反应模式对时间空间一致性效应的影响

郝海平 范 宁

(河北大学教育学院，保定 071002)

1 引言

人类在理解时间时会借助前后、上下、左右的空间方位，表现出时间空间一致性效应。例如，未来词出现在人脸前面、过去词出现在人脸后面（Torralbo, Santiago, & Lupiáñez, 2006）或对未来词做向前推动拉杆的反应、对过去词做向后拉动拉杆的反应（Sell & Kaschak, 2011），被试反应更快。此外，受阅读和书写习惯的影响，当过去词出现在左边、未来词出现在右边或者过去词用左手反应、未来词用右手反应时，被试反应更快（Ouellet, Santiago, Funes, & Lupiáñez, 2010）。

时间空间一致性效应的心理现实性已经得到了证实，但是对时间空间一致性效应中的时间和空间的关系，心理学家提出了两种不同的解释观点：量值理论（a theory of magnitude, ATOM）和隐喻构念观（metaphorical structuring view）。量值理论认为，时间和空间相互影响，人脑中存在重叠脑区管理时间和空间（Walsh, 2003）。对时间距和空间距的研究发现，在控制感觉通道（Cai &Connell, 2015）和任务难度（Homma & Ashida,2015）的情况下，时间和空间相互影响并且影响程度相同。而Bottini和Casasanto（2013）对儿童的研究只发现了空间对时间的影响，这支持隐喻构念观。隐喻构念观认为，时间和空间的关系是非对称的（陈燕, 黄希庭, 2006），会受语言习惯、反应模式等的影响。

语言习惯对时间空间一致性效应的影响已经得到很多研究的证实。首先，对英语被试和汉语被试的研究发现，英语中习惯用“forward”表示未来，例如“I look forward to your reply”，用“back”表示过去，例如“I look back on my childhood”。与之相反，汉语中习惯用“前”表示过去，例如“前天”，用“后”表示未来，例如“后天”。这导致在理解时间时，英语被试认为未来在前，过去在后；汉语被试认为过去在前，未来在后（Chen, 2014）。其次，英语被试习惯通过前后方向理解时间，汉语被试习惯通过垂直方向理解时间，例如“上个月、下个月”。在汉语书面语中，有36%的时间空间一致性效应是垂直方向的（Chen, 2007），并且这种垂直方向的时间空间一致性效应具有相当程度的稳定性（张颖颖,于方静, 周治金, 陈宝国, 2016）。

但是，对于反应模式是否会影响时间空间一致性效应，前人的研究还存在一些分歧。Eikmeier,Hoppe和Ulrich（2015）的研究发现，无论是要求被试口头反应还是按键反应，都出现了未来/前、过去/后的一致性效应，并且两者之间的效应量差异不显著，而李恒和张积家（2016）的研究结果与之相反。造成这种分歧的原因可能是，英语和汉语的语言习惯不同。对于英语被试，无论是口头反应还是按键反应，都会激活未来/前、过去/后的一致性效应。而汉语被试在口头反应中可能会受到语言习惯的影响，激活未来/后、过去/前的一致性效应；在按键反应中可能会受到感知觉经验的影响，激活未来/前、过去/后的一致性效应。除了前后方向，汉语被试在上下方向也存在时间空间一致性效应（张颖颖等, 2016），上下方向的时间空间一致性效应可能跟前后方向一样，也存在语言习惯和感知觉经验的冲突。而在左右方向，汉语中不存在用“左、右”方位词来表征时间的词语，左右方向的时间空间一致性效应可能不受反应模式的影响。

此外，Louwerse和Jeuniaux（2010）提出，人类对比较具体的材料会激活“知觉符号（perceptual symbol system）”，对比较抽象的材料会激活“命题符号（propositional symbol system）”。按键反应包含空间方位、运动方向等具体信息，可能会激活知觉符号；口头反应缺乏这些信息，是一个纯粹的言语反应，可能会激活命题符号（Barsalou,1999）。命题符号理论认为，概念的加工是完全语法的，其联结强度与反应模式无关（李金星, 王振宏, 2015），那么在口头反应中，时间与前后、上下、左右空间的联系程度应该是相同的。而知觉符号理论则认为，时间与空间的联系程度会受到方向的影响。

