配對刺激的結構對相似性判斷非對稱性的影響*

梁 淵 王墨耘

配對刺激的結構對相似性判斷非對稱性的影響*

梁 淵 王墨耘

(陜西師范大學心理學院，西安 710062)

筆者考察一個被先前相似性研究忽略的問題：配對刺激的結構對有方向相似性判斷的非對稱性的可能影響。實驗被試是大學生。實驗自變量是人工概念配對的特征結構，有三種實驗條件：對齊且對稱結構、非對齊且對稱結構和非對齊且不對稱結構。結果發現，在對齊且對稱結構條件和非對齊且對稱結構條件下沒有出現相似性判斷的非對稱現象，在非對齊且不對稱結構條件下出現相似性判斷的非對稱現象。相似性判斷是否出現非對稱性取決于配對刺激的結構是否非對稱，而不受配對刺激的結構是否對齊的影響。這支持相似性判斷的特征對比模型在α<β時的預測，而不支持Tversky原初主張α>β時特征對比模型的預測，也不支持量子相似性模型的預測。

相似性；非對稱性；特征結構；對稱；對齊

1 引言

相似性比較是在心理上對物體的特征、結構等的比較判斷過程。Tversky(1977)發現在有方向的相似性判斷中存在非對稱現象。人們對兩個刺激a、b進行有方向的相似性判斷時，會出現對“a與b的相似性”的估計不同于對“b與a的相似性”估計的現象，即Sim(a，b)≠Sim(b，a)。以對North Korea與Red China的相似性評估為例，Tversky發現人們對North Korea與Red China相似性的估計大于對Red China與North Korea相似性的估計，Sim(North Korea，Red China)>Sim(Red China，North Korea)。

關于非對稱現象的理論解釋主要有基于特征的比較解釋(Tversky，1977)和基于空間的解釋(Pothos，Busemeyer，& Trueblood，2013)。

基于特征的解釋主要是Tversky提出的特征對比模型，他用公式(1)預測人們相似性評估的相對大小順序。Sim(a，b)=θ f(A∩B)-αf(A-B)-βf(B-A)

(1)

其中，Sim(a，b)表示a刺激與b刺激相似的程度。a刺激是目標刺激，而b刺激是參照刺激。A∩B表示a、b的共同特征，A-B表示a具有而b不具有的特征，B-A表示b具有而a不具有的特征。f 函數測量刺激特征的知覺突出性或顯著性(salience)，是一種客觀的指標。其中θ，α，β是對公式中每一項的主觀權重系數(即人們的主觀重視程度)，1≥θ，α，β≥0。Tversky認為，在做有方向的相似性判斷任務中，相對于參照刺激，人們更關注目標刺激，所以人們對目標刺激a的獨特特征的主觀權重α通常大于對參照刺激b的獨特特征的主觀權重β，即α>β。

根據此公式可以做出以下推測：

Sim(a，b)-Sim(b，a)={θ f(A∩B)-αf(A-B)-βf(B-A)}-{θ f(A∩B)-αf(B-A)-βf(A-B)}

Sim(a，b)-Sim(b，a)=(α-β)(f(B-A)-f(A-B))

(2)

如果α>β，那么當且僅當f(B-A)>f(A-B)時，就會出現一種相似性判斷非對稱性：Sim(a，b)>Sim(b，a)。如果α<β，那么當且僅當f(B-A)

Tversky認為人們做有方向的相似性判斷時才會出現非對稱現象。以對Red China和North Korea的比較為例，如果向被試提問：“North Korea與Red China的相似性程度是多少？”此時，在參照位置的Red China是b刺激；而在目標位置的North Korea是a刺激，問題簡寫為Sim(North Korea，Red China)。兩個刺激位置交換后的問題可簡寫為Sim(Red China，North Korea)。Tversky認為，在客觀知覺上Red China的特征比North Korea的特征更突出(即f(B-A)>f(A-B))，并且人們對目標刺激的主觀權重α通常大于對參照刺激的主觀權重β(即α>β)。根據公式(2)預測Sim(a，b)-Sim(b，a)=(α-β)(f(B-A)-f(A-B))>0，所以將會出現Sim(North Korea，Red China)>Sim(Red China，North Korea)。Tversky發現，被試的反應符合這一預測結果。Aguilar和Medin(1999)讓被試對不同領域的自然詞對進行相似性等級判斷。他們發現，不論比較的刺激是否同質，也不論比較的刺激是否突出，都無非對稱現象出現。這種結果說明相似性判斷的非對稱性現象不一定能重復。

