认知心理学关于时间认知的研究

1、认知心理学关于时间认知的研究* 国家自然科学基金资助项目（批准号：30270467）。作者简介：阮昆良（1979），男，云南陆良人，西南师范大学心理学系研究生，主要从事时间心理研究。联系电话E-mail：ruankunliang。阮昆良（西南师范大学心理学系， 重庆，400715）摘 要：时间是多个学科共同研究的课题，心理学对时间的研究已进入了时间心理学阶段，时间认知是时间心理学的重要组成部分。在以往的大多数研究中，将时间认知的时距、时序和时点三属性分开进行深入研究。关于时距认知主要有存储容量模型、加工时间模型和变化分割模型等认知模型；关于时序的认知主要有强度理论、

2、传送带理论、背景重迭理论等三类九个理论；关于时点认知的研究目前尚未形成专门的系统理论，但研究中的操作任务和实验维度均与另外两个时间属性有所不同，时点认知中还存在着偏差模式。时间认知的分段综合模型是唯一将时距、时序和时点信息综合起来研究的一个模型，也是目前时间认知研究的主要方向。近年来时间认知的脑机制的研究逐步展开，但还有待进一步的发展。关键词：时间认知时距时序时点分段综合时间和空间一样，是物质存在的基本形式。人类的任何行为都在时间的控制之下，是人类对世界的观念中最为重要的维度之一（杨姗，方格，1998）。时间现在已经成为许多学科如哲学、经济学、社会学、美学、医学、生物学、历史学、物理学、心理学

3、等的研究对象。各学科从不同的角度对时间进行研究，取得了可喜成绩。心理学对时间的研究也有多年了，反应时测量已成为一种标准的实验技术。在认知心理学中，时间不仅是一种因变量，而且是一种自变量。在人类的信息加工系统中，时间不是一种输入输出同一的、不变参数，而是需要被进行加工的重要信息（黄希庭，1993）。心理学对时间的研究已经进入时间心理学阶段（李伯约，2002）。时间认知是时间心理学研究的一个重要组成部分。时间认知是指个体对事件的时间的长短、先后、快慢等变化的认知。人类对时间的认知包括对时距（temporal duration）、时序(temporal succession)和时点(temporal

4、 locus)的认知。其中时距指两个相继事件之间的间隔时间；时序指人们将两个或两个以上的事件知觉为不同的并且按顺序组织起来。本文拟就认知心理学在时距、时序及时点等时间属性上的研究做一回顾。认知心理学对时距的研究日常生活中，我们可以利用自身的节律，外界环境的周期性变化以及计时工具等估计时距，使我们的生活规律化。但是在我们缺乏工具时，也可以对一段时间做出估计。当然我们估计的心理时间与物理时间是不同的。心理时间可能长于物理时间，也可能短于物理时间。我们是怎样估计时距的，就这个问题，认知心理学家提出了三个主要的模型，即存储容量模型、加工时间模型和变化分割模型。存储容量模型（storage size m

5、odel）认为人对持续时间的估计取决于他记忆中存储事件的数量。同样长的物理时距，个体所所储存的信息越多，对时距的估计就越长；反之，就觉得时距越短。Ornstein（1969）还认为“存储容量依存于两个因素：）在这一时距内觉察到的信息量或事件发生的数目；以及）信息被堆放和存储的方式。”加工时间模型（Processing time model）假设人类大脑的信息加工系统中存在两个不同的加工器，即认知计时器和刺激加工器。认知计时器专门负责加工和编码时间信息，刺激加工器专门负责对刺激信息进行加工和编码。注意在它们之间进行分配。对时距的估计由认知计时器和刺激加工器的输出来决定的。认知计时器得到的注意资源

6、越多，时距估计就越长；反之越短。有限的注意资源对刺激加工器和认知计时器的投入成反比关系，随着刺激数的增加，注意对计时器的分配就越少，从而导致估计时距更短。该模型也称为注意模型。变化分割模型（change/segmentation model）最初由Fraisse（1963）5提出的。该模型认为，时间知觉就是知觉变化，时间估计就是把心理上所经历的变化分割为可记忆的片段，然后再根据所分割出来的变化段数来估计时间的长短。该模型强调刺激的数量、事件的可记忆性、注意、态度、动机、目标，以及组织过程在估计时距中的作用。Poynter（1989）6总结为“时距判断就是）知觉到的事件数（感官的和机体的），）事

