數量感

數量感是指快速理解、估計和產生數量, 並對數量進行表征以及理解數量間關係的能力。對刺激的數量信息進行抽取加工而產生數量感, 這是一個快速的並行加工過程。數量的加工能力有其神經基礎。

基本介紹

• 中文名：數量感
• 外文名：Number sense
• 定義：快速理解、估計和產生數量
• 學科：測繪學
• 屬於：地圖製圖學
• 加工能力：神經基礎

簡介

數量感是指快速理解、估計和產生數量, 並對數量進行表征以及理解數量間關係的能力。對刺激的數量信息進行抽取加工而產生數量感, 這是一個快速的並行加工過程。數量的加工能力有其神經基礎。例如, 動物實驗發現, 猴腦中存在對特定數量值反應的神經元, 而人類的外側頂內溝區也存在對數值進行反應的神經元。

人和動物均能夠對不同刺激物的具體特徵進行抽象並直接表征其數量信息。有研究顯示, 數量感知並不受刺激的大小、顏色和形狀等特徵的影響。研究也表明, 數量加工所激活腦區與刺激面積等物理維度所激活的腦區存在特異性。

因此, 數量感知並非完全依賴刺激的物理特徵。同時, 還有研究顯示,數量感知可能隨刺激點之間空間關係的變化而變化。比如, 相對於完全隨機分布的刺激點來說, 分布具有規律性或部分聚集在一起的刺激點, 其數量會被低估。此外, 某些非空間的、結構性的因素也會顯著影響數量知覺。

例如, 在將兩個刺激點用線段連結之後, 觀察者傾向於將這兩個點表征為同一個客體, 並在此基礎上對刺激的數量信息進行加工, 因而對點數的數量感顯著下降。總之, 數量感知不會因刺激點的某些自身特徵(如大小)的改變而改變, 但會被與刺激點空間分布特徵和客體表征有關的因素(如客體連通性)所影響。

數量適應

數量適應是指觀察者在知覺上適應刺激數量的過程, 這一過程可以通過考察適應後其數量感知的變化加以揭示。例如, 視野中某些區域對大數進行適應之後會導致該區域的數量感減少, 這種數量感變化會在後續的數量判斷中反映出來。Burr 和Ross在視野單側的圓形區域內呈現400 個點, 讓被試適應30 秒之後進行數量判斷, 發現被試對數量的估計發生了明顯改變。具體地說, 讓被試對呈現在適應區域和未適應區域的點子數目進行比較, 結果其適應區域的主觀相等點達到未適應區域匹配點數的3 倍左右, 說明對呈現400 點刺激的區域的適應導致數量感出現顯著縮減。同樣,適應較少的刺激數量會引起數量感的顯著增加。

Burr 和Ross認為, 與顏色和形狀等特徵一樣, 數量也可看作是一種初級視覺特徵, 視覺系統可以直接進行加工。由於適應性是初級視覺特徵的一種典型性質, 因此, 如果數量適應確實是對數量特徵的適應, 那么這種適應性就是數量作為一種初級視覺特徵的例證之一。

反之, 如果數量適應直接依賴於非數量的刺激特徵,不是一種相對獨立的數量加工效應, 那么嚴格說來數量適應只是視覺系統對非數量信息適應的一種反映。以往對數量適應的研究集中於探討刺激自身特徵的變化是否會影響數量適應, 以考察它是基於對刺激數量信息的抽取和獨立加工, 還是由對材料的其他信息進行加工和適應所導致。Burr 和Ross改變刺激點的大小、顏色、對比度、形狀和朝向等因素進行適應實驗, 結果表明上述因素均未對適應量產生影響。但是, Durgin的實驗則得出了不同結論。他在視野中設定了左大右小的兩個適應區域, 兩區域中的刺激點總數一樣, 但看起來左邊稀疏右邊緊密。測試材料為疏密相同、面積相同的兩個區域。結果發現, 影響適應的因素是密度特徵,而非數量。Durgin據此提出, 數量適應的效應可能是由被試對材料的表面密度等產生適應導致的。

針對這一研究結果, Burr 和Ross指出,在Durgin 的實驗中, 視野兩側進行適應的圓區域面積不等, 這可能是造成兩側適應程度不一樣的額外變數。Ross 和Burr進一步進行數量判斷實驗, 將密度變化和數量變化加以分離, 結果表明數量判斷可以完全獨立於密度特徵而進行, 從而證明數量適應和密度適應的獨立性。

數量適應爭論的焦點

目前, 對於數量適應爭論的焦點在於：這一效應是基於對數量的感知而產生的, 還是直接依賴於對刺激的非數量表面信息,（泛指刺激的所有非數量表面特徵, 如刺激點大小、顏色、朝向等自身特徵, 刺激點間的空間關係及結構性因素等）的加工。對數量適應進行研究, 首先要考察該適應效應和刺激的非數量表面信息之間的關係; 其次, 在證實了數量適應效應和表面信息變化具有相對獨立性的基礎上,進一步考察該適應效應和(感知到的)數量特徵之間的關係。從這兩個方面進行研究, 有利於全面地闡述上述問題。前人的相關研究多集中於探討變化表面信息變數(大小、密度、對比度、形狀和顏色等)對數量適應的影響, 以此來考察兩者的獨立性或相關性。

顯然, 在這些研究中, 數量感知作為數量適應過程中的核心環節, 並未被引入到問題中作為單獨的變數進行探討。因此, 本研究將考察數量感知和數量適應之間是否存在對應關係。在刺激材料總數恆定的情況下, 通過變化其非數量表面信息(刺激點大小或組塊), 使其對數量感知產生不同的影響, 據此將數量感的變化和表面信息的變化加以區分, 以探討表面信息、數量感知和數量適應三者之間的關係。

我們假設：如果刺激的非數量表面信息的變化僅在顯著影響數量感知的條件下才會對數量適應產生影響, 在不影響到數量感知的條件下對數量適應不產生影響, 那么就可以對上述爭論做出回答, 即數量適應是通過對數量信息的抽取(數量感知)產生的適應, 而不是完全依賴於對刺激的非數量表面信息的加工。

總結

總之, 本研究首先探討非數量表面信息變化對數量感知的影響, 將表面信息變化和數量感知變化加以區分, 然後探討數量感知和數量適應之間、表面信息和數量適應之間的關係。根據前人研究結果,我們進一步假設：改變刺激點自身的特徵信息(如大小)不會影響數量感知和數量適應, 而改變刺激點間的關係特徵(如組塊)會影響數量感知, 從而也影響數量適應。即數量感知與數量適應有對應關係, 表面信息只有在顯著影響到數量感知時才會影響數量適應。