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时距估计在行走距离知觉中的作用 应用心理学专业硕士研究生吴灵丹 指导教师孙弘进教授 摘要 在空间知觉研究领域，距离知觉是理解人类空间表征和与空间导航的重要窗口。已有的 研究表明，个体在非视觉条件下能利用本体信息和时距信息做出准确的距离判断。研究者 们对本体信息在行走距离知觉中的作用进行了深入而广泛的探讨。而时距估计作为一个心理 变量，因其整合在本体感觉中，其在运动距离知觉中的作用缺乏实证研究。为了弥补这方面 的不足，本研究利用时距估计的分段效应将其从本体感觉中分离出来，单独考察时距估计在 行走距离知觉中的作用。 实验一采用声音读数作为分段刺激。运用时距复制法验证时距估计的分段效应。实验二 采用与实验一相同的声音刺激和研究范式，在视觉信息屏蔽的条件下，操纵时距的分段水平， 考察时距估计和距离知觉的变化实验三，采用线索冲突范式，运用停顿作为分段刺激，考 察本体感和时距估计在非视觉指导的行走距离知觉中的相对权重。研究结果表明： 1 时距估计的分段效应显著。在一段时距内。分段越多时距估计越长。被试能依 靠回忆分段刺激的数目及其间隔时间来复制目标时距。 2 在视觉信息屏蔽，本体信息恒定的行走过程中，操纵分段刺激的数目，距离知觉 与时距估计同步变化，二者具有极其显著的高相关。表明被试主要依靠时距估计 进行距离判断。 3 在视觉信息屏蔽，本体信息和时距估计两种线索同时存在并且相互冲突的情况下， 被试主要利用本体信息来知觉距离。时距估计也发挥一定的作用，但相对本体信 息而言，权重较小。 关键词：距离知觉时距估计本体信息分段效应 e f f e c to fd u r a t i o ne s t i m a t i o no n p e r c e p t i o no f t r a v e r s e dd i s t a n c e p o s t g r a d u a t eo f a p p l i e dp s y c h o l o g y ：w ul i n g d a n s u p e r v i s o r ：p r o f s u nh o n g j i n a b s 仃a c t i nt h er e c e n ts p a t i a lr e s e a r c h e s ，d i s t a n c ep e r c e p t i o nh a sb e e nap r i m a r yc o n c e r n f o ru n d e r s t a n d i n gh o wh u m a nb e i n g se s t a b l i s h e sam e m o r yo fl o c a t i o na n dn a v i g a t e s i na ne n v i r o n m e n t e v i d e n c eh a ss u g g e s t e dt h a ti n d i v i d u a l sc a n p e r c e i v et h e m a g n i t u d eo fat r a v e r s e dd i s t a n c ew i t h o u tv i s i o n i nt h i sc a s e ，i d i o t h e t i ei n f o r m a t i o n a n dp e r c e i v e dd u r a t i o na r et w oc u e st h a tr e m a i na v a i l a b l e w h i l em u c hi sn o wk n o w n a b o u tt h er o l eo fi d i o t h e t i ci n f o r m a t i o ni nt r a v e r s e dd i s t a n c ep e r c e p t i o n , t h es p e c i f i c r o l eo f d u r a t i o nh a sn o tb e e ne x p l o r e d t oi n v e s t i g a t et h ei n v o l v e m e n to ft e m p o r a lm e c h a n i s m si nd i s t a n c ep r o c e s s i n g ， w ec o n d u c t e das e r i e so f s t u d i e si n v e s t i g a t i n ga s p e c t so f t r a v e r s e dd i s t a n c ep e r c e p t i o n -as k i l lt h a tt y p i c a l l yi n v o l v e si n t e g r a t i n gi n p u tf r o mb o t hp r o p r i o c e p t i v ea n d t e m