反應模式對時間空間一致性效應的影響

郝海平 范 寧

(河北大學教育學院，保定 071002)

1 引言

人類在理解時間時會借助前后、上下、左右的空間方位，表現出時間空間一致性效應。例如，未來詞出現在人臉前面、過去詞出現在人臉后面（Torralbo, Santiago, & Lupiá?ez, 2006）或對未來詞做向前推動拉桿的反應、對過去詞做向后拉動拉桿的反應（Sell & Kaschak, 2011），被試反應更快。此外，受閱讀和書寫習慣的影響，當過去詞出現在左邊、未來詞出現在右邊或者過去詞用左手反應、未來詞用右手反應時，被試反應更快（Ouellet, Santiago, Funes, & Lupiá?ez, 2010）。

時間空間一致性效應的心理現實性已經得到了證實，但是對時間空間一致性效應中的時間和空間的關系，心理學家提出了兩種不同的解釋觀點：量值理論（a theory of magnitude, ATOM）和隱喻構念觀（metaphorical structuring view）。量值理論認為，時間和空間相互影響，人腦中存在重疊腦區管理時間和空間（Walsh, 2003）。對時間距和空間距的研究發現，在控制感覺通道（Cai &Connell, 2015）和任務難度（Homma & Ashida,2015）的情況下，時間和空間相互影響并且影響程度相同。而Bottini和Casasanto（2013）對兒童的研究只發現了空間對時間的影響，這支持隱喻構念觀。隱喻構念觀認為，時間和空間的關系是非對稱的（陳燕, 黃希庭, 2006），會受語言習慣、反應模式等的影響。

語言習慣對時間空間一致性效應的影響已經得到很多研究的證實。首先，對英語被試和漢語被試的研究發現，英語中習慣用“forward”表示未來，例如“I look forward to your reply”，用“back”表示過去，例如“I look back on my childhood”。與之相反，漢語中習慣用“前”表示過去，例如“前天”，用“后”表示未來，例如“后天”。這導致在理解時間時，英語被試認為未來在前，過去在后；漢語被試認為過去在前，未來在后（Chen, 2014）。其次，英語被試習慣通過前后方向理解時間，漢語被試習慣通過垂直方向理解時間，例如“上個月、下個月”。在漢語書面語中，有36%的時間空間一致性效應是垂直方向的（Chen, 2007），并且這種垂直方向的時間空間一致性效應具有相當程度的穩定性（張穎穎,于方靜, 周治金, 陳寶國, 2016）。

但是，對于反應模式是否會影響時間空間一致性效應，前人的研究還存在一些分歧。Eikmeier,Hoppe和Ulrich（2015）的研究發現，無論是要求被試口頭反應還是按鍵反應，都出現了未來/前、過去/后的一致性效應，并且兩者之間的效應量差異不顯著，而李恒和張積家（2016）的研究結果與之相反。造成這種分歧的原因可能是，英語和漢語的語言習慣不同。對于英語被試，無論是口頭反應還是按鍵反應，都會激活未來/前、過去/后的一致性效應。而漢語被試在口頭反應中可能會受到語言習慣的影響，激活未來/后、過去/前的一致性效應；在按鍵反應中可能會受到感知覺經驗的影響，激活未來/前、過去/后的一致性效應。除了前后方向，漢語被試在上下方向也存在時間空間一致性效應（張穎穎等, 2016），上下方向的時間空間一致性效應可能跟前后方向一樣，也存在語言習慣和感知覺經驗的沖突。而在左右方向，漢語中不存在用“左、右”方位詞來表征時間的詞語，左右方向的時間空間一致性效應可能不受反應模式的影響。