因此，本研究将用汉语时间词从前后、上下和左右3个方向，探讨单手移动按键和口头报告两种反应模式对时间空间一致性效应的影响。以检验反应模式和汉语表达习惯是否会影响时间空间的一致性关系，以及二者之间的联结强度。如果反应模式不影响汉语被试的时间空间一致性效应的联结方向则支持量值理论，否则可能支持概念隐喻理论；如果就某一反应模式而言，不同空间方位之间的时间空间一致性效应量相同，则支持命题符号理论，否则可能支持知觉符号理论。

2 实验1 反应模式对前后方向的时间空间一致性效应的影响

2.1 方法

2.1.1 被试

本科生和研究生35名（男18人，女17人，平均年龄22.13岁）。其中，3人因错误率高于15%被剔除。视力或矫正视力正常，实验结束后得到少量报酬。

2.1.2 实验设计

2（反应模式: 口头反应、单手移动按键反应）×2（时间词: 过去、未来）×2（方向: 前、后）的被试内设计。

2.1.3 实验材料

采用顾艳艳和张志杰（2012）、冯宁（2015）的研究中使用的实验材料。时间词共42个，其中21个过去词（例如：昨天），21个未来词（例如：明天）。挑选其中带有“前”、“后”的8个词（过去词和未来词各4个）作为练习材料，其余34个词作为正式材料。

2.1.4 实验仪器

采用E-Prime 2.0软件编程，仪器为联想启天M7150台式电脑一部（屏幕19英寸），反应盒、麦克风各1个。

2.1.5 程序

被试坐在单独的座椅上，右手放在反应盒上，将“绿色键”和“黑色键”作为反应键，“红色键”作为开始键，3个按键按照远（黑）、中（红）、近（绿）的方向平置于桌子上。反应盒的每个按键都是边长1 cm的正方形，红色键到绿色键和黑色键的距离都是4 cm。显示器放在被试面前60 cm的地方，与被试视线水平。

实验开始时，被试的食指放在红色键上。首先呈现白色注视点（“+”）500 ms，随后在该位置呈现时间概念的双字词4000 ms。要求被试既快又准地判断该词的时间属性，对其时间属性做口头判断或按键判断。判断之后词汇消失，1000 ms的空屏后进入下一个试次。

实验根据反应模式和一致性分为4个block，按键/一致、按键/不一致、口头/一致、口头/不一致。实验1的按键/一致block中，要求被试对过去词按绿色键，对未来词按黑色键；按键/不一致block中，要求被试对过去词按黑色键，对未来词按绿色键；口头/一致block中，要求被试对过去词口头回答“前”，对未来词口头回答“后”；口头/不一致block中，要求被试对过去词口头回答“后”，对未来词口头回答“前”。按键采用单手移动按键，手指起始位置在红色键，每次判断完成后，都要再回到红色键。4个block之间进行了平衡，每个block开头有2个缓冲试次，其后是68个正式试次。

2.2 实验结果

首先用Excel剔除错误试次以及反应时低于250 ms和超过2500 ms的试次，得到最终数据。每个被试的错误率均低于10%。之后根据M±3SD的标准剔除极端值，占全部数据的5.5%。实验数据用SPSS 19.0录入并处理。实验结果见表1。

表 1 前后方向的平均反应时与正确率（M±SD）

对反应时进行重复测量方差分析，结果表明，反应模式主效应在被试分析中不显著，F1（1,31）=0.12，p=0.733；在项目分析中显著，F2（1,32）=4.55，p=0.041，=0.13，口头反应比按键反应快。其它主效应均不显著（ps＞0.05）。

词汇的时间属性与空间位置的交互作用显著，F1（1, 31）=11.45，p=0.002，=0.27；F2（1,32）=39.16，p＜0.001，=0.55。其它两因素交互作用均不显著（ps＞0.05）。

反应模式、词汇的时间属性与空间位置三者交互作用显著，F1（1, 31）=30.67，p＜0.001，=0.50；F2（1, 32）=307.48，p＜0.001，=0.91。简单简单效应分析表明，在按键反应中，对未来词按远离身体的键显著快于按靠近身体的键，F1（1,31）=8.72，p=0.006，=0.22；F2（1, 32）=22.30，p＜0.001，=0.41；对过去词按靠近身体的键显著快于按远离身体的键，F1（1, 31）=5.94，p=0.021，=0.16；F2（1，32）=17.60，p＜0.001，=0.36。口头反应中，对未来词回答“后”显著快于回答“前”，F1（1, 31）=15.29，p＜0.001，=0.33；F2（1，32）=54.91，p＜0.001，=0.63；对过去词回答“前”显著快于回答“后”，F1（1,31）=26.68，p＜0.001，=0.46；F2（1, 32）=119.80，p＜0.001，=0.79。

