情緒效價對非符號數(shù)字空間編碼的影響*

王強強，樓佳怡，馮樂怡，鄒曲煌

(湖州師范學(xué)院 教師教育學(xué)院，浙江 湖州 313000)

一、問題提出

自古至今，數(shù)字在人類認識世界和建構(gòu)世界過程中發(fā)揮著極其重要的作用。對人腦認知和編碼數(shù)字特點及規(guī)律的研究也是人類更好地使用數(shù)字認識和改造世界的基礎(chǔ)。因此，隨著認知心理學(xué)的發(fā)展和推進，數(shù)字認知研究也進入了認知心理學(xué)家們的視野。早在1880年，Galton 就提出數(shù)字具有空間屬性[1]494-495。后來又有學(xué)者提出心理數(shù)字線，認為人腦把數(shù)字以空間的方式表征在心理數(shù)字線上，這進一步印證了數(shù)字的空間屬性[2]274-278。20世紀(jì)90年代，Dehaene等人把大小不等的阿拉伯?dāng)?shù)字隨機呈現(xiàn)給被試，要求被試以按壓左右鍵的方式對數(shù)字進行大小分類或奇偶性分類，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不管分類數(shù)字大小還是奇偶，被試總是用左手對小數(shù)字表現(xiàn)更快反應(yīng)，用右手對大數(shù)字表現(xiàn)更快反應(yīng)。Dehaene等人隨后把數(shù)字分類中出現(xiàn)的這種穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為空間—數(shù)字反應(yīng)編碼聯(lián)合效應(yīng)(Spatial-Numerical Association of Response Codes effect)，簡稱SNARC效應(yīng)[3]371-396[4]626-641。SNARC效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為數(shù)字空間屬性提供了更為直接的證據(jù)，因此學(xué)者們便把SNARC效應(yīng)作為判斷刺激是否在人腦中以空間方式進行編碼的標(biāo)準(zhǔn)，并在數(shù)字認知研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[5]759-765[6]1320-1330[7]1-8[8]1-7[9]440-443。

Dehaene等人在阿拉伯?dāng)?shù)字分類中捕獲到SNARC效應(yīng)以后，很多學(xué)者采用不同類型的符號數(shù)字(如中文數(shù)字、法文數(shù)字)、非符號數(shù)字(如手指數(shù)字、點集)和含有量變信息的其他刺激(如不同亮度的圖片)對SNARC效應(yīng)進行驗證性和拓展性研究，發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)不是阿拉伯?dāng)?shù)字加工中特有的現(xiàn)象，其普遍存在于各種形式的符號數(shù)字、非符號數(shù)字和含有量變信息的其他刺激的加工之中[10]364-370[11]57-62[12]58-62。當(dāng)然，SNARC效應(yīng)也具有一定的靈活性，會隨著實驗情景、刺激特點和被試文化習(xí)慣等因素的變化而反轉(zhuǎn)或消失[13]228-233[14]271-279[15]618-623[16]16-28[17]352-363。比如王強強等人把同等比例的數(shù)字和字母混合后隨機呈現(xiàn)給被試的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字和字母混合呈現(xiàn)消除了數(shù)字加工中的SNARC效應(yīng)[11]57-62。金桂春等人要求被試把隨機呈現(xiàn)的數(shù)字想象成西經(jīng)經(jīng)度數(shù)并判斷位于西經(jīng)50度左側(cè)還是右側(cè)時，數(shù)字加工中出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)的SNARC效應(yīng)[13]228-233。同樣，從右向左閱讀和寫作的被試在數(shù)字分類中也會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的SNARC效應(yīng)[14]271-279。對于SNARC效應(yīng)的起因，Dehaene等人最初采用心理數(shù)字線假設(shè)進行解釋，認為數(shù)字在長時記憶中的心理數(shù)字線上的空間表征導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)[3]371-396。但是，長時記憶中的心理數(shù)字線假設(shè)無法解釋SNARC效應(yīng)的靈活性。因此，van Dijck后來用工作記憶理論對SNARC效應(yīng)進行了解釋，認為人們在數(shù)字加工過程中，會在工作記憶中在線建構(gòu)起數(shù)字的空間表征。數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)最終導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)的發(fā)生[18]761-771[19]114-119[20]1-11。

