事件切割對時距知覺的影響：基于記憶碎片效應的研究 *

張嘉欣 陳 璇 錢彬彬 韓 丹 王 璐 張智君

(浙江大學心理與行為科學系，杭州 310058)

1 引言

時距知覺（duration perception）是指個體對外界刺激持續性的認知加工。個體對時距的主觀知覺并不準確，容易受到各種因素的影響而發生扭曲。以往研究對時間信息加工的特征和規律進行了深入的探討，并發展出了預期式（prospective）和回溯式（retrospective）兩種基本研究范式，前者在實驗前就告知被試將進行時距估計任務，而后者則在實驗刺激呈現后才讓被試進行時距估計。其中，一些研究者提出，預期式時距估計與注意有較密切的關系，如經典的起搏器–累加器模型（pacemaker-accumulator model）（Treisman, 1963）和注意閘門模型（attentional gate mode）（Block &Zakay, 1996）都認為對時間的注意越多，對時距的估計也越長（Matthews & Meck, 2016），而回溯式時距估計則與記憶有較密切的關系，如存儲容量模型（storage size model）和變化/分割模型（change/segment model）認為回溯式時距估計的長度主要取決于該段時間內記憶內容的多少（Zakay &Block, 2004）。

然而，近年來，一些研究表明，記憶似乎也會影響預期式時距估計，即記憶內容越多，預期式時距估計越長。其中，事件切割理論（event segmentation theory）認為，個體會自動地將環境中連續、動態和高速變化的信息流知覺為獨立、穩定的事件（這一過程被稱為事件切割），它會促進個體對整體事件的記憶（Zack, Speer, Swallow,Braver, & Reynolds, 2007），并因此延長預期式時距的估計。例如，Faber 和Gennari（2017）發現，當要求觀察者關注時間時，他們在不熟悉的動畫中感知到的事件片段越多，對整體動畫的記憶就越好，對動畫的時間估計也越長。Waldum 和Sahakyan（2013）也發現，個體記住的背景音樂數量越多，對相同時長的任務的時間知覺也越長。這些研究為記憶影響預期式時距估計的觀點提供了證據，并認為事件數量與預期式時距估計呈正相關。

與上述理論和實驗證據不同的是，有研究者發現事件切割也能縮短預期式時距估計。通過用時空間隔將一段連續的運動分割成多個片段，并將這些片段以相反的順序呈現，以此誘發被試對事件進行切割，結果發現事件數的增加導致了更短的預期式時距估計（Liverence & Scholl, 2012），這一結果被命名為“記憶碎片效應”（memento effect）。有研究者認為這一效應并非是事件切割導致的，不應該納入記憶領域，其產生是源自時空可預測性的改變，即下一個事件發生的時間和空間位置的不可預測性（Meyerhoff, Vanes, & Huff,2015）。然而，一些研究卻表明，不可預測的刺激會導致預期式時距估計變長而非縮短，如在一個重復的序列中，不符合預期的刺激會被知覺得更長（Eagleman, 2008; Schweitzer, Trapp & Bar,2017）。因此，“記憶碎片效應”的產生更可能是由于事件切割損害了事件記憶。根據事件視界模型（event horizon models），如果事件切割導致多個事件間有許多重合的特征，事件片段之間的記憶將發生相互干擾，后者會抑制對整體事件記憶的提取（Radvansky & Zacks, 2017）。這提示記憶碎片效應中事件切割雖然增加了事件數量，卻損害了事件記憶，從而導致更短的時距估計。

因此，如果能夠證明記憶碎片效應的產生確實是源于事件切割，則一方面可為事件切割與時距知覺的關系提供新的信息，表明事件數量與預期式時距估計并非單純的正相關關系；另一方面也可為記憶對預期式時距知覺的影響提供新的證據。

