（基础心理学专业论文）人类空间推理过程——行为及脑事件相关电位的联合研究.pdf

摘要 摘要 空间( 关系) 推理是涉及空间领域的推理，它是演绎推理中关系推理的一种特殊 形式，通常要求从描述空间关系的前提中推论出隐含在其中的结论。它被广泛用于验 证心理逻辑理论和心理模型理论。早期的行为研究对影响空间推理的诸多因素( 如工 作记忆、模型或规则数量、前提的对象顺序等) 进行了考察，研究的结果基本支持心 理模型理论。脑成像的研究表明，空间推理活动主要激活枕一顶一额脑区网络，顶区可 能是推理的特异性脑区。但对熟悉与陌生环境的空间推理激活不同的脑区。研究的结 果分别支持不同的理论。 本研究的主要目的是考察人类空间推理的加工过程，分为行为研究和脑事件相关 电位研究两个部分。行为研究主要考察了前提的对象顺序对前提整合及结论判断的影 响。被试为4 2 名大学生( 女生3 0 人，男生1 2 人) ，年龄为2 2 2 4 岁。实验使用的 题目为两条前提和一条结论的简单空间推理问题，涉及关系词为“在左( 右) 边” 和“在隔壁”。前提的对象为从2 6 个大写英文字母中随机抽取的三个字母。前 提的对象顺序分四种构造，表述方式分为两种( 规范或不规范) ，结论中对象的顺序 分为两种( a c 或c a ) 。实验一涉及的关系词为在左( 右) 边，实验二、三、 四、五基本与实验一基本相同，仅改变前提一或二的空间关系词。实验结果表明，实 验一证实了已有研究提出的前提整合的两条原则。但进一步的研究表明，“已知一新 的原则之所以起作用，可能与空间推理的传递性特征有关。在涉及不确定的、非传 递性的推理中，当前提二为“在隔壁 时，仅“参照= 已知 原则起作用：在前 提一为“在隔壁 时，同样证实了这一结果。由于“在隔壁”既是非传递性 的，又是不确定的关系，因此无法确定是哪个因素导致了“已知一新的原则失去作 用。对否定的、确定的问题的研究表明，无论前提一或前提二为否定的前提，“已知 一新的 原则都不起作用，符合这一原则的构造2 的前提二阅读时间明显更长。但“参 照物= 已知原则仍效应显著。研究进一步证实了“已知一新的 原则仅反映了传递 性特征的假设。对没有无关前提的双模型问题与单模型问题的比较发现，不确定前提 在末位时，被试对前提的整合更快。无论不确定前提在首位还是末位，双模型问题与 单模型问题的结论判断时间都差不多。说明被试在加工双模型问题时可能仅建构单一 的偏好模型。对不同对象顺序的结论判断时间的研究结果较为一致。研究表明，对不 同对象顺序结论的判断，与被试所建构的模型本身有关。当结论中对象的顺序与所建 构模型中的对象顺序一致时，判断更快、更准确；相反，如果不一致，则判断更慢、 错误更多。 第二部分的研究主要以e r p 技术来探讨空问推理的前提整合及结论判断阶段的 l 摘要 大脑活动情况。记录1 4 名正常成人完成四种空间推理及一种基线任务( 记忆任务) 时的事件相关电位。对前提二的脑电分析结果显示，在2 0 0 m s - 9 0 0 m s 窗口，推理任 务( a o ) 比基线任务( b s ) 诱发更大的正成分。不同推理任务的比较表明，具体( m o ) 与抽 象( a o ) 的单模型任务诱发相似的波形；抽象的单模型( a o ) 与双模型任务( a t v ) 诱发的 e r p 成分明显不同，在l o o m s 一6 0 0 m s 窗口，后者比前者诱发更大的正波；而且这种 差异在不同的脑区表现不同。存在有效结论( a t v ) 与无有效结论的双模型问题( a t n v ) 也诱发明显不同的e r p 波形( 1 0 0 - - 6 0 0 m s ) ，二者在额区与顶区的差异较大，枕区的差 异较小。对结论判断阶段的脑电分析表明，仅无有效结论的双模型问题与其它任务的 波形不同( 3 0 0 - - 6 0 0 m d ) ，其它任务间并未表现明显的差异。推理任务之间及推理与 记忆任务的差异主要表现在额、顶等脑区位置，研究的结果支持心理模型理论。 总体上看，行为研究的结果表明空间推理过程中，前提的整合过程受到空间关系 词的影响。当空间关系词不具备传递性特征时，前提整合的“已知一新的”原则不再 起作用，但“参照物= 已知”原则仍起作用。在不存在无关前提时，不确定前提的位 置影响前提的整合过程，但不影响结论的判断，双模型并不比单模型问题更难。在所 有的推理问题中，对不同对象顺序的结论的判断受到前提所建构模型的影响。对空间 推理的脑事件相关电位的研究表明，双模型问题与单模型问题在前提加工阶段明显不 同，而在结论判断阶段的加工过程相同。推理与记忆任务同样也是如此。具体与抽象 的空间推理并未出现明显的分离。仅无有效结论的双模型问题在前提整合与结论判断 阶段均明显不同于其它任务。不同推理任务之间的差异及推理与记忆任务的差异主要 表现在额区、顶区，这一结果支持心理模型理论。 