7、件的分离性，以及）事件的可记忆性（储存、提取、被组块的难易度）的函数”。黄希庭（1993）从操作事件数和事件组织结构的实验、操作刺激复杂度的实验、操作对非时间信息加工深度的实验等三个方面来对这三个模型的预测效度综合进行了考察。认为存储容量模型、加工时间模型和变化分割模型都能解释不少的实验结果。三个模型对理解人类时距观念的形成都做出了自己特殊的贡献。相比较而言，变化分割模型的预测效度较高。这是因为该模型不仅包含了前两个模型的理论要点而且还包含了对时间信息的编码、加工等内容。但变化分割模型尚需发展。认知心理学对时序的研究人们生活在千变万化的世界中，处理好各种事件的相互关系就显得特别重要。时间心理学

8、中对时序认知的探讨有助于了解并改善人类的生活。认知心理学关于时间信息加工的研究围绕着以下三个问题进行了大量的研究，）什么（What）就是指系列刺激结构中，是什么作为时间判断的输入信息，以构成时间特性；）何时（When），指时间特性是在获取时编码的，还是在提取时编码的；）如何（How），指时间信息是作为一般信息的副产品自动加工的，还是其本身就需要特别的认知努力来加工（王振勇，黄希庭，1996）。7围绕着这三个问题，心理学家提出了很多关于时序认知的理论和假设。就事件的新近性而言。有强度理论（strength theories）、传送带理论（conveyer belt theories）和背景重迭理

9、论（contextual overlap theories）等。强度理论认为，人们对事件新近性的判断是基于事件发生时所建立的记忆痕迹的强度，这种事件记忆的痕迹强度会随时间的流逝变得越来越弱小，尤其是在这些记忆间歇中包含了与原先情节中在某些方面相似的事件或活动。传送带理论认为事件的表征是按其出现的顺序组织在记忆储存中的，判断一个目标事件的时间就是测估其在记忆储存中距现在的距离。这就象传送带一样。背景重迭理论假设，当刺激发生时，背景的组成部分会与之联系起来，而且背景成分会随着时间的流逝而发生变化，这样回忆的时间与描述的时间之间大量的背景重迭就决定了特别项目回忆的可能性。就事件在过去时间中的明确位置

10、而言，有时间标记理论（time-tagging theories）、编码动摇理论（encoding perturbation theories）、层次组织理论（hierarchical organization theories）和重构理论（reconstructive theories）等。时间标记理论认为，时间信息是在对事件编码时就附上的，就像标上了某种“记号”。就象是图书馆的新书一样，进馆时要给其贴上一日期标签。后来是通过检索这些时间标记，以确定事件在过去时间中的位置。编码动摇理论假设，在觉察一个事件或项目时，被编码的信息还包括该事件与别的参照点之间的联系或时间间隔。如在实验条件下，被试

11、最常用的参照点就是一次实验的开端和结束。随着时间的流逝，这些间隔编码会在线形时间中前后摆动。层次组织理论指对事件的时间属性的表征与对语义网络中其他类型的信息的表征一样，采用了一种有组织的等级系统形式，一个项目在时间中的位置为不同层次的控制单元联结，从低到高依次是项目、组块、实验和时段。明显可以看出，该理论假设是受到语义网络记忆模型的影响，时间记忆理论转向对组织因素的关注。重构理论用于解释实验室研究以及与自身经历有关的时间记忆。在实验室条件下，伴随特定项目，被试储存了关于环境和他们状态的信息，在要求其判断项目呈现时间时，他们就会回忆这些背景信息。在对个人事件或新闻性事件的记忆中，被试是利用有关社

12、会、自然和个人的时间模式及少数被记住精确日期的突出事件来进行重构的。重构模型的实质就是依据记住的精确日期并结合各种时间知识来推断一个项目或事件出现的时间。就事件在过去序列中的相对位置而言，有联结链理论（associative chain theories）、顺序编码理论（order code theories）等。联结链理论认为事件与时间上直接相继的事件联结在一起，从而提供了时间记忆的参考信息。顺序编码理论认为时间信息是附加在储存项目的顺序之上的，特别是当一个新的项目引起一旧项目的恢复，它们两个的顺序就会被自动储存。通过这种方式，很多语义相关的成对的事件之间的前后关系，将被储存在记忆中，时间上

13、相邻的两个事件也不必连接在一起。上述三类九种理论都是针对时序的三个特性的，即顺序（order）、位置（position）和间隔（lag）。这些理论均得到一些实验的支持，也有一些相互矛盾的地方，如有的支持时序信息自动加工（如强度理论），而有的则支持时序信息控制加工的观点（如层次组织理论）。王振勇和黄希庭（1996）在时序信息的研究范型和时序信息的加工等综述的基础上认为，时序信息加工是一个分层次、分等级的加工，时序信息包含的三个特性存在于不同的加工层次上，因此对信息编码所要求的加工方式也就不一样，加工的特点也就不尽相同，即使是同一特性，由于其信息呈现方式不同，也同样有层次之分。认知心理学对时点的研

