认知加工中时间与非时间信息的相互关系，本文主要内容关键词为：时间论文,认知论文,与非论文,相互关系论文,加工论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
在认知心理学领域，事件的时间信息和非时间信息之间的关系一直是研究的焦点。时间信息和非时间信息是定义事件的两类必需因素，因为现实世界中所有事件都是动态的，并且以一定的时间进程呈现出来，而且，这个时间进程的存在通常是由非时间信息来标记[1]。时间信息包括时距（客观现象的持续性）和时序（客观现象的顺序性）两个方面，时距是指两个连续事件间的间隔或某一事件持续的时间段；时序是指事件的出现的顺序、位置和间隔，也就是个人所知觉到的事件的相继性和顺序性[2]。时序依赖于我们对变化的体验，两个事件可以先后发生，也可以同时发生，从而被感知为按顺序组织的不同事件[3]。非时间信息则是事件项目本身的一些属性，比如音调就是音乐事件的非时间信息。
在现实世界中，时间与非时间信息是紧密结合，不可分割的。比如音乐，这一长久以来备受瞩目的领域，就是时间信息和非时间信息高度结合的产物。音乐中，音高或音调联系的形式（包括音阶、和弦、旋律等不同等级）体现的是非时间信息，而节奏、重音等体现的是时间信息（节奏包括拍子、节拍等）。而且这两种信息间有密切关系，音乐中的音高联系能够标志旋律的开始和结束，节奏的各种规律能够易化旋律的知觉。再比如人类语言，它也是两类信息相结合的产物，其非时间信息以语音、语调时形式呈现，而时间信息则表现为发音长短、停顿等形式。由此可知，时间信息通常以语音等非时间信息为载体，而非时间信息则会随时间信息的变化而变化，如单词持续时间的长短不一、先后顺序的不同，能够表达不同的语气、情绪，反映不同的含义。
然而，时间信息与非时间信息如何在认知系统中被加工？这是很久以来争论不休的焦点问题。有些研究者认为它们是以各自独立的形式被认知系统加工的，两种信息不能同时被学习和记忆；而另一些研究者认为它们是联合起来被认知系统加工的，对一个维度的注意会导致对另一个维度的学习，无论个体是先学习一个维度，还是同时学习两个维度，最终它们都能够被学习和记忆。由于研究者们所使用的实验方法各不相同，研究内容各不相同，故而他们各有侧重、各执一词，都不能全面地阐述时间信息与非时间信息的相互关系。
为了对时间信息与非时间信息的认知加工过程有较全面的认识，本文分析整理了对特定条件下时间信息与非时间信息的关系的研究，并尝试对它们进行一定程度上的整合。
2 时间信息与非时间信息相互独立
有研究[4][5]，表明，时间信息与非时间信息在认知系统中是独立加工的，一个维度的加工不依赖于另一维度的特性。
Monahan和Carterette[4]在1985年进行了一项实验：在各种音高模式下，要求听者对不同旋律做相似性判断，结果发现无论音高模式如何，特定的节奏都使听者的判断准确性提高，反应速度加快Palmer和Krumhansl[5]在1987年的一个实验中要求听者对旋律的完成与否做判断（音乐理论表明：和谐的旋律容易使人在心理上产生一种旋律完整感、完成感，而不和谐旋律则会使人产生心理上的不完整感和未完成感），结果也表明特定节奏可以促进听者的判断。这些实验表明，某种特定的节奏类型即时间信息能够促进注意和记忆，而并不需要音高维度即非时间信息的参与。因此他们认为：音高（非时间信息）和节奏（时间信息）是独立加工的，对一个维度的加工不依赖于另一个维度的特性。
