基于垂直Stroop范式的空間二語詞匯加工研究

王慧莉 郝曉爭 陳宏俊

(大連理工大學 外國語學院語言與認知研究所，遼寧 大連 116024)

基于垂直Stroop范式的空間二語詞匯加工研究

王慧莉 郝曉爭 陳宏俊

(大連理工大學 外國語學院語言與認知研究所，遼寧 大連 116024)

越來越多的研究表明：一語詞匯加工與空間認知、運動和感知聯系緊密。然而，二語詞匯加工與感覺運動系統之間關系的研究卻為數不多。基于此，本研究通過采用垂直Stroop范式，設計了兩個實驗。實驗被試均為中國獲得TEM8(全國高校英語專業八級考試證書)的高級英語學習者。在實驗一中，給被試呈現四種不同顏色的一語或二語空間詞匯(如屋頂、樹根)；在實驗二中，并要求被試根據詞匯的字體顏色做出空間向上或向下的手臂反應。結果顯示，二語詞匯加工與運動反應之間聯系微弱。并且，運動反應的激活并非如一語詞匯加工那樣明顯。

二語加工；運動反應；空間聯想詞匯；具身認知模型

0 引言

認知科學主要關注大腦中儲存和加工信息的方式。目前關于詞匯概念信息的感知和運動的理論主要有兩大流派：非模態符號模型(Amodal Symbolic Model)和具身認知模型(Embodiment Cognition Model)。非模態符號模型認為:包括詞匯意義在內的概念完全是由抽象符號構成的，在感知和運動分離的各個系統中這些抽象符號分別進行表征和加工(Fodor, 1975; Smith, 1978; Pylyshyn, 1984)。例如，“香蕉”這一詞匯概念僅僅是由非模態特征、包括“水果”“長的”“彎曲的”“黃色的”等構成的。所以，理解這一詞匯時，語言使用者只需要對這些特征加工，而不需要提取與香蕉有關的感覺經歷及運動經歷等記憶(Kemmerer, 2015：274)。相反地，具身認知模型理論指出：語義知識并不存在于感知與運動相分離的抽象領域，而是由這些領域在某種程度上交叉影響形成的(Barsalou, 1999：577; Pecher et al., 2005; Semin et al., 2008)。還以“香蕉”這個詞匯為例，具身認知模型理論認為:理解該詞匯需要激活語言使用者儲存在長期記憶中的關于該詞匯各個模塊的記錄，以便于捕捉對該詞匯的大致信息，如香蕉的外形、味道、在手中的感覺，等等。

隨著具身認知模型越來越多地得到學者們的關注，目前該理論也延伸出了不同的理論體系。總體說來，具身認知模型又分為兩大類別：強具身認知模型和弱具身認知模型。具體地，強具身認知模型只包括感覺系統,由符號感知系統(Barsalou, 1999：577-660)、 身臨其境框架(Zwaan, 2003：35)和基于動作的語言理論(Glenberg et al., 2012：905)組成。相對地，弱具身認知模型除了包括感覺系統外，還包括符號連接理論(Louwerse, 2007：137)與語言和情景模擬理論(Barsalou et al., 2008：617)。其中的符號連接系統是由Louwerse在2007年率先提出的。Louwerse 和Jeuniaux (2008, 2010)指出：大多數的語言感知任務都涉及符號認知和具身認知這兩個過程。在這些任務中，符號認知控制語言使用者在語言使用早期對詞匯的理解，從而幫助他們建立相關的表征；具身認知則幫助語言使用者在語言使用后期建立對該詞匯的整體情景模型。

