空间(关系)推理是涉及空间领域的推理,它是演绎推理中关系推理的一种特殊形式,通常要求从描述空间关系的前提中推论出隐含在其中的结论。它被广泛用于验证心理逻辑理论和心理模型理论。早期的行为研究对影响空间推理的诸多因素(如工作记忆、模型或规则数量、前提的对象顺序等)进行了考察,研究的结果基本支持心理模型理论。脑成像的研究表明,空间推理活动主要激活枕-顶-额脑区网络,顶区可能是推理的特异性脑区。但对熟悉与陌生环境的空间推理激活不同的脑区。研究的结果分别支持不同的理论。　　 本研究的主要目的是考察人类空间推理的加工过程,分为行为研究和脑事件相关电位研究两个部分。行为研究主要考察了前提的对象顺序对前提整合及结论判断的影响。被试为42名大学生(女生30人,男生12人),年龄为22—24岁。实验使用的题目为两条前提和一条结论的简单空间推理问题,涉及关系词为“在……左(右)边”和“在……隔壁”。前提的对象为从26个大写英文字母中随机抽取的三个字母。前提的对象顺序分四种构造,表述方式分为两种(规范或不规范),结论中对象的顺序分为两种(A—C或C—A)。实验一涉及的关系词为在……左(右)边,实验二、三、四、五基本与实验一基本相同,仅改变前提一或二的空间关系词。实验结果表明,实验一证实了已有研究提出的前提整合的两条原则。但进一步的研究表明,“已知-新的”原则之所以起作用,可能与空间推理的传递性特征有关。在涉及不确定的、非传递性的推理中,当前提二为“在……隔壁”时,仅“参照=已知”原则起作用；在前提一为“在……隔壁”时,同样证实了这一结果。由于“在……隔壁”既是非传递性的,又是不确定的关系,因此无法确定是哪个因素导致了“已知-新的”原则失去作用。对否定的、确定的问题的研究表明,无论前提一或前提二为否定的前提,“已知-新的”原则都不起作用,符合这一原则的构造2的前提二阅读时间明显更长。但“参照物=已知”原则仍效应显著。研究进一步证实了“已知-新的”原则仅反映了传递性特征的假设。对没有无关前提的双模型问题与单模型问题的比较发现,不确定前提在末位时,被试对前提的整合更快。无论不确定前提在首位还是末位,双模型问题与单模型问题的结论判断时间都差不多。说明被试在加工双模型问题时可能仅建构单一的偏好模型。对不同对象顺序的结论判断时间的研究结果较为一致。研究表明,对不同对象顺序结论的判断,与被试所建构的模型本身有关。当结论中对象的顺序与所建构模型中的对象顺序一致时,判断更快、更准确；相反,如果不一致,则判断更慢、错误更多。　　 第二部分的研究主要以ERP技术来探讨空间推理的前提整合及结论判断阶段的大脑活动情况。记录14名正常成人完成四种空间推理及一种基线任务(记忆任务)时的事件相关电位。对前提二的脑电分析结果显示,在200ms-900ms窗口,推理任务(AO)比基线任务(BS)诱发更大的正成分。不同推理任务的比较表明,具体(Mo)与抽象(AO)的单模型任务诱发相似的波形；抽象的单模型(AO)与双模型任务(AT—V)诱发的ERP成分明显不同,在100ms-600ms窗口,后者比前者诱发更大的正波；而且这种差异在不同的脑区表现不同。存在有效结论(AT—V)与无有效结论的双模型问题(AT—NV)也诱发明显不同的ERP波形(100—600ms),二者在额区与顶区的差异较大,枕区的差异较小。对结论判断阶段的脑电分析表明,仅无有效结论的双模型问题与其它任务的波形不同(300—600md),其它任务间并未表现明显的差异。推理任务之间及推理与记忆任务的差异主要表现在额、顶等脑区位置,研究的结果支持心理模型理论。　　 总体上看,行为研究的结果表明空间推理过程中,前提的整合过程受到空间关系词的影响。当空间关系词不具备传递性特征时,前提整合的“已知-新的”原则不再起作用,但“参照物=已知”原则仍起作用。在不存在无关前提时,不确定前提的位置影响前提的整合过程,但不影响结论的判断,双模型并不比单模型问题更难。在所有的推理问题中,对不同对象顺序的结论的判断受到前提所建构模型的影响。对空间推理的脑事件相关电位的研究表明,双模型问题与单模型问题在前提加工阶段明显不同,而在结论判断阶段的加工过程相同。推理与记忆任务同样也是如此。具体与抽象的空间推理并未出现明显的分离。仅无有效结论的双模型问题在前提整合与结论判断阶段均明显不同于其它任务。不同推理任务之间的差异及推理与记忆任务的差异主要表现在额区、顶区,这一结果支持心理模型理论。