对正确率进行重复测量方差分析，结果表明，各主效应、两两交互作用和三因素交互作用均不显著（ps＞0.05）。

实验1发现，反应模式逆转了时间空间一致性效应的方向，按键反应激活了了未来/前、过去/后的一致性效应，口头反应激活了未来/后、过去/前的一致性效应。

3 实验2 反应模式对上下方向的时间空间一致性效应的影响

3.1 方法

3.1.1 被试

本科生和研究生35名（男17人, 女18人, 平均年龄22.43岁）。其中，3人因错误率高于15%被剔除。视力或矫正视力正常，实验结束后得到少量报酬。

3.1.2 实验设计

2（反应模式: 口头反应、单手移动按键反应）×2（时间词: 过去、未来）×2（方向: 上、下）的被试内设计。

3.1.3 实验材料

实验材料同实验1。区别在于，挑选其中带有“上”、“下”的8个时间词（过去词和未来词各4个）作为练习材料，其余34个词作为正式材料。

3.1.4 实验仪器

实验仪器同实验1，区别在于将反应盒竖立起来，构成上（黑）、中（红）、下（绿）的垂直按键模式。

3.1.5 程序

刺激呈现参数同实验1。口头反应的一致性条件为：过去词回答“上”，未来词回答“下”；不一致条件为：过去词回答“下”，未来词回答“上”。按键反应的一致性条件为：未来词按黑色键，过去词按绿色键；不一致条件为：未来词按绿色键，过去词按黑色键。

3.2 实验结果

首先用Excel剔除错误试次以及反应时低于250 ms和超过2500 ms的试次，得到最终数据。每个被试的错误率均低于10%。之后根据M±3SD的标准剔除极端值，占全部数据的6.4%。实验数据用SPSS 19.0录入并处理。实验结果见表2。

表 2 上下方向的平均反应时与正确率（M±SD）

对反应时进行重复测量方差分析，结果表明，空间位置主效应显著，F1（1，31）=10.47，p=0.003，η=0.25；F2（1，32）=7.40，p=0.010，η=0.19。被试对上方的反应显著快于下方。词汇的时间属性主效应在被试分析中显著，F1（1，31）=6.03，p=0.020，η=0.16，被试对过去词的反应显著快于未来词；在项目分析中不显著（p＞0.05）。其它主效应和两两交互作用均不显著（ps＞0.05）。

反应模式、词汇的时间属性与空间位置三者交互作用显著，F1（1, 31）=11.08，p=0.002，η=0.26；F2（1, 32）=71.85，p＜0.001，η=0.69。简单简单效应分析表明，按键反应中，对未来词按上边的键显著快于按下边的键，F1（1, 31）=7.65，p=0.010，η=0.20；F2（1, 32）=15.23，p＜0.001，η=0.32。对过去词按下边的键与按上边的键差异不显著（p＞0.05）。口头反应中，对未来词回答“下”与回答“上”差异不显著（p＜0.05）。对过去词回答“上”显著快于回答“下”，F1（1,31）=11.61，p=0.002，η=0.27；F2（1, 32）=32.80，p＜0.001，η=0.51。

对正确率进行重复测量方差分析，结果表明，各主效应、两两交互和三因素交互作用均不显著（ps＞0.05）。

与实验1结果相同，实验2也发现不同的反应模式激活了相反的时间空间一致性效应。按键反应中，被试对未来词做向上的反应更快；口头反应中，被试对过去词回答“上”反应更快。实验3将在左右方向上继续探讨这一问题。

4 实验3 反应模式对左右方向的时间空间一致性效应的影响

4.1 方法

4.1.1 被试

本科生和研究生34名（男18人, 女16人, 平均年龄22.10岁）。其中，2人因错误率高于15%被剔除。视力或矫正视力正常，实验结束后得到少量报酬。

4.1.2 实验设计

2（反应模式: 口头反应、单手移动按键反应）×2（时间词: 过去、未来）×2（方向: 左、右）的被试内设计。

4.1.3 实验材料

实验材料同实验1。区别在于，随机挑选其中8个时间词（过去词和未来词各4个）作为练习材料，其余34个词作为正式材料。

4.1.4 实验仪器

实验仪器同实验1、2，区别在于将反应盒水平横向放置，构成左（绿）、中（红）、右（黑）的水平按键模式。

4.1.5 程序

刺激呈现参数同实验1、2。口头反应的一致性条件为：过去词回答“左”，未来词回答“右”；不一致条件为：过去词回答“右”，未来词回答“左”。按键反应的一致性条件为：未来词按黑色键，过去词按绿色键；不一致条件为：未来词按绿色键，过去词按黑色键。

