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知觉整体优先性的研究及其进展

应用心理学ChineseJournalof1997年第3卷第1期,52-57AppliedPsychology1997,Vol.3,No.1,52257

知觉整体优先性的研究及其进展Ξ

张积家

（烟台师范学院

摘　要　?

问题。

本世纪70年代以来,

设,局部范例

的研究。

分析了它们的理论假设,指出了这方面研

。

关键词

1　引　　言

在知觉心理学中,整体与部分的关系是一个争论最久的问题。

究竟是整体的加工先于部分,还是部分首先被加工,然后再综合成我们所意识到的整体?

这一问题的争论涉及心理学的许多方面。

例如,当我们看到人的面孔时,我们最先看到的是人脸的局部特征如耳、目、口、鼻,还是首先知觉到人脸的总体结构?

在字词识别中,我们首先知觉到的是整个词（词优效应,还是首先加工字母（笔划或词素?

在心理学史上,构造主义认为知觉的基本单元是独立的局部感觉,每一整体的知觉都是各种局部感觉的集合,而格式塔学派则认为,整体的结构和组织在知觉中居首要地位。

整体并非元素或部分的简单相加,也并非产生于部分相加的次级过程,相反,人对部分的知觉取决于对整体的知觉。

整体的知觉不是感觉元素的集合,而是心的先天组织功能,是同整体的刺激模式相对应的神经过程的产物。

认知心理学兴起以后,许多知觉理论仍然保留了构造主义的倾向。

例如,模式识别的特征分析模型认为,模式是通过觉察元素的特征被觉察和分类的。

但与此同时,从70年代以来,格式塔学派的观点也重新引起认知心理学家的兴趣。

这种兴趣表现在对知觉组群（perceptualgrouping

、整体局部加工（globallocalprocessing、物体优势效应（object2superiority、纹理辨别（texturediscrimination等现象的研究上,知觉加工的整体性又重新引起人们的重视。

2　整体加工的概念和整体优先性假设术语整体加工（wholisticprocessing有两

种含义:

第一种含义是整体的性质在知觉加工中的首要地位,即在物体识别的早期阶段中仅包含了整体性质的加工而非局部性质的加工,即知觉加工的过程是先整体后局部。

第二种含义是整体在知觉加工中是主要的单位,部分在知觉中不具有心理现实性。

我们这里讨论的主要是它的前一种含义。

一个物体在视觉上既具有整体的性质也具有部分的性质。

整体的性质以部分之间的关系为基础。

整体的某些性质（如封闭、对称、平行等部分并不具有。

格式塔

Ξ与本文有关的信件请寄烟台师范学院,264025,张积家。

学派所讲的整体大于部分之和讲的就是这个

意思。

Navon（1977指出:

“知觉过程是从整体结构开始的越来越精细的分析。

换言之,我们看到的景象是被分解而非建构出来的。

”很显然,Navon的这一主张是格式塔学派关于整体在知觉中的优先地位的主张的现代译本,人称“整体优先性假设”（global2precedancehypothesis。

整体优先性假设主张,一个视觉的景象（scene可以被看成是由相互联系的分景象组成的等级的结构,在这个等级的结构中,不同等级的部分相对于整体而言其整体性水平不同。

例如,人脸作为一个整体既具有整体的性质（如形状、表情,部分（如眼、鼻、笑窝等。

（眼作为整体,的、深情的（如眸子、睫毛。

视觉刺激的加工是从整体到局部,整体的性质首先被加工,然后才是局部性质的分析。

这一假设在颇具匠心的整体局部的实验范例中得到了检验

。

实验研究的是按等级的方式建构起来的模式的知觉。

在这种视觉模式中,大图形是由小图形按一定的方式组织起来的,如由相同的较小的字母建构起来的较大的

图1　在整体局部范例中使用的合成字

母举例

字母,见图1。

大的图形我们称之为整体结构,小的图形我们称之为局部元素。

大图形和小图形都是同样复杂的,其中一个不能从另一个的识别中去预言。

一旦大图形与小图形等同,人们就可以从确认的相对速度和不对称干扰等测量去推论一种水平对于另一种水平的优先性。

因为在等级的模式中,大图形与小图形都

同样可识别,它们之间的区别仅仅在于它们的整体性水平不同。

研究者们认为,使用这种等级结构的模式是为了给刺激的整体性水平下操作性的定义。

有了这种整体性水平的操作定义,知觉整体优先性的假设就可以表述如下:

刺激结构的较高水平的性质最先被加工,然后才是较低水平性质的分析。

通过一系列会聚的操作,Navon（1977证实了整体结构的优先性。

他要求被试对听觉呈现的字母作出反应,字母,（促进或干扰。

在另验N使用了一个类似于,发现局部和整体相冲突（如由小的S字母组成的大的H字母对局部的字母的识别产生抑制,但对于整体的字母的识别没有影响。

Kimchi（1992指出,整体优先性假设是一个关于知觉发展过程的假设。

它主张知觉发生时整体的性质最先被知觉,但并不意味着在最后的知觉里什么是突出的。

对于整体结构的快速反应只是关于整体优势的一种经验的发现,这种加工优势可能有许多原因,而整体结构在时间上先行只是一种可能的原因,只是整体加工优势的一种解释。

后来,有大量的研究考察了整体优势产生的条件,这些研究的结果并非都支持整体先行的假设。

此外,Navon（1977只假定一个方向的加工,即从整体到局部。

1981年,Navon又建议在整体与局部之间可能存在着平行加工。

只不过整体的信息被加工得更快,因此它们比局部的信息更易为意识所利用。

3　影响整体优势效应的因素

继Navon的研究之后,许多研究者利用相似的刺激和相似的实验任务（如Stroop式任务、目标搜寻和快速分类等去探索整体优势现象产生的原因、影响因素和在知觉过程中的时间定位。

研究表明,整体优势效应的产生可能受下述因素影响:

3.1　视角

Kinchla和Wolfe（1979研究了视角大小对整体优势现象的影响。

他们要求被试在等级模式的整体或局部的水平上搜寻目标,测量被试的反应时,发现整体优势

对应于7°视角。

3

5知觉整体优先性的研究及其进展张积家

Mclean（1978也发现,对大于10°

视角的模式没有整体优势。

Kinchla和Wolfe建议,知觉系统偏爱于某种确定大小的刺激,并最先加工它们,然后再加工较大的和较小的刺激。

Navon和Norman（1983证明,在Kinchla等人的研究里,整体性同离心率混淆了。

在等级的字母里,整体的字母比某些局部的字母离中央凹远,所以局部的字母可以从更大的视敏度中受益。

为了避免这种混淆,Navon和Norman使用了所有元素都定位于整体周长之

上的刺激,如图2,并发现了对小视角（2°

和大视角的整体优势。

这个结果建议,只要离心率保持恒定,整体优势就可以在一个相当大的视角范围内保持。

图2　Navon和Norman（1983使用的合

成图形

3.2　网膜位置

Pomerantz和Grice等人（1983的研究表明,网膜位置可以影响整体和部分加工的相对速度。

当视象落在网膜边缘时,可以发现整体优势;当视象落在中央凹处时,整体优势便消失了。

我们知道,当视象偏离中央凹时,眼睛的

视敏度就会降低。

这种降低对较大的字母影响小,对较小的字母影响大。

3.3　稀疏性和局部元素的数目

Martin（1979考察了稀疏性（Sparcity,即局部元素之间的空间对于整体优势效应的影响。

他使视角保持不变,但变化局部元素的数目。

他发现,对于密集的刺激模式是整体优势,

但对于稀疏的刺激模式却是局部优势。

Kimchi（1988采用几何图形为刺激,发现当整体与局部是相同的几何图形时,元素少的模式出现整体优势;当整体与局部是不同的几何图形时,元素多的模式出现整体优势。

因此,对于元素的数目和它们的稀疏性没有发现一致的影响。

3.4　图形的完好性

Hoffman（1980发现,歪曲的局部字母会加快被试对整体字母的反应,而歪曲的整体字母会加快对局部字的反应。

Sebrecht和

Fragala（1985。

这些发现建,Paquet和Merikle（1984发现,在整体字母和局部字母间的干扰效应受刺激呈现时间的影响。

他们以10毫秒、40毫秒、100毫秒的时间呈现合成字母,发现整体对部分的干扰仅发生10毫秒的呈现时间里,在100毫秒的呈现时间里,他们观察到相互干扰的效应。

然而,Kimchi（1988、Paquet和Merikle（1988的研究却表明,由加工的相对速度测量的不对称干扰也发生在长的呈现时间里。

3.6　注意分配

Hoffman（1980的研究表明,注意分配可以影响整体和局部信息加工的速度。

当注意分配到两种水平上时,整体目标并不具有优势;而当把注意只指向一种水平时,对整体或局部刺激的加工会有同样的促进作用。

因此,对于特定水平的加工速度或许取决于分配到该水平上的加工努力。

Ward（1982发现,如果相同水平作为先行刺激刚刚被注意过或加工过,那么,对这一水平的刺激的识别就会加速。

他把

这种效应称作“水平准备效应”