关键词：空间推理，心理模型理论，心理逻辑理论，双加工理论，事件相关电位 a b s t r a c t a b s t r a c t s p a t i a l ( r e l a t i o n a l ) r e a s o n i n gi so n el 【i n do fr e l a t i o n a lr e a s o n i n g i tm e a n sd r a w i n ga c o n c l u s i o nn o te x p l i c i t l ya s s e r t e di ng i v e np r e m i s e s s p a t i a lr e a s o n i n gw a so f t e nu s e dt o t e s tt h et h e o r i e so fr e a s o n i n g r e s u l t so fb e h a v i o r a ls t u d i e si n d i c a t e dt h a tm a n yf a c t o r s a f f e c tt h ep r o c e s s i n go fr e a s o n i n g t h e s ef a c t o r si n c l u d en u m b e r so fm e n t a lm o d e l ，t h e o r d e ro fp r e m i s et e r m s ，a n ds oo n o u t c o m e so fb e h a v i o r a lr e s e a r c h e sp r o v e dt h ev a l i d i t y o ft h em e n t a lm o d e lt h e o r y b r a i n i m a g i n gs t u d i e ss h o w e dt h a ts p a t i a lr e a s o n i n gp r o b l e m s e l i c i t e do c c i p i t a l p a r i e t a l - f r o n t a ln e t w o r k t h ep a r i e t a lc o r t e xw a sp o s s i b l ys p e c i f i ct o s p a t i a lr e a s o n i n g b u ts p a t i a lr e a s o n i n gi nf a m i l i a ra n du n f a m i l i a re n v i r o n m e n tr e c u i t e d d i f f e r e n tb r a i nn e t w o r k t h e s er e s u l t s r e s p e c t i v e l yp r o v i d e ds u p p o r t s f o rt h et h r e e r e a s o n i n gt h e o r i e s t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d yw h i c hc o n s i s t e do ft w op a r t si si n v e s t i g a t i n gt h ep r o c e s so f s p a t i a lr e a s o n i n g t h ef i r s tp a r tf o c u s e do nt h ef i g u r ee f f e c to fp r e m i s et e r m s f o r t y - t w o u n d e r g r a d u a t es t u d e n t s ，3 0f e m a l ea n d12m a l e ，b e t w e e n2 2a n d2 4y e a r so fa g e , t o o kp a r t i nt h ee x p e r i m e n t t h ep r o b l e m sw e r es i m p l es p a t i a lr e a s o n i n gc o n s i s t e do ft w op r e m i s e s a n do n ec o n c l u s i o n t h ep r e p o s i t i o n sw e r el e f t ，r i g h ta n dn e x t