此外，Louwerse和Jeuniaux（2010）提出，人類對比較具體的材料會激活“知覺符號（perceptual symbol system）”，對比較抽象的材料會激活“命題符號（propositional symbol system）”。按鍵反應包含空間方位、運動方向等具體信息，可能會激活知覺符號；口頭反應缺乏這些信息，是一個純粹的言語反應，可能會激活命題符號（Barsalou,1999）。命題符號理論認為，概念的加工是完全語法的，其聯結強度與反應模式無關（李金星, 王振宏, 2015），那么在口頭反應中，時間與前后、上下、左右空間的聯系程度應該是相同的。而知覺符號理論則認為，時間與空間的聯系程度會受到方向的影響。

因此，本研究將用漢語時間詞從前后、上下和左右3個方向，探討單手移動按鍵和口頭報告兩種反應模式對時間空間一致性效應的影響。以檢驗反應模式和漢語表達習慣是否會影響時間空間的一致性關系，以及二者之間的聯結強度。如果反應模式不影響漢語被試的時間空間一致性效應的聯結方向則支持量值理論，否則可能支持概念隱喻理論；如果就某一反應模式而言，不同空間方位之間的時間空間一致性效應量相同，則支持命題符號理論，否則可能支持知覺符號理論。

2 實驗1 反應模式對前后方向的時間空間一致性效應的影響

2.1 方法

2.1.1 被試

本科生和研究生35名（男18人，女17人，平均年齡22.13歲）。其中，3人因錯誤率高于15%被剔除。視力或矯正視力正常，實驗結束后得到少量報酬。

2.1.2 實驗設計

2（反應模式: 口頭反應、單手移動按鍵反應）×2（時間詞: 過去、未來）×2（方向: 前、后）的被試內設計。

2.1.3 實驗材料

采用顧艷艷和張志杰（2012）、馮寧（2015）的研究中使用的實驗材料。時間詞共42個，其中21個過去詞（例如：昨天），21個未來詞（例如：明天）。挑選其中帶有“前”、“后”的8個詞（過去詞和未來詞各4個）作為練習材料，其余34個詞作為正式材料。

2.1.4 實驗儀器

采用E-Prime 2.0軟件編程，儀器為聯想啟天M7150臺式電腦一部（屏幕19英寸），反應盒、麥克風各1個。

2.1.5 程序

被試坐在單獨的座椅上，右手放在反應盒上，將“綠色鍵”和“黑色鍵”作為反應鍵，“紅色鍵”作為開始鍵，3個按鍵按照遠（黑）、中（紅）、近（綠）的方向平置于桌子上。反應盒的每個按鍵都是邊長1 cm的正方形，紅色鍵到綠色鍵和黑色鍵的距離都是4 cm。顯示器放在被試面前60 cm的地方，與被試視線水平。

實驗開始時，被試的食指放在紅色鍵上。首先呈現白色注視點（“+”）500 ms，隨后在該位置呈現時間概念的雙字詞4000 ms。要求被試既快又準地判斷該詞的時間屬性，對其時間屬性做口頭判斷或按鍵判斷。判斷之后詞匯消失，1000 ms的空屏后進入下一個試次。

實驗根據反應模式和一致性分為4個block，按鍵/一致、按鍵/不一致、口頭/一致、口頭/不一致。實驗1的按鍵/一致block中，要求被試對過去詞按綠色鍵，對未來詞按黑色鍵；按鍵/不一致block中，要求被試對過去詞按黑色鍵，對未來詞按綠色鍵；口頭/一致block中，要求被試對過去詞口頭回答“前”，對未來詞口頭回答“后”；口頭/不一致block中，要求被試對過去詞口頭回答“后”，對未來詞口頭回答“前”。按鍵采用單手移動按鍵，手指起始位置在紅色鍵，每次判斷完成后，都要再回到紅色鍵。4個block之間進行了平衡，每個block開頭有2個緩沖試次，其后是68個正式試次。

2.2 實驗結果

首先用Excel剔除錯誤試次以及反應時低于250 ms和超過2500 ms的試次，得到最終數據。每個被試的錯誤率均低于10%。之后根據M±3SD的標準剔除極端值，占全部數據的5.5%。實驗數據用SPSS 19.0錄入并處理。實驗結果見表1。