（levelreadinesseffect。

3.7　相对的可辨别性

Permentz（1983认为,整体优势或许反映了整体与局部在可辨别性上的差异,而不是一种强制的知觉原则。

因为成功地忽略一种刺激可能取决于它相对于注意刺激的可辨别性

。

但是,有数个研究（Chim&Eimas,1988;Hughes,1984;Ward,1982是在对于整体和局部反应时基线相等的情况下发现整体优势的,相等的反应时反映了同样的可辨别性。

因此,可辨别性并非是整体优势的决定因素。

以上我们列举了影响整体加工优势的因

45应用心理学・1997年第3卷第1期

素。

那么,整体优势产生的机制是什么?

这是心理学家们感兴趣的问题。

Navon和Norman（1983使用整体局部的实验证明,刺激的相对大小是整体优势效应的主要决定因素。

他们比较了注意合成字母的一个水平和对与局部水平的字母同样大小的孤立的字母的反应。

结果表明,当被试注意整体的字母时,其反应比对孤立的字母快;当被试注意局部的字母时,其反应与对孤立的字母的反应无差异。

这表明,较大的物体被知觉得快些。

根据这一发现,他们建议整体优势是以感觉机制为中介的。

Shulman（1986发现,刺激的整体与局部的空间频率是影响整体优势产生的重要因素

率通道,

道。

Shulman（1987,

:

当注意指向整体时,;当注意指向局部时,。

因此,注意机制或许也是整体优势效应产生的基础。

同Navon等人认为整体优势反映了整体在知觉加工中具有优先性的解释相对照,另外一些研究者认为整体优势产生于某些知觉后的过程。

Miller（1981使用了一个目标搜寻任务,要求被试既注意整体信息也注意局部信息。

他发现局部信息对搜寻的反应时有很大影响,甚至当整体信息对决定反应已足够时仍如此。

通过对反应时累积密度的分析,Miller提出一个模型。

在这个模型中,人对整体信息和局部信息的觉察是平行地发生的,是决定和选择的过程以先整体后局部的方式工作。

Ward（1982建议整体优势很可能发生在特征整合阶段,在这一阶段里,往往需要集中的注意。

不过,另外一些研究仍然支持整体优势发生在知觉加工的早期阶段的假设。

Hughes等人（1984发现,即使无关变量的影响被减到最小,对整体的反应仍然快于对局部的反应。

他们还发现,在整体与局部可见度相同的条件下,整体优势的大小取决于刺激的亮度。

这表明整体优势至少可以部分地归于早期的知觉加工。

Paquet和Merikle（1988考察了整体优势是否发源于无意识加工阶段的问题。

他们考察了非注意图形对被试对注意图形加工的影响,发现不论注意指向注意图形的整体还是局部,非注意图形的整体都被分类,同时仍可以在注意图形的知觉上出现整体优势。

根据这一发现,他们认为,一种强制性的知觉加工的整体优势,至少在刺激分类的水平上,发生在无意识的知觉加工阶段。

总之,关于知觉加工整体优势效应的机制目前仍在讨论中,远未取得一致意见。

确定整体优势效应的机制的困难主要在于:

不同的任务或许要求加工的不同阶段,激起不同的加工策略,而且不同的反应测量之间也无法横向比较。

因此,整体优势效应机制的详尽解释有待。

4

近年来对于知觉整体优先性的研究取得了可喜的进展,为洞悉人的知觉加工过程提供了途径。

但是,这种研究范例仍存在着重要的局限。

因为在整体局部的范例中,整体性质的优先性是从刺激的整体水平对局部水平的加工优势中推论出来的。

这类研究的基本假设是在等级的模式里存在着直接相应于整体结构和局部元素的不同的知觉水平,问题是哪一种水平最先被加工。

然而,从现象学的角度看,在等级的模式中,被试的知觉受元素的数目和大小影响:

多元素的模式所引起的知觉是由“纹理”（texture联系在一起的总的形状,而由少量的相对大的元素所组成的模式则被知觉成总的形状和图形的部分。

多元素模式的局部元素丧失了它们作为形状的部分的功能,被降到“材料”或“纹理”的地位,并且不与模式的形状发生作用,即整体形状与局部元素是现象地独立的。

Kim

chi（1990的实验为这种区分提供了支持。

他采用了整体结构与局部元素相对立的刺激,要求被试判断它们与比较刺激的相似程度（见图3。

他发现,少元素的模式被认为与有相同元素但形状不同的模式更相似,多元素的模式被认为与相同形状不同元素的模式更相似。

相似性判断发生转折的元素数目为7±2,无论成人抑或3岁儿童都是如此。

上述研究表明,由实验者定义的刺激的性质在多元素和少元素的模式里没有被同样看待。

被试所知觉到的是图形的组织还是部分,取决于局部元素的数目和相对大小。

这一点是整体局部范例的研究者们所没有考虑到的。

这一发现向整体局部研究范例的基本假设提55知觉整体优先性的研究及其进展张积家

图3　在Kimchi等人（1982,1990的实验

里所使用的刺激样例

出了挑战,

使整体知觉优势的发现成为问题。

人们或许会争论说,在整体局部范例里,的刺激是多元素模式。

元素的模式,,,那,因此,整体结构的较快识别是否可以归结为它的整体性水平高就不清楚。

整体局部范体的另一不足是没有考虑整体内部分（或元素的质的差异。

尽管每一个物体都可以被看成是等级的结构,如森林由树木组成,人脸由耳、目、口、鼻构成,拱桥由石头构成,但是在这些物体中,部分相对于它们的整体有不同的功能和含义。

如耳、目、口、鼻是人脸的不同质的局部元素,而石头则是构成拱桥的同质的成分,是拱桥的材料或组织。

然而,研究者们认为,根据整体与它的部分之间的功能关系去理解一个物体的视知觉结构,是探讨知觉加工的一个重要的前提。

图4　Lasaga和Garner（1983所使用的

刺激样例

针对整体局部范例存在的问题,一些研

究者建议,在整体与局部之间,令人感兴趣的、本质的差异不是它们的相对大小,而是仅整体具有局部并不具有的性质,即局部成分之间的关系。

这些性质是否比局部的性质被更早地加工是更令人感兴趣的问题。

目前,有证据表明,诸如对称、平行、封闭和交叉等整体的、关系的性质在辨别和分类方面的确占有优势（如Lasaga,1989;Pomerantz&Pristach,1989。

Pomerantz,Sager和Stoever（1977发现,图形“（　”和“”比“（”和“”更易相互区分,他们称之为“Kolinsky（1986发现,,4中有4个刺激,两个是由垂直（A和C,另外两个是由斜线组成的（B和D。

在图形的整体性质方面,A和B共有封闭,C和D共有交叉。

Lasaga和

Garner（1983考察了被试对水平线、

垂直线、左斜线、右斜线的辨别与分类的操作。

结果表明,辨别两条斜线比任何其他的刺激对都困难,水平线、垂直线对两条斜线之间的分类比其他的分类更快。

但是,这种反应模式并没有用图4中的刺激所得到的结果。

例如,最快的分类是A、B对C、D,实验者假定这是根据封闭对交叉分类的,而不是A、C对B、D,后者则是

根据成分的可区分性。

此外,区分B与D快于区分A与C,尽管在成分的水平上区分B和D更困难些。

研究者们认为,沿着这一研究路线继续探索或许能对我们对整体性质在人类信息加工中的作用的理解作出贡献。

知觉是整体的还是分析的问题仍将继续引起认知心理学家的兴趣。

用信息加工的观点和技术研究整体优先性是一种历史的进步,但要证实这种时间的优先性仍需进一步的努力。

对全世界的认知心理学家而言,这无疑是一个挑战。

参考文献

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65应用心理学・1997年第3卷第1期

知觉整体优先性的研究及其进展张积家57Oneofthemostenduringissuesinthepsychologyofperceptionconcernstherelationshipofthewholeanditsparts,thatiswhetherthewholestructuralprocessingprecedesitscomponentsprocessing,orwhetherthepartsareregisteredfirstandthen.synthesizedtotheperceptionoftheobjectsTherearetworesearchcampus:

StructuralismandGestalt.Structuralismheldthattheelementaryunitsofperceptionareindependentlocalsensationsandtheir.physiologicalcounterpartsontheotherhand,theGestaltheldthattheperceptionoftheobjectasawholeisnottheresultofelementarysense,butisaresultoftherespondtotheconfigurationofstiulim.ThebasicflavorofthestructuralismhasbeenretainedinmanycurrentcognitivepsychologicalofExperimentalPsychology:

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ATheAdvancesofPerceptualGlobal-Precedence