t h et h r e et e r m so fe a c ht a s k w e r ec a p i t a le n g l i s hl e t t e r sw h i c hw e r es e l e c t e dr a n d o m l yf r o m2 6l e t t e r s t h e r ew e r ef o u r k i n d so ft e r mo r d e r , t w oe x p r e s s i v em a l l r l e r s ( c a n o n i c a lo rn o n c a n o n i c a l ) ，a n dt w oe n d t e r mo r d e r so fc o n c l u s i o n ( a co rc - 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r e l a t e dp o t e n t i a l sw e r em e a s u r e dw h e n1 4n o r m a l y o u n gp a r t i c i p a n t sf i n i s h e df o u rk i n d so fs p a t i a lr e a s o n i n gt a s k sa n do n ek i n do fb a s e l i n e t a s k r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e r ew e r ed i f f e r e n ta m p l i t u d e sb e t w e e nr e a s o n i n gt a s k sa n d b a s e l i n et a s kf r o m2 0 0 m st o9 0 0 m s t h ec o n t e n t - b a s e ds p a t i a lr e a s o n i n g ( m o ) e l i c i t e d s i m i l a rw a v e f o r mt ot h a to fn o c o n t e n ts p a t i a lr e a s o n i n g ( a o ) o n e - m o d e lp r o b l e m ( a o ) e l i c i t e dd i f f e r e n tw a v e f o r mw i t ht w o m o d e lp r o b l e m ( a t t h el a t t e re l i c i t e dam o r e p o s i t i v ew a v e f o r mt h a nt h ef o r m e ri nt h ew i n d o wo flo o m s - 6 0 0 m s 1 1 h ed i s c r e p a n c i e s e x h i b i t e dd i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i c si nd i f f e r e n ts c a l pr e g i o n s t w o m o d e la n dv a l i dp r o b l e m ( a t - 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n e wp r i n c i p l ed i dn o to p e r a t e dw h e nt h es p a t i a lr e l a t i o n w e r en o n - t r a n s i t i v e ，b u tt h er e l a t u m = g i v e np r i n c i p l es t i l lw e r ei n s u s c e p t i b l e t h e c o m p a r i s o nb e t w e e nm u l t i - m o d e lp r o b l e m sw i 吐ls i n g l e m o d e lp r o b l e m si n d i c a t e dt h a t p r e m i s e si n t e g r a t i o nw a sm o r er a p i dw h e nt h ei n d e t e r m i n a t ep r e m i s ew e r ei nt h es e c