0.1基于具身認知的一語詞匯加工研究

當我們學習一語詞匯時可能會出現以下的情形：別人給我們指出相應的物體，我們用自己的感覺感知它并形成理解它的基礎(Zwaan et al., 2005)。例如：在學習“太陽”這一詞匯時，父母會指著天上那個亮亮的東西說：“看，太陽。這就是太陽！”我們的目光也會隨即轉移到上方，并運用自己的感覺系統去感知和理解。在隨后的生活經歷中，當我們再次見到太陽這一詞匯時，相應的經歷及感覺運動系統會被激活，從而對之進行加工。這就是具身認知模型理論的基礎。近來，國外的大量研究表明，一語詞匯加工與空間認知、運動和感覺系統密切相關。例如，一語詞匯能自動激活與語言描述相匹配事件的感覺反應(Glenberg et al., 2002：558)；當我們閱讀運動相關詞匯如“踢”時，與之相關的運動皮層區域會被激活(Hauk et al., 2004:301)。甚至，單個詞匯也能激發運動一致性現象(Bub et al., 2008:27)。這些均是關于語言、運動和感知的研究，均用具身認知模型解釋了語言理解現象，證明了語言理解依賴于感覺運動經歷的激活(Barsalou, 1999：577; Glenberg et al., 2012：905; Glenberg et al., 2002：558; Zwaan et al., 2005：117)。空間一語詞匯的加工與空間認知及感覺運動加工息息相關。Glenberg 和 Kaschak (2002)、Zwaan 和Taylor (2006：11)等人均利用行為實驗證明了該說法，而Pulvermüller、 H?rle和 Hummel (2001：143) 及 Tettamanti (2005：273) 等學者則從神經影像方面得出了相同的結論。另外，具體到垂直空間詞匯的研究也為數不少。Zwaan和Yaxley (2003：954) 利用詞項可及任務證明，在加工空間相關詞匯時，相應的空間信息得到激活。與此同時，Borghi、 Glenberg和 Kaschak (2004：863) 在實驗中給被試提供情景設置信息，得出了相同結論。隨后，也有學者嘗試運用自動激活理論解釋空間信息激活現象，如Estes、Verges及 Barsalou在2008年的實驗。他們在實驗中先呈現給被試情景詞匯(如“牧童”)，然后是隱含空間向上或向下信息的詞匯(如帽子=向上，靴子=向下)，最后再要求被試根據看到的目標詞做出反應。這種實驗方法并不能準確地算作自動加工(Hommel et al., 2001：937)。其結果也和其他實驗正相反：被試在匹配條件下的反應時更長。Verges和Duffy (2009：531) 利用動詞以及Bergen、Lindsay、 Matlock和 Narayanan (2010：981) 采用句子也分別得出了類似的結論。除此之外，Lachmair及其團隊在2011年利用垂直Stroop實驗范式證明：在語言使用者加工詞匯時，與該詞匯相關聯的空間信息能被自動激活。接著，Dudschig、 de la Vega和 Kaup在2015年探測了語言加工與垂直空間效價詞匯(如具體的情感效價詞匯自豪的、難過的)、隱含方位詞匯(如小鳥、鞋子)及宗教詞匯(如上帝、惡魔)之間的聯系是否是一種共同的機制。他們的研究結果顯示：自動激活身體經歷的機制僅適用于直接與空間經歷相關聯(如世界中存在的姿勢或位置)的詞群，并驗證了具身認知的觀點。

許多研究還表明語言與運動反應有關聯(Dudschig et al., 2014：14; Lachmair et al., 2011：1180)。Dudschig及其團隊成員在2014年就視覺范圍內的隱含空間信息詞匯(如太陽、地面)是否能自動引發相應的運動反應做了研究。實驗表明：即使是潛意識下呈現一語的詞匯也能引發相應的運動反應。并且，實驗還得出結論：在反應方向與詞匯的隱含方向一致的情況下，被試的運動反應更快。類似的語言-行動一致性效應也在動詞研究(Dudschig et al., 2012：1081)及眼動實驗(Dudschig et al., 2013：713)中得到了驗證。研究表明：在具身認知模型支持下，抽象詞匯如隱含積極或消極的情感詞匯加工也與感覺運動系統相關聯(Meier et al., 2004：243)。

0.2 二語詞匯與自動運動反應研究

雖然以具身認知為理論基礎的二語研究為數不多，但由于本文涉及自動運動反應，故作者也對二語詞匯與自動運動反應的研究做了文獻整理。整理后發現：以往關于二語詞匯加工和自動運動反應的研究主要集中在以下兩個方面。

首先，實驗刺激主要采用了情緒詞匯，如貶義或禁忌詞匯。有些學者認為，情緒激活具有選擇性。并且，這種選擇性對一語和二語詞匯是相同的，都會減緩運動反應(Harris et al., 2003：561; Eilola et al., 2007：1064; Sutton et al., 2007：1077)。有些學者對皮膚進行電傳導實驗表明，貶義詞能激發更大的自動反應，特別是當被試較晚時期(12歲以后)習得二語時(Pavlenko, 2012：405)。Chihsia在2015年時做了一個實證性研究，通過對比漢語-英語雙語者在他們的一語和二語口語中使用的停頓詞，探究了成人語言使用者的溝通技巧能力和語言熟練程度之間的關系。研究結果進一步說明，在詞匯自動加工方面，二語詞匯要弱于一語詞匯。