鑒于此，本研究以Liverence 和Scholl（2012）的研究為基礎，通過三個實驗來探討記憶碎片效應產生的原因。三個實驗均采用記憶碎片效應中正序呈現的方式，實驗1 和實驗2 通過改變運動客體操縱被試知覺到的事件數量，并保持時空可預測性一致，實驗3 則通過改變客體消失的時間間隔來降低時空可預測性，但保持事件數不變。在三個實驗中，事件數量的多少被定義為被試將客體的運動知覺為“一段完整的內容”（單事件）還是“多段獨立的內容”（多事件），時空可預測性被定義為客體消失和再次出現的時間及空間位置的可預測性。假設記憶碎片效應的產生確實是源于事件切割而不是時空可預測性的改變，則在實驗1 和實驗2 中將能觀察到時距知覺的變化，而在實驗3 中時距知覺將不受影響。

2 實驗1：客體身份對時距估計的影響

2.1 研究方法

2.1.1 被試

高校大學生20 名（男生8 名，女生12 名），平均年齡21.30±2.15 歲。所有被試裸眼視力或矯正視力正常。使用G*Power 3.1（Faul, Erdfelder,Buchner, & Lang, 2009）對實驗數據進行效能檢驗（power analysis），結果顯示20 個樣本可使實驗效能達到98%以上。

2.1.2 實驗材料

程序采用MATLAB PsychToolbox 編制。屏幕刷新率60 Hz，分辨率為1024×768 像素，屏幕背景為黑色，被試眼睛距離屏幕中心約50 厘米。

實驗材料為客體沿著灰色路徑運動，路徑為隨機生成，其上的4 個灰色端點也為程序隨機生成。客體運動總時長為6～10 s，在端點間的路徑片段上的運動時間為1～4 s，兩個相鄰路徑片段之間的運動時長差異大于33%。客體會在接近某個端點前消失500 ms，并在通過該端點后的某個位置重新出現。材料中的客體大小為1.52°，速度為5.47°/s，灰色路徑寬度為0.06°，灰色端點為0.38°。

本實驗在記憶碎片效應正序場景的基礎上，通過替換客體身份的方式操控事件數量。已有研究表明，客體的替換會損害客體的知覺恒常性（Moore, Stephens, & Hein, 2010），破壞連續的事件知覺，引起事件切割（Zacks, Kumar, Abrams, &Mehta, 2009），該操控可有效地改變知覺到的事件數量（Meyerhoff et al., 2015）。除身份的變化外，在本實驗中，客體的消失時間和再次出現的空間位置都是不變的，因此保持了時空可預測性和跳轉距離不變。

實驗中每條隨機產生的路徑都以正序的方式呈現兩次，但是通過改變運動客體的身份使其分別以單事件或多事件情境出現。單事件情境下，由隨機產生的相同物體在整條路徑上運動；多事件情境下，每個路徑片段的運動客體的顏色和形狀均不同。示例見圖1。

圖 1 實驗1 單事件和多事件運動客體示例

2.1.3 實驗設計和程序

實驗采用單因素被試內設計，自變量為知覺到的事件數（單vs.多），因變量為被試主觀估計的時間。

被試的任務是觀察客體的運動，并要求在運動結束后3s 內立刻通過按鍵來復制整段運動的時間（包括運動期間消失的間隔）。具體地說，在客體運動結束后，屏幕上會呈現一個大小為1.52°的紅色圓環，提示被試開始進行時距估計。按鍵后，圓環變為綠色，并開始計時，當被試感覺綠環呈現的時間與目標運動的時間相等時，再次按鍵結束計時。

為確保被試始終將注意力集中在客體運動上，有1/3 的試次會出現視覺檢測的次任務，在這些試次中，客體的亮度會降低61%，并持續167ms，當被試觀察到這一變化需要立即按鍵反應。檢測項在單事件和多事件兩種情境之間進行平衡。被試被要求只能進行主觀知覺計時，不能使用任何計時策略。

實驗1 共計120 個試次，所有試次完全隨機呈現，每30 個試次被試進行休息。正式實驗包含60 條路徑，所有路徑分別以單、多事件情境出現1次。在正式實驗前，被試需要完成6 個練習試次。整個實驗持續約50 分鐘。

2.2 結果

實驗1 的視覺檢測（探測）正確率（92%±4%）較高，且單事件（91%±4%）與多事件（93%±4%）情境下的正確率無顯著差異，t(19)=?1.97，p=0.064，表明被試在兩種條件下均能較好地將視覺注意集中在運動客體上，且在視覺注意上沒有統計學的差別。

