Zeitschrift für Psychologie: Band 199, Heft 3 [Reprint 2021 ed.] 9783112579985, 9783112579978

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Zeitschrift für Psychologie

ISSN 0044-3409 Z. Psychol. Leipzig • 199 (1991) 3 S. 2 2 5 - 2 8 8

2E 8568 F

mit Zeitschrift für angewandte Psychologie

Schriftleitung F. Klix, Berlin W. Hacker, Dresden Elke van der Meer, Berlin Redaktion J. Mehl, Berlin F. Kukla, Berlin M. Zießler, Berlin

Johann Ambrosius Barth Leipzig • Heidelberg

3/91

Unter Mitwirkung

von

J.E. Azcoaga (Buenos Aires) • P.B. Baltes (Berlin) • N. Bischof (Zürich) • A.A. Bodaljow (Moskau) • D. Dörner (Berlin) • J. Engelkamp (Saarbrücken) • P. Fraisse (Paris) • H.-G. Geißler (Leipzig) • D . J . Herrmann (New York) • A. Kossakowski (Berlin) • D. Koväc (Bratislava) • D. Magnusson (Stockholm) • K. Pawlik (Hamburg) • P. Petzold (Jena) • T. Radil (Prag) • H.-D. Rosier (Rostock) • E. Roth (Salzburg) • H.-D. Schmidt (Berlin) • L.S. Svetkova (Moskau) • H. Sydow (Berlin) • H. Spada (Freiburg) • M. Wertheimer (Boulder) • G. d'Ydewalle (Leuven)

Inhalt Nachruf für Prof. Kurt Gottschaidt

225

Engelkamp, J. (Saarbrücken): Mental organization of concrete nouns and action verbs 227 Hesse, F. (Göttingen): Search and acceptance in analogical problem solving

235

Maruszewski, T. (Poznan): Prototypicality and memory of social information . . . 243 Bäuml, K.-H. (Regensburg): Farbadaptation bei einem Gelblich-BläulichSystem: Prüfung einer einfachen numerischen Relation

251

Merckelbach, H.; van den Hout, M. A. (Limburg): Fear relevance and diminution of unconditioned skin conductance responses 267 Buchbesprechungen

'. 233, 266, 278

Unter Mitwirkung

von

J.E. Azcoaga (Buenos Aires) • P.B. Baltes (Berlin) • N. Bischof (Zürich) • A.A. Bodaljow (Moskau) • D. Dörner (Berlin) • J. Engelkamp (Saarbrücken) • P. Fraisse (Paris) • H.-G. Geißler (Leipzig) • D . J . Herrmann (New York) • A. Kossakowski (Berlin) • D. Koväc (Bratislava) • D. Magnusson (Stockholm) • K. Pawlik (Hamburg) • P. Petzold (Jena) • T. Radil (Prag) • H.-D. Rosier (Rostock) • E. Roth (Salzburg) • H.-D. Schmidt (Berlin) • L.S. Svetkova (Moskau) • H. Sydow (Berlin) • H. Spada (Freiburg) • M. Wertheimer (Boulder) • G. d'Ydewalle (Leuven)

Inhalt Nachruf für Prof. Kurt Gottschaidt

225

Engelkamp, J. (Saarbrücken): Mental organization of concrete nouns and action verbs 227 Hesse, F. (Göttingen): Search and acceptance in analogical problem solving

235

Maruszewski, T. (Poznan): Prototypicality and memory of social information . . . 243 Bäuml, K.-H. (Regensburg): Farbadaptation bei einem Gelblich-BläulichSystem: Prüfung einer einfachen numerischen Relation

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Merckelbach, H.; van den Hout, M. A. (Limburg): Fear relevance and diminution of unconditioned skin conductance responses 267 Buchbesprechungen

'. 233, 266, 278

Zeitschrift für Psychologie Band 199 (1991) 3 mit Zeitschrift für angewandte Psychologie Z.Psychol. 199 (1991) 225-226

3/91 Band 105 J. A. Barth, Leipzig

Nachruf

Kurt Gottschaidt 25. 4. 1902 - 24. 3. 1991

Herausgeber und Redaktion hat die Nachricht erreicht, daß der vormalige Direktor des Instituts für Psychologie der Humboldt-Universität und Herausgeber der Zeitschrift für Psychologie, Prof. Dr. Dr. h. c. Kurt Gottschaidt am 24. März 1991 in Göttingen verstorben ist.

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Z. Psychol. 199 (1991) 3

Uns bewegt angesichts dieser Nachricht dankbares Erinnern. In konfliktreicher Zeit ist Kurt Gottschaidt an die Neugründung dieser unserer Zeitschrift herangegangen; mit viel Optimismus und Hoffnung, damit Zeichen zu setzen für einen möglichen Aufschwung der Psychologie auch in der DDR, den er mit Nachdruck und Elan in vieler Hinsicht gefördert hat: Als Direktor des Instituts für Psychologie an der Humboldt-Universität, als Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirates für Psychologie beim Staatssekretariat für das Hoch- und Fachschulwesen der DDR oder als Vorsitzender der Sektion Psychologie an der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Die Zeitläufe wie die Daseinsbögen seines Lebens waren dem systematischen Ausbau eines weiträumigen wissenschaftlichen Lebenswerkes nicht günstig. Eine berühmte Dissertation der gestaltpsychologischen Schule entstammt seiner Feder, und auch die Habilitationsschrift über den „Aufbau des kindlichen Handelns" trägt noch deutlich Züge Köhler'scher und Lewin'scher Gedankengänge. Die Frage nach den erbpsychologischen Grundlagen psychischen Verhaltens hatte ihn ein lebenlanges Forschungsprogramm konzipieren lassen. Über erste Ergebnisse hat er kurz nach seiner Aufnahme als Mitglied der Akademie der Wissenschaften (1953) vor deren Plenum berichtet. Gleichwohl konnten diese seine Forschungen von ihm nicht zu Ende geführt werden. Die aus Zwillingslagern stammenden Unterlagen und Datensammlungen sollen nun am Max-Planck-Institut für Psychologie in München aufbereitet werden. In der frühen Nachkriegszeit füllten Bestimmung und Aufbau eines Instituts sowie umfangreiche Lehraufgaben den Arbeitstag; und auch der Wechsel (1962) nach Göttingen wird in Vorbereitung und Einarbeitung starke Kräfte gefordert haben. Was uns Kurt Gottschaidt als Lehrer bewundern ließ, das waren seine sprühenden und originellen Einfälle. Er vergab Themen und Anregungen die Fülle und manche Dissertation oder Habilitationsschrift ist stärker von seinem Gedankengut mitgetragen, als es die formalen Hinweise in den Texten bisweilen erkennen lassen. Wir können Kurt Gottschaidt's Ausstrahlung von Göttingen aus nicht überblicken. Im Gebiet der ehemaligen DDR jedoch hat er fruchtbar und nachwirkend gelebt. Beeindruckt vom Niedergang der Psychologie in der Zeit des deutschen Faschismus, hat er „sein" Institut und diese Zeitschrift frei gehalten von Ideologisierung oder tagespolitischen Einfärbungen. Er ist darin einer ganzen Generation früherer Mitarbeiter Vorbild gewesen und geblieben. Und dies hat eben auch in dieser Zeitschrift seinen Nachhall bis heute, bis diesen Nachruf für ihn gefunden. Und es war auch stilbildend, was Gottschaidt einer Generation seiner Schüler in Berlin hinterlassen hat: nämlich auf unbestechliche Weise eine Psychologie zu betreiben, die, auf Messung und Experiment begründet, den naturwissenschaftlichen Arbeitsstil pflegt, die Thematik mit ihren biologischen Grundlagen verbindet und den Weg zu praktischer Bewährung sucht.

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J . A . Barth, Leipzig

Department of Psychology, Saarland University

Mental organization of concrete nouns and action verbs J. Engelkamp

Summary: A n experiment was carried out to study relationship between word class, list structure, and structure cueing. For this purpose subjects were presented with categorially and episodically structured lists of nouns and verbs. Categorial lists consisted of items out of six categories such as " f r u i t " , for nouns, and "cleaning", for verbs. Items were co-hyponyms in this case. Episodical lists consisted of items out of six episodes or scripts, such as, " t o work in a g a r d e n " or " t o go into a r e s t a u r a n t " . Within a list the order of items was randomized. Half of the subjects received information about the category or episode names in advance, the other subjects were not informed about list structure. The m a j o r results indicate that clustering and free recall were better with nouns than with verbs and better with a cue about the list structure than without. These main effects, however, were qualified by two interactions. They show that differences between nouns and verbs were larger with respect to categorial than with respect to episodical lists. Episodical lists benefited more f r o m cueing than categorial lists. The results are taken as support for the assumption that mental organization according to categories is more typical for nouns than for verbs and that categorial organization is used m o r e o f t e n spontaneously than episodical organization in list learning. Key words: nouns - verbs - list structure - categorial cueing Zusammenfassung: Ziel des Experiments war es, die Beziehung zwischen Wortklasse, Listenstruktur und dem Hinweis auf die Listenstruktur auf das Behalten zu untersuchen. Hierzu lernten Versuchspersonen taxonomisch und episodisch strukturierte Listen aus Verben bzw. aus Substantiven. Die taxonomischen Listen enthielten Items aus sechs Kategorien (z. B. „Früchte" f ü r Substantive oder „Reinigen" f ü r Verben). Die episodischen Listen enthielten Items aus sechs Episoden (z. B. „im Garten arbeiten" oder „ein Restaurant besuchen"). Innerhalb der Listen waren die Items bei der Darbietung randomisiert. Die H ä l f t e der Versuchspersonen wurde vor der Listendarbietung über die taxonomischen bzw. episodischen Kategorien informiert, die andere H ä l f t e der Versuchspersonen wurde nicht informiert. Die B e f u n d e ergaben, d a ß sowohl die Organisationsskores als auch der Free Recall f ü r die Substantive besser waren als f ü r die Verben u n d daß das Vorwissen über die Taxonomien bzw. Episoden hilfreich war. Diese H a u p t e f f e k t e wurden durch zwei Interaktionen qualifiziert. Erstens, die Unterschiede zwischen Substantiven und Verben waren in beiden Skores größer f ü r die kategorialen als f ü r die episodischen Listen. Zweitens, der Hinweis auf die Listenstruktur war in beiden Skores f ü r episodische Listen hilfreicher als f ü r taxonomische Listen. Die B e f u n d e stützen die A n n a h m e , daß das subjektive Lexikon f ü r Substantive stärker taxonomisch organisiert ist als das f ü r Verben und daß die taxonomische Struktur des subjektiven Lexikons eher als die episodische Struktur beim Lernen spontan genutzt wird. Schlüsselwörter:

Hinweis auf Listenstruktur - Listenstruktur - Substantive - Verben

Correspondence address: Dr. J. Engelkamp, FR Psychologie, Universität des Saarlandes, W - 6 6 0 0 Saarbrücken, Bundesrepublik Deutschland

Introduction This paper deals with the question of how concrete nouns, such as "bottle" or "pillow", and action verbs, such as "to tear o f f " or "to knock", are represented and organized in memory and how both factors, particularly the factor organization, determines the recall of nouns and verbs respectively. In order to study this que

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J . A . Barth, Leipzig

Department of Psychology, Saarland University

Mental organization of concrete nouns and action verbs J. Engelkamp

Summary: A n experiment was carried out to study relationship between word class, list structure, and structure cueing. For this purpose subjects were presented with categorially and episodically structured lists of nouns and verbs. Categorial lists consisted of items out of six categories such as " f r u i t " , for nouns, and "cleaning", for verbs. Items were co-hyponyms in this case. Episodical lists consisted of items out of six episodes or scripts, such as, " t o work in a g a r d e n " or " t o go into a r e s t a u r a n t " . Within a list the order of items was randomized. Half of the subjects received information about the category or episode names in advance, the other subjects were not informed about list structure. The m a j o r results indicate that clustering and free recall were better with nouns than with verbs and better with a cue about the list structure than without. These main effects, however, were qualified by two interactions. They show that differences between nouns and verbs were larger with respect to categorial than with respect to episodical lists. Episodical lists benefited more f r o m cueing than categorial lists. The results are taken as support for the assumption that mental organization according to categories is more typical for nouns than for verbs and that categorial organization is used m o r e o f t e n spontaneously than episodical organization in list learning. Key words: nouns - verbs - list structure - categorial cueing Zusammenfassung: Ziel des Experiments war es, die Beziehung zwischen Wortklasse, Listenstruktur und dem Hinweis auf die Listenstruktur auf das Behalten zu untersuchen. Hierzu lernten Versuchspersonen taxonomisch und episodisch strukturierte Listen aus Verben bzw. aus Substantiven. Die taxonomischen Listen enthielten Items aus sechs Kategorien (z. B. „Früchte" f ü r Substantive oder „Reinigen" f ü r Verben). Die episodischen Listen enthielten Items aus sechs Episoden (z. B. „im Garten arbeiten" oder „ein Restaurant besuchen"). Innerhalb der Listen waren die Items bei der Darbietung randomisiert. Die H ä l f t e der Versuchspersonen wurde vor der Listendarbietung über die taxonomischen bzw. episodischen Kategorien informiert, die andere H ä l f t e der Versuchspersonen wurde nicht informiert. Die B e f u n d e ergaben, d a ß sowohl die Organisationsskores als auch der Free Recall f ü r die Substantive besser waren als f ü r die Verben u n d daß das Vorwissen über die Taxonomien bzw. Episoden hilfreich war. Diese H a u p t e f f e k t e wurden durch zwei Interaktionen qualifiziert. Erstens, die Unterschiede zwischen Substantiven und Verben waren in beiden Skores größer f ü r die kategorialen als f ü r die episodischen Listen. Zweitens, der Hinweis auf die Listenstruktur war in beiden Skores f ü r episodische Listen hilfreicher als f ü r taxonomische Listen. Die B e f u n d e stützen die A n n a h m e , daß das subjektive Lexikon f ü r Substantive stärker taxonomisch organisiert ist als das f ü r Verben und daß die taxonomische Struktur des subjektiven Lexikons eher als die episodische Struktur beim Lernen spontan genutzt wird. Schlüsselwörter:

Hinweis auf Listenstruktur - Listenstruktur - Substantive - Verben

Correspondence address: Dr. J. Engelkamp, FR Psychologie, Universität des Saarlandes, W - 6 6 0 0 Saarbrücken, Bundesrepublik Deutschland

Introduction This paper deals with the question of how concrete nouns, such as "bottle" or "pillow", and action verbs, such as "to tear o f f " or "to knock", are represented and organized in memory and how both factors, particularly the factor organization, determines the recall of nouns and verbs respectively. In order to study this que

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stion, lists of nouns and verbs were presented in experiments of verbal learning. Generally it is assumed that recall of verbal material is a function of item-specific as well as of relational encoding [cf. Einstein and Hunt, 1980; Marschark, 1987], Itemspecific encoding refers to the elaboration of information contained in single representations; relational encoding refers to the elaboration of connections which exist among different representations. Since it is assumed that concrete nouns and actions verbs differ in the way they are represented and organized, their recall processes consequently differ. Elsewhere I have focused on the differences in noun and verb representations and studied their effects on item-specific encoding [cf. Engelkamp, 1988; Engelkamp and Zimmer, 1990]. Here I will focus on similarities and differences in the organization of noun and verb representations and on their influence on recall processes. The main hypothesis as to noun and verb representation has been that the representations of verbs are more complex and abstract than those of nouns. This hypothesis has been derived f r o m the assumption that experiences with objects and actions result in sensory and motor representations which have been considered to be the basis for the representation of noun and verb concepts. This hypothesis has been taken into accout for the consistently observed recall superiority of nouns over verbs [cf. Gentner, 1981, for a review], but also to predict a different effect of a modality-specific encoding instruction on nouns and verbs, respectively. My focus here is on the organizational structure of noun and verb representations. I assume that one source of the mental organization of both is the sensory motor experience made with the referents and a second, more abstract one is the human ability to form categories. Both types of organizational structure can be used in relational encoding of word lists. I will briefly discuss both in turn. Sensory motor experience is the basis of organization where the referents of words are experienced frequently in close spatial or temporal vicinity. This repeated experience of contiguity leads to structural units which may be called episodes. To give an example, it might be reasonably assumed that the noun concepts C U P , F L A T E , KNIFE, BUTTER, J A M , E G G , C O F F E E etc. and the verb concepts C U T BREAD, P O U R O U T C O F F E E , DRINK C O F F E E , E A T E G G etc. are interrelated in memory because their referents are often experienced in spatial a n d / o r temporal vicinity. This experience is then summarized as an episode and labeled, for example, as " b r e a k f a s t " . It may therefore be assumed that noun concepts as well as verb concepts are organized in memory according to such episodes. Noun concepts however are expected to be a little bit more tightly connected or organized into such episodical structures because their referents are experienced in " p u r e " spatial vicinity as well as in spatial-temporal contexts - for instance, when having breakfast or taking a bath. Referents of action verbs, however, are experienced only in spatial-temporal contexts. Mental organization, however, is also based on more abstract principles. One of the most important and most often studied in psychological experiments is class inclusion [cf. e. g. Bousfield, 1953; Bower, Clark, Winzenz and Lesgold, 1969; Collins and Quillian, 1969; H o f f m a n n , 1983; Klix, 1984], According to this principle, memory representations which share common features are grouped into categories. This categorial or taxonomical organization is not directly based on a common sen-

Mental organization of nouns and verbs

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sory motor experience, but rather on more abstract operations, which work on sensory motor representations. It has been noticed occasionally that this type of organization is particularly typical of noun concepts [e. g. Kintsch, 1972; Huttenlocher and Lui, 1979]. As far as I know, all studies on categorial list structure have used nouns as material, except for Huttenlocher and Lui [1979], who studied nouns and verbs. Why should categorial structure be more typical for nouns than for verbs? One explanation is that representational categories are built by grouping referents according to their actional equivalence [cf. Nelson, 1974; Zimmer, 1983]. It is evident that verb concepts cannot be organized according to this principle because they represent actions. It is the different role which the referents of nouns and action verbs play in our behavioral adaptation to the physical world which brings about a strong categorial organization of noun, yet not of verb concepts. The principle of organizing referents according to their actional equivalence is of course not the only principle according to which categories are built. Referents can, for instance, also be categorized according to the goals they help to achieve, and this principle can be applied to verb concepts as well as to noun concepts. In spite of this it can be stated that it is more difficult to organize verb than noun concepts into categorial structures. Considering these two organizational structures - the episodical and the categorial - it seems clear that if one presents subjects with episodically and categorially structured lists of nouns and verbs, they will adapt the categorial structure of a list more efficiently with nouns than with verbs. This difference is expected to be smaller with episodically structured lists. In terms of encoding processes, relational encoding of categorially and episodically structured lists is expected to be better for nouns than for verbs and more so with categorial than with episodical lists. There is a further aspect which has to be taken into account in memorizing categorial and episodical lists of nouns and verbs. At school as well as at the university we learn to look for common categories. There are games which require us to look for common categories of objects as well as subtests of intelligence tests which require the same. Again this task is normally applied to referents of nouns and the categories have to be taxonomic categories. It is considered less intelligent to state, for instance, that a bird eats a worm than that both are animals. For this reason I expect, firstly, that relational encoding is applied more or less spontaneously with categorial, but not with episodical lists and, secondly, with nouns rather than with verbs. With episodically structured lists and with verbs, a hint concerning the list structure is assumed to be more helpful than with categorially structured lists and with nouns, that is to say, if subjects are provided with a cue concerning the organizational structure of the list. Such a cue should be, on the one hand, more helpful with an episodical than with a categorial list and, on the other hand, more helpful with verbs than with nouns. Hence I expect the following interactions: list structure with word class; cue with word class arid cue with list structure. These interactions should be observed with clustering scores because they directly reflect the adaptation of list structure or the relational encoding along these structures. Yet they should also be observed with recall scores because better relational encoding should also improve recall performance.