p o r a ld u r a t i o ni n f o r m a t i o n i ne x p 1w ef i r s te x p l o r e ds e g m e n t a t i o ne f f e c ti n d u r a t i o ne s t i m a t i o ni nh o p e so fe s t a b l i s h i n gap r o p e re x p e r i m e n t a lp a r a d i g mw h i c h w ec o u l ds u b s e q u e n t l yr i s et ot e s tt h es p e c i f i cr o l eo fd u r a t i o ne s t i m a t i o no nd i s t a n c e p e r c e p t i o n w et h e nd e e o u p l e dt h et e m p o r a lc u e sf r o mt h ei d i o t h e t i ec u e si no r d e rt o e v a l u a t et h ec o n t r i b u t i o n so fd u r a t i o ne s t i m a t i o nt ot r a v e r s e dd i s t a n c ep e r c e p t i o n i n e x p 2s st r a v e r s e dad i s t a n c ea n dw e r et h e nr e q u i r e dt ow a l ka g a i nt o ；b o t hr e p r o d u c e t h ee x t e n to ft h el e a r n e dd i s t a n c ea n dr e p r o d u c et h ed u r a t i o no ft r a v e l a g a i n i n t e r v e n i n ga u d i t o r ye v e n t ss e r v e da sam e a n so fs e g m e n t i n gt h ed u r a t i o n i ne x p 3 ， s st r a v e r s e dt w od i s t a n c e sa n dw e r er e q u i r e dt om a k ed i s c r i m i n a t i o nj u d g m e n t s r e l a t e dt oe i t h e r ，t h ed i s t a n c ee x t e n to rt h ed u r a t i o no ft r a v e l s e g m e n t a t i o nw a s a c h i e v e db yr e q u i t i n gs st op a u s eb r i e f l yf o rap r e d e t e r m i n e dt i m ep e r i o dd u r i n go n e o f t h ew a l k e dd i s t a n c e s t h em a i nr e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： 1 i td e m o n s t r a t e dac l a s s i cs e g m e n t a t i o ne f f e c ta n do f f e r ss u p p o r tf o rt h e p o s i t i v er e l a t i o nb e t w e e n t h en u m b e ro fi n t e r v e n i n gi n t e r v a l sa n dp e r c e i v e dd u r a t i o n l e n g t h t h em o r ei n t e r v e n i n ga u d i t o r ye v e n t s ( i d e n t i f y i n go d d e v e nd i g i t s ) d u r i n ga t e m p o r a ld u r a t i o n ，t h el o n g e rs u b j e c t s ( s s 3e s t i m a t i o no f d u r a t i o nw a s 2 i tw a sf o u n dt h a tb o t hd i s t a n c ep e r c e p t i o na n dd u r a t i o ne s t i m a t i o nw e r e a f f e c t e db ys e g m e n t a t i o nd u r i n gt r a v e l i n g w