由于實驗中的每段路徑均為隨機生成，時長在一定范圍內隨機，因此對每個試次，采用下述公式來計算時距估計的偏差：時距估計偏差（%）=（復制時間?實際時間）/實際時間×100%。若偏差值為正值，則表示時間膨脹，負值表示時間壓縮。對每個被試，剔除其自身平均值±2.5 個標準差以外的試次。由于兩種情境下的試次是一一匹配的，因此同時剔除上述試次的對應試次。共剔除2.4%試次數據。

數據分析顯示：在單事件條件下，平均時距估計偏差（4.18%±15.91%）與0 沒有顯著差異，t(19)=1.18，p=0.254；在多事件條件下，平均時距估計偏差（3.03%±15.91%）與0 也沒有顯著差異，t(19)=0.85，p=0.405。該結果表明，兩種條件下時距估計均未出現明顯的高估或低估。

對單事件情境下的平均時距估計偏差（4.18%±15.91%）與多事件情境下的平均時距估計偏差（3.03%±15.91%）進行比較，發現多事件情境下的時距估計偏差較小，差異量為?0.01，t(19)=?2.25，p=0.036，d=0.50，多事件情境下的時距估計顯著短于單事件情境，即存在記憶碎片效應。

實驗1 的結果證明，當被試進行事件切割時，會縮短時距估計。但是，在多事件條件下，由于客體身份變化，可導致客體的變化頻率、視覺顯著性以及刺激的新異性均高于單事件條件。而根據以往研究，這些因素均會導致主觀時間估計偏長（Herbst, Javadi, van der Meer, & Busch, 2013;Matthews, 2011）。因此，實驗2 將保持客體身份不變，通過改變客體的亮度這一單一屬性來引起事件切割，從而對上述因素進行更嚴格的控制。根據事件指標模型，客體屬性的變化是事件切割的重要維度之一（Zwaan & Radvansky, 1998）。因此，改變客體的亮度應能有效地操縱事件切割。

3 實驗2：客體屬性對時距估計的影響

3.1 研究方法

3.1.1 被試

高校大學生20 名（男生9 名，女生11 名），平均20.60±2.04 歲。所有被試裸眼視力或矯正視力正常，且沒有參加過實驗1。使用G*Power 3.1（Faul et al., 2009）對實驗數據進行效能檢驗（power analysis），結果顯示20 個樣本可使實驗效能達到98%以上。

3.1.2 實驗材料

實驗2 所使用的材料和裝置與實驗1 類似，但在每個試次中，運動客體都為白色圓點，單事件情境下，白色圓點的亮度不變（225cd/m2）；多事件情境下，每個路徑片段中的白色圓點的亮度在高（225cd/m2）、低（44cd/m2）兩種亮度之間輪流變化。視覺探測任務變為被試需要在發現白色圓點中心出現一個大小為0.38°的黑點（持續167ms）時按鍵。見圖2。

為了檢驗單多事件情境操縱的有效性，在實驗前另請未參與過正式實驗的其他20 名被試對實驗材料進行評價。具體做法為，將20 名被試隨機分為兩組，每組10 人，分別向兩組被試呈現單事件情境和多事件情境下的運動，詢問他們主觀認為這是“一段完整的內容”（以下簡稱為“一段”）還是“多段獨立的內容”。結果發現，在事件數量的知覺上兩條件之間存在顯著差異，χ2(1)=5.50，p=0.019。其中單事件情境下，10 名被試中有9 名認為是“一段”；在多事件情境下，10 名被試中僅有4 名認為是“一段”。

圖 2 實驗2 單事件和多事件運動客體示例

3.1.3 實驗設計和程序

實驗設計與程序同實驗1。

3.2 結果

實驗2 的視覺檢測正確率（97%±2%）較高，且單事件（96%±3%）與多事件（97%±2%）情境下的檢測正確率無顯著差異，t(1 9)=?1.5 6，p=0.140。