o n d p l a c e t h et i m e so f j u d g i n gc o n c l u s i o n sf a i l e dt or e a e hs i g n i f i c a n c eb e t w e e nt h et w o - m o d e l p r o b l e m sw i t l lo n e m o d e lp r o b l e m s t h ea n a l y s i so ft i m e so fj u d g i n gc o n c l u s i o n si na l l c o n d i t i o n ss h o w e dt h ej u d g m e n t so fc o n c l u s i o n sw e r er e l a t e dt ot h em o d e l s s t u d i e sw i t l i e r p t e c h n i q u ei n d i c a t e dt h a tt w o - m o d e lp r o b l e m sa n do n e - m o d e lp r o b l e m sw e r ei n v o l v e d d i f f e r e n tp r o c e s sa c t i v i t i e s t h e ye x h i b i t e dd i f f e r e n tw a v e f o r m si nt h ep h a s eo fp r e m i s e i n t e g r a t i o nb u tn o tc o n c l u s i o ne v a l u a t i o n o n l yt h et w o - m o d e la n dn o - v a l i dp r o b l e m e x h i b i t e dd i f f e r e n tw a v e f o 册w i t ho t h e rp r o b l e mi nt h ep r o c e s so fc o n c l u s i o ne v a l u a t i o n ( 3 0 0 6 0 0 m s ) 1 1 1 ec o n t e n t - b a s e ds p a t i a lr e a s o n i n ge l i c i t e ds i m i l a rw a v e f o r mt ot h a to f n o - c o n t e n ts p a t i a lr e a s o n i n g r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e r ew a sd i f f e r e n ta m p l i t u d e i 、， a b s t r a c t b e t w e e na l lr e a s o n i n gt a s k sw i t hb a s e l i n et a s k t h ed i f f e r e n c e sb e t w e e ns p a t i a lr e a s o n i n g t a s k sa n db a s e l i n et a s kr l oe x h i b i t e di nf r o n t a la n dp a r i e t a lr e g i o n s ，t h er e s u l t ss u p p o r tt h e m e n t a lm o d e lt h e o r y k e yw o r d s ：s p a t i a lr e a s o n i n g ；m e n t a lm o d e lt h e o r y , m e n t a ll o g i ct h e o r y ；d u a l - p r o c e s s t h e o r y ；e v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l s ( e r p ) v 前言 1 问题的提出 前言 推理是人类高级认知活动的核心，演绎推理是其中的一种重要形式。已有的研究 提出了不同的理论来解释演绎推理。心理逻辑理论认为，人类以命题或语言来表征前 提，并通过对形式规则的操作进行推理( b r a i n e 0 b r i e n ，1 9 9 8 ：r i p s ，1 9 9 4 ) ； 相反，心理模型理论主张，推理不需要应用逻辑规则，而是通过对心理模型的建构与 操作来实现( b y r n e j o h n s o n l a i r d ，2 0 0 1 ) 。