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摘 要 本研究采用与标准刺激特征相似和关系相似的图形组成的图片，让80名大学生被试选择与标准刺激更相似的和差异更大的图形，分析相似性和差异性判断的关系以及两种判断过程的机制。结果发现：相似性判断和差异性判断不是镜像关系；差异性判断的时间长于相似性判断的时间；在特征与关系共存的时候，特征和关系在相似性判断和差异性判断中起着不同的作用，相似性判断更多地考虑关系，差异性判断更多地考虑特征。
关键词 相似性判断，差异性判断，反应时，特征相似，关系相似。
分类号 B842.1
1 问题提出
相似性在基本认知加工过程中起着重要的作用，是分类研究的核心内容。以往关于相似性的许多研究和理论都默认为相似性判断和差异性判断在逻辑上是相反的。随着相似性研究的深入，相似性判断与差异性判断的关系问题逐渐受到关注。
以相似性的空间模型为基础的相似性研究默认为相似性判断和差异性判断在逻辑上是镜像的。空间模型把物体表征置于一个空间中，物体以节点或向量的形式在语义空间中呈现，物体之间的距离反映出他们之间的相似程度。这个模型的理论认为相似性和差异性判断的过程是相同的，事物之间的相似性是用差异性来衡量的。随着相似性研究的发展，提出了越来越多不同的意见。许多实验研究发现相似性判断和差异性判断的过程是有区别的。例如：Hollingworth的实验要求被试评价一些手写体材料与例子的相似性和差异性程度。相关系数和被试的内省报告证明相似性判断以整体的、更普遍的标准为基础，差异性判断趋向于以细节为基础。Hasson和Sloutsky使用图形和词进行相似性和差异性判断的研究中发现，差异性判断的反应时间大于相似性判断的反应时间。他们认为差异性判断是一个更长的过程，差异性判断是以发现特征的不同点为基础的。差异性判断比相似性判断更为谨慎同。
在相似性的研究中影响较大的是Tversky的对比模型，对比模型假设两个实体之间的相似性是共有特征与区分性特征的有效函数。Tversky对相似性判断和差异性判断的关系进行了研究，发现当人们判断两个对象更加相似时，倾向于对共有特征赋予更高的权重，而区分性权重在判断差别时被认为更加重要。
近年来，相似性的研究开始深入探讨更加复杂的判断过程。提出了一个更加完善的结构一映射模型。这个模型的核心理论是：心理表征是具有结构的，两种事物之间的相似是由两个基本的限制条件决定的，即结构一致性和系统性。根据这个模型，Medin、Goldstone和Gentner对Tversky的研究进行了扩展。他们的研究引入了特征和关系的概念。实验使用特征相似和关系相似两种材料，让被试分别选择和样例图形最相似的和差异最大的。他们发现关系选项用的比特征选项更多。这个结论说明相似和差异判断并不是简单的互补性关系。特征和关系在两种判断中起着不同的作用。国内的相似性研究对于差异性判断与相似性判断的关系问题还很少涉及。因此，对这一有理论和实践意义的领域进行全面、深入地研究是迫切和必要的。
关于相似性和差异性判断的关系研究大多是采用词对进行判断。有研究证明材料的知觉状态对相似性判断也有影响。那么用语义材料研究的结果是否也适用于图形的研究呢?Hasson和Sloutsky使用图形和语义两种材料进行相似性和差异性判断的研究发现：在只有图片呈现的情况下，相似性判断的得分小于差异性判断的得分，差异性判断较为保守；在只有词和词与图片共同呈现的情况下，相似性判断的得分大于差异性判断的得分，相似性判断较为保守。这说明用语义材料和用图形材料进行研究，结果是不同的。而且Medin、Goldstone和Gentner的研究只是用判断得分作为因变量，不能深入地解释相似性判断和差异性判断的过程，那么使用反应时作为因变量是否可以进一步分析相似性和差异性判断在加工机制上存在的差异呢?反应时间是认知研究中的常用的参考指标。一般来说，当涉及快速加工过程时，多利用反应时作为指标，它可以更直观地反应加工过程。由于本实验图形较为简单，对于这种简单材料进行相似性和差异性判断的过程所用时间也较短。而且要求被试又快又准地做出判断，在这种情况下记录的反应时间应该可以反映相似性判断和差异性判断的加工过程。