h e ni d i o t h e t i ci n f o r m a t i o nw a sh e l d c o n s t a n t ，p e r c e p t i o no f t r a v e r s e dd i s t a n c ew a sr e s p o n s i v et op e r c e p t i o no f t r a v e lt i m e ， t h a ti sr e p r o d u c e dd u r a t i o nl e n g t h sa n dr e p r o d u c e dd i s t a n c em a g n i t u d e sw e r eh i g h l y c o r r e l a t e d 3 w h e ni d i o t h e t i cc u e sw e r ec o n c u r r e n t l ya v a i l a b l eb u ti n d i c a t e dd i f f e r e n t l e n g i ho f d i s t a n c e ，s u b j e c t s d i s t a n c ee s t i m a t e sr e l i e dm a i n l yo l li d i o t h e t i ei n f o r m a t i o n r a t h e rt h a l lo nd u r a t i o ne s t i m a f i o n k e yw o r d s ：d i s t a n c ep e r c e p t i o n ，d u r a t i o ne s t i m a t i o n ，i d i o t h e t i ei n f o r m a f i o n , s e g m e n t a t i o ne f f e c t 独创性声明 9 0 聋1 0 8 学位论文题目：盟堕垡进垄盈焘堕离纽鲎主啦佳用 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者：凌走丹签字日期：州年年月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：承炎甘 签字日期：枷年f 月z 1 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位 通讯地址 导搿知。臻瀑月目日签字日期：护6 年叩月了) 日 电话： 邮编： 1 引言 人类生活在一个瞬息万变的世界里。为了适应环境，探索世界，在激烈的物 种竞争中谋求生存与发展，人类在进化初期就发展起了一套精密而完整的空间知 觉系统。作为高级中枢的人脑能够从复杂的自然环境中全面地收集、灵活地处理 并迅速地整合来自各个感官的信息，形成一个接近真实环境的空间表征，并据此 与环境展开互动。人类能够娴熟地进行空间导航如行走、奔跑等，并以极高的效 率完成各种空间行为，如：抓取、躲避等。这些现象看似简单，其内部过程和机 制却极其复杂。 在近现代科学研究中，这个复杂的空间知觉系统引起了包括心理学、地理学、 人类学在内的各领域研究者们的共同关注( s u n e ta 1 ，2 0 0 4 ；j a n s e n - o s m a r m ，2 0 0 4 ； l o o m i se ta 1 ，1 9 9 9 ，1 9 9 2 ；s a d a l l a & s t a p l i n , 1 9 8 0 ；m o n t e l l o ，1 9 9 7 ；t h o m d y k e ， 1 9 8 1 ) 。然而，由于人脑的复杂性和各方面条件的限制，最初的研究从动物开始。 人类学家和地理学家们通过实地观察和录像分析自然环境中动物的空间行为来 探究动物的空间认知能力。譬如通过拍摄水鸟捕食的全过程，水鸟从发现水中的 游鱼到水平方向减速- 俯冲- 收翅- 潜入水中衔出游鱼飞离水面的整个过程极其迅 捷，通过高精密度的拍摄可以将各阶段分解开来逐一分析，为探究动物的空间知 觉和判断自b 力提供现象学的依据，并能作出相应的理论假设。但是，仅有现象学 的分析还远远不够，为了深入探究空间认知的加工过程和内部机制，心理学家们 对实验室中动物的空间行为和认知能力进行了严密而细致的观察和分析，例如设 计实验让大鼠在水迷宫中认路。动物空间知觉实验为探索人类的空间认知能力提 供了一些参考和借鉴，研究者们普遍认为动物的空间知觉能力相当于人类婴幼儿 的空间知觉水平。但是，由于实验室饲养的动物与自然环境下的动物其空间表征 和认知能力是否相同尚有争议，并且动物的空间认知能力与人类的尤其是成人的 空间认知能力存在很大差异，要探究人类的空间知觉系统，以人作为被试将更直 接也更有说服力。新近的心理学研究开始以儿童或成人为被试，设计实验在室内 和户外两种情景中考察人类的空间认知能力。 已有的空间知觉研究有两大分支：方位知觉研究和距离知觉研究。方位知觉 研究主要考察个体在择路等行为中表现出来的位置感和方向感。距离知觉则是考 察个体利用各种空间信息对动态或静态距离进行判断的能力。