天文学登记的方法

时间:2023-12-13 14:39:03

然而,尽管这些天文观察和用“眼耳法”模仿它们的心理实验对于一种注意理论来说多么有趣,它们仍然没有为我们提供关于心理过程持续时间的直接信息。把通过的实际时间和估计时间之间的绝对差异作为与任何特定的心理活动相对应的一般时间也是错误的。这是因为,我们已经看到,这种差异仅仅依靠印象的客观变化和注意调节中的变化这两者的相互关系。根据实验的条件,这种相互关系可以是正的,也可以是负的,还可以等于零。当实际的通过时间和感知的通过时间接近重合时,相继的速率当然就等于零了。

天文学登记的方法

但是,还有另外一种方法给我们带来了更符合愿望的结果。像第一种方法一样,它也是从天文学进入心理学的。为了避免“眼耳法”产生的相当大的个体差异,并在估计星体运行的时间方面获得更大的精确性,天文学家开始采纳一种不同的观察方法,称为“登记法”(registration-method)。对星体在望远镜的目镜上通过时进行的观察与先前一模一样,只是对钟摆摆动不予计数。在星体通过子午线的一瞬间,观察者动一下手,在测时计上作一记录。该装置的使用如下:一种类似时钟构造的装置将一张没有尽头的纸条从一个圆筒转向另一个圆筒,以便在双重登记仪前以恒定的速度移动。登记仪的一半由一根书写杆构成,书写杆由一个磁电器推动,每当钟摆摆动通过磁电器的静止位置时,磁电器就产生作用。如果钟摆在一秒钟内作一次完整的来回运动,则书写杆就每半秒钟移动一次,结果在那条转动的纸片上画出的线条便呈现暂时的高度(见图44的UU′)。登记仪的另一半也存在类似的书写杆,它与发报中使用的那种键相联结。观察者用手压键,使键处于闭合状态,然后在星体通过望远镜中线的瞬间将键松开。书写杆的运动便随之发生,这种运动的始端可以从同时记录的半秒钟摆而确定下来。由此可见,如果UU′是在转动的纸片上画出的半秒线,而RR′是对观察者的手的反应运动的记录,那么我们便可确定第二根书写杆开始上升的时间c,其方法是对线段UU′画一条垂线cb,并对时间ab(时间ab是在b和上一个半秒开始之间逝去的时间)进行测量。接着,用时空换算的办法完成这项工作。如果ab=1/4aa′,那么在时间值a上必须加(1/4)″。

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正如人们期待的那样,用登记法对星球的运行进行天文观察,比之用眼耳法进行观察,表现出较小的个体差异。但是,差异不会消失。这些差异仍然会达到一秒的几百分之一,甚至几十分之一。对此,是不难理解的。我们不可能假定手动反应会与星体的实际通过同时发生,在星体通过和它被人们感知之间将逝去一定的时间,而且在感知和实施手动之间也会逝去一定的时间,逝去的时间在不同的个体中可能是不同的,这就决定了“个体差异”。确实,这些较少的时间值的组成成分比起用眼耳法找到的时间值的组成成分,显然是一个更为复杂的问题。首先,占据一定时间的生理过程进入了考虑中的整个运动过程。星体穿越子午线的印象必定传到大脑里,并在大脑里唤起兴奋;然后,在手动发生之前,意志的冲动必定传递到肌肉,受到刺激的肌肉引起收缩。有两种纯粹的生理反应必须加入这些情形中去,那就是印象统觉的心理过程或心物过程(psychophysical processes),以及意志冲动的心理过程或心物过程。即便在与此类似的活动中,对印象的运动应答如此确切地被期盼,致使统觉和相应的运动这两种活动可能在时间上恰好重合,但是,看来仍然有必要假设,整个心物过程将占据感官印象和反应运动之间那部分逝去的时间。当我们考虑仍有可能产生的个体差异的量值时,这种假设便成为可能。如此之大的差异可以被期望在涉及心理过程的地方找到,但是,很难在涉及生理的或以生理为条件的地方找到。登记法也不会告诉我们有关各种过程实际时值的任何东西。我们不知道星体运行的实际时间,因此仍然局限于这样的推论,由于观察者之间的差异如此之大,由此产生的时间差异也是较大的。

但是,这里不难引入一些人为的实验条件,这些条件可以对讨论中的绝对时间进行测量。为此目的,我们可以运用同样的天文学方法,除了登记时间和运动的仪器以外,还引进了第三根书写杆,以便在提供外部感官刺激的瞬间,从转动的纸上进行标记。由于所需确定的时间和时间差异可能很小,因此也有利于用其他更精确的测时仪来取代在记录时间曲线方面使用的钟摆。最好的东西是一只振动的音叉(tuning-fork),迄今为止,这一技术已经如此简化,以至于只需一根硬毛附在音叉上面便能充分地跟踪音叉的运动。例如,如果图45里的SS′表示振动音叉所画的线,RR′表示观察者的手动反应,第三根线EE′(位于两根线之间)则表示刺激的客观发生瞬间该刺激所作的自我登记(self-registration)。从表示刺激提供的高度开始,从对刺激作出应答的反应活动开始,就音叉曲线SS′作两条垂线ab和cd,接着用已知的音叉振动的持续时间去测量b和d之间的时间。例如,如果音叉在一秒钟里振动100次——100次完整的振动,每一次振动由一个波峰和一个波谷组成——这样一来,每一个1/10的来回运动便相当于1‰秒,这一空间值太小了,以至于无法允许正确的测量。距离bd相当于10.4%=104‰或0.104″。用这种方法在印象和反应活动之间测出的时间叫做反应时(reaction-time)。正如我们已经见到的那样,反应时由纯粹的生理过程和心理过程所组成。我们无法将这两者分开,或者以猜测的可能性弄清这种心理组成成分的时间值。尽管对心理学来说,仅仅确定反应时几乎并不具有任何重要性,然而,它在一切可能的心理时间测量中是必不可少的第一步。认识到这一点,我们必须稍微详细地考虑一下反应时问题。

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由于反应时在某些情形里可能只达到0.1″~0.2″,而与反应时相联结的心理过程的时间值,以及依靠反应时而接近的时间值往往较大,因此,这种计算音叉振动的方法在实验的应用方面变得过于累赘和拖沓。一般情况下,往往用一种更新的装置去替代它,该装置的工作原理如下:振动体并不在纸上记录它的运动,而是对十分迅速运转的时钟装置的进程进行调节。一根振动弹簧取代了不太方便的音叉,并与一只钟表齿轮联结起来,其联结方式是这样的,即每次振动时齿轮只转动一个齿。同一个齿轮与一个钟面相联结,在钟面上可以直接读出逝去的时间。为了测量较长的时间,在时钟的齿轮装置中引入一些联结,类似于在普通的秒表中联结齿轮的装置,该齿轮带动秒针并调节时针。此外,还进一步引进了一种磁电器系统,它使我们能够用通电或断电的办法在任何时刻阻止或启动秒针的运动。现在,可以容易地用这样的方式去安排实验,即提供外部的感官印象,使时钟转动起来,观察者作出反应,使时钟停止转动。指针在此之前的位置和在此之后的位置之间的差异为我们提供了反应时。