其实，特定的节奏能够易化注意和记忆，而不需要音高模式的参与，这表明时间信息与非时间信息在认知系统中可能是独立加工的。这里可能的原因：一是节奏足够简单，听者对节奏的加工达到了自动化，根本不需要在时间信息上消耗过多的资源，或仅需很少的注意资源，剩余的大量资源使听者能够在音高模式变化的情况下，依然很好地完成实验任务；二是该节奏与听者已有的知识经验相吻合，这种熟练也使听者的时间信息加工出现了一定程度的自动化，因此听者对旋律的知觉和判断水平上升。也就是说，在认知加工中，当时间或非时间信息的加工比较简单或相对熟练，即出现一定程度的自动化时，两者会呈现出相对的独立性。接下来的实验很好地证明了这种假设。
Brown和Bennett的一项实验，他们通过”前测－练习－后测”的范式研究了非时间信息自动化对时间与非时间信息双任务完成的影响[6]。在这项研究的实验一中非时间任务为追踪屏幕上的目标，时间任务是复制5″时间间隔。先是前测，告知被试时间与非时间任务是同等重要的，均要求被试很好地完成。被试用优势手拖动鼠标，追踪屏幕上运动的目标，而非优势手则按反应键，复制5″的间隔。接着是练习，被试接下来的3天内进行屏幕追踪任务的训练，即仅在非时间单任务条件下进行练习。最后接受双任务条件下的后测，结果发现双任务条件下，被试复制时间间隔的成绩有明显提高。这表明经过练习后，非时间任务的完成的确出现了一定程度的自动化，这大大降低了注意资源的需求，从而提高了另一任务的完成。在这项研究的实验二中非时间任务有所变化，通过镜子阅读材料，时间任务仍为复制5″时间间隔。实验程序不变，依然按照前测－练习－后测的范式进行，被试用非优势手复制时间间隔，同时大声读出镜子中的材料内容。结果也发现，3天的阅读训练提高了被试的双任务完成水平。为了进一步研究练习的“量”对任务完成的影响，研究者还系统地变化了练习的程度，但结果发现，无论练习的程度如何，后测中被试在双任务条件下的时间复制成绩都有显著增加，这表明无论练习的程度如何，即无论任务出现何种程度的自动化，都会使所需注意资源减少，更有利于双任务的完成。
从时间信息与非时间信息的角度来看上述实验表明，无论非时间任务是什么，结果都会出现非时间任务的作业恒定不变，而时间任务的作业不断上升的趋势；从而反映出在认知加工中时间信息与非时间信息的相互独立性。
由以上实验结果可知，时间信息和非时间信息在认知系统中，有时可以独立加工。这可以用资源限制理论来解释。时间任务与非时间任务的完成都需要一定量的注意资源，只有在极端情况下，即其中的一种任务趋于自动化所需资源很少时，便会呈现出一个任务的作业不变而另一个则上升或下降的分离情形。
3 时间信息与非时间信息相互竞争
也有研究者认为，时间信息与非时间信息在认知加工中是相互竞争的。个体进行任何活动时，对一个维度注意的增加会减少另一个维度的注意，即两类信息加工会出现干扰效应。相互竞争的观点中还存在一些不同的理论模型，但大多将注意资源分配作为中介机制，即通过操纵注意分配方式来考察被试时间信息和非时间信息加工的关系。注意都要被分配到时间和非时间信息上，为了完成各自的信息加工，两者自然会争夺有限的注意资源。
时间和非时间双重作业的实验范式正是为了探讨时间信息和非时间信息加工之间的干扰效应而设计的，即让被试进行时距估计作业的同时，要求其完成一项具有干扰性的作业。通过比较双重作业条件下的时间估计与控制条件下的时间估计的变化来确定干扰作业对时间估计的影响[9]。
Brown及Brown和Stubbs[7][8]先后进行了这方面的研究。他们要求被试在听取一段旋律的同时进行校对任务，一部分被试被提前告知将会做时间判断（预期式），另一些被试则不知道自己将会作时间判断（回溯式）。结果在预期式条件下，被试对旋律的时间判断很准确，但校对成绩很差；在回溯条件下，校对成绩很好，但时间判断不准。