距离知觉能力被认 为是更普遍、更重要的空间知觉能力。大量研究对单个或多个距离信息如何被加 工、整合形成距离知觉，以及各个信息线索在距离知觉中的权重进行了分析。由 于视觉通道是人类最主要的信息来源，在距离知觉研究中，视觉线索被公认为最 主要的距离线索。研究者们深入探讨了双眼视差、眼球运动、地面级差、物体相 对大小、遮挡、透视等视觉信息的变化对距离知觉的影响( 参见l o o m i s & k n a p p 1 9 9 9 ) 。本体感觉在运动距离知觉( 如行走距离知觉) 中的作用也得到了广泛的 承认。而时距估计作为一个心理变量，因其整合在本体感觉中，它在运动距离知 觉中的作用鲜有研究。为了弥补这方面研究的不足，本研究旨在从本体感觉中分 离出时距估计的作用，单独考察时距估计在行走距离知觉中的作用。研究涉及距 离知觉、时距估计两个领域。下面，我们将对相关的研究背景进行综述，并在前 人研究的基础上提出我们的研究构想。 1 1 距离知觉研究概述 1 。1 1 距离知觉的分类 距离知觉的研究主要是探查在知觉过程中各种信息线索是如何被加工和整 合的。由于不同的知觉类型涉及不同的信息线索和不同的加工整合过程，因此有 必要对距离知觉进行分类。综述已有的研究，距离知觉主要有以下三种分类。 一种最典型的分类是将距离知觉划分为静态距离知觉和动态距离知觉。所谓 静态距离知觉是指知觉一段静止不动的距离，即观察者相对于这段距离的位置是 固定不变的。静态距离知觉有两种研究范型：一种是以自我为参照的距离知觉 ( p e r c e p t i o no f e g o c e n t r i cd i s t a n c e ) ，一种是以外物为参照的距离知觉( p e r c e p t i o n o f e x o c e n t r i ed i s t a n c e ) 。以自我为参照的距离知觉研究通常是在被试前方放置一 个靶子( t a r g e t ) ，要求被试观察靶子与自己之间的距离，靶子撤去后被试对这 段目标距离做出估计( e s t i m a t i o n ) 或判断( j u d g m e m ) ( s u ne ta 1 2 0 0 4 ；p h i l b e c k e ta 1 ，2 0 0 4 ；p h i l b e c ke ta 1 ，1 9 9 7 ；l o o m i se ta 1 ，1 9 9 2 ) i 以外物为参照的距离知觉研 究通常是在水平或纵深方向放置两个靶子，要求被试观察两物之间的距离，随后， 靶子撤去，被试对这段距离做出估计或判断( e g ，l o o m i se ta 1 ，1 9 9 2 ；p h i l b e e k 2 & l o o m i s ，1 9 9 7 ；l o o m i s p h i l b e c k ，1 9 9 9 ) 。两种参照体系下的静态距离知觉在以 往的研究中受到了广泛的关注，大多数空间距离知觉的研究着重考察了视觉线索 在静态距离知觉中的作用。动态距离知觉，相对而言，研究较少。所谓动态距离 知觉是指知觉一段运动变化的距离。动态距离知觉的研究主要以自我为参照，要 求被试对一段经过的距离( t r a v e r s e dd i s t a n c e ) 做出估计或判断f e g ，s a d a l a s t a p l i n , 1 9 8 0 a 1 9 8 0 b ；j a n s e n - o s m a n n & w i e d e n b a u e r , 2 0 0 4 ) 。动态距离知觉需要 被试在运动过程中及时更新并整合来自各个感官通道的距离信息。这个过程比较 复杂，研究还有待深入。 另一种距离知觉的分类是将距离知觉划分为超视野空间知觉( p e r c e p t i o no f v i s t as p a c e ) ，个体空间知觉( p e r c e p t i o no fp e r s o n a ls p a c e ) 和行为空间知觉 ( p e r c e p t i o no f a c t i o ns p a c e ) ( s u ne t a l ，2 0 0 4 ) 。超视野空间知觉指的是超出视野 范围的较大空间范围内的距离知觉，如判断城市与城市之间的距离。个体空间知 觉指对个体四周可伸手触及的范围内的距离知觉，限定在1 米内。行为空间知觉 介于超视野空间知觉和个体空间知觉之间，在观察者视野范围内但又超出个体伸 手能触及的范围，从1 米到2 0 米通常是行为空间知觉的范围。由于超视野空间 知觉的研究往往要在较大范围内布置实验场景，许多干扰因素难以排除，而个体 空间知觉的研究虽然能在实验室开展，但涉及的范围较小，生态效度较低，因此， 行为空间知觉的研究受到了广泛的关注，研究既可在实验室内进行，也可以在室 外的空地和草坪上进行。 第三种常见的分类是将距离知觉划分为视觉指导下的距离知觉和非视觉指 导的距离知觉。如前所述，视觉信息一直被认为是距离知觉中最重要的线索。大 量的研究集中探讨了视觉指导下的距离知觉( 参见综述l o o m i se t a 1 ，1 9 9 2 ) 。