中文數(shù)字與阿拉伯?dāng)?shù)字加工績(jī)效差異

中文數(shù)字與阿拉伯?dāng)?shù)字加工績(jī)效差異

1引言數(shù)字加工的符號(hào)效應(yīng)指不同數(shù)字符號(hào)系統(tǒng)，尤其是以語(yǔ)音為基礎(chǔ)的口語(yǔ)數(shù)字（如“five”）和以視覺(jué)圖形為基礎(chǔ)的阿拉伯?dāng)?shù)字（如“5”）在加工過(guò)程中有很大的區(qū)別。一般而言，各種口語(yǔ)方式的數(shù)字都比阿拉伯?dāng)?shù)字的績(jī)效遜色[1～7]。研究者在不同文化背景下使用不同任務(wù)考察了符號(hào)效應(yīng)。Dehaene等要求法國(guó)大學(xué)生對(duì)阿拉伯?dāng)?shù)字和法語(yǔ)數(shù)字0-9進(jìn)行奇偶判斷，結(jié)果表明被試對(duì)法語(yǔ)數(shù)字的反應(yīng)速度明顯慢于阿拉伯?dāng)?shù)字。Plodowski等給英國(guó)被試呈現(xiàn)1-8的四種不同形式的符號(hào)（英語(yǔ)數(shù)字、阿拉伯?dāng)?shù)字、羅馬數(shù)字以及隨機(jī)出現(xiàn)的圓點(diǎn)），要求判斷奇偶，結(jié)果也出現(xiàn)了典型的符號(hào)效應(yīng)，被試對(duì)熟悉的英文數(shù)字和阿拉伯?dāng)?shù)字的反應(yīng)速度非常相似，都顯著快于不太熟悉的羅馬數(shù)字和圓點(diǎn)[7]。Pinel等給法國(guó)被試呈現(xiàn)阿拉伯?dāng)?shù)字或法語(yǔ)數(shù)字30-99并要求回答是大于還是小于65時(shí)，發(fā)現(xiàn)被試對(duì)法語(yǔ)數(shù)字的反應(yīng)顯著慢于阿拉伯?dāng)?shù)字[3]。與西方文字不同，漢字是音、形、義的統(tǒng)一結(jié)合體。漢字的音、形、義并存于大小恒定的一個(gè)方塊結(jié)構(gòu)中。與橫向線性排列、長(zhǎng)度不一的西方拼音文字相比，漢字認(rèn)知較少視線的橫向掃描，更容易形成視知覺(jué)整體性[8]。對(duì)大腦兩半球語(yǔ)言功能的研究表明，右利手正常人在閱讀西方拼音文字時(shí)，大多顯示為左半球優(yōu)勢(shì)[9]。但在閱讀漢字時(shí)半球優(yōu)勢(shì)不是十分明顯，既激活了左腦也激活了右腦[10-11]，研究者認(rèn)為這可能與分析處理漢字空間結(jié)構(gòu)有關(guān)[12]。也許正因?yàn)闈h字的獨(dú)特性，中國(guó)人的數(shù)字加工能力比西方人強(qiáng)，即使在加工阿拉伯?dāng)?shù)字時(shí)也與西方人有著不同的腦區(qū)激活[13]。如此看來(lái)，漢語(yǔ)數(shù)字和與阿拉伯?dāng)?shù)字加工存在較多相似。那么，這兩種符號(hào)系統(tǒng)在加工時(shí)是否存在績(jī)效差異？其差異量是否與西方研究所報(bào)告不同？劉超等采用注意研究范式，以中文小寫數(shù)字與阿拉伯?dāng)?shù)字為材料讓中國(guó)被試判斷數(shù)字是否大于5。結(jié)果表明，在注意條件下，中文小寫數(shù)字和阿拉伯?dāng)?shù)字的加工績(jī)效沒(méi)有顯著差異[5]。但蔡厚德以中文大寫數(shù)字和阿拉伯?dāng)?shù)字為刺激考察視覺(jué)速示條件下完成這兩類數(shù)字奇偶概念異同判斷的視野一側(cè)化效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)被試對(duì)中文大寫數(shù)字對(duì)的反應(yīng)時(shí)明顯長(zhǎng)于阿拉伯?dāng)?shù)字對(duì)的反應(yīng)時(shí)[4]。然而，蔡厚德沒(méi)有考察中文小寫數(shù)字。與中文小寫數(shù)字相比，中文大寫數(shù)字不僅書寫更復(fù)雜，也較少使用[14]。所以蔡厚德所發(fā)現(xiàn)的符號(hào)效應(yīng)包括了刺激復(fù)雜度與熟悉度的因素。Ito和Hatta發(fā)現(xiàn)日本被試在加工阿拉伯?dāng)?shù)字、日本漢字和日本假名三種形式的數(shù)字時(shí)存在顯著的符號(hào)效應(yīng)[15]。但日本所使用的漢字來(lái)源于中國(guó)，最早的日本漢字是音義結(jié)合，后來(lái)為表義符號(hào)，一個(gè)漢字可能有多個(gè)發(fā)音[16]。