第4章反应时间
1．如何正确理解反应时间的概念?
答：正确理解反应时的概念需把握以下几点：
（1）定义
反应时，亦称“动作反应时”、“反应潜伏期”，是指从刺激呈现到有机体做出反应之间所需的最短时间，是认知心理学研究有机体内部心理操作过程复杂性的重要指标。

根据“刺激—反应”之间的复杂程度，可将其分为简单反应时和复杂反应时。

（2）组成成分
反应时包括三个阶段的时间：①刺激使感受器产生了兴奋，其神经冲动传递到感觉神经元的时间；②神经冲动经感觉神经传至大脑皮质的感觉中枢和运动中枢，从那里经运动神经到效应器官的时间；③效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。

（3）影响因素
反应时的影响因素包括：刺激特点和反应者特点。

前者如刺激的强度、大小、时间长短、数量、差异等；后者如反应者的准备状态、练习的次数，反应者的感觉器官、神经类型、动机乃至人格特征等。

2．如何运用相减法、相加因素法、“开窗”实验来测量反应时间?
答：（1）相减法的实际应用
在认知心理学中，研究者们有时运用反应时相减法来判定某个信息加工阶段的存在，如
Posner等的研究；有时也用此法来判定一系列连续加工阶段的存在，如Clark和Chase （1972）的研究。

①Posner的研究
Posner等人运用反应时相减法来证实，短时记忆的信息除听觉编码之外，还存在视觉编码。

a．实验程序：在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字母如AA；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如Aa。

并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时呈现，其中还设置有几个间隔时间。

要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并用按键反应，记录反应时间。

在这两种情况下，正确反应都是“相同”。

b．实验结果：同时呈现时，形同音同的两个字母（如AA）的反应时小于形不同音相同的两个字母（如Aa）的反应时。

继时呈现时，随着两个字母的间隔时间增加；形同音同的字母对的反应时急剧增加；而形异音同的字母对的反应时却变化不大。

并且两者的反应时的差别逐渐缩小。

当两个字母呈现的间隔时间为2s时，其差别很小。

c．结果解释：在同时呈现条件下，形同音同的字母对（如AA）的判定反应时之所以较小，是因为此字母对可直接按其视觉特征来判定，其不像形异音同字母对（如Aa）必须按其读音来判定。

这表明，形同音同的字母对（如AA）的匹配是在视觉编码的基础上进行的，至少部分是如此；形异音同字母对（如Aa）则需从视觉编码过渡到听觉编码，在听觉编码基础上才能判定，所以其用时较多。

在继时呈现条件下，随着两个字母呈现的间隔时间增大，形同音同的字母对的视觉编码效应逐渐变弱，而听觉编码的作用增大，所以其反应时也随之增加，并与依赖于听觉编码的形异音同的字母对的反应时的差别逐渐减小。

d．结论：Posner等运用反应时的相减法来证实了某些短时记忆信息可以存在视觉编码和听觉编码两个阶段。

②Clark和Chase的研究
Clark和Chase（1972）曾设计过一个句子图画匹配实验，运用反应时相减法来揭示某些作业的操作要经过几个加工阶段，得到几个加工阶段的时间分别为：参数a为93ms，参数b和d为685ms，参数c为187ms，参数t为1763ms。

（2）相加因素法
Sternberg在进行一系列的实验研究的基础上，确定了对短时记忆信息提取过程有独立作用的4个因素。

并且在实验研究的基础上确定了这4个因素分别对4个独立的加工阶段起作用。

探针刺激的质量对探针刺激的编码阶段起作用；记忆集大小对顺序比较起作用；反应类型对决策类型起作用；反应类型的相对频率对反应组织阶段起作用。

可将短时记忆的信息提取过程用框图来表示（图4-1）。

图4-1 反应时相加因素法，短时记忆信息提取的阶段及其影响因素根据Sternberg的反应时相加因素法的原理，即完成一项作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和，则整个信息加工过程的时间应为：
RT=e+Nb+C，设a=e4-C，则：RT=a+bN
其中，e为探针刺激编码阶段的时间，N为识记项目的数量，b为每个项目比较的耗时，C为决策阶段和反应组织阶段共需的时间。