而双加工理论认为，人类存在两种不 同的推理系统：系统1 是人与动物共有的，是快速的、自动的、无意识的推理；系统 2 是人类物有的系统，它能够进行抽象的推理与假想，但受到工作记忆容量的限制。 空间( 关系) 推理是涉及空间领域的推理，它是演绎推理中关系推理的一种特殊 形式。根据前提所表述的关系是否确定，空间推理可以分为单模型和多模型问题。由 于空间推理相对简单、对于模型数量等变量也比较容易操作。因此，它被广泛用于验 证不同的推理理论。早期的行为研究表明，空间推理过程受多种因素的影响。这些因 素包括工作记忆、心理模型的数量、前提顺序和前提的对象顺序等。行为研究的结果 倾向于支持心理模型理论。脑成像的研究表明，空间推理活动主要激活枕一顶一额脑区 网络，顶区可能是推理的特异性脑区。抽象内容与具体内容的空间推理并未出现分离， 但在熟悉与陌生环境中的空间推理存在不同的神经通道。脑成像研究的结果分别支持 不同的推理理论。 虽然已有研究取得了一定的成果，但也存在某些不足。从行为研究来看，首先， 已有研究表明多模型问题比单模型问题更难。但是这些研究中所有的多模型问题都存 在无关前提，而且无关前提的位置总是放在首位。这种情况造成了研究结果的混淆， 是心理模型的数量还是无关前提造成了这种研究结果? 另外，即使多模型问题难于单 模型问题，但对于被试解决多模型问题的信息加工过程仍存在争议。其次，已有的研 究仅考察被试解决推理问题的总的反应时和正确率，无法了解推理过程的不同阶段的 加工过程。第三，虽然有少数研究对前提对象的顺序效应进行了考察，但很少考虑不 同空间关系词本身的特征。第四，考察前提对象顺序效应的研究，多数仅考察前提整 合过程，并未考察前提对象顺序对结论的影响。从脑成像研究来看，主要存在以下不 足：( 1 ) 研究多以要求判断给定结论的方式考察被试的反应。但被试判断错误或正 确的结论时的大脑活动过程可能是不同的，而已有研究并没有对这两种情况分别进行 考察。( 2 ) 已有研究主要比较不同任务的激活脑区，而被试空间推理能力的个体差异 无疑会影响实验的结果。但很少有研究者控制这一因素。( 3 ) 不同研究中使用的空间 推理任务的材料与难度不同，这种差异容易导致研究结果之间的不一致。( 4 ) 脑成像 研究的结果并没有形成一致的结论，不同的研究结果分别支持不同的推理理论。 2 研究目的及思路 本研究的主要目的是考察人类空间推理的加工过程，分为行为研究和脑事件相关 电位研究两个部分。行为研究重点考察前提对象顺序对空间推理的前提整合及结论判 断阶段的影响。一方面验证已有研究中提出的前提整合的两条原则即“参照物= 已知 原则与“已知一新的 原则；另一方面比较单模型与双模型推理问题的加工过程；同 时考察不同类型推理问题中，前提对象顺序对结论判断的影响。从而探索人类空间推 理的信息加工过程。脑事件相关电位的研究则通过比较不同推理问题及基线任务在前 提整合阶段与结论判断阶段的事件相关电位，以此来探讨人类空间推理的脑机制。首 先通过比较单模型与双模型空间推理问题的脑电活动情况，进一步对行为研究中的结 果进行验证，并考察不同推理问题的加工特点。其次，通过比较不同内容的空间推理 任务的脑电活动，以确定二者是否存在分离，并验证视觉表象在推理中的作用。第三， 通过对不同类型的推理任务及基线任务的差异波与地形图分析，对不同的推理理论进 行验证。 。 本研究的总体思路如下。首先，行为研究安排五个实验。实验使用的题目均为两 条前提、一条结论、三个对象的简单空间推理问题。为了避免推理问题中的对象差异 而影响推理的结果，五个实验中所涉及的对象均为从2 6 个大写英文字母中随机选择 的三个字母，并排除字形和读音相似的字母组合。实验中使用的空间关系词为“在 左( 右) 边 和“在隔壁 。实验一涉及的关系词为“在左( 右) 边 。实验 二与实验三涉及的空间关系词为“在左( 右) 边和“在隔壁，实验二中， “在隔壁出现在第二条前提，而实验三中“在隔壁 出现在第一条前提。 实验四与实验五涉及的关系词仍为“在左( 右) 边 ，但其中一条前提为否定的 句子。实验四中第二条前提为否定句子，实验五中则是第一条前提为否定句子。在这 五个实验中，实验一是确定的、单模型问题，其空间关系是可传递的；实验二与实验 三是不确定的、双模型问题，其空间关系是非传递性，且不确定的( 和非传递性的) 前提位置不同。实验四和五是确定的、单模型问题，其空间关系是非传递性的。每个 实验中的前提对象顺序分为四种( 即a b b c 、a b c b 、队一c b 、b a b c ) ，前提的表 述方式分为两种( 规范的，如“a 在b 的左边 ；不规范的，如“a 的右边是b ) ，结 论中的对象顺序分为两种( a c 与c a ) 。