在预期式情况下，由于被试提前知道自己将做时间估计，其注意会有意识地指向时间信息；而回溯条件下，被试的注意没有明确原因会指向时间信息，或者可以假定，被试的注意指向了非时间信息。既然预期式条件下，被试有意识地监测时间段，在时间信息加工上分配了较多的资源，那么时间估计任务准确性、可靠性必然会提高；而回溯条件下，事先没有告知被试将进行时间判断，由于没有明确的原因使注意分配到时间信息上，被试很可能将大量的注意资源指向非时间信息加工，因此被试的时间估计就会不准确且易变。这说明，对一个维度的注意确实影响了另一维度的加工，两类信息出现了干扰效应，即相互竞争有限的注意资源。
而且，还有研究[10]表明：随着任务的复杂性增加，时间估计所受的干扰就越大。Hicks、Miller及Kinsbourne的实验要求被试对纸牌进行分类，按照颜色分成两类（简单）或按照花色分成四类（复杂），然后进行时间估计。结果发现，随着非时间任务复杂性的增加，被试预期、回溯方式下的时间估计准确性下降，并出现不同的偏向：在预期条件下，被试对复杂操作（按花色）的时间估计比简单操作（按颜色）的时间估计产生明显的低估倾向；而回溯条件下相反，复杂操作的时间估计出现高估偏向。
在预期条件下，被试注意资源倾向于指向时间信息，但随着非时间任务复杂性的增加，更多的注意资源不得不被分配到非时间信息加工上，即非时间信息开始争夺更多的注意资源，这导致认知系统对时间信息的编码减少，因此时间判断准确性下降并且估计时间变短；回溯条件下，被试的注意原本就没有明确指向时间信息，而随着非时间任务复杂性的增加，越来越多的注意资源分配到了非时间信息上，被试没有对时间信息进行编码，当要求进行时间估计时，被试不得不根据非时间信息来进行估计，因此非时间信息越复杂，被试就越倾向于认为持续时间长，因而出现高估行为。这种高估现象被称为“可得性启发”，此概念来自Ornstein和Block，是指记忆中的持续时间受记忆中非时间信息数量的干扰，既然回溯式条件下没有对持续时间进行编码，被试只能依靠可得性信息资源组块的数量或非时间信息序列的变化来判断[11][12]中。
这种”可得性启发”引起的高估现象在McClain(1983)语义加工的实验中也得到了证实。他在语义加工任务中同时变化单词的难度和数量，结果发现，单词的增多会导致较长的回溯式时间估计，即回溯条件下的高估现象。然而，也存在一些与之相反的结论，Boltz的系列研究[15-17]中给被试多次、重复地呈现一系列旋律或自然环境中的声音，然后突击性地要求他们再认或再生总持续时间，结果发现，被试的操作成绩是高度准确和可靠的。也就是说，如果有足够的学习经验，时间信息在回溯状态下也能够被认知系统编码。这可以用由于熟悉导致的自动化来解释；由于熟悉，该任务所需要的注意资源减少，因而注意能够较多地分配到另一信息资源，这样任务就能较好地完成。
综上所述，时间信息和非时间信息在认知加工系统中，有时也是相互竞争的。由于任务的成功完成必须满足一个条件：所需的资源不超过注意总资源提供的量[13]（两类信息加工所需的资源总和就是心理负荷[14]）。因此当心理负荷超过注意总资源时，两者便会出现争夺资源和相互竞争的现象。概言之，在时间信息和非时间信息所需的注意资源总和即心理负荷接近或大于注意总资源时，两类信息的加工就出现竞争和干扰。这可能是因为时间信息、非时间信息所需要的注意资源在”量”上没有没有明显差距，而注意总资源有限，两者便相持不下，争夺资源。此时，两类信息任务要求的不同会影响注意资源的分配。在预期条件下，时间任务要求较高，注意分配机制便将注意倾向于时间信息，因而时间任务完成好于非时间任务；在回溯条件下，任务没有明显要求，注意分配机制没有明显倾向于时间信息，因而时间任务的完成没有明显优势。