因此，日本人對(duì)漢字的加工與中國(guó)人對(duì)漢字加工明顯不同。本研究要探究的問(wèn)題是中國(guó)人在加工中文數(shù)字時(shí)，其績(jī)效是否明顯低于阿拉伯?dāng)?shù)字？我們給被試呈現(xiàn)阿拉伯、中文小寫與中文大寫三種不同符號(hào)系統(tǒng)的數(shù)字，采用傳統(tǒng)的奇偶判斷任務(wù)，記錄反應(yīng)時(shí)與正確率，來(lái)考察數(shù)字加工的符號(hào)效應(yīng)。2方法2.1被試22名視力或矯正視力正常的在校大學(xué)本科生，男女各半，平均年齡22.5歲。均為右利手。2.2材料和儀器實(shí)驗(yàn)在光線充足（100W日光燈照明）的房間內(nèi)進(jìn)行，被試坐在距離計(jì)算機(jī)屏幕70cm處。實(shí)驗(yàn)材料為24張藍(lán)色背景的淺黃色數(shù)字圖片，數(shù)字由1—8的阿拉伯、中文小寫和中文大寫三種形式構(gòu)成。字的大小為1.5×1.6cm。實(shí)驗(yàn)程序用E-Prime編制運(yùn)行。2.3程序首先在屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)視角為0.2度的十字注視點(diǎn)500ms；然后呈現(xiàn)24個(gè)目標(biāo)刺激中的一個(gè)刺激，100ms后刺激消失，等待被試反應(yīng)。被試反應(yīng)后空屏1500ms，進(jìn)入下一輪試驗(yàn)。被試的任務(wù)是判斷數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù)，并分別用左手食指按“F”或右手食指按“J”。按鍵順序在被試間平衡。在正式實(shí)驗(yàn)前，每個(gè)被試先練習(xí)96次（每一數(shù)字刺激練習(xí)4次）。正式實(shí)驗(yàn)中，每一數(shù)字刺激出現(xiàn)30次，總共720次，分為6個(gè)block。刺激呈現(xiàn)的順序進(jìn)行偽隨機(jī)（同一數(shù)字刺激在3個(gè)trial內(nèi)不重復(fù)，不連續(xù)4次出現(xiàn)奇偶性相同的刺激）。被試每完成1個(gè)block可自己控制休息一段時(shí)間。3結(jié)果不同符號(hào)形式的數(shù)字的錯(cuò)誤率如圖1左側(cè)所示，對(duì)反應(yīng)錯(cuò)誤率進(jìn)行3（符號(hào)：中文小寫、中文大寫、阿拉伯）×2（大?。盒?shù)、大數(shù)）×4（數(shù)值：小數(shù)數(shù)值包括1、2、3、4，大數(shù)數(shù)值包括5、6、7、8）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果表明符號(hào)主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,42)=6.06,p＜0.005，多重比較結(jié)果表明，中文大寫數(shù)字的錯(cuò)誤圖1不同符號(hào)數(shù)字的錯(cuò)誤率與反應(yīng)時(shí)將所有被試正確反應(yīng)時(shí)的平均值加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的值作為極值剔除，剔除率為1.9‰。不同符號(hào)的數(shù)字反應(yīng)時(shí)如圖1右側(cè)所示。對(duì)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行2（大?。?（符號(hào)）×4（數(shù)值）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果表明沒(méi)有大小主效應(yīng)；符號(hào)主效應(yīng)極顯著，F(xiàn)(1.3,27.3)=90.58，p＜0.001。多重比較結(jié)果表明，三種符號(hào)相互間差異極顯著，中文大寫數(shù)字的反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于中文小寫數(shù)字的反應(yīng)時(shí)，=425ms，=389ms，p＜0.001；中文小寫數(shù)字的反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于阿拉伯?dāng)?shù)字的反應(yīng)時(shí)（=377ms），p＜0.001。