情緒認知的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，情緒可以調(diào)節(jié)人類注意，對人類認知有著極其重要的影響作用[21]153-160[22]1-17[23]1003-1017。比如Yamaguchi以蜘蛛和花為刺激啟動被試的正性情緒和負性情緒后考察了情緒效價對Simon效應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)積極情緒可以增加Simon效應(yīng)，而負性情緒則會抑制Simon效應(yīng)[20]1-11。盡管已有研究從刺激特點、實驗情景和被試文化等方面考察了SNARC效應(yīng)的靈活性，但是鮮有研究考察情緒效價對SNARC效應(yīng)的影響?；ㄗ鳛橐环N美好的事物能夠引起人們積極的情緒反應(yīng)，而蜘蛛往往令人害怕，會引起負性的情緒反應(yīng)。這兩者可以用來誘發(fā)個體的正性和負性情緒，其有效性在相關(guān)研究中得到了證實[23]1003-1017。因此，本研究擬向被試隨機呈現(xiàn)數(shù)量不等的花或蜘蛛，用花和蜘蛛分別誘發(fā)個體的正性情緒和負性情緒，在要求被試完成花和蜘蛛數(shù)量分類的任務(wù)中，考察情緒效價對非符號數(shù)字空間編碼的影響，進一步基于情緒視角揭示數(shù)字空間編碼的認知機制。

二、實驗1：蜘蛛數(shù)量分類中的SNARC效應(yīng)

(一) 實驗?zāi)康?/h3>

實驗1擬采用不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字來誘發(fā)被試的負性情緒，要求被試以按壓左鍵或右鍵的方式分類蜘蛛的數(shù)量，深入考察負性情緒的誘發(fā)對非符號數(shù)字空間編碼的影響。

(二)方法

1.被試

采用廣告招募的形式招募38名(4名男性、34名女性)大學(xué)生參加實驗。年齡范圍為19～25歲，平均年齡為19.74歲(SD=1.01)。所有被試視力或矯正視力正常，且自愿參加實驗，實驗結(jié)束后獲取少量感謝報酬。

2.材料和儀器

1～5只(3只除外)數(shù)量不等的蜘蛛作為本實驗使用的非符號數(shù)字。為了最大限度減小刺激圖片表面積差異對實驗結(jié)果的干擾，借助photoshop軟件把數(shù)量不等的蜘蛛均擺放在120*80像素的白底圖片之上，詳見圖1。實驗程序用E-prime 1.1編寫，在14英寸E470聯(lián)想筆記本電腦上運行。屏幕分辨率是1 380*800像素，刷新頻率為60Hz。