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Methods Material, Design, Procedure To test these hypotheses four lists were constructed. A categorially organized list of nouns and verbs and an episodically organized list of nouns and of verbs. Each list consisted of 24 words which belonged to six categories of four items each. The following are examples of each type.

Categorially organized lists Nouns: banana, apple, pear, peach (fruit); cupboard, chair, table, shelf (furniture). Verbs: to brush, to scrub, to wash up, to wipe (cleaning); to handle, to stroke, to seize, to tap (touching). Episodically organized lists Nouns: waiter, tip, wine, menu (restaurant); teacher, blackboard, chalk, exercise book (school). Verbs: to water, to weed, to rake, to sow (garden work); to sand, to saw, to varnish, to screw on (handicraft). The categorial and episodical lists were presented to two different groups with verbs and nouns blocked and given to half to the subjects of each group with nouns first and with verbs first, respectively. Within each block the items were randomized. Furthermore, each list of the given type was again presented to two groups. One group was given the names of the categories or episodes used to construct the list as cues; the other group received no information concerning the implicit list structure. Finally, each list was presented twice and a free recall (FR) followed each presentation. This was done to score for subjective organization. Thus, a five-factorial mixed design was used. Word class and trial were within-subjects factors and list structure, cue and order of verb and noun block were betweensubjects factors. Analyses were conducted for FR, for the adjusted ratio of clustering [ARC score according to Roenker, Thompson and Brown, 1971] and for pair frequency [PF score, e. g. Sternberg and Tulving, 1977], Results The following are the most relevant results. There is an interaction between word class and list structure on clustering (F(l,56) = 5.12, p < .05). Tab. I. Clustering effect as a function of word class and list structure List structure categorial episodical nouns verbs

.91 .58

.78 .62

Relational encoding is particularly efficient with nouns in categorial lists and the difference in ARC scores for nouns and verbs is smaller in episodical than in categorial lists. There is also an interaction between cueing and list structure (F(l,56) = 4.81, p < .05).

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Mental organization o f n o u n s and verbs Tab. II. Clustering effect as a function o f list structure and cueing subjects o n category or episode names List structure categorial episodical with cue without cue

.77 .71

.84 .55

While cueing or not cueing has no effect on clustering with categorial lists, it has a clear effect with episodical lists. This latter interaction is even stronger if P F scores are used (F(l,56) = 12,28, p < .01). There is not the slightest hint of an interaction between word class and cue on clustering (F < 1). The free recall data correspond to the clustering analysis. There is an interaction between word class and list structure on free recall (F(l,56) = 7.52, p < .05). Tab. III. Free recall as a function o f word class and list structure List structure categorial episodical nouns verbs

20.2 15

20.2 16.5

The recall superiority of nouns over verbs is greater in categorial than in episodical lists. List structure also interacts with cueing (F(l ,56) = 5.55, p < .05). This interaction is even more clear if one considers only the first FR, which is reflected in a threefold interaction (F(l,56) = 14,22, p < .001). Tab. IV. First free recall as a function o f list structure and cueing subjects o n category or episode names List structure categorial episodical with cue without cue

15.5 15.5

18.3 13.9

While cueing does not produce any effect with categorial lists, there is a clear effect with episodical lists. This should hold true in an analogous way for word class. Cueing should be more effective with verbs than with nouns. This interaction between word class and cueing just falls short of the traditional level of significance (F(l,56) = 3,26, p < .08). The numerical differences, however, correspond to the expectations. Verb recall gains by cueing 2.3 words on the average, nouns only 1.2 words.

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Discussion The results of the clustering as well as the recall analyses essentially confirm our theoretical expectations. Categorial organization along the isa-relation is stronger for nouns than for verbs. This is reflected in the clear cut effect that clustering and recall performance are better for nouns than for verbs in categorial lists. This difference is less accentuated in episodical lists. This finding was expected because organization along episodes was expected for nouns and verbs since both are experienced in episodes. I had further argued that subjects are widely trained to look for categorial structures spontaneously and that therefore, with categorial lists, explicit cueing of this structure should be of no great help. With episodical lists, however, subjects are not trained in looking for the structure spontaneously. Here giving a cue of the list structure should be helpful. This clearly proved to be the case. Finally I had reasoned that verbs are more benefited by cueing than nouns because nouns are the words with which taxonomic organization is trained. Therefore I expected some generalized tendency to use structural information spontaneously more with nouns than with verbs. This expectation has not been supported by the data. There is no such effect on clustering and only a small effect on recall. Thus the most important results are: Firstly, categorial structure seems to be typical for nouns whereas episodical structures are possible for nouns and verbs. Secondly, implicit categorial structure might be used spontaneously while implicit episodical structure seems to need cueing in order to be used. Yet once cued, it surpasses clustering and recall performance of categorial lists. The next step of research should be the study of categorially and episodically structured lists of nouns and verbs under a modality-specific encoding instruction. I would expect that modality-specific encoding influences relational encoding, but only with episodical lists. Acknowledgements: T h e preparation of this paper was supported by a research grant from the Deutsche Forschungsgemeinschaft En 124/7. The experiment was planned and conducted in collaboration with Gilbert and Margit M o h r and Hubert D . Zimmer.

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Mental organization of nouns and verbs

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Hoffmann, J.: Das aktive Gedächtnis. Berlin: Springer 1983. Huttenlocher, J.; Lui, F.: The semantic organization of some simple nouns and verbs. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior 18 (1979) 141 - 162. Kintsch, W.: Notes on the structure of semantic memory. In: Organization of memory. Eds: Tulving, E.; Donaldson, W. New York: Academic Press 1972. Klix, F.: Denken und Gedächtnis. Über Wechselwirkungen kongnitiver Kompartments bei der Erzeugung geistiger Leistungen. Zeitschrift für Psychologie 192 (1984) 212 - 244. Marschark, M.: The functional role of imagery in cognition. In: Cognitive and neuropsychological approaches to mental imagery. Eds.: Denis, M.; Engelkamp, J.; Richardson, J.T. Amsterdam: Martinus Nijhoff 1988. Nelson, K.: Concept, word, and sentence: Interrelation in acquisition and development. Psychological Review 81 (1974) 2 6 7 - 2 8 5 . Roenker, D.L.; Thompson, C.P.; Brown, S.C.: Comparsion of measures for the extimation of clustering in free recall. Psychological Bulletin 76 (1971) 45 - 48. Sternberg, R. J.; Tulving, E.: The measurement of subjective organization in free recall. Psychological Bulletin 84 (1977) 5 3 9 - 5 5 6 . Zimmer, H.D.: Sprache und Bildwahrnehmung. Frankfurt: Haag & Herchen 1983.

Buchbesprechungen Z. Psychol. 199(1991) 2 3 3 - 2 3 4

J.A. Barth, Leipzig

Aaron, P.G.; Joshi R. (Eds.): Reading and Writing Disorders in Different Orthographie Systems. 416 S., zahlr. Abb. u. Tab., 24 x 16 cm. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers 1989. NATO ASISeries D. Hartpappe. 105 $. Die Beiträge dieses Bandes aus der inzwischen nun schon recht bekannt gewordenen Serie stammen aus einer zweiwöchigen Konferenz, die im November 1987 in Italien stattfand. Sie führte Pädagogen, Psychologen, Mediziner und Linguisten zusammen, um der Frage nach den Beziehungen zwischen Orthographie und Lese-Rechtschreib-Schwäche in verschiedenen Sprachen nachzugehen. Das globale Gesamtergebnis sei vorweggenommen: Obwohl die Graphem-Phonem-Beziehungen in den unterschiedlichen orthographischen Systemen sehr differente Schwierigkeiten beim Lesenlernen bereiten, wurden Lese-Rechtschreibstörungen in allen hier untersuchten Sprachen gefunden. Dies gilt nicht nur für solche mit hoher Graphem-Phonem-Regularität wie im Italienischen oder Spanischen, sondern sogar für nicht-alphabetische Sprachen wie das Chinesische oder Japanische. Mit der in den letzten 20 Jahren gut standardisierten Lesetestdiagnostik und den üblichen Kriterien für LRS wurden z.B. in einer Vergleichsuntersuchung zwischen japanischen, chinesischen und amerikanischen Kindern LRSQuoten von 3,6 0,75 % bzw. 2,7 % gefunden. Da sich also die LRS als relativ unabhängig vom orthographischen System der Sprache erweist, konzentrieren sich die jüngeren experimentellen Untersuchungen folglich auf die phonologische Ebene. Hier zeigen sich die Schwierigkeiten primär bei der Verarbeitung semantisch leerer, also v.a. lautabhängiger Sprachreize. Dies wird einer informationsverarbeitenden Strategie zugeschrieben, die ungenügenden Gebrauch von den phonologischen Eigenschaften der Sprache macht. So findet man in diesem Band eine ganze Reihe interessanter neuer Detailergebnisse aus experimentellen Untersuchungen zum visuellen und auditiven Kurzzeit- bzw. Arbeitsgedächtnis für verbales Material (das Serial-Gedächtnis sowie das für Farben und Bilder scheint bei LRS nicht gestört zu sein!), zur Graphem-Phonem-Zuordnung, Segmentierung, Artikulation etc. Besonders hervorgehoben wird bei einigen Autoren die Perspektive der kognitiven Entwicklung, wobei von neuen Erkenntnissen der kognitiven Grundlagenforschung z.T. reger Gebrauch gemacht wird. Umgekehrt muß man bedauernd feststellen, daß auf der Konferenz leider kaum bekannte Grundlagenforscher vertreten waren. K. Birth (Berlin)

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Ulich, D.: Einführung in die Psychologie. 213 S. Stuttgart - Berlin - Köln: W. Kohlhammer 1989. Urban Taschenbücher. Hartbroschur. Eine Einführung in die Psychologie! Ein bedeutsames Wagnis, denkt man an die großen, einschlägigen Textbücher von Wundt bis Gleitmann. Mal sehen: Fragestellungen und Aufgaben der Psychologie, Hauptströmungen, Forschung und Theoriebildung, Teildisziplinen der Psychologie, - angewandte, ausnahmslos. Das ist die Gliederung. Und der Inhalt? „Das Buch ist aus Vorlesungen hervorgegangen", heißt es, und das geht dann etwa so: Vor Ihnen liegt ein Buch. Es hat Farbe, Form und Größe. In der Hand können sie sein Gewicht fühlen. (Wirklich fühlen?). Die Augen geschlossen haltend, entsteht: Sie wissen nun, daß das Buch vor Ihnen liegt, Sie erinnern sich seiner. Alles keine Zitate, das würde zu lang; aber es ist nichts Entstellendes. Meine Frage dazu ist: Darf man Psychologie im 20. Jahrhundert wirklich noch so einführen? Haben nicht jahrzehntelange Experimente von mehreren Psychologengenerationen nachgewiesen, daß psychische Gesetzmäßigkeiten eben nicht von der Selbstbeobachtung her erschließbar sind, und zwar grundsätzlich nicht. Aber der größte Teil der Systematik des vorliegenden Buches zehrt von der phänomenologischen Systematik. Unter den Hauptströmungen der Psychologie werden die Bewußtseinspsychologie Wundt's die Psychoanalyse, der Behaviorismus und der Kognitivismus behandelt. Die Theoriebildung in der Psychologie wird ganz ohne Maß und Zahl erörtert und die positiven Wissenschaftsanteile der Psychologie wie etwa Wahrnehmen, Gedächtnis, Denken, Sprache u.ä. finden kaum Beachtung. Was die Vorlesungen anlangt, so ist das auch der Stoff für Hauptfächler der Psychologie. Der Rezensent sieht darin eine Gefahr, z.B. wenn Vertreter angrenzender Wissenschaftsdisziplinen sich ein Bild machen möchten von den Inhalten der Psychologie. Der Eindruck, daß es sich hier um Wissensgebiete handelt, die sich in einem „pre-scientific State of knowledge" befinden, kann dem Fachgebiet und seinem Ansehen nicht dienlich sein. Dabei sind in den früheren Kohlhammer-Serien wunderbare, thematisch gebundene Lehrtexte erschienen, die für viele Lesende der Psychologie noch immer eine Hilfe sind. Wo sind sie geblieben? Friedhart Klix (Berlin)

Kriz, J.; Lisch, R.: Methoden-Lexikon für Mediziner, Psychologen und Soziologen. 349 S., zahlr. Abb. u. Tab., 23 x 15 cm. München - Weinheim: Psychologie-Verlags-Union 1988. Vorgelegt wird ein Wörterbuch mit ca. 1000 Begriffen zur Forschungsmethodik in den Human- und Sozialwissenschaften. Vorangestellt sind erkenntnis- und wissenschaftstheoretische Ausführungen zum Einsatz und Stellenwert empirischer Methoden - von der Datenerhebung bis zur Datenauswertung und -interpretation. Neben kurzen Stichworterklärungen gibt es überblickhafte, ausführliche Artikel zu zentralen Begriffen, wie Befragung, Beobachtung usw., die zusammenhängend informieren. Durch die Einbettung in Gesamtzusammenhänge wird methodologisches Verständnis gefördert. Bei der zunehmenden Verfügbarkeit von Computerprogrammen für statistische Analysen wirkt so die theoretische Fundierung des Buches einem praktizistisch-rezeptartigem Gebrauch der Statistik entgegen. Die Auswahl der Stichworte trägt weitgehend praktischen Bedürfnissen Rechnung. Der umfangreiche Tabellenanhang zu Verteilungen ist m.E. in diesem Buch nicht erforderlich, denn ein Lehrbuch der Statistik (das solche Tabellen immer enthält) kann und will das Lexikon nicht ersetzen. Es ermöglicht dem Forschenden, sich schnell zu orientieren oder zu vergewissern und hilft dem Neuling, sich methodisches Verständnis für empirische Untersuchungen zu erwerben. Mit Hilfe dieses Wörterbuches lassen sich beim Lesen von Fachliteratur und bei eigenem Arbeiten im Gebiet der Human- und Sozialwissenschaften Antworten auf methodische Fragen finden. F. Kukla (Berlin)

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J.A. Barth, Leipzig

Institute of Psychology, Georg-August-University Göttingen

Search and acceptance in analogical problem solving F. W. Hesse Summary: Sometimes problems can be solved by referring back to similar already solved problems from one's own prior experience. Prerequisite for doing this is to find such a similar problem and to check if it can serve as a model for solving the new problem. Therefore part one analyzes how typical approaches in analogy research are dealing with search for and acceptance of prior knowledge. It will be shown, that these processes are especially important in analogical problem solving. In part two an experimental study is reported. The results support the expectation, that surface structure features are important for search whereas deep structure features seem to be responsible for acceptance. Zusammenfassung: Erfahrungen mit der Lösung einzelner Probleme sind häufig der Grund dafür, daß neue ähnliche Probleme schnell gelöst werden können. D a f ü r ist es aber nötig, auf diese Erfahrungen zurückgreifen zu können und zu prüfen, ob sie zur Lösung eines neuen Problems brauchbar sind. Im ersten Teil dieser Arbeit wird daher analysiert, wie in typischen Ansätzen der Analogieforschung mit der Suche nach und der Akzeptanz von analogem Vorwissen umgegangen wird und wie wichtig gerade diese Prozesse sind. Im zweiten Teil werden die Ergebnisse einer experimentellen Untersuchung berichtet. Sie weisen darauf hin, daß für die Suchprozesse vorrangig Oberflächenmerkmale der Probleme wichtig sind und erst bei den Akzeptanzprozessen Tiefenstrukturmerkmale an Bedeutung gewinnen. Correspondence address: Dr. Friedrich W. Hesse, Institut für Psychologie der Universität Göttingen, Goßlerstraße 14, W-3400 Göttingen, Bundesrepublik Deutschland.