其次，實驗范式采用了Stroop實驗范式進行。在心理學上，Stroop效應證明的是被試在實驗任務中產生的一種干擾。Stroop于1935年做了一個實驗，他利用的刺激材料在顏色和意義上相矛盾，例如：用藍顏色筆寫刺激材料“黑”這個字，要求被試說出該字的顏色，而不是讀出該字的讀音，即回答“藍”；用黑顏色筆寫刺激材料“藍”這個字，要求被試說出該字的顏色，而不是讀出詞的讀音，即回答“黑”(見圖1)。結果發現，說出字的顏色時會受到詞義的干擾。Stroop 效應的發生機制主要有五種理論或模型，即相對加工速度理論(賽馬理論)、自動化理論、知覺編碼理論、平行加工模型、平行分布式加工模型等。其中較常見的就是自動化理論。自動化理論受到高度認同的原因，在于它強調區分自動加工和控制加工兩個概念，自動加工不需要注意的參與，控制加工則需要有意地控制。在Stroop 任務中讀詞是自動加工，顏色命名是控制加工，所以讀詞能對顏色命名產生促進或干擾，反之則不會。1979年，Stirling率先提出了自動反應的概念。在二語研究中，有兩種基本的Stroop實驗范式：語言間命名和語言內命名。其中，語言間命名指語言和顏色詞使用兩種語言，而語言內命名則是命名語言和顏色詞使用同一種語言。根據M?giste(1984：305)的研究，這種干擾性與語言熟練程度密不可分。

圖1 Stroop 效應

本文采用的垂直Stroop范式，首先出現在Lachmair(2011：1180)及其團隊成員發表的文章上。在該范式中，呈現給被試的是一系列關聯空間方位向上或向下信息的名詞(如屋頂、草根)。在進行相關實驗時，要求被試分別用左右手控制鍵盤上的中心按鍵(見圖2)。實驗開始時，首先在屏幕中央呈現的是一個十字形，然后是隨機的四種不同顏色的目標詞匯。在實驗開始前，被試已經被告知兩種顏色與向上反應關聯，另外兩種顏色與向下反應關聯。當被試看到屏幕中央出現向上關聯的顏色時，應該右手手指松開中間鍵2，然后按下鍵1。反之，出現向下關聯的顏色時，被試的左手手指要松開鍵3，按下鍵4。在Dudschig等人的研究中，這種范式得到了反復應用。其優點在于，被試在參與實驗時，不需要以說的形式表達，而是替之以動作，減少了運動反應的重疊，實現了自動反應。這樣可以在一定程度上降低發聲運動的干擾性(Kornblum et al., 1990：269)。

圖2 垂直Stroop實驗范式裝置

由此看來，二語詞匯加工和自動運動激活之間的關系方面還存在很大的研究空間。另外，上述提到的研究目標主要還是印歐語系語言，特別是該語系下的日耳曼語族，如英語和德語。但是，像漢藏語系下的漢語，卻鮮少有人涉足。即使在國內，該方面的研究也寥寥無幾。其中，張積家等人探究了“上下意象圖式”對漢語成語感情色彩加工的影響。本文參照了Dudschig團隊(2014)的實驗范式——垂直Stroop實驗范式，探究中國高級英語學習者在加工二語空間聯想詞匯時是否與一語類似，以及是否與運動感覺系統密不可分。因此，本文的研究問題是：作為從未有過國外生活經歷的中國學生，在加工二語詞匯時，是否也會與一語詞匯加工類似，與感覺運動系統息息相關呢？

1 研究方法

圖3 實驗示例

1.1實驗設計

參考Dudschig等人的垂直Stroop范式(Dudschig et al., 2014：16)，先進行語義判斷，選出合適的刺激。然后要求未參加語義判斷的被試對目標詞匯的顏色做出反應。若字體顏色為紅色或橙色，被試需做出向上的反應；若為藍色或綠色，則做出向下的反應(示例見圖3)。實驗的預期是：當目標詞匯的隱含方向與被試的反應方向匹配時，反應時更短。兩者不匹配時，反應時更長。

實驗一和實驗二均采用2(目標詞匯隱含空間位置：上和下)x2(被試反應的空間位置：上和下)重復測量設計。但實驗一采取漢語(L1)和英語(L2)詞匯隨機交替出現的形式，實驗二僅呈現英語(L2)。

1.2被試

40名(兩個實驗各20名)大連理工大學英語專業學生(女27人，男3人)，通過TEM8考試，均為右利手，視力正常或矯正正常者，非紅綠色盲，并且在實驗前不具備英語國家生活的經歷。