表 1 前后方向的平均反應時與正確率（M±SD）

對反應時進行重復測量方差分析，結果表明，反應模式主效應在被試分析中不顯著，F1（1,31）=0.12，p=0.733；在項目分析中顯著，F2（1,32）=4.55，p=0.041，=0.13，口頭反應比按鍵反應快。其它主效應均不顯著（ps＞0.05）。

詞匯的時間屬性與空間位置的交互作用顯著，F1（1, 31）=11.45，p=0.002，=0.27；F2（1,32）=39.16，p＜0.001，=0.55。其它兩因素交互作用均不顯著（ps＞0.05）。

反應模式、詞匯的時間屬性與空間位置三者交互作用顯著，F1（1, 31）=30.67，p＜0.001，=0.50；F2（1, 32）=307.48，p＜0.001，=0.91。簡單簡單效應分析表明，在按鍵反應中，對未來詞按遠離身體的鍵顯著快于按靠近身體的鍵，F1（1,31）=8.72，p=0.006，=0.22；F2（1, 32）=22.30，p＜0.001，=0.41；對過去詞按靠近身體的鍵顯著快于按遠離身體的鍵，F1（1, 31）=5.94，p=0.021，=0.16；F2（1，32）=17.60，p＜0.001，=0.36。口頭反應中，對未來詞回答“后”顯著快于回答“前”，F1（1, 31）=15.29，p＜0.001，=0.33；F2（1，32）=54.91，p＜0.001，=0.63；對過去詞回答“前”顯著快于回答“后”，F1（1,31）=26.68，p＜0.001，=0.46；F2（1, 32）=119.80，p＜0.001，=0.79。

對正確率進行重復測量方差分析，結果表明，各主效應、兩兩交互作用和三因素交互作用均不顯著（ps＞0.05）。

實驗1發現，反應模式逆轉了時間空間一致性效應的方向，按鍵反應激活了了未來/前、過去/后的一致性效應，口頭反應激活了未來/后、過去/前的一致性效應。

3 實驗2 反應模式對上下方向的時間空間一致性效應的影響

3.1 方法

3.1.1 被試

本科生和研究生35名（男17人, 女18人, 平均年齡22.43歲）。其中，3人因錯誤率高于15%被剔除。視力或矯正視力正常，實驗結束后得到少量報酬。

3.1.2 實驗設計

2（反應模式: 口頭反應、單手移動按鍵反應）×2（時間詞: 過去、未來）×2（方向: 上、下）的被試內設計。

3.1.3 實驗材料

實驗材料同實驗1。區別在于，挑選其中帶有“上”、“下”的8個時間詞（過去詞和未來詞各4個）作為練習材料，其余34個詞作為正式材料。

3.1.4 實驗儀器

實驗儀器同實驗1，區別在于將反應盒豎立起來，構成上（黑）、中（紅）、下（綠）的垂直按鍵模式。

3.1.5 程序

刺激呈現參數同實驗1。口頭反應的一致性條件為：過去詞回答“上”，未來詞回答“下”；不一致條件為：過去詞回答“下”，未來詞回答“上”。按鍵反應的一致性條件為：未來詞按黑色鍵，過去詞按綠色鍵；不一致條件為：未來詞按綠色鍵，過去詞按黑色鍵。

3.2 實驗結果

首先用Excel剔除錯誤試次以及反應時低于250 ms和超過2500 ms的試次，得到最終數據。每個被試的錯誤率均低于10%。之后根據M±3SD的標準剔除極端值，占全部數據的6.4%。實驗數據用SPSS 19.0錄入并處理。實驗結果見表2。

表 2 上下方向的平均反應時與正確率（M±SD）

對反應時進行重復測量方差分析，結果表明，空間位置主效應顯著，F1（1，31）=10.47，p=0.003，η=0.25；F2（1，32）=7.40，p=0.010，η=0.19。被試對上方的反應顯著快于下方。詞匯的時間屬性主效應在被試分析中顯著，F1（1，31）=6.03，p=0.020，η=0.16，被試對過去詞的反應顯著快于未來詞；在項目分析中不顯著（p＞0.05）。其它主效應和兩兩交互作用均不顯著（ps＞0.05）。