研 究者们通过调控单个或多个视觉线索如双眼视差、地面级差、物体叵常性大小、 光线明度等来考察视觉信息在距离知觉中的作用( e g ，p h i l b e c ke ta 1 ，1 9 9 7 ) 。 研究证实了距离知觉中视觉信息的主导作用。在非视觉指导的距离知觉中，视觉 信息被屏蔽掉，被试只能根据一些非视觉信息来知觉距离。根据p h i l b e c k 等人的 研究，被试的距离知觉在视觉信息充分的条件下比视觉信息微弱的条件下更准 确。在非视觉指导下的距离知觉其准确性比视觉指导下的距离知觉准确性低。然 而一些研究表明，在视觉信息完全剥夺的情况下，被试仅仅利用听、触、嗅和本 体感觉也能做出准确的距离判断( e gs u ne ta 1 ，2 0 0 4 ) 。因此，非视觉指导的距 离知觉过程还有待进一步的研究，非视觉线索加工和整合的过程还需更深入的考 察。 综上所述，非视觉指导的动态距离知觉研究较少，涉及的过程和机制比视觉 指导的静态距离知觉复杂。在本研究中，我们将在已有研究的基础上，探讨行为 空间范围内，非视觉指导的动态距离知觉，以弥补这方面研究的不足。 1 1 2 距离知觉的信息线索 在距离知觉的过程中，视通道信息提供了最主要的信息线索。视觉指导的距 离知觉研究发现被试主要依靠视觉信息来估计和判断距离，相关的研究综述参见 l o o m i s 等( 1 9 9 2 ) 。而在非视觉指导的动态距离知觉中。本体信息( i d i o t h e t i c i n f o r m a t i o n ) 是最主要的知觉线索。在已有的研究中，本体信息被分解为：运动 过程中四肢伸缩产生的肌肉感( p r o p r i o c e p t i v ec u g s ) 、运动加速和旋转引发的前 庭内耳感( v e s t i b u l a rc u e s ) 、以及运动输出信号( m o t o re f f e r e n ts i g n a l s ) 如眼球 转动时的视感信号等。新近的研究发现在视觉指导下的静态距离知觉、视觉指导 下的动态距离知觉和非视觉指导下的动态距离知觉三种条件下，被试判断距离的 准确性十分接近，没有显著差异( s u ne t a l ，2 0 0 4 ) 。这表明，在剥夺视觉线索的 情况下，本体信息能为距离知觉提供足够的线索。 除了上述本体信息，在非视觉指导的动态距离知觉中，另一重要的信息来源 是时距估计。人类生活在具体的时空背景下，运动时间和运动距离存在天然的联 系。在速度恒定的情况下，时间和距离成线形关系。在距离知觉的研究中常常涉 及时距估计的问题，许多研究在分析距离知觉的结果时考虑到了时间的因素并作 了相应的探讨，但是缺乏实证支持，结果的分析和解释大多停留在理论假设层面 ( 参见m o n t e l l o ，1 9 9 7 ) 。实证研究相对缺乏的原因在于：时距估计不是单纯的物 理变量，它是一个心理参数，知觉过程受诸多因素的影响，加工过程和机制十分 复杂；并且，在运动过程中，时距估计通常整合在本体感中，较难被分离。有研 究考察了静态距离知觉与扫描时间之间的关系，结果表明扫描时间越长，知觉到 的距离也越长( g l i c k s o h n , 2 0 0 1 ；t h o m d i k e , 1 9 8 1 ) 。被试有可能利用时问信息来 知觉距离，但由于扫描时间是一个物理量它与物理距离存在线形关系，知觉距 离可能只是随着物理距离增加而增长，而与时间无关。因此，要揭示个体如何利 用时间信息来知觉距离，应该考察时距估计这个心理量与距离知觉的关系，而不 是客观的物理时间与知觉距离的关系。在已有的动态距离知觉研究中，我们也发 现：由于考察的时间不同，研究结果存在很大的分歧。例如：c o h e n & c o o p e r ( 1 9 6 2 ) 在实证研究的基础上提出了t a u 运动效应( t a u m o v e m e n te f f e c t ) ：以恒 定速度闭眼驾驶时，被试能够利用时间信息做出准确的距离判断，这个时间信息 是主观的知觉时间。而s a d a u a 等人却发现：在行走时间恒定的情况下，被试的 距离知觉呈现出较大的变异，被试并不能直接利用行走时间来知觉行走距离 ( s a d a l l a s t a p l i n , 1 9 8 0 ，j a n s e n o s m a n n & w j e d e n b a u e r , 2 0 0 4 ) ，这里讨论的行 走时间是客观测定的物理时间。因此，考察时间线索在距离知觉中的作用，首先 应该对物理时间和主观时间进行区分。被试在综合时间线索知觉距离时，利用的 可能并不是客观的物理时间而是主观的知觉时间即时距估计。这一假设需要进一 步的实证研究。 l 1 3 距离知觉的研究方法 考察距离知觉的信息线索，有三种常用的研究方法：调节线索的可获得性 ( m a n i p u l a t i n gc b ea v a i l a b i l i t y ) ，调节线索之间的关系( m a n i p u l a t i n gt h er e l a t i o n b e t w e e nc u e s ) ，调节线索的模糊性( m a n i p u l a t i n gc u ea m b i g u i t y ) 。