本研究采用与标准刺激特征相似和关系相似的图片。让被试分别进行相似性和差异性判断，选择概率和反应时为因变量，分析相似性判断和差异性判断的关系以及两种判断过程的机制。拟验证下列假设：相似性判断和差异性判断不是镜像关系，差异性判断比相似性判断更加复杂；在特征与关系共存的时候。特征和关系在相似性判断和差异性判断中起着不同的作用，相似性判断更多地考虑关系，差异性判断更多地考虑特征。
2 研究方法
2．1被试
选取80名大学生作为被试。男女各半，随机分为两组。
2．2实验材料
实验材料共有72张图片。每一张图片都是由三个图形组构成，其中一个为标准刺激(T)，另外两个为备择刺激(A和B)。这些图形组均是由不同形状和不同颜色的几何图形组成。其中一个备择刺激与标准刺激有相同特征而关系不尽相同，称为相同特征选项。简称特征选项。另一个选择刺激与标准刺激有相同的关系而特征不尽相同，称为相同关系选项，简称关系选项。例如：图中，A与T有一个相同的特征(紫色的三角形)，但A与T中三个图形之间的关系不同，所以A为特征选项：B与T中三个图形之间的关系相同(相同的颜色)，但特征不同，所以B为关系选项。每张图片大小为43.25cm×32.25cm，每个图形组的大小为8cm×8cm，三个图形组位于图片的正中，标准刺激在图片上方，两个备选刺激并列在图片下方。
2．3实验仪器
联想PentiumIV计算机，17″纯平显示器。实验采用DMDX刺激呈现程序进行编程。
2．4实验程序
实验设计为2×2被试内设计，一个因变量是相似类型，有特征相似和关系相似两个水平，另一个因变量是判断任务，有相似判断和差异判断两个水平。实验开始，被试坐在计算机前，两眼距离屏幕50cm。图片随机呈现，每张图片呈现时间为50秒。要求被试从A、B两个选项中选择与标准刺激T最相似的(或差异最大的)。如果被试认为选项A与T最相似(或差异最大)则按左shift键。如果被试认为选项B与T最相似(或差异最大)则按右shift键，要求又快又准。按键后图片消失，随之出现100ms的白屏，接着呈现下一张图片。为平衡顺序效应，一组被试先进行相似性判断。再进行差异性判断，另一组相反。两种判断测试间隔时间在一周以上。每次测试中每个被试都要完成72张图片的判断。一周之后做另一组实验。计算机自动记录选择结果及反应时。 3 结果与分析
因为有13名被试未能参加第二次测试，所以他们的实验数据无效。实验得到有效被试67人。采用SPSS12.0来整理和统计数据。计算特征选项和关系选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率的平均数。
对特征选项和关系选项在相似判断和差异判断中被选择的概率作卡方检验，相似判断中x2=15.57，p<0.01，差异判断中x2=8.25，p<0.01。对72张图片根据特征选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率绘制散点图。
对72张图片根据关系相似选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率绘制散点图。
如果相似性判断和差异性判断是相反的，那么根据特征选项和关系选项在两种判断中被选择的概率描绘的 点应该位于斜率为-1的直线两侧。如果这些点位于斜率为-1的直线上方，说明该选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率都较大；如果这些点位于斜率为-1的直线下方，说明该选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率都较小。由图可以看出关系选项在相似性判断和差异性判断中被选择的次数比特征选项在两种判断中被选择的概率大。卡方检验表明这种差异是显著的。所以相似性判断和差异性判断不是相反的，相似判断和差异判断都倾向于选择关系选项。
计算特征选项与关系选项在相似判断和差异判断的反应时的平均数和标准差。