4.2 实验结果

首先用Excel剔除错误试次以及反应时低于250 ms和超过2500 ms的试次。得到最终数据，每个被试的错误率均低于10%。之后根据M±3SD的标准剔除极端值，占全部数据的6.8%。实验数据用SPSS 19.0录入并处理。实验结果见表3。

表 3 左右方向的平均反应时与正确率（M±SD）

对反应时进行重复测量方差分析，结果表明，反应模式主效应显著，F1（1, 31）=4.61，p=0.040，η=0.13；F2（1, 32）=62.29，p＜0.001，η=0.66。按键反应显著快于口头反应。其它主效应均不显著（ps＞0.05）。

反应模式与空间位置交互作用显著，F1（1,31）=6.64，p=0.005，η=0.18；F2（1, 32）=5.61，p=0.024，η=0.15。词汇的时间属性与空间位置交互作用显著，F1（1, 31）=43.03，p＜0.001，η=0.58；F2（1, 32）=204.26，p＜0.001，η=0.87。简单效应分析表明，过去词按左边的键或回答“左”时，反应更快，F1（1, 31）=33.03，p＜0.001，η=0.52；F2（1, 32）=108.04，p＜0.001，η=0.77。未来词按右边的键或回答“右”时，反应更快，F1（1, 31）=39.43，p＜0.001，η=0.56；F2（1, 32）=96.38，p＜0.001，η=0.75。反应模式与词汇的时间属性交互作用不显著（p＞0.05）。

反应模式、词汇的时间属性与空间位置三者交互作用在被试分析中不显著，F1（1,31）=1.82，p=0.087；在项目分析中显著，F2（1,32）=7.58，p=0.010，η=0.19。简单简单效应分析表明，在按键反应和口头反应中均表现出过去词左边反应快于右边，未来词右边反应快于左边的结果趋势（ps＜0.001）。

对正确率进行重复测量方差分析，结果表明，词汇的时间属性与空间位置交互作用显著，F1（1, 31）=12.74，p=0.001，η=0.29；F2（1,32）=13.62，p=0.001，η=0.30。简单效应分析表明，过去词按左边的键或回答“左”时，正确率更高，F1（1, 31）=8.97，p=0.005，η=0.22；F2（1, 32）=7.64，p=0.009，η=0.19；未来词按右边的键或回答“右”时，正确率更高，F1（1,31）=9.36，p=0.005，η=0.23；F2（1, 32）=6.03，p=0.020，η=0.16。其它各主效应、两两交互作用和三因素交互作用均不显著（ps＞0.05）。

实验3发现，单手移动按键反应和口头反应都激活了未来/右、过去/左的一致性效应。反应模式不影响左右方向的时间空间一致性效应。

5 3个实验效应量结果的综合分析

实验1、实验2和实验3的材料和范式相似，所以将3个实验的结果做综合分析。为了使基线标准化，采用比例法计算效应量，即一致性效应的效应量等于不一致条件下的反应时减去一致条件下的反应时之差除以两者之和（刘湍丽, 白学军,2017）。

将3个实验中过去词和未来词的效应量进行平均，对效应量进行2（反应模式: 口头反应、单手移动按键反应）×3（方向: 前后、上下、左右）的重复测量方差分析，反应模式为被试内变量，方向为被试间变量。由于3个实验的材料略有区别，因此只进行被试分析。结果表明，反应模式主效应显著，F（1, 93）=6.12，p=0.015，η=0.06。口头反应的效应量显著大于按键反应。方向主效应显著，F（2, 93）=11.39，p＜0.001，η=0.20。左右方向的效应量（0.07±0.008）显著大于前后方向（0.04±0.008）和上下方向（0.02±0.008）（ps＜0.05），前后方向的效应量和上下方向差异不显著（p＞0.05）。

