模型设立了三组不同的试验数据，被试者的任务是选择语义所包含的颜色而非字体印刷颜色。

试验中设置的三组数据中，第一组数据与其所包含的颜色含义的激活距离最短，第三组数据与其所包含的颜色含义的激活距离最长，三组数据分别为:

第一组:单个的颜色字，称之为颜色字数据，例如:“红”或者“blue”

第二组:带有颜色字的词组，称之为颜色词数据，例如:“红花”或“Yellow Page”

第三组:不带有颜色字但包含颜色含义的字或词组，简称为隐性颜色词数据，例如:“香蕉”或“eggplant”

为了验证第二个设想，每组试验数据包含了中文数据6个，英文数据6个。然后随机地从每组数据中抽取3个中文数据和3个英文数据，将其字体颜色设置与语义所包含的颜色含义一致，即字义颜色一致，例如将“红”的字体颜色设置为红色。而其他数据则随机地将字体颜色设置为不一致的情况，即字义颜色不一致，例如将“草莓”的字体颜色设置为蓝色。在设置颜色选择项时，“草莓”这个数据，字体颜色为蓝色，则出现的两个颜色条中，一个为红色，另外一个则为蓝色，即与其字体颜色一致的颜色条，从而形成干扰，而被试者应选红色，即选出与“草莓”所包含颜色含义一致的颜色条。

试验过程中，每个数据在屏幕上的显示时间为30 ticks(1 tick约等于6.66 ms)，随后名目上会显示2块可选的颜色条，被试者可以按F键选择左边的颜色条，J键选择右边的颜色条。如果被试者的反应时间超过3 000 ticks，则程序默认为失败，并自动显示下一个数据。

本次试验一共有26位母语为汉语，第二语言为英语，具有英语专业硕士学位，年龄在23至30岁的被试者。为了保证数据的科学性，26位被试者被随机平分为两组，第一组先参加中文数据的测试，后参加英语数据的测试，第二组反之。

在试验开始前，为了提高试验数据的有效性，被试者将首先观看试验操作的演示，并在事先准备好的小测试上演示两遍，从而保证正式测试时能够避免不必要的失误。试验结束后，Excel、DMDX以及SPSS等分析软件将会对试验数据进行系统的分析，从而论证试验的三个设想是否成立。

4 试验结果

1)颜色干扰会延长被试者对语义理解的反应时间。被试者在颜色干扰的情况下，对语义理解的反应时间明显变长，错误率更高。表1列出的是被试者在字义颜色一致和不一致两种情况下对语义理解的反应时间均值(Mean RT)和有效反应时间均值(AR the correct)，单位为毫秒(ms)。该实验结果验证了本文第一个假设，即颜色干扰会延长被试者对语义理解的反应时间。

表1 字义颜色一致和不一致两种情况下的反应时间平均值

2)被试者对母语的语义理解反应时间和对第二语言的语义理解的反应时间相似。从表2可以看出，被试者对母语的语义理解反应时间与其对第二语言(英语)的语义反应时间相比，平均反应时间要长将近30毫秒。

表2 中英文数据的反应时间平均值

为了更好地分析这组数据，找出导致这种差异的具体原因，将第二组数据又细分为两种情况，即表3和表4所示。在字色一致的情况下，只有中文颜色字这个系列的数据的数值(583.504 ms)大于英语颜色字的数值(519.481 ms)，其他两组数据则相反。而在颜色干扰的情况下，三组数据中只有中文隐性颜色词这组数据的反应时间均值(858.695 ms)大于英语隐性颜色词的反应时间均值(669.475 ms)，其他两组均为中文数据的数值小于英语数据的数值。

表3 字义颜色一致时，中英文三组数据的反应时间平均值

表4 字义颜色不一致时，中英文三组数据的反应时间平均值

经过专业统计软件SPSS的分析，虽然试验得出的数据与最初的试验设想存在着30毫秒的差异，但其分析得出的p值小于0.5，表明两组数据的差异并不显著。这意味着对于26位被试者而言，他们对于中文和英文数据的反应时间相似，即被试者对母语的语义理解反应时间和对第二语言的语义理解的反应时间相似。