實驗2 的數據處理與剔除方法同實驗1，共剔除2.7%試次的數據。

急性闌尾炎為常見急腹癥,該疾病的產生與遺傳因素、環境因素、飲食因素等有著一定程度的聯系,對患者的生活質量和生存質量有著一定程度負面影響,多選用手術方法進行治療,選取不同手術方案,治療效果存在差異性,如何選取成為了關鍵所在[1]。本文為探討腹腔鏡闌尾切除術和開腹闌尾切除術治療急性闌尾炎的應用效果。報道如下。

數據分析顯示，在單事件條件下，平均時距估計偏差（5.98%±16.58%）與0 沒有顯著差異，t(19)=1.61，p=0.123；在多事件條件下，平均時距估計偏差（4.59%±17.20%）與0 也沒有顯著差異，t(19)=1.19，p=0.247。該結果表明，兩種條件下時距估計均未出現明顯的高估或低估。

與實驗1 相同，比較多事件情境下的平均時距估計偏差（4.59%±17.20%）與單事件情境下的平均時距估計偏差（5.98%±16.58%），發現兩者存在顯著差異，差異量為?0.01，t(19)=?2.16，p=0.044，d=0.48，多事件情境下時距估計確實顯著短于單事件，即存在記憶碎片效應，與實驗1 結果相似。

實驗2 僅通過改變運動客體的亮度來引導被試進行事件切割，以盡可能降低運動客體的變化對時空連續性的影響，從而維持時空可預測性不變。所獲的結果與實驗1 相仿，進一步支持多事件知覺縮短時距知覺的觀點。實驗3 將維持事件數知覺不變，在降低運動客體時空可預測性的情境下，考察記憶碎片效應是否仍然存在。

4 實驗3：運動可預測性對時距估計的影響

4.1 研究方法

4.1.1 被試

高校大學生20 名（男生5 名，女生15 名），平均年齡20.38±1.67 歲。所有被試裸眼視力或矯正視力正常，且沒有參加過前兩個實驗。使用G*Power 3.1（Faul et al., 2009）對實驗數據進行效能檢驗（power analysis），結果顯示20 個樣本可使實驗效能達到98%以上。

4.1.2 實驗材料

實驗3 所使用的材料和裝置與實驗1 類似，但是取消了事件數量的操縱，而對時空可預測性進行操縱。其中，在時空可預測情境下，運動客體在三個端點前消失的時間均為500 ms；而在時空不可預測情境下，運動客體的消失間隔隨機為100、500、900 ms。以往研究已經證明，改變客體消失的時間間隔會破壞客體運動的時空連續性，降低其可預測性（Meyerhoff et al., 2015）。

4.1.3 實驗設計和程序

實驗采用單因素被試內設計，自變量為時空可預測性（可預測vs.不可預測），因變量為被試主觀估計的時間。實驗程序上除了上述實驗材料的修改，其余部分與實驗1 一致。

4.2 結果

視覺檢測的正確率（91%±1%）較高，且可預測（92%±3%）與不可預測（90%±3%）情境下的檢測正確率無顯著差異，t(19)=1.80，p=0.088，表明被試在兩種條件下均能較好地將視覺注意集中于運動目標上，且在視覺注意上沒有顯著差別。

實驗3 的數據處理與剔除方法同實驗1，共剔除2.1%試次數據。

數據分析顯示，在可預測條件下，平均時距估計偏差（4.65%±16.71%）與0 沒有顯著差異，t(19)=1.24，p=0.229；在不可預測條件下，平均時距估計偏差（4.47%±17.90%）與0 也沒有顯著差異，t(19)=1.12，p=0.278。兩種條件下時距估計均未出現明顯的高估或低估。

對不可預測情境下的時距估計偏差（4.47%±17.90%）與可預測情境下的時距估計偏差（4.65%±16.71%）進行比較，發現兩種情境下的時間估計偏差無顯著差異，t(19)=?0.34，p=0.739，不存在記憶碎片效應。