1.3 刺激材料

實驗一的刺激材料是17對空間聯想漢語詞匯和17對空聯想英語詞匯。參照和綜合了Dudschig團隊(2014：16) 使用的詞匯，對詞匯的頻率、長度及空間位置做了控制。實驗二的刺激材料是實驗一中使用的17對隱含空間信息英語詞匯。

1.4 設備

兩個實驗均使用心理學實驗軟件E-prime1.1(SP3)，實驗精度為1ms；LED顯示屏的筆記本電腦(分辨率為1366×768)、外接鍵盤、木板等(Lachmair et al., 2011; Dudschig et al., 2014)，實驗設備示例見圖4。

圖4 實驗設備示例

1.5 程序

正式實驗開始前會有8個練習試驗。每個試驗呈現前會在屏幕中央呈現一個750ms的紅色十字形，提醒被試集中精神看屏幕。接著目標詞匯在屏幕中央呈現1 500ms。若1500ms內被試沒有反應則自動跳到下一試驗(見圖5)。對目標詞匯未做出反應或反應時少于100ms的均視為錯誤反應。在整個實驗過程中，要求被試左右手食指分別放在2、3鍵上不動。當出現向上刺激時，右手食指離開3鍵，按下1鍵；出現向下刺激時，左手食指離開2鍵，并按下4鍵(如圖2中圖B/C所示)。實驗一要求一語詞匯和二語詞匯在實驗中隨機交替呈現，實驗二僅呈現二語詞匯。實驗前，每個目標詞匯都會以四種不同的顏色(藍色 RGB [00255]、 紅色 RGB [25500]、 綠色 RGB [01920]、 橙色 RGB [255 1280])在電腦屏幕中央顯示。另外，控制紅色和橙色代表空間向上的反應，藍色和綠色代表空間向下的反應。

圖5 實驗流程圖

2 結果與討論

實驗一結果去除反應錯誤、超過1500ms未做出反應的和反應時小于100ms的數據外，保留了97.7%的數據。結果顯示：從漢語和英語綜合看來，當詞匯本身隱含的方向與被試反應方向匹配時，反應時比不匹配情況下的略短(見圖6)。但通過SPSS(SPSS Statistics 17.0)方差分析后，兩者的反應時之間無顯著差異F=1.826, p=.177>0.05。同樣地，單獨分析實驗一中漢語和英語的匹配與非匹配條件下被試的反應時時得出了類似的結果(見圖7)。

圖6 實驗一中匹配和非匹配條件下的平均反應時結果

圖7 實驗一中英語和漢語匹配和非匹配條件下的平均反應時結果(左側為漢語結果，右側為英語結果；灰色條狀表示匹配條件，黑色條狀表示非匹配條件)

實驗二去除反應錯誤、超過1500ms未做出反應的和反應時小于100ms的數據外，保留了96.8%的數據。結果顯示：當詞匯本身隱含的方向與被試反應方向匹配時，反應時比不匹配情況下的略短(見圖8)。但經過方差分析后，兩者的反應時之間無顯著差異。

圖8 實驗二中匹配和非匹配條件下英語的平均反應時結果(灰色條狀表示匹配條件，黑色條狀表示非匹配條件)

本文的實驗一還就語言(language)、目標詞匯隱含方向(word-direct)和被試反應方向(response-direct)三個因素做了單因素、無重復雙因素結果、可重復雙因素結果的方差分析。單因素結果表明：語言之間的反應時差異性不顯著。F(1,19)=1.619，p=.203>0.05。目標詞匯隱含方向及被試反應方向之間的反應時差異性顯著，分別為F(1,19)=4.636，p=.031<0.05; F(1,19)=240.550，p=0.000<0.05。用Excel(Microsoft Office Excel 2007) 對這三個因素兩兩進行無重復雙因素結果方差分析，發現：目標詞匯隱含方向與被試反應方向之間有聯系，關系強度R2=0.675。語言與目標詞匯隱含方向之間及被試反應方向之間均有聯系，關系強度分別為R2=0.610和R2=0.646。通過進一步的可重復雙因素結果方差分析，可以得出：目標詞匯隱含方向與被試反應方向之間的聯系不會對反應時產生顯著影響F=1.596，p=0.207>0.05；語言與目標詞匯隱含方向之間(F=0.000，p=0.988>0.05)及語言與被試反應方向之間(F=1.231，p=0.267>0.05)的聯系均不會對反應時產生顯著影響。然而，對比英語和漢語中目標詞匯隱含方向與被試反應方向之間的聯系發現：漢語中兩者的關系強度要比英語中的大，R2=0.694>0.673。