量子相似性模型(quantum similarity model)(Pothos，Busemeyer，& Trueblood，2013)用空間投射(space projection)的方法說明非對稱現象，認為一個物體在心理上的表征不是多維心理空間中的一個單一矢量，而是抽象維度中的一個子空間。它認為人們在對兩個不同刺激進行相似性比較時，首先假定一個中立的特征狀態矢量，先由中立的特征狀態矢量向第一個刺激的空間表征投射，然后再由在第一個刺激上的投射結果向第二個刺激的空間表征投射。對于所含維度數量不同的兩個刺激，二者投射空間所含維度數量存在高低之分。對于North Korea 和Red China相似性比較的例子，由于Red China所包含的維度比North Korea包含的維度多，由此假定North Korea用一維空間(一條射線)表征，Red China用二維空間(一個平面)表征。在對兩個概念進行投射比較的過程中，存在兩種情況，第一種是中立的特征矢量先投射到射線(North Korea)上再投射到平面(Red China)上的面積，第二種是中立的特征矢量先投射到平面(Red China)后投射到射線(North Korea)的面積。由于前者投射的最終面積大于后者，所以得到Sim(North Korea，Red China)>Sim(Red China，North Korea)。總之，量子相似性模型預測，對于同一對刺激，Sim(特征維度少的刺激，特征維度多的刺激)大于 Sim(特征維度多的刺激，特征維度少的刺激)。此模型并沒有說明人們如何想到中立的特征狀態。也沒有證據表明，人們從中立的特征狀態出發來做相似性判斷。

先前的研究并未考慮刺激特征結構維度在相似性比較中的作用。先前研究相似性所采用的實驗材料主要是自然類別詞對(Aguilar & Medin，1999；Rosch，1975；Tversky & Gati，1978；Gati & Tversky，1984)。這種自然類別詞對沒有明確的特征維度結構說明，也沒有明確的定量特征說明。被試對這種自然類別的理解也不明確。所以，從這種沒有特征定量設置的材料所得到實驗結果很難對相似性判斷的非對稱性有關理論解釋做出明確的區分檢驗。

根據前面Tversky的對比模型公式的預測。作者把相互比較的兩個刺激稱為刺激1(S1)和刺激2(S2)。筆者猜想，當α≠β時，根據公式1，如果得到Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)，那么這兩個刺激就構成對稱結構；而如果得到Sim(S1，S2)≠Sim(S2，S1)，那么這兩個刺激就構成非對稱結構。反過來，當α≠β時，如果兩個刺激是對稱結構，那么根據公式1得到Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)；而如果這兩個刺激構成非對稱結構，那么根據公式1得到Sim(S1，S2)≠Sim(S2，S1)。由此可以預測，只有當人們比較非對稱的刺激對時，才可能出現相似性判斷的非對稱性現象；而人們比較對稱的刺激對時，則不會出現相似性判斷的非對稱性現象。基于此分析，筆者可以把相似性判斷的刺激對結構區分為對稱結構和非對稱性結構。

而先前研究把配對刺激的差異結構區分為對齊結構和非對齊結構(Gentner & Markman，1994；Markman，1996；Markman & Gentner，1996)。對齊結構差異是指相同特征維度上的不同特征取值。例如，有兩種疾病，一種疾病(S1)的特征是：硬脊膜膨出、皮膚局部有紫斑、面部扭曲、肺尖囊腫、晶狀體脫位、肌肉僵直；另一種疾病(S2)的特征是：硬脊膜膨出、皮膚局部有紫斑、面部扭曲、肺尖萎縮、晶狀體凹陷、肌肉松弛。S1和S2前三個特征是相同的，后三個特征是在同一特征維度上的不同特征，這是對齊結構的差異。非對齊結構差異是不同特征維度的不同的特征取值。例如，有兩種疾病，一種疾病(S1)表現為：主動脈有瘤、皮膚局部有紫斑、頭發萎黃、關節松弛、皮紋萎縮、胸骨前凸；另一種疾病(S2)表現為：主動脈有瘤、皮膚局部有紫斑、頭發萎黃、肌肉僵直、韌帶鈣化、肺尖囊腫。S1和S2的前三個特征是相同的，后三個特征是在不同的特征維度上的差異，這是非對齊結構的差異。還有一種非對齊結構差異是，在兩個刺激中，一個刺激獨有一些特征維度，而另一個刺激缺乏這些特征維度。例如，一種疾病(S1)有六個特征，表現為：胸骨前凸、晶狀體脫位、肺部萎縮、肌肉僵直、皮紋增寬、關節松弛；另一種疾病(S2)只有三個特征，表現為：胸骨前凸、肺部萎縮、關節松弛。

