虚拟巡航时空间表征参照系的协变选择

发布时间：2018-04-16 02:19

本文选题：空间认知 + 参照系　；参考：《陕西师范大学》2016年博士论文

【摘要】：人类拥有悠久的历史,但地球却拥有更长远的过去。人类是地球长时间孕育出的到目前为止最具智能的物种,他的发展史就是适应地球、强大自我的过程,所以人类学会如何在地球上生存不仅仅是他的本能,更是一门技能!地球是立体和三维的,如何在地球上行走、避让、寻找和到达,是这门技能的最基本要求,因此,探讨人类如何表征和记忆地球上不同物体的空间位置对人类的生存具有重要的意义,对认识人类空间智能的发生和发展具有重要的理论价值。对物体空间位置的正确表征和记忆是一切空间行为的基础,当你不知道也没办法知道一个物体在什么位置时,你想避让、寻找、到达都是不可能,更不可能完成一些跟它有关的空间任务。物体空间位置的表征和记忆依赖于参照系,是参照系赋予了物体位置的空间意义和确定性。目前,研究者对空间参照系开展了大量的研究,认为自我中心参照系和物体中心参照系是人类表征物体位置时的两种基本参照系,也对两种参照系的发生、主导地位和转换机制展开了大量的探讨,但分歧比较大,往往在证明自我中心表征的实验范式中发现了物体中心表征的事实,而在物体中心表征的实验中又发现了自我中心表征的证据。至于它们之间的转换,也是以一种对立存在的视角进行分析的。本文深入梳理和归纳了已有研究在实验范式和研究技术上的不足,从强调坐标参照系的数学意义和数学元素入手,提出了巡航者表征物体位置时对参照点和参照方向的协变选择的理论框架,从巡航者是空间认知的"主体"的角度,对如何权衡和选择参照点和参照方向进行了深入的分析和实验验证。全文共包括五个研究和10个实验。(1)研究一(第3章)设置1个实验,探讨巡航者在不熟悉的环境中移动时,如果没有任何外在的参照物,建立自我中心参照系表征目标物体位置的特点。(2)研究二(第4章)包括3个实验,探讨环境中有参照物、但参照物不具有参照方向时,巡航者对目标物体位置表征的参照系选择。结果发现,当参照物的认知凸显性受到抑制时,巡航者会选择自我中心参照系表征目标物体的位置(实验2);即使在指导语中要求被试以场景外的物体为参照物,但以目标物体所在位置的指向角度差为因变量时,还是表现出自我中心参照表征的特点(实验3);如果记录目标物体所在位置的指向距离差,在指导语的引导下巡航者会选择以参照物为中心、学习朝向为参照方向,建立物体中心-自我朝向参照系子系统(实验4)。(3)研究三(第5章)分析了巡航者选择以环境中的物体为参照点、物体的方向矢量为参照方向的内在参照系的建立和目标物体位置表征的认知加工过程。(4)研究四(第6章)包括3个实验,对参照物的出现进行了操纵,分析了内在参照系表征物体位置的表征和提取机制,并探讨内在参照表征提取失败后向自我中心编码转换的机制。(5)研究五(第7章)采用双任务范式,通过2个实验比较了物体位置的自我中心表征和内在参照表征对认知负荷的占用,试图回答巡航者对参照点和参照方向的不同选择会受认知负荷的限制的问题,为在人类认知资源有限前提下分析如何选择参照系的参照点和参照方向提供实验支持,并为分析空间参照系的转换机制提供理论铺垫。通过上述5个研究,得到如下结论:(1)环境中没有外在的参照物存在时,巡航者会自动启动以"自我"为参照点、学习朝向为参照方向的自我中心参照表征,巡航者每移动一个空间位置,参照系的参照点和参照方向都需要更新,并通过更新后的参照系重新编码环境中的物体的位置,巡航者空间移动的次数越多,参照系需要更新的次数就越多,所带来的误差积累就会越大。(2)物体中心参照系的启动受参照物认知凸显的影响。即使环境中有可以起参照作用的物体存在,但当参照物的凸显性受到抑制时,物体位置的表征还是会表现出自我中心编码的特点(实验2);实验3和实验4则发现,与实验2相同的巡航环境,在认知预期下,巡航者会建立以参照物而不是"自我"为参照点的参照系。说明以外在于"自我"的物体为参照物,需要巡航者对这个"客体"有一定的认知,当他意识到的时候,这个物体才能起参照作用,而没意识到的时候,启动的将是以"自我"为参照点的参照系。(3)物体中心-自我朝向参照系的存在。在已有的文献中,没有发现有关物体中心-自我朝向参照系的文献。实验3和实验4对起参照作用的物体的位置进行了操纵,对参照物的位置和形状可能提供的方向矢量信息进行了抑制,结果发现,反映方向信息的圆心角度差表现出自我中心编码的特征,而反映位置信息的距离误差却前后稳定,表现出物体位置表征的参照方向和位置距离的分离。由于参照物不能提供内在的方向矢量,巡航者只能以自己的学习朝向为参照方向,在意识到参照物的"路标"作用后,建立了物体中心-自我朝向参照系。(4)当参照物能提供方向矢量时,巡航者会建立以参照物为原点、参照物的方向矢量为参照方向的内在参照系。这种参照系的参照点和参照方向都是稳定的,不会因为巡航者的空间移动而变化,巡航者只需在每一次移动后更新自身的位置却可判断其它物体的位置,即内在参照编码的物体-物体关系是稳定的,不会因为巡航者的空间移动而累积误差。(5)内在参照系能以视觉快照的方式编码目标物的位置。目标物和参照物的位置、参照物的方向矢量在巡航者的视觉快照下抽象成一个稳定的三角形平面,以图像的形式储存于记忆中,如果巡航者能够提取并匹配这个记忆表象,那么内在参照表征的目标物位置信息将被激活,如果匹配失败,那么巡航者将根据感觉-运动系统的信息作出判断,表现出自我中心编码的特征。(6)根据巡航者对参照点和参照方向协变选择的理论框架的假设,自我中心参照系会因巡航者的移动而更新,并在更新后重新编码环境中物体的位置,而内在参照系则只需更新巡航者自身的位置即可,因此,自我中心编码会占用更多的认知资源。实验9和实验10采用双任务范式证实了这一假设。但有研究者认为,自我中心更新是自动进行的、无意识的、无需认知资源。这可能只是感觉-运动系统的作用。本研究的10个实验都有一个共同的结果,在巡航路径段较少,如只有1个路径段时,无论是支持自我中心参照表征还是支持物体中心参照表征的实验,都发现对目标物体位置的记忆最准确。说明无论是自我中心编码还是物体中心编码,在前期阶段都可能存在无意识的感觉-运动系统,它具有自我中心编码的特征,但这种系统的持续时间较短,当巡航者继续巡航时,就需要通过空间更新转化为长时记忆的自我中心编码和物体中心编码。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：B842

【参考文献】