反應模式、詞匯的時間屬性與空間位置三者交互作用顯著，F1（1, 31）=11.08，p=0.002，η=0.26；F2（1, 32）=71.85，p＜0.001，η=0.69。簡單簡單效應分析表明，按鍵反應中，對未來詞按上邊的鍵顯著快于按下邊的鍵，F1（1, 31）=7.65，p=0.010，η=0.20；F2（1, 32）=15.23，p＜0.001，η=0.32。對過去詞按下邊的鍵與按上邊的鍵差異不顯著（p＞0.05）。口頭反應中，對未來詞回答“下”與回答“上”差異不顯著（p＜0.05）。對過去詞回答“上”顯著快于回答“下”，F1（1,31）=11.61，p=0.002，η=0.27；F2（1, 32）=32.80，p＜0.001，η=0.51。

對正確率進行重復測量方差分析，結果表明，各主效應、兩兩交互和三因素交互作用均不顯著（ps＞0.05）。

與實驗1結果相同，實驗2也發現不同的反應模式激活了相反的時間空間一致性效應。按鍵反應中，被試對未來詞做向上的反應更快；口頭反應中，被試對過去詞回答“上”反應更快。實驗3將在左右方向上繼續探討這一問題。

4 實驗3 反應模式對左右方向的時間空間一致性效應的影響

4.1 方法

4.1.1 被試

本科生和研究生34名（男18人, 女16人, 平均年齡22.10歲）。其中，2人因錯誤率高于15%被剔除。視力或矯正視力正常，實驗結束后得到少量報酬。

4.1.2 實驗設計

2（反應模式: 口頭反應、單手移動按鍵反應）×2（時間詞: 過去、未來）×2（方向: 左、右）的被試內設計。

4.1.3 實驗材料

實驗材料同實驗1。區別在于，隨機挑選其中8個時間詞（過去詞和未來詞各4個）作為練習材料，其余34個詞作為正式材料。

4.1.4 實驗儀器

實驗儀器同實驗1、2，區別在于將反應盒水平橫向放置，構成左（綠）、中（紅）、右（黑）的水平按鍵模式。

4.1.5 程序

刺激呈現參數同實驗1、2。口頭反應的一致性條件為：過去詞回答“左”，未來詞回答“右”；不一致條件為：過去詞回答“右”，未來詞回答“左”。按鍵反應的一致性條件為：未來詞按黑色鍵，過去詞按綠色鍵；不一致條件為：未來詞按綠色鍵，過去詞按黑色鍵。

4.2 實驗結果

首先用Excel剔除錯誤試次以及反應時低于250 ms和超過2500 ms的試次。得到最終數據，每個被試的錯誤率均低于10%。之后根據M±3SD的標準剔除極端值，占全部數據的6.8%。實驗數據用SPSS 19.0錄入并處理。實驗結果見表3。

表 3 左右方向的平均反應時與正確率（M±SD）

對反應時進行重復測量方差分析，結果表明，反應模式主效應顯著，F1（1, 31）=4.61，p=0.040，η=0.13；F2（1, 32）=62.29，p＜0.001，η=0.66。按鍵反應顯著快于口頭反應。其它主效應均不顯著（ps＞0.05）。

反應模式與空間位置交互作用顯著，F1（1,31）=6.64，p=0.005，η=0.18；F2（1, 32）=5.61，p=0.024，η=0.15。詞匯的時間屬性與空間位置交互作用顯著，F1（1, 31）=43.03，p＜0.001，η=0.58；F2（1, 32）=204.26，p＜0.001，η=0.87。簡單效應分析表明，過去詞按左邊的鍵或回答“左”時，反應更快，F1（1, 31）=33.03，p＜0.001，η=0.52；F2（1, 32）=108.04，p＜0.001，η=0.77。未來詞按右邊的鍵或回答“右”時，反應更快，F1（1, 31）=39.43，p＜0.001，η=0.56；F2（1, 32）=96.38，p＜0.001，η=0.75。反應模式與詞匯的時間屬性交互作用不顯著（p＞0.05）。

