错误再认

错误再认：意识、注意和刺激特性 *

耿海燕、朱 滢、李云峰（北京大学心理系，北京，100871） 心理学报．2001 年．第 33 卷．第 2 期

摘 要 该研究基於错误再认现象，确立了意识知觉和无意识知觉在行为结果上的质的差异，在决定一个刺激是被有意识知觉还是无意识知觉时，刺激特性和注意之间存在著相互补偿的作用。实验一表明，当一个刺激短暂呈现而被无意识知觉的时候，增强刺激特性或提高注意水平都能使它的知觉变为有意识的；相对应地，实验二表明，一个处於分散注意条件下被无意识知觉的刺激，也可以通过使注意集中或增强刺激特性而使它的知觉变为有意识的。该研究对意识、注意和刺激特性三者间的关系进行了讨论。 关键词 错误再认、意识、注意、刺激特性

1. 前 言

Jacoby 和 Whitehouse 对意识知觉和无意识知觉在行为结果上的质的差异进行过研究，实验的反应变量是错误再认。所谓错误再认是指，在进行再认测验的时候，那些实际没有学过的项目被给出“学过”的反应。具体实验程序如下：在实验的第一阶段呈现一系列的词让被试学习，第

[l]

二阶段进行再认测验。他们的实验的一个独特的地方在於：再认测验中，每个测验词呈现之前闪现一个背景词，用於干扰被试的反应。背景词与测验词的关系有三种：（1）匹配：背景词和随後的测验词完全相同；（2）不匹配：背景词和测验词是两个完全不同的词；（3）基线：背景词是一个非词字母串（例如，XOXOX）。他们的一个有趣发现是：背景词对测验词的影响依赖於背景词的呈现时间。当背景词的呈现时间较短时（如 50ms），一个没学过的测验词在匹配背景下比在不匹配背景下更有可能被给出“学过”的反应，也就是说，在匹配条件下的错误再认率要高於不匹配条件下；而当背景词呈现时间较长时（如 200ms），则出现相反的情况，被试在匹配条件下的错误再认率要低於不匹配条件下。

Jacoby 和 Whitehouse 认为，在匹配条件下，由於背景词和测验词完全相同，会引起测验词知觉熟悉性 的提高，而被试对这种知觉熟悉性的归因依赖於背景词的知觉是有意识的还是无意识的。当背景词被有意识知觉到时，被试会将这种知觉熟悉性的提高归因於背景词的呈现，因而错误再认率低於不匹配条件下的错误再认率；而当背景词被无意识知觉到时，被试会将这种知觉熟悉性的提高归因於在前面的学习阶段学习过，因而错误再认率高於不匹配条件下的错误再认率。可见这种错误再认的质的差异反映了意识知觉和无意识知觉之间的质的差异。

Merikle 等人也应用这种实验模式对无意识知觉进行了一系列的研究

[3-5]

[2]

。在他们 1997 年的一项研究 当中，比较了操纵刺激特性和操纵

[5]

注意的错误再认模式，发现二者非常类似。操纵刺激特性是指改变背景词的呈现时间，短暂呈现（如 57ms）引起背景词的无意识知觉，从而导

致匹配条件下的错误再认率高於不匹配条件下的错误再认率；而当呈现时间较长时（如 114ms），背景词被有意识知觉到，因而在匹配条件下的错误再认率低於不匹配条件的错误再认率，这重复了 Jacoby 等人的实验结果。操纵注意是通过双作业实现的，在分散注意的条件下，被试在进行再认测验的时候，同时完成一个听觉任务；而在集中注意的条件下只进行再认测验，两种条件下背景词的呈现时间固定为 114ms。结果发现被试在分散注意条件下的错误再认模式类似於背景词短暂呈现时的错误再认模式，即匹配条件下的错误再认率高於不匹配条件下的错误再认率；而在集中注意的条件下，其错误再认模式类似於背景词呈现时间较长的情况，即在匹配条件下的错误再认率低於不匹配条件下。他们认为这一结果说明了：改变刺激特性和改变注意这两种操作影响了同一个内部过程——即信息表徵的激活水平，而表徵的激活水平达到一定程度才能产生意识。如果真是这样，那麽在决定一个刺激能否被有意识知觉到时，刺激特性和注意之间应该存在相互补偿。