4 时间信息与非时间信息相互促进
在相互独立和相互竞争之外，还有一种观点[15-18]，即认知加工中时间信息和非时间信息可以相互促进。
Boltz认为，自然事件的编码和记忆依赖于学习和事件本身的结构，事件可以分为一致和不一致事件。所谓一致性是指：有高度的内部可预测性，并且在所有的时间范围内，项目都以规律的时间顺序展开，可以组成更高级顺序的块或组[18]。演讲、谈话时的抑扬顿挫都是一致性事件[19]。高度一致性事件的时间和非时间信息是结合起来被编码的，无需额外努力，而且对一个维度的注意会导致对另一个维度的偶然学习；不一致性事件的编码则需要选择性注意的参与。为了证实自己的假设，Boltz做了两个实验。实验一为2×2×4混合设计，音乐结构为被试内变量，分为一致和不一致两个水平；被试间变量有两种：旋律（A、B）和注意指向（音高、持续时间、音高与持续时间、无）。实验时，48名被试被分配到8个被试间条件中，每组6人。所有被试首先对旋律进行学习，试听旋律一段时间后进行等级评定。等级评定有四种，每种10个等级：熟悉度如何？旋律规律性（可预测性）如何？旋律愉悦度如何？旋律学习和记忆容易度如何？这种等级评定使被试对旋律进行了充分的学习。最后要求被试通过再现的方式对旋律的持续时间进行回忆。结果发现：音乐结构（一致／不一致）的主效应显著，即无论注意维度如何，高一致性旋律比低一致性旋律更容易预测，也更容易学习和记忆；音乐结构与注意维度存在交互效应，即选择性注意的变化能够影响持续时间记忆，但这些效应也依赖于事件结构一致性的程度。实验二与实验一相似，仅在注意指向变量中增加了节奏水平。实验二的选择性注意条件有五种：一组注意总持续时间，一组只注意特定节奏，一组注意音高，一组同时注意音高和节奏，一组无任何信息。结果与实验一相同：音乐结构（一致／不一致）的主效应显著；音乐结构与注意维度存在交互效应。
以上两个实验说明高度一致的事件以不同方式易化了编码和记忆，研究者的解释是：由于两类信息高度一致，同时输入两个维度和单独输入一个维度需要同等数量的加工努力，那么对一个维度的注意可以导致对另一维度的偶然学习。因此，同时注意两个维度没有使作业成绩降低。这些研究表明，时间信息和非时间信息可以相互促进，前提是事件结构高度一致。其实，在认知加工中，事件结构高度一致是指，时间信息具有特定的规律并能够对非时间信息的组织产生重要作用，从而使得时间信息成为非时间信息的属性之一。比如在音乐事件中，节奏（时间信息）可以成为音高（非时间信息）的辅助属性。节奏就是特殊的时间栅栏，时间栅栏是由内部生物钟或起搏器产生的一系列相等的时间间隔，当音高以特定的时间序列出现时，就落在了节奏栅栏上，这就如同给音高做了标记和组织，造成了个体直接知觉（自下而上）的易化[20]。再比如在诗歌中，韵律（时间信息）就成为语音（非时间信息）的辅助属性，易化了语音的知觉。此时，个体的知觉对象是非时间信息，而时间信息则退为背景，被纳入非时间信息的属性，因此个体只需要在非时间信息上分配注意，而个体对非时间信息的加工又会自然而然地引起对时间信息的加工，于是，个体仅需很少的注意资源就完成了两类信息的加工，时间信息和非时间信息实现了相互促进。