按照公式(2)Sim(a，b)-Sim(b，a)=(α-β)(f(B-A)-f(A-B))，分別對上述三種結構的刺激配對預測當α≠β時，刺激對的相似性判斷是否出現非對稱性。預測結果如下：

1.對對齊結構，兩個刺激的獨特特征是三個特征維度的三個不同特征，無明顯的突出性差異，所以，f(S2-S1)=f(S1-S2)。由此預測結果是，Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)。

2.對第一種非對齊結構，兩個刺激的獨特特征數目都是三個，無明顯的突出性差異，所以，f(S2-S1)=f(S1-S2)。由此預測結果是，Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)。

3.對第二種非對齊結構，兩個刺激中的S1比S2多三個獨特特征，S2無獨特特征。這樣兩個刺激的獨特特征的突出性就存在有無的差異。相對于S2的獨特特征缺乏，S1的獨特特征具有突出性。這樣，f(S2-S1)對S2獨特特征的權重α。由此可預測結果是，Sim(S1，S2)>Sim(S2，S1)。此結果與Tversky主張的α>β時的預測結果(Sim(S1，S2)

上述結構中的前兩種刺激結構得出相似性對稱的結果，所以是對稱結構；最后一種刺激結構得出相似性非對稱的結果，所以是非對稱性結構。由此可見，這種根據對刺激對相似性估計是否對稱而形成的對稱結構與非對稱性結構的概念不同于先前的對齊結構與非對齊結構的概念區分。對稱結構的刺激對可以是對齊的，也可以是非對齊的；而非對稱結構的刺激對是非對齊的；不存在對齊且非對稱的刺激對結構。現在的研究采用人工概念類別，設置特征維度結構明確的疾病類別為實驗材料，對刺激特征進行量化控制。實驗設置三種實驗條件：對齊且對稱結構條件，非對齊且對稱結構條件，非對齊且對稱結構條件。由于不存在對齊且非對稱的刺激對結構，所以實驗條件中不包括此條件。研究擬考察刺激對結構是否對稱對相似性判斷非對稱性的可能影響，進而對基于特征的對比模型和基于空間的量子相似性模型進行量化的區分檢驗。由于每個實驗條件下的兩個刺激對的特征結構設置是相同的，因此作者用相同的刺激符號S1和S2表示。

對這三種實驗條件，Tversky的特征對比模型的預測結果如前文所述。量子相似性模型預測，對同一對刺激，如果兩個刺激的特征維度數量不同，那么Sim(特征維度少的刺激，特征維度多的刺激)>Sim(特征維度多的刺激，特征維度少的刺激)；如果兩個刺激的特征維度數量相同，那么Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)。在非對齊且不對稱結構條件下，配對刺激中S2的特征維度數量少于S1特征維度數量，所以，Sim(S2，S1)>Sim(S1，S2)。對齊且對稱結構、非對齊且對稱結構兩條件下，配對刺激的特征維度數量是相同的，所以，Sim(S1，S2)=Sim(S2，S1)。

2 方法

2.1 被試

在校本科大學生55人(男25人，女30人)，文理科學生大致平衡。

2.2 實驗設計

研究采用單因素被試內實驗設計。自變量是刺激對結構，分為ABC三種條件。A條件是對齊且對稱結構，B條件是非對齊且對稱結構，C條件是非對齊且不對稱結構。每個條件中有特征結構設置相同的兩對刺激。對稱結構條件包含A和B條件。A條件中刺激對中的兩個刺激(S1(f1、f2、f3、f4、f5、f6)和S2(f1、f2、f3、f4＇、f5＇、f6＇)(括號中的符號是刺激的特征列舉，以下同))構成對齊且對稱結構，S2與S1有三個特征是相同的，有三個特征是對立的(f4、f5、f6與f4＇、f5＇、f6＇分別是對立的)。B條件中刺激對中的兩個刺激(S1(f1、f2、f3、f4、f5、f6)和S2(f1、f2、f3、f7、f8、f9))構成非對齊且對稱結構，兩個刺激有三個相同的特征維度和三個不同的特征維度，兩個刺激在三個相同的特征維度上有相同的特征取值，在三個不同的特征維度上分別有不同的特征。C條件是非對齊且不對稱結構條件，其刺激對中的兩個刺激是S2(f1、f2、f3)和S1(f1、f2、f3、f4、f5、f6)。S2比S1少三個特征維度，S2只含有S1的6個特征中的三個。因變量為被試對兩個刺激相似性程度的可能性估計百分數。實驗要求被試回答問題“下面的疾病在多大程度上與上面的疾病相似？”