该实验的目的是想利用错误再认的实验模式进一步展开研究这个问题，即是否可以通过单纯提高注意水平使得对一个短暂呈现的刺激的知觉由无意识变为有意识？相对应，是否可以通过增强刺激特性（如延长时间）使得一个处於分散注意条件下的刺激的知觉由无意识变为有意识？下面的实验就是针对这个问题而设计的。

2. 实验一：注意补偿刺激特性

实验一是在刺激短暂（60ms）呈现的基础上，比较了增强刺激特性（延

长呈现时间）和单纯提高注意水平所得的结果。 2.1 方 法 2.1.1 被 试

56 名北京大学的本科生，自愿参加实验，实验後被付给报酬。所有被试视力或矫正视力正常。这些被试被随机分为三组，分别在三种不同的实验条件下进行实验：A. 背景字呈现 60ms；B. 背景词呈现 120ms；C. 背景词呈现 60ms 且加小方框。其中 A 条件下 16 名被试，B 条件下 24 名被试，C 条件下 16 名被试。 2.1.2 材料和仪器

256 个汉字选自《现代汉语频率词典》（北京语言学院语言教研室编著，1988 年），字频为 18-90 次／百万，全部为名词。实验仪器是一台与 Cx486DX2 主机相连的 VGA／EGA 显示器，把键盘右侧的数字键“1”和“2”设置为反应键，并加上标签，键“1”标上“旧”，表示学过；键“2”标上“新”，表示没学过。被试与显示器屏幕的距离为 60-70cm。 2.1.3 实验设计

这个实验包括两个 2 × 3 两因素混合设计。设计 1 的两因素是：（1）背景字的呈现时间：分 60ms 和 120ms 两个水平，采用组间设计；（2）背景字与测验字的关系：有匹配、不匹配、基线三种条件，采用组内设计。在基线条件下，背景字是一个非字，由汉字的偏旁构成但无意义。设计 2 的两因素是：（1）背景字的注意水平：分高、低两个注意水平，采用组间设计。提高注意水平的方法是把背景字呈现在一个小方框内，同时指导语中提示背景字的存在；低注意水平下不加小方框，指导语也

不提示背景字的存在。这里的一个控制变量是背景字的呈现时间，定为 60ms；（2）背景字与测验字的关系：有匹配、不匹配、基线三种情况，采用组内设计。这里，设计 1 中背景字呈现时间为 60ms 条件下的实验与设计 2 中低注意水平条件下的实验完全相同。因为实验一的目的在於证明：一个短暂闪现而被无意识知觉的刺激，既可以通过延长呈现时间，也可以通过提高注意水平而使得它的知觉变为有意识的。也就是说，背景字的呈现时间和注意水平这两个自变量的组合产生三种实验条件：（1）60ms SOA — 无小方框；（2）120ms SOA — 无小方框；（3）60ms SOA — 有小方框。

从 256 个汉字中抽取 16 个用於练习，其馀 240 个汉字分为两组，每组 120 个汉字。其中一组用於再认测验中的新字（没学过的字），另一组用於再认测验中的旧字（学过的字）。每组又进一步细分为四个小组，每个小组 30 个汉字，分别用於下列四种条件：（1）匹配条件下的背景字和测验字，（2）不匹配条件下的测验字，（3）基线条件下的测验字，（4）不匹配条件下的背景字。把这 8 组汉字在 8 种条件下（新 vs. 旧 × 上述 4 类字）进行拉丁方的排列，就产生 8 种排列顺序，每个被试用一种顺序进行测验，在所有被试中，8 种排列顺序被应用的次数相等。根据这样的结构，被试在学习阶段学 90 个汉字，再认测验时测 180 个汉字（90 个学过，90 个没学过）。在学习和测验的时候，汉字的呈现顺序是随机的，但有一个限制条件是：同一实验条件下的汉字连续呈现不能超过 3 个，以保证不同实验条件下的汉字在整个呈现序列中分散开来。