以判断任务和相似类型为被试内因素，对判断的反应时进行重复测量的方差分析，发现相似类型的主效应显著，F(1,2254)=32.21，p<0.01；判断类型的主效应不显著，F(1,2254)=1.96，p>0.05。判断任务和相似类型之间存在显著的交互作用，F(1,2254)=22.81，p<0.01。对判断任务和相似类型做简单效应分析，发现特征选项和关系选项在相似判断水平上判断反应时的差异显著，F(1,2254)=21.83，p<0.01；特征选项和关系选项在差异判断水
平上判断反应时的差异显著，F(1,2254)=4.79，p<0.05。相似判断和差异判断在特征水平上的差异不显著，F(1,2254)=0.28，p>0.05；相似判断和差异判断在关系水平上的差异显著，F(1,2254)=55.13，p<0.01。结果表明，做相似判断时选择特征选项的反应时显著大于选择关系选项的反应时；差异判断时选择特征选项的反应时显著小于选择关系选项的反应时。选择关系选项时，相似判断的反应时显著小于差异判断的反应时。
4 讨论
4．1 相似性判断和差异性判断标准的差异
实验采用了与标准刺激关系相似和特征相似的两种材料进行研究。结果表明，被试对与标准刺激不同相似类型的选择刺激进行的相似判断和差异判断不是相反的过程。关系相似与特征相似所起的作用判断任务有关。相似判断中更多地将关系选项选择为最相似，这表明了被试在进行相似判断时更多地是以关系相似作为判断标准。在差异判断中，如果以关系作为标准，那么特征选项应被选择为差异最大的；如果以特征作为标准，那么关系选项应被选择为差异最大的。结果发现差异判断中也倾向于选择关系选项，表明了被试在进行差异判断时更多地考虑特征。以上结果与Medin、Goldstone和Gentner在1990年用特征和关系选项进行相似判断和差异判断的结果是一致的。
这个结果可以用结构一映射的理论来解释：差异性判断比相似性判断更多地关注两个体之间的差异，匹配性差异比非匹配性差异更为重要。特征选项中没有标准刺激中具有的关系，被试将这种差异看作一种非匹配(nonalignable difference)的差异，特征选项和关系选项都具有特征的匹配性差异(alignable diffeterse)。在差异判断时，非匹配差异没有受到关注，被试比较的是匹配性差异，所以关系选项就被选择为与标准差异较大。这进一步说明在材料复杂的情况下，相似性判断和差异性判断是两个独立的过程。
4．2相似性判断和差异性判断反应时的差异
本实验在研究方法上增加了反应时作为研究指标进一步分析相似性判断和差异性判断的差异，特征选项在相似判断和差异判断时被选择的次数都少于关系选项，所以关系选项更能反映了两种判断反应时的关系。在关系选项被选择时，相似判断的反应时和差异判断的反应时存在着显著差异，差异判断反应时的平均数大于相似判断反应时的平均数。这表明差异判断的过程比相似判断的过程更加复杂，需要更多的时间进行加工。在相似判断时选择特征选项的反应时要大于选择关系选项的反应时，因为如果选择特征相似作为判断标准，其加工过程会较为复杂，需要对每个特征进行加工，通过共同特征和区分性特征的数量来总结每个选项与标准选项的相似性，然后对两个选项进行比较选择出与标准更相似的一个。如果将关系作为标准，具有相似关系的选项很快地就被识别出来，选项中的特征不是分别进行加工而是作为一个整体进行加工。所以这个过程所花费的时间要比选择特征作为标准时短。在做差异判断时情况就不同了，特征选项与标准选项没有相同的关系，这种差异是非匹配性的差异：关系选项与标准选项之间的差异是匹配性差异。由于差异判断对匹配性差异更加关注，将注意更多地放在了以特征为标准的差异比较上，所以将关系选项判断为差异较大的时候，其加工时间较短。如果选择关系作为判断标准，由于关系是非匹配性差异，获得的注意较少，所以加工时间会比选择特征为标准的加工时间长。根据认知经济性原则所描述的，在信息加工过程中，人们会根据需要调整策略，选择更加经济有效的方式进行加工。所以在相似性判断时选择用关系为标准，而在差异判断时选用特征作为标准，是经济而快捷的加工策略。这个结果进一步说明相似性判断和差异性判断的判断标准是不同的，也表明这是两种不同的加工过程。
5 结论