2.3 實驗材料與施測程序

刺激材料是某些假想的疾病構成相似性比較的刺激配對。各個實驗條件中刺激對的特征結構設置如上實驗設計部分的說明。每一實驗條件下有兩對特征結構設置相同的刺激配對。其中，A條件下的兩對刺激分別是A1 vs.X，A2 vs.Y。B條件下的兩對刺激分別是B1 vs.E，B2 vs.F。C條件下的兩對刺激分別是C1 vs.I，C2 vs.J。要求被試在觀察每一對刺激之后對問題“下面的疾病在多大程度上與上面的疾病相似？”進行評估(0～100%)。同一對刺激有兩種相反的排列順序。一種是S1在S2的上面，要求被試判斷S2在多大程度上與S1相似。另一種是S2在S1的上面，要求被試判斷S1在多大程度上與S2相似。

實驗為紙筆測驗，主試把問卷中的每對刺激及其相應問題逐個剪成紙條，并把這些紙條隨機排列。所有的刺激對及相應問題都是逐個隨機呈現給被試的。被試每次完成一個紙條上的問題，共需要回答12個相似性比較問題。被試均自覺自愿參加實驗。實驗在環境良好的教室里進行，被試當場獨立完成問卷，時間不限，被試完成問卷的時間大約為15分鐘。在被試交回問卷時發給每人一支筆作為禮物。

3 結果

對實驗條件中配對刺激的相似性判斷結果的描述統計如表1所示。從中可以看出，在對齊且對稱結構條件和非對齊且對稱結構條件下，被試對同一對刺激的兩個方向的相似性評估相差無幾。在非對齊且不對稱結構條件下，被試對同一對刺激的兩個方向的相似性評估相差10%。由于相似性評估分布為非正態分布，所以筆者運用非參數檢驗方法——符號等級檢驗的方法對數據進行差異顯著性檢驗，檢驗結果見表2。

表1 三種結構條件下的相似性評估分數(M±SD)

從表2中可以看出，被試對每一條件下兩對結構模式相同的刺激相似性判斷的回答模式是一致的。在對齊且對稱結構條件A和非對齊且對稱結構條件B中，Sim(S1，S2)與Sim(S2，S1)相差不大，二者差異不顯著。A、B條件中得到的結果與Tversky的對比模型、量子相似性模型預測的結果是一致的。在非對齊且不對稱結構條件C中，被試對Sim(S1，S2)的判斷分數顯著高于對Sim(S2，S1)的判斷分數(Z=4.27，p<0.001)。此結果符合Tversky對比模型按照α<β的預測結果，與α>β的預測結果是相反的。此結果也不符合量子相似性模型的預測。

表2 相似性評估分數的差異非參數檢驗結果(N=55)

注：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

4 討論

現在的結果表明，對于有方向相似性判斷，在對齊且對稱結構條件和非對齊且對稱結構條件下沒有出現非對稱現象，而在非對齊且不對稱結構條件下出現了非對稱現象：Sim(S1，S2)>Sim(S2，S1)。有方向相似性判斷的非對稱現象僅出現在刺激配對結構非對稱的條件下。這表明，對配對刺激的有方向相似性判斷是否出現非對稱性取決于配對刺激的結構是否非對稱，而不受配對刺激的結構是否對齊的影響。被試對每一條件下兩對相同結構模式的刺激相似性判斷的回答模式是一致的。這說明現在的結果模式是可以重復的。現在的結果模式符合前言中的假設預測。這支持前言中提出的配對刺激的結構是否對稱的概念區分。這種概念區分不同于先前相似性研究中的配對刺激的結構是否對齊的概念區分。

在兩種對稱結構條件下，被試的相似性判斷均是對稱的。這符合Tversky的對比模型的預測和量子相似性模型的預測。此時，這二者預測是一致的，所以這兩種條件下的實驗結果不能區分這兩個模型的預測。在非對稱結構條件下，被試的相似性判斷是非對稱的。其大小方向符合公式(2)在α<β時的預測(Sim(S1，S2)>Sim(S2，S1))，而不符合Tversky原初主張的α>β時的預測(Sim(S1，S2)β。現在的結果表明Sim(維度少的刺激S2，維度多的刺激S1)Sim(維度多的刺激，維度少的刺激))是相反的。所以，現在的結果不支持量子相似性模型。