另外，實驗二的方差分析結果表明：目標詞匯隱含方向之間的反應時差異性不顯著；而被試反應方向之間的反應時差異性顯著；兩者之間有聯系，且會對反應時產生影響。

本實驗利用垂直Stroop范式，參照了Lachmair等人以德語作為一語研究對象的實驗，并將實驗延伸到了二語研究。具體地說，在實驗中，隱含空間詞匯(如小鳥，鞋子)與被試的垂直空間反應互相作用，而這些反應需要被試主動閱讀，對詞義加工。這些保證了二語與感覺運動系統之間的聯系是自動的，而非依賴于深層語義任務要求(Bub et al., 2008)。實驗表明，總體來看，目標詞匯隱含方向與被試反應方向之間聯系較微弱，對反應時起不到決定性作用。當目標詞匯隱含方向與被試反應方向匹配時，加工略迅速，但差異性不明顯，與實驗預期不符，不能說明存在“匹配效應”。

但究竟為什么沒有出現“匹配效應”，原因主要體現在以下三方面：

(1)被試的教育背景。本實驗的被試均為21世紀之前出生的，當時的二語學習以應試教育為主。在做本實驗時，不排除被試為求正確率而機械地對目標詞匯的顏色做出反應，忽略詞匯本身的意義，出現詞匯意義自動加工不明顯甚至不加工的情況。

(2)英語和漢語本身的差異性。Lera Boroditsky(2001)指出，講漢語的人傾向于在垂直方向思考時間，因為漢語中的空間-時間表達大多是垂直的。在該實驗中，被試被要求先回答啟動空間問題，再回答時間問題。結果表明，講漢語的人能更快地識別水平空間的問題。由于該實驗的刺激材料均為暗含垂直方向意義的詞匯，而被試又均是母語為漢語的人。所以受母語思維的影響，可能會導致“匹配效應”不明顯。

(3)本實驗還可能驗證了弱具身認知中的符號聯結理論(Louwerse，2007：117)。Louwerse和 Jeuniaux (2008；2010：210)指出：在大多數的語言理解任務中，既包含符號認知過程，又包含具身認知過程。其中，與符號認知相關的加工過程控制早期的詞匯理解，以便語言使用者創建較快的與之相關的表征；而與具身認知相關的加工過程則幫助語言使用者在后期加工階段創建完整的情景模型。如果是這樣，加工“太陽”這個詞時，被試可能先在記憶中檢索非模態特征如“運輸工具”“大的”“向上的”等，然后再與先前經驗聯系起來。而先前在前言中提到的Estes、Verges及 Barsalou在2008年做的研究也屬于弱具身認知范疇。不同的是，他們的研究驗證了語言與情景模擬理論。

3 結語

本文采用垂直Stroop實驗范式，在一語為漢語，二語為英語的條件下，探究了空間二語詞匯與感覺運動系統之間的關系。結果表明，在詞匯隱含方向與被試反應方向匹配情況下，反應時與不匹配情況下的沒有明顯差異，不存在“匹配效應”。也就是說，二語詞匯的加工與感覺運動系統之間聯系較微弱。并且，與之前一語的研究結果相比較，二語運動反應的激活并非如一語詞匯加工那樣明顯。出現這種情況的原因可能與被試的教育背景、英語與漢語本身的差異性相關，還可能是驗證了弱具身認知中的符號聯結理論。

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ResearchintoSpatiallyAssociatedL2WordsonVerticalStroopParadigm

WANGHuiliHAOXiaozhengCHENHongjun

Increasing evidence suggested that first language (L1) processing is closely linked to spatial cognition, motor and perceptual processing. However, little is known about the association between second language (L2) processing and sensorimotor system. The current study performed two experiments to explore this issue adopting a vertical Stroop paradigm. Participants are all Chinese EFL proficient learners who are English majors with the certificate of TEM8 (Test for English Majors-Band 8). Across the two experiments, participants were presented either L1 or L2 spatially associated words (e.g., roof, root) in four different colors and required to respond to the words’ ink color with an upward or downward arm movements. The result manifests itself that there is a weak automatic association between L2 words processing and motor responses. What is more, the motor response triggered is not so obvious as that of L1 words processing.

L2 processing; motor responses; spatially associated words; Embodiment Cognition Model

H041

A

1674-6414(2017)05-0083-07

2017-05-11

王慧莉，女，大連理工大學外國語學院教授，博士，主要從事認知神經語言學、心理語言學研究。郝曉爭，女，大連理工大學外國語學院碩士研究生，主要從事心理語言學研究。陳宏俊，男，大連理工大學外國語學院教授，博士，主要從事認知神經語言言研究。

責任編校：朱曉云