实验为被试内4 2 x 2 三因素设计。所有 的问题均为有正确答案的题目。每个实验3 2 题，共计1 6 0 题。将被试阅读每条前提 的时间以及结论的判断时间和正确率作为反应指标。其中，前提二的阅读时间作为前 2 前言 提整合的指标。通过分析不同条件下被试的前提二阅读时间与结论判断时间及判断的 准确率，从而验证研究的假设，探索人类空间推理的加工过程。 第二部分研究以e r p 技术来探讨人类空间推理活动的脑机制。首先，通过比较确 定的、单模型问题与不确定的、双模型问题，进一步对上述的行为研究结果进行验证， 并探讨人类执行不同模型推理任务的大脑活动情况。因此，e r p 研究中首先设计了一 种单模型问题，两种双模型问题。两种双模型问题中，一种为存在有效答案的，另一 种为无有效答案的。三种任务涉及的对象都是大写英文字母，并且排除读音和字形相 似字母的组合。由于三种任务涉及的对象均为抽象的字母，因此也可以看成抽象材料 的推理任务。其次，设计涉及对象为具体材料的单模型问题，以比较具体材料与抽象 材料空间推理任务之间的异同。具体材料涉及的对象均为动物，包括一些常见家禽 ( 猪、牛、羊、马、驴、狗、鸡、鸭、鹅、猫) 或常见动物( 象、虎、狮、豹、鹿、 兔、龟、鱼) 。通过比较具体内容与抽象内容的空间推理任务诱发的脑电波形，一方 面考察视觉表象是否有助于推理，另一方面考察具体材料与抽象材料的空间推理是否 存在不同的脑基础。最后，根据推理任务设计相应的记忆对照任务，以比较空间记忆 与空间推理活动的脑电活动的异同。记忆任务的前提与推理任务相似，涉及的对象也 是大写的英文字母，但前提之间无共同的对象，而且只要求判断结论是否与前提二相 同。总之，通过分析不同空间推理任务以及记忆任务的脑电活动，进一步探明人类空 间推理的脑机制。 3 研究的方法及结果 第一部分的行为研究主要考察了前提的对象顺序对前提整合及结论判断的影响。 被试为4 2 名大学生( 女生3 0 人，男生1 2 人) ，年龄为2 2 2 4 岁。实验使用的题目 为两条前提和一条结论的简单空间推理问题，涉及关系词为“在“左( 右) 边 和 “在隔壁 。前提的对象为从2 6 个大写英文字母中随机抽取的三个字母。前提 的对象顺序分四种构造，表述方式分为两种( 规范或不规范) ，结论中对象的顺序分 为两种( a - c 或c a ) 。实验一涉及的关系词为在左( 右) 边，实验二、三、四、 五基本与实验一基本相同，仅改变前提一或二的空间关系词。实验结果表明，实验一 证实了已有研究提出的前提整合的两条原则。但进一步的研究表明，“已知一新的 原则之所以起作用，可能与空间推理的传递性特征有关。在涉及不确定的、非传递性 的推理中，当前提二为“在隔壁 时，仅“参照= 已知原则起作用；在前提一 为“在隔壁 时，同样证实了这一结果。由于“在隔壁 既是非传递性的， 又是不确定的关系，因此无法确定是哪个因素导致了“已知一新的原则失去作用。 对否定的、确定的问题的研究表明，无论前提一或前提二为否定的前提，“已知一新 3 前言 的 原则都不起作用，符合这一原则的构造2 的前提二阅读时间明显更长。但“参照 物= 已知原则仍效应显著。研究进一步证实了“已知一新的原则仅反映了传递性 特征的假设。对没有无关前提的双模型问题与单模型问题的比较发现，不确定前提在 末位时，被试对前提的整合更快。无论不确定前提在首位还是末位，双模型问题与单 模型问题的结论判断时间都差不多。说明被试在加工双模型问题时可能仅建构单一的 偏好模型。对不同对象顺序的结论判断时间的研究结果较为一致。研究表明，对不同 对象顺序结论的判断，与被试所建构的模型本身有关。当结论中对象的顺序与所建构 模型中的对象顺序一致时，判断更快、更准确；相反，如果不一致，则判断更慢、错 误更多。 第二部分的研究主要以e r p 技术来探讨空间推理的大脑活动情况。记录1 4 名正 常成人完成四种空间推理及一种基线任务( 记忆任务) 时的事件相关电位。对前提二 的脑电分析结果显示，在2 0 0 m s - - 9 0 0 m s 窗口，推理任务( a 0 ) 比基线任务( b s ) 诱发更 大的正成分。不同推理任务的比较表明，具体( m o ) 与抽象( a o ) 的单模型任务诱发相似 的波形；抽象的单模型( a o ) 与双模型任务( a t v ) 诱发的e r p 成分明显不同，在 l o o m s 一6 0 0 m s 窗口，后者比前者诱发更大的正波；而且这种差异在不同的脑区表现 不同。存在有效结论( a t v ) 与无有效结论的双模型问题( a t n v ) 也诱发明显不同的 e r p 波形( 1 0 0 - - 6 0 0 m s ) ，二者在额区与顶区的差异较大，枕区的差异较小。