Introduction Being confronted with so called "new information" doesn't necessarily mean that all parts of the present information are new. Often it contains a reasonable amount of already known "old" knowledge. In this case people use their old or prior knowledge for example to understand or integrate new information. One special case of the interaction between old and new knowledge is given when analogous problems are used to solve a new problem. Doing this people can save time and energy by transferring a solution instead of developing a new one. At the moment not too much is known about analogical problem solving even if there is some research tradition concerning analogies in general. Therefore some differentiations are needed. The term analogy covers processes like understanding metaphors, analogical understanding, analogical problem solving and probably even more. Depending on the type of analogy different processes have to be included to succeed in finding an analogy. From this point of view more cognitive processes are needed in analogical problem solving than in other types of analogy. Relevant processes which come into action additionally have to do with even finding an analogy at all. Only when there is a range of potential problems ("bases") to serve as a model for a new unsolved problem ("target") the subject can decide which

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J.A. Barth, Leipzig

Institute of Psychology, Georg-August-University Göttingen

Search and acceptance in analogical problem solving F. W. Hesse Summary: Sometimes problems can be solved by referring back to similar already solved problems from one's own prior experience. Prerequisite for doing this is to find such a similar problem and to check if it can serve as a model for solving the new problem. Therefore part one analyzes how typical approaches in analogy research are dealing with search for and acceptance of prior knowledge. It will be shown, that these processes are especially important in analogical problem solving. In part two an experimental study is reported. The results support the expectation, that surface structure features are important for search whereas deep structure features seem to be responsible for acceptance. Zusammenfassung: Erfahrungen mit der Lösung einzelner Probleme sind häufig der Grund dafür, daß neue ähnliche Probleme schnell gelöst werden können. D a f ü r ist es aber nötig, auf diese Erfahrungen zurückgreifen zu können und zu prüfen, ob sie zur Lösung eines neuen Problems brauchbar sind. Im ersten Teil dieser Arbeit wird daher analysiert, wie in typischen Ansätzen der Analogieforschung mit der Suche nach und der Akzeptanz von analogem Vorwissen umgegangen wird und wie wichtig gerade diese Prozesse sind. Im zweiten Teil werden die Ergebnisse einer experimentellen Untersuchung berichtet. Sie weisen darauf hin, daß für die Suchprozesse vorrangig Oberflächenmerkmale der Probleme wichtig sind und erst bei den Akzeptanzprozessen Tiefenstrukturmerkmale an Bedeutung gewinnen. Correspondence address: Dr. Friedrich W. Hesse, Institut für Psychologie der Universität Göttingen, Goßlerstraße 14, W-3400 Göttingen, Bundesrepublik Deutschland.

Introduction Being confronted with so called "new information" doesn't necessarily mean that all parts of the present information are new. Often it contains a reasonable amount of already known "old" knowledge. In this case people use their old or prior knowledge for example to understand or integrate new information. One special case of the interaction between old and new knowledge is given when analogous problems are used to solve a new problem. Doing this people can save time and energy by transferring a solution instead of developing a new one. At the moment not too much is known about analogical problem solving even if there is some research tradition concerning analogies in general. Therefore some differentiations are needed. The term analogy covers processes like understanding metaphors, analogical understanding, analogical problem solving and probably even more. Depending on the type of analogy different processes have to be included to succeed in finding an analogy. From this point of view more cognitive processes are needed in analogical problem solving than in other types of analogy. Relevant processes which come into action additionally have to do with even finding an analogy at all. Only when there is a range of potential problems ("bases") to serve as a model for a new unsolved problem ("target") the subject can decide which

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one to take and then decide on the acceptability. But as the search process is primarily important for analogical problem solving and less or not at all important for other types of analogy not much is known about the search process. Therefore the experimental study in part two is trying to investigate search processes. It is slightly different with the processes directly following the search process which were described as acceptance processes above. The process of acceptance has been addressed in previous research somewhat more. Three different approaches as far as they can be connected to different types of analogies will be considered next. For this reason analogies in general are divided into: - simple analogies [Sternberg, 1977; Klix, 1984] - analogical understanding [Gentner, 1983] - analogical problem solving [Holyoak, 1985] Simple analogies are quite well investigated and typically deal with analogy tasks of the type: a:a'::b:?, whereby a selection of " b ' s " is normally offered. Within this type of analogies there isn't a real question of acceptance. The subject trying to find out which b' will fit best already knows that the given base a:a' is a valid base. H e / s h e "only" has to determine which of the given "inferences" between a and a' should be used to decide upon b : b ' . The term inference used by Sternberg is somewhat misleading. "Inference" means to look for relations between a and a ' . Put more exactly, it may be that the subject searches his memory for properties of a and a' and tests if properties of a and a' do have a same value. If there is one same value one goes ahead with mapping and application. In general: acceptance has not to be done by the subject, it is more or less part of an environment which tells the subject: the given base can be accepted, you just have to find out in which way. But what happens if a subject doesn't see an analogy or is reasoning about a wrong one? In this case memory doesn't contain the right property value or the subject might decide to choose a wrong one. In the case of simple analogies there is no real expectation about further aspects of cognition like level of abstraction or the kind of properties to be looked for. Failing is more or less a matter of "not seeing" and only in a very far sense "not accepting". It is different with analogical understanding. One approach within this category by Gentner [1983] is a pure syntactic one and quite close to artificial intelligence. Mostly one tries to explain an unknown area, phenomenon or situation by first introducing a known one which is as "similar" or "analogue" as possible. A popular example for explaining "floating currency" is using "floating water in a circle". Everybody can imagine floating water in a circle and then has to transfer this knowledge to a system of currency. In this case too the environment can tell you to use this base to understand the target. But there might be a slight but important difference. Some people may refuse to use the base because it is not appropriate f r o m their point of view. Others might fail to understand the target because they don't see which aspects of the base should be used to understand the target. This raises the question for criteria people use to judge something as analogue. Here Gentner goes beyond Sternberg and offers a more far reaching answer. In her proposal analogy is defined as a comparison of relational predicates. So it should be less important to look for attributes of objects. From her point of view an

Analogical problem solving

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analogy is given only if the relations in different areas are the same. She is quite explicit about the kind of relation responsible for judging something as analogue or not. She differentiates relations of different order. A 1st order relation only has an object as an argument, for example in the domain of the solar system - as used by Gentner - "star A touches star B". 2nd order relations already have propositions as an argument, for example "there is a crash between A and B because A has been touched by C before". If a subject is reasoning about analogies he/she prefers higher order relations in comparison to lower order relations. This reflects a preference for relations which are stronger interrelated and already contain other relations. The main purpose in her syntactic proposal is to define criteria which are independent of the concrete content of a domain. So in the case of analogical understanding people judge something as analogue on the base of higher order relations and not of content related object attributes. Analogical problem solving - the third kind of analogies - now has to address the question of acceptance much more directly. Even if one leaves the question open how people find some potential bases - that's part of a first experiment reported later - there remains the question which one of a range of potential bases will be accepted to be used to solve the target. Sternberg can't tell. Gentner would propose a guidance of higher order relations which is in a different terminology "the deep structure similarity". It has to be free of context and neglect object attributes which can be regarded as "surface structure similarities". Up to now experimental investigations have not offered subjects a whole range of different bases to be used for a target. Holyoak [1985] as well as Gick and Holyoak [1983] have been dealing with analogical problem solving already for a while. They offered subjects one base and looked how much it helped to solve a target. After finding results showing that only very few people were able to use their previously learned knowledge they changed the setting and worked with two bases. Now they found better results in terms of more people being able to use their prior knowledge. Holyoak assumed that two bases enabled the subjects to derive a schema which then could be used to solve the target. In this case it was not a real matter of acceptance but more the fact that people - despite the hint to use the base for solving the target - either didn't see the analogy or couldn't transfer the relevant relations or principles. Experimental study As has been pointed out before, a base has to be searched for before a subject can decide upon acceptance. In an experimental study search and acceptance will be investigated by offering several potential bases for the solution of one target. The purpose of the study is to differentiate between searching memory for a base and accepting a given base. The main interest thereby is to find out which part is played within search and acceptance by surface and deep structure attributes of a base being similar to the target. Searching is assumed to take place directly after the subject has realized that there is no easy solution to the problem by using "weak methods". But to be successful in doing analogical problem solving a subject can't work with very complicated attribute configurations. This would be too time consuming. Additionally one can

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suppose that in case of a novice, knowledge about a problem will be stored first on a context dependent level - which may be called surface structure level - and will only be elaborated later to abstract a less context dependent deep structure level. Because of the following reasons a surface structure is easily accessible as: - it is mostly stored directly in an episodic memory - doesn't have to be recoded - contains the same network pattern which has been activated during first storage - is close to,~verbal description Search is more complicated on a deep structure level as: - it has to be elaborated first - has to be stored in a different code than it has been acquired - is often less close to verbal description This all might be different for expert knowledge because experts will probably have quite easier access to deep structure features. But if it's true for novices that surface features are more easily accessible and the memory of a subject has to be searched more broadly one would expect a surface structure guidance. After having found some potential bases the surface structure would not be sufficient in order to decide, whether a base can be accepted as a target model or not and whether deep structure features are needed. Method As one doesn't have any results about the time span necessary for searching or accepting one can assume that searching stands at the very beginning and acceptance follows later on. Searching and accepting were investigated in this study by comparing the proceeding of subjects: a) within the same group (dependent measures) b) between two independent groups. In both cases the subjects were asked first to learn seven different problem situations and their solutions. These problems were constructed as potential bases to a target which was given to the subjects later to reason about a solution. The bases differed in their similarity to the target with respect to surface and deep structure features. Subjects were asked to recall the bases in order to test if they really stored informations about them into their memory. Then subjects were confronted with a target problem which couldn't be solved directly. Two groups of subjects were treated differently. One group - the "search group" - had to run through the following sequence of processes (51) subjects were asked to write down which bases came first into their mind directly after reading the target (allowed time 45 sec.). (52) then subjects were asked to judge which base might be "helpful" to solve the target (allowed time 60 sec.) (53) subjects were given the target text again and the names of the bases alphabetically ordered. They were asked to decide whether they could accept a base entirely or partly as a model for the target (6 minutes).

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Analogical problem solving

(S4) after being told the complete solution of the problem subjects were asked once more to judge about the acceptability of the bases with respect to the target (2 minutes). The other group - the "acceptance group" - was asked to do only the last two steps (A1 = S3 and A2 = S4). No searching was looked for, in order to avoid any effect of reporting about previous steps during the acceptance phase. Taking the number of choices for a base at each interruption as a dependent variable the results within the search group (as a dependent measure, e.g. SI with S3) and between search group and acceptance group (as an independent measure, e.g. SI with A l ) could be compared. Material "The famous story of young Gauss" as already described for a different purpose by Max Wertheimer [1959] served as the target. Analyzing the principle Gauss used to count the sum of a sequence of numbers e.g. from 1 to 100 in a very short way one can find two parts: One part tells one how to find an easy way to calculate an always equal sum as a result of a pair of numbers. The other part tells one how often one can form such pairs of equal value. The whole procedure is finally finished by multiplying the number of pairs with the always equal sum of a pair. The target used was embedded into a semantic context of calculating the overall price of a number of craftmen tools. With respect to this target seven bases were constructed. The abstract principles or rules to calculate the sum of all tools were considered as deep structure features. Similarity in the cover story - as having the same environment or using similar labels - were considered as similarity on the surface structure. The bases can be described by being similar on surface structure level or on deep structure level in different combinations: base base base base base base base

1 2 3 4 5 6 7

surface structure + + + -

deep structure + + + (part 1) + (part 2)

( + = similar, - = dissimilar) Subjects Only subjects explicitly not familiar with the Gauss problem a n d / o r the rules were evaluated for this study. As no selection could be done before the treatment without talking about the rules an unselected group of subjects was distributed to the two conditions. The selection was done at the end of the experiment by asking the subjects whether they remember this type of problem or the rules from school or somewhere else. All subjects who remembered or only slightly recognized something about preexperimental knowledge were excluded after that.

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16 subjects from a total of 44 within the "search group" and 22 from 38 in the "acceptance group" were considered as having no preexperimental relevant knowledge and were evaluated. All subjects were students, none of them studying mathematics or physics. Results The results can be seen from 3 different points of view: 1) to see which bases are more looked at in the very beginning, 2) to see which bases are increasing vs. decreasing in time (following the sequence of interruptions), 3) to see if there is a real difference to which extent people refer back to bases during search and acceptance phase. Table I lists the number of subjects within the search and acceptance group choosing the different bases at all points of interruption. Tab. I: Number of subjects (in %) referring back to the different bases at different times

bases 1 2 3 4 5 6 7

SI

S2

37,5 37,5 12,5 12,5 37,5 56,3 0,0

62,5 50,0 25,0 25,0 18,8 37,5 6,3

search group (n=16) S4 S3

87,5 62,5 43,8 56,3 25,0 37,5 6,3

75,0 81,3 87,5 75,0 18,8 25,0 0,0

acceptance group (n = 22) A1 A2

68,2 72,7 50,0 36,4 40,9 31,8 0,0

63,6 63,3 81,8 63,6 18,3 18,2 0,0

To deal with the first point of view the solid line in Figure 1 gives a first answer. One can see that at this stage more people where referring back to bases connected to the target only on a surface level (bases 5 and 6) than to bases 1 and 2. The difference becomes even stronger in comparison to bases 3 and 4. So bases with surface structure similarity play a very important part here. The idea of differentiating search and acceptance within this experiment was based primarily on the expectation, that surface structure similarity has a decreasing impact and deep structure similarity an increasing impact on subjects' analogical problem solving. Figure 1 shows that following the course of interruptions for the search group bases 1 to 4 are gaining more and more, whereas bases 5 and 6 loose in the beginning and then remain on a medium low level around 30 % to 40 %. Base 7 never played a role. So looking at it from the second point of view, the results are nearly completely in line with the expectations. If one only takes bases 1 to 6 and expects an increase for 1 to 4 and a decrease for 5 and 6 with respect to comparing "search " with "acceptance" within the search groups, with S3 there is in all cases experimental support for the prediction. As the probability for such a result is only 1,6 % it can be regarded as a significant effect.

Analogical problem solving

241

X

If the values are taken f r o m the two groups, the experimental support is about the same. Comparing "search 1" with "acceptance" (Al) in the other group reveals changes in the predicted direction for 5 of 6 bases (base 7 was again disregarded). This also has a low probability close to 10 % . Figure 2 shows these values.

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The third point of view ist going beyond the direction of change and stresses the degree of change. In this cases an evaluation has been done by comparing two groups: the " S I " values from the search group and the " A l " values from the acceptance group. With respect to 5 of the 6 bases the difference was significant (a = 5 %) in each case. The one exception was base 5 with a change in the wrong direction. Discussion The chosen experimental setting reveals a difference concerning the criteria used to search or accept bases for a target. In the beginning - one may call this the search phase - subjects obviously operate on the basis of surface structure features and deep structure features. During the acceptance phase they strongly prefer deep structure features. These results can be found as well by comparing independent groups as by comparing different phases within one group. The shift to the preference of deep structure features seems to develop gradually. The knowledge about the right solution finally raises especially the acceptance of bases which only partly could serve as an analogy model for the target. So a differentiation between search and acceptance in analogical problem solving seems to be sensible. It can be regarded as the main finding of this study that search is guided to a remarkable extent by surface structure features. This leads to new questions on a more detailed level e.g. how people can accomplish finding a usable base and which processes are needed in order to be successful. But it also stresses the question how prior knowledge has to be represented in memory to be accessible for analogical problem solving.

References Gentner, D . : Structure-mapping: A theoretical framework for analogy. Cognitive Science 7 (1983) 1 5 5 - 170. Gick, M. L.; H o l y o a k , K. J.: Schema induction and analogical transfer. Cognitive P s y c h o l o g y 15 (1983) 1 - 3 8 . H o l y o a k , K. J.: T h e pragmatics of analogical transfer. In: T h e psychology of learning and motivation. E d . : Bower, G. N e w York: A c a d e m i c Press (1985) 5 9 - 8 7 . Klix, F.: Über Wissensrepräsentation im menschlichen Gedächtnis. In: Gedächtnis, Wissen, Wissensnutzung. E d . : Klix, F. Berlin: V E B Deutscher Verlag der Wissenschaften 1984. Sternberg, R. J.: C o m p o n e n t processes in analogical reasoning. Psychological Review 84 (1977) 353-378. Wertheimer, M . : Productive Thinking. Enlarged Edition. Westport, Connecticut: G r e e n w o o d Press 1959.

Z. Psycho. 1 9 9 ( 1 9 9 1 ) 2 4 3 - 2 5 0

J. A. Barth, Leipzig

Institute of Psychology, Adam Mickiewicz University Poznari

Prototypicality and memory of social information! T. Maruszewski

Summary: Two experiments are reported in which it was tried to investigate how the three following variables affect retention of social information: a) degree of prototypicality (high - moderate), b) a way of description of the target person (description in form of a set of traits - description in form of a set of behaviours), c) time of storing (short - long) In the first experiment storing information about the positively valued prototype was studied (intelligent person), in the second one - about negatively valued prototype (sad person). 40 subjects were studied in each experiment. Prototypicality was not significant as the main factor in both experiments but it influenced storing in interactions with time. There were some differences in the pattern of relationships concerning positively and negatively valued prototypes. Key words: memory - prototypes - social cognition - schema Zusammenfassung: Es wird über zwei Experimente berichtet, in denen untersucht wurde, wie die folgenden drei Variablen die Speicherung sozialer Informationen beeinflussen: a) Grad der Protoypikalität (hoch - mäßig) b) Beschreibung der Zielperson (Beschreibung in Form von Eigenschaften - Beschreibung in Form einer Menge von Verhaltensweisen) c) Speicherzeit (kurz - lang) Im ersten Experiment wurde die Speicherung von Informationen über den positiv bewerteten Prototyp untersucht (intelligente Person), im zweiten über den negativ bewerteten Prototyp (traurige Person). 40 Versuchspersonen nahmen am Experiment teil. Die Prototypikalität stellte in beiden Experimenten nicht den H a u p t f a k t o r dar, aber sie beeinflußte die Speicherung in Wechselwirkung mit der Zeit. Es zeigten sich einige Unterschiede im Muster der Beziehungen bezüglich positiv und negativ bewerteter Prototypen. Schlüsselwörter:

Gedächtnis - Prototyp - soziale Kognition - Schema

Correspondence address: Tomasz Maruszewski, Adam Mickiewicz University, Institute of Psychology, Szamarzewskiego 89, 60-568 Poznan, Poland.

