表征动量的典型运动效应*

董 蕊1, 何文盛2

(1.浙江财经大学 工商管理学院,浙江 杭州 310018;2.浙江师范大学 体育与健康科学学院,浙江 金华 321004)



表征动量的典型运动效应*

董 蕊1, 何文盛2

(1.浙江财经大学 工商管理学院,浙江 杭州 310018;2.浙江师范大学 体育与健康科学学院,浙江 金华 321004)

表征动量是指观察者对运动物体的最终位置的记忆沿着物体运动的方向发生偏移的现象.使用现实世界中人们熟悉的物体作为刺激材料,通过3个系列实验,探索个体关于物体典型运动的经验对表征动量的影响.结果发现：1)当刺激物进行前进和后退运动时,所有刺激材料均出现表征动量现象,前移位量不受刺激材料生命属性的影响,即有生命属性刺激、无生命属性刺激和物理刺激的偏移加权均数不存在差异；2)表征动量存在典型方向效应,即相比于倒退运动,前进运动产生的偏移量更大.这说明表征动量在一定程度上具有认知可渗透性.

表征动量;移位;诱导运动;认知的可渗透性;典型运动效应

0 引 言

表征动量是指观察者对运动物体的最终位置的记忆沿着物体运动的方向发生偏移,该现象最早由Freyd发现[1-2].常用的研究范式分为诱导运动[2]和平滑运动[3].Freyd等[2]的实验采用了诱导运动(implied motion),即运动的物体从一个位置到另一个位置之间的跨度大(低频呈现),而被试的反应多为被动判断；Hubbard和Bharucha[3]的实验采用了平滑运动(smooth motion),即高频呈现目标使被试感知为物体在做持续的运动,而被试的反应方式多为主动定位.

表征动量受到很多因素的影响,如视觉刺激呈现的背景[4]、刺激呈现的感觉通道[5-6]、观察者年龄或精神特征[7]及行为反应的反馈形式[8]等.Hubbard[9-10]对此进行了全面总结,本文不再赘述.绝大多数的表征动量研究使用简单的几何图形为刺激材料(如圆或矩形),仅有少数研究使用现实生活中为人们所熟知的物体为刺激材料[11-14].如Halpern等[12]使用狐狸、摩托车、犀牛和卡车等图片作为刺激材料,发现它们均出现表征动量,且水平向右运动比水平向左运动的前移量更大.Nagai等[15]使用汽车图片作为刺激材料,结果发现,当汽车前进时,出现表征动量;当汽车倒退时,未出现表征动量,表现出典型运动效应(typical motion effect).表征动量的产生机制目前存在很大争论.早期研究大多将这种偏差归因于高水平认知加工过程,即当运动目标消失后,个体通过心理表征对其位置进行自上而下的推测;而强调知觉因素的观点认为,低水平的知觉因素(眼睛的过度追踪、知觉适应、反应延迟)是产生表征动量的决定因素[16].研究个体在生活中更熟悉的物体的表征动量,探究当物体的运动朝向与其实际运动方向相矛盾,可能更有助于我们探索高水平认知加工过程对表征动量的影响.

本研究设3个实验,均使用真实世界中的物体图片为刺激材料.实验1验证物体的运动方向与其身体朝向一致(即前进运动)时,物体会出现表征动量,且表征动量的大小不会受到物体生命属性与否的影响;实验2检验物体的运动方向与其身体朝向不一致(即倒退运动)时,人们关于物体典型的运动方向经验与实际运动的矛盾是否影响表征动量的大小;实验3对实验1和2的程序及材料进行了调整,重复验证前面2个实验的结果.

1 实验1

1.1 实验设计

单因素被试内设计.自变量为刺激属性(无生命、有生命、物理刺激);因变量为偏移加权均数.实验假设:1)所有刺激均出现表征动量现象;2)表征动量大小不会受到刺激属性的影响.