这是一个以b为斜率、a为截距的直线方程。

Sternberg用操纵变量的方法，并以在相同自变量的不同水平之间的反应时间的不同，作为整个过程中的子阶段的时间测量。

（3）开窗实验
Hockey等（1981）发展了一种新的反应时实验技术即“开窗”实验。

他们以一种字母转换实验来说明这种新实验技术。

在字母转换实验中，主试向被试呈现l-4个字母或字母串，而且在这字母串之后标有一数字。

并告之，这一数字表明把该数字之前的字母或字母串中的每个字母都按英文字母表中的位置转换到该数字所指的位置上的字母。

如“A+3”即将“A”转换到“D”，即字母A之后的第三个位置上的字母；以“KENC+4”为例。

①实验程序
最先呈现“4个字母+4”，然后，4个字母相继呈现。

被试自己按一下键，就可看到第一个字母“K”（此时计时开始），当看到“K”之后，被试就做出声转换，即说出L-M-N-O，然后再按键，第二个字母“E”呈现，再做出声转换，F-G-H-I，如此下去，直到4个字母全部呈现完毕并作出总的回答，即0IRG，计时也随之停止。

在实验进程中出声转换的开始和结束都在时间记录中标出。

②结果分析
根据该实验的反应时数据，可以得出完成字母转换作业的3个加工阶段：
a．编码阶段，即从被试按键看到一个字母到开始出声转换所用的时间。

b．转换阶段，即转换所用的时间。

c．贮存阶段，即从前一个字母转换结束到按键看下一个字母的时间，在此阶段中，被试将转换结果贮存于记忆中，并从第二个字母开始还需将前面的转换结果加以归并和复述。

如图4-2所示。

图4-2 “开窗”实验：字母转换作业的3个阶段
③评价
“开窗”实验通过对字母转换作业的分析，可把每一种认知加工成分所经历的时间都比较直接地估计出来，因而它比反应时的相减法和相加因素法具有更明显的优点。

3．什么是反应时间研究中的速度与准确率权衡现象，如何分解?
答：（1）速度与准确率权衡现象
①以反应时间为指标的逻辑
以反应时间作为指标的逻辑是，心理加工过程的复杂性和反应时间的长短之间有一种对应关系，即对一个复杂刺激的加工所需时间较长；而对一个简单刺激的加工时间则要短一些。

然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应准确率问题。

②速度与准确率权衡的定义
反应速度与准确率的权衡（SAT）现象是指被试能根据不同的实验要求或在不同的实验条件下，建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准来指导他的反应的现象。

③速度与准确率权衡范式（SAT范式）
a．在速度与准确率权衡范式SAT范式中，可以通过控制被试作出反应的时间长短来作为实验自变量，测定在各种时间条件下的反应准确率。

然后以反应时间为横坐标，以反应准确率为纵坐标，可得到一条速度与准确率权衡曲线。

b．在这条曲线上，可以找到在各种反应时间下的反应准确率（'d）。

在这条曲线上，可以用3个参数来描述SAT现象。

I表示截距，R表示准确率（'d）随反应时间（RT）的变化而变化的速率，A表示准确率的渐近值，即在无限延长提取时间条件下的最高准确率。

c．反应时和准确率之间的权衡关系在加工早期是很显著的。

当接近或达到A值之后，随反应时的延长，准确率变化很小。

反应准确率（'d）与上述3个参数的关系可表示为如下的经验方程：
（2）反应时的速度与准确率分离技术
Meyer等（1987、1988）发展了“速度与准确率分离技术”（SAD）。

这种技术可以把反应过程中猜测过程的准确率和反应时分布分别加以描述。

SAD技术由两部分组成：滴定的反应时程序（TRT程序）和平行精细的猜测模型（PSG模型）。

①滴定的反应时程序（TRT程序）
TRT程序是SAD技术的一个具体获得反应时分布和反应准确率的方法。

它包括普通试验和信号试验。

具体做法如下：
a．普通试验
在这一试验中，先呈现一个预备信号，接着呈现一个或正或负的测验刺激，让被试作出相应的反应，反应的要求是又准又快。

记录反应时和准确率，并给予反馈，鼓励被试在确保准确率的前提下尽快地反应。

其目的是为了建立一个具有高准确率的反应阈值，为评价被试在信号试验中的反应提供基线。

b．信号试验
在这一试验中，在测验刺激呈现之后的不同的延时后，给出一个短暂的信号（一般为声音信号），不同的延时的时间是主试控制的变量。

告知被试，一旦该信号出现，就立即对测。