Introduction The idea that cognitive schemata or some forms of general representation of the world and ourselves facilitates information processing, including storing information in memory, has focused attention of psychologists for many years. Storing information about some general category and about specific features of an object which belongs to this category seems to be the most economic way of keeping data in memory. Such a hypothesis underlay experiments by Posner and Keele [1968, 1970] on laboratory analogs of natural concepts; on the other hand it was a starting

1 Author expresses much appreciation to Barbara Wlodarczak for her help in conducting the experiment.

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Prototypicality and memory of social information! T. Maruszewski

Summary: Two experiments are reported in which it was tried to investigate how the three following variables affect retention of social information: a) degree of prototypicality (high - moderate), b) a way of description of the target person (description in form of a set of traits - description in form of a set of behaviours), c) time of storing (short - long) In the first experiment storing information about the positively valued prototype was studied (intelligent person), in the second one - about negatively valued prototype (sad person). 40 subjects were studied in each experiment. Prototypicality was not significant as the main factor in both experiments but it influenced storing in interactions with time. There were some differences in the pattern of relationships concerning positively and negatively valued prototypes. Key words: memory - prototypes - social cognition - schema Zusammenfassung: Es wird über zwei Experimente berichtet, in denen untersucht wurde, wie die folgenden drei Variablen die Speicherung sozialer Informationen beeinflussen: a) Grad der Protoypikalität (hoch - mäßig) b) Beschreibung der Zielperson (Beschreibung in Form von Eigenschaften - Beschreibung in Form einer Menge von Verhaltensweisen) c) Speicherzeit (kurz - lang) Im ersten Experiment wurde die Speicherung von Informationen über den positiv bewerteten Prototyp untersucht (intelligente Person), im zweiten über den negativ bewerteten Prototyp (traurige Person). 40 Versuchspersonen nahmen am Experiment teil. Die Prototypikalität stellte in beiden Experimenten nicht den H a u p t f a k t o r dar, aber sie beeinflußte die Speicherung in Wechselwirkung mit der Zeit. Es zeigten sich einige Unterschiede im Muster der Beziehungen bezüglich positiv und negativ bewerteter Prototypen. Schlüsselwörter:

Gedächtnis - Prototyp - soziale Kognition - Schema

Correspondence address: Tomasz Maruszewski, Adam Mickiewicz University, Institute of Psychology, Szamarzewskiego 89, 60-568 Poznan, Poland.

Introduction The idea that cognitive schemata or some forms of general representation of the world and ourselves facilitates information processing, including storing information in memory, has focused attention of psychologists for many years. Storing information about some general category and about specific features of an object which belongs to this category seems to be the most economic way of keeping data in memory. Such a hypothesis underlay experiments by Posner and Keele [1968, 1970] on laboratory analogs of natural concepts; on the other hand it was a starting

1 Author expresses much appreciation to Barbara Wlodarczak for her help in conducting the experiment.

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point for the theory of Graesser [1981]. Many other authors share this view. They all assume that facilitation of remembering of information consistent with schema is a result of using a relevant label which activates the appropriate item in long-term memory and then the specific features of an object or an event must be retrieved. These specific features are registered independently and in effect, they must be every time independently memorized [Bartlett, 1932], Such an approach seems to be correct when it is assessed on a basis of intuition; our confidence becomes much stronger because it reflects a common sense feeling that people in their cognitive activity do not like to spend too much effort [Hansen, 1985], Of particular interest was application of this approach to these forms of cognitive functioning which underlie everyday behaviour in natural situations, that is, to such forms of cognitive representation that students of memory previously analyzed not very often. Eleanor Rosch studies of concepts have shown that many of them are natural concepts that are acquired in everyday cognititve activity, that have fuzzy borders and are impossible to define by a set of features which are both sufficient and necessary [Rosch, 1978], The next step was made by Cantor and Mischel, who applied the concept of natural concept to representations of social objects [1977, 1979]. Social objects, that is people, their behaviour and interactions are much more complex and variable than inanimate objects [Ostrom, 1984]. If knowledge of social objects is stored in form of natural concepts, we should expect that all relationships concerning natural concepts would still be valid within this area. One of these relationships is the typicality effect consisting in salient facilitation of information processing concerning typical examples of concept [Rosch, 1978], Cantor and Mischel [1977, 1979] showed that this facilitation involves retention of information in memory and it may be noted both when recognition and when recall tests are used. But their experiments, although performed with great inventiveness, are based on some unproved assumptions. Hence reinterpretation their results is possible and, to some extent, needed. First, these authors were concerned with a particular kind of prototype, namely the prototype of extrovert, prototype of introvert and their combinations with the prototype of " G o o d Samaritan". Do people use in their everyday knowledge concepts of extroversion and introversion (whatever their label is) or psychologists planning their experiments attribute their professional knowledge to lay-people? If the latter is the case, it may be claimed that subjects are able under the influence of treatments used in these experiments to reconstruct the prototype which is common in professional psychology. Otherwise applicability of these results would be restricted because they might be considered as artifacts which are true only in studied experimental situations. Second, prototypicality was considered in their experiments as a qualitative, not quantitative variable. They asked their subjects to remember descriptions of " p u r e " extrovert or introvert, "mixed" type, that included apart f r o m extrovertive or introvertive traits some other traits, and finally, descriptions of "inconsistent" type, that included features typical both for introversion and for extroversion. Comparisons of retention levels of information concerning those three types of persons did not yield clear results. Observed differences may be considered as an evidence of influence of cognitive conflict on storing (inconsistent type). Recently, we obtained evidence, that cognitive conflict, independent of prototypicality, strongly influences memory [Pieta, 1987],

Social i n f o r m a t i o n

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To avoid such difficulties and possibility of misunderstanding it seemed conceivable to construct descriptions of people of various levels of prototypicality using information coming f r o m the same area. In other words, if you want to describe people of different level of extroversion, you should avoid in this description terms that are not related to extroversion; instead, you should use terms which are less or more typical to extroversion. The use of traits f r o m other personality domain (these traits serve as a buffer) introduces an additional variable that makes interpretation of obtained results more difficult and questionable. If we want to go further and to describe a shape of relationship between a level of prototypicality and some dependent variable, we need more than two levels of independent variable. Theory developed so far does not contain any explicit statements assuming that the relationship is linear. Only such a linear relationship would justify a use of only two levels of prototypicality as independent variable. In fact, we do not know the exact shape of this relationship. The method used by Cantor and Mischel did not allow to establish more than two "levels" (or more precisely, two forms) of prototypicality; it, in effect, excluded any possibility of finding nonlinear relationships. In our experiments we tried to replicate the results of Cantor and Mischel, but we wanted concurrently to avoid the unclear points that characterized their experiments. At the same time we tried to test, whether the emotional valence of the prototype could change observed relationsips or not. Earlier experiments involved a neutral prototype - extroversion or introversion (although in American culture extroverts seem to be evaluated higher than introverts who can be perceived simply as strange people). Method Overview. Two experiments of design 2 x 2 x 2 with repeated measures on one factor were carried out. The first experiment concerned a positively valued prototype (intelligent person), the second one negatively valued prototype (sad person). We tested the influence of three following factors on recognition: A - prototypicality (high - moderate); B - way of description of the target person (description in a form of set of traits - description in a form of set of behaviours); C - time of storing (short - long). Material We prepared material to be remembered in a quite different way than Cantor and Mischel. First, we collected a number of Rep-tests form 11-grade pupils. Then we chose the most common personal constructs given by our subjects. We hoped that these constructs may be used as a basis for elaboration of a prototype often used by the studied group. Unfortunately, there were no very popular constructs and we had to restrict our study to relatively popular constructs. There were two constructs which were included in more than 7 % of Rep-tests; the first was "intelligent - unintelligent", the second one "joyful - s a d " . We decided to use the positive pole of the first and the negative pole of the second construct. After that we asked

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another group of 11-grade pupils to give " f i f t e e n traits and typical behaviours that were characteristic f o r an intelligent (or sad) p e r s o n " . Items obtained in this way were used for elaboration of description of people differing in a level of prototypicality. Such a procedure ensured that we do not deal with i n f o r m a t i o n residing only in psychologists' heads, but with i n f o r m a t i o n actually processed by our subjects. Six the most o f t e n mentioned traits constituted a description of a prototypical intelligent or sad person. The description of a person of moderate level of prototypicality consisted of the three next traits of somewhat lower frequency and three the least frequent traits. Then we elaborated a parallel description in the f o r m of a set of behaviours. Only these descriptions of behaviours that were identically or almost identically rated by judges were used in elaboration of the description of a highly or moderately prototypical target person. Using such material we constructed two short stories. One of them decribed a class discussion a b o u t possible candidates f o r some kind of contest. The second one included conversation between two young people whether to invite one girl to a New Year Eve party. Each of these stories was filled with previously prepared material differing in level of prototypicality and f o r m of description. In effect, we had 8 stories, 4 a b o u t an intelligent person and 4 about a sad person. Within each group two stories described a prototypical person and two other a moderately prototypical person. Within each pair one story contained i n f o r m a t i o n in f o r m of set of traits, the second one - in f o r m of set of behaviours. Task. Subjects were i n f o r m e d that the main purpose of the experiment was a study of social sensitivity. They were asked to listen to the stories carefully. A f t e r each story was read, a recognition test was carried out. The second recognition test was carried out a week later. Because it was a field study we had a restricted o p p o r t u n ity to choose time of retention and the choice was, in fact, forced by school authorities. First experimental session lasted 30 minutes, whereas the second one 10 minutes (recognition test only). Subjects. O u r subjects were 40 of 9- and 10-grade pupils f r o m a secondary school in Poznari. All subjects were 1 6 - 1 8 years old. There was almost the same numeber of boys and girls in each g r o u p . The subjects were assigned to groups at r a n d o m . Results Results are expressed in the f o r m of recognition indexes. T w o different versions of recognition index were c o u n t e d : the first one was based on a strict criterion, where the correct answer should be identical b o t h in content and in f o r m with the original i n f o r m a t i o n ; the second one was based on a liberal criterion, where the correct answer should be the same only with respect to its content (i.e. if subjects changed behaviour to trait or trait to behaviour, we considered it as a correct answer). The analysis reported below concerns recognition indexes based on a strict criterion, but sometimes we will refer to results based on a liberal criterion. We carried out an analysis of variance on these results. The first analysis concerns positively valued prototype. The first table presents results concerning the prototype of intelligent person. Main effect A is insignificant but two other main effects reached statistical significance. Their influence seems to be obvious f r o m a theoretical point of view. According to

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Social information

our results people store information in the form of traits better than in the form of a set of behaviours. When information is given in a verbal form and we require recognition of verbal material such result ist not surprising. The influence of C is rather trivial, because subjects correctly recognized more information after short time than after long time. The most interesting result that we can explain substantially is the significant interaction AC. The pattern of means demonstrated a distinct decrease of information stored about the prototypical person. Information about the moderately prototypical person was stored at almost the same level after short and long time. This result is consistent with the idea proposed by Carlston [1980]. Carlston suggests that there is independence of encoding and retrieval: the latter contains more inferences about a target person than the former and, in fact, is more vulnerable to distortions. Our result suggests that prototypical information is easely coded in memory, but prototypicality itself does not influence storing of information. Tab. I. Prototype: INTELLIGENT. Summary table of A N O V A Source of variance

SS

df

BETWEEN A (prototypicality) B (form of description) AB Subj. within groups WITHIN C (time of storing) AC BC ABC C x subj. within groups TOTAL

13548.22 30.89 2785.33 693.36 10035.62 17035.05 2640.80 2499.88 123.34 1853.41 9917.61 30583.27

31 1 1 1 28 32 1 1 1 1 28 63

F (.1; 1; 28) = 2.89

F (.05; 1; 28) = 4.20

MS

F

30.89 2785.33 693.36 358.41

0.086 7.771 1.935

2640.80 2499.88 123.34 1853.41 354.20

7.456 7.058 0.348 5.233

MS

F

58.39 1354.88 1065.48 449.64

0.129 3.013 2.369

1914.17 590.79 174.00 23.62 512.49

3.735 1.152 0.339 0.046

F (.01; 1 ; 28)= 7.67

Tab. II. Prototype: SAD. Summary table of A N O V A Source of variance

SS

df

BETWEEN A (prototypicality) B (form of description) AB Subj. within groups WITHIN C (time of storing) AC BC ABC C x subj. within groups TOTAL

15068.73 58.39 1354.88 1065.48 12589.98 17052.35 1914.17 590.79 174.00 23.62 14349.77 32121.08

31 1 1 1 28 32 1 1 1 1 28 63

F (.1 ; 1 ; 28) = 2.89

F (.05; 1 ; 28) = 4.20

F (.01 ; 1 ; 28) = 7.67

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Z. Psychol. 199 (1991) 3

The second table presents results concerning the prototype with negative emotional valence, namely the prototype of sad person. Now we have almost the same situation - significant main effect A and two other main effects coming close to the limit of significance (p < .1). In contrast to earlier analysis none of the interaction effects appeared to be significant. The general lower level of significance can be explained by the fact that negative valence of description of the target person could cause internal conflict and arousal that prevented from correct encoding this information in memory. This analysis was restricted to responses that were correct both on semantic and formal level. If we turn to the analysis that count as a correct response this one which is valid on a semantic level only (liberal criterion, mentioned earlier) we can see insignificant main effect of prototypicality in the case of intelligence; at the same time this effect is significant on .05 level in the case of the prototype of sad person. It implies (in a rather weak sense) that prototypicality is the variable, that operates on semantic level, but not on the level of literal retention of information. Discussion Let us focus our attention on the theoretical interpretation of our main hypothesis about influence of prototypicality on memory. Two general, methodologically oriented explanations are proposed: two other are more detailed and include psychological explanations. The first general explanation states that manipulation of independent variable was too weak. There was too small difference between description of highly and moderately prototypical person. But, it must be stressed, we intentionally avoided using all or none schema in our study. The experiment in which gradual changes of prototypicality level were introduced seemed more relevant. Only such an experiment allowed analysis of eventual changes of recognition in response to gradual changes of prototypicality level. Of course, it would be safer for our hypothesis to include the third level - very low level of prototypicality. Perhaps in such a case the influence of prototypicality would appear more salient. But such an interpretation contradicts the significant interaction AC in case of prototypical intelligent person. Let me recall that the decrease in prototypical information correctly recognized after a long time suggests that prototypicality may be important factor only for early stages of information processing, but not for later ones. The second general explanation is more interesting. It refers to the psychology of psychological studies. Most authors implicitly assume that ordinary people have some professional knowledge in their heads. This assumption is reflected in the specific selection of experimental material to be remembered. It obviously can be seen in the above mentioned experiment carried out by Cantor and Mischel. If psychologists use prototypes that reflect important (from a professional point of view) aspects of personality structure, they encourage subjects to activate some specific portions of their knowledge. Subjects usually are able to reconstruct this part of professional knowledge which is in focus of attention of a psychologist. But "are able" does not necessarily means " d o " . We can realize that subjects may organize and store their knowledge on different dimensions than psychologists. And then, the rule of organization of such knowledge may be different from the rule offered

Social information

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by the prototypicality view. If we want to learn more about such rules we should stop attributing our knowledge to ordinary people. After all, it implies necessity of changes in experimental procedures and necessity of more careful selection of material to be used in such studies. If we will insist in using traditional procedures, the more rational solution will be a study of ourselves. What for to ask subjects about some elements of our knowledge, when it is more relevant to ask about it ourselves? But - who can accept such psychology? The two above explanations are methodological ones. There are also some possibilities of substantial interpretation. The first one concerns the differential pattern of results in the case of two prototypes with positive and negative emotional valence. In this study some evidence was found that prototypicality influences memory (in interaction with other factors) only in the case of positively valued prototype, but not in the case of negatively valued one. Some ideas concerning positive-negative asymmetry elaborated by Maria Lewicka [1989] state that we can speak of prototypicality only in the case of positively valued objects. Concepts with negative emotional valence have clear borders and then have "matrix" or template organization [Maruszewski, 1984], Subjects in our study probably cut into pieces information about "sad" person and, in fact, stored it in the form of a few independent units in contrast to information organized around the prototype "intelligent". Additional results support this interpretation: all arithmetic means of recognition indexes concerning a "sad" person were lower than indexes concerning an "intelligent" one. In general, two tasks of different content used in our study were characterized by different levels of difficulty. Other experimental data also support this interpretation. Markus and her collaborators [Markus et al., 1985] proved that self-schemas strongly influence information processing. Self-schemas facilitate coding information - Markus found that people were able to encode information relevant to selfschema in greater chunks than information which was irrelevant to self-schema. It is obvious that in our experiment subjects considered themselves as intelligent people more often than as sad people. Therefore in future studies on this problem researchers should also control consistency of material to be remembered with selfschema. It will help to avoid possible misinterpretation of influence of prototypicality which might be, in fact, caused by consistency with self-schema. There is one more possible explanation of a weak (or lack of) confirmation of our main hypothesis about the prototypicality effect on memory. Let me note that information with a moderate level of prototypicality requires more effort to understand and remains in working memory longer than information with a high level of prototypicality [Hastie, 1981]. As a result a diversity of associative links is established. They facilitate retrieval information from memory, both from long-term memory and from short-term memory. Thus a moderately prototypical information may be better stored in memory. Highly prototypical information seems to be very familiar and remains in working memory for a short period of time. Thus the number of new associative links may be very small. Loss of any of them causes serious difficulties in retrieval. In effect, storing of prototypical information is not so easy as one can suppose. Some empirical studies confirm the hypothesis of Hastie [Smith, Adams, Schorr, 1978; Srull, 1981]. Unfortunately, our study is an unattractive candidate to such a group, because we were unable to find significant differences; such differences ennoble results, but sometimes it is not the whole story.

