《Cognition》：The temporal momentum effect reflects temporal cognition and cannot be entirely explained by central tendency and range effects
编辑推荐：
为解决个体在进行时间间隔的加减法运算时，是否依赖于对时间的内部表征而非感官能量累积，以及这种时间动量效应（Temporal Momentum Effect， TME）是否源于时间知觉的基本规律（如中心趋势和范围效应）这一核心问题，研究人员开展了时间算术认知研究。通过两项实验，他们发现无论使用“填满”还是“空白”的时间间隔，TME均存在，证实其源于时间认知；同时，TME受刺激范围影响但不能被中心趋势和范围效应完全解释，表明这是一种更高层次的认知偏差。该研究支持了时间、空间和数量信息共享处理机制的理论，对理解人类数量认知具有重要意义。
时间是构成我们感知世界的基本维度之一，与空间和数量信息共同构建了我们的量化认知框架。长久以来，研究者们好奇，大脑在处理这些不同类型的数量信息时，是否存在某种通用的“操作手册”？一个有趣的线索来自于“操作动量效应（Operational Momentum Effect, OME）”——当人们进行心算，尤其是估算加法或减法的结果时，会出现系统性的偏差：加法的结果倾向于被高估，而减法的结果则被低估。一种主流理论认为，这种偏差与我们大脑内部“心理数字线”上的空间注意力移动有关：加法操作会引导注意力向右移动，减法则向左。那么，一个自然而然的问题是：如果我们将数字换成时间，对两个时间间隔进行加法或减法运算时，是否也会出现类似的“时间动量效应（Temporal Momentum Effect, TME）”呢？如果存在，它是否只是时间知觉基本规律的副产品，还是揭示了时间表征本身也内嵌了某种空间结构？为了回答这些根本性问题，一项发表在《Cognition》上的研究通过两项精巧的实验，对时间动量效应进行了深入探索。
为探究上述问题，研究人员主要运用了心理物理学实验范式。具体技术方法包括：1. 时间算术任务：参与者通过听觉呈现接收两个时间间隔（操作数），然后通过持续按压空格键来再现加法或减法的结果时长。2. 刺激类型操控：在实验1中，对比了“填满间隔”（持续的白噪音）和“空白间隔”（由起始和停止信号界定的无声时段），以分离感官能量与时间持续时长的影响。3. 基线对照任务：要求参与者简单地再现单个时间间隔，作为比较基准。4. 刺激范围操控：在实验2中，设置了“低范围”和“高范围”两组不同均值与跨度的刺激集，以检验中心趋势效应和范围效应对TME的影响。实验通过PsychoPy软件编程实现，使用耳机呈现声音刺激，并记录了参与者的按键反应时长。
2.1. 方法
实验1旨在复制先前研究的同时，检验刺激类型（填满 vs. 空白）对TME的影响。参与者需要完成时间算术任务（加法和减法）以及基线（再现）任务，每种任务下分别使用填满和空白的听觉间隔作为刺激。实验设计严格控制了目标结果时长（600, 825, 1050 ms），并平衡了任务顺序。
2.4. 结果
- •
TME的验证：在两种刺激类型下，均观察到加法的再现时长显著长于基线，而减法与基线无显著差异。对于空白间隔，加法再现时长也显著长于减法。
- •
填满时长错觉：填满间隔的总体再现时长显著长于空白间隔，这与已知的“填满时长错觉”一致。
- •
中心趋势效应：无论刺激类型，短时长被高估，长时长被低估，再现值向测试范围的中心回归。
结论：TME在填满和空白间隔条件下均存在，表明参与者操作的是内部时间估计而非累积的感官能量，从而驳斥了纯粹的感觉整合假说，支持TME反映了时间认知过程。
3.1. 方法
实验2旨在检验TME是否能被时间知觉的基本原理——中心趋势效应和范围效应完全解释。参与者仅使用填满间隔，在“低范围”（目标时长600, 725, 850 ms）和“高范围”（目标时长850, 975, 1100 ms）两组条件下完成时间算术和基线任务。通过比较不同范围内TME的大小，可以检验范围效应的影响。
3.4. 结果
- •
TME的普遍存在与范围影响：在低范围和高范围下均观察到显著的TME（加法 > 减法）。更重要的是，TME的大小（加法与减法估计值之差）在高范围内显著大于低范围，表明TME受刺激范围调制。
- •
中心趋势效应增强：在时间算术任务（加法和减法）中观察到的中心趋势效应比基线任务更强。
- •
与理论预测的偏差：如果TME完全由中心趋势和范围效应驱动，模拟预测减法应被严重低估且接近基线，而加法应更接近基线。但实际数据模式是加法被显著高估（相对于基线），而减法与基线无显著差异。
结论：虽然TME受到中心趋势和范围效应的影响（表现为随范围增大而增强），但实际数据模式与单纯由这些感知原理驱动的预测不符。因此，TME不能完全由这些基本的时间知觉效应解释，它代表了一种叠加在感知偏差之上的、额外的认知偏差。
综合两项实验，本研究得出核心结论：时间动量效应（TME）确实反映了在时间信息心理操作过程中产生的一种认知偏差。首先，实验1通过使用空白间隔，成功地将感官能量累积与内部时间估计分离开来，证实TME源于对时间本身的认知操作，而非对刺激物理属性的简单反应。其次，实验2表明，尽管TME的强度受到中心趋势效应和范围效应这些基本时间知觉规律的调制，但其整体模式——即加法被系统性地高估而减法未被低估——无法被这些感知原理完全解释。这表明TME并非仅仅是感知规律的副产品，而是一种更高层次的、在心理上操作时间表征时产生的特有偏差。
这一发现具有重要的理论意义。它有力地支持了时间、空间和数量信息在大脑中可能共享某种共同的表征和处理机制的观点，例如数量理论（A Theory of Magnitude, ATOM）所倡导的框架。TME与数字领域的操作动量效应（OME）以及物理运动领域的表征动量（Representational Momentum, RM）在现象学上具有相似性，都涉及操作或预期导致的系统性偏移。本研究结果将这种“动量”家族的现象扩展到了纯粹的时间领域，加强了“心理时间线（Mental Time Line, MTL）”这一隐喻概念的现实神经基础，即时间也可能在心理上被表征为一条具有空间属性的轴线。尽管TME、OME和RM在驱动操作（加法驱动vs.减法驱动）、受影响因素等方面存在差异，需要未来研究进一步厘清其共同机制，但当前研究无疑确立了TME作为一个独立且重要的认知偏差的地位。它为我们理解人类如何在大脑中表征和操作抽象的数量信息（如时间）提供了一个新的窗口，并提示未来研究需要进一步分离感知与认知机制在时间算术中的各自贡献。