14、究时点认知是时间认知的组成部分。对时点认知的研究可以扩展时间认知的理论研究，丰富时间心理学的内容，有重大的理论意义；也可以帮助我们了解个体的健康状况，目击者证词可靠性的确定等，有重要的实践意义。目前有关时点的研究尚未形成专门的系统理论。时点认知的研究在操作任务和实验维度上与其他时间认知有所不同。其中操作任务主要有确定日期（dating）和估计事件发生的频率（estimating the frequency of event）两类。确定日期是指要求被试用言语估计出或在时间量表上标出事件发生的日期。估计事件发生的频率是指让被试确定一段规定的时间内发生的某类事件的次数。这两类操作任务的设计均来源于实

15、际生活，难于全部在实验室中进行。实验维度有刺激类型、时间因素、对事件了解的多少、策略的使用、检索时间的控制等几方面。刺激类型常用的有公众事件和私人事件两类，公众事件又可分为新闻事件和历史事件。时间因素对于事件来说主要有两类，一是事件发生距现在时间的远近，二是事件在记忆中存在的时间。这两个时间对私人时间没有什么区别，但对公众事件有所不同。对事件了解的多少，指关于事件知识量的大小影响着事件的定期，一般了解多的事件更易于正确定期。策略的使用，指在记忆模糊不清时，被试就会使用各种不同的重构策略。检索时间的控制，指检索时间长会导致回忆精确度的提高。时点判断存在着偏差模式（the pattern of b

16、ias）。偏差模式指人们在回忆过去事件时出现不精确情况，而且在定期事件时产生特别的偏差，即人们倾向于对相对远的事件确定时点要近得多，而对相对近的事件确定时点要远的多。对时点偏差模式的解释主要有非线形表征理论（nonlinear representation）和线形表征理论（linear representation）。非线形表征理论认为偏差模式来源于实际记忆的压缩。也就是说，记忆的时间是实际时间的一个指数小于的函数。线形表征理论认为一系列的策略效应是偏差产生的主要原因。边界效应（boundary effects）是指当估计的日期被觉知受到限制时，被试就了解到一个事件就不可能发生在远的边界和近的

17、边界之外；插入（intrusion）现象是指当被试回忆近期一段时间内发生的同类事件并定期他们时，不属于这段时间的事件被插入到这段时间的可能性就增加了；原型值（prototypic values）或围绕（rounding），Huttenlocher et al.（1990）8发现被试倾向于将一段时间的估计围绕一个原型值（如将天看成天）。同时还指出关于围绕的两个相互联系的特征是这种偏差的来源，一是随时间增长，原型值变的越来越少；一是被试倾向于选择最近的原型值；趋中偏差（centring bias）指不确定的反应倾向于产生一个在刺激范围中间的估计，这就会产生远期低估，近期高估的倾向。王亚琴和黄希庭（

18、1998）在综述时点记忆的研究范型和偏差模式的基础上指出，日记法是一个重要的研究方法，但材料选择的有偏性以及条件控制的困难，都可能降低研究结果的内部效度和外部效度。对于偏差产生的原因没有找到根本性的解释，其产生过程的理论也远没达到统一。关于元认知和被试问题解决的口头报告应纳入研究范围中来。时间认知的分段综合模型人类对时间的认知，其时距的幅度悬殊很大：从毫秒、秒、分、小时、日、月、直至数十年（黄希庭，2001）10。然而以往的研究大都是就短时距的认知而开展研究的。另外将时距、时序和时点区分开来进行研究，有利于深入探讨每一属性在时间信息加工时所具有的特点及规律，但是必然会忽略时间经历过程的完整性。

19、如何对时间进行综合研究，我国心理学家做了大量的工作，并取得了丰富的成果。黄希庭等用模糊统计实验法对未来时间和过去时间的心理结构进行了研究（黄希庭，199411；黄希庭，孙承惠，胡维芳，199812），发现过去时间和未来时间在心理结构上是对称的，分为三个心理段，即以秒和分为计时单位的“较近的过去”和“较近的未来”，以小时、日和月为计时单位的“近的过去”和“近的未来”，和以年为计时单位的“远的过去”和“远的未来”。黄希庭和徐光国（199713，199914）的研究表明，被试对时距的估计，受到目标时距内的段数，段的持续时间，以及被试对时距的估计方法、不同的分段策略、分段的层次等多种因素的影响。在多年

20、的大量研究基础上，黄希庭等（黄希庭， 2001）10提出了一个建立时间认知的分段综合模型（range-synthetic model）的基本思想，即既要考虑人类对时间的认知具有分段性，对不同持续时间有不同的表征，同时还必须考虑到无论对哪一种时距的认知均受多种因素影响，例如事件的数量和结构、通道特点、时序和时点的性质、注意资源、编码方式、分段和提取策略、实验指标，以及个体的时间信念、情绪、疾病等，这样才可以全面理解人类对时间的认知。该模型认为，个体对时间的认知取决于多种因素，主要有时间的长短、间隔、顺序、刺激出现的时点以及个体的认知因素和人格特征等。对于不同长度的时间，个体的认知策略也不同。通常

