（西藏大学，850000）
摘要：本实验在高海拔低氧环境下重复Cooper等人的R字符表象旋转实验，了解表象心理旋转的藏汉差异。实验结果表明：藏族与汉族在0°、60°以及镜像0°时的判断反应时差异最大；并且两个民族在判断R字符旋转180°时，判断正确率均最低。说明样本偏离正位的度数越大，所需的心理旋转越多，用时也就越多，判断正确率也就越低。基本支持Cooper的研究结果。本实验主要通过E-prime实验设计程序和SPSS数据分析，采用正R和镜像R作为刺激，每种刺激形式以6种不同的旋转角度（0°、60°、120°、180°、240°、300°）呈现。结果发现：心理旋转过程确实存在，且基本支持Cooper和Shepard研究的结果；表象经过旋转的角度越大所需要的反应时就越长；不同被试反应是存在个体差异，但是男女之间的差异和正R、负R间的差异并不显著；随着旋转角度的增大，不仅仅会增加被试的反应时，而且会减小被试的正确判断率。
关键词：心理旋转；减数反应时；高海拔低氧环境
1引言
表象是大脑对客观事物的直接表征。心理旋转（mentalrotation）指单凭心理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。即当一个知觉对象不是以符合知觉经验的角度呈现时，人们可能是通过内部的心理过程把这个对象旋转到符合知觉经验的角度加以辨认。
20世纪70年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。70年代初Cooper和Shepard用减数反应时试验证明了心理旋转的存在。减数法即唐德斯反应时ABC，是一种用减数方法将反应时分解成各个部分，然后来分析信息加工过程的方法。Cooper等人用不同角度的正和反（镜像）的字母为材料，，如非对称字母或数字R、J、2、5等来研究表象的心理旋转。结果表明：当图片（字母）旋转180°时，无论正反，反应时最长；而当图片（字母）旋转0°时，反应最短。这说明样本偏离正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长；可见，人们在进行表象加工时，可能存在一种心理旋转。
关于“字符材料”的实验，Cooper和Shepard制作了一组由字符组成的实验材料。字符的内容为大写的字母R，分为镜像和正向两组，每组中的材料R在平面上作了旋转，分为六个角度：0°、60°、120°、180°、240°、300°，从而得到共12个材料样本。
Shepard基于多次实验的结果，发展了其关于表象心理旋转的理论。根据以上的实验结果，Shepard等将心理旋转看成一种类比过程（AnalogProcess）。所谓的类比是说心理旋转也要经历一些中间阶段，与客体的物理旋转是类似的。它与数值计算和符号操纵是不同的。如果让计算机来计算角度，那么计算所有的各种旋转角度所需的时间一样的。依据心理旋转研究和其他有关研究的结果，Shepard等认为，表象的实质在于它是一种类比表征，表象与外部客体有着同构关系（Isomorphism）,但是表象并不是直接从结构上表征外部客体，它与外部客体在结构上并没有一对一的关系。Shepard所说的表象与外部客体的同构是指内部机能联系与外部客体的结构联系是相似的，即如心理旋转与客体的物理旋转。Shepard等称这种同构为“二级同构”（Second-OrderIso-morphism）,以区别与格式塔心理学阐述的同构。这就是Shepard对于表象心理旋转的理论认识。Shepard也采用空间立体图形对表象的心理旋转做了研究。
我们可以看出：以上的实验与理论都表明，表象心理旋转的现象是存在的;表象心理旋转的过程可能是有一定连续性的;表象心理旋转随着旋转角度的变化，其反应时也有一定规律的变化（但还不能完全确定是一种线性规律）。因此，本实验的目的是对正向、镜像各个角度之间差异比较，
也同时讨论不同民族之间的表象心理旋转差异。本次实验的目的是采用心理旋转探究不同民族之间的差异。
2方法
2.1被试
选取本科生46人，其中藏汉各半，男女各半。所选取的被试均无色盲、色弱等色觉视力障碍，视力正常或矫正正常。
2.2设计
实验采用两因素被试内设计。民族（藏/汉）×方向（正向/镜像）。
2.3材料和仪器
（1）分为实验材料和练习材料两种。实验材料为不同角度的R，分为正向和镜像共12个角度。共24组图片，每个角度呈现2次。共有0°、60°、120°、180°、240°、300°六个不同角度。
（2）戴尔笔记本电脑一台，安装有E-prime2.0.