反应模式和方向的交互作用显著，F（2, 93）=3.29，p=0.042，η=0.07。简单效应分析表明，在按键反应中方向的简单效应显著，F（2, 93）=8.18，p=0.001，η=0.15；在口头反应中方向的简单效应显著，F（2, 93）=8.60，p＜0.001，η=0.16。多重比较分析表明，按键反应中，左右方向的效应量显著大于前后方向和上下方向（ps＜0.01），前后方向的效应量和上下方向差异不显著（p＞0.05）；口头反应中，左右方向和前后方向的效应量显著大于上下方向（ps＜0.01），左右方向的效应量和前后方向差异不显著（p＞0.05）。前后方向中，口头反应的效应量显著大于按键反应，F（1, 93）=11.67，p=0.001，η=0.11；上下方向和左右方向中，口头反应和按键反应的效应量差异不显著（ps＞0.05）。

效应量的结果发现，反应模式和方向共同影响时间和空间之间的联系强度。

6 综合讨论

6.1 隐喻构念观与量值理论对时间空间一致性效应的解释

综合3个实验的结果，汉语被试在理解时间时会激活“前、后”、“上、下”、“左、右”的空间概念，存在从前到后、从后到前、从上到下、从下到上、从左到右五条心理时间线。

实验1和实验2中，单手移动按键反应和口头反应激活了方向相反的时间空间一致性效应。对英语被试的研究发现，反应模式不会影响前后方向的时间空间一致性效应的方向以及效应量（Eikmeier et al., 2015），符合量值理论的假设。但本研究发现，过去词和未来词可以分别与“前”、“后”、“上”、“下”结合到一起，时间和空间不是严格一一对应的，会随着任务和语言的不同而改变，不支持量值理论的观点。并且，反应模式会影响时间和空间的联系强度，这同样与量值理论的观点不一致，更支持隐喻构念观的理论解释。

实验3中，单手移动按键反应和口头反应均激活了过去/左、未来/右的时间空间一致性效应。并且，两种反应模式的效应量差异不显著。这一结果似乎更符合量值理论的假设，但是由于汉语中没有用左右方向来表述时间观念的语言习惯。因此，隐喻构念观同样可以解释该实验结果。

综合对比前后、上下、左右方向的时间空间一致性效应，结果更符合隐喻构念观的假设。反应模式是否会影响时间空间一致性效应的方向或效应量，取决于语言习惯中的时间和空间的关系与感知觉经验中的时间和空间的关系是否存在冲突。若语言习惯中的时间和空间的关系与感知觉经验中的时间和空间的关系冲突，例如本研究前后方向和上下方向，反应模式就会影响时间空间一致性效应。按键反应会激活感知觉经验形成的时间空间一致性效应，口头反应会激活语言习惯形成的时间空间一致性效应。

6.2 时间概念表征中的命题符号理论与知觉符号理论

知觉符号理论认为，人类的认知加工与感知觉系统是分不开的，时间和空间的关系会受到反应模式、感觉通道和方向的影响（谢久书, 张常青,王瑞明, 陆直, 2011; 张积家, 宋宜琪, 2012）。而命题符号理论则认为，时间和空间之间的联系是一种非模态符号之间的联系，那么时间和空间的关系不会受到反应模式等的影响（Ouellet, Santiago,Israeli, & Gabay, 2009）。

综合3个实验的效应量的分析结果表明，在按键反应中，左右方向的效应量显著大于前后和上下方向，更支持知觉符号理论的解释。左右方向的时间空间一致性效应与人们的阅读和书写习惯有关（Casasanto & Bottini, 2014），时间可能更容易激活左右方向的手动知觉。

然而，在口头反应中，前后方向和左右方向的效应量差异不显著，更支持命题符号理论的解释。上下方向的效应量最小，可能与汉语语言习惯有关。汉语中包含上下方向的时间词更多（Chen, 2014），随着语言使用频率的增加，人们在思考时间时不一定要激活上下空间，造成上下方向的时间空间一致性效应不完整（宋宜琪, 张积家, 许峥烨, 2013）。另外，汉语被试在前后方向可能更多地使用命题符号进行时间表征（李恒, 张积家, 2016），导致前后方向中，口头反应的效应量显著大于按键反应。

因此，效应量分析中反应模式与方向间的交互作用说明，知觉符号和命题符号可能并不是对立的，人类对时间空间的表征可能综合了命题符号和知觉符号两种方式（Dove, 2009）。知觉符号表征和命题符号表征同时存在，按键反应会激活知觉符号，口头反应会激活命题符号。

7 结论

（1）口头反应和单手移动按键反应都会激活时间空间一致性效应。

（2）前后、上下和左右方向的时间空间一致性效应会受语言习惯和反应模式的影响而产生变化，支持隐喻构念观。

（3）汉语被试对时间概念的表征综合了命题符号和知觉符号。