通过分析实验数据，发现造成这种试验结果的原因可能有以下两点:首先，26位被试者的第二语言为英语并具有英语专业硕士学位，因此所有他们掌握的英语都处于较高水平。同时，试验中给出的数据均为日常生活的基本词汇，因此对本次试验的被试者而言，语言的差异并不显著;其次，试验给出的部分数据对被试者而言，熟悉程度有所不同。例如，在中文数据中，“火龙果”一词属于隐性颜色词，设置的颜色条为桃红色和红色。有些来自北方的被试者对该水果并不熟悉，导致其反应时间平均值长达1 060.29 ms，远远高于其他数据。

3)被试数据与其所包含的颜色含义的激活距离越短，被试者的反应时间越短，反之则越长。从实验数据表5可以看出，被试者对颜色字的语义理解的反应时间最短(≈646 ms)，对隐性颜色词的语义理解的反应时间最长(≈803 ms)。

表5 反应时间平均值及有效数据的反应时间平均值

从语言的角度出发，得出表6和表7两组数据，均表明被试者对颜色词的语义理解的反应时间最短，而对隐性颜色词的语义理解的反应时间最长。

表6 中文三组数据的反应时间平均值

表7 英文三组数据的反应时间平均值

表8显示了在字义颜色一致和不一致两种情况下，三组数据的反应时间平均值。在字义颜色一致的情况下的得出的数据与第三条结论相匹配，即颜色字反应时间最短，隐性颜色词反应时间最长。而在颜色干扰的情况下，颜色字反应时间最短，但是反应时间最长的是颜色词这组数据。

表8 字义颜色一致和不一致情况下的反应时间平均值

5 试验结论

根据实验得出的数据，可以得出以下结论:

①颜色干扰会延长被试者对语义理解的反应时间;

②被试者对母语的语义理解反应时间和对第二语言的语义理解的反应时间相似;

③被试数据与其所包含的颜色含义的激活距离越短，被试者的反应时间越短，反之则越长。

除了第二条，其他两条都验证了实验最初提出的假设是正确的，并利用心理语言学当中的激活扩散原型解释了试验中所出现的斯特鲁普效应。当然，试验本身并不是完美的，还是具有很多可以改善的地方。首先，试验中给出的颜色条的干扰程度有所不同，有些属于一个色系，例如黄色和橙色，而有些则分别属于不同的色系，例如红色和蓝色，这都有可能对被试的干扰程度造成影响;其次，被试者本身对于颜色的敏感度不同，有些被试可能本身对于某些颜色的分辨能力低于其他颜色，从而也会影响到他们的反应时间;最后，试验的环境，例如灯光、嘈杂程度等也都有可能影响到被试者在试验时的注意力集中程度。

［1］Stroop，John Ridley.Studies of Interference in Serial Verbal Reactions［J］.Journal of Experimental Psychology，1935(18):643-662.

［2］MacLeod，C.M..Half A Century of Research on the Stroop Effect:An Integrative Review［J］.Psychological Bulletin，1991(2):163-203.

［3］Golden，C.J.Stroop Color and Word Test:A Manual for Clinical and Experimental Uses［M］.Chicago，Illinois:Skoelting，1978:1-32.

［4］Collins，A.M..Loftus，E.F..A Spreading Activation Theory of Semantic Processing［J］.Psychological Review，1975(82):407-428.

Color Effect on Semantic Understanding Based on Spreading Activation Models

PENG Jing-jing
(School of Foreign Languages，Changzhou University，Changzhou 213164，China)

The Stroop Effect refers to the experiment of the interference of reaction time in psychology.On the basis of Stroop Effect，by adopting DMDX software design psycholinguistic tests，the paper sets up three different sets of experimental dada based on the theory of spreading activation model to test the when there is a conflict between the printing color of a word and the meaning of the word to select the semantic in color instead of the printing color.Analyzed by SPSS software，the test proposes there are three assumptions:color effect can influence the semantic understanding obviously and the greater the semantics within the meaning of the color，the longer reaction time.

spreading activation models;the Stroop Effect;incongruent color;semantic understanding;psycholinguistics

H 03

A

1672-2434(2012)02-0050-04

2011-12-10

彭晶晶(1986-)，女，助教，从事研究方向:语言学