时间知觉

何晶 鞠茏 梁超 蔡培

（上海师范大学07应用心理学1班，上海，200234）

摘 要 本实验采用多因变量多自变量混合设计，我在处理这些数据时几度崩溃，光整理就花了一个星期，在处理时发现没有一个学过的方法可以使用，于是咨询学长，借书自学。1个月后，终于处理完了数据，出此报告。本实验使用Psytech心仪软件对被试进行时间知觉的检测，自变量有：刺激方式（连续或间断）、刺激材料（声或光）、刺激长度（2秒、5秒、10秒）、有无反馈，因变量有被试复制的时间长度，被试复制时间的平均差。最后得到的结果为：被试在在无反馈条件下，刺激呈现形式（即连续或间断）对被试的时间复制能力无显著性影响，但在有反馈条件下，刺激呈现方式对被试的时间复制能力有显著性影响。刺激长度对被试的复制平均差影响显著。

关键字：时间知觉 反馈 连续声 间断声 连续光 闪烁光 刺激材料 刺激方式 刺激长度 复制能力 复制法 平均误差法

一、导言

时间知觉是指个体对客观想象的延续性和顺序性的反应，个体对时间的知觉时通过某种媒介得到的，媒介可以是自然界的周期性变化的现象，也可以是机体自身的生理状态。机体的生理状态主要是指机体的呼吸、心跳、消化等生理过程的节律性变化。参与时间知觉的感觉器官有听觉、视觉、和触觉等。人当时所从事的活动的内容、情绪状态等，都会影响对时间的估计。

研究时间知觉准确性时，可以用恒定刺激法测量估计时间的差别阈限，也可以用复制法测量队时间估计的误差。具体做法就是,相继呈现时间上长短不同的刺激，要求被试对他们进行分辨。根据被试判断结果给出时间差别阈限，差别阈限越小，时间知觉的准确性越高。

复制法也可以称为平均差误法，具体做法是先呈现一个标准刺激，让被试复制出觉得和标准刺激一样长的时间。它操作时必须要求被试复制出在感觉上与标准刺激相等的时间来，已复制结果和标准刺激的差别作为时间知觉准确性的指标，并区别被试识高估还是低估了标准时间。

在用复制法时，被试可以对具体时间说不出是多长，但可以比较准确地根据自己的判断复制出时间的长短。复制法测量的结果不受过去经验的影响，它能确切地表示一个人辨别时间长短的能力，是测量时间知觉的一个比较好的方法。用复制法侧估计时间的误差，比用恒定刺激法的操作程序要简单些。

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但除了复制动作刺激外，复制的动作和时间刺激往往不是同一通道，这可能会使误差加大。当使用复制法来估计时间时，很可能产生时间误差，对光刺激的复制有可能低估；对声音刺激容易产生后效，可能高估；而对错觉刺激因利用肌肉紧张持续的长短感觉来估计，则准确性可能较高。

时间知觉是指人对客观现象延续性和顺序性的反映。人具有判断时间间隔精确性方面的时间知觉能力。研究时间知觉的准确性时，可以用恒定刺激法测量估计时间的差别阈限，也可以用复制法测量对时间估计的误差。复制法与恒定刺激法的不同之处是需要被试自己操作这样被试注意力较易集中。

复制法也称为平均差误法，它在操作时要求被试必须复制出在感觉上与刺激相等的时间来，以复制结果与标准刺激的差别作为时间知觉准确性的指标，并区别被试是高估还是低估了标准时间。一般来说，听觉和触觉的时间知觉准确性较高，对光刺激的复制有可能低估，对声音刺激容易产生后效，可能高估。 K.Von.Vierodt等人在研究时间知觉的差别阈限时发现，短的时间间隔容易被高估，产生正的常误；长的时间间隔容易被低估，产生负的常误。在它们之间有一个从高估到低估的转折点，称之为无差别点。这个点大约在 0.7秒处。无差别点的个别差异很大。有研究指出，对短的时间间隔估计偏高，对长的时间间隔估计偏低，是以大脑两半球的兴奋和抑制的相互作用为基础的。因为短时间作用的刺激不能引起抑制适应，反而有兴奋后作用，因而产生对时间估计过长的现象。刺激物较长时间的作用容易导致抑制，由于抑制过程占优势，于是出现对时间估计不足的现象。此外，人的知觉时间还受到活动内容、情绪、动机、态度等不同等因素的影响。