对结论判 断阶段的脑电分析表明，仅无有效结论的双模型问题在前提整合与结论判断阶段均明 显不同于其它任务，其它任务在结论判断阶段的波形均相似。推理任务之间及推理与 记忆任务在前提整合阶段的差异主要表现在额、顶等脑区位置，研究的结果支持心理 模型理论。 4 结论 本研究通过一系列行为研究和e r p 研究对人类空间推理的信息加工过程及脑机 制进行了考察。行为研究通过五个实验考察了前提对象顺序对前提整合与结论判断的 影响，并比较了单模型与多模型问题的加工过程。研究的结果表明，前提的对象顺序 不仅影响前提整合，同时也间接影响到结论的判断。但是这种前提对象的顺序效应受 到空间关系词本身的特征的影响。如果空间关系词是非传递性的，则符合已有研究提 出的“已知一新的 原则的构造效应就消失了。但“参照物= 已知“原则仍起作用。 在结论判断阶段，前提对象顺序并未表现出主效应，但通过建构特定的模型从而间接 地影响到结论的判断。当结论中的对象顺序与其在模型中的对象顺序一致时，判断更 快、更准确；相反，判断更慢，错误更多。在不包括无关前提的情况下，不确定前提 的位置影响双模型问题的前提整合过程。但双模型问题与单模型问题的的难度差不 4 h 舌 多。但是随后的e r p 研究发现，双模型问题和单模型问题的前提二诱发的波形明显 不同。说明二者涉及不同的加工过程。此外，对具体内容与抽象内容的空间推理问题 的脑电活动的比较表明，两种材料的空间推理任务在前提整合与结论判断阶段并未出 现明显的分离，二者诱发相似的波形。同时证实了视觉表象并未明显促进空间推理过 程。而对推理任务与基线任务( 记忆任务) 比较证实了两种任务可能涉及不同的大脑 加工过程。不同推理任务及推理与基线任务之间的差异主要在额区和顶区，研究的结 果支持心理模型理论。 5 创新之处 本研究的创新之处体现如下。在行为研究中，首先，在阅读和仔细分析已有文献 的基础上，首次提出了空间推理前提整合过程中的“已知一新的原则仅反映了空间 关系的传递性特征的假设。并通过一系列研究证实了这一假设，丰富和补充了空间推 理的研究结果。其次，已有的研究在比较单模型与多模型问题时，设置的多模型问题 均包含无关前提，且无关前提的位置基本在首位，从而无法分离无关前提的影响和多 模型的影响。本研究则设置了没有无关前提的多模型问题，并且改变不确定前提的位 置，进一步比较了单模型问题与多模型问题的加工过程。第三，在反应指标的选择上 比较全面。已有的研究仅将总的反应时与正确率作为指标，从而无法考察不同加工阶 段的情况。本研究分别记录每条前提的阅读时间、结论的判断时间和反应的准确率， 从而更为细致地考察了不同加工阶段的情况。在空间推理的脑机制探索方面，本研究 首次采用了e r p 技术来考察这一问题。已有的空间推理研究主要局限于脑成像技术。 虽然脑成像技术具有较精确的空间定位，但时间分辨率较低，而e r p 技术正好弥补 了这一点。借助e r p 技术，通过比较不同模型、不同内容的空间推理任务及记忆任 务，进一步探索人类空间推理的脑机制。 5 第1 章文献综述 第1 章文献综述 推理是人类高级认知活动的核心，也是认知心理学的重要研究领域之一。它是从 已知信息得出结论的心理加工活动，其前提信息可能是知觉的、描述性的或记忆的形 式，结论可能是某一陈述、观点或某项行为的决策。有关推理的研究主要集中于被试 如何获得结论或评价结论的正确性。在推理问题中，结论的有效性( v a l i d i t y ) 与真实 性( t r u e ) 是不同的，二者是相互独立的( h u n t ，e l l i s ，2 0 0 6 ) 。例如，下列推理的结 论是有效的，但却是不真实的。 如果地球是平面的，那么最终可以走到尽头。 地球是平面的， 因此，只要走得足够远，就可以到达尽头。 推理有多种不同的形式，主要分为两大类，即演绎推理和归纳推理。也可以用其 它的术语进行分类，比较常用的是将推理分成正式推理( f o r m a lr e a s o n i n g ) 和非正式 推理( i n f o r m a lr e a s o n i n g ) ，分别指界定良好( w e l l d e f i n e dp r o b l e m ) 和界定不良的 问题( i 1 1 d e f i n e dp r o b l e m ) 。正式推理或界定良好的推理相当于演绎推理，而非正式 的推理主要是界定不良的问题，即问题的起始状态或目标状态或推理步骤存在界定不 清晰的障碍( g a m h a m & o a k h i l ，1 9 9 1 ) 。虽然其它的学科( 如哲学、逻辑学) 也对 演绎推理进行研究，但不同学科采用的方法是不同的( 胡竹菁，2 0 0 0 ) 。心理学主要 是采用心理测量学和实验心理学两种方法来研究推理。前者主要关注推理与智力之间 的密切关系，而