數(shù)值的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(3,63)=4.33,p＜0.01，這說(shuō)明不同數(shù)值之間存在不同的反應(yīng)時(shí)，阿拉伯?dāng)?shù)字“4”、“5”、“7”的反應(yīng)時(shí)較長(zhǎng)，中文小寫數(shù)字“二”、“五”、“七”的反應(yīng)時(shí)較長(zhǎng)，中文大寫數(shù)字“壹”、“貳”、“肆”的反應(yīng)時(shí)較長(zhǎng)；符號(hào)與大小的交互作用顯著，F(xiàn)(2,42)=10.14,p＜0.001，進(jìn)一步分析表明，阿拉伯符號(hào)系統(tǒng)中的大數(shù)與小數(shù)的反應(yīng)時(shí)差異不顯著(p=0.39)，中文小寫符號(hào)系統(tǒng)中的大數(shù)與小數(shù)的反應(yīng)時(shí)也無(wú)顯著差異(p=0.32)，而中文大寫符號(hào)系統(tǒng)中的大數(shù)與小數(shù)的反應(yīng)時(shí)差異顯著(p＜0.01)，不論是大數(shù)還是小數(shù)均在三種數(shù)字符號(hào)系統(tǒng)間存在十分顯著的差異（參見(jiàn)圖1右部）；數(shù)值與其它兩個(gè)變量存在交互作用，參見(jiàn)表2。4討論本研究要求被試完成三種不同符號(hào)數(shù)字的奇偶判斷任務(wù)，發(fā)現(xiàn)了典型的符號(hào)效應(yīng)，口語(yǔ)形式的中文小寫和中文大寫數(shù)字都比視覺(jué)形式的阿拉伯?dāng)?shù)字的績(jī)效遜色。從錯(cuò)誤率來(lái)看，中文大寫數(shù)字的錯(cuò)誤率最高，阿拉伯?dāng)?shù)字的錯(cuò)誤率最低，中文小寫數(shù)字的錯(cuò)誤率居中；從反應(yīng)時(shí)來(lái)看，三種符號(hào)數(shù)字間差異極其顯著，中文大寫數(shù)字的反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于中文小寫數(shù)字和阿拉伯?dāng)?shù)字的反應(yīng)時(shí)，中文小寫數(shù)字的反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于阿拉伯?dāng)?shù)字的反應(yīng)時(shí)。這些結(jié)果表明，盡管中文數(shù)字作為一種音、形、義結(jié)合的符號(hào)系統(tǒng)，在空間分布與視覺(jué)形式的表義特征與阿拉伯?dāng)?shù)字有更多的相似，但在被加工時(shí)，仍然與阿拉伯?dāng)?shù)字存在顯著的績(jī)效差異。關(guān)于不同符號(hào)系統(tǒng)的數(shù)字加工的差異問(wèn)題，研究者提出了不同的理論模型來(lái)回答此問(wèn)題[17-20]。Dehaene的數(shù)字加工三聯(lián)體模型(TheTriple-CodeModel)獲得較多實(shí)驗(yàn)支持。此模型認(rèn)為，在判斷口語(yǔ)數(shù)字的奇偶性時(shí)，必須先轉(zhuǎn)換成阿拉伯?dāng)?shù)字才能完成，所以口語(yǔ)數(shù)字比阿拉伯?dāng)?shù)字需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，除數(shù)值“一”和“四”外，中文小寫數(shù)字在總體上比阿拉伯?dāng)?shù)字有約12ms的延遲，這似乎表明在判斷中文數(shù)字的奇偶性時(shí)，可能也需要轉(zhuǎn)換成阿拉伯?dāng)?shù)字符號(hào)系統(tǒng)[1]。然而，三聯(lián)體模型的證據(jù)主要來(lái)自Deheane等以西方口語(yǔ)數(shù)字為實(shí)驗(yàn)材料所進(jìn)行研究[1-3]。西方口語(yǔ)是一種以音取義的符號(hào)，而中文是一種音形義結(jié)合的符號(hào)，與阿拉伯?dāng)?shù)字的相同點(diǎn)是都具有以形取義的特征。因此，在判斷中文數(shù)字的奇偶性時(shí)也許可以不必轉(zhuǎn)換成阿拉伯符號(hào)系統(tǒng)。如果確實(shí)如此，那又是何種因素導(dǎo)致中文小寫數(shù)字的加工績(jī)效差于阿拉伯?dāng)?shù)字，這有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。