本实验采用复制法来测量被试对时间估计的误差。

实验目的：

1．比较通过不同感觉道估计时间的准确性，学习用复制法测定时间知觉的误差。

2．检验各种因素和不同刺激方式对时间知觉的影响。

二、方法

2.1仪器与材料：

仪器：计算机及PsyTech心理实验系统。

材料：

（1）光刺激（灯泡发光时变红），呈现方式有连续光和闪烁光。

2

（2）声刺激（750Hz纯音），呈现方式有连续声和间断声。

2.2步骤：

2.2.1．登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“时间知觉（无反馈）”。单击呈现实验简介。点击 “进入实验”到“操作向导”窗口。实验者要进行参数设置，选择连续光或闪烁光、连续声或间断声、实验次数及刺激呈现时间和方式等。 然后点击“开始实验”进入相应的指导语界面，被试仔细阅读指导语后，点击 “正式实验”按钮就可以开始实验了。

2.2.2.（1）参数设置为连续光的指导语是：这是一个判断时间长短的实验。每次实验你会先看到一个灯发光 （红色），发光的时间可能有长短，也可能相同。你要注意看它亮了多长时间。灯灭后请你按1号反应盒上的红色键，按下去灯就亮了 （由黑色变红色），一直按着不要松开，直到你认为亮的时间和你刚才看到的灯亮时间一样长再松开。实验将进行很多次。当你明白了上述指导语后，请点击下面的“正式实验”按钮开始。开始实验后实验界面上有一个黑灯泡，亮时变红色。 若参数设置中选随机，则刺激呈现时间为2、5、10秒，随机呈现。在参数设置中实验次数如选15则三种长度的时间各呈现5次（如选30次则加倍）。

（2）参数设置为闪烁光的指导语是：

这是一个判断时间长短的实验。 每次实验你会先看到一个灯一亮一灭地闪烁。你要注意看它闪烁了多长时间。灯灭后请你按1号反应盒的红色键，按下去后灯又开始闪烁，一直按着不要松开，直到你认为闪光时间和你刚才看到的闪烁时间一样长再松开。 每次实验灯亮的时间可能不同也可能相同。实验将进行很多次。当你明白了上述指导语后，请点击下面的“正式实验”按钮开始。开始实验后实验界面有一个黑灯泡，亮时变红色，闪烁的亮暗时间均为100毫秒。若参数设置中选随机，则刺激呈现时间为 2、5、10秒，随机呈现。在参数设置中实验次数如选15，三种长度的时间各呈现5次（如选30次则加倍）。

（3）参数设置为连续声或间断声的指导语是：这是一个判断时间长短的实验。每次实验你会先听到一段声音， 声音持续的时间可能有长短，也可能相同。你要注意听它响了多长时间。声音停止后请你按1号反应盒的红色键， 按下去后声音又开始响起，一直按着不要松开，直到你认为响的时间和你刚才听到的时间一样长再松开。实验将进行很多次。当你明白了上述指导语后，请点击下面的“正式实验”按钮开始。实验界面上有一个喇叭图片，表示刺激呈现是声音。 若参数设置中选随机，则刺激呈现时间为2、5、10秒，随机呈现。在参数设置中实验次数如选 15，三种长度的时间各呈现5次（如选30次则加倍）。

3

2.2.3．每种刺激方式实验结束，都可直接查看结果。也可以返回 “参数设置更换刺激方式重新实验，或换被试继续实验，以后在主界面“数据”菜单中查看。

三、结果

分别计算被试光或声的不同刺激时间所复制的时间及误差。 由于结果数据量过多，不在此处呈现，详见附录

四、讨论

1．在无反馈试验中，刺激呈现形式（连续光、闪烁光、连续声、间断声）与刺激呈现时间是否有交互作用？

表1：刺激呈现时间与刺激类型 的 交互作用检验

Tests of Within-Subjects Effects

Source

Type III Sum of

Squares

Assumed Greenhouse-Geisser

Huynh-Feldt Lower-bound

0.836 0.836 0.836 0.836 6.866 6.866 6.866 6.866 0.494 0.494 0.494 0.494

df

3 1.284 1.535

1 2 1.266 1.498

1 6 1.282 1.531

1

Mean Square

0.279 0.651 0.544 0.836 3.433 5.425 4.583 6.866 0.082 0.385 0.322 0.494

F 1.23 1.23 1.23 1.23 3.732 3.732 3.732 3.732 0.458 0.458 0.458 0.458

Sig. 0.334 0.325 0.329 0.318 0.062 0.095 0.083 0.111 0.834 0.57 0.6 0.529

刺激类型

呈现时间

Sphericity Assumed Greenhouse-Geisser Huynh-Feldt Lower-bound

刺激类型 * 呈现时间

Sphericity Assumed Greenhouse-Geisser Huynh-Feldt Lower-bound

刺激类型的Sphericity Assumed一行，sig.= 0.334 > 0.05，说明刺激类型对 复制平均差的 主效应不显著，即 刺激类型对复制平均差无影响。

呈现时间的Sphericity Assumed一行，sig.=0.062 > 0.05，但和0.05比较接近，说明刺激呈现时间对复制平均差还是有一定的影响的。但在.05水平上无影响，此结论犯错概率5% 观察“刺激类型* 呈现时间”的Sphericity Assumed一行，sig. = 0.834 > 0.05，在.05水平上不显著，说明这两个因素对因变量复制平均差的效应无显著交互作用。

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2．在无反馈试验中，刺激呈现形式（连续光、闪烁光、连续声、间断声）与刺激呈现时间（2秒、5秒、10秒）所形成的12种组合之间，差异是否显著？ 表2：呈现时间与刺激类型 所形成的12种实验条件，每种所得数据的差异比较

One-way ANOVA

Between Groups Within Groups Total

Sum of Squares

8.195 29.597 37.792

df

11 60 71

Mean Square

0.745 0.493

F 1.51

Sig. 0.152

用单因素方差分析又把12种组合比较了一遍，当然没考虑他们是重复测量的。得到的还是sig.= 0.152 > 0.05，没有显著差异的结果。也就是说，12组之间，互相比较都没有差异。

可能是样本量太少，只有6个人，造成实验效应大小不足。

Tests of Within-Subjects Effects

Source

Sphericity Assumed

12种实验条件

Greenhouse-Geisser Huynh-Feldt Lower-bound

Type III Sum of Squares

8.195 8.195 8.195 8.195

df

11 1.619 2.281

1

Mean Square

0.745 5.063 3.593 8.195

F 2.278 2.278 2.278 2.278

Sig. 0.022 0.167 0.143 0.192

Tests of Between-Subjects Effects

Source Error

Type III Sum of Squares

35.231 11.609

df

1 5

Mean Square 35.231 2.322

F 15.173

Sig. 0.011

虽然组间没有差异，但被试间的差异很大

是不是说明12组每组之间都没有差异？

获得两个矛盾的统计结论怎么办？一边说有差异，一边说没差异。

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3．分析讨论不同刺激方式 （声或光）在相同呈现时间下被试复制时间是否存在差异。还有哪些因素影响时间估计准确性。

表3：抽取刺激呈现时间为2秒 条件下的数据，按照刺激材料分成声、光两组，进行对比

Paired Samples Test

无反馈光2秒 - 无反馈声2秒 有反馈光2秒 - 有反馈声2秒

Std. Deviation 0.200662

Std. Error Mean 0.057926 Paired Differences

95% Confidence Interval of the Difference

Mean 0.11953

Lower -0.0080

Upper

t

df 11

Sig. (2-tailed) 0.063

0.2470 2.064

0.11578 0.127818 0.04042 0.02434 0.2072 2.864 9 0.019

由于不考虑刺激呈现形式（间断或连续），所以不管是闪烁还是连续的刺激，都放入数据列进行对比，致使每列中的数据从原来的6个增加到12个，样本量增大，检测效力增大，所以得出的sig值比前面表格的都要大，但还是没有达到显著性水平。

说明在无反馈条件下，刺激材料（即声刺激或光刺激）对被试的时间复制能力无显著性影响。

但在有反馈条件下，刺激材料对被试的时间复制能力有显著性影响。

表4：抽取刺激呈现时间为2秒 条件下的数据，按照刺激呈现形式分成连续、间断两组，进行对比

Paired Samples Test

无反馈连续2秒 - 无反馈间断2秒 有反馈连续2秒 - 有反馈间断2秒

Std. Deviation

Std. Error Mean Paired Differences

95% Confidence Interval of the Difference

Mean

Lower

Upper

t

df

Sig. (2-tailed)

0.0892 0.159778 0.046124 -0.0123 0.19076 1.935 11 0.079

0.0994 0.112502 0.035576 0.01892 0.17988 2.794 9 0.021

有反馈组sig = 0.21 < 0.05，说明在.05水平上，刺激呈现时间为2秒且有反馈的条件下，刺激的呈现形式（间断或连续）对被试的时间复制能力有显著影响。

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而无反馈组的sig = 0.079 > 0.05，无显著差异。

此处得出的结论和上面一个表格的结果相似：在无反馈条件下，刺激呈现形式（即连续或间断）对被试的时间复制能力无显著性影响。但在有反馈条件下，刺激呈现方式对被试的时间复制能力有显著性影响。

再做个刺激材料和刺激形式的交互作用？有反馈的5秒10秒的刺激材料或形式的t检验要不要做？

4．分析讨论在相同刺激方式情况下，不同呈现时间对被试复制时间是否有高估或低估现象发生，其规律如何？

表5：刺激呈现时间 对 复制平均差 的影响，使用重复测量的方差分析进行检验。

Tests of Within-Subjects Effects

Source

Sphericity Assumed

Type III Sum of Squares

7.748 7.748 7.748 7.748

df

2 1.285 1.324

1

Mean Square

3.874 6.031 5.852 7.748

F 12.373 12.373 12.373 12.373

Sig. .000 0.001 0.001 0.002

呈现时间

Greenhouse-Geisse

r

Huynh-Feldt Lower-bound

看Sphericity Assumed 一行，sig.= 0.000， 但sig不可能为0，所以其实软件想要表达的是sig. < 0.001，也就是刺激时间对复制时间与标准刺激间的平均差的影响非常显著。

观察得，一部分人5秒比2秒好，一部分人倒过来。

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表6：重复测量方差分析后的事后检验，使用相关样本t检验的方法。

Paired Samples Test

2秒平均差 - 5秒平均差

10秒平均差 - 2秒平均差

Mean -0.196088

Paired Differences

95% Confidence Interval of the Difference Lower

Upper

t

df

Sig. (2-tailed)

Std. Deviation 0.436578

Std. Error Mean

-2.29

25

0.031

0.08562 -0.372426 -0.019751

0.744682 0.995258 0.1951862 0.342689 1.146676 3.815 25 0.001

5秒平均差 -

10秒平均差 -5.49E-01

0.835106 0.1637778 -0.885900 -0.211287 -3.35 25 0.003

在.01水平上，2秒平均差（也就是 刺激呈现时间为2秒时 所得的平均差，这个平均差指的是刺激时间与被试复制的时间一一配对后求差值，再取所有差值的绝对值，最后求所有绝对值的平均数，这个平均数叫做平均差）与5秒平均差的差异不显著，但在.05水平上，3组数据之间的差异都很显著。

说明刺激时间对复制平均差（即复制时间 与 标准刺激 一一配对再取绝对值求平均后所得的平均差，上文已有说明）的影响在3组之间，互相都很显著，但2秒和5秒组之间的差异稍小一些。

5．本实验结果与前人的实验研究是否一致。 部分一致

6．试说明用复制法测量时间知觉准确性的优点。

复制法其实就是平均误差法，使用平均误差法测量时，让被试自己调节刺激大小已达到最小可觉察刺激或标准刺激，而后两种方法都是主试给予刺激让被试进行判断。对被试来说，平均误差法的参与性更强，能使被试更加积极主动，从而使实验精度提高。

但是由于是让被试自己调整试验仪器，所以就容易产生其他两种方法没有的动作误差。

在用复制法时，被试可以对具体时间说不出是多长，但可以比较准确地根据自己的判断复制出时间的长短。复制法测量的结果不受过去经验的影响，它能确

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切地表示一个人辨别时间长短的能力，是测量时间知觉的一个比较好的方法。用复制法侧估计时间的误差，比用恒定刺激法的操作程序要简单些。

但除了复制动作刺激外，复制的动作和时间刺激往往不是同一通道，这可能会使误差加大。当使用复制法来估计时间时，很可能产生时间误差，对光刺激的复制有可能低估；对声音刺激容易产生后效，可能高估；而对错觉刺激因利用肌肉紧张持续的长短感觉来估计，则准确性可能较高。

五、结论

5.1．在无反馈条件下，刺激呈现形式（即连续或间断）对被试的时间复制能力无显著性影响。但在有反馈条件下，刺激呈现方式对被试的时间复制能力有显著性影响。

5.2．刺激长度对被试的复制平均差影响显著。

六、参考文献

1．杨治良．心理实验指导手册．上海：华东师范大学心理系印制，2006，82～84

2．杨博民．心理实验纲要．北京：北京大学出版社，1989，221～231

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