21、个体对时间的认知总是将时序、时距和时点以及影响时间认知的诸因素综合起来加以考虑来认知时间的。分段综合模型是目前唯一把时序、时距和时点的信息综合起来加以研究的理论。时间认知的脑机制的研究来自神经心理学、神经病理学和脑成象的证据表明，大脑皮质的不同区域及其皮下结构可能涉及不同的时间信息加工机制（Block,199615;Meck,199616）。小脑可能与内部时钟有关，前额叶可能调节时间认知中的注意过程。正电子发射断层成像（positron emission tomography,PET）和功能核磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）脑成

22、像研究结果显示，基地神经节、小脑和前额叶在所有的计时作业中都被激活。事件相关电位（event-related potential,ERP）的研究结果还证实，时间信息加工和非时间信息加工存在时间历程上的差异，并且时间信息加工还存在着显著半球优势效应。因此基地神经节、小脑和前额叶可能是时间认知的主要脑机制，但由于各个方面的限制，大脑皮层的广泛区域都有可能参与时间信息的加工。17展望黄希庭（1995）18曾经指出，对于当前时间记忆机制的主要研究方向应是分段综合的探讨。但是人类对时间的认知从从毫秒、秒、分、小时、日、月、直至数十年，对历史事件的时间记忆则更长，这么大的时距范围究竟是如何分段的，现在仍不

23、清楚。另外时间认知受多种因素的影响，但究竟主要受哪些因素的影响，如何影响。实际中多种因素之间可能还会存在交互作用。时间认知的脑机制的研究目前刚起步，我们并没有多大的进展。不同的时间段认知的脑机制可能存在差异。时间认知的脑机制的研究也是今后研究的重要方面。参考文献1 杨姗，方格儿童时距认知的研究简介及发展趋向心理学动态，1998,6(1):20-252 黄希庭时距信息加工的认知研究西南师范大学学报（自然科学版），1993，18（2）:207-216。3 李伯约从时间知觉到时间心理学的研究西南师范大学学报（人文社会科学版），2002,26(6):118-1224 OrnsteinR E.On th

24、e experience of time.Middlesex,England:Penguin books,1969.1045 Fraisse P. Psychology of time.New York:Harper&row.1963,65-2806 Poynter W D.Judging the duration of time intervals:A Process of remembering segments of experienxe.IN I.Levin D Zakay eds.Time and Human Cognition: A Life-Span Perspectiv

25、e.Amsterdam:North-Holland,1989.305-3317 王振勇，黄希庭时序信息的研究范型与加工机制心理学动态，1996,4(1):30-358 Huttenlocher,J.,Hedges,L.V,&Bradburn,N.M.Reports of elapsed time:Bounding and rounding processes in estimation.Journal of Experimental sychology:Learing,Memory,and Cognition,1990,16,196-2139 王亚琴，黄希庭时点记忆研究的若干问题心理科

26、学，1998,21(4):367-36810 黄希庭时间心理学的若干研究中国心理学会主编，当代中国心理学北京：人民教育出版社，2001,19-2311 黄希庭未来时间的心理结构心理学报，1994,26(2): 110-12612 黄希庭，孙承惠，胡维芳过去时间的心理结构心理科学，1998，21(1):l一1613 黄希庭、徐光国对变化/分割模型的检验() 心理学报，1997，29(3): 326-33414 黄希庭、徐光国对变化/分割模型的检验() 心理学报，1999，31(2):135-14115Block,R.A.Psychological time and memory system o

27、f the brain.In J.T.Fraser& M.P.Soulsby(Eds.),Dimension of time and life:The study of time .Madison,CT:International University Press,1996.61-6716Meck,W.H.Neuropharmacology of timing and time perception.Cognition Brain Research,1996,3:227-24217 张志杰，黄希庭时间认知的脑机制研究心理科学进展，2003，11(1):44-4818 黄希庭，郑涌时间记

28、忆的理论与实验范型心理科学，1995,18(4):201-205认知心理学关于时间认知的研究阮昆良（西南师范大学心理学系， 重庆，400715）Cognitive Psychological Researches on Time CognitionRuan KunliangDepartment of Psychology, Southwest China Normal University，Chongqing 400715Abstract：Time is a research topic of multisubject,such as philosophy, biology, medicine, mathematics, physics,psychology.Now Time research of psychology is time psychology phase.Time cognition is important part of time psychology.Temporal duration,temporal succession and temp