标题：空间表象模型
概述
  空间表象模型赫特洛切尔认为，在研究线性三段论推理时，除了要考虑人们用于对他们自己表征前提中三个项之间
相互次序的形式外，还要考虑他们从给定前提中达到这种表征的智力操作过程。
问题和假设
赫特洛切尔在对亨特的研究进行分析后，指出亨特的研究结果难以令人满意，其理由有以下两点： 
一是亨特对不同问题形式的难度次序的预测不够正确； 
二是亨特的分析与被试对所用策略的自我描述不一致，被试几乎普遍宣称在其头脑中建构了这些项目的空间列阵，而亨特的研究没有注意到这一点。 
关于很多被试宣称在其头脑中建构了前提中三个项的空间列阵这种现象，在德索托等人（1965）的研究中已有描述。这种在心中建构空间列阵的现象是指，当仅涉及前提中所提到的三个词项之间的次序时，例如任意三个人之间谁最高这样的次序问题时，被试会根据在心中所建构的空间列阵结果来决定怎样回答。 
更精确地说，被试对自己推理过程的描述是：首先，他们在阅读完第一前提后会对笫一前提中给定的两个项进行位置排列，其排列方法主要有以下两种：
一是把它们排列成垂直形状，例如把前提中的A、B两个项排列成的形状；二是把它们排列成水平形状，例如把前提中的A、B两个项排列成AB的形状。 
对于排成垂直形状的被试，一般地说是自上而下建构列阵；对于排列成水平形状的被试，一般地说是从左到右建构列阵。有的被试说，他们把首先提到的项，即前提中语法上的主项置于顶部或左边的位置，然后标上相应的轴。例如，对于像“苏珊没有安娜漂亮”这样的前提，被试会把苏珊置于心理表象的顶部或左边，然后把更漂亮者（在这一前提中是安娜）置于底部或右边。不过，被试有时也报告说在他们心中建立的轴的两极是固定的。比如，把更高或“更漂亮者放在顶部。当轴的两极是固定的，而前提所描述的轴的底部或右边的极是像“约翰比山姆矮”时，被试报告说，他们会把后提到的项（山姆）置于左边或顶部。被试在对第一前提建构了这样的列阵后，再考虑第二前提。在阅读第二前提时一般不会对它建立单独的表象列阵。一般情况是，将第二前提中提到的第三个词项加入到对第一前提进行分析后所建立的心理表象中去，其目标就是要对第三个项进行辨别,并决定它在与另两个项相比后的相应位置。 
赫特洛切尔认为，他设计的实验研究的指导思想就是试图揭示人们到底是怎样解决线性三段论问题的。要研究被试宣称的是在一种表象空间中排列项目的内省报告的心理活动，应该了解被试内省中的某些变量： 
首先，是什么因素决定被试把这些项目排列成垂直形状或水平形状的？ 
其次，当被试选定轴后，又是什么决定被试选择不同推理程序的？是先把项目按呈现次序排好再固定轴的两极进行反应呢，还是先固定好轴的两极后进行对项目排列的反应？ 
赫特洛切尔认为，在研究线性三段论推理时，既要考虑人们用于对他们自己表征前提中三个项之间相互次序的形式，也要考虑他们从给定前提中达到这种表征的智力操作过程。他所实施的两个实验想要说明的主要问题就是：被试决定这些推理问题中笫三个项目的心理操作时，是否确实是与他们从一个言语描述中，在一个实际空间列阵中决定一个实际物体的位置的心理操作是一致的？
试验阶段
（一）实验一
被试　48名哈佛大学和拉德克利夫大学的大学生。 
装置　将问题录在录音磁带上，用录音机向被试呈现问题，并用秒表记录被试的反应时间。设计和程序　让我们约定把每个问题中的三个人称之为A1、A2（相应于第一前提中的更高者和更矮者）和B（在第二前提中出现的笫三个人）。用下述两种方法之一描述A1和A2的关系： 
A1比A2高； 
A2比A1矮。 
在呈现完第一前提后，要求被试先后回答“谁最高”和“谁最矮”两个问题。用下述四种方法之一来表达B和A1或B和A2的关系。在前两种方法中，B是语法上的主语；在后两种方法中，B是语法上的宾语： 
B比A1高；
B比A2矮；
A1比B矮；
A2比B高。
在呈现完第二前提后，或者要求被试回答“谁最高”，或者要求被试回答“谁最矮”的问题。记录从第二前提呈现完毕到被试作出反应的这段时间。两种可能的对第一前提的陈述方式，和四种可能的对第二前提的陈述方式组成了八种前提组合。它们与表4-8相对应。 
实验材料　一共给被试呈现了32个问题，上述每一类前提组合各包含四对。其中16题用男孩的名字，16题用女孩的名字。八种由在这些名字的不同组合、所问的问题和不同问题类型的次序等维度上变化。 
方法　对被试进行个别施测。要求被试解决的是比较人身高的三术语系列问题。为了把第二前提从第一前提中分离出来以便评估第二前提的难度，实验中不断变换呈现问题的形式。一般情况是，主试先呈现第一前提，在确定被试已理解第一前提后再呈现第二前提。 