(1)对特征选项和关系选项进行的相似性判断和差异性判断不是相反的过程。差异性判断的时间长于相似性判断，差异性判断过程更为复杂。
(2)相似性判断和差异性判断的过程是不同的，使用特征相似作为判断标准还是使用关系相似作为判断标准取决于判断类型，相似性判断更多地考虑关系，差异性判断更多地考虑特征。
关键词 相似性判断，差异性判断，反应时，特征相似，关系相似。
分类号 B842.1
1 问题提出
相似性在基本认知加工过程中起着重要的作用，是分类研究的核心内容。以往关于相似性的许多研究和理论都默认为相似性判断和差异性判断在逻辑上是相反的。随着相似性研究的深入，相似性判断与差异性判断的关系问题逐渐受到关注。
以相似性的空间模型为基础的相似性研究默认为相似性判断和差异性判断在逻辑上是镜像的。空间模型把物体表征置于一个空间中，物体以节点或向量的形式在语义空间中呈现，物体之间的距离反映出他们之间的相似程度。这个模型的理论认为相似性和差异性判断的过程是相同的，事物之间的相似性是用差异性来衡量的。随着相似性研究的发展，提出了越来越多不同的意见。许多实验研究发现相似性判断和差异性判断的过程是有区别的。例如：Hollingworth的实验要求被试评价一些手写体材料与例子的相似性和差异性程度。相关系数和被试的内省报告证明相似性判断以整体的、更普遍的标准为基础，差异性判断趋向于以细节为基础。Hasson和Sloutsky使用图形和词进行相似性和差异性判断的研究中发现，差异性判断的反应时间大于相似性判断的反应时间。他们认为差异性判断是一个更长的过程，差异性判断是以发现特征的不同点为基础的。差异性判断比相似性判断更为谨慎同。
在相似性的研究中影响较大的是Tversky的对比模型，对比模型假设两个实体之间的相似性是共有特征与区分性特征的有效函数。Tversky对相似性判断和差异性判断的关系进行了研究，发现当人们判断两个对象更加相似时，倾向于对共有特征赋予更高的权重，而区分性权重在判断差别时被认为更加重要。
近年来，相似性的研究开始深入探讨更加复杂的判断过程。提出了一个更加完善的结构一映射模型。这个模型的核心理论是：心理表征是具有结构的，两种事物之间的相似是由两个基本的限制条件决定的，即结构一致性和系统性。根据这个模型，Medin、Goldstone和Gentner对Tversky的研究进行了扩展。他们的研究引入了特征和关系的概念。实验使用特征相似和关系相似两种材料，让被试分别选择和样例图形最相似的和差异最大的。他们发现关系选项用的比特征选项更多。这个结论说明相似和差异判断并不是简单的互补性关系。特征和关系在两种判断中起着不同的作用。国内的相似性研究对于差异性判断与相似性判断的关系问题还很少涉及。因此，对这一有理论和实践意义的领域进行全面、深入地研究是迫切和必要的。
关于相似性和差异性判断的关系研究大多是采用词对进行判断。有研究证明材料的知觉状态对相似性判断也有影响。那么用语义材料研究的结果是否也适用于图形的研究呢?Hasson和Sloutsky使用图形和语义两种材料进行相似性和差异性判断的研究发现：在只有图片呈现的情况下，相似性判断的得分小于差异性判断的得分，差异性判断较为保守；在只有词和词与图片共同呈现的情况下，相似性判断的得分大于差异性判断的得分，相似性判断较为保守。这说明用语义材料和用图形材料进行研究，结果是不同的。而且Medin、Goldstone和Gentner的研究只是用判断得分作为因变量，不能深入地解释相似性判断和差异性判断的过程，那么使用反应时作为因变量是否可以进一步分析相似性和差异性判断在加工机制上存在的差异呢?反应时间是认知研究中的常用的参考指标。一般来说，当涉及快速加工过程时，多利用反应时作为指标，它可以更直观地反应加工过程。由于本实验图形较为简单，对于这种简单材料进行相似性和差异性判断的过程所用时间也较短。而且要求被试又快又准地做出判断，在这种情况下记录的反应时间应该可以反映相似性判断和差异性判断的加工过程。