注：第一行蜘蛛為實驗1材料，第二行花朵為實驗2材料。圖1 本研究使用的刺激材料

3.實驗設(shè)計

采用2(反應(yīng)手：左手，右手)×2(數(shù)字大?。盒∮?，大于3)被試內(nèi)設(shè)計，因變量為反應(yīng)時。

4.實驗程序

實驗程序用E-prime 1.1編寫，在筆記本電腦上運行。實驗開始后首先在顯示器中央出現(xiàn)紅色的“+”注視點500 ms，接著注視點消失，并在注視點的位置隨機出現(xiàn)上述實驗材料中的一幅蜘蛛圖片，要求被試看到圖片后，判斷呈現(xiàn)的圖片中的蜘蛛數(shù)量小于3還是大于3只，并用左手或右手按相應(yīng)的鍵予以快速反應(yīng)。被試反應(yīng)結(jié)束后出現(xiàn)空屏1 500ms后進入下一試次。被試若在3 000ms內(nèi)未做任何反應(yīng)的話將自動出現(xiàn)空屏，并持續(xù)1 500ms后進入下一試次。整個實驗分為兩個部分：一部分要求被試對小于3只蜘蛛的圖片用左手按左鍵(F鍵)，大于3只蜘蛛的圖片用右手按右鍵(J鍵)進行反應(yīng)；另一部分正好相反，要求被試對小于3只蜘蛛的圖片用右手按右鍵(J鍵)，大于3只蜘蛛的圖片用左手按左鍵(F鍵)進行反應(yīng)。兩個部分的先后順序在被試間進行平衡。整個實驗共64試次，約需7分鐘完成。

(三) 結(jié)果分析

圖2 左手和右手在數(shù)量不等的蜘蛛上的反應(yīng)時及標(biāo)準(zhǔn)誤

剔除每個處理水平上3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時數(shù)據(jù)，占總數(shù)的4.28%，對剩余反應(yīng)時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對所有被試反應(yīng)時和錯誤率進行皮爾遜相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，兩者皮爾遜相關(guān)系數(shù)r(38)=-0.42,p<0.01，說明本實驗存在反應(yīng)時錯誤率權(quán)衡現(xiàn)象。盡管如此，由于錯誤率都非常低，平均錯誤率為2.26%，故對錯誤率不進行進一步的分析。重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)手的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=9.36,p<0.01,η2=0.202，右手反應(yīng)(501±9.10 ms)明顯快于左手(517±9.02 ms)，說明實驗中出現(xiàn)了右手優(yōu)勢效應(yīng)。數(shù)字大小主效應(yīng)也顯著，F(xiàn)(1,37)=10.51,p<0.01,η2=0.221，大數(shù)字反應(yīng)(500±9.64 ms)明顯快于小數(shù)字反應(yīng)(518±8.52 ms)。反應(yīng)手和數(shù)字大小交互作用不顯著，F(xiàn)(1,37)=1.41,p=0.24,η2=0.037，說明蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，見圖2。

三、實驗2：花朵數(shù)量分類中的SNARC效應(yīng)

(一) 實驗?zāi)康?/h3>

實驗2擬采用不同數(shù)量的花朵作為非符號數(shù)字來誘發(fā)被試的正性情緒，要求被試以按壓左鍵或右鍵的方式分類花朵的數(shù)量，深入考察正性情緒的誘發(fā)對非符號數(shù)字空間編碼的影響。

(二) 方法

1.被試

采用廣告招募的形式招募38名(34名女性、4名男性)大學(xué)生參加實驗。年齡范圍為19～25歲，平均年齡為19.74歲(SD=1.01)。所有被試視力或矯正視力正常，且自愿參加實驗，實驗結(jié)束后獲取少量感謝報酬。

2.材料和儀器

1～5朵(3朵除外)數(shù)量不等的花朵作為本實驗使用的非符號數(shù)字。借助photoshop軟件把所有花朵均擺放在120*80像素的白底圖片之上，見圖1。實驗程序用E-prime 1.1編寫，在14英寸E470聯(lián)想筆記本電腦上運行。屏幕分辨率是1 280*800像素，刷新頻率為60Hz。

