整體-局部條件下的數字加工研究

何　華，俞華華，劉建平

(1.蘇州大學教育學院心理學系，蘇州 215123；2.江西師范大學心理學院，江西省心理與認知科學重點實驗室，南昌 330022)

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整體-局部條件下的數字加工研究

何華1，俞華華1，劉建平2

(1.蘇州大學教育學院心理學系，蘇州 215123；2.江西師范大學心理學院，江西省心理與認知科學重點實驗室，南昌 330022)

摘要：以局部阿拉伯數字組成整體阿拉伯數字為實驗材料，采用數字大小比較任務來探討在數字加工任務中的整體-局部的干擾效應。實驗結果是，數字大小一致反應比不一致反應加工要好；整體與局部之間存在雙向干擾，沒有發現整體加工優勢。文中最后討論了整體-局部的復雜加工情況。

關鍵詞：整體-局部水平；整體加工優勢；數字大小判斷任務

1引言

關于復合刺激的加工問題，Navon(1977)的研究是經典的。之后有關整體-局部范式的大量研究也都發現了整體加工優勢和干擾單向性。對其的解釋是，整體信息優先加工，在早期階段累積快，甚至存在過濾局部信息的加工機制，而注意則進一步放大了這種差異(Hoffman，1980；Miller，1981；Paquet&Merikle，1988；Zhang&Han，2007)。

但后續研究也發現，整體和局部可能都得到同時加工，哪個水平的刺激更易被識別，則這個水平的加工將占據優勢。因此，不能說整體先得到加工，整體加工優勢也未必是個必然出現的現象，一定條件下局部也會影響整體加工。這方面的研究多是通過操控刺激來使得對一個水平的知覺加工優于另一個水平(如，視角、整體-局部大小比例、空間頻率等)。Navon和Norman(1983)在關于整體優勢是否由視角決定的研究中，其實驗二發現，對于小視角，整體干擾局部加工，但局部未干擾整體加工；在大視角條件下，局部與整體加工的平均反應時雖然存在很大差異，但干擾效應更小且是對稱的。而且，甚至也有研究發現當局部刺激被充分加工后，整體加工優勢會消失(Griceetal.，1983)。Shedden和Reid(2001)則從S-R圖式來研究整體-局部加工的問題，他們發現，在變動S-R圖式(實驗一)下存在雙向干擾，一致性S-R圖式(實驗二)中是單向干擾。

2問題提出

以整體-局部數字為實驗材料，在集中注意整體或局部數字條件下，對整體和局部數字進行大小比較判斷。研究假設是：(1)局部-整體數字水平下，大小一致比不一致加工要好。(2)局部-整體數字之間存在雙向干擾，整體加工優勢消失。

3研究方法

3.1被試

23名蘇州大學本科生及研究生，男生10名，女生13名，年齡在20～32歲，平均年齡為24.696歲，年齡標準差2.494。均為右利手，視力或矯正視力均正常，沒有報告有精神病史及神經系統疾病。實驗后給予一定報酬。

3.2儀器與材料

計算機為LenovoPentium400兼容機，顯示器為17英寸的彩屏，刷新頻率65Hz，分辨率為1024×768，實驗程序用E-Prime2.0編制。整個實驗過程在保持日光照明燈的房間內進行，被試坐在距離計算機屏幕大約85厘米處。

實驗材料為在灰色屏幕上呈現的由黑色的局部小阿拉伯數字(1、2、8、9)組成整體大阿拉伯數字(1、2、8、9)，共組成16種復合數字，包括11、12、21，等等(前面的數字為局部數字，后面的數字為整體數字)。局部與整體的數字大小一致(大于/小于5)，如材料11、12；或者是沖突的(局部數字小于/大于5，而整體數字大于/小于5)，如材料18、19。整體與局部數字大小一致與不一致各為8種。整體阿拉伯數字高度為34厘米，視角為2.29°；局部阿拉伯數字高度為整體的1/8，視角為0.29°。注視點為一個紅色的“十”字，高度為1.0°。呈現刺激的數字背景色為灰色，亮度為32.2cd/m2。

3.3設計與程序

自變量為目標水平(局部與整體)，刺激間關系(局部-整體數字大小的不一致與一致)。因變量為反應時。實驗為2×2的被試內設計。其中目標水平和刺激間關系為被試內變量。

圖1　實驗流程圖

實驗流程見圖1。實驗有兩個任務，任務一要求被試判斷局部數字是大于5還是小于5，任務二要求被試判斷整體數字是大于5還是小于5。每一任務有兩個block，用以平衡左右手。所有被試以拉丁方順序完成實驗任務一和二的四個block試驗，以排除順序效應。要求被試快速并正確作反應。

4結果和分析

表1　整體-局部條件下，不一致與一致平均反應時(ms)、標準差、錯誤率(%)及差異

表2　不一致與一致條件下，整體-局部平均反應時(ms)、標準差、錯誤率(%)及差異

表3　配對樣本T檢驗

5討論

以前很多整體-局部范式下的研究表明，即便集中注意于局部，整體加工優勢也會出現。這使人質疑局部會如同整體一樣得到加工？人們很容易想到，是否局部信息會被過濾掉了，但是有研究已有力說明，并不存在過濾機制。即，整體和局部加工是可以同時進行的，且并非整體加工優先完成并決定最終反應，而是需要對這兩種水平的信息進行整合后做出判斷。雖然實驗任務是注意一個水平(整體或局部)，忽略另一個水平，但未被注意到的水平仍然會被得到語義加工，因為，數字材料的加工是高度自動化，因此，兩個水平的信息將彼此作用，未被注意到的刺激會影響目標加工。不過，還是由數字大小比較判斷來最終實現對這兩種信息的整合較有可能。