调节线索的可 获得性是指通过完全去除一个线索，或者通过比较不同的线索组合下的距离知觉 来考察单个线索在距离知觉中的作用。由于我们所处的自然环境中各种线索常常 是同时可得的，故这种研究范式具有较高的实验效度，但是以牺牲一定的生态效 度为代价。调节线索之阃的关系是指在多种线索同时可得的情况下，通过调节来 自某通道的信息使之与其他通道的信息线索失匹配，从而对单个信息线索的作用 进行考察。这种研究范式亦称线索冲突范式( c u ec o n f l i c tp a r a d i g r n ) 。当各线索 存在固定的联系或共变关系时，制造线索冲突是研究单个线索作用的唯一有效的 范式。调节线索的模糊性是指通过增加或降低某一线索的模糊性如双眼视差、运 动视差、地表级差等，考察距离知觉的变化。这种研究范式有助于理解人脑在不 断变化的现实环境中如何调整并整合信息线索以适应环境，但主要局限于视知觉 的研究中，不太适用于非视觉线索的研究。总而言之，上述三种研究范式各有利 弊，在非视觉指导的行走距离知觉中，由于本体信息与时间信息的耦合关系，我 们只能采用调节线索的可获得性或者线索冲突范式进行研究。 获取距离知觉实验数据的方法也主要有三种：口头报告法( v e r b a lr e p o r t ) 、 再现法( 亦称复制法) ( r e p r o d u c t i o nm e t h o d ) 、比较法( d i s c r i m i n a t i o nm e 山o d ) 。 口头估计法是给被试呈现一段目标距离后以米或英尺为单位估计出这段距离的 长度。由于被试对一米或一英尺的长度概念不同，在正式实验之前通常要给出一 段标准距离作为参照，通过练习获得这一标准后再对目标距离进行估计。再现法 是让被试观察( 或行走) 一段目标距离后，通过调节两物之间或外物与观察者之 间的距离对先前经验的距离进行匹配，或者采用行走的方式复制出目标距离。再 现法不涉及语言和数量单元转换的问题，在研究中应用较广。比较法是给被试呈 现或者让被试经验两段目标距离之后判断哪段距离更长。比较法是一种传统的心 理物理法，标准刺激是恒定的，比较刺激在一定范围内变化，因此又称恒定刺激法。 1 2 时距估计研究概述 1 2 1 时距估计研究范式 在时间认知领域，人类如何估计时间的问题一直困扰着心理学家。一股来说， 心理学家把持续3 5 秒的心理时间称为时间知觉。超过上述范围，人们对持续时 间的体验只能靠记忆或与外界参照如时钟、日历等进行比较而获得，这一过程通 常被称作时距估计，从属于时间记忆的范畴( 刘瑞光，2 0 0 5 ) 。 综述已有的研究，时距估计主要有两种研究范式：预期式时距估计 ( p r o s p e c t i v ep a r a d i g m ) 和回溯式时距估计( r e t r o s p e c t i v ep a r a d i g m ) 。预期式时 距估计又称经验时间，回溯式时距估计又称记忆时间，二者的区别在于被试在实 验之前是否知道要作时间估计或判断。在预期式时距估计研究中，被试在实验前 就被告知刺激呈现后要对目标时间进行估计或判断。在回溯式时距估计研究中， 被试在实验结束时才被告知要对先前经历的某一段时间进行估计或判断。在时距 估计的研究领域，采用预期式时距估计的研究较多，采用回溯式时距估计的研究 相对较少。原因可能在于预期式时距估计的研究可重复多次，而在回溯式时距估 计的研究中，一个被试只能施测一次。回溯式时距估计的研究范型较难平衡被试 的个体差异和消除被试完成实验任务的随机性。并且，为了获得足够的数据，回 6 溯式时距估计的研究需要较大的被试量。因此，在本研究中，我们将采用预期式 时距估计的研究范式对时距估计进行考察。 1 2 2 时距估计理论模型 国内外已有大量的文献对时距估计的理论模型进行了综述( 参见黄希庭等， 1 9 9 3 ，1 9 9 5 ，1 9 9 7 ；刘瑞光，2 0 0 5 ；b l o c k & z a k a y , 1 9 9 7 ；g l i c k s o h n 2 0 0 1 ：z a k a y , 1 9 9 3 ，1 9 9 8 ，2 0 0 4 ，2 0 0 5 ) ，这里仅做一简单概括地介绍。归结起来，时距估计的理 论模型主要有三类：时钟模型、认知模型和综合模型。 内部时钟模型以时钟为原型，假设存在一个中心时钟控制着人类的时间估 计。时钟模型假设时钟是一个“步调器累加器”系统( p a c e m a k e r - a c c u m u l a t o r s y s t e m ) 。步调器按一定频率发射脉冲，累加器累加这些脉冲获得时间知觉。内 部时钟模型强调了各种生理因素如体温、新陈代谢的作用，但较为忽略注意、记 忆等认知因素对时距估计的影响。该理论在动物时间知觉领域受到广泛关注，但 对复杂的人类时间认知过程则不能做出较好的解释。 认知模型以计算机信息加工过程为原型，主要从注意、记忆的角度对时距估 计进行解释。