3.實驗設(shè)計

采用2(反應(yīng)手：左手，右手)×2(數(shù)字大?。盒∮?，大于3)被試內(nèi)設(shè)計，因變量為反應(yīng)時。

4.實驗程序

實驗程序用E-prime1.1編寫，在筆記本電腦上運行。實驗開始后首先在顯示器中央出現(xiàn)紅色的“+”注視點500 ms，接著注視點消失，并在注視點的額位置隨機出現(xiàn)上述實驗材料中的一幅花朵圖片，要求被試看到圖片后判斷呈現(xiàn)圖片中花朵數(shù)量小于3朵還是大于3朵，并用左手或右手按相應(yīng)的鍵予以快速反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后出現(xiàn)空屏1 500ms后進入下一試次。3 000ms內(nèi)若無反應(yīng)的話將自動出現(xiàn)空屏，1 500ms后進入下一試次。整個實驗分為兩個部分：一部分要求被試對小于3朵花朵的圖片用左手按左鍵(F鍵)，大于3朵花朵的圖片用右手按右鍵(J鍵)進行反應(yīng)；另一部分正好相反，要求被試對小于3朵花朵的圖片用右手按右鍵(J鍵)，大于3朵花朵的圖片用左手按左鍵(F鍵)進行反應(yīng)。兩個部分的先后順序在被試間進行平衡。整個實驗共64試次，約需7分鐘完成。

(三) 結(jié)果分析

圖3 左手和右手在數(shù)量不等的花朵上的反應(yīng)時和標(biāo)準(zhǔn)誤

剔除每個處理水平上3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時數(shù)據(jù)，占總數(shù)的4.81%，對剩余反應(yīng)時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對所有被試反應(yīng)時和錯誤率進行皮爾遜相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，兩者皮爾遜相關(guān)系數(shù)r(38)=-0.30,p>0.05，說明本實驗不存在反應(yīng)時錯誤率權(quán)衡現(xiàn)象。故對錯誤率不進行進一步的分析。采用重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)手的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=7.49,p<0.01,η2=0.168，右手反應(yīng)(497±10.45 ms)明顯快于左手(515±10.28 ms)，說明實驗中出現(xiàn)了右手優(yōu)勢效應(yīng)。數(shù)字大小的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1,37)=0.00,p=0.99,η2=0.000。反應(yīng)手和數(shù)字大小的交互作用顯著，F(xiàn)(1,37)=6.96,p<0.05,η2=0.158。進一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，左手水平上數(shù)字大小簡單主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=4.15,p<0.05,η2=0.101，左手對小數(shù)字的反應(yīng)(504±10.47 ms)明顯快于左手對大數(shù)字的反應(yīng)(526±12.76 ms)。右手水平上數(shù)字大小簡單主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,37)=4.64,p<0.05,η2=0.112，右手對大數(shù)字的反應(yīng)(485±12.65 ms)還是略快于右手對小數(shù)字的反應(yīng)(508±10.59 ms)，說明實驗2在花朵數(shù)量分類中出現(xiàn)了SNARC效應(yīng)，見圖3。

四、討論與結(jié)論

已有研究證實SNARC效應(yīng)普遍存在于符號數(shù)字和非符號數(shù)字的加工之中，而且SNARC效應(yīng)也會受實驗情景、數(shù)量刺激特性和被試閱讀寫作習(xí)慣等文化因素的調(diào)節(jié)，表現(xiàn)出一定程度的靈活性。對于SNARC效應(yīng)出現(xiàn)的原因，起初學(xué)者們采用心理數(shù)字線假設(shè)進行了解釋，認為數(shù)字在心理數(shù)字線上的空間表征導(dǎo)致了SNARC效應(yīng)的發(fā)生[3]371-396。隨著研究的深入，越來越多的證據(jù)顯示，SNARC效應(yīng)直接來源于數(shù)字在人類工作記憶中的在線空間建構(gòu)[18]761-771[19]114-119[20]1-11。盡管如此，至今依然不清楚情緒效價是否會影響數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。因此，本研究的兩個實驗分別采用能夠誘發(fā)負性情緒的蜘蛛和能夠誘發(fā)正性情緒的花朵，要求被試執(zhí)行蜘蛛或花朵數(shù)量分類任務(wù)，深入考察了情緒效價對數(shù)字空間編碼的影響。