实验结果　结果显示在表4-8中。 
表4-8 实验一的结果
项目
错误率
平均反应时
B作主语
①A1比A2高，B比A2矮
10%
1.41秒
②A2比A1矮，B比A1高
9%
1.42秒
③A1比A2高，B比A1高
11%
1.35秒
④A2比A1矮，B比A2矮
8%
1.42秒
B作主语时的总平均
10%
1.40秒
B用作宾语
⑤A1比A2高，A2比B高
17%
1.55秒
⑥A2比A1矮，A1比B矮
4%
1.61秒
⑦A1比A2高，A1比B矮
19%
1.57秒
⑧A2比A1矮，A1比B高
18%
1.57秒
B作宾语时的总平均
17%
1.58秒
从表4-8可知，在错误率方面，当把第二前提中出现和第三个项B作该前提的主语时（表中所列的第①～④题），平均错误率为10%；而当B作第二前提的宾语时（第⑤～⑧题），平均错误率为17%。用Wilcoxon标记等级检验，两者差异为P<0.01。这表明，就各种前提组合来说，当B作第二前提的主语时要比它作为宾语时的错误更少。 
类似地，在反应时方面，当在第二前提中出现的第三个项B作该前提的主语时,总的平均反应时为1.40秒，当第二前提中的B作宾语时的总的平均反应时为1.58秒。用Wilcoxon符号—等级检验，P<0.01，表明差异非常显著。 
赫特洛切尔认为，实验一的结果支持被试所说的在心中建构空间表象来解决线性三段论问题的心理加工过程。
二）实验二
方法　对于实物空间列阵问题，赫特洛切尔研究了主试所描述的移动项目的语法地位是怎样影响被动陈述的掌握的。当看得见的活动者与描述的活动者（即逻辑主语）是一致的时候，对其掌握最为容易，甚至在所描述的活动者在语法上是宾语的情况下也是如此。假如被试在三术语系列问题中把各个项目处理成实物，那么，在第二前提是被动语态的情况下，笫三个项目（描述的活动者）是语法宾语时，将比笫三项目是语法主语时的推理更容易。用通常的三术语系列问题难以研究这一问题，因为关系陈述没有语态。然而，有些具有被动语态形式的动词确实可以描述某种传递次序。以跑道上两个运动员一前一后进行跑步比赛的情况为例，我们可以说前面的运动员被后面的运动员追着跑（被动语态），也可以说后面的运动员追着前面的运动员跑（主动语态）。实验二所涉及的问题描述的就是三个运动员在跑道上奔跑的情况。较之实验一，问题情况稍微有些改变，以便能从第一前提中分离出来以便专门评估第二前提的难度。
被试　哥伦比亚大学教师学院的56名大学生，其年龄在22～45岁之间。
设计和程序实验二的设计和程序除以下两点与实验一不同外，其他与实验一相同。第一点不同是，在第一前提中有四种不同形式，而不是两种；第二点不同是，第二前提有八种不同形式，而不是四种。这是因为每种形式都有一个意义相同的形式的缘故。就像实验一那样，我们把第一前提中描述的两个人称之为A1和A2（相应地，一个人跑在前面，另一个人跑在后面），把第二前提所描述的第三个人称之为B，在呈现完第一前提后，要求被试回答“谁跑在前面？”或“谁跑在后面？”的问题。在第二前提可能有的八种形式中，有四种是逻辑主动语态，B在①和②中是语法主语—逻辑主语；在③和④两种形式中是语法宾语—逻辑宾语。其他四种形式是逻辑被动语态，其中B在⑤和⑥两种被动形式中是语法主语—逻辑宾语，在⑦和⑧两种被动形式中是语法宾语—逻辑主语。 
①B领着A1跑。 
②B尾随着A2跑。 
③A2领着B跑。 
④A1尾随着B跑。 
⑤B被A2领着跑。 
⑥B被A1尾追着。 
⑦A1被B领着跑。 
⑧A2被B尾追着。 
在向被试呈现完第二前提后，要求他们回答：“谁跑在最前面？”或“谁跑在最后面？”记录提问结束后到被试作出反应的时间。被试总共需要解答32个问题，即上述32种形式的问题。所有问题用的都是男孩的名字。
实验结果　本实验的结果显示在表4-9中。 
表4-9　实验二的结果
项目
错误率
平均反应时
B是语法主语—逻辑主语，如B领着A（1，2）跑
5%
1.39秒
B是语法宾语—逻辑宾语，如A（1，2）领着B跑
10%
1.38秒
B是语法宾语—逻辑主语，如A（1，2）被B领着跑
8%
1.44秒
B是语法主语—逻辑宾语，如B被A（1，2）领着跑
18%
2.14秒
实验结果
由表4-9可知，正如所预测的那样，当B是语法主语—逻辑宾语时，较之于它是语法宾语—逻辑主语时，被试对被动前提的判别结果在错误率和反应时两方面都比对主动前提的判别结果更多。这一结果表明，被试的心理操作确实把A1、A2和B想象成用实物在空间中排序一样，有如在卡车实验中那样。这种差异为“为了理解B的位置，被试必须在可看见的活动者和逻辑主语之间创造出一致的反应”这一观点提供了有力的证据。 