1.2 被试

大学生21名(其中男性8名,女性13名),平均年龄为(20.05±1.32)岁.

1.3 实验材料和仪器

刺激图片为计算机制作的真实世界中存在的物体.有生命的刺激为动物图片(狐狸和狗);无生命的刺激为交通工具图片(卡车和汽车);物理刺激为几何图形(灰色椭圆和矩形)作为控制组.所有图片大小为100×75像素(视角为3.60°×2.69°).动物图片和交通工具图片来源于张清芳和杨玉芳的图片库[17].单次试验包含4个连续呈现的图片,图片中物体的位置相差50像素(视角约为1.79°),背景为白色.第1个诱发刺激处于屏幕左侧和屏幕中线的中间位置,或屏幕中间位置,或屏幕中线和屏幕右侧的中间位置.探测刺激距离记忆刺激的位置分别为下列9种情况之一：-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12像素(对应视角分别为:-0.43°,-0.32°,-0.21°,-0.11°,0°,0.11°,0.21°,0.32°,0.43°).每名被试共进行288次正式试验:16(9种探测位置,其中0°位置出现8次,以保证“相同”反应和“不同”反应按键次数平衡)×3(起始位置)×6(刺激对象).正式实验前,被试进行9个练习试验,每个探测位置(9)均练习1次,每个起始位置练习3次,每个刺激对象至少练习1次.

计算机显示屏大小为320 mm×240 mm,刷新率为82 Hz,分辨率为1 024×768像素.被试距显示屏50 cm.

1.4 实验程序

单次试验流程见图1(a).具体步骤：1)按空格键进入试验;2)屏幕中央首先呈现注视点500 ms;3)诱导刺激在计算机屏幕上依次呈现250 ms,刺激间的时间间隔(空白屏)为250 ms.在记忆刺激呈现后,出现探测刺激.探测刺激呈现3 000 ms,在此期间等待被试作出位置是否相同的按键反应;4)进行下一次试验.试验间隔时间为2 000 ms.

1.5 实验结果

为防止被试在作出反应时没有集中注意,试验删除标准为:1)反应时小于150 ms或大于3 000 ms的试验[14];2)计算每个被试在所有试验中反应时的平均数和标准差,删除3个标准差之外的试验数据[14];3)如果个别被试的删除数据超过总试验次数的25%,则删除该被试的数据[18].根据前2条标准,共删除试验186个,占总次数的3.08%.

表征动量研究中以诱导运动范式呈现刺激和被动判断进行反应时,常用的计算指标是偏移加权均数,即各个探测刺激的位置(包括方向和距离)与在此位置做“相同”反应次数的百分比之积的和,再除以所有试验(trials)中做“相同”反应次数的百分比.加权均数的正负表示偏移方向,“+”表示沿着诱导运动方向向前偏移,“-”表示沿着诱导方向向后偏移.加权均数的绝对值表示偏移程度,绝对值越大,说明偏移程度越大.加权均数显著大于0,说明发生表征动量现象[19].不同刺激属性下,每个探测位置上(视角)个体详细的按键反应情况见表图2;不同刺激属性下的偏移加权均数见表1.

当刺激属性为无生命物体时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=8.826,p<0.001;当刺激属性为有生命物体时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=7.466,p<0.001;当刺激属性为物理刺激时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=4.040,p<0.001.在上述3种条件下,均出现了表征动量现象,支持了假设1.以刺激属性为自变量,偏移加权均数为因变量进行单因素重复测量方差分析.球形检验(Mauchly′s Test of Sphericity)的结果显示,刺激属性的球形均匀一致性的假设不成立,p<0.001.刺激属性的主效应不显著(Greenhouse-Geisser校正),F(1.036,20.724)=1.341,p=0.262.上述结果支持了假设2.

2 实验2

2.1 实验设计

单因素被试内设计.自变量为刺激属性(无生命、有生命、物理刺激);因变量为偏移加权均数.实验假设:刺激属性的主效应显著,相对于几何图形,有生命的和无生命的运动物体的表征动量效应减弱或者不出现.

