第4章反应时
4.1 复习笔记
一、反应时的研究历史
（一）反应时研究的开端——在天文学上的研究历史
1．眼耳法：18世纪末至19世纪初，天文学家通过观测天体经过望远镜目镜中的一条线，来记录天体事件的时间和位置的计时方法。

即在天文望远镜的附近有一个闹钟每秒均发出滴答声，从而可使观察者以0.1秒的近似值记下天体通过目镜中那条铜线的时间。

2．人差方程：B（贝塞尔的反应时）-A（阿格兰德的反应时）=1.223s。

它说明了不同观测者之间存在明显差异。

（二）反应时在心理学中的研究历史
反应时的实验已有100多年的历史，反应时在心理学中的研究历史分为以下两个阶段：1．唐德斯反应时ABC时期
现代心理学家在总结反应时研究的这段历史时，把自1850年赫尔姆霍茨的研究至1969年长达一百多年的时间称之为唐德斯反应时ABC时期。

这是反应时研究的第一阶段，这一阶段方法学的核心是减数法（或减法法）。

（1）1850年，赫尔姆霍茨（Helmholtz）等关于青蛙运动神经传导速度的测定开始了反应时的研究。

他发现刺激离大脑近的皮肤，反应时要短，刺激身体的各个部位反应时变动很大。

（2）荷兰生理学家唐德斯（Donders）将反应时正式引入心理学领域，他意识到可以利用反应时来测量各种心理活动所需的时间，并发展了三种反应时任务，后人将它们称为唐德斯反应时ABC（Donders ABC of reaction time）。

1873年，厄克斯奈指出准备定势在反应时测量中的作用并首先提出“反应时间”这个名词。

（3）唐德斯提出反应时ABC之后，心理学之父冯特很快就意识到唐德斯指出了实验心理学的一条重要途径，即心理活动的时间测定工作。

他带领自己的学生对简单反应时和选择反应时进行了一系列的测量，比如对注意、知觉、联想和选择过程等的反应时测量。

（4）在冯特早期的学生中，卡特尔和屈尔佩后来都建立了专门的反应时实验室。

卡特尔做了许多关于反应时的实验。

屈尔佩则发展出一种内省的方法，来研究简单反应时与复杂反应时，还证明了准备定势对反应时的影响。

2．加因素法时期
（1）1969年心理学家斯滕伯格（Sternberg，1969）提出了加因素法之后，反应时研究便进入第二阶段，开始了反应时研究的新时期。

（在心理学界有两位斯腾伯格，这里提到的这位是宾西法尼亚大学的Saul Sternberg，他是认知心理学领域的先驱，他还进行了经典的短时记忆提取方式的实验，而另一位是大家比较熟悉的耶鲁大学的Robert J Sternberg，他提出了著名的智力三元理论、爱情三元理论以及成功智力理论。

）（2）加因素法假定，完成一个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，如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可影响另一因素的效应，那么这两个因素都作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即可相加，那么这两个因素各自作用于某一特定的加工阶段。

（三）反应时测量的发展
反应时研究的前提是测量的高度准确性和精确性，一种有效测量反应时的仪器包括三个部分：刺激呈现装置、反应装置和计时装置。

这三部分装置都会影响到实验结果的精度，反应时测量技术的发展，也总是对这三部分不断改良。

1．刺激呈现装置与反应装置
（1）刺激呈现装置
①心理学家希望，刺激呈现装置可以在发出信号的同时激活计时装置，且刺激呈现装置本身不得对被试的反应造成任何额外干扰。

②最初的刺激呈现装置是简单线路和电键，其存在一定的缺点和操作不方便的毛病。

目前，一些可编程的电子刺激呈现装置，在排除干扰和计时同步方面做得比较好，广泛运用于需要高精度反应时记录的实验研究中。

（2）反应装置
①对于反应装置，研究者希望它灵敏、快速，能够在最短时间内停止计时装置的工作。

未经良好设计的反应装置往往成为反应时实验中误差的重要来源。

一般来说，反应装置的设计至少要考虑到键的机械阻力和被试操作的方便与习惯。

②不同类型反应时的测定对刺激和反应键都有特殊的要求。

如测试言语反应时，除要设计增益高、失真小的电路系统，还需要性能完善的言语反应键。

2．计时装置
最初的高精度计时器是利用物理学原理的简单装置，此后的发展，经历了复杂机械装置、电子计时装置，一直到今天的以计算机为核心的高精度计时装置。

（1）简单机械计时器
简单机械计时器利用巧妙的设计思想和物理学原理，可以在简陋的条件下完成较高精度的时间测量。

其代表有自由落体直尺计时器和单摆微差计时器。

（2）复杂机械计时器
复杂机械计时器在本质上仍然是一套机械设备，但是往往具有自己的动力机构，在复杂度和精确度上远高于简单机械计时器。

常见的有时间描记器（chronographic）和钟表式计时器。

（3）电子计时装置
现代心理学实验室常用精密的电子仪器作为测时工具，已摆脱了传统的机械发条及摆锤结构，其基本部件一般采用晶振元件、集成电路（积体电路）及荧光数码管（或液晶）时间显示器。