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The above line of reasoning is in agreement with my suggestion presented elsewhere [Maruszewski, in press] that there are separate mechanisms responsible for storing information and for getting access to it. Prototypicality is crucial for storing permanent and stable portions of knowledge; in the experiment such as presented above subjects are made to use both semantic memory (general knowledge of intelligent or sad people) and episodic memory (this part of their general knowledge that was presented by the experimenter before). Thus, a part of evidence which seemed to prove facilitation of storing by prototypicality, may be a result of lack of differentiation between "to know" and "to remember" [Tulving, 1984]. In conclusion, data presented above suggest that some variables which were considered as very important ones for human memory may change their significance under an influence of other variables. Prototypicality which seemed to be a very strong factor depends, in fact, on some intraindividual factors (such as consistency of prototypical information with a self-schema) and on factors which are related to material to be remembered (emotional valence). Thus models of memory of social information have to be more specific than general models of memory; at the same time they suggest the direction of possible modification of these general models. References Bartlett, F. C.: Remembering: a study of experimental and social psychology. Cambridge: Cambridge University Press 1932. Cantor, N. E., Mischel, W.: Traits as prototypes: Effects on recognition memory. J. Pers. Soc. Psychol. 35 (1977) 3 8 - 4 8 . Cantor, N. E., Mischel, W.: Prototypicality and personality: Effects on free recall and personality impressions. J.Res. in Pers. 13 (1979) 187-205. Carlston, D. E.: Events, inferences and impression formation. In: Person memory: the cognitive basis of social perception. Ed. Hastie, R. et al. Hillsdale: Lawrence Erlbaum 1980. Graesser, A. C.: Prose comprehension beyond the word. New York: Springer-Verlag 1981. Hansen, R. D.: Cognitive economy and commonsense attribution processing. In: Attribution: basic issues and applications. Ed. Harvey, J. H., Weary G. Orlando: Academic Press 1985. Hastie, R.: Schematic principles in human memory. In: Social cognition: the Ontario symposium on personality and social psychology. Eds, Higgins, T. E. et al. Hillsdale: Lawrence Erlbaum 1981. Lewicka, M.: Toward a pragmatic perspective on cognition: Does evaluative meaning influence rationality of lay inferences? Polish Psychol. Bull. 20 (1989) 267 - 285. Markus, H., Smith, J., Moreland, R. L.: Role of the self-concept in the perception of others. J. Pers. Soc. Psychol. 49 (1985) 1494-1512. Maruszewski, T.: Matrix concepts, hierarchical concepts, ideal types. Polish Psychol. Bull. 15 (1984) 3-12. Maruszewski, T.: Le procedure idealizacionalli nella conscenza individuale. Mondotre Quaderni (in press). Ostrom, T. M.: The sovereignty of social cognition. In: Handbook of social cognition. Eds. Wyer, R. S., Srull, T. K. Hillsdale: Lawrence Erlbaum 1984. Pieta, E. Porownanie przetwarzania informacji na temat drugiej osoby w postaci zapisu skryptowego i w postaci zbioru dyspozycji. Unpublished M. A. thesis. Poznan 1987. Posner, M. I., Keele, S. W.: On the genesis of abstract ideas. J. Exp. Psychol. 77 (1968) 353 - 363. Posner, M. I., Keele, S. W.: Retention of abstract ideas. J. Exp. Psychol. 83 (1970) 3 0 4 - 3 0 8 . Rosch, E.: Principles of categorization. In: Cognition and categorization. Eds. Rosch, E., Lloyd, B. B. Hillsdale: Lawrence Erlbaum 1978. Smith, E. E., Adams, N., Scherr, D.: Fact retrieval and the paradox of inference. Cogn. Psychol. 10 (1978) 4 3 9 - 4 6 4 . Srull, T. K.: Person memory: some tests of associative storage and retrieval models. J. Exp. Psychol.: Hum Learn. £ Memory (1981) 4 4 0 - 4 8 3 . Tulving, E.: Precis of Elements of episodic memory. The Beh. Brain Sci. 7 (1984) 223 - 268.

Z.Psychol. 199 (1991) 2 5 1 - 2 6 5

J. A . Barth, Leipzig

Institut f ü r Psychologie der Universität Regensburg

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System: Prüfung einer einfachen numerischen Relation K.-H. Bäuml Zusammenfassung: Es werden drei Achsen im F a r b r a u m ausgezeichnet: eine (reines) Gelb - (reines) Blau - Achse, eine (reines) G r ü n - Magenta - Achse und Helligkeit. Über die beiden chromatischen Achsen werden zwei lineare Gegenfarbensysteme definiert: ein Rot-Grün-System und ein GelblichBläulich-System. Es wird eine numerische Relation zur Beschreibung von F a r b a d a p t a t i o n f ü r das Gelblich-Bläulich-System unter A d a p t a t i o n an (reines) Gelb und (reines) Blau formuliert: zwei P a a r e von Farbreizen - jeweils bestehend aus Test- und Adaptationsreiz - sind äquivalent in bezug auf das Gelblich-Bläulich-System gdw. die Quotienten der Gelblich-Bläulich-Koordinaten von Test- und A d a p tationsreiz identisch sind. Dabei wird eine Kontrolle der Helligkeit und der Rot-Grün-Anteile vorausgesetzt. Für verschiedene (reines) Gelb- und (reines) Blauadaptationsreize wird geprüft, wie ein Testreiz, der weder gelblich noch bläulich erscheint, seine Lage auf der Geraden (reines) Gelb - (reines) Blau im F a r b r a u m verändert. Drei Beobachter nehmen an dem Experiment teil. In Vorversuchen werden die individuellen Ebenen konstanter Helligkeit und die individuellen Gegenfarbenlinien geschätzt. Die Daten zeigen, daß die Quotienten aus den Gelblich-Bläulich-Koordinaten von Testreiz und Adaptationsreiz im wesentlichen konstant sind. Die Ergebnisse werden mit analogen Daten f ü r das Rot-Grün-System verglichen. Die B e f u n d e stützen die vorgenommene Auszeichnung der drei phänomenalen Achsen. Die vorgenommene Auszeichnung wird in bezug auf die Heringsche Gegenfarbentheorie und die Krauskopfschen „kardinalen" Achsen [1982, Vision Research, 22, 1 1 2 3 - 1131] diskutiert. Schlüsselwörter:

F a r b w a h r n e h m u n g - A d a p t a t i o n - Gegenfarbentheorie - Gelblich-Bläulich-System

Summary: Three axes in color space are specified: a (unique) yellow - (unique) blue axis, a (unique) green - magenta axis and brightness. Based on the two chromatic axes two linear o p p o n e n t colors systems are defined: a red/green-system and a yellowish/bluish-system. A numerical relation is presented to describe color adaptation for the yellowish/bluish-system under adaptation to (unique) yellow and (unique) blue: two pairs of color stimuli are equivalent with regard to the yellowish/bluish-system consisting of a test stimulus and an adaptation stimulus, respectively - if the ratios f r o m the yellowish/bluish-coordinates of test stimulus and adaptation stimulus are identical. A control of brightness and the red/green-system is presupposed. For several (unique) yellow and (unique) blue adaptation stimuli it is examined how a test stimulus that appears neither yellowish nor bluish changes its location on the (unique) yellow - (unique) blue axis within color space. Three observers take part in the experiment. For each observer a plane of constant brightness and the opponent colors axes are estimated experimentally. The d a t a show that the ratios f r o m the yellowish/bluish coordinates of test stimulus and adaptation stimulus are essentially constant. T h e results are conjpared with analogous data for the r e d / green-system. The findings provide evidence for the specification of the three phenomenal axes. The specification is discussed with regard to Hering's opponent colors theory and K r a u s k o p f ' s three "cardin a l " axes [1982, Vision Research, 22, 1 1 2 3 - 1131], Key words: Color perception - a d a p t a t i o n - o p p o n e n t colors theory - yellowish/bluish-system Korrespondenzanschrift: Dr. K . - H . Bäuml, Universität Regensburg, Institut f ü r Psychologie, Universitätsstraße 31, W-8400 Regensburg, Bundesrepublik Deutschland

Fragestellung Unter einem Farbreiz versteht man in der experimentellen Psychologie elektromagnetische Strahlung, spektral zusammengesetzt aus Wellenlängen zwischen etwa 360 und 830 nm. Unter kontrollierten Bedingungen [Wyszecki und Stiles, 1982] induzieren Farbreize bei einem farbtüchtigen Beobachter ganz bestimmte Färb-

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J. A . Barth, Leipzig

Institut f ü r Psychologie der Universität Regensburg

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System: Prüfung einer einfachen numerischen Relation K.-H. Bäuml Zusammenfassung: Es werden drei Achsen im F a r b r a u m ausgezeichnet: eine (reines) Gelb - (reines) Blau - Achse, eine (reines) G r ü n - Magenta - Achse und Helligkeit. Über die beiden chromatischen Achsen werden zwei lineare Gegenfarbensysteme definiert: ein Rot-Grün-System und ein GelblichBläulich-System. Es wird eine numerische Relation zur Beschreibung von F a r b a d a p t a t i o n f ü r das Gelblich-Bläulich-System unter A d a p t a t i o n an (reines) Gelb und (reines) Blau formuliert: zwei P a a r e von Farbreizen - jeweils bestehend aus Test- und Adaptationsreiz - sind äquivalent in bezug auf das Gelblich-Bläulich-System gdw. die Quotienten der Gelblich-Bläulich-Koordinaten von Test- und A d a p tationsreiz identisch sind. Dabei wird eine Kontrolle der Helligkeit und der Rot-Grün-Anteile vorausgesetzt. Für verschiedene (reines) Gelb- und (reines) Blauadaptationsreize wird geprüft, wie ein Testreiz, der weder gelblich noch bläulich erscheint, seine Lage auf der Geraden (reines) Gelb - (reines) Blau im F a r b r a u m verändert. Drei Beobachter nehmen an dem Experiment teil. In Vorversuchen werden die individuellen Ebenen konstanter Helligkeit und die individuellen Gegenfarbenlinien geschätzt. Die Daten zeigen, daß die Quotienten aus den Gelblich-Bläulich-Koordinaten von Testreiz und Adaptationsreiz im wesentlichen konstant sind. Die Ergebnisse werden mit analogen Daten f ü r das Rot-Grün-System verglichen. Die B e f u n d e stützen die vorgenommene Auszeichnung der drei phänomenalen Achsen. Die vorgenommene Auszeichnung wird in bezug auf die Heringsche Gegenfarbentheorie und die Krauskopfschen „kardinalen" Achsen [1982, Vision Research, 22, 1 1 2 3 - 1131] diskutiert. Schlüsselwörter:

F a r b w a h r n e h m u n g - A d a p t a t i o n - Gegenfarbentheorie - Gelblich-Bläulich-System

Summary: Three axes in color space are specified: a (unique) yellow - (unique) blue axis, a (unique) green - magenta axis and brightness. Based on the two chromatic axes two linear o p p o n e n t colors systems are defined: a red/green-system and a yellowish/bluish-system. A numerical relation is presented to describe color adaptation for the yellowish/bluish-system under adaptation to (unique) yellow and (unique) blue: two pairs of color stimuli are equivalent with regard to the yellowish/bluish-system consisting of a test stimulus and an adaptation stimulus, respectively - if the ratios f r o m the yellowish/bluish-coordinates of test stimulus and adaptation stimulus are identical. A control of brightness and the red/green-system is presupposed. For several (unique) yellow and (unique) blue adaptation stimuli it is examined how a test stimulus that appears neither yellowish nor bluish changes its location on the (unique) yellow - (unique) blue axis within color space. Three observers take part in the experiment. For each observer a plane of constant brightness and the opponent colors axes are estimated experimentally. The d a t a show that the ratios f r o m the yellowish/bluish coordinates of test stimulus and adaptation stimulus are essentially constant. T h e results are conjpared with analogous data for the r e d / green-system. The findings provide evidence for the specification of the three phenomenal axes. The specification is discussed with regard to Hering's opponent colors theory and K r a u s k o p f ' s three "cardin a l " axes [1982, Vision Research, 22, 1 1 2 3 - 1131], Key words: Color perception - a d a p t a t i o n - o p p o n e n t colors theory - yellowish/bluish-system Korrespondenzanschrift: Dr. K . - H . Bäuml, Universität Regensburg, Institut f ü r Psychologie, Universitätsstraße 31, W-8400 Regensburg, Bundesrepublik Deutschland

Fragestellung Unter einem Farbreiz versteht man in der experimentellen Psychologie elektromagnetische Strahlung, spektral zusammengesetzt aus Wellenlängen zwischen etwa 360 und 830 nm. Unter kontrollierten Bedingungen [Wyszecki und Stiles, 1982] induzieren Farbreize bei einem farbtüchtigen Beobachter ganz bestimmte Färb-

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Z. Psychol. 199(1991) 3

erscheinungen. Z. B. induzieren kurzwellige Farbreize bläuliche, langwellige Farbreize rötliche Farberscheinungen. Die Zuordnung einer bestimmten Farberscheinung zu einem Farbreiz ist jedoch nicht fest. So kann sich die Farberscheinung eines Farbreizes bei zeitlicher oder räumlicher Darbietung eines andersfarbigen Umfeldes verändern: Betrachtet man etwa für längere Zeit eine gelbliche Wand und sieht danach auf eine vorher weiße Wand, so sieht diese bläulich aus; ähnliches läßt sich feststellen bei der räumlichen Umgebung eines weißen Farbreizes mit einem gelblichen Farbreiz. Solche Veränderungen der Farberscheinung eines Farbreizes bezeichnet man als Farbadaptation. Farbadaptation kann zu sehr drastischen Veränderungen der Farberscheinungen eines Farbreizes führen. Sie kann sogar zu Farberscheinungen führen - wie etwa Braun - die ohne sie gar nicht gesehen werden. Obwohl das Phänomen der Farbadaptation bereits sehr lange bekannt ist [Goethe, 1810], gibt es bis heute keine empirisch gültige theoretische Beschreibung dafür. Moderne Theorien des Farbensehens gehen von (wenigstens) zwei Stufen der Verarbeitung von Farbinformation durch das visuelle System aus. Die erste Stufe ist eine Rezeptorstufe. Dabei kann es inzwischen als geklärt betrachtet werden, daß die Farbreize zunächst durch drei Rezeptortypen linear transformiert werden. Dies wird sowohl durch psychophysische als auch physiologische Befunde gestützt [Schnapf, Kraft und Baylor, 1987], Dieser Rezeptorstufe wird eine wichtige Rolle bei der Farbadaptation zugeschrieben. Innerhalb des (linearen) v. Kriesschen Koeffizientensatzes [1905] wird sie sogar als alleinige Quelle der Farbadaptation angesetzt: Adaptation führt nur zu einer Desensitivierung der drei Rezeptortypen. Die Nichtgültigkeit des Koeffizientensatzes als einer Theorie der Farbadaptation ist inzwischen jedoch vielfach empirisch demonstriert worden [vgl. Wyszecki und Stiles, 1982]. Auch Varianten des Koeffizientensatzes, wie die Theorie von Walraven [1976], scheinen nicht zum Ziel zu führen [Shevell, 1978]. Walraven schaltet dem Koeffizientensatz einen subtraktiven Prozeß zwischen Testreiz und Adaptationsreiz auf Rezeptorebene vor. Vielen theoretischen Ansätzen zur Farbadaptation ist der Koeffizientensatz jedoch als Baustein inhärent [Jameson und Hurvich, 1972, Land, 1964]. Auf einer zweiten Stufe der Verarbeitung von Farbinformation wird angenommen, daß sich die Ausgaben der drei Rezeptortypen zu drei neuronalen Systemen verschalten. Bereits an dieser Stelle beginnen die Probleme für eine exakte Theorie des Farbensehens. Diese neuronalen Systeme werden häufig als Heringsche Gegenfarbensysteme angesetzt: ein Rot-Grün-System, ein Gelb-Blau-System und ein Helligkeitssystem [z.B. Guth, Massof und Benzschawel, 1980]. Zwar gibt es starke Hinweise auf die Linearität des Rot-Grün-Systems und der Helligkeit. Das Gelb-Blau-System erweist sich jedoch als nichtlinear; mehr noch, bis heute konnten keinerlei interessante strukturelle Eigenschaften dieses Systems nachgewiesen werden [Elzinga und deWeert, 1984]. Ein anderes neuronales System schlagen Krauskopf, Williams und Heeley [1982] vor. Diese zeichnen als sog. kardinale Achsen im Farbraum neben der Helligkeit eine lineare Gelblich-Bläulich-Achse und eine lineare Rötlich-Grünlich-Achse aus. Hier handelt es sich um keine Gegenfarbentheorie im eigentlichen Sinne mehr, da die beiden chromatischen Achsen nicht mehr phänomenal ausgezeichnet sind. Eine Reihe von experimentellen Daten deuten auf eine wichtige Rolle einer zweiten Verarbeitungsstufe bei der Farbadaptation hin [Shevell, 1978, Larimer, 1981, Krauskopf und Mitarb., 1982], So legen etwa die Befun-

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

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de von Shevell und Larimer nahe, daß auf einer zweiten Stufe eine Art Gegenfarbeninduktion stattfindet: der Umfeldreiz „addiert" sich in einer gewissen Weise zum Testreiz hinzu. Farbadaptation wird dabei auf zwei Stufen angesetzt: eine Desensitivierung auf Rezeptorstufe und eine Art Gegenfarbeninduktion auf neuronaler Stufe. Trotz der starken empirischen Hinweise auf die Beteiligung einer zweiten Stufe bei der Farbadaptation konnte das Problem der genauen Spezifikation ihrer drei Systeme im Detail noch nicht gelöst werden. Hier wird ein neuer Vorschlag für das konkrete Aussehen der zweiten Stufe der Verarbeitung von Farbinformationen präsentiert. Der Suche nach den einzelnen Systemen dieser Stufe werden dabei zwei Restriktionen auferlegt: zum einen wird davon ausgegangen, daß sich die drei neuronalen Systeme linear aus den Ausgaben der drei Rezeptorantworten kombinieren, zum anderen, daß die drei neuronalen Systeme drei Achsen im Farbraum phänomenal auszeichnen. In einem ersten Schritt wird untersucht, wieviele Kandidaten für die zweite Stufe es unter diesen Restriktionen mit den Daten der Literatur gibt. Mit diesen Restriktionen - die man als Forderung einer linearen Gegenfarbentheorie auffassen kann (vgl. unten) - scheiden sowohl das Heringsche Gegenfarbensystem als auch der Krauskopfsche Ansatz als Kandidaten aus: Während wenigstens ein Heringsches System nichtlinear ist, sind zwei der drei Krauskopfschen Systeme nicht phänomenal ausgezeichnet. Bei diesem ersten Schritt wird sich zeigen, daß es nur einen einzigen Kandidaten für diese Stufe gibt. Auf diesem Befund aufbauend wird in einem zweiten Schritt ein neuer Vorschlag für das Aussehen der zweiten Stufe gemacht, der neben einem Rot-Grün-System und der Helligkeit ein Gelblich-Bläulich-System auszeichnet. Dieses stimmt nur noch approximativ mit dem Heringschen Gelb-Blau-System überein und weicht vor allem im rötlich-bläulichen Bereich des Farbraumes davon ab. Das Verhalten dieses Gelblich-Bläulich-Systems unter Farbadaptation wird experimentell untersucht. Daten von Cicerone und Mitarb. [1975] und Bäuml [1991] legen nahe, daß der Farbadaptation beim Rot-Grün-System unter bestimmten Adaptationsbedingungen sehr einfache Gesetzmäßigkeiten zugrundeliegen. Es wird getestet, ob sich das Gelblich-Bläulich-System unter analogen Adaptationsbedingungen identisch beschreiben läßt wie das Rot-Grün-System. Diesem Test liegt der Gedanke zugrunde, daß sich die drei Systeme einer zweiten Stufe unter Adaptation identisch verhalten. Zeigt sich beim Gelblich-Bläulich-System dieselbe Gesetzmäßigkeit wie beim Rot-Grün-System, so wird dies als Hinweis auf eine besondere Rolle dieses Systems bei der Farbinformationsverarbeitung interpretiert. Mit den Daten der Literatur wäre dann auch die vorgenommene Auszeichnung der drei phänomenalen Achsen empirisch gestützt. Theorie Drei phänomenale Achsen im Farbraum Der Gedanke einer Gegenfarbentheorie geht auf Hering [1878] zurück. Hering weist auf die Möglichkeit hin, jede beliebige Farbe durch ihren Rot- bzw. Grünanteil, ihren Gelb- bzw. Blauanteil und ihre Helligkeit vollständig zu beschreiben. Die so begründeten drei Gegenfarbensysteme - das Rot-Grün-System, das Gelb-BlauSystem und das Helligkeitssystem - konstituieren die Heringsche Gegenfarbentheorie. Jameson und Hurvich [1955] versuchen in Anlehung an Hering und Brückner [1927] über die Definition sog. Aufhebungsfunktionen eine Quantifizierung der