實驗1在蜘蛛數(shù)量分類中未發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)。前人采用不同形式的符號數(shù)字和非符號數(shù)字，要求被試判斷符號和非符號數(shù)字的大小，在符號和非符號數(shù)字加工中均發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)[3]371-396[4]626-641[5]759-765。實驗1以不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字，在非符號數(shù)字大小分類中并未發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)。這一結(jié)果與前人研究有所不同。前人研究非符號數(shù)字的空間編碼機制時常常選用點陣和手指數(shù)字等。與前人研究相比，實驗1最本質(zhì)的差異是選擇不同數(shù)量的蜘蛛作為非符號數(shù)字。眾所周知，蜘蛛是人們普遍比較害怕的一種動物，研究也發(fā)現(xiàn),觀看蜘蛛圖片能夠誘發(fā)人們產(chǎn)生負性的情緒體驗[20]1-11。相反，前人研究使用的點陣和手指數(shù)字等非符號數(shù)字屬于中性刺激，不會誘發(fā)被試產(chǎn)生負性的情緒體驗。因此，實驗1在蜘蛛數(shù)量大小分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)的原因很可能在于，觀看蜘蛛誘發(fā)的負性情緒抑制了非符號數(shù)字工作記憶中的在線空間建構(gòu)，最終導(dǎo)致蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)。這一結(jié)果也預(yù)示著負性情緒的誘發(fā)或啟動可以抑制數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。

實驗1研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛數(shù)量分類中未出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，筆者認為原因在于蜘蛛圖片誘發(fā)的負性情緒抑制了非符號數(shù)量在工作記憶中的空間編碼。如果確實是蜘蛛誘發(fā)的負性情緒導(dǎo)致非符號數(shù)字加工中SNARC效應(yīng)的消失，那么，把能夠誘發(fā)被試產(chǎn)生負性情緒的蜘蛛改為人們普遍喜歡的能夠誘發(fā)個體產(chǎn)生正性情緒的花朵，在花朵加工中應(yīng)該會出現(xiàn)SNARC效應(yīng)。在花朵分類中是否會出現(xiàn)SNARC效應(yīng)呢？為了進一步驗證實驗1的推測，又以花朵為非符號數(shù)字進行了實驗2。實驗2用不同數(shù)量的花朵取代蜘蛛，在誘發(fā)被試的正性情緒的實驗情景中進一步考察非符號數(shù)字的空間編碼機制。實驗中向被試呈現(xiàn)數(shù)量不等的花朵，要求被試以按鍵反應(yīng)的方式判斷花朵數(shù)量的大小，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，花朵數(shù)量大小分類中出現(xiàn)了經(jīng)典的SNARC效應(yīng)，這點與前人的研究結(jié)果一致，再次驗證了SNARC效應(yīng)的普遍性和穩(wěn)定性，同時也說明本研究對實驗1結(jié)果的解釋是合理的。與實驗1不同的是，實驗2使用的花朵可以誘發(fā)被試的正性情緒，而不是負性情緒。在花朵分類中出現(xiàn)SNARC效應(yīng)，結(jié)果說明與負性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。

自發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)以來，學(xué)者們雖然采用不同形式的數(shù)字和含有數(shù)量信息的刺激和實驗任務(wù)，在不同的實驗情境中對SNARC效應(yīng)的穩(wěn)定性和靈活性進行了深入研究，但是，情緒效價是否會調(diào)節(jié)數(shù)字加工中的SNARC效應(yīng)方面的研究依然很少。本研究兩個實驗分別采用能夠誘發(fā)負性情緒的蜘蛛和能夠誘發(fā)正性情緒的花朵，分別在蜘蛛和花朵數(shù)量分類中深入考察情緒效價對SNARC效應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與負性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的在線空間建構(gòu)。研究結(jié)果創(chuàng)造性地詮釋了情緒與數(shù)字空間編碼之間的關(guān)系，從情緒視角出發(fā)揭示了數(shù)字空間編碼機制，一定程度上有助于加深人們對數(shù)字空間編碼機制的理解和認識。

綜上所述，通過本研究可以得出以下結(jié)論：一是負性情緒可以抑制數(shù)字在工作記憶中的空間編碼；二是與負性情緒相比，正性情緒更有利于數(shù)字在工作記憶中的空間編碼。