Dehaene和Akhavein(1995)提出了一個理論模型來描述數字大小比較過程，并認為，大小比較過程是自動，加工時間較長。正因為數字大小比較過程具有前述特點，目標對象和忽略對象的信息間相互影響或整合作用可能在末期發生，目標對象在加工時間上與忽略對象的加工時間可能更加接近，因此整體加工優勢不能充分顯現，甚至消失，整體與局部之間存在干擾雙向性。將本實驗任務與Shedden等(2001)實驗一采用數字序列判斷任務相比較，表面上看兩個實驗的任務雖然不同，但是完成實驗任務所需的加工過程卻基本一致，即都需對數字進行更精細的深加工，需通達數字語義，加工階段發生晚，所以兩者實驗結果也都一致。由此，可進一步推論，整體加工效應的產生表明，整體可能在早期知覺過程就得到加工，但也不能排除局部也得到加工。可能由于材料和任務的特殊性，隨著加工過程增加，在末期可能會出現局部加工追趕上整體加工，而此時整體加工優勢就未必能顯現。

很多研究發現，當注意只是集中在整體或局部時，只存在單向整體加工優勢。這似乎表明整體更容易吸引注意，且可能優先加工并決定最終的反應。而且，經典的整體-局部范式中的任務是對刺激的知覺和再認，這種任務是簡單的，加工是淺層的，幾乎很快就能做出反應。但如果能實現注意被調整后分配到整體和局部上是均衡的，整體加工優勢情況會發生改變。Briand(1993，1994)在這個思路下的研究并未得到整體加工優勢。本研究也未發現整體加工優勢。這表明研究任務實現了將注意均衡分配于注意對象和忽略對象上，而這需要依賴一定的任務難度和反應不是只要求速度，所設計的實驗材料和任務就符合這個條件。正如前面所述，任務明確要求是既快又準確地反應，所以不會出現快速、自動化的加工；迫使對每個試次中刺激的評估是充分的，末期加工難度也加大，這個反應要求和實驗材料的設計使得從對刺激的知覺到反應的過程延長，迫使對每個試次中刺激的評估是充分的，末期加工難度也加大，因而整個實驗任務也就具有了一定難度。

6結論

6.1局部-整體數字水平下，大小一致比不一致加工要好。

6.2局部-整體數字之間存在雙向干擾，整體加工優勢消失。

參考文獻

Briand，K.A.(1993).Efficient filtering of irrelevant global and local information when target level & location are random.PsychologicalResearch，55，264-269.

Briand，K.A.(1994).Selective attention to global and local structure of objects：Alternative measures of nontarget processing.Perception&Psychophysics，55，562-574.

Dehaene，S.，& Mehler，J.(1992).Cross-linguistic regularities in the frequency of number words.Cognition，43，1-29.

Dehaene，S.，& Akhavein，R.(1995).Attention，automaticity，and levels of representation in number processing.JournalofExperimentalPsychology：Learning，Memory，&Cognition，21，314-326.

Grice，G.R.，Canham，L.，& Boroughs，J.M.(1983).Forest before trees? It depends where you look.Perception&Psychophysics，33，121-128.

Hoffman，J.E.(1980).Interaction between global and local levels of a form.JournalofExperimentalPsychology：HumanPerception&Performance，6(2)，222-234.

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Navon，D.(1977).Forest before trees：The precedence of global features in visual perception.CognitivePsychology，9，353-383.

Navon，D.，& Norman，J.(1983).Does global precedence reality depend on visual angle?JournalofExperimentalPsychology：HumanPerception&Performance，9(6)，955-965.

Paquet，L.，& Merikle，P.M.(1988).Global precedence in attended and nonattended objects.JournalofExperimentalPsychology：HumanPerception&Performance，14(1)，89-100.

Shedden，J.M.，& Reid，G.S.(2001).A variable mapping task produces symmetrical interference between global information and local information.Perception&Psychophysics，63(2)，241-252.

Zhang，X.，& Han，S.H.(2007).Global perception depends on coherent work of bilateral visual cortices：Transcranial magnetic stimulation(TMS)studies.ScienceinChinaSeriesC：LifeSciences，50(4)，557-565.

Study on Number Processing with Global-Local

Aspects of Compound Visual Stimulations

He Hua1，Yu Huahua1，Liu Jianping2

(1.Psychological Department，Educational Institute，Suzhou 215123；2.Psychological College，

Key Laboratory of Psychology and Cognition Science of Jiangxi，Jiangxi Normal University，Nanchang 330022)

Abstract：With number comparison task the present study employs local-global Arabic numerals，to study the interference between two different levels.Results are following：processing is better when local-global numerical magnitudes are congruent；the interferences are bidirectional when local and global numerical magnitudes are incongruent，and no global dominance was found.At last we discuss the complex processing of global-local aspects of compound visual stimulations.

Key words：global-local aspects of compound visual stimulations；global dominance；number comparison task

中圖分類號：B842.5

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5184(2015)06-0499-03