254

Z. Psychol. 199 (1991) 3

beiden chromatischen Gegenfarbensysteme zu erreichen. Diese Aufhebungsfunktionen werden von Jameson und Hurvich linear angesetzt. Krantz [1975] legt offen, welche impliziten Annahmen mit einer solchen linearen Behandlung verbunden sind. Hierzu zeichnet er zwei Gleichgewichtsmengen Au A2 von Farbreizen aus wobei A\ als die Menge der Farbreize interpretiert wird, die weder rot noch grün ist, und A2 als die Menge der Farbreize, die weder gelb noch blau sind - für die jeweils eine additive und eine multiplikative Abgeschlossenheit gefordert werden (dabei bezeichnet © die additive Mischung von Farbreizen, * multiplikative Intensitätsveränderungen über alle Wellenlängen eines Farbreizes und Re+ die positiven reellen Zahlen): AI. Wenn a € A-,und t € Re+, dann t * a € At (/= 1,2). A2. Wenn a 6 Ait dann b 6 Aj gdw. a © b € A{ (/'= 1,2). Krantz zeigt, daß die empirische Gültigkeit dieser beiden Axiome die Auszeichnung zweier phänomenaler Geraden im Farbraum gewährleistet, aus denen sich dann ein lineares Rot-Grün-System und ein lineares Gelb-Blau-System definieren lassen. Interpretiert man die Mengen AX,A2 wie in der Heringschen Gegenfarbentheorie über das NichtVorliegen bestimmter Farbanteile - wie etwa weder rot noch grün bzw. weder gelb noch blau - so ist die Heringsche Gegenfarbentheorie eindeutig ausgezeichnet [Krantz, 1975]. Betrachtet man z.B. als Gleichgewichtsmenge die Farbreize, die weder blaugrün noch orange sind, so läßt sich leicht demonstrieren, daß diese Menge keine Ebene im Farbraum auszeichnet, sondern von dreidimensionaler Mannigfaltigkeit ist. Gleichgewichtsmengen lassen sich aber auch direkt über Farbtöne identifizieren. So kann man in der Heringschen Theorie A \ als die Menge der Farbreize interpretieren, die entweder (rein) gelb oder (rein) blau oder achromatisch sind, A2 als die Menge, die entweder (rein) grün oder (rein) rot oder achromatisch sind. Zeichnet man die Gleichgewichtsmengen in dieser Weise über Farbtöne aus, so ist die Heringsche Gegenfarbentheorie keineswegs mehr eindeutig fixiert. Die Mengen lassen sich dann auch über nicht-Heringsche Farbtöne identifizieren. Stellt etwa Al die Menge (bestimmter) orangener und (bestimmter) türkisener Farbreize, A2 die Menge (bestimmter) gelbgrüner und (bestimmter) purpurner Farbreize dar, so lassen sich über diese beiden Mengen bei Gültigkeit der Abgeschlossenheitseigenschaften zwei Geraden im Farbraum phänomenal auszeichnen. Die nun definierbaren Gegenfarbensysteme werden im Gegensatz zum Heringschen System im allgemeinen allerdings nicht mehr einfach interpretierbar sein. A priori gibt es aber keinen Grund, warum die Farbsysteme einer neuronalen Stufe einfach interpretierbar sein sollten. Mit dieser Betrachtungsweise erfordert die Formulierung einer linearen Gegenfarbentheorie die Auszeichnung von vier unterschiedlichen Mengen von Farbreizen Bj (j= 1,2,3,4). Diese Mengen müssen zwei Bedingungen erfüllen: i. die Farbreize in jeder dieser Mengen müssen identischen Farbton besitzen; ii. jede dieser Mengen muß einen Farbton vollständig repräsentieren. Die beiden Gleichgewichtsmengen Ai, A2 lassen sich dann im wesentlichen als Vereinigung von je zwei dieser Mengen definieren. Formal betrachtet: Es wird eine zweistellige Äquivalenzrelation —/rauf der Menge der Farbreize A definiert. Bei Interpretation von ~ F als empirischer Farbtongleichheit repräsentieren die einzelnen Äquivalenzklassen so die einzelnen

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

255

Farbtöne. Es werden beliebig vier Äquivalenzklassen Bj (y = 1,2,3,4) ausgewählt. Unter Hinzunahme der Äquivalenzklasse der achromatischen Farbreize W lassen sich dann die beiden Gleichgewichtsmengen definieren über A^ = Bx\JBiJW und A2 = BJJBJJW. Erfüllen die so festgelegten Gleichgewichtsmengen die kritischen Axiome der additiven und multiplikativen Abgeschlossenheit, so liegt eine empirisch gültige lineare Gegenfarbentheorie vor. Für eine vollständige Gegenfarbentheorie wird die Auszeichnung noch einer weiteren Achse, Helligkeit, gefordert [Krantz, 1975]. Die Abgeschlossenheitsaxiome implizieren für jede der vier Mengen Bj von Farbreizen die Abney-(Farbton)-Invarianz und die Bezold-Brücke-Invarianz. Dabei ist ein Farbreiz genau dann Abney-invariant, wenn der Farbton dieses Farbreizes invariant ist gegenüber dem spektralen Hinzumischen achromatischen Lichts ; d . h . ö ~ / r c r © / * w (wobei w einen achromatischen Farbreiz darstellt). Ein Farbreiz ist Bezold-Brückeinvariant genau dann, wenn der Farbton dieses Farbreizes invariant ist gegenüber Intensitätsveränderungen des Farbreizes; d.h. a — pt * a. Die Lösung des Problems der Formulierbarkeit einer linearen Gegenfarbentheorie ist somit eng an das Auffinden der Bezold-Brücke- und Abney-Invarianten im Farbraum gebunden. Die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen demonstrieren, daß (reines) Grün, (reines) Gelb und (reines) Blau Bezold-Brücke-Invarianten sind [z. B. Larimer, Krantz und Cicerone, 1974, 1975, Nagy, 1979]. Darüber hinaus scheint es mit einem bläulichen Rot - Magenta - nur noch eine weitere, nichtspektrale Invariante zu geben [Purdy, 1931], (Reines) Gelb, (reines) Grün und (reines) Rot sind Abney-invariant, (reines) Blau zumindest ab etwa 40 Trolands [Larimer und Mitarb., 1974, 1975, Bums, Eisner, Pokorny und Smith, 1984], Weitere spektrale Invariante scheint es nicht zu geben [Purdy, 1931]. Mit diesen empirischen Befunden kann es maximal eine empirisch gültige lineare Gegenfarbentheorie geben. Gelb und Blau sind Bezold-Brücke-invariant und erfüllen die additive Abgeschlossenheit. Identifiziert man somit A¡ als die Menge der (rein) gelben, (rein) blauen und achromatischen Farbreize, so läßt sich daraus ein lineares chromatisches System ( 0 i ) definieren. Dieses kann als (Heringsches) RotGrün-System interpretiert werden. A2 wird als die Menge der (rein) grünen, magentanen und achromatischen Farbreize identifiziert. Grün und Magenta sind BezoldBrücke-invariant. Nimmt man zudem ihre additive Abgeschlossenheit an - d . h . für beliebige grüne und magentane Farbreize gilt, daß ihre additive Mischung grün, magenta oder achromatisch ist - so läßt sich aus A 2 ein lineares chromatisches System (02) definieren. Dieses System nenne ich Gelblich-Bläulich-System, da es nicht allzusehr vom Heringschen Gelb-Blau-System abweicht. Die Abweichung vom Gelb-Blau-System betrifft vor allem den bläulich-rötlichen Bereich des Farbraumes. Als drittes lineares System ( 0 3 ) wird die Helligkeit ausgezeichnet. Damit liegt eine vollständige lineare Gegenfarbentheorie vor. Farbadaptation beim

Gelblich-Bläulich-System

Das Rot-Grün-System ist unter Adaptation vielfach untersucht. Dabei zeigt sich, daß Farbadaptation bei diesem System im allgemeinen nichtlinear ist [Shevell, 1978, Larimer, 1981]. Jedoch gibt es starke Hinweise darauf, daß sich das RotGrün-System unter bestimmten Adaptationsbedingungen linear verhält. So zeigen

256

Z. Psychol. 199 (1991) 3

Cicerone, Krantz und Larimer [1975] die Linearität des Systems bei Adaptation an (reines) Gelb, (reines) Blau und (reines) Grün. Bäuml [1991] erweitert diesen Befund auf Magenta und prüft für Grün- und Magentaadaptation, wie ein Testreiz, der weder rot noch grün erscheint, seine Lage auf der Achse Grün-Magenta im Farbraum verändert. Die Daten zeigen, daß die Quotienten der Rot-Grün-Koordinaten von Test- und Adaptationsreiz im wesentlichen konstant sind. Dabei ist das Gelblich-Bläulich-System kontrolliert, ebenso die Helligkeit. Das Gelblich-Bläulich-System ist unter Farbadaptation noch nicht untersucht. Hier soll die von Bäuml für das Rot-Grün-System gefundene Beziehung analog für das Gelblich-Bläulich-System geprüft werden. Es wird somit untersucht, ob bei Adaptation an (reines) Gelb und (reines) Blau ein Testreiz, der weder gelblich noch bläulich erscheint, seine Lage auf der Achse Gelb-Blau im Farbraum so verändert, daß die Quotienten der Gelblich-Bläulich-Koordinaten von Test- und Adaptationsreiz im wesentlichen konstant sind. Dabei ist das Rot-Grün-System kontrolliert, ebenso die Helligkeit. (Für eine formale Darstellung dieser Relation und einigen logischen Folgerungen daraus vgl. Bäuml, 1991). Unter Annahme, daß für die drei identifizierten Systeme unter Adaptation dieselben Gesetzmäßigkeiten gelten, würde die Gültigkeit obiger Beziehung beim Gelblich-Bläulich-System die vorgenommene Spezifikation dieses Systems stützen. Methoden 1. Versuchspersonen An dem Experiment nehmen zwei Psychologiestudenten und der Autor selbst teil. Jeder der Beobachter nimmt an insgesamt 40 Sitzungen teil. Die ersten Sitzungen dienen dabei dem Vertrautwerden mit der Experimentalanordnung und dem Erreichen eines gewissen - bei Farbwahrnehmungsexperimenten notwendigen - Trainingsniveaus. Die Experimente erstrecken sich für jeden Beobachter insgesamt etwa über sechs Wochen. Der Autor selbst hat zu Beginn der Experimente bereits etwa 50 Sitzungen vorausgehendes Training hinter sich. 2. Generierung der Farbreize Die Farbreize werden auf einem Farbmonitor (BARCO CDCT 51/3) generiert. Dieser ist an eine spezielle Graphikkarte (MATROX PIP 1024) angeschlossen und wird von einem Rechner aus gesteuert. Die erzeugbaren Farben entstehen dabei aus einer additiven Mischung der drei Bildschirmprimärfarben. Die Koordinaten dieser Bildschirmprimärfarben innerhalb des CIE-xy-Diagramms [Wyszecki und Stiles, 1982] lauten: Bildschirmrot x= .634, j = . 3 4 0 , Bildschirmgrün x=.303, y=.613, Bildschirmblau AT= .153, >>=.061. Die Farben werden über „Look-up"-Tabellen kontrolliert. Die den drei Bildschirmprimärfarben entsprechenden Farbkanäle des Monitors können unabhängig voneinander angesteuert werden. Der Bereich von minimaler zu maximaler Steuerspannung pro Farbkanal läßt sich dabei in 256 Stufen auflösen. Eine solche Auflösung reicht für eine subjektiv kontinuierliche Farbveränderung gut aus. Die Farbkanäle sind so normiert, daß sich bei gleichzeitiger Vollaussteuerung aller drei Kanäle ein genormtes Weiß ergibt. Die Koordinaten der drei Farbkanäle werden als R-, G- und B-Koordinaten bezeichnet. Diese Koordina-

257

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

ten lassen sich mittels einer Lineartransformation in die üblicheren XYZ-Koordinaten des CIE-Systems umrechnen [Wyszecki und Stiles, 1982]. Hier werden die Farbreize stets innerhalb des CIE-Koordinatensystems oder innerhalb individueller Gegenfarbenkoordinatensysteme beschrieben und nicht innerhalb des RGB-Koordinatensystems. Dieses wird nur programmintern zur Steuerung der Experimente verwendet [Bäuml, 1989], 3. Vorversuch

1

Zur Kontrolle der Helligkeit der Farbreize gilt es, innerhalb des Farbraumes Flächen konstanter Helligkeit auszuzeichnen. Dabei wird Helligkeit nicht mit Leuchtdichte gleichgesetzt. Mit der Linearität der Helligkeit stellen Flächen konstanter Helligkeit im Farbraum Ebenen dar. Ebenen sind eindeutig durch drei Punkte festgelegt. Zum Auffinden einer bestimmten Ebene konstanter Helligkeit werden so nur die Leuchtdichtwerte dreier Farbreize benötigt, die gleich hell sind. Es wird ein Flimmerverschmelzungsexperiment durchgeführt. Als Standardreiz wird der innerhalb des CIE-xy-Diagramms festgelegte Weißpunkt (x= 1/3, y= 1/3) mit 25 cd/m2 gewählt. Vergleichsreize bilden die drei Bildschirmprimärreize. Mit hoher Frequenz wird jeder der drei Vergleichsreize abwechselnd mit dem Standardreiz präsentiert. Dadurch entsteht der Eindruck einer flimmernden Farbe. Der Beobachter kann durch Regelung der Leuchtdichte des Vergleichsreizes das Flimmern zum Verschwinden bringen. Die Leuchtdichten der beiden Reize werden dann als gleich hell festgelegt. Es wird eine Herstellungsmethode verwendet. 3 s nach dem Einstellen eines kontinuierlich dargebotenen Reizes wird der nächste Reiz präsentiert. Die Reize sind scheibenförmig mit 6 ° Sehwinkel. Die Versuchssituation ist monokular. Vor Beginn des Experiments findet eine Dunkeladaptation von 7 min statt. Pro Sitzung werden alle drei Vergleichsreize viermal in zufälliger Reihenfolge präsentiert. Das arithmetische Mittel für die vier eingestellten Leuchtdichten gleicher Helligkeit bildet den Schätzwert. Diese Daten werden dann sowohl für den zweiten Vorversuch als auch für das Hauptexperiment verwendet. Tabelle I zeigt die Ergebnisse. Es zeigt sich für alle drei Beobachter im wesentlichen derselbe Befund. Für gleiche Helligkeit wird für Bildschirmblau (B) weniger Leuchtdichte benötigt als für Bildschirm weiß, für Bildschirmgrün (G) etwas mehr Leuchtdichte als für Bildschirmweiß, während für Bildschirmrot (R) und Bildschirmweiß Leuchtdichte und Helligkeit nahezu zusammenfallen. Die Ebene konstanter Helligkeit liegt also nicht parallel zu einer Ebene konstanter Leuchtdichte. Tab. I Geschätzte Leuchtdichten für die drei Primärreize des Bildschirmmonitors (R, G, B), so daß sie gleich hell wie ein Bildschirmweiß mit einer Leuchtdichte von 25 cd/m2 sind Beob.

B

G

R

KHB

22.044

25.329

23.089

FG

22.145

26.127

24.821

AI

23.033

25.934

24.892

258

Z. Psychol. 199 (1991) 3

4. Vorversuch 2 Für jeden Beobachter werden über eine Schätzung der Farbtonlinien für Gelb, Grün und Blau die beiden Gegenfarbenlinien bestimmt. Auf eine entsprechende Schätzung für Magenta wird verzichtet, da diese Aufgabe vermutlich ein Farbton„matching" erfordern würde. Dies wäre jedoch mit einem ausgesprochen hohen Trainingsaufwand verbunden [Purdy, 1931], so daß eine Behelfslösung verwendet wird. Dabei wird die Null-Linie für das Gelblich-Bläulich-System allein aus den Schätzungen für Grün bestimmt. Die Schätzung der Null-Linie für das Rot-GrünSystem erfolgt aus den Schätzungen für Gelb und Blau. Das Experiment findet für jeden Beobachter auf der im ersten Vorversuch geschätzten Ebene konstanter Helligkeit statt. Die Schätzungen für Grün werden auf jeweils vier unterschiedlichen Sättigungsstufen erhoben, die für Gelb und Blau auf jeweils zwei unterschiedlichen Sättigungsstufen (bei Beobachter KHB ebenfalls auf vier Stufen). Dabei hat der Beobachter für Grün zu entscheiden, ob die präsentierten Farbreize noch Gelb- und Blauanteile beinhalten, für Gelb und Blau, ob sie noch Grün- oder Rotanteile beinhalten. Das Experment wird unter Verwendung von Polarkoordinaten programmiert mit Nullpunkt (x= 1/3, y = 1/3) innerhalb des xy-Diagramms. Der Abstand vom Nullpunkt (Radius) stellt dabei in grober Näherung die Sättigung, der Winkel in grober Näherung den Farbton dar. Die jeweiligen Sättigungsstufen werden als Kreise um den Nullpunkt mit verschieden großen Abständen von diesem operationalisiert. Für eine bestimmte Gleichgewichtsfarbe bewegt sich der Beobachter mittels Tastenbetätigung dann in Abhängigkeit seiner Antworten auf diesen Kreisen. Dies ist gewährleistet durch den Umstand, daß alle vom Computer für diese Versuchssituation angebotenen Reize auf einem solchen Kreis liegen. Es wird das von Falmagne [1985] empfohlene adaptive Verfahren angewandt. Der Sehwinkel des Testreizes beträgt etwa 2 ° . Der Hintergrund ist dunkel. Die Versuchssituation ist monokular unter Verwendung desselben Auges wie im ersten Vorversuch. Es wird kein Fixationspunkt verwendet. Das Experiment beginnt mit 7 min Dunkeladaptation. Anschließend wird in periodischen Abständen jeweils für 1 s der Farbreiz präsentiert, gefolgt von 12 s Dunkelheit. 3 s vor Reizpräsentation kündigt ein akustisches Signal diesen an. Pro Sitzung werden Daten für nur eine Gleichgewichtsfarbe erhoben. Pro Sättigungsstufe werden wenigstens sechs Erhebungen gemacht. 0.44 n

0.42-

FG

y

0.40-

0.38-

0.36 0.24

0.26

0.28

x

0.30

032

Abb. 1. Koordinatenpaare für Gleichgewichtsgrün innerhalb des xy-Diagramms mit Geradenanpassung über Kleinste-Quadrate-Methode für Beobachter FR

259

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

Tabelle II zeigt die xy-Koordinaten der für jeden Beobachter geschätzten Gleichgewichtsfarben. Abbildung 1 zeigt die geschätzten xy- Werte für Grün an einem Beobachter mit einer Geradenanpassung durch Kleinste-Quadrate-Methode. Für alle drei Beobachter läßt sich die Lage der Grünpunkte gut durch eine lineare Funktion beschreiben. Diese Daten bekräftigen die Abney-Invarianz von Grün. Dies steht im Einklang mit den meisten Befunden hierzu in der Literatur (vgl. oben). Tab. II Geschätzte xy-Koordinaten der Beobachter für Blau, Gelb und Grün Beob.