2.2 被试

大学生21名(其中男性10名,女性11名),平均年龄为(20.05±1.66)岁.

2.3 实验材料和仪器

材料与仪器与实验1相同.实验2与实验1的唯一区别在于实验1中物体运动的方向和其身体朝向一致,而实验2中物体运动的方向和其身体朝向不一致,即实验1中物体是做前进运动,实验2中物体是做倒退运动.

2.4 实验程序

同实验1.单次试验的流程见图1(b).

2.5 实验结果与分析

根据实验1的前2条数据处理标准,共删除试验150个,约占总试验次数的2.48%.不同刺激属性下,每个探测位置上(视角)的“相同”反应百分比见图3;不同刺激属性下的偏移加权均数见表2.

当刺激属性为无生命物体时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=9.187,p<0.001;当刺激属性为有生命物体时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=6.047,p<0.001;当刺激属性为物理刺激时,偏移加权均数显著大于0,t(20)=8.699,p<0.001.在上述3种条件下,均出现了表征动量现象.以刺激属性为自变量,偏移加权均数为因变量进行单因素重复测量并进行方差分析,刺激属性的主效应显著,F(2,40)=6.308,p=0.004,η2=0.240.多重比较发现,无生命属性与有生命属性的偏移加权均数差异不显著,t(20)=1.685,p=0.108;无生命属性与物理属性的偏移加权均数差异不显著,t(20)=-1.569,p=0.132;有生命属性的偏移加权均数显著小于物理刺激的偏移加权均数,t(20)=-4.512,p<0.001.

3 实验1和实验2数据比较

实验1和实验2在实验材料和程序方面完全一致,唯一的区别在于运动物体的运动方向是前进运动还是倒退运动,将实验1和实验2的数据结合起来进行处理,相当于2(运动方向)×3(刺激属性)的混合实验设计,其中运动方向为组间变量,刺激属性为组内变量.不同运动形式和刺激属性下的描述性统计见表3.

以运动方向和刺激属性为自变量,偏移加权均数为因变量进行2×3双因素重复测量方差分析,运动方向的主效应显著,F(1,40)=12.976,p=0.001,η2=0.245;刺激属性的主效应不显著(Greenhouse-Grisser校正),F(1.068,42.740)=2.330,p=0.133;运动方向和刺激属性的交互作用不显著(Greenhouse-Grisser校正),F(1.068,42.740)=0.606,p=0.451.事后比较发现,前进运动的偏移加权均数显著大于倒退运动的偏移加权均数,p=0.001.以偏移加权均数为因变量,分别对无生命属性、生命属性和物理刺激在运动方向上进行独立样本t检验,结果发现,对于无生命属性来讲,前进运动的偏移加权均数显著大于倒退运动的偏移加权均数,t(40)=2.848,p=0.008;对于有生命属性来讲,前进运动的偏移加权均数显著大于倒退运动的偏移加权均数,t(40)=2.516,p=0.016;对于物理刺激属性来讲,前进运动与倒退运动的偏移加权均数边缘显著,t(40)=1.940,p=0.059.对于物理刺激属性来讲,前进运动与倒退运动的偏移加权均数边缘显著,这可能是由于在实验2中,物理刺激和其他倒退形式的自然对象刺激相邻呈现,因此受到了相应的影响,即虽然物理刺激本身并不存在前进和倒退的运动形式,但由于其他4种图片全部是以倒退形式呈现的,可能导致被试无意识地认为物理刺激也是以倒退形式呈现的.