實驗3 的結果顯示時空可預測性的變化不會導致被試時距估計改變。

5 討論

本研究通過三個實驗，采用記憶碎片效應的正序場景，對事件切割與時距知覺之間的關系進行了探討。實驗1、實驗2 分別通過變換客體身份和改變客體亮度的方式改變被試感知到的事件數量，并維持時空可預測性不變，結果顯示事件切割條件下被試的時距估計顯著縮短；實驗3 則在維持感知到的事件數量不變的情境下改變時空可預測性，結果發現時距知覺沒有受到影響。綜合所有實驗結果，事件切割會影響時距知覺，且知覺到多個事件可導致主觀時距縮短。

本研究表明記憶碎片效應穩定存在，即事件切割可縮短主觀時距，這一結論與以往的許多研究結果不一致（Bangert, Kurby, & Zacks, 2019; Faber &Gennari, 2015a, 2015b, 2017; Waldum & Sahakyan,2013），后者顯示，在有分割的條件下，被試對時距的知覺更長。對此差異進行如下分析：第一，本研究采用了預期式時距估計范式，而以往有的研究采用的是回溯式時距估計范式（Faber &Gennari, 2015a, 2015b）。資源分配模型認為，預期式范式下被試會將大部分注意資源分配于時間加工器，而回溯式范式下則更多地分配給非時間加工器（Zakay, 1989）。因此，不同的范式可能是本研究結果與前人結果不一致的原因。第二，在本研究中，時距估計在目標呈現結束后3 秒內開始，而以往研究在時距估計任務前插入了其他任務，目標時距結束到時距估計之間有較長延遲（Faber &Gennari, 2017）。不同的延遲時間涉及了不同的內部機制，如已有研究證明，即時的時距估計涉及工作記憶（Ogden, Wearden, & Jones, 2008），而延遲的時距估計更多涉及長時記憶（Zakay &Fallach, 1984）。因此，本研究中的記憶碎片效應與前人研究結果上的矛盾可能是由多種因素綜合造成的。

對于記憶碎片效應產生的原因，可以從記憶的角度進行解釋。事件視界模型認為，個體雖然會自動化地進行事件切割，但不合理的切割方式會使得事件片段之間具有較高的相似性，導致片段之間的記憶相互干擾，從而抑制對事件記憶的提取（Radvansky & Zacks, 2017）。在記憶碎片效應實驗中，多個事件之間的運動客體和運動模式都是相似的，運動信息的提取容易受到干擾，后者導致了更短的時距估計。此外，前人研究表明，經歷事件邊界（事件之間的間隔）會導致前一事件的工作記憶被刷新，從而產生遺忘（Ongchoco &Scholl, 2019; Radvansky, 2012），如當被試穿過一扇門，即經過事件邊界時，會干擾對前一個房間中物品信息的提取（Pettijohn & Radvansky, 2016;Radvansky, Krawietz, & Tamplin, 2011）。這暗示，在記憶碎片效應的多事件條件下，經歷事件邊界損害了前一事件的記憶，導致對整個運動的記憶減少，因而縮短了時距估計。

因此，記憶碎片效應一方面證明了記憶在一定程度上會影響預期式時距知覺，表明預期式時距估計與回溯式時距估計的加工機制有一定程度的重合，另一方面也對事件切割理論的預測，即事件切割與時距估計呈正相關提出了挑戰，表明事件切割也可導致預期式時距估計縮短。

本研究結果表明，只在操縱事件切割的實驗1、2 中存在記憶碎片效應，而在操縱時空可預測性的實驗3 中并不存在記憶碎片效應。上述實驗結果的差異證明，記憶碎片效應的產生原因是事件切割，但本研究并沒有對事件記憶進行直接的測量。此外，時距估計存在一定的性別差異（Giovannelli et al., 2016; Shibasaki & Masataka, 2014），而本研究的被試性別不均衡可能導致一定的偏差。因此，未來的研究可以考慮對事件記憶進行直接的操縱和測量，并保持被試性別均衡，以此來進一步考察事件切割影響預期式時距估計的內在機制。

6 結論

記憶碎片效應的產生是由于事件切割而非時空可預測性，表明事件切割確實可以影響預期式時距估計，且知覺到多個事件也可導致更短的時距估計。