KHB

Blau

Gelb

Grün

X

y

X

y

X

y

0.225 0.239 0.259 0.274

0.215 0.244 0.267 0.296

0.345 0.363 0.375 0.393

0.423 0.450 0.477 0.503

0.264 0.271 0.290 0.297

0.419 0.401 0.392 0.375

0.221 0.238

0.234 0.260

0.364 0.370

0.449 0.479

0.259 0.272 0.287 0.298

0.414 0.402 0.390 0.376

0.207 0.228

0.252 0.275

0.366 0.367

0.449 0.479

0.249 0.268 0.288 0.313

0.403 0.398 0.390 0.385

FG

AI

5. Experiment zur Prüfung der

Quotientenrelation

Für jeden Beobachter wird folgende Normierung der chromatischen Achsen vorgenommen: das gesättigste Gelb erhält den 0 2 - W e r t 1, das gesättigste Magenta den 0 i - W e r t 1. Zur Isolierung des Gelblich-Bläulich-Systems wird im Farbraum auf der geschätzten Ebene konstanter Helligkeit eine Bewegung auf der Gelb-BlauAchse vollzogen. Für unterschiedliche Gelb- und Blauadaptationsvektoren wird die Lage des Gleichgewichtsvektors auf der Geraden Gelb-Blau geprüft. Vier Adaptationsvektoren werden für jeden der beiden Farbtöne ausgewählt. Dabei besteht der erste aus dem Vektor mit dem für diesen Farbton maximalen Farbanteil (z. B. für Gelb, wegen der Normierung, der Vektor mit dem 0 2 - W e r t 1), der zweite aus dem Vektor mit 3/4 dieses maximalen Farbanteils, der dritte aus dem Vektor mit der Hälfte etc. Für jede dieser insgesamt acht Adaptationsbedingungen wird durch Bewegung auf der Gelb-Blau-Achse ein Vektor gesucht, der in bezug auf das GelblichBläulich-System im Gleichgewicht ist. Dies ist nicht einfach realisierbar. Den präsentierten Vektoren könnten hierfür Heringsche Gelb- und Blauanteile zugeordnet werden, falls bei Gelb- und Blauadaptation von Gelb und Blau niemals Rotanteile auftreten. Dies trifft im allgemeinen leider nicht zu [Cicerone und Mitarb. 1975]. Allerdings zeigen die Daten von Cicerone et al., daß bei der Suche des Gleichgewichtsvektors stets nur mit sehr kleinen Rotanteilen zu rechnen ist. Da man im vorliegenden Experiment von Schätzfehlern in bezug auf die Grün-Magenta-Achse

260

Z. Psychol. 199 (1991) 3

ausgehen muß (vgl. oben), die Rotanteile bei den Adaptationsbedingungen zudem nur gering ausfallen sollten, wird aus Einfachheitsgründen der Vektor gesucht, der weder gelb noch blau ist. Damit kann ein aufwendiges Farbton- „matching" umgangen werden. Der Ablauf des Experiments wird in den Gegenfarbenkoordinaten der Beobachter programmiert. Der Beobachter bewegt sich mittels Tastenbetätigung in Abhängigkeit seiner Antworten auf der Gelb-Blau-Achse. Dies wird dadurch gewährleistet, daß vom Computer nur Reize präsentiert werden, die auf dieser Geraden liegen. Es wird wiederum das adaptive Verfahren von Falmagne [1985] angewandt. Der Sehwinkel des Testreizes beträgt 2 °, der des Adaptationsreizes 6 °. Es wird kein Fixationspunkt verwendet. Der Hintergrund ist dunkel. Alle Beobachter verwenden wiederum dasselbe Auge wie in den beiden Vorversuchen. Das Experiment beginnt mit 7 min Dunkeladaptation und anschließenden 7 min Farbadaptation. Nach diesen 14 min wird die Adaptation für 1 s unterbrochen. Während dieser Zeit wird der Testreiz präsentiert. Danach erscheint sofort wieder der Adaptationsreiz für 20 s. Das Experiment läuft in einem solchen 21-s-Zyklus fort: 20s Adaptation gefolgt von 1 s Testreizpräsentation. Jeweils 3 s vor Präsentation des Testreizes kündigt ein akustisches Signal diesen an. In jeder Sitzung wird nur ein Adaptationsreiz verwendet. Es werden zwei verschachtelte adaptive Verfahren durchlaufen, die sich im gegensätzlichen Farbanteil des ersten Testreizes unterscheiden. Die Versuchspersonen führen das Experiment zuerst für Gelb und anschließend für Blau durch. Für jede der Adaptationsbedingungen werden wenigstens vier Erhebungen gemacht, so daß für jeden Beobachter wenigstens 16 Sitzungen resultieren. Die Schätzungen aus den einzelnen adaptiven Verfahren werden arithmetisch gemittelt. Die Programme zur Versuchssteuerung wurden unter Verwendung der Bibliothek PXL [Irtel, 1989] erstellt. Ergebnisse Tabelle III beinhaltet die Gelblich-Bläulich-Koordinaten der Test- und Adaptationsvektoren, die für die drei Beobachter unter Gelb- und Blauadaptation in bezug auf das Gelblich-Bläulich-System im Gleichgewicht sind. Die Koordinierung ist in den individuellen Gegenfarbensystemen der Beobachter vorgenommen. Unter neutraler Adaptation ist der (Test-) Vektor mit der 0 2 -Koordinate 0 der Gleichgewichtsvektor. Unter Adaptation zeigen sich teilweise drastische Verschiebungen des Gleichgewichtsvektors für beide Adaptationsfarbtöne. Die Verschiebungen erfolgen in der erwarteten Richtung: der Gleichgewichtsvektor verändert seine Lage in Richtung des Adaptationsvektors. Sie fallen umso stärker aus, je größer der (absolute) Koordinaten wert des Adaptationsvektors ist. Für den größten verwendeten Gelb-Adaptationskoordinatenwert (0 2 -Koordinate 1) etwa verändert der Gleichgewichtsvektor bei zwei Beobachtern (KHB, FG) seine Position von der Koordinate 0 bis etwa zur Koordinate .55, bei einem Beobachter (AI) bis zur Koordinate .75. Der frühere Gelbbereich von 0 bis .55 bzw. .75 ist nun blau, während der Gelbbereich unter dieser Adaptationsbedingung erst ab diesen Koordinaten beginnt. Entsprechendes gilt für den größten verwendeten Blau-Adaptationskoordinatenwert (für die Koordinatenwerte der Adaptationsvektoren vgl. Tab. III). Es ergeben sich Verschiebungen des Gleichgewichtsvektors von der Koordinate 0 bis zwischen - 1.06

261

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

und - L27. Dies bedingt eine entsprechende Erweiterung des Gelbbereichs, während der Blaubereich erst ab diesen Koordinaten beginnt. Es zeigen sich für alle drei Beobachter im wesentlichen dieselben Charakteristika. Tab. III. Koordinatenpaare, die unter Gelb- und Blau- Adaptation im Gleichgewicht sind (AV: Koordinate des Adaptationsvektors, TV: Koordinate des Testvektors; (Angabe in den 02-Koordinaten der einzelnen Beobachter) Beob.

Gelb AV

TV

Blau AV

TV

KHB

1.000 0.750 0.500 0.250

0.520 0.385 0.246 0.112

-1.516 -1.137 -0.785 -0.379

-1.268 -0.953 -0.636 -0.315

FG

1.000 0.750 0.500 0.250

0.584 0.401 0.283 0.096

-1.232 -0.924 -0.616 -0.308

-1.132 -0.848 -0.575 -0.346

AI

1.000 0.750 0.500 0.250

0.754 0.604 0.354 0.151

-1.030 -0.772 -0.515 -0.257

-1.056 -0.826 -0.562 -0.342

0.50

Gleichgewichtsvektor

-0.50

J

-0.75

-0.25

0.25

Adaptationsvektor

Gleichgewichtsvektor

1.25

Abb. 2a. Abhängigkeit der Koordinate der Gleichgewichts(test-)vektoren von den Adaptationsvektoren bei Gelb- und ß/ouadaptation mit angepaßten linearen Funktionen für Beobachter KHB

—0.25

-0.50

0.00

Adaptationsvektor

Abb. 2 b . Abhängigkeit der Koordinate der Gleichgewichts(test-)vektoren von den Adaptationsvektoren bei Gelb- und ß/ouadaptation mit angepaßten linearen Funktionen für Beobachter FG

262

Z. Psychol. 199(1991)3

Abbildung 2 zeigt graphisch die Abhängigkeit der Gelblich-Bläulich-Koordinaten der Gleichgewichtsvektoren von den Gelblich-Bläulich-Koordinaten der Adaptationsvektoren für Gelb- und Blauadaptation für jeweils zwei Beobachter. Sowohl für Gelb als auch für Blau können die Koordinatenpaare aller drei Beobachter durch lineare Funktionen beschrieben werden. Für einen Beobachter (KHB) verlaufen die Geraden nahezu perfekt durch den Ursprung und demonstrieren so die Quotientenrelation. Für zwei Beobachter (FG,ÄI) ergeben sich leichte Verschiebungen der Schnittpunkte der Geraden. Diese Daten sind als leichte systematische Abweichungen von der Quotientenrelation zu betrachten. Die Standardabweichungen fallen allgemein sehr gering aus, was auf die Reliabilität der Daten hinweist. Die Größe der Standardabweichungen ist dabei jedoch sowohl durch die nichteuklidische Metrik des Farbraums als auch durch eine mögliche Veränderung der Metrik in Abhängigkeit des Adaptationszustandes mitbestimmt. Tabelle IV beinhaltet die Geradengleichungen für Gelb und Blau. Für alle drei Beobachter zeigt sich ein stärkerer Anstieg der Geraden für Blau gegenüber der für Gelb. Der Gleichgewichtsvektor erhält durch Blau eine deutlich stärkere Verschiebung als durch Gelb. Adaptationen an Blau hat also eine stärkere Wirkung. Tab. IV Geradengleichungen für den funktionalen Zusammenhang zwischen den Koordinaten der Test- und Adaptationsvektoren des Gelblich-Bläulich-Systems bei Gelb- und Blauadaptation: 0 2t = a + b 0 2a (T: Testvektor, A : Adaptationsvektor) Gelb a

b

Blau a

b

KHB

-.025

.546

.001

.838

FG

-0.55

.634

-.067

.854

AI

-.049

.824

-.093

.939

Beob.

Diskussion Über die phänomenale Auszeichnung dreier Achsen im Farbraum werden ein RotGrün-System, ein Gelblich-Bläulich-System und ein Helligkeitssystem definiert. Diese Farbsysteme werden als Linearkombinationen aus den Ausgaben der drei Rezeptortypen angesetzt. Sie können somit als Vorschlag für die drei neuronalen Systeme einer zweiten Stufe der Verarbeitung von Farbinformation aufgefaßt werden. Während verschiedene empirische Befunde die Existenz eines linearen RotGrün-Systems und eines linearen Helligkeitssystems nahelegen, ist die Annahme des definierten linearen Gelblich-Bläulich-Systems neu. Hier wird untersucht, ob die Auszeichnung dieses Systems farbtheoretisch von Interesse ist. Dies wird dann unterstellt, falls sich das Gelblich-Bläulich-System unter Adaptation identisch verhält wie das Rot-Grün-System. Bäuml [1991] zeigt, daß das Rot-Grün-System bei Adaptation an (reines) Grün und an Magenta einer einfachen Quotientenrelation genügt: Für verschiedene Adaptationsbedingungen erweist sich der Quotient aus den Rot-Grün-Koordinaten von Test- und Adaptationsreiz im wesentlichen als konstant. Mit diesen Adaptationsbedingungen ist das Gelblich-Bläulich-System kontrolliert. Hier wird analog das Gelblich-Bläulich-System bei Adaptation an (rei-

Farbadaptation bei einem Gelblich-Bläulich-System

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nes) Gelb und (reines) Blau geprüft. Mit diesen Adaptationsbedingungen ist das Rot-Grün-System kontrolliert. Adaptation sowohl an Gelb als auch an Blau bedingt beträchtliche Verschiebungen des Gleichgewichtsvektors in Richtung des Adaptationsvektors. Zumindest approximativ kann die funktionale Abhängigkeit der Gelblich-Bläulich-Koordinate des Gleichgewichtsvektors von der des Adaptationsvektors dabei durch eine Gerade durch den Ursprung beschrieben werden. Diese funktionale Beziehung ist äquivalent zur geforderten Quotientenbeziehung: Farbadaptation läßt sich durch eine einfache Relativierung der Gelblich-BläulichKoordinate des Testreizes durch die Gelblich-Bläulich-Koordinate des Adaptationsreizes ansetzen. Die der Farbadaptation zugrundeliegende Transformation ist somit durch einen einzigen, fixierten Koeffizienten bestimmt. Bei zwei Beobachtern ergeben sich leichte Abweichungen von der Quotientenrelation, indem die Gerade nicht exakt durch den Ursprung des Koordinatensystems verläuft. Die Abweichungen zeigen sich jedoch bei den beiden weniger trainierten Beobachtern. Die Verstöße sind somit möglicherweise durch Schätzfehler bei der Grün-Magenta-Achse bedingt, die nur aus Grün-Punkten geschätzt wird. Die Adaptation an Gelb und Blau kann beim Gelblich-Bläulich-System somit identisch beschrieben werden wie die Adaptation an Grün und Magenta beim RotGrün-System. Die Ergebnisse fallen zumindest approximativ identisch aus zu den von Bäuml [1991] gefundenen für das Rot-Grün-System. Dieser Befund weist darauf hin, daß die Auszeichnung des Gelblich-Bläulich-Systems färb theoretisch interessant ist. Cicerone und Mitarb. [1975] finden zudem eine Linearität des Rot-GrünSystems bei Adaptation an Gelb und Blau. Setzt man wieder für ein theoretisches Interesse am Gelblich-Bläulich-System voraus, daß das Rot-Grün-System und das Gelblich-Bläulich-System unter Adaptation identisch beschreibbar sein sollten, so sollte das Gelblich-Bläulich-System analog bei Adaptation an Grün und Magenta linear sein.Für Grünadaptation geben die Daten von Cicerone und Mitarb. [1975] in der Tat Hinweise auf eine Linearität: sie finden eine Bezold-Brücke- und AbneyInvarianz von Grün bei Adaptation an Grün; dies ist eine logische Folgerung aus der angenommenen Linearität. Bei Adaptation an Magenta ist das Gelblich-Bläulich-System bis heute noch nicht empirisch geprüft. Sind die drei ausgezeichneten Gegenfarbensysteme identisch beschreibbar, so sollten sich analoge Befunde wie für das Rot-Grün-System und das Gelblich-Bläulich-System auch beim Helligkeitssystem zeigen. Die hier geprüfte Quotientenrelation ist jedoch bis heute noch nicht für das Helligkeitssystem untersucht worden. Allerdings ist eine logische Folgerung aus dieser Beziehung bereits getestet worden: die Relation impliziert, daß ein achromatisches Farbreizpaar seine Helligkeit nicht verändert, falls beide Farbreize identisch multiplikativ in ihrer Intensität verändert werden [Bäuml. 1991]. Heinemann [1955] zeigt, daß dies in der Tat über beträchtliche Bereiche gilt. Es sei jedoch auf ein experimentelles Problem beim Helligkeitssystem hingewiesen. In bezug auf das Helligkeitssystem können keine monokularen Experimente durchgeführt werden wie für die beiden chromatischen Systeme. Stattdessen ist ein „cross-context-matching" nötig; dabei werden in den beiden Augen eines Beobachters unterschiedliche Adaptationszustände induziert. Hierbei können jedoch leicht Interaktionen zwischen den beiden Augen auftreten [Shevell und Humanski, 1984, Humanski und Shevell, 1985]. Daten zum Helligkeitssystem lassen sich aktuell also nicht so einfach mit denen für die beiden chromatischen Systeme vergleichen.