4 实验3

实验3变换了刺激材料,对实验1和实验2的结果进行了重复验证.实验3对程序也作了改进.首先,实验1和实验2中,每个组块(Block)中探测位置0°出现8次,而其余的探测位置只出现1次,最初的目的在于保证“相同”反应和“不同”反应按键次数平衡.但由于本研究的表征动量现象本身是一种记忆错觉,上述实验程序的设计只会使被试“相同”反应的按键增多,因此,在实验3中,笔者对程序进行了调整,每个组块中,所有探测位置仅出现1次.其次,Teixeira等[20]的研究表明,刺激的消失位置影响表征动量移位量的大小,但起始位置不影响表征动量的大小.实验3使刺激的消失位置居于屏幕左侧视野的中心、屏幕中心、或屏幕右侧视野的中心,尝试探索消失位置的视野对于表征动量大小的影响.

4.1 实验设计

单因素被试间实验设计.自变量为运动形式(前进,倒退)；因变量为偏移加权均数.实验假设:运动形式影响表征动量的大小,前进运动的前移量大于倒退运动的前移量.

4.2 被试

大学生34名(其中男性9名,女性25名),平均年龄为(21.56±2.79)岁.将所有被试随机分成2组,前进组17名(男4名,女13名),平均年龄(21.47±2.43)岁;倒退组17名(男5名,女12名),平均年龄(21.65±3.18)岁.

4.3 实验材料和仪器

刺激图片来源于MPI数据库(the Max Planck Institute′s picture database),为计算机制作的汽车,大小为100×42像素(视角为3.60°×1.41°).每次试验均包含4个连续呈现的图片,每个图片中汽车的位置相差50像素(视角约为1.68°),背景为白色.第1个诱发刺激处于距屏幕左侧156像素的位置,或距屏幕左侧412像素的位置,或距屏幕左侧668像素的位置.因此,对应的刺激消失位置居于屏幕左侧视野的中心(消失位置1)、屏幕中心(消失位置2),以及屏幕右侧视野的中心(消失位置3).探测刺激的位置与记忆刺激的位置距离为:-12,-9,-6,-3,0,3,6,9,12像素9种情况(视角为-0.4°,-0.3°,-0.2°,-0.1°,0°,0.1°,0.2°,0.3°,0.4°).被试共进行270次正式试验:9(探测位置)×3(消失位置)×10(重复次数).正式实验前,进行9个练习试验,每个探测位置均练习1次,每个起始位置练习3次.

计算机显示屏大小为360 mm×270 mm,刷新率为82 Hz,分辨率为1 024×768像素.被试距显示屏60 cm.

4.4 实验程序

同实验1.单次试验的流程见图1(c).

4.5 实验结果

根据实验1的前2条数据处理标准,共删除试验358个,约占总试验次数的3.90%.不同运动形式下,每个探测位置上(视角)的“相同”反应百分比见图4;不同运动形式和消失位置下的偏移加权均数见表4.

由表4可得，前进运动的偏移加权均数(M=1.15,SD=0.31)显著大于0,t(16)=15.436,p<0.001;倒退运动的偏移加权均数(M=0.77,SD=0.61)显著大于0,t(16)=5.220,p<0.001.说明上述2种条件均出现了表征动量现象.以运动方向为自变量,偏移加权均数为因变量进行独立样本t检验.前进运动的偏移加权均数显著高于倒退运动的偏移加权均数,t(32)=2.246,p=0.032.前进运动在消失位置1的偏移加权均数显著大于0,t(16)=13.451,p<0.001;前进运动在消失位置2的偏移加权均数显著大于0,t(16)=12.919,p<0.001;前进运动在消失位置3的偏移加权均数显著大于0,t(16)=14.440,p<0.001;倒退运动在消失位置1的偏移加权均数显著大于0,t(16)=4.736,p<0.001;倒退运动在消失位置2的偏移加权均数显著大于0,t(16)=5.231,p<0.001;倒退运动在消失位置3的偏移加权均数显著大于0,t(16)=5.189,p<0.001.上述结果说明无论运动方向是前进的还是倒退的,刺激在各个消失位置上均出现了表征动量现象.