典型的认知模型有两种：注意分配模型( a t t e n t i o na l l o c a t i o n m o d e l ) 和分段模型( s e g m e n t a t i o nm o d e l ) 。注意分配模型提出人的注意资源是有限的， 并且在时间信息和非时间信息之间不断转换；时间信息主要指节奏( r a t e ) 、韵律 ( r h y t h m i c i t y ) 和时序性信息( t e m p o r a lo r d e r i n go f i t c m s ) ，这些信息由认知计时 器( c o g n i t i v et i m e r ) 加工、收集：非时间信息指与时间信息同步的多感官通道信 息，由一般信息加工器进行加工处理( b o l t z ，1 9 9 8 ；g l i c k s o h n ，2 0 0 1 ) 。分配在时 间信息上的注意资源越多，认知计时器收集到的信息就越多，相应地，时距估计 也就越长。大量的研究支持了注意分配模型的假设，在双任务( d u a lt a s k s ) 的 实验中，一段时距内插入的干扰刺激越多，被试分配在认知计时器上的注意资源 越少，知觉到的时间越短( e g ，b r o w n & w e s t , 1 9 9 0 ；b r o w n s t u b b s 。1 9 9 2 ；z a k a y e ta 1 ，1 9 9 4 ；z a k a y , 1 9 9 3 ) 。另一些研究则得出了相反的结论，即干扰刺激越多， 被试知觉到的时问越长( t h o m a s ，1 9 7 5 ；f m n 9 0 i s e ，1 9 9 6 ；b o l t z ，1 9 9 8 ) 。分段模型 解释了这些与注意分配模型的假设相悖的结果。分段模型认为，人们对持续时间 的估计取决于目标时距被分割成片断的数量，各种干扰任务、背景变化以及高优 7 先度事件( h i g hp r i o r i t ye v e n t s ，h e p ) 都会将目标时距分割成单元或片段( p o y n t e r , 1 9 8 3 ) 。 注意分配模型和以分段模型为代表的记忆模型争论了近半个世纪，一些研究 者提出了综合模型。例如：t h o m a s w e a v e r ( 1 9 7 5 ) 提出了整合模型( i n t e g m t l v e m o d e l ) ，认为时距估计是对时间信息和非时间信息综合加工的结果，根据公式： e = a 【p ( t ) 】+ b 【p ( i ) 】，n 和p 表示权重，e 表示估计的时距。由于模型没有详细 的说明每个加工器资源分配的条件，并且对两个加工器的本质也没有做出说明， 模型没有得到广泛的认可。z a k a y ( 1 9 9 7 ) 等提出了注意闸门模型( a t t e n t i o n a l g a t e m o d e l ) 。该模型认为：干扰刺激或干扰任务对时距估计的影响取决于不同的研究 范式。在预期式实验条件下，注意闸门处于开放状态，认知计时器记录起博器发 出的脉冲，不断积累时间信息。干扰刺激会影响注意资源的分配，打断认知计时 器的工作，从而缩短估计的时间。在回溯式实验条件下，注意闸门处于关闭状态， 注意资源集中在非时间信息上，个体对时间的估计主要是根据记忆中存储的分割 片段。这个模型假设得到了许多实证研究的支持( b l o c k z a k a y , 1 9 9 7 ；b r o w n 1 9 9 7 ；z a k a y , 1 9 9 8 ，2 0 0 4 ，2 0 0 5 ) 。但也有研究发现：干扰刺激对预期式时距估计与 回溯式时距估计的影响没有显著差异。黄希庭等人( 1 9 9 5 ，1 9 9 7 ，2 0 0 1 ) 认为人 类的时距估计不但具有分段性，而且受多种因素影响。因此，对于时距估计的影 响因素和加工过程还需更作更加深入和广泛的探讨。 1 , 2 3 时距估计的研究方法 在时距估计的研究中，有四种比较常用的获取估计数据的方法：口头估计法、 产生法、复制法和比较法。在口头估计法中，被试利用习俗时间单元如分、秒来 衡量和估计经验时间( ( e g ，p a s h l e r , 1 9 9 4 ；t h o m a s ，1 9 7 5 ) 。这种方法易于操作 但由于被试对时间单元的理解不一致造成的变异比较大。产生法一般是让被试通 过持续击键或按键来产生一段与目标时距相对应的时距。产生法同口头估计法一 样，需要被试在习俗时间单元与经验时距之问进行转换，而这种转换并不一定可 靠。复制法是让被试通过按键等操作再现先前经验的一段时距，使前后两段时距 相等或相匹配。比较法是让被试经验两段时距后判断哪段时距更长。复制法和比 较法都不需要做时间单元之间的转换。因此，在不需要单独或着重考察个体差异 时，复制法和比较法优于口头估计法和产生法。 2 问题的提出与研究方案 2 1 问题的提出 在非视觉指导的行走距离中，被试能够根据非视觉线索做出准确的距离判 断。本体信息在距离知觉中的作用已经得到了充分的证实。时间信息由于整合在 本体感觉中，较难被分离，因此前人的研究没有把时间信息作为一个影响因素单 独进行考察。