2.4程序
（1）练习阶段：呈现练习图片4张，4张图片大小相同。先呈现注视点500ms自动消失，然后每张图片不限时呈现，直到被试做出按键反应。
（2）实验阶段：采用启动范式先呈现一个注视点“+”500ms，再呈现一张图片不限时，直到被试做出按键反应。共呈现实验图片24张，24张图片随机呈现，大小相同。程序编制采用E-prime,计算机自动记录被试的反应时和正确率。指导语：这是一个表象心理旋转的实验。下面屏幕会呈现一幅一幅的图片，每一幅图都是一个不同倾斜角度的R，有正也有反。你的任务是辨别出它是正R还是反R。如果是正，请按“j”键；如果是反，请按“f”键；这样一共要做很多次，要求又快又准，请集中精力。
准备好后，请按“q”键开始练习，然后进入正式实验。实验包含24个trial,每个图片在实验中随机呈现两次。
3结果与分析
根据正确率（100％和低于30％），实验剔除7名被试。
结果显示，反应时的重复测量方差分析表明，方向主效应显著，F（1,37）=4.258,p＜0.05。方向与民族的交互作用不显著F(1,37)=0.603,P＞0.05。如下图所示。
从表1、表2可以看出藏族与汉族在正向0°、60°以及镜像0°时的R时判断反应时差异显著，两个民族在判断这三个维度的反应时上存在很大差距。
4分析与讨论
4.1从实验结果可以看出，旋转的角度为正向0°、60°和300°的时候，汉族用时较短，与藏族被试在同一角度存在显著差异，在镜像上0°存在显著差异，而其他角度，不管是镜像还是正向都不存在显著差异。当样本作了不同角度旋转时，反应时随之增加，当样本旋转至120°时汉族被试所需时间最短，而藏族被试则在旋转至300°时用时最长（无论正向还是镜像）。因此，实验结果支持心理旋转存在的事实。
4.2我们可以看出，结果和Cooper和Shepard（1973）的结果并非完全一致。对此，我们可以给出这样的解释：镜像时间比正向的高出不少，或许是由于正像要比镜像的熟悉度高。
4.3从Cooper和Shepard实验结果中旋转角度为0°时，反应时最短，旋转角度为180°时，反应时最长。此实验中被试基本支持0°反应时最短的观点，而其他被试并没有明显规律发现支持这个观点。原因可能是:所有被试，无论藏汉都待在高原上超过两年，高原可能对判断力造成影响;实验过程中，周围环境较吵，影响其注意力的集中;其中可能有被试采取了其他的旋转策略来反应，而并非使用心理旋转。
4.4本实验被试男女均有，分为藏汉与文理科。在心理旋转实验中有大量数据证明男性所用的反应时间远少于女性，男女性别差异非常显著，而此次试验主要分析藏汉之间的差异，而没有验证该结论。今后做类似试验应丰富样本的数量，应当包含不同年龄层。
4.5本实验中包含的实验样本数较少，没有达到30，而且很多被试并没有采用心理旋转策略，而是采用其他旋转策略。
4.6本实验为什么使用反应时为指标对表象在人脑中的加工进行研究？如何通过反应时来解释表象的信息加工过程？
反应时是心理学研究最重要的反应变量，在心理学研究中被广泛应用。减法反应时（唐德斯ABC）的主要假设是：反应时代表了顺序的心理加工，不同的心理过程是连续的，占用的时间相加即总的反应时。本实验中使用反应时作为指标可以通过减法反应时验证出心理旋转的存在，不同角度的反应时相减所得的即为心理旋转的时间。
参考文献
[1]王庭照，聋人与听力正常人心理旋转能力的比较研究，中国特殊教育.
[2]林仲贤，张增慧，韩步新，儿童、中青年及老年人心理旋转能力的比较，心理科学，2002,25（3）：257.
[3]蔡华俭，杨治良，对三维心理旋转操作任务特性的效应的初步研究，心理，1998，21（2）:153.
[4]游旭群，杨治良，表象心理加工子系统特性的初步研究，心理学报.
[5]吴冰，孙复川，旋转汉字识别的眼动特性，心理学报，1999,31（1）.
[6]候公林等，幼儿二维心理旋转能力发展的研究，心理科学，1998,21:494.
[7]周珍，连四清，周春荔，中学生空间图形认知能力发展的性别差异研究，数学教育学报，2001,10（7）.
[8]R.Arnheim著，李长俊译，艺术与视觉心理学，台北：台湾雄狮图书公司经销，1985:94-95.
[9]朱智贤主编，心理学大词典.北京：北京师范大学出版社，1989:768.
[10]郭秀艳著，杨治良审定.实验心理学.人民教育出版社.