以运动朝向和消失位置作为自变量,偏移加权均数作为因变量，进行了重复测量方差分析,发现消失位置的球形均匀一致性的假设不成立,p=0.050,主效应显著,F(1.701,54.437)=5.827,p=0.007,η2=0.154；运动朝向的主效应显著,F(1,32)=5.053,p=0.032,η2=0.136;消失位置和运动朝向的交互作用不显著,F(1.701,54.437)=0.992,p=0.366.事后比较(Bonferroni-Dunn校正)发现,消失位置1的偏移加权均数与消失位置2的偏移加权均数差异不显著,p=0.081;消失位置1的偏移加权均数显著小于消失位置3的偏移加权均数,p=0.017;消失位置2和消失位置3的偏移加权均数差异不显著,p=0.391.这一结果说明消失位置可以影响表征动量的大小.对于水平向右进行诱导运动的刺激来说,位于右侧屏幕的表征动量大于屏幕左侧的表征动量.

5 讨 论

本研究将传统的以几何图形作为刺激材料的表征动量研究推广到现实生活中更为常见的运动物体.3个实验的结果表明,无论刺激对象是动物、交通工具还是几何图形,无论刺激是与日常经验相一致的前进运动还是与日常经验相矛盾的倒退运动,它们的偏移加权均数均大于0,说明均出现了表征动量现象.同时也说明,表征动量是一种普遍存在的错觉现象,这一效应很强,不容易轻易消除.

实验1的结果表明,刺激对象不论是有生命的还是无生命的,它们的表征动量大小不存在差异,即刺激属性不影响表征动量效应的大小.这一结果与Halpern和Kelly的结果相一致[12].实验2在实验1的基础上,将运动方向形式改为倒退运动,以考察典型的运动知识和经验是否影响表征动量大小.结果发现,当运动物体的朝向与其实际运动方向相反时,即物体进行倒退运动时,虽然与人们的日常经验相矛盾,但仍然会出现表征动量现象.说明表征动量效应具有普遍性,是一种很强的运动效应.然而,尽管无生命的交通工具、有生命的动物及物理刺激几何图形均出现表征动量效应,但动物图片的偏移加权均数显著小于物理刺激的偏移加权均数.而实验1的结果显示,刺激对象不论是无生命的、有生命的、还是物理刺激几何图形,它们的偏移加权均数不存在差异.这表明当刺激属性为有生命的动物,且运动形式为倒着走时,其表征动量效应相比于无生命的交通工具和物理刺激几何图形,发生了减弱.这可能与倒着走的动物与人们的日常经验相矛盾有关.在日常生活中,我们会见到倒车,但动物倒着走的现象很少见.这也说明表征动量现象会受到人们日常运动经验和知识的影响,具有一定程度的认知可渗透性,但表征动量效应很强,并不容易消除.当我们将实验1和实验2的数据同时进行考察时发现,前进运动比倒退运动的表征动量效应大,进一步说明表征动量的大小受到人们日常的运动经验和知识的影响.在现实生活中,不管是无生命的交通工具,还是有生命的动物,人们更常见到的它们的运动形式是前进运动,很少见到它们倒退运动.因此,人们对于倒退运动物体的不熟悉性可能影响了表征动量大小.实验1和实验2的结果总体表明,虽然表征动量现象很强,并不容易消除,但表征动量的大小会受到人们头脑中关于运动物体的运动知识和经验的影响,即表征动量在一定程度上具有认知可渗透性.表征动量可能具有典型运动效应.然而,实验1和实验2并非严格意义上的混合实验设计,2个实验进行的时间间隔较长,期间可能会受到一些无关因素的干扰.因此,研究者变换刺激材料并改进实验程序,进行更为严格的实验3以重复验证典型运动效应.研究者在实验1和实验2中对于刺激属性的分类是基于是否具有生命属性,但分类标准亦可以速度作为区分,这是由于交通工具(卡车、汽车)的动力来源是汽油或柴油,而动物(狐狸、狗)的动力来源为生物能本身.为此,我们对40名大学生[全部女性,平均年龄(19.59±1.21岁)]进行了问卷调查,其中67.5%的人(27名)认为区分标准为是否具有生命,其余的人(13名,占32.5%)认为区分标准是外形,没有人认为是以速度或者动力来源进行区分.这一结果证实了研究者对于刺激属性以是否有生命作为区分标准的假设.实验3在实验1和实验2的基础上,通过改进实验程序和变换刺激材料,重复验证运动方向是否影响表征动量的大小.在被试正式进行表征动量的实验以前,我们首先要求被试对实验材料汽车的朝向进行了前后判定,结果表明,100%的被试都对汽车的前方作出了正确判断.前进运动的偏移加权均数显著高于倒退运动的偏移加权均数,说明物体的运动方向影响了表征动量.这一结果重复验证了实验1和实验2的假设.Nagai等[13]认为,物体的指向性(pointedness)影响表征动量的大小.即那些具有尖角形状的物体,当其运动方向与指向性一致时产生的前移量要大于其运动方向与指向性不一致时产生的前移量.本研究3个实验使用的实验材料,在外形上均不具有明显的指向性特征,因此,并不能用指向性解释现有的结果.因此,更合理的解释可能是个体头脑中关于物体的典型运动经验影响了表征动量的大小.本研究3个实验的运动方向均为从左向右,这与我们的阅读方向一致.因此,典型运动效应是否与阅读习惯的影响有关？换句话说,典型运动效应是否可能出现在从右向左运动的方向上？本研究尚未给出直接的答案.未来研究可进行从右向左方向上的典型运动效应研究,以使研究结论更趋完整.