現在的實驗對配對刺激的特征進行了定量控制，在特征結構明確的條件下，相似性對比模型和量子相似性模型進行量化的區分檢驗。現在的研究發現，整體上，人們對非對稱結構的刺激對做有方向的相似性判斷時才會產生非對稱現象；而對對稱結構的刺激對做有方向的相似性判斷時不會產生非對稱現象。實驗結果明確支持公式(2)在α<β時的預測，而不支持Tversky的原初主張α>β時公式(1)的預測，也不支持量子相似性模型。而先前有關實驗結果支持Tversky的原初主張α>β時公式(1)的預測和量子相似性模型。這是因為先前的有關實驗的刺激材料是自然刺激材料，如North Korea和Red China的配對刺激。這種自然刺激的特征在客觀上是模糊的，缺乏對變量的定量控制。被試對其心理表征也是模糊的，不能定量控制。用這種缺乏對特征變量定量控制的自然刺激所得到的實驗結果很難給出明確的有意義的解釋，所以最終不能明確支持或者反對相關的理論解釋，如對比模型和量子相似性模型。

對于前言中使用自然刺激的例子Sim(North Korea，Red China)>Sim(Red China，North Korea)，筆者可以給出與Tversky的解釋不同的如下解釋。Red China是典型的紅色政權國家，而North Korea是非典型的紅色政權國家，它除了具有Red China這一典型樣例所具有的特征外，還具有其它的一些非典型的獨特特征，如領導人世襲制。通常獨特的非典型刺激比一般的典型刺激更突出，由于North Korea比Red China具有更多獨特特征，所以North Korea也就比Red China更突出，即f(Korea-China)>f(China-Korea)。此時，根據公式(2)Sim(a，b)-Sim(b，a)=(α-β)(f(B-A)-f(A-B))，當且僅當α<β，可得Sim(Korea，China)>Sim(China，Korea)。由于實際上被試一般認為Sim(Korea，China)>Sim(China，Korea)，所以α<β，即對目標刺激的主觀權重小于對參照刺激的主觀權重。所以，這種解釋也能解釋使用自然刺激的相似性判斷的非對稱性。

總之，筆者認為對公式(2)，如果采用α<β，那么公式(2)既能預測解釋現在實驗中使用人工刺激的相似性判斷非對稱性，也能解釋先前使用自然刺激的相似性判斷非對稱性。因此，在假設對目標刺激的主觀權重小于對參照刺激的主觀權重時，公式(2)能預測解釋更大范圍內的相似性判斷非對稱性。

5 結論

現在的研究發現，對于有方向相似性判斷，在對齊且對稱結構條件和非對齊且對稱結構條件下沒有出現相似性判斷的非對稱現象，在非對齊且不對稱結構條件下出現相似性判斷的非對稱現象。相似性判斷是否出現非對稱性取決于配對刺激的結構是否非對稱，而不受配對刺激的結構是否非對齊的影響。這支持特征對比模型在α<β時的預測，而不支持Tversky原初主張α>β時特征對比模型的預測，也不支持量子相似性模型的預測。

王墨耘貢獻了此文的主體思想和寫作。

Aguilar，C.M.，& Medin，D.L.(1999).Asymmetries of comparison.PsychonomicBulletin&Review，6，328-337.

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The Influence of Structures of Paired Stimulus on the Asymmetry of Similarity Judgments

Liang Yuan Wang Moyun

(School of Psychology，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062)

An experiment on college students examined the possible influence of feature structures of paired stimuli on the similarity asymmetry.The independence variable consisted of the three conditions of feature structures of paired stimuli：aligned and symmetrical structures，nonaligned and symmetrical structures，nonaligned and asymmetrical structures.It is found that similarity asymmetry occurs only in the condition of nonaligned and asymmetrical structures.It is symmetry/asymmetry rather than alignment/nonalignment of feature structures of paired stimuli that determines whether similarity asymmetry occur in directional similarity judgment.The results support the prediction given α<β rather than the prediction given α>β by the feature contrast model.The results disfavor the prediction by the quantum similarity model.

similarity；asymmetry；feature structure；symmetry；alignment

國家自然科學基金面上項目資助(30170901)。

王墨耘，E-mail：wangmoyun@snnu.edu.cn。

B842.5

A

1003-5184(2016)02-0128-06