Psych Lab / 实验图鉴EXHIBIT 05 / PARADIGM

知觉 / 1971

心理旋转

Mental Rotation

角度差与形状判断

判断两个物体是否相同,为什么转得越远,判断往往越慢?

被试的任务判断两个物体能否仅靠旋转重合;这里播放的是形状相同的试次。

研究者改变角度差 × 旋转方向

记录什么两个图形出现到作出相同判断的时间

01 / 实验演示

教学模拟 · 非原始研究数据
准备演示TRIAL 01 / 24
正在准备实验…
01注视02刺激03记录
每次响应结束后,右侧会留下一个数据点。

02 / 反应时记录

0 / 24 观察
反应时 / ms0750150022503000060120180两个物体的角度差 / °等待第一个观察点
○ 一个正确响应━ 平均反应时连线
平面内旋转等待更多数据深度旋转等待更多数据
查看已形成的数据 · 0 次
教学模拟 · 仅当前已播放的观察;不是原始研究数据
条件角度 / °n均值 / ms
平面内旋转00—
平面内旋转600—
平面内旋转1200—
平面内旋转1800—
深度旋转00—
深度旋转600—
深度旋转1200—
深度旋转1800—

每个点代表一次模拟反应;线表示当前平均值。
这些数值用于演示,不是原始研究数据。

播放速度只改变观看节奏,图中 RT 不变。随时暂停或逐阶段查看;切到其他标签页会自动暂停。

实验结果 / 主要发现

同一个物体,朝向相差越大,判断相同往往越慢。

把实验条件放在一起比较

两个物体角度差较小判断相同较快
两个物体角度差较大判断相同较慢

这里比较形状相同的试次;镜像图形不能仅靠旋转重合。 研究依据 ↗

01为什么能这样判断?

物体本身相同,改变的只是朝向。判断时间却随角度差增大而上升,说明朝向调整与比较过程有关。

02我们能从中推断什么?

一种解释是,人会在头脑中把物体“转过去”再比较。要转的角度越大,就需要更多时间;这就是心理旋转的基本想法。

结论的范围实验记录的是回答时间,不是脑内影片。它不能单独证明心理表征就是一幅会转动的图像。

上面概括的是文献中的发现与解释。本页播放的数据由教学脚本预设,用来展示比较方法。

形状对照 · 不计入实验数据

转回去,能重合吗?

拖动角度,让右侧物体转回 0°。切换到镜像后,单靠旋转无法让两个三维物体重合。

这是帮助理解任务的外部示意,不是被试头脑中过程的实测。

05 / 结论的限制

这些结果还不能说明什么?

镜像判断、熟悉图形、练习和任务策略都可能改变表现。本页曲线不代表所有心理旋转任务。

反应时与角度相关,不能单独决定心理表征究竟以“图像”还是其他形式存储。

原始研究与后续进展

原始实验与本页演示

Shepard 与 Metzler(1971)使用三维积木结构的透视图,让被试区分旋转后的同一物体与镜像物体。本页用原创结构示范,并只把“相同”试次纳入曲线。

后续研究

后续理论讨论指出,被试的知识、预期和判断策略也需要纳入解释。图像式表征如何与其他认知过程配合,仍需结合更多证据。

展开实验设计与模拟说明

使用原创的十立方体结构,平面内与深度旋转各 12 次;另设镜像示意说明“不同”指什么。

24 次模拟正确反应;0° / 60° / 120° / 180° × 两种方向 × 3 次。RT = 720 + 10 × 角度,再加 −90 / 15 / 75 ms 波动;两种方向采用相同参数,只演示经典趋势。

每个点是一名虚构被试的一次正确响应,并非独立参与者。真实研究还要处理错误率、异常反应、参与者差异与统计不确定性。

教学编排使用固定顺序便于比较;真实实验通常需要随机化或平衡顺序。重置后会重放相同的数据。