反應模式、詞匯的時間屬性與空間位置三者交互作用在被試分析中不顯著，F1（1,31）=1.82，p=0.087；在項目分析中顯著，F2（1,32）=7.58，p=0.010，η=0.19。簡單簡單效應分析表明，在按鍵反應和口頭反應中均表現出過去詞左邊反應快于右邊，未來詞右邊反應快于左邊的結果趨勢（ps＜0.001）。

對正確率進行重復測量方差分析，結果表明，詞匯的時間屬性與空間位置交互作用顯著，F1（1, 31）=12.74，p=0.001，η=0.29；F2（1,32）=13.62，p=0.001，η=0.30。簡單效應分析表明，過去詞按左邊的鍵或回答“左”時，正確率更高，F1（1, 31）=8.97，p=0.005，η=0.22；F2（1, 32）=7.64，p=0.009，η=0.19；未來詞按右邊的鍵或回答“右”時，正確率更高，F1（1,31）=9.36，p=0.005，η=0.23；F2（1, 32）=6.03，p=0.020，η=0.16。其它各主效應、兩兩交互作用和三因素交互作用均不顯著（ps＞0.05）。

實驗3發現，單手移動按鍵反應和口頭反應都激活了未來/右、過去/左的一致性效應。反應模式不影響左右方向的時間空間一致性效應。

5 3個實驗效應量結果的綜合分析

實驗1、實驗2和實驗3的材料和范式相似，所以將3個實驗的結果做綜合分析。為了使基線標準化，采用比例法計算效應量，即一致性效應的效應量等于不一致條件下的反應時減去一致條件下的反應時之差除以兩者之和（劉湍麗, 白學軍,2017）。

將3個實驗中過去詞和未來詞的效應量進行平均，對效應量進行2（反應模式: 口頭反應、單手移動按鍵反應）×3（方向: 前后、上下、左右）的重復測量方差分析，反應模式為被試內變量，方向為被試間變量。由于3個實驗的材料略有區別，因此只進行被試分析。結果表明，反應模式主效應顯著，F（1, 93）=6.12，p=0.015，η=0.06。口頭反應的效應量顯著大于按鍵反應。方向主效應顯著，F（2, 93）=11.39，p＜0.001，η=0.20。左右方向的效應量（0.07±0.008）顯著大于前后方向（0.04±0.008）和上下方向（0.02±0.008）（ps＜0.05），前后方向的效應量和上下方向差異不顯著（p＞0.05）。

反應模式和方向的交互作用顯著，F（2, 93）=3.29，p=0.042，η=0.07。簡單效應分析表明，在按鍵反應中方向的簡單效應顯著，F（2, 93）=8.18，p=0.001，η=0.15；在口頭反應中方向的簡單效應顯著，F（2, 93）=8.60，p＜0.001，η=0.16。多重比較分析表明，按鍵反應中，左右方向的效應量顯著大于前后方向和上下方向（ps＜0.01），前后方向的效應量和上下方向差異不顯著（p＞0.05）；口頭反應中，左右方向和前后方向的效應量顯著大于上下方向（ps＜0.01），左右方向的效應量和前后方向差異不顯著（p＞0.05）。前后方向中，口頭反應的效應量顯著大于按鍵反應，F（1, 93）=11.67，p=0.001，η=0.11；上下方向和左右方向中，口頭反應和按鍵反應的效應量差異不顯著（ps＞0.05）。