讨论时空关系时，为数不多的一些研究也仅仅考察了客观物理时间 与距离知觉的关系，得出了一些比较表层和模糊的结论，没有深入探察距离知觉 的信息加工过程和内部整合机制。研究大多忽略了主观时间对距离知觉的影响， 故时间信息是距离知觉中重要线索的假设还没有得到充分的实证支持。为了弥补 这方面研究的不足，我们在已有的时间认知和距离知觉研究的基础上，设计实验 探察时距估计在行走距离知觉中的作用。 2 2 研究设想 研究总的思路是：首先，在时间认知模型纷争的基础上，进一步考察干扰刺 激( 或刺激形成的分段) 在预期式时距估计中的作用：在考察了时距估计的分段 效应后，利用时间认知的固有属性，通过操纵时间分段来探察时距估计在行走距 离知觉中的作用：如果时距估计对行走距离知觉存在显著影响，那么在随后的研 究中进一步考察时距估计作为一个独立的信息线索在行走距离知觉中的权重。具 体而言，本研究分为三步。首先，我们采用预期式时距估计的范式，变化时距内 刺激数量，考察时距估计的分段效应。为了与非视觉指导的行走距离知觉进行比 较，在所有实验中，视觉信息被屏蔽，刺激在听觉通道中呈现给被试。在刺激呈 现后，要求被试复制出先前经验的时间。实验二，在非视觉指导的距离知觉中， 由于只有本体信息和时间信息是可获得的，通过恒定本体感，变化时间分段来考 察时距估计和距离知觉的变化。如果时距估计是行走距离知觉的有效线索，那么 距离知觉应随着时距估计的变化而变化。实验三采用距离知觉研究中常用的线索 9 冲突范式( c u e c o n f l i c tp a r a d i g m ) ，考察本体感和时距估计在非视觉指导的行走 距离知觉中的相对权重。 2 3 研究假设 本研究的假设有三个：一、在目标时距中，插入一定数量的干扰刺激所形成 的分段将影响被试的时距估计；二、在行走过程中，时间分段影响距离知觉，距 离知觉的变化同时距估计的变化一致；三、非视觉指导下的距离知觉受本体感和 时距估计两种信息的影响，时距估计是知觉行走距离的一个重要线索。 2 4 研究意义 本研究综合了时间认知和距离知觉两个领域的相关研究，一方面对时距估计 的加工过程和分段效应进行考证，从丽为解决时闯认知理论模型的纷争提供实证 依据；另一方面，研究第一次把时间信息从本体信息中分离出来单独考察，这在 行走距离知觉的研究中是项开创性的研究，对于探索运动距离知觉的加工过程 和内部机制具有重要的理论价值和实践意义。 3 实验一时距估计的分段效应研究 3 1 研究目的 在已有的研究中，预期式时距估计的分段效应存在争议。本研究利用声音读 数作为干扰刺激，考察时距估计的分段效应。 3 2 研究方法 3 2 。1 被试 西南大学1 6 名本科生参加了正式实验，其中，男生1 0 人，女生6 人。年龄 分布从2 0 岁到2 6 岁( 平均年龄2 i 岁) 。所有被试的视力或矫正视力达到5 1 以 上，听力正常。被试未被告知实验目的，一个被试只参加一次实验。参加实验的 1 0 实验在一个安静的房间( 6 5m 4 3m ) 进行。声音刺激通过一台电脑和 个双通道耳麦呈现给被试。每一个声音序列包括一个起始音“开始”、一个结束 音“结束”，各持续o 5 秒；在“开始”和“结束”之间是一串随机读数。每个 数字( 从1 到9 ) 持续o 5 秒，在声音软件c o o l e d i t 2 0 0 0 中录制成单个文件，在 m a t l a b 中随机抽取随机排序生成。被试戴上黑色不透明的安全眼镜以去除视觉信 息，并通过键盘与实验程序进行交互。所有声音刺激的参数和被试复制时距的数 值都被程序读取并记录在一个文本文件中。 本研究采用5 ( 目标时距：6 秒，8 秒，l o 秒，1 2 秒，1 4 秒) 5 ( 分段水平： 5 个，6 个，7 个8 个，9 个) 被试内重复测量设计，每种条件重复三次。每个 被试完成三组实验，每组实验内2 5 个条件的顺序随机排列。每组实验持续时问 为2 0 分钟，两组实验间有五分钟休息时间。 3 2 4 程序 所有被试都是一对一地单独施测。在正式实验前，主试告诉被试：“我们将 进行三组实验。每一组实验包括2 5 个小试验。在每一次试验中，开始和结 束之间有一些随机读数，每听到一个读数请立即大声报告该数是奇数还是偶数； 听到结束音后请按键复制开始和结束之间的时间。”确认被试理解指导 语后，被试戴上安全眼镜和耳麦，被试经过几轮无反馈的预试验熟悉程序后开始 正式实验。在正式实验中，被试首先输入个人信息包括姓名、性别、年龄等，然 后戴上安全眼镜和耳麦，将右手食指轻放在“e n t e r ”键上。准备好后，被试按 键启动实验。第一次按键触发声音刺激。听到“开始”后，被试要一边追踪时间 信息，一边迅速判断并报告读数的奇偶，听到“结束”时，被试再次按键以示声 音刺激结束。被试第三次按键开始时距复制，电脑程序开始计时：被试第四次按 键，电脑程序停止计时，完成一次试验( t r i a l ) 。下一次试验从被试再次按键开始。 3 3 结果 由于每组实验有2 5 个条件，每个条件重复三次，每个被试完成了7 5 次试验。 所有被试共完成了1 2 0 0 次时距复制。在数据分析前，将重复三次的数据取平均 值作为基