就赫特洛切尔所设计的这两个实验本身的相互关系而言，他认为有两个原因使得实验二的反应时与错误率不能与实验一直接比较。第一，实验二中反应时的开始时间与实验一的不一样，它是从提问后开始记时的，而不是在第二前提结束后。第二个原因是，实验二去掉了25个人的资料，因为他们的准确率是出于机遇性质的，这就可能造成样本容量的不同。尤其是，在前提上的问题也会有更大的难度。对表4-9中的数据用Friedman双侧方差分析检验结果表明，四种不同类别问题的平均错误率具有显著差异（P<0.01），其平均反应时的不同也有显著差异（P<0.01）。就像正确反应时的顺序那样，当B是前提的语法主语—逻辑宾语时，其问题难度为最难（其平均错误率为18%）。
模型结论
根据上面的研究结果，赫特洛切尔提出了著名的空间表象模型。该理论认为，被试在接收到两个前提中的信息后，会对前提中的各项形成视觉空间表象。例如，以“A>B，B>C”为例，被试会运用表象按各项的大小，或在纵轴方向自上而下，或在水平方向从左到右地依次排列形成一个空间序列或ABC。这样，三个逻辑项之间的关系就可以从它们在这个空间排列中的相对位置来判定。被试若要回答哪个最大或最小，就可以从这种空间关系中读出。
赫特洛切尔还进一步假定，任何一个特定的线性三段论推理的难度依赖于两个因素，即每个前提中的逻辑项的顺序和两个前提之间的顺序。根据宁愿方向原理（the principle of prefer direction），在建构心理表征时，自上而下地建构心理表征会比自下而上地建构更容易。根据极端项原理（the principle of end anchored），从极端项的一端向中间建构空间列阵会比由中间术语向外界建构空间列阵更容易。把这两个原理合在一起就可预测不同的三术语系列问题的难度问题。也就是说，一个最容易的问题是其首项为极端项 （如最大的或最小的） ，而其余各项又可以自上而下或从左到右地连续进入表象中的空间系列。因此，“A>B，B>C”应比“B>C，B具体地说，赫特洛切尔认为，人类在进行线性三段论推理时涉及如下一些心理操作。 
首先，被试对第一前提所描述的两个项在其想象空间中自上而下或从左到右地进行排列。如果关系项描述某种使他要特殊定向的维度，就会决定他先排那一项。对于其他的维度，他将从首先遇上的项（即语法<a href="#">主语）开始进行排序。一旦固定了轴的方向，被试就会在最顶部或最左边先放置项目。 
其次，被试从第一前提构成一个列阵后，就用第二前提来在其已构造的列阵中增加笫三个项目。正如被试所想象的，这种情境类似于在第一个积木实验中的情境：两个项目是固定的，必须根据言语描述来旋转一个项目（这是在第二前提中）。当移动项目是语法宾语时，被试将关系陈述进行变换，改变主、宾位置并颠倒关系项，由此使移动项成为语法主语。这种导向正确反应所需的心理操作就表现了极端项推理者对第二前提进行加工的影响。 
至此，还未检验极端项对第一前提的影响。极端项对第一前提的影响虽然没有像它对第二前提的影响那样明显，但这种影响仍然是值得注意的。假如第一前提的主项描述的是三个项中的某一个极端项的话，那么，该前提就是含有极端项的。当然，这还依赖于第二前提，因为在第二前提中才能指明笫三个项B的位置。B或者是在第一次匹配的底部或右边，或者是在第一次匹配的顶部或左边。人们可能会期望，假如被试的操作是自下而上或从右边开始的话，B在底部或右边时会比它在顶部或左边时更容易，因为这种方向对被试来说是最容易的。
当被试顺着一个标记了方向的轴对前提中的各项创造出一个特殊的列阵并由此而理解了前提的系列意义时，他们是满意的。他们把错误归因于建构准确列阵的难度，而不是归因于从列阵中获取答案的难度。这种空间列阵确实提供了令人满意的表征形式，因为他们保存了从前提中给定的信息。然而，当然存在着不同的表征次序方式。 
根据空间表象模型，在包含有“好的”和“坏的”的问题中，被试通常在视觉上把最好的放在最上面而把最坏的放在最下面。因此，根据宁愿方向原理，诸如“A比B更好，B比C更好”（即类型Ⅰ）的问题，要比诸如“C比B更坏，B比A更坏”（类型Ⅱ）的问题更容易一些，因为前者属于自上而下的问题而后者属于自下而上的问题。 
赫特洛切尔认为，他所提出的空间表象模型得到了他所设计的两个实验结果中的反应时和错误率两方面实验结果的支持。 
总的来说，赫特洛切尔的实验报告和空间表象模型较之以前的研究在两个大的方面有进步：一是他所控制的实验变量较之前人的实验更具体，有一定特色；二是他所提出的理论模型更多地倾向于用信息加工心理学的原理，着重从心理表征方面来对被试进行线性三段论推理时的心理加工过程作出解