效應量的結果發現，反應模式和方向共同影響時間和空間之間的聯系強度。

6 綜合討論

6.1 隱喻構念觀與量值理論對時間空間一致性效應的解釋

綜合3個實驗的結果，漢語被試在理解時間時會激活“前、后”、“上、下”、“左、右”的空間概念，存在從前到后、從后到前、從上到下、從下到上、從左到右五條心理時間線。

實驗1和實驗2中，單手移動按鍵反應和口頭反應激活了方向相反的時間空間一致性效應。對英語被試的研究發現，反應模式不會影響前后方向的時間空間一致性效應的方向以及效應量（Eikmeier et al., 2015），符合量值理論的假設。但本研究發現，過去詞和未來詞可以分別與“前”、“后”、“上”、“下”結合到一起，時間和空間不是嚴格一一對應的，會隨著任務和語言的不同而改變，不支持量值理論的觀點。并且，反應模式會影響時間和空間的聯系強度，這同樣與量值理論的觀點不一致，更支持隱喻構念觀的理論解釋。

實驗3中，單手移動按鍵反應和口頭反應均激活了過去/左、未來/右的時間空間一致性效應。并且，兩種反應模式的效應量差異不顯著。這一結果似乎更符合量值理論的假設，但是由于漢語中沒有用左右方向來表述時間觀念的語言習慣。因此，隱喻構念觀同樣可以解釋該實驗結果。

綜合對比前后、上下、左右方向的時間空間一致性效應，結果更符合隱喻構念觀的假設。反應模式是否會影響時間空間一致性效應的方向或效應量，取決于語言習慣中的時間和空間的關系與感知覺經驗中的時間和空間的關系是否存在沖突。若語言習慣中的時間和空間的關系與感知覺經驗中的時間和空間的關系沖突，例如本研究前后方向和上下方向，反應模式就會影響時間空間一致性效應。按鍵反應會激活感知覺經驗形成的時間空間一致性效應，口頭反應會激活語言習慣形成的時間空間一致性效應。

6.2 時間概念表征中的命題符號理論與知覺符號理論

知覺符號理論認為，人類的認知加工與感知覺系統是分不開的，時間和空間的關系會受到反應模式、感覺通道和方向的影響（謝久書, 張常青,王瑞明, 陸直, 2011; 張積家, 宋宜琪, 2012）。而命題符號理論則認為，時間和空間之間的聯系是一種非模態符號之間的聯系，那么時間和空間的關系不會受到反應模式等的影響（Ouellet, Santiago,Israeli, & Gabay, 2009）。

綜合3個實驗的效應量的分析結果表明，在按鍵反應中，左右方向的效應量顯著大于前后和上下方向，更支持知覺符號理論的解釋。左右方向的時間空間一致性效應與人們的閱讀和書寫習慣有關（Casasanto & Bottini, 2014），時間可能更容易激活左右方向的手動知覺。

然而，在口頭反應中，前后方向和左右方向的效應量差異不顯著，更支持命題符號理論的解釋。上下方向的效應量最小，可能與漢語語言習慣有關。漢語中包含上下方向的時間詞更多（Chen, 2014），隨著語言使用頻率的增加，人們在思考時間時不一定要激活上下空間，造成上下方向的時間空間一致性效應不完整（宋宜琪, 張積家, 許崢燁, 2013）。另外，漢語被試在前后方向可能更多地使用命題符號進行時間表征（李恒, 張積家, 2016），導致前后方向中，口頭反應的效應量顯著大于按鍵反應。

因此，效應量分析中反應模式與方向間的交互作用說明，知覺符號和命題符號可能并不是對立的，人類對時間空間的表征可能綜合了命題符號和知覺符號兩種方式（Dove, 2009）。知覺符號表征和命題符號表征同時存在，按鍵反應會激活知覺符號，口頭反應會激活命題符號。

7 結論

（1）口頭反應和單手移動按鍵反應都會激活時間空間一致性效應。

（2）前后、上下和左右方向的時間空間一致性效應會受語言習慣和反應模式的影響而產生變化，支持隱喻構念觀。

（3）漢語被試對時間概念的表征綜合了命題符號和知覺符號。