本研究發(fā)現(xiàn)兩種中文數(shù)字之間存在十分顯著的績(jī)效差異，出現(xiàn)這種差異存在兩種可能的解釋：一是中文大寫數(shù)字的知覺(jué)復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中文小寫數(shù)字[1,4,21]。另一可能的解釋是熟悉度不同，以往研究表明，人們對(duì)熟悉數(shù)字可能會(huì)自動(dòng)化地直接識(shí)別，越熟悉的數(shù)字，反應(yīng)越快[1,7,21]。而中文大寫數(shù)字是漢字的繁體書寫形式，對(duì)于中國(guó)內(nèi)地的被試來(lái)說(shuō)其熟悉度較低，故反應(yīng)時(shí)更長(zhǎng)。與以往研究類似，本研究發(fā)現(xiàn)不同數(shù)值也存在不同的績(jī)效，雖然從總體上看大數(shù)與小數(shù)沒(méi)有顯著的反應(yīng)時(shí)差異，但在錯(cuò)誤率上差異顯著，主要源于對(duì)三種形式的數(shù)字“2”有較高的錯(cuò)誤率，尤其是中文大寫數(shù)字“貳”不僅錯(cuò)誤率極高，反應(yīng)時(shí)也顯著長(zhǎng)于其它數(shù)值，這說(shuō)明不同數(shù)值的加工可能具有不同的加工特點(diǎn)。Deheane等在解釋個(gè)別數(shù)值問(wèn)題時(shí)指出，被試在判斷奇偶性時(shí)，很可能會(huì)從記憶中搜集數(shù)字的不同語(yǔ)義特征信息，如“能否被2整除，是否為2的冪，是否為質(zhì)數(shù)等等”[1]。判斷奇偶究竟需要哪些信息，導(dǎo)致數(shù)值的個(gè)別差異的具體原因是什么？這些問(wèn)題尚需進(jìn)一步探索。結(jié)合劉超等的研究結(jié)果與我們近期完成的另一項(xiàng)數(shù)字大小比較的研究[7-8,22]，我們發(fā)現(xiàn)，不論是大小比較任務(wù)，還是奇偶判斷任務(wù)，中文小寫數(shù)字與阿拉伯?dāng)?shù)字間的績(jī)效差異在量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于西方口語(yǔ)數(shù)字與阿拉伯?dāng)?shù)字間的績(jī)效差異，中文數(shù)字比阿拉伯?dāng)?shù)字慢10ms左右，而西方口語(yǔ)數(shù)字至少比阿拉伯?dāng)?shù)字慢40ms以上[1-3]。這種數(shù)字加工績(jī)效差異在不同文化群體間的變化可能與不同研究所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、材料與程序有關(guān)。但更可能是不同文化背景下的被試在加工不同符號(hào)系統(tǒng)的數(shù)字時(shí)激活了不同認(rèn)知神經(jīng)通路。詞語(yǔ)閱讀的神經(jīng)成像研究表明，閱讀英語(yǔ)更多地激活顳頂腦區(qū)，而閱讀中文卻主要激活額中回[23-24]。西方口語(yǔ)數(shù)字的加工體現(xiàn)出左半球優(yōu)勢(shì)[2]，而我們近期的腦電研究發(fā)現(xiàn)，中文數(shù)字在頭皮后部誘發(fā)的腦電并無(wú)此左半球優(yōu)勢(shì)。不僅如此，即使是對(duì)同一數(shù)字符號(hào)系統(tǒng)的加工也存在顯著的文化差異，如以西方被試的研究發(fā)現(xiàn)，阿拉伯?dāng)?shù)字的加工無(wú)左右半球差異[2]，我們卻發(fā)現(xiàn)，中國(guó)被試在加工阿拉伯?dāng)?shù)字時(shí)存在右半球優(yōu)勢(shì)。唐一源等通過(guò)fMRI技術(shù)對(duì)不同文化因素對(duì)數(shù)字加工神經(jīng)通路的影響進(jìn)行了直接比較，他們發(fā)現(xiàn)，在完成同樣簡(jiǎn)單的阿拉伯?dāng)?shù)字加法任務(wù)過(guò)程中，以英語(yǔ)為母語(yǔ)的西方被試會(huì)在左半球激活語(yǔ)言相關(guān)的腦區(qū)，而以漢語(yǔ)為母語(yǔ)的中國(guó)被試卻主要激活了視運(yùn)動(dòng)聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)[13]。由此可見(jiàn)，不同文化背景下所使用的不同語(yǔ)言系統(tǒng)不僅具備不同的語(yǔ)言加工神經(jīng)機(jī)制，也會(huì)影響數(shù)字的表征與加工，而這種影響可能還與教育方式與早期經(jīng)驗(yàn)有關(guān)[25]。如中國(guó)兒童在數(shù)字獲得初期經(jīng)常使用算盤，這種手指運(yùn)動(dòng)的早期經(jīng)歷可能是中