本研究采用与标准刺激特征相似和关系相似的图片。让被试分别进行相似性和差异性判断，选择概率和反应时为因变量，分析相似性判断和差异性判断的关系以及两种判断过程的机制。拟验证下列假设：相似性判断和差异性判断不是镜像关系，差异性判断比相似性判断更加复杂；在特征与关系共存的时候。特征和关系在相似性判断和差异性判断中起着不同的作用，相似性判断更多地考虑关系，差异性判断更多地考虑特征。
2 研究方法
2．1被试
选取80名大学生作为被试。男女各半，随机分为两组。
2．2实验材料
实验材料共有72张图片。每一张图片都是由三个图形组构成，其中一个为标准刺激(T)，另外两个为备择刺激(A和B)。这些图形组均是由不同形状和不同颜色的几何图形组成。其中一个备择刺激与标准刺激有相同特征而关系不尽相同，称为相同特征选项。简称特征选项。另一个选择刺激与标准刺激有相同的关系而特征不尽相同，称为相同关系选项，简称关系选项。例如：图中，A与T有一个相同的特征(紫色的三角形)，但A与T中三个图形之间的关系不同，所以A为特征选项：B与T中三个图形之间的关系相同(相同的颜色)，但特征不同，所以B为关系选项。每张图片大小为43.25cm×32.25cm，每个图形组的大小为8cm×8cm，三个图形组位于图片的正中，标准刺激在图片上方，两个备选刺激并列在图片下方。
2．3实验仪器
联想PentiumIV计算机，17″纯平显示器。实验采用DMDX刺激呈现程序进行编程。
2．4实验程序
实验设计为2×2被试内设计，一个因变量是相似类型，有特征相似和关系相似两个水平，另一个因变量是判断任务，有相似判断和差异判断两个水平。实验开始，被试坐在计算机前，两眼距离屏幕50cm。图片随机呈现，每张图片呈现时间为50秒。要求被试从A、B两个选项中选择与标准刺激T最相似的(或差异最大的)。如果被试认为选项A与T最相似(或差异最大)则按左shift键。如果被试认为选项B与T最相似(或差异最大)则按右shift键，要求又快又准。按键后图片消失，随之出现100ms的白屏，接着呈现下一张图片。为平衡顺序效应，一组被试先进行相似性判断。再进行差异性判断，另一组相反。两种判断测试间隔时间在一周以上。每次测试中每个被试都要完成72张图片的判断。一周之后做另一组实验。计算机自动记录选择结果及反应时。 3 结果与分析
因为有13名被试未能参加第二次测试，所以他们的实验数据无效。实验得到有效被试67人。采用SPSS12.0来整理和统计数据。计算特征选项和关系选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率的平均数。
对特征选项和关系选项在相似判断和差异判断中被选择的概率作卡方检验，相似判断中x2=15.57，p<0.01，差异判断中x2=8.25，p<0.01。对72张图片根据特征选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率绘制散点图。
对72张图片根据关系相似选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率绘制散点图。
如果相似性判断和差异性判断是相反的，那么根据特征选项和关系选项在两种判断中被选择的概率描绘的 点应该位于斜率为-1的直线两侧。如果这些点位于斜率为-1的直线上方，说明该选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率都较大；如果这些点位于斜率为-1的直线下方，说明该选项在相似性判断和差异性判断中被选择的概率都较小。由图可以看出关系选项在相似性判断和差异性判断中被选择的次数比特征选项在两种判断中被选择的概率大。卡方检验表明这种差异是显著的。所以相似性判断和差异性判断不是相反的，相似判断和差异判断都倾向于选择关系选项。
计算特征选项与关系选项在相似判断和差异判断的反应时的平均数和标准差。
以判断任务和相似类型为被试内因素，对判断的反应时进行重复测量的方差分析，发现相似类型的主效应显著，F(1,2254)=32.21，p<0.01；判断类型的主效应不显著，F(1,2254)=1.96，p>0.05。判断任务和相似类型之间存在显著的交互作用，F(1,2254)=22.81，p<0.01。对判断任务和相似类型做简单效应分析，发现特征选项和关系选项在相似判断水平上判断反应时的差异显著，F(1,2254)=21.83，p<0.01；特征选项和关系选项在差异判断水