现代心理实验室常用精密的电子仪器作为测时工具，它很容易和计算机系统连接，为现代心理学研究者快速建立一套灵活、精确、方便扩展的反应时实验及数据分析系统提供了可能。

而且计算机计时可以实现反应结果的同步采集与记录，这是传统反应时测量设备无法达到的。

二、反应时研究的基本问题
反应时研究的基本问题主要包括：①反应时和所作反应种类数量的关系。

②反应时和反应准确性的关系。

③反应时的其他影响因素等。

（一）简单反应时和选择反应时
荷兰生理学家唐德斯设计了两类反应时任务：简单反应时和选择反应时任务。

目的是揭示反应时任务中的心理加工过程。

1．简单反应时
给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单一的反应，此时刺激—反应之间的时间间隔就是简单反应时。

其特征是：一个反应仅对应于一个刺激，反应与刺激的联系是后天习
得的。

（1）听觉简单反应时
①听觉简单反应时任务。

研究者通过耳机向被试呈现声音信号，并要求被试一听到信号，就尽快地按某一反应键。

②听觉简单反应时存在波动。

听觉简单反应时会受到各种因素的影响，比如刺激本身性质的变换和被试练习水平，使得被试在任何一个时刻对听觉刺激的简单反应时都不会完全相同。

③听觉简单反应时存在一定的极限。

被试反应时存在一个无法跨越的时间界限，无论进行多少次的训练，这种时间极限就像一堵无法逾越的“生物墙”。

听觉简单反应时的“生物墙”大约为100ms。

“生物墙”来源于人类感官、脑及肌肉工作特性的限制。

人们所获得的简单反应时是感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和。

（2）视觉简单反应时
①视觉简单反应时任务。

被试进入一个弱光照明的实验室，并要求端坐在屏幕前，一旦看到屏幕上出现红光便立即按下反应键。

②视觉简单反应时的“生物墙”，约为150ms。

视觉简单反应时比听觉简单反应时长的原因是：视网膜由于存在能量累积过程，导致视觉换能时间较长，而听觉刺激的换能过程不存在能量累积问题，因此换能时间较短。

这一现象说明不同感觉通道的简单反应时具有差异,总体而言，简单反应时较短，且具有通道差异性。

2．选择反应时
（1）选择反应时概述
①选择反应时是指根据不同的刺激物，在多种可能性中选择一种符合要求的反应，并执行该反应所需要的时间。

如：一个视觉选择反应时实验可能包括两个刺激，被试必须在一个
刺激出现时，按左边的按钮；而在另一个刺激出现时，按右边的按钮。

不同于简单反应时任务，被试必须在反应之前先判断哪个按钮是对当前刺激的正确反应。

②选择反应时包括了辨别（刺激）和选择（反应）的时间。

被试必须在作出反应之前对不同刺激有所辨别，并作出不同反应的选择。

结果发现二择一的视觉选择反应时比视觉简单反应时长约0.07秒，这一时间便是辨别和选择所需要的时间。

（2）选择反应时的研究
①唐德斯反应时任务。

A反应（简单反应）：一个刺激对应一个反应；
B反应（选择反应）：两个不同刺激分别对应于两个不同反应；
C反应（辨别反应）：一个反应，仅对应于多个刺激中那个事先规定的刺激进行反应。

三者关系为：C-A=辨别时间；B-C=选择时间。

此为反应时的相减法，通过反应时任务分解心理加工过程。

②相同感官通道的选择反应时和刺激数目的关系。

RT=lgN（RT为反应时，N为辨别刺激的数目），二择一的视觉（听觉）选择反应时比视觉（听觉）简单反应时长约0.07秒。

③不同感官通道的选择反应时和刺激数目的关系。

当感觉在不同刺激通道间进行转换时，反应时增量不再是一个确定的值，而是几个周期性增大的值，表明被试的选择反应存在周期性。

波佩尔将其归因于脑的周期性震荡，只有震荡电流达到某一点后，已辨别的刺激才能引起某一特定的反应，这种振荡过程对刺激的辨别选择至关重要。

（二）速度－准确性权衡
速度—准确性权衡是指被试在进行反应时，对反应速度和准确性进行权衡的现象。

1．速度—准确性权衡的例证
（1）泰奥斯对刺激呈现的概率和反应时关系的研究，发现错误率的最高值（6%）出。