另外，相互促进的过程与学习经验程度也有关。学习初期，时间信息与非时间信息两个维度可能是相互独立的，随着学习经验的增加，个体就会掌握规律性组织的方法，学会用时间信息组织非时间信息，从而实现相互促进。比如初学朗读的人，其语音和节奏是分离的，不易于学习和记忆，随着朗读熟练程度的提高，语音就被停顿、长音等时间信息有机地组织，从而利于学习和记忆。这表明，时间信息和非时间信息的有机结合会促进彼此的加工。
5 小结
关于认知加工中时间信息和非时间信息的关系，仁者见仁，智者见智。相互独立观点、相互竞争观点、相互促进观点在说明时间信息与非时间信息的关系上各有贡献：相互独立观点认为时间信息与非时间信息能够独立与作用于任务操作，而不依赖于另一信息的特性；相互竞争观点则强调时间信息与非时间信息在加工时存在干扰效应，对一类信息的注意增强会影响另一任务的完成；相互促进观点则引入了事件结构，尤其提出事件结构一致时两类信息是相互促进的，为研究两类信息的关系打开了新局面。但三者提出的只是总体现象的某个部分，都不能清晰、整体地说明时间信息与非时间信息的关系，因此，有必要对对时间信息与非时间信息的关系进行整理和概括，其关系大致可归纳为图1。
图1 认知加工中时间信息与非时间信息的关系
时间信息和非时间信息是事件的两个基本属性，共同决定事件的本质，图1表明，时间信息和非时间信息在知觉中的地位不是一成不变的，这取决于事件的结构。如果事件结构不一致，时间和非时间信息就分别成为知觉的对象。注意分配机制会进一步作出判断：心理负荷即两类信息所需的资源总和是否大于总资源？如果时间信息和非时间信息所需的资源总和（心理负荷）小于总资源，两类信息在认知系统中就相互独立。这种独立加工包括两种情形：一种是时间信息和非时间信息所需要的资源相当，由于总资源充沛，认知加工没有受到任何影响，于是对一个维度的加工就不依赖于另一个维度特性的变化，其中一个任务的完成水平是单独加工作用的结果。另一种是时间信息和非时间信息所需要的资源量有差异，比如其中之一过于简单，或与个体知识经验吻合，或者受到一定程度的练习，这种自动化会使另一个任务的完成水平提高，从而促进整体信息加工水平。
如果时间信息和非时间信息所需的资源总和即心理负荷大于总资源，两者就相互竞争，争夺到较多资源的那一方就获得较好的加工。这种竞争包括两种情形：一种是时间信息和非时间信息所需要的资源量相当，此时注意分配机制不得不根据任务要求来判断更倾向哪一方。比如预期式条件下注意在时间信息上分配的更多，而回溯式条件下则相反，因此预期式条件下时间任务的完成好于非时间任务，回溯式条件下则无此结果。另一种是两者需要的资源量有差异，这种差异大多是由于学习和练习造成的，此时注意分配机制的压力得到缓解，由于学习或练习节省的资源就分配给另一任务。所以该条件下任务的完成好于第一种条件。
如果事件结构高度一致，两者会相互促进，此时加工机制将对它们的知觉地位作出变换：非时间信息成为知觉对象，而时间信息退为背景。由于两类信息在结构上高度结合，时间信息被纳入非时间信息中，成为非时间信息的一个属性，从而大大节省了任务完成所需的注意资源。即使个体没有将注意分配到时间信息上，只要他对非时间信息进行注意和加工，也就潜意识对时间信息进行了偶然学习，于是个体的选择性注意不会影响对任务的完成。
时间信息和非时间信息相互促进的关系尚有许多问题值得深入研究。当时间信息和非时间信息具有高度紧密的结构关系时，非时间信息成为知觉对象而时间信息退位知觉背景，那么时间信息究竟如何对非时间信息进行组织？时间信息的认知是否是内隐的？有什么特点？学习经验程度如何影响时间信息对非时间信息的组织？可以预期，随着这些问题的解决，时间信息与非时间信息关系的研究将会更加深入。