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Mit den vorliegenden Daten gibt es einen weiteren Kandidaten für eine zweite Verarbeitungsstufe von Farbinformation. Dabei ist eine Stufe spezifiziert, die linear und zudem phänomenal ausgezeichnet ist. Die Heringsche Gegenfarbentheorie ist zwar phänomenal ausgezeichnet, beinhaltet mit dem Gelb-Blau-System jedoch ein nichtlineares System. Der Krauskopfsche Vorschlag ist zwar linear, führt aber mit den beiden chromatischen Achsen zu keinen phänomenal auszeichenbaren Achsen. Die hier präsentierte Stufe scheint sich ferner dadurch auszuzeichnen, daß sich die drei spezifizierten Systeme - sowohl bei neutraler als auch bei nicht-neutraler Adaptation - identisch beschreiben lassen. Auch diese Eigenschaft wird von der Heringschen Theorie nicht erfüllt. Sie wird jedoch von der Krauskopfschen Theorie erfüllt. A priori gibt es natürlich keinen Grund, warum auch nur eine der formulierten Anforderungen an die einzelnen System einer zweiten Stufe erfüllt sein sollten. Setzt man jedoch mit diesen Annahmen an, so zeigt sich, daß eine ganze Reihe von Datensätzen, insbesondere zur Farbadaptation, sehr einfach beschreibbar werden. Dies zeigt sich sowohl beim Krauskopfschen Ansatz als auch beim hier vorliegenden, nicht jedoch beim Heringschen Ansatz. Sowohl der Krauskopfsche Ansatz als auch der vorliegende lenken die Aufmerksamkeit auf die zweite Stufe der Verarbeitung von Farbinformation. Das theoretische Dilemma besteht darin, daß die spezifischen chromatischen Systeme der beiden Ansätze nicht identisch sind. So unterscheidet sich vor allem die Krauskopfsche Gelblich-Bläulich-Achse sehr deutlich von der hier spezifizierten Gelb-BlauAchse, während der Unterschied zwischen der Krauskopfschen Rot-Grün-Achse und der hier spezifizierten Grün-Magenta-Achse eher gering ausfällt. Die Lösung dieses Problems ist aktuell offen. A priori muß zwischen den beiden Auszeichnungen jedoch kein Widerspruch bestehen. So könnte eine mögliche Auflösung darin bestehen, daß für unterschiedliche psychologische Relationen unterschiedliche Achsen im Farbraum von Bedeutung sind: die Krauskopfschen Daten beruhen auf Schwellenmessungen, während die vorliegenden und etwa die von Cicerone et al. erhobene Daten auf bestimmten Attributen von Farbreizen beruhen, sollte sich dieser Verdacht in weiteren Untersuchungen bestätigen, so käme dies der Vorstellung einer einfachen Theorie der Farbwahrnehmung allerdings wenig entgegen. Es zeigt sich noch ein weiteres interessantes Ergebnis in den Experimenten. Die Daten geben einen tendentiellen Hinweis darauf, daß sich das Gelblich-Bläulich-System unter Adaptation in zwei Teilsysteme zerlegt, die sich nicht völlig identisch verhalten. Die Zerlegung erfolgt durch die Null-Linie des Systems. Dabei weisen die Daten auf eine stärkere Adaptationswirkung für Blau als für Gelb hin. Dies könnte auf einem Reihenfolgeeffekt bei der Datenerhebung beruhen, zumal alle drei Beobachter die Experimente mit Gelb begannen. Andererseits erhält dieser Befund eine gewisse Bekräftigung durch Daten von Krauskopf, Williams und Heeley [1982], Diese fanden eine höhere Schwellenerhöhung für ein grünliches Gelb als für ein rötliches Blau bei jeweils identischer Adaptation. Dieses Ergebnis wäre mit der Annahme konform, daß Adaptation für Bläulichanteile stärker ausfällt als für Gelblichanteile. Damit wird auf die Möglichkeit unterschiedlicher Wirkungen von Adaptation für die beiden qualitativ unterschiedlichen Farbanteile des Systems hingewiesen, bei jedoch gleichzeitiger Gültigkeit der Quotientenrelation. Ein analoges Ergebnis findet Bäuml [1991] für das Rot-Grün-System. Hier gibt es ebenfalls gewisse Hinweise auf eine unterschiedliche Adaptationsstärke für die beiden unter-

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schiedlichen Farbanteile. Wiederum könnte dies durch einen Reihenfolgeeffekt erklärt werden. Auch dieses Ergebnis stimmt jedoch mit Befunden von Krauskopf und Mitarb. überein. Literatur Bäuml, K.-H.: Eine theoretische und experimentelle Untersuchung der Farbadaptation. Unveröffentlichte Dissertationsarbeit. Universität Regensburg 1989. Bäuml, K.-H-: Eine einfache Beschreibung von Farbadaptation beim Rot-Grün-System. Z. exp. ang. Psychol. 38 (1991)343-364. Brückner, A.: Zur Frage der Eichung von Farbsystemen. Z. Sinnesphysiol. 58 (1927) 3 2 2 - 3 6 2 . Bums, S.A.; Eisner, A.E.; Pokorny, J.; Smith, V.C.: The Abney effect: Chromaticity coordinates of unique and other constand hues. Vision Research 24 (1984) 479 - 489. Cicerone, C.M.; Krantz, D . H . ; Larimer, J . : Opponent-Process Additivity - III. Effect of moderate Chromatic Adaptation. Vision Research 15 (1975) 1125 - 1135. Elzinga, C.W.; de Weert, C.M.M.: Nonlinear codes for the yellowblue mechanism. Vision Research 24 (1984)911-922. Falmagne, J.-C.: Elements of Psychophysical Theory. New York: Oxford University Press 1985. Goethe, J.W.: Zur Farbenlehre. Tübingen, 1810. Heinemann, E.G.: Simultaneous brightness induction as a function of inducing-and test-field luminance. J. Exp. Psychol. 50(1955) 8 9 - 9 6 . Hering, E.: Zur Lehre vom Lichtsinn. Wien: C. Gerolds Sohn 1878. Humanski, R.A.; Shevell, S.K.: Color perception with binocularly fused adaptig fields of different wavelength. Vision Research 25 (1985) 1923 - 1935. Irtel, H.: P X L : Eine Bibliothek zur Steuerung psychologischer Experimente. Poster auf der 31. Tagung experimentell arbeitender Psychologen, Bamberg, 1989. Jameson, D.; Hurvich, L.M.: Some quaintitative aspects of an opponent colors theory. III. Changes in brightness, saturation and hue with chromatic adaptation. J. Optic. Soc. Am. 46 (1955) 405 - 415. Jameson, d.; Hurvich, L.M:: Color adaptation: sensitivity, contrast, after-images. In: D. Jameson und L.M. Hurvich (Eds.), Handbook of Sensory Physiology, Vol. VII/4, Visual Psychophysics. New York: Springer-Verlag 1972. Krantz, D.H. Color Measurement and Color Theory: II.Opponent-Colors Theory. J. Mathem. Psychol. 12(1975) 3 0 4 - 3 2 7 . Krauskopf, J.; Williams, D.R.; Heeley, D.W.: Cardinal Directions of color space. Vision Research 22 (1982) 1123- 1131. Land, E . H . : The retinex. Am. Seien. 52 (1964) 2 4 7 - 2 6 4 . Larimer, J.; Krantz, D . H . ; Cicerone, C.C.: Opponent process additivity - I. Red/green equilibria. Vision Research 14 (1974) 1127-1140. Larimer, J.; Krantz, D . H . ; Cicerone, C.C.: Opponent process additivity - II. Yellow/blue equilibria and nonlinear models. Vision Research 15 (1975) 7 2 3 - 7 3 1 . Nagy, A.L.: Unique hues are not invariant with brief stimulus durations. Vision Research 19 (1979) 1427- 1432. Purdy, D.M.: Spectral hue as a function of intensity. Am. J. Psychol., 49 (1931) 3 1 3 - 3 1 5 . Schnapf, J.L.; Kraft, T . ; Baylor, D.A.: Spectral sensitivity of human cone photoreceptors. Nature, 325 (1987) 4 3 9 - 4 4 1 . Shevell, S.K.: The dual role of chromatic backgrounds in color perception. Vision Research 18 (1978) 1649-1661. Shevell, S.K.; Humanski, R.A.: Color perception under contralateral and binocularly fused chromatic adaptation. Vision Research 24 (1984) 1011 - 1019. v. Kries, J . : Die Gesichtsempfindungen. In W. Nagel (Ed.), Handbuch der Physiologie des Menschen (Vol. 3, pp. 109-279). Braunschweig: Vieweg 1905. Walraven, J.: Discounting the background - the missing link in the explanation of chromtic adaptation. Vision Research 16 (1976) 289 - 295. Wyszecki, G.; Stiles, W.S.: Color Science (2nd ed). New York: Wiley 1982. Yellot, J.I.; Wandell, B.A.; Cornsweet, T.N.: The beginning of visual perception: the retinal image and its initial coding. In: I. Darian-Smith (Ed.), Handbook of Physiology (III, Part I). Bethesda: American Physiological Society 1984.

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Buchbesprechung Z. Psychol. 199 (1991) 266

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Gruneberg, M.M.; Morris P.E. & Sykes R.N. (Hrsg.): Practical Aspects of Memory: Current Research and Issues, Vol. 1: Memory in Everyday Life, Vol. 2: Clinical and Educational Implications. 571 S. div. Abb., Tab., 23,5 x 16 cm. Chichester - New York - Brisbane - Toronto - Singapore: John Wiley & Sons 1988. 72,50 £. Das vorliegende Buch ist eine Komposition ausgewählter und überarbeiteter Beiträge, die im Rahmen der 2. Internationalen Konferenz zu „Praktischen Aspekten des Gedächtnisses" in Swansea, Wales, 1987 gehalten wurden. Die 175 Beiträge von Psychologen aus mehr als 15 Ländern werden von A. Baddley und U. Neisser theoretisch zusammengefaßt, auf Entwicklungstrends hin überprüft und historisch eingeordnet. Dies kann angesichts der Beitragsvielfalt natürlich nur schwerpunktorientiert geschehen. Das Gemeinsame der Beiträge besteht darin, daß in ihnen theoretische Grundannahmen der Kognitiven Psychologie über die Struktur und Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses vor dem Hintergrund angewandter Fragestellungen aufgegriffen, empirisch geprüft und kritisch diskutiert werden. Band 1 „Gedächtnis im Alltagsleben" enthält sowohl klassische Themen der angewandten Gedächtnisforschung, wie z.B. Gesetzmäßigkeiten des Wiedererkennens von Gesichtern, Probleme der Glaubwürdigkeit von Augenzeugenaussagen, als auch Problemstellungen, die in den letzten Jahren zunehmend aufgegriffen worden sind. Dazu zählen Untersuchungen zum sog. Metagedächtnis, zum autobiographischen Gedächtnis und zum prospektiven Gedächtnis. Neben vielfältigen methodischen Anregungen enthalten diese Beiträge vor allem Überlegungen zur Funktion der analysierten Gedächtnisphänomene und zu ihrer Einbettung in soziale Interaktionen. Daraus resultieren Erweiterungen bzw. kontextabhängige Modifikationen klassischer Modellvorstellungen über die Architektur der menschlichen Informationsverarbeitung. Band 2 „Klinische und Bildungsimplikationen" umfaßt Beiträge, die schwerpunktmäßig entwicklungspsychologische, differentielle und klinische Aspekte der angewandten Gedächtnisforschung thematisieren. Breiten Raum nehmen Untersuchungen zum amnestischen Syndrom, zur Altersabhängigkeit des Gedächtnisses, zum Einfluß von Drogen und Streß auf Gedächtnisfunktionen, zum Leseprozeß und dem Problemkreis der Dyslexie sowie empirisch gestützte Aussagen zur Optimierung von Bildungsprozessen ein. Zum letztgenannten Problemkreis zählen z.B. Analysen zur Wirkungsweise von Gedächtnishilfen, zum Einfluß der Tageszeit auf unterschiedliche Gedächtnisphänomene u.ä. Insgesamt bietet die zweibändige Publikation einen facettenreichen Überblick über den aktuellen Stand der angewandten Gedächtnisforschung. Neben der Vermittlung zahlreicher Einzelergebnisse, methodischer Anregungen und Problematisierungen gewinnt der Leser Einblick in die Kontextabhängigkeit von Gedächtnisphänomenen, erkennt er die komplexe Bedingtheit psychischer Prozesse. Dies wird beispielsweise in den Beiträgen zum Problemkreis „Gedächtnis und Alter" besonders deutlich. Die Nutzung theoretischer Grundannahmen über Struktur und Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses zur Beantwortung von Fragestellungen mit unmittelbarer praktischer Relevanz führt auf interessante und anregende Weise zur Weiterentwicklung der theoretischen Annahmen der Kognitiven Psychologie. Elke van der Meer (Berlin)

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Department of Mental Health Science, University of Limburg

Fear relevance and diminution of unconditioned skin conductance responses1 H. Merckelbach, M.A. van den Hout Summary: According to Donegan and W a g n e r ' s priming model [1987], a signalled U C S will elicit a smaller U C R than an unsignalled U C S . Assuming that fear-relevant CSs are good predictors of aversive UCSs, while fear-irrelevant CSs are relatively bad predictors of aversive UCSs, the present study examined the effect of fear relevance on electrodermal U C R diminution during the acquisition phase of a single cue conditioning procedure. F o u r groups were studied, each of which consisted of 12 subjects. G r o u p 1 had a fear-relevant CS (a slide of an angry face) paired with a U C S (7 raA shock), whereas group 2 had a fear-irrelevant CS (a slide of a happy face) paired with a UCS. G r o u p s 3 and 4 had unpaired presentations of the CS and U C S and served as control groups for 1 and 2. There were 4 habituation, 8 acquisition, 4 recovery (UCS-only), and 6 extinction (CS-only) trials. While overall U C R levels were lower in the paired than in the unpaired control groups, it was also f o u n d that the size of U C R decrement and subsequent recovery was greater in the angry face CS-paired group than in the happy face CS-paired group. This finding is in line with the predictions that flow f r o m the Donegan and Wagner model. Key words: SCR, single cue conditioning, fear relevance, U C R diminution Zusammenfassung: Nach dem von Donegan und Wagner aufgestellten Priming-Modell [1987] löst ein signalisierter unbedingter Reiz eine geringere unbedingte Reaktion aus als ein nichtsignalisierter unbedingter Reiz. Wir nehmen an, daß Furcht-relevante konditionierte Reize gute Prädiktoren f ü r aversive unbedingte konditionierte Reize sind, während Furcht-irrelevante konditionierte Reize relativ schlechte Prädiktoren f ü r aversive Reize darstellen d ü r f e n . Die vorliegende Untersuchung p r ü f t e den E f f e k t von Furchtrelevanz auf die Verringerung der elektrodermalen unbedingten Reaktionen während der Lernphase innerhalb eines Konditionierungsverfahrens mit einem Einzelreiz. Vier G r u p p e n mit je 12 Versuchspersonen wurden untersucht. G r u p p e 1 erhielt einen Furcht-relevanten konditionierten Reiz (ein Diapositiv mit einem ärgerlichen Gesicht) gekoppelt mit einem unbedingten Reiz (7 m A Schock) dargeboten, während G r u p p e 2 einen Furcht-irrelevanten konditionierten Reiz (ein Diapositiv mit einem fröhlichen Gesicht) gekoppelt mit einem unbedingten Reiz dargeboten b e k a m . Die G r u p p e 3 und 4 erhielten die Darbietungen der konditionierten und unkonditionierten Reize ohne Verkoppelung und dienten als Kontrollgruppen f ü r die G r u p p e n 1 und 2. Es gab 4 Versuchsdurchläufe mit Habituation, 8 mit Erwerb, 4 mit Erholung (nur unbedingter Reiz) und 6 mit Löschung (nur konditionierte Reize). Das Gesamtniveau der unbedingten Reaktionen war bei der gekoppelten Darbietung niedriger als bei den Kontrollgruppen ohne Koppelung. Weitere Einzelbefunde stimmen mit dem Modell von Donegan und Wagner überein. Schlüsselwörter:

Furcht-Relevanz, Konditionierungsuntersuchungen

Correspondence address: Dr. H . Merckelbach, Department of Mental Health Sciences / Experimental Psychopathology, University of Limburg, P O Box 616, NL-6200 M D Maastricht, The Netherlands

Introduction Several studies have shown that pairing a neutral, conditioned stimulus (CS) with an aversive, unconditioned stimulus (UCS) does not only result in the appearance of a conditioned response (CR) but also in a CS-linked attenuation of the uncondi1) A n earlier version of this paper was presented at the 3d World Congress of Behaviour Therapy, Edinburgh, September, 1988.

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Department of Mental Health Science, University of Limburg

Fear relevance and diminution of unconditioned skin conductance responses1 H. Merckelbach, M.A. van den Hout Summary: According to Donegan and W a g n e r ' s priming model [1987], a signalled U C S will elicit a smaller U C R than an unsignalled U C S . Assuming that fear-relevant CSs are good predictors of aversive UCSs, while fear-irrelevant CSs are relatively bad predictors of aversive UCSs, the present study examined the effect of fear relevance on electrodermal U C R diminution during the acquisition phase of a single cue conditioning procedure. F o u r groups were studied, each of which consisted of 12 subjects. G r o u p 1 had a fear-relevant CS (a slide of an angry face) paired with a U C S (7 raA shock), whereas group 2 had a fear-irrelevant CS (a slide of a happy face) paired with a UCS. G r o u p s 3 and 4 had unpaired presentations of the CS and U C S and served as control groups for 1 and 2. There were 4 habituation, 8 acquisition, 4 recovery (UCS-only), and 6 extinction (CS-only) trials. While overall U C R levels were lower in the paired than in the unpaired control groups, it was also f o u n d that the size of U C R decrement and subsequent recovery was greater in the angry face CS-paired group than in the happy face CS-paired group. This finding is in line with the predictions that flow f r o m the Donegan and Wagner model. Key words: SCR, single cue conditioning, fear relevance, U C R diminution Zusammenfassung: Nach dem von Donegan und Wagner aufgestellten Priming-Modell [1987] löst ein signalisierter unbedingter Reiz eine geringere unbedingte Reaktion aus als ein nichtsignalisierter unbedingter Reiz. Wir nehmen an, daß Furcht-relevante konditionierte Reize gute Prädiktoren f ü r aversive unbedingte konditionierte Reize sind, während Furcht-irrelevante konditionierte Reize relativ schlechte Prädiktoren f ü r aversive Reize darstellen d ü r f e n . Die vorliegende Untersuchung p r ü f t e den E f f e k t von Furchtrelevanz auf die Verringerung der elektrodermalen unbedingten Reaktionen während der Lernphase innerhalb eines Konditionierungsverfahrens mit einem Einzelreiz. Vier G r u p p e n mit je 12 Versuchspersonen wurden untersucht. G r u p p e 1 erhielt einen Furcht-relevanten konditionierten Reiz (ein Diapositiv mit einem ärgerlichen Gesicht) gekoppelt mit einem unbedingten Reiz (7 m A Schock) dargeboten, während G r u p p e 2 einen Furcht-irrelevanten konditionierten Reiz (ein Diapositiv mit einem fröhlichen Gesicht) gekoppelt mit einem unbedingten Reiz dargeboten b e k a m . Die G r u p p e 3 und 4 erhielten die Darbietungen der konditionierten und unkonditionierten Reize ohne Verkoppelung und dienten als Kontrollgruppen f ü r die G r u p p e n 1 und 2. Es gab 4 Versuchsdurchläufe mit Habituation, 8 mit Erