1、第四章第四章 反应时反应时 反应时（反应时（reaction time，简称，简称 RT）指刺激）指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时施于有机体之后到明显反应开始所需要的时间。间。 反应时研究的历史比实验心理学还要早。反应时研究的历史比实验心理学还要早。第一节第一节 反应时研究的历史反应时研究的历史1818世纪末至世纪末至1919世纪初，天文学家通过观测天体经过望远镜世纪初，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。目镜中的一条线，来记录天体事件的时间和位置。17961796年，英国格林威治天文台台长马斯基林在观察星辰经年，英国格林威治天文台台长马斯基林
2、在观察星辰经过望远镜中的铜线时，多次发现其助手金尼布克比他自己过望远镜中的铜线时，多次发现其助手金尼布克比他自己观察的时间慢约半秒钟，台长认为这是重大的错误，因而观察的时间慢约半秒钟，台长认为这是重大的错误，因而辞退了助手。辞退了助手。德国天文学家贝塞尔猜想两者的差异可能是他们之间存在德国天文学家贝塞尔猜想两者的差异可能是他们之间存在的系统差异，贝塞尔因此比较了自己和其他天文学家观察的系统差异，贝塞尔因此比较了自己和其他天文学家观察同一星体的通过时间，也发现有明显的差别。同一星体的通过时间，也发现有明显的差别。 比如，比如，18231823年，贝塞尔与另一位天文学家阿格兰德共同观察七颗星时，年
3、，贝塞尔与另一位天文学家阿格兰德共同观察七颗星时，二人反应时的差别是恒定的，以公式表示为：二人反应时的差别是恒定的，以公式表示为：B BA A1.2331.233（秒）。其中，（秒）。其中，B B是贝塞尔的反应时，是贝塞尔的反应时，A A是阿格兰德的反应是阿格兰德的反应时。时。 人差方程式引起了人们对反应时研究经久不衰的兴趣。人差方程式引起了人们对反应时研究经久不衰的兴趣。反应时在天文学中的研究历史反应时在天文学中的研究历史 人为何存在反应时？人为何存在反应时？在赫尔姆霍兹提出神经传导速度之前，人们无法在赫尔姆霍兹提出神经传导速度之前，人们无法解答这一问题，因为人们一直认为神经传导以光解答这一
4、问题，因为人们一直认为神经传导以光速进行，人类对刺激做出反应的哪些阶段需要时速进行，人类对刺激做出反应的哪些阶段需要时间就无从解释。间就无从解释。 在人差方程提出在人差方程提出27年后，生理学家赫尔姆霍年后，生理学家赫尔姆霍兹在兹在1850年成功测定了蛙的运动神经传导速年成功测定了蛙的运动神经传导速度（约为度（约为26米秒）。其后，他又测定了人米秒）。其后，他又测定了人的神经传导速度约为的神经传导速度约为60米秒。米秒。 据此，反应时至少可以分五个阶段据此，反应时至少可以分五个阶段第一时段，刺激使感受器产生了兴奋，其冲动传递到感第一时段，刺激使感受器产生了兴奋，其冲动传递到感觉神经元的时间；觉
5、神经元的时间；第二时段，神经冲动经感觉神经传至大脑皮质的感觉中第二时段，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的时间枢和运动中枢的时间第三时段，中枢加工刺激的时间第三时段，中枢加工刺激的时间第四时段，神经冲动从中枢经运动神经到效应器官的时第四时段，神经冲动从中枢经运动神经到效应器官的时间；间；第五时段，效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。第五时段，效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。 此后，荷兰生理学家唐德斯意识到可以利用反应时此后，荷兰生理学家唐德斯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
6、称为唐德斯反应时应时任务，后人将它们称为唐德斯反应时ABC。 冯特在莱比锡实验室做了许多反应时的实验，因此冯特成为冯特在莱比锡实验室做了许多反应时的实验，因此冯特成为心理学上研究反应时的第一人。心理学上研究反应时的第一人。 在唐德斯之后，冯特很快就意识到反应时研究指出了实验心在唐德斯之后，冯特很快就意识到反应时研究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，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。比如对注意、
7、知觉、联想和选择过程等的反应时测量。 1879年，冯特在莱比锡大学建立了第一个心理学实年，冯特在莱比锡大学建立了第一个心理学实验室。验室。反应时在心理学中的研究历史反应时在心理学中的研究历史 冯特的学生卡特尔和屈尔佩做了大量有关简单反应冯特的学生卡特尔和屈尔佩做了大量有关简单反应时和复杂反应时的实验：时和复杂反应时的实验：卡特尔认为被试在做简单反应测验时，其注意力完全集卡特尔认为被试在做简单反应测验时，其注意力完全集中于那个将出现的刺激和那个将运动的手指上。当刺激中于那个将出现的刺激和那个将运动的手指上。当刺激到来时，眼睛大脑手指之间的神经通路早已准备好到来时，眼睛大脑手指之间的神经通路早已准
8、备好了，因此反应时很快。而在选择反应测验中，需要有更了，因此反应时很快。而在选择反应测验中，需要有更多的神经通路来做接通的准备，这时被试的心理状况就多的神经通路来做接通的准备，这时被试的心理状况就会比较复杂，会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态，因会比较复杂，会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态，因此导致反应时延长。此导致反应时延长。屈尔佩则发展出一种内省的方法，来研究简单反应时与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，其学生还证明了准备定势对反应时影响。复杂反应时，其学生还证明了准备定势对反应时影响。 反应时研究使得心理学有了量化的指标，对科学心反应时研究使得心理学有了量化的指标
9、，对科学心理学的诞生极其重要。理学的诞生极其重要。 此后，心理学家对反应时研究的兴趣从反应时的原此后，心理学家对反应时研究的兴趣从反应时的原因分析，转向反应时测量技术改进和反应时技术的因分析，转向反应时测量技术改进和反应时技术的实际应用。实际应用。19691969年心理学家斯腾伯格提出了加因素法，分析短时记年心理学家斯腾伯格提出了加因素法，分析短时记忆的信息加工四阶段忆的信息加工四阶段19871987年，尼森和比勒姆利用反应时技术验证内隐序列学年，尼森和比勒姆利用反应时技术验证内隐序列学习习19951995年，格林沃德基于反应时技术设计出内隐联想测验，年，格林沃德基于反应时技术设计出内隐联想测
10、验，用来分析被试的内隐态度用来分析被试的内隐态度 现代心理学将反应时研究的历史分为两个阶段：现代心理学将反应时研究的历史分为两个阶段：第一阶段，从第一阶段，从1850年赫尔姆霍兹的研究至年赫尔姆霍兹的研究至1969年之前长年之前长达一百多年的时间，称之唐德斯反应时达一百多年的时间，称之唐德斯反应时ABC时期。这时期。这阶段方法学的核心是减数法阶段方法学的核心是减数法第二阶段，第二阶段，1969年心理学家斯腾伯格（年心理学家斯腾伯格（Sternberg，1969）提出了加因素法之后，称之为反应时研究的新时）提出了加因素法之后，称之为反应时研究的新时期。期。反应时测量的发展反应时测量的发展 要进行
11、反应时研究，首先要确保反应时测量的高度要进行反应时研究，首先要确保反应时测量的高度准确性和精确性。准确性和精确性。 历史上研究者对反应时的测量精度不断提出新的标历史上研究者对反应时的测量精度不断提出新的标准，发展出越来越精确的反应时测量工具。准，发展出越来越精确的反应时测量工具。 反应时测量精度的提高，是和近代科学技术的不断反应时测量精度的提高，是和近代科学技术的不断发展联系在一起的。发展联系在一起的。 通常，一种有效测量反应时的仪器包括三个部分：通常，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
12、结果的精度，反应时测量技术的置都会影响到实验结果的精度，反应时测量技术的发展，也总是围绕着对这三部分的改良。发展，也总是围绕着对这三部分的改良。 刺激呈现装置刺激呈现装置 刺激呈现到反应开始的时间，因此对刺激呈现装置刺激呈现到反应开始的时间，因此对刺激呈现装置的要求：的要求：刺激呈现装置可以在发出信号的同时激活计时装置刺激呈现装置可以在发出信号的同时激活计时装置用电路将一个电键同时和刺激源与计时装置连接起来。用电路将一个电键同时和刺激源与计时装置连接起来。由于电信号以光速传播，故而当主试按下刺激电键，将由于电信号以光速传播，故而当主试按下刺激电键，将同时启动刺激源（灯、蜂鸣器等）和计时装置。同
13、时启动刺激源（灯、蜂鸣器等）和计时装置。 刺激呈现装置本身不得对被试的反应造成任何额外刺激呈现装置本身不得对被试的反应造成任何额外干扰。干扰。简单线路和电键大多有缺点：主试、被试在同一间实验简单线路和电键大多有缺点：主试、被试在同一间实验室里，按动电键时会发出响声，形成额外刺激，影响被室里，按动电键时会发出响声，形成额外刺激，影响被试反应。试反应。目前，一些可编程的电子刺激呈现装置，在排除干扰和目前，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。计时同步方面做得比较好。 反应装置反应装置反应时实验的重要误差来源反应时实验的重要误差来源要求：灵敏、快速，能够在最短时间内停止计
14、时要求：灵敏、快速，能够在最短时间内停止计时装置的工作。装置的工作。考虑键的机械阻力和被试操作的方便。考虑键的机械阻力和被试操作的方便。琴键式反应键因为有一定的弹簧拉力而会延长反应时，琴键式反应键因为有一定的弹簧拉力而会延长反应时，这对幼儿被试可能不适用；换用一种轻触式微动开关，这对幼儿被试可能不适用；换用一种轻触式微动开关，则可获得准确的结果。则可获得准确的结果。 计时装置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
15、的高精度计时装置。到今天的以计算机为核心的高精度计时装置。 简单机械计时器（课堂演示实验）简单机械计时器（课堂演示实验）自由落体直尺计时器，皮耶隆（自由落体直尺计时器，皮耶隆（Piron，1928）简便、无噪音、相当准确，用于视觉实验简便、无噪音、相当准确，用于视觉实验主试用拇指将一根米尺笔直地按在墙上，尺的零点朝下，尺的上端主试用拇指将一根米尺笔直地按在墙上，尺的零点朝下，尺的上端置于墙上的被试者平视记号处；被试者将拇指摆在尺的下端，准备置于墙上的被试者平视记号处；被试者将拇指摆在尺的下端，准备阻止尺自由下落。实验时主试说阻止尺自由下落。实验时主试说“预备预备”，1、2秒钟后突然松开拇秒钟后
16、突然松开拇指，放开直尺，被试一接受刺激就立即用拇指再将尺按住。直尺下指，放开直尺，被试一接受刺激就立即用拇指再将尺按住。直尺下落的距离，就可折算成被试者的反应时，计算公式如下：落的距离，就可折算成被试者的反应时，计算公式如下：T：反应时：反应时S：代表尺子下坠的距离：代表尺子下坠的距离G：重力加速度：重力加速度GST2 单摆微差计时器单摆微差计时器 ，恺泽，恺泽（Kaiser，1859）最先运用在天文学上的人差方程最先运用在天文学上的人差方程式测量中，他通过观察两个摆长式测量中，他通过观察两个摆长不同的摆锤在视觉上的重合来推不同的摆锤在视觉上的重合来推算人造星体通过的时间，其后由算人造星体通过
17、的时间，其后由桑福德（桑福德（Sanford，1889）加以）加以改进，用两摆的视觉合一来测量改进，用两摆的视觉合一来测量心理反应时。心理反应时。 复杂机械计时器复杂机械计时器具有自己的动力机构，在复杂度和精确度上远高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于简单机械计时器 时间描记器，又称记纹鼓，是早期生理心理研究时间描记器，又称记纹鼓，是早期生理心理研究中常用的仪器。中常用的仪器。利用一个等速运动的表面，如记纹鼓或摄影胶片，来记利用一个等速运动的表面，如记纹鼓或摄影胶片，来记录刺激和反应的痕迹，并根据两个痕迹间的距离算出反录刺激和反应的痕迹，并根据两个痕迹间的距离算出反应
18、时，比如：打点计时器应时，比如：打点计时器只要控制运动的表面速度不变，同时在运动表面上画出只要控制运动的表面速度不变，同时在运动表面上画出清晰的时间标记，就能求得反应时。我们一般用每秒振清晰的时间标记，就能求得反应时。我们一般用每秒振动动100次的电音叉，在其臂上安装一支画笔，连续在运动次的电音叉，在其臂上安装一支画笔，连续在运动表面上（纸带）画出时间标记，然后找出刺激与反应间表面上（纸带）画出时间标记，然后找出刺激与反应间的振动数就能算出反应时。的振动数就能算出反应时。反应画记时间标尺刺激画记 钟表式计时器钟表式计时器希普计时器：钟表匠希普（希普计时器：钟表匠希普（Hipp，1843）应用）
19、应用摆的原理创制出一种可测量摆的原理创制出一种可测量1毫秒的计时器。这毫秒的计时器。这种计时器是由两个基本部分构成：（种计时器是由两个基本部分构成：（1）一个迅）一个迅速运动的时钟构件，在刺激没有发出时，就让它速运动的时钟构件，在刺激没有发出时，就让它先开动达到常态速度，反应后就停止；（先开动达到常态速度，反应后就停止；（2）用）用一个轻齿和连串的装置来移动实际测量反应时的一个轻齿和连串的装置来移动实际测量反应时的指针。刺激和反应都在齿轮上有记录。指针。刺激和反应都在齿轮上有记录。邓拉普计时器（邓拉普计时器（Dunlap，1918）以电磁离合器）以电磁离合器代替希普计时器上的弹簧装置。代替希普
20、计时器上的弹簧装置。笨重，电动秒表，电子钟表也均是在其基础上发笨重，电动秒表，电子钟表也均是在其基础上发展而成的展而成的 电子计时装置电子计时装置构造：一个频率恒定的脉冲发生器产生时间脉冲，构造：一个频率恒定的脉冲发生器产生时间脉冲，通过一个控制器，输送至电子计数器；控制器在通过一个控制器，输送至电子计数器；控制器在被测事件开始的瞬间接通时间脉冲信号，输入至被测事件开始的瞬间接通时间脉冲信号，输入至计数器，计数器开始计数；而在被测事件结束的计数器，计数器开始计数；而在被测事件结束的瞬间，切断脉冲发生器与电子计数器的通路，使瞬间，切断脉冲发生器与电子计数器的通路，使计数器停止计数。因为脉冲频率固
21、定，所以根据计数器停止计数。因为脉冲频率固定，所以根据所记脉冲数即可折算成客观时间。所记脉冲数即可折算成客观时间。价格高昂，但使用便利，精确度高。价格高昂，但使用便利，精确度高。电子毫秒计，其精确度可达到电子毫秒计，其精确度可达到1毫秒。毫秒。 计算机为核心的高精度计时装置计算机为核心的高精度计时装置任何计算机内部都带有时间脉冲发生器，计算机任何计算机内部都带有时间脉冲发生器，计算机内部计时器与键盘硬中断技术相结合编制而成的内部计时器与键盘硬中断技术相结合编制而成的实验软件可以使机器在良好地完成呈现刺激、接实验软件可以使机器在良好地完成呈现刺激、接受反应和计时三方面的工作。受反应和计时三方面的
22、工作。内隐联想测验（内隐联想测验（IAT）序列反应时任务（序列反应时任务（SRT） 计算机为核心的高精度计时装置计算机为核心的高精度计时装置注意事项：注意事项：匹配专门外设用于刺激呈现和被试反应，这是因为计匹配专门外设用于刺激呈现和被试反应，这是因为计算机自带的普通显示器和键盘仍具有延迟、阻力等问算机自带的普通显示器和键盘仍具有延迟、阻力等问题；专业显示器扫屏速度至少题；专业显示器扫屏速度至少100Hz，即每，即每10ms扫一扫一次，适于快速刺激呈现；专业键盘键程较短，减少反次，适于快速刺激呈现；专业键盘键程较短，减少反应时的系统误差应时的系统误差软件的选择软件的选择VB很难避免由于屏幕扫描所
23、引起的图片展开式呈现问题很难避免由于屏幕扫描所引起的图片展开式呈现问题VCdirect X可以避免可以避免Psychophysics toolbox可以避免可以避免计时函数选择：计时函数选择：CPUTIME和和GETSECS，直接用，直接用SCREEN和和KBCHECK函数函数Windows：多任务系统，分时处理机制，使用专门的：多任务系统，分时处理机制，使用专门的工作站，尽量少安装其他程序，避免产生过多的后台工作站，尽量少安装其他程序，避免产生过多的后台程序，抢占程序，抢占CPU资源资源第二节第二节 反应时研究的基本问题反应时研究的基本问题 简单反应时和选择反应时简单反应时和选择反应时 唐德
24、斯提出了三种反应时任务，用来测量各种心理唐德斯提出了三种反应时任务，用来测量各种心理活动所需要的时间。其中，两种最为重要的反应时活动所需要的时间。其中，两种最为重要的反应时任务就是简单反应时任务和选择反应时任务。任务就是简单反应时任务和选择反应时任务。 简单反应时（简单反应时（simple reaction time）指给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单指给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单一的反应，这时刺激反应之间的时间间隔就是一的反应，这时刺激反应之间的时间间隔就是反应时。反应时。短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑虽然，特定的刺激与特定的反应间的
25、联系十分明虽然，特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确，但简单反应时不是一种先天的条件反射，因确，但简单反应时不是一种先天的条件反射，因为该联系不是先天的，为了建立这种联系，被试为该联系不是先天的，为了建立这种联系，被试必须进行反复的学习与训练。必须进行反复的学习与训练。 听觉简单反应时听觉简单反应时通过耳机向被试呈现声音信号，并要求被试一听到信号，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，刚开始实验时，被试的反应也许就尽快地按某一反应键，刚开始实验时，被试的反应也许会很慢，多次学习与训练之后，被试获得了信号与反应间会很慢，多次学习与训练之后，被试获得了信号与反应
26、间的联系，反应时就会迅速减少。的联系，反应时就会迅速减少。某个被试的数据某个被试的数据存在波动，因为它会受到各种因素的影响，比如刺激本身性质的存在波动，因为它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。变换和被试练习水平。05%10%15%20%25%100150 200平均值0.13秒 练习不够，超过练习不够，超过160毫秒的几次毫秒的几次 出现次数最多的反应时大约为出现次数最多的反应时大约为130毫秒左右毫秒左右最具代表性最具代表性的、最为稳定的简单反应时值，在正常情况下对可辨别听觉的、最为稳定的简单反应时值，在正常情况下对可辨别听觉刺激最易出现的简单反应时。刺激最易出现的
27、简单反应时。 偏态分布，低于偏态分布，低于100毫秒的反应只出现一次，而高于毫秒的反应只出现一次，而高于160毫毫秒的反应却不少秒的反应却不少被试可以任意减慢自己的反应速度，但被试可以任意减慢自己的反应速度，但却无法任意加快自己的反应，此处被试的反应时似乎存在一却无法任意加快自己的反应，此处被试的反应时似乎存在一个无法跨越的绝对界限个无法跨越的绝对界限100毫秒，无论进行多少次的训毫秒，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练，这种时间极限就像一堵无法逾越的“生物墙生物墙”。 05%10%15%20%25%100150 200平均值0.13秒 生物墙生物墙：一种人类能力的限制，它
28、根源于人类有机：一种人类能力的限制，它根源于人类有机体的特性体的特性感官、脑以及肌肉工作的特性。感官、脑以及肌肉工作的特性。刺激刺激感受器感受器感觉神经元：外界的振动带动耳廓的运感觉神经元：外界的振动带动耳廓的运动，后者带动三块听小骨的运动，最后带动耳蜗中气流动，后者带动三块听小骨的运动，最后带动耳蜗中气流的运动，气流又引起耳蜗纤毛的摆动，转化成位听神经的运动，气流又引起耳蜗纤毛的摆动，转化成位听神经的神经冲动形式。的神经冲动形式。感觉神经元感觉神经元中枢：外周神经系统将信息通过郎飞氏结中枢：外周神经系统将信息通过郎飞氏结（Ranvier node），以最多不过每秒），以最多不过每秒100米的
29、速度传导米的速度传导传达到脑。传达到脑。中枢加工信息中枢加工信息运动中枢到效应器：郎飞氏结传导，突触传递将信息传运动中枢到效应器：郎飞氏结传导，突触传递将信息传送给肌肉组织送给肌肉组织效应器反应：肌肉组织反应效应器反应：肌肉组织反应 简单反应时感官换能、神经传导、大脑加工和肌简单反应时感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和肉运动的时间总和 视觉简单反应时视觉简单反应时除了要安排好呈现光刺激的屏幕、反应除了要安排好呈现光刺激的屏幕、反应键以及计时设备，还要控制刺激视角键以及计时设备，还要控制刺激视角弱光照明的实验室，要求被试端坐在屏弱光照明的实验室，要求被试端坐在屏幕前，指示他一旦看到
30、屏幕上出现红点幕前，指示他一旦看到屏幕上出现红点就立即按下反应键。就立即按下反应键。最初测得的反应时可能长达最初测得的反应时可能长达0.5秒，多秒，多次测定后很快会降至次测定后很快会降至0.2秒以下秒以下生物墙：生物墙：0.15秒秒 和听觉简单反应时相比，视觉简单反应时和听觉简单反应时相比，视觉简单反应时较较长长。五阶段五阶段感官换能时间较长感官换能时间较长视网膜的工作方式是累积视网膜的工作方式是累积性的：并不是在接受光刺激的同时，感光细胞便性的：并不是在接受光刺激的同时，感光细胞便能引起神经节细胞的兴奋；而是当光量子达到一能引起神经节细胞的兴奋；而是当光量子达到一定数量后，感光细胞的兴奋达到
31、一定程度后，感定数量后，感光细胞的兴奋达到一定程度后，感光细胞才会引起神经节细胞的兴奋。光细胞才会引起神经节细胞的兴奋。听觉：不同振动频率的刺激引起不同长度纤毛的听觉：不同振动频率的刺激引起不同长度纤毛的摆动。摆动。 感觉通道感觉通道反应时间（毫秒）反应时间（毫秒）触觉触觉117182听觉听觉120182视觉视觉 150225 冷觉冷觉150230温觉温觉180240嗅觉嗅觉210300味觉味觉3081082痛觉痛觉4001000注：被试为训练有素的成人注：被试为训练有素的成人（采自赫葆源、张厚粲和陈舒永等，（采自赫葆源、张厚粲和陈舒永等，19831983）简单反应时的通道特异性简单反应时的通
32、道特异性 选择反应时选择反应时（choice reaction time）根据不同的刺激物，而在多种反应方式中选择符根据不同的刺激物，而在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需要的时间。合要求的，并执行反应所需要的时间。视觉选择反应时实验：包括两个刺激，被试必须视觉选择反应时实验：包括两个刺激，被试必须在其中一个刺激出现时，按左边的按钮；而当另在其中一个刺激出现时，按左边的按钮；而当另一个刺激出现时，按右边的按钮。一个刺激出现时，按右边的按钮。先判断出现的是哪个刺激，根据刺激反应之间一先判断出现的是哪个刺激，根据刺激反应之间一一对应的关系对当前刺激的正确反应。一对应的关系对当前刺激的正确
33、反应。驾驶员常常要根据不同的情况尽快地作出刹车、驾驶员常常要根据不同的情况尽快地作出刹车、加速和转弯的反应。加速和转弯的反应。 视觉选择反应时：视觉选择反应时：红和绿色光刺激，并在被试前面放置两个反应键，要求红和绿色光刺激，并在被试前面放置两个反应键，要求其左右手食指各放在一个键上，右手反应红光，而左手其左右手食指各放在一个键上，右手反应红光，而左手反应绿光。反应绿光。辨别时间：在作出反应之前，辨别是红光还是绿光辨别时间：在作出反应之前，辨别是红光还是绿光选择时间：根据色光与反应键之间一一对应的关系，选择右手还选择时间：根据色光与反应键之间一一对应的关系，选择右手还是左手反应是左手反应二择一的
34、视觉选择反应时比视觉简单反应时长约二择一的视觉选择反应时比视觉简单反应时长约0.07秒，秒，这一时间便是辨别和选择所需要的时间。这一时间便是辨别和选择所需要的时间。 听觉选择反应时：听觉选择反应时：二择一听觉选择反应时比听觉简单反应时也长了约二择一听觉选择反应时比听觉简单反应时也长了约0.07秒。秒。 辨别和选择反应过程不是外周神经系统的功能，而辨别和选择反应过程不是外周神经系统的功能，而应该是大脑的功能应该是大脑的功能无通道特异性无通道特异性 默克尔（默克尔（Merkel，1885）RT = lg N 20世纪世纪50年代，卡克尼年代，卡克尼（Gauge, R. M.）绘制了）绘制了选择数目
35、与反应时的关系选择数目与反应时的关系曲线图曲线图反应时并不随选择项目的增反应时并不随选择项目的增多而线性增长，当刺激项目多而线性增长，当刺激项目从两个增加到三个时，反应从两个增加到三个时，反应时的增量小于时的增量小于 0.07秒。秒。 反应时间（秒）0.20.40.62013 64571089 波佩尔通过耳机向被试的右耳呈波佩尔通过耳机向被试的右耳呈现声刺激，并在被试的左视野呈现声刺激，并在被试的左视野呈现光刺激，被试使用右手当见到现光刺激，被试使用右手当见到光时按一个反应键，听到声时则光时按一个反应键，听到声时则按另一个反应键。按另一个反应键。 多峰分布，其间距约为多峰分布，其间距约为0.0
36、3到到0.04秒。秒。 波佩尔推测脑的周期性震荡，即波佩尔推测脑的周期性震荡，即由特殊的神经细胞网络产生的电由特殊的神经细胞网络产生的电震荡。震荡。 只有震荡电流达到某一点后，已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辨别的刺激才能引起某一特定的反应；但若即使辨别成功了，而反应；但若即使辨别成功了，而震荡电流还未达到这点，那么则震荡电流还未达到这点，那么则仍必须等待下一轮震荡周期的开仍必须等待下一轮震荡周期的开始。始。20030040005%10%15%速度准确性权衡速度准确性权衡 反应时反应时 正确率正确率反应速度和反应准确性间的反向关系，这使得我们必须反应速度和反应准确性间
37、的反向关系，这使得我们必须在它们之间作出权衡。在它们之间作出权衡。当你急于做某件事时，你更可能出错；相反，当你试图当你急于做某件事时，你更可能出错；相反，当你试图准确地完成某件事时，你必须放慢工作速度。准确地完成某件事时，你必须放慢工作速度。速度准确性权衡（速度准确性权衡（speed-accuracy trade off）。）。 泰奥斯（泰奥斯（Theios，1975）实验）实验刺激呈现的概率和反应时的关系刺激呈现的概率和反应时的关系每次出现一个数字，被试的任务是对某每次出现一个数字，被试的任务是对某一特定的数字（例如一特定的数字（例如4）作出反应，而）作出反应，而对其他数字则不作反应。对其他
38、数字则不作反应。自变量是数字出现的概率：自变量是数字出现的概率：0.20.8。概率基本不影响反应时概率基本不影响反应时简单反应时简单反应时总是趋于一个稳定值。总是趋于一个稳定值。 速度速度准确性分析准确性分析错误率的均值大约在错误率的均值大约在3%左右左右被试任务简单被试任务简单被试是大学生被试是大学生错误率的变化是有规律的：错误率随着错误率的变化是有规律的：错误率随着刺激呈现概率的提高而下降。刺激呈现概率的提高而下降。由于被试试图保持反应速度而导致的。由于被试试图保持反应速度而导致的。反应时（毫秒）错误百分率0.80.2 0.30.4 0.50.6 0.7012345633034035036
39、0 帕奇勒帕奇勒 （Pachella，1974）：）：在刺激呈现概率为在刺激呈现概率为0.2的条件下，的条件下，要降低要降低2%的错误率，反应时必的错误率，反应时必须增加须增加100毫秒。毫秒。 置疑：刺激呈现概率不影响反置疑：刺激呈现概率不影响反应时。应时。 奈特和坎特威茨（奈特和坎特威茨（Knight和和Kantowitz，1974）实验）实验间隔刺激：两个间隔很短的刺激间隔刺激：两个间隔很短的刺激因变量：反应时和反应错误率因变量：反应时和反应错误率对于不同的刺激间隔不影响反应对于不同的刺激间隔不影响反应时时刺激间隔越短，错误率就越高刺激间隔越短，错误率就越高反应时错误百分率刺激间距速度准
40、确性权衡速度准确性权衡 速度准确性权衡与实验信度速度准确性权衡与实验信度邓克邓克 （19451945）功能固着问题）功能固着问题任务：将三支蜡烛安置门上任务：将三支蜡烛安置门上正确的解决方案正确的解决方案 结论：功能固着影响了问题解决结论：功能固着影响了问题解决 条件条件盒子所材料盒子所材料解决问题人数解决问题人数(n-7)(n-7)控制条件控制条件功能固着条件功能固着条件中性条件中性条件三个空盒，盒子三个空盒，盒子和大头针、火柴以及和大头针、火柴以及蜡烛等实验材料一起摆放在桌子上；蜡烛等实验材料一起摆放在桌子上；三个盒子里分别装有大头针、火柴和三个盒子里分别装有大头针、火柴和蜡烛蜡烛三个盒子
41、里分别装有与实验无关的钮三个盒子里分别装有与实验无关的钮扣等其他与问题解决无关的物品扣等其他与问题解决无关的物品7 7（100100）3 3（4343）1 1（1414）速度准确性权衡速度准确性权衡 速度准确性权衡与实验信度速度准确性权衡与实验信度AdamsonAdamson认为认为DunckerDuncker的实验未考虑速度准确性的实验未考虑速度准确性权衡权衡问题问题：盒子问题、回形针问题和螺丝锥问题盒子问题、回形针问题和螺丝锥问题自变量自变量：功能固着条件和功能固着条件和 控制条件控制条件因变量指标因变量指标2020分钟内能解决问题的被试的百分率；分钟内能解决问题的被试的百分率；被试成功解
42、决问题所花费的时间被试成功解决问题所花费的时间结果结果：对于盒子问题而言，在控制条件下，有对于盒子问题而言，在控制条件下，有8686的被试解决了问的被试解决了问题，而在功能固着条件下，只有题，而在功能固着条件下，只有4141的被试解决了问题的被试解决了问题回形针问题和螺丝锥问题在正确率上出现回形针问题和螺丝锥问题在正确率上出现天花板效应天花板效应，反应，反应时出现了效应时出现了效应控制条件下解决问题要比在功能固着条件控制条件下解决问题要比在功能固着条件下快得多下快得多 影响反应时的其他因素影响反应时的其他因素 个体差异、任务、通道、速度个体差异、任务、通道、速度准确性权准确性权衡衡 了解除了这
43、些，还有哪些因素会影响反应了解除了这些，还有哪些因素会影响反应时时刺激变量刺激变量机体变量机体变量 刺激变量刺激变量刺激的强度刺激的强度当刺激强度很弱时，反当刺激强度很弱时，反应时就会延长；而当刺应时就会延长；而当刺激增至中等或较高强度激增至中等或较高强度时，反应时就缩短了。时，反应时就缩短了。绰绰里（绰绰里（ChocholleChocholle，19451945）用）用10001000赫兹强度赫兹强度不等的纯音作反应时测不等的纯音作反应时测定定反应时随刺激强度的增加反应时随刺激强度的增加而减少，变化趋缓而减少，变化趋缓为了维持反应时的相对为了维持反应时的相对稳定，必须要将刺激强稳定，必须要将
44、刺激强度维持在一个稳定值上。度维持在一个稳定值上。lgIRT（毫秒）（毫秒）lgIRT（毫秒）（毫秒）040241390.231651300.428161240.624971180.82188112119391112161101103148生物墙生物墙 刺激变量刺激变量复杂程度复杂程度谢波德和梅茨勒（谢波德和梅茨勒（ShepardShepard和和MetzlerMetzler，19731973）的研究）的研究要求被试判断两个图形是否要求被试判断两个图形是否相同相同两维旋转：两个图形中的物两维旋转：两个图形中的物体是相同的，它们平放在一体是相同的，它们平放在一张纸上，只是角度不同，即张纸上，只是
45、角度不同，即从上到下的旋转角度不同。从上到下的旋转角度不同。三维旋转：两个图形中的物三维旋转：两个图形中的物体是相同的，除了从上到下体是相同的，除了从上到下旋转外，还要从前到后旋转旋转外，还要从前到后旋转两个物体相似，但实际上是两个物体相似，但实际上是不同的。不同的。心理旋转角度代表了刺激的心理旋转角度代表了刺激的复杂度。复杂度。 反应时都随着心理旋转角度的增大而增反应时都随着心理旋转角度的增大而增大，即刺激复杂度影响了反应时大，即刺激复杂度影响了反应时0123404080120160旋转角度（度）反应时间（秒）（A）两维旋转0408012016001234080反应时间（秒）080旋转角度（
46、度）（B）三维旋转影响反应时的其他因素影响反应时的其他因素 机体变量机体变量适应适应在刺激物的持续作用下，感受器所发生的变化。在刺激物的持续作用下，感受器所发生的变化。霍弗兰（霍弗兰（Hovland，1936）实验）实验被试双眼对不同照明适应后，测量被试对烛光的反应时。被试双眼对不同照明适应后，测量被试对烛光的反应时。刺激是一直径为刺激是一直径为20毫米照明为毫米照明为250支烛光的白色圆块，观察距离支烛光的白色圆块，观察距离为为30厘米。厘米。眼睛适应的照明水平越高，最后对眼睛适应的照明水平越高，最后对250支烛光的反应时越长。支烛光的反应时越长。在反应时实验中，应考虑被试的感受性适应问题。
47、在反应时实验中，应考虑被试的感受性适应问题。 机体变量机体变量动机动机由于人的某种需要所引起的有意识或无意识的行为指向。由于人的某种需要所引起的有意识或无意识的行为指向。约翰逊（约翰逊（Johnson，1922）实验）实验三个条件三个条件激励条件激励条件将每次反应结果告知被试，因而被试得到一种略微的将每次反应结果告知被试，因而被试得到一种略微的奖或罚的激励；奖或罚的激励；惩罚条件惩罚条件当被试反应慢于规定时间时，其手指将会受到一次电当被试反应慢于规定时间时，其手指将会受到一次电击；击；常态条件常态条件没有附加动机的影响。没有附加动机的影响。常态条件下，反应时最慢；激励条件下，反应时其次；最快的
48、是常态条件下，反应时最慢；激励条件下，反应时其次；最快的是惩罚条件下的反应时。惩罚条件下的反应时。如果在反应时实验中，没有对此类变量进行控制，反应如果在反应时实验中，没有对此类变量进行控制，反应时实验的结论一定会被污染。时实验的结论一定会被污染。 机体变量机体变量个体差异个体差异个体之间在品质和属性上存在的差别，由于人们个体之间在品质和属性上存在的差别，由于人们心理特点的不同，每个人的反应时也是各不相同心理特点的不同，每个人的反应时也是各不相同的。的。菲瑟德（菲瑟德（Fessard，1926）对对1000名男性成人被试作听觉反应时的测定，名男性成人被试作听觉反应时的测定，反应时的均数分布大致上
49、成正态分布，老年组被试的反应时的均数分布大致上成正态分布，老年组被试的方差显著地高于青年组和中年组，说明老年组被试在方差显著地高于青年组和中年组，说明老年组被试在感觉运动反应速度方面存在较大的个别差异。感觉运动反应速度方面存在较大的个别差异。由于统计推断和结论信度对样本量的要求，那么由于统计推断和结论信度对样本量的要求，那么如何来排除个体差异对反应时的影响呢？如何来排除个体差异对反应时的影响呢？实验设计来平衡，比如被试内或被试间设计。实验设计来平衡，比如被试内或被试间设计。第三节第三节 反应时新法反应时新法 行为主义心理学：倡导心理学研究刺激反应（行为主义心理学：倡导心理学研究刺激反应（S-R
50、S-R），而），而忽略对内部心理过程的探讨，反应时研究停留于测量运动速忽略对内部心理过程的探讨，反应时研究停留于测量运动速度和个体差异。度和个体差异。 2020世纪世纪5050年代开始，认知心理学的兴起，反应时技术被用来年代开始，认知心理学的兴起，反应时技术被用来分析内部心理加工过程。分析内部心理加工过程。内部心理过程，看不见的，内部心理过程，看不见的， “ “黑箱黑箱”，只能根据，只能根据“黑箱黑箱”前后的输前后的输入和输出（刺激和反应）过程来推断这个黑箱中的过程。入和输出（刺激和反应）过程来推断这个黑箱中的过程。 如何推断？反应时成为很好的指标。如何推断？反应时成为很好的指标。 用反应时间