总之,3个实验结果总体表明,虽然表征动量现象很强,并不容易消除,但表征动量的大小会受到人们头脑中关于运动物体的运动知识经验的影响,即表征动量在一定程度上具有认知可渗透性.同时,前进运动的表征动量效应大于倒退运动的表征动量效应,说明表征动量可能存在典型运动效应.

6 结 论

通过本研究的3个实验可以得出如下结论:1)表征动量不受刺激材料生命属性的影响;2)表征动量存在典型运动效应,相比于倒退运动,前进运动产生的表征动量效应更大.表征动量具有认知可渗透性.

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(责任编辑 杜利民)

Thetypicalmotioneffectonrepresentationalmomentum

DONG Rui1, HE Wensheng2

(1.BusinessAdministrationCollege,ZhejiangUniversityofFinance&Economics,HangzhouZhejiang310018,China; 2.CollegeofPhysicalEducationandHealthSciences,ZhejiangNormalUniversity,JinhuaZhejiang321004,China)

Representational momentum (RM) referred to the tendency of observers to "remember" the stopping point of an event as being farther along in the direction of motion than it was in reality. The purpose of this study was to examine that representational momentum was cognitively penetrable, which could be affected by knowledge and experience. This study used figure in life as materials and implied motion through three experiments. The results showed that: 1) When stimulus moved forward and backward, that was, all stimulus occurred representational momentum. However, displacement was not influenced by the life properties of the objects, that was, there was no difference among three stimulus types (vehicle, animal, and geometric figure); 2) There was typical-motion effect in representational momentum, that was, the displacement of forward motion was significantly larger than backward motion. Hence, to a certain extent representational momentum was cognitively penetrable.

representational momentum; displacement; implied motion; cognitively penetrable; typical motion effect

10.16218/j.issn.1001-5051.2015.04.019

2015-04-08；

：2015-04-29

浙江省自然科学基金资助项目(LY14G020010);浙江省社科规划基金资助项目(14NDJC094YB)

董 蕊(1984-),女,河北秦皇岛人,讲师.研究方向：社会心理学及运动心理学.

何文盛.E-mail: wencen@zjnu.cn

B842

：A

：1001-5051(2015)04-0473-08