平上判断反应时的差异显著，F(1,2254)=4.79，p<0.05。相似判断和差异判断在特征水平上的差异不显著，F(1,2254)=0.28，p>0.05；相似判断和差异判断在关系水平上的差异显著，F(1,2254)=55.13，p<0.01。结果表明，做相似判断时选择特征选项的反应时显著大于选择关系选项的反应时；差异判断时选择特征选项的反应时显著小于选择关系选项的反应时。选择关系选项时，相似判断的反应时显著小于差异判断的反应时。
4 讨论
4．1 相似性判断和差异性判断标准的差异
实验采用了与标准刺激关系相似和特征相似的两种材料进行研究。结果表明，被试对与标准刺激不同相似类型的选择刺激进行的相似判断和差异判断不是相反的过程。关系相似与特征相似所起的作用判断任务有关。相似判断中更多地将关系选项选择为最相似，这表明了被试在进行相似判断时更多地是以关系相似作为判断标准。在差异判断中，如果以关系作为标准，那么特征选项应被选择为差异最大的；如果以特征作为标准，那么关系选项应被选择为差异最大的。结果发现差异判断中也倾向于选择关系选项，表明了被试在进行差异判断时更多地考虑特征。以上结果与Medin、Goldstone和Gentner在1990年用特征和关系选项进行相似判断和差异判断的结果是一致的。
这个结果可以用结构一映射的理论来解释：差异性判断比相似性判断更多地关注两个体之间的差异，匹配性差异比非匹配性差异更为重要。特征选项中没有标准刺激中具有的关系，被试将这种差异看作一种非匹配(nonalignable difference)的差异，特征选项和关系选项都具有特征的匹配性差异(alignable diffeterse)。在差异判断时，非匹配差异没有受到关注，被试比较的是匹配性差异，所以关系选项就被选择为与标准差异较大。这进一步说明在材料复杂的情况下，相似性判断和差异性判断是两个独立的过程。
4．2相似性判断和差异性判断反应时的差异
本实验在研究方法上增加了反应时作为研究指标进一步分析相似性判断和差异性判断的差异，特征选项在相似判断和差异判断时被选择的次数都少于关系选项，所以关系选项更能反映了两种判断反应时的关系。在关系选项被选择时，相似判断的反应时和差异判断的反应时存在着显著差异，差异判断反应时的平均数大于相似判断反应时的平均数。这表明差异判断的过程比相似判断的过程更加复杂，需要更多的时间进行加工。在相似判断时选择特征选项的反应时要大于选择关系选项的反应时，因为如果选择特征相似作为判断标准，其加工过程会较为复杂，需要对每个特征进行加工，通过共同特征和区分性特征的数量来总结每个选项与标准选项的相似性，然后对两个选项进行比较选择出与标准更相似的一个。如果将关系作为标准，具有相似关系的选项很快地就被识别出来，选项中的特征不是分别进行加工而是作为一个整体进行加工。所以这个过程所花费的时间要比选择特征作为标准时短。在做差异判断时情况就不同了，特征选项与标准选项没有相同的关系，这种差异是非匹配性的差异：关系选项与标准选项之间的差异是匹配性差异。由于差异判断对匹配性差异更加关注，将注意更多地放在了以特征为标准的差异比较上，所以将关系选项判断为差异较大的时候，其加工时间较短。如果选择关系作为判断标准，由于关系是非匹配性差异，获得的注意较少，所以加工时间会比选择特征为标准的加工时间长。根据认知经济性原则所描述的，在信息加工过程中，人们会根据需要调整策略，选择更加经济有效的方式进行加工。所以在相似性判断时选择用关系为标准，而在差异判断时选用特征作为标准，是经济而快捷的加工策略。这个结果进一步说明相似性判断和差异性判断的判断标准是不同的，也表明这是两种不同的加工过程。
5 结论
(1)对特征选项和关系选项进行的相似性判断和差异性判断不是相反的过程。差异性判断的时间长于相似性判断，差异性判断过程更为复杂。
(2)相似性判断和差异性判断的过程是不同的，使用特征相似作为判断标准还是使用关系相似作为判断标准取决于判断类型，相似性判断更多地考虑关系，差异性判断更多地考虑特征。