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本研究探索了人们在快速估计视觉刺激数量时所使用的认知过程。研究者通过访谈、多选调查和预注册实验，揭示了“比较”、“分割”和“计数”三种决策级过程，并证明它们与经典的估算行为模式（如精确范围、高估低估、标量变异性和S形反应时曲线）存在系统性关联。该研究挑战了“短暂呈现抑制计数”的传统假设，强调了视觉记忆和灵活策略在快速数量判断中的关键作用，为整合表征与决策机制的模型提供了新视角。
瞥一眼散落的物体——比如盘子里的一些豆子或屏幕上的圆点——通常就足以判断出它们的数量，例如“大约八个”。这种快速的估算显示出惊人一致的行为模式：对小集合（约1-4个）的精确响应（称为“感数”，subitizing），对大集合先高估后低估的系统性偏差，误差随集合大小而增加的“标量变异性”（scalar variability），以及随着刺激呈现时间延长而提高的准确性。这些模式是理解人类（及动物）数量表征和决策机制的核心约束。传统上，研究多聚焦于大脑如何从短暂的视觉输入中自发计算出非符号化的数量表征，计算模型也成功地从刺激表征属性层面再现了许多行为模式。然而，一个关键问题悬而未决：在这些高度受限的视觉输入条件下，人们究竟使用了哪些“决策级”的心理过程来形成估算？这些过程本身是否塑造了观察到的行为模式？
以往针对持续呈现或言语描述刺激的研究表明，人们会使用诸如匹配参照、调整熟悉参照、或将刺激分解为易估部分等策略。但这些决策级过程在经典的、刺激仅呈现100毫秒并伴有后掩蔽的快速数量估计任务中是否被使用、以及如何影响行为，却少有研究直接探查。这正是挪威科技大学等机构的研究团队在《Cognition》杂志上发表的论文所要解答的问题。他们通过结合质性访谈、相关性调查和预注册实验，系统探究了人们在估算短暂呈现（100毫秒）且被后掩蔽的圆点图案时，所报告的决策级过程及其与行为模式的关联。
为了开展这项研究，研究人员综合运用了多种方法。首先，他们进行了探索性访谈，让20名参与者在完成15次标准估算试次时进行出声思维报告，并对报告内容进行归纳性编码分析。其次，他们设计并实施了在线多选调查实验，100名参与者在完成200次试次后，立即从9个选项（包括“识别”、“全部计数”、“比较”、“感觉”及几种“分割”策略等）中自报每次试次所使用的心理过程，从而量化过程与行为变量（如数量、估计值、反应时）的关系。接着，他们进行了三项预注册的操纵实验：通过在不同组参与者实验前提供高（80点）或低（10点）的已标记参照图案，测试“比较”过程对估计偏差和变异性的影响；通过分析标准实验（无自报）数据和多选调查数据，检验“分割”为相等部分是否导致“质数响应偏差”；通过分析不同呈现时长（100毫秒 vs. 600毫秒）下的多选调查数据，探究“计数”过程对精确范围、反应时曲线和呈现时长效应的贡献。所有在线实验均通过Prolific平台招募了总计500名英美成年参与者，使用基于JsPsych的工具箱在网页浏览器中完成，并遵循了严格的参与者与试次排除标准。数据分析在R语言环境中完成。
研究结果
2. 实验1：探索性访谈
通过对20名参与者的300份出声思维报告进行分析，研究者归纳出五种主要的估算过程类别：识别、计数、比较、感觉和分割。关键发现是，即使刺激仅呈现100毫秒，所有参与者都报告使用了有意识的估算过程。他们依赖刺激的视觉记忆来进行心理比较、计数或将圆点分割成组再进行近似加/乘运算。这挑战了“短暂呈现抑制计数”的常见假设，表明视觉记忆支持了决策过程的执行。
4. 实验2：估算过程的多选调查
在多选调查实验中，98%的参与者报告使用了多种估算过程，且自报过程与行为变量存在系统性关联。非参数多变量方差分析（MANOVA）证实，不同过程在数量、估计值和标准化反应时三个维度上存在显著差异。比较是最常报告的过程（占总试次的42%），尤其在数量大于20时占主导。结果表明，自报过程反映了有意义的认知操作，且不同的过程对应着不同的行为特征。
5. 实验3：比较影响估计偏差和变异性
通过操纵实验组（高参照组 vs. 低参照组）与对照组的比较，研究发现：1) 高参照组参与者的估计值显著高于低参照组；2) 高参照组的变异系数（Coefficient of Variation, CV）在较高数量范围内显著更高；3) 高参照组出现高估的试次比例和参与者比例也显著更高。这些结果直接证明，与参照进行比较这一决策过程，能够显著影响估计的数值大小、变异性以及高/低估倾向。
6. 实验4：分割产生质数偏差
分析发现，在标准实验条件（无自报）下，参与者的估计值中质数（大于3且小于40）的比例显著低于刺激中质数的比例，存在“质数响应偏差”。进一步分析多选调查数据发现，这种偏差在自报为“相等部分”分割的估计中，比在“不相等部分”分割的估计中更为显著。这表明，将刺激在心理上分割为相等部分并重新组合（如相乘）的决策过程，是导致质数响应减少的原因。
7. 实验5：基于记忆的计数
对计数过程的分析得出以下结论：1) 计数和识别过程产生的估计准确率显著高于其他过程，两者共同构成了参与者的“精确范围”（定义为连续正确率超过80%的数量范围）。2) 计数过程与反应时随数量线性增加的部分密切相关，其计数速度（约242毫秒/点）与文献中心理计数的典型速度相符，塑造了S形反应时曲线的上升段。3) 当刺激呈现时间从100毫秒延长至600毫秒时，参与者的精确范围平均增加了约2.11个点，且精确范围内超过4个点的估计主要由计数过程贡献。这表明计数过程将精确范围与刺激呈现时长联系了起来。
结论与意义
本研究通过多方法证据链表明，即使在短暂呈现和后掩蔽的条件下，人们仍能保持刺激的视觉短时记忆，并灵活运用比较、分割和计数等决策级过程来进行数量估计。这些过程并非次要的或事后的解释，而是与特定的经典行为模式存在因果或系统性的关联：比较过程影响估计偏差、变异性和高估倾向；分割（特别是分为相等部分）过程导致质数响应偏差；计数过程扩展了精确范围、塑造了S形反应时曲线、并解释了精确范围随呈现时间延长而增大的现象。
这项研究的意义在于，它将研究视角从主要关注“表征级”机制，扩展到了“决策级”过程。它表明，许多在快速数量估计中观察到的稳健行为模式，可能部分反映了人们对这些决策过程的灵活运用，而这种运用又受个体因素和任务需求的影响。研究结果挑战了“短暂呈现完全抑制策略性过程”的常见假设，强调了视觉记忆在支持复杂认知操作中的作用。未来的形式化模型若能整合这些决策级过程与表征级机制，将能更全面地提升我们对快速数量判断的理解。此外，该研究揭示的个体差异（如在精确范围和主要使用过程上的差异）也为理解数学学习困难等领域的个体差异提供了新的潜在线索。