16 个用於练习的字，其中 6 个是学习过的，3 个放在学习序列的开头，3 个放在学习序列的末尾。测验时用作练习的测验字是 12 个，每种实验条件有两个（新 vs. 旧 × 匹配 vs. 不匹配 vs. 基线），其馀 4 个字用作不匹配条件下的背景字（新 vs. 旧，各两个）。 2.1.4 实验过程

所有刺激都呈现在显示器的屏幕中央，背景为黑色。汉字的大小为 12 × 12mm，四个“#”组成的掩蔽刺激的大小为 14 × 14mm，小方框的大小为 14 × 14mm，所有刺激的呈现颜色是灰色，灰度为 50（黑 0 － 白 63的连续体）。

实验分两个阶段进行。第一阶段是学习阶段，给被试呈现 96 个汉字（其中 6 个用於练习），一秒钟呈现一个，让被试默读并尽可能去记它们，告知被试随後要对这些字进行测验。第二阶段为再认测验阶段，让被试判断每个测验字是否在刚才的 96 个汉字中学习过，学过按“旧”键，没学过按“新”键。与以往的再认测验不同的是，每个测验字呈现之前要闪现一个背景字或非字。

在背景字的呈现时间为 60ms 且无小方框的实验条件下，每个 trial 的实验程序如下：（1）空白 500ms；（2）背景字呈现 60ms；（3）掩蔽刺激呈现 500ms；（4）空白 300ms；（5）测验字呈现到被试做出反应，伴随著每个测验字有一个提示“old or new?”出现，位置在测验字下面约 3cm 处。被试做出反应後，测验字和提示消失。两个 trial 之间的时间间隔为 1 秒－2 秒之间的一个随机数。在这种实验条件下，指导语不告诉被试背景字的存在，让他们把四个“#”作为测验字出现的警告信号，

看到测验字尽可能快地做出反应。两个 trial 之间的时间间隔在 1 秒－2 秒之间随机变化的目的是使得这种警告信号的说法看起来更为可信。

在背景字的呈现时间为 120ms 的实验条件下，与上述实验程序的惟一不同是：背景字的呈现时间由 60ms 改为 120ms，其他地方完全相同。在这种实验条件下，指导语告诉被试在每个测验字呈现之前有另外一个字闪现，这个字有时和测验字相同，有时和测验字不同，有时是一个非字。这时要求被试完成两个任务：首先大声读出这个短暂闪现的字，然後尽可能快地判断测验字是否是前面的 96 个汉字中学过的字。

在高注意水平的条件下，每个 trial 的实验程序如下：（1）小方框呈现 500ms；（2）背景字在小方框内呈现 60ms；（3）掩蔽刺激呈现 500ms；（4）空白 300ms；（5）测验字和提示“old or new?”呈现到被试做出反应。这时的指导语与背景字呈现 120ms 条件下的指导语完全相同，其他方面与背景字呈现 60ms 条件下的情况相同。 三种实验条件下的实验流程示意图如下：

（1）60ms SOA — 无小方框

# #

空白

500ms

?

背景字

60ms

?

# #

500ms

?

空白

300ms

?

测验字

直到做出反应

（2）120ms SOA — 无小方框

# #

空白

500ms

?

背景字

120ms

?

# #

500ms

?

空白

300ms

?

测验字

直到做出反应

（3）60ms SOA — 有小方框

□

# #

?

背景字

(在小框内呈

现) 60ms

?

# #

500ms

?

空白

300ms

?

测验字

直到做出反应

500ms

2.2 结果及分析

表 1 各种实验条件下的错误再认率 实验条件 60ms — 无小方框 120ms — 无小方框 60ms — 有小方框 匹配 0.319 0.242 0.231 不匹配 0.213 0.289 0.315 基线 0.208 0.244 0.244 实验结果如表 1 所示，这里我们分析的一个主要指标是错误再认率，即把没学过的字反应为“学过”的比率。对实验一的错误再认率结果进行 2 × 3 两因素混合设计的 MANOVA 分析，结果显示呈现时间与背景之间存在显著的交互作用，F (2, 76) = 7.69，p < 0.001。进一步做配对 t-test 发现，当背景字的呈现时间为 60ms时，被试在匹配条件下的错误再认率（0.319）显著高於不匹配条件下的错误再认率（0.213），t (15) = 2.77，

p < 0.014；而当背景字的呈现时间为 120ms 时，被试在匹配条件下的

错误再认率（0.242）低於不匹配条件下的错误再认率（0.289），t (23) = 2.47，p < 0.021。MANOVA 分析结果还显示，注意水平和背景之间也

存在著显著的交互作用，F (2.60) = 7.15，p < 0.002。进一步做配对

t-test 发现，在低注意水平下，被试在匹配条件下的错误再认率高於不

匹配条件下（即 SOA 为60ms 且无小方框的情况）；而在高注意水平下，被试在匹配条件下的错误再认率（0.231）低於不匹配条件下的错误再认率（0.315），t (15) = 2.24，p < 0.041。

操纵背景字的呈现时间所得的结果重复了 Jacoby 和 Merikle

[l]

[4, 5]

等

人的研究结果，显示了意识知觉（较长时间呈现）和无意识知觉（短暂呈现）之间的质的差异。该实验的结果还进一步显示，操纵注意水平产生了与操纵刺激特性非常类似的结果，从而证明了两种操作影响的是同一个内部过程，即背景字表徵的激活水平，从而影响了背景字的意识知觉。这可以很生动地从图 1 中体现出来。

图 1 实验一的错误再认结果模式

3. 实验二：刺激特性补偿注意分散

实验二是在分散注意的基础上，比较了通过集中注意和通过增强刺激特

性（延长呈现时间）两种操作所得的结果。 3.1 方 法

3.1.1 被 试

56 名北京大学的本科生，自愿参加实验，实验後被付给报酬。所有被试视力或矫正视力正常。这些被试被随机分为三组，分别在三种不同的实验条件下进行实验：（1）分散注意 — 背景词呈现 100ms；（2）集中注意 — 背景词呈现 100ms；（3）分散注意 — 背景词呈现 260ms。其中 A 条件下 16 名被试，B 条件下 16 名被试，C 条件下 24 名被试。 3.1.2 材料和仪器 同实验一。 3.1.3 实验设计

这个实验也包括两个 2 × 3 两因素混合设计。设计 1 的两因素是：（1）注意：有分散注意和集中注意两个水平，采用组间设计；（2）背景字与测验字的关系：有匹配、不匹配、基线三种条件，采用组内设计。这个设计的控制变量是背景字的呈现时间，固定为 100ms。设计 2 的两因素是：（1）背景字的呈现时间：分 100ms 和 260ms 两个水平，采用组间设计；（2）背景字与测验字的关系：有匹配、不匹配、基线三种情况，采用组内设计。设计 2 的控制变量是注意分散。请注意，设计 1 中分散注意条件下的实验与设计 2 中背景字呈现 100ms 条件下的实验完全相同。因为实验二的目的在於证明：一个处於分散注意条件下而被无意识知觉的刺激，既可以通过集中注意的方法使得它的知觉变为有意识的，

也可以通过增强刺激特性的方法使得它的知觉变为有意识的。 实验材料的选取及分组安排情况与实验一相同。 3.1.4 实验过程

实验分两个阶段进行，第一阶段的学习过程与实验一相同，在进行第二阶段的再认测验时，与实验一不同的是：刺激不在屏幕中央呈现，测验开始首先在屏幕上面一个宽 17.5cm、高 15cm 的大框，各个 trial 的背景字在框内出现的位置是随机的，以达到分散注意的目的，但每个 trial 内的背景字和测验字是在同一位置呈现的。

在分散注意 — 背景字呈现 100ms 的实验条件下，每个 trial 的实验程序如下：（1）500ms 空白；（2）背景字呈现 100ms；（3）掩蔽刺激呈现 500ms；（4）空白 300ms；（5）测验字及提示呈现到被试做出反应。在这种实验条件下，指导语不告诉被试背景字的存在，让他们把四个“#”作为测验字出现的警告信号，看到测验字尽可能快地做出反应。两个 trial 之间的时间间隔在 1 秒－2 秒之间随机变化。

在集中注意 — 背景字呈现 100ms 的实验条件下，呈现背景字之前先呈现一个小方框引导被试的注意，以达到集中注意的目的。每个 trial 的实验程序如下：（1）小方框呈现 500ms；（2）背景字在小方框内呈现 100ms；（3）掩蔽刺激呈现 500ms；（4）空白 300ms；（5）测验字及提示呈现到被试做出反应。在这种实验条件下，指导语告诉被试在每个测验字呈现之前有另外一个字闪现，这个字有时和测验字相同，有时和测验字不同，有时是一个非字。这时要求被试完成两个任务：首先大声读出这个短暂闪现的字，然後尽可能快地判断测验字是否是前面的 96 个汉

字中学过的字。两个 tria1 间的时间间隔为 1 秒－2 秒间的随机数。 在分散注意 — 背景字呈现 260ms 的实验条件下，每个 trial 的实验程序如下：（1）500ms 空白；（2）背景字呈现 260ms；（3）掩蔽刺激呈现 500ms；（4）空白 300ms；（5）测验字及提示呈现到被试做出反应。指导语与集中注意 — 背景字呈现 100ms 条件下完全相同。两个 trial 间的时间间隔同上。

三种实验条件下的实验流程示意图如下：

（1）分散注意 — 背景字呈现 100ms

# #

空白

(有大框) 500ms

?

背景字

(在大框内随机位置呈

现) 100ms

?

# #

500ms

?

空白

300ms

?

测验字

直到做出反应

（2）集中注意 — 背景字呈现 100ms

□

(在大框内随机位置呈

现) 500ms

?

背景字

(在小框内呈

现) 100ms

# #

# # ?

?

空白

300ms

?

测验字

直到做出反应

500ms

（3）分散注意 — 背景字呈现 260ms

# #

空白

?

背景字

?

# #

?

空白

?

测验字

(有大框) 500ms

(在大框内随机位置呈

现) 260ms

500ms

300ms

直到做出反应

3.2 结果及分析

表 2 各种实验条件下的错误再认率

实验条件 分散注意 — 100ms SOA 集中注意 — 100ms SOA 分散注意 — 260ms SOA 匹配 0.342 0.275 0.276 不匹配 0.246 0.327 0.325 基线 0.223 0.258 0.267 实验结果如表 2 所示，对实验二的错误再认率结果进行 2 × 3 两因素混合设计的 MANOVA 分析，结果显示，在背景字的呈现时间为 100ms 的条件下，注意与背景之间存在显著的交互作用，F (2, 60) = 5.80，p < 0.005。进一步做配对 t-test 发现，在注意分散的条件下，被试在匹配条件下的错误再认率（0.342）显著高於不匹配条件下的错误再认率（0.246），t (15) = 4.93，p < 0.001；而在集中注意的条件下，被试在匹配条件下的错误再认率（0.275）低於不匹配条件下的错误再认率（0.327），t (15) = 3.36，p < 0.004。MANOVA 分析结果还显示，在分散注意的条件下，背景字呈现时间和背景之间也存在著显著的交互作用，

F (2.76) = 8.11，p < 0.001。进一步做配对 t-test 发现，当背景字

呈现时间为 100ms 时，被试在匹配条件下的错误再认率高於不匹配条件下（即分散注意 — 100ms SOA的情况）；而当背景字的呈现时间为 260ms 时，被试在匹配条件下的错误再认率（0.276）低於不匹配条件下的错误再认率（0.325），t (23) = 2.43，p < 0.024。

该实验操纵注意的方式与 Merikle 的实验不同，我们是通过操纵注意焦点而达到分散注意的目的，而 Merikle 的实验是通过双作业（同时

[5]

完成一个视觉的和一个听觉的任务）来分散注意的。尽管如此，两个实验的结果非常类似，都显示了分散注意下的无意识知觉和集中注意下的有意识知觉之间的质的差异。更值得注意的是，在分散注意的条件下，通过增强刺激特性（延长背景字的呈现时间）或集中被试的注意（刺激呈现前通过小方框引导被试的注意）都能使得一个刺激的无意识知觉变为有意识知觉（见图 2），从而进一步证实了两种操作影响的是同一个内部过程，而这个过程决定了被试的意识知觉（Conscious awareness）。

图 2 实验二的错误再认结果模式

4. 总的讨论

该研究进行的一系列实验说明了，注意和刺激特性是影响意识的两个非常重要的因素，在决定一个刺激是否被有意识知觉时，二者之间存在系统的相互补偿的作用。例如，当刺激短暂呈现而被无意识知觉时，可以通过提高注意水平使它的知觉变为有意识；在注意水平很低的情况下，

可以通过增强刺激特性（延长呈现时间）使一个刺激的知觉由无意识变为有意识。我们的方法是基於意识知觉和无意识知觉在行为结果上的质的差异。

Merikle 和 Joordens 认为刺激特性的变化和注意的变化影响了同一个内部过程，即信息表徵的激活水平。他们认为无论是刺激特性还是注意都影响了记忆中信息单元的激活水平，当激活水平超过意识阈限的时候，刺激被有意识知觉；而当记忆中的信息单元被一个刺激激活，但激活水平不足以超过意识阈限时，刺激依然能被知觉到，但不伴随主观的意识经验。如果这一理解正确的话，那麽在决定一个刺激是被有意识知觉还是无意识知觉时，刺激特性和注意之间的相互补偿就并不奇怪了。 还有一点不清楚的是：刺激特性和注意是影响意识的两个独立变量呢？还是刺激特性通过注意这一中间过程来影响意识？也就是说，关於刺激特性、注意和意识之间的相互关系有三种可能性，如图 3 所示。

[5]

图 3 刺激特性、注意和意识之间的相互关系

在我们的实验中发现，保持刺激特性不变而变化注意水平并不难，但相反的情况却很难做到，也就是说，我们很难变化刺激特性而不影响注意水平。在单纯考察刺激特性的作用时，我们只能对注意进行相对的控制，例如在实验二中，我们对注意进行了一定的操纵（在大框内任意位置随机呈现刺激），使其处於较低的水平，在此基础上来考察刺激特性的作用。就目前来看，还没有一种完美的办法可以在刺激特性增强的同时保持注意绝对不变。此外，众所周知，一个强的刺激可以自动吸引人的注意（外源性注意），它也可以自动进入人的意识，那麽这时的注意和意识是什麽关系？二者的发生孰前孰後？近年来关於内源性注意和外源性注意的研究与这一问题有关。内源性注意是一种自上而下的、由目标所指引的注意；而外源性注意是一种自下而上的、材料驱动性注意，它是自动发生、

与当前的知觉目标无关的一种注意

[6-9]

。如果注意发生在意识之前，即

一个强的刺激由於吸引（capture）了人的注意（外源性注意）所以进入意识，那麽上述关於注意和刺激特性在决定人的意识时的相互补偿，其实是说明了外源性注意和内源性注意的相互补偿（图 3 的 b 模式）；如果意识发生在注意之前，即一个强的刺激自动进入意识，从而吸引了注意，这说明刺激特性是影响意识的一个因素。而一个弱的刺激可以通过提高注意水平（内源性）使它的知觉由无意识变为有意识，这说明注意是影响意识的另一个因素，两个因素在决定人的意识时存在相互补偿（图 3 的 c 模式）。究竟哪种说法是正确的？这是一个有待於进一步研究的问题。当我们找到一种方法，可以将注意和刺激特性绝对分开时，逛一问题就迎刃而解。

我们的实验结果显示了意识知觉和无意识知觉在行为结果上的质的差异。事实上很多研究者都认为意识知觉和无意识知觉的加工机制是不同的

[10-13]

。Shevrin 和 Dickman 关於无意识过程提出了两种假设：“弱

[10]

假设”和“强假设”。弱假设认为无意识过程确实发生了，而且能在

意识之外影响有意识的经验和行为；强假设认为除此之外无意识过程与有意识过程的加工机制存在质的差异。很多关於意识和无意识知觉分离的实验研究都支持 Shevrin 和 Dickman 的“强假设”。例如，在一项词汇启动研究中，Marcel

[11]

得出如下结论：无意识知觉由一个大能量

的、能同时平行加工多个信息源的系统所支配；而有意识知觉是由一个有限能量的系统所支配。後来的一些研究也得出了同一结论

[4, 5, 12]

。所

有这些实验证据，包括该研究的实验，不仅表明了意识和无意识知觉分

离的确实性，而且表明了意识和无意识知觉可能是基於不同的认知系统。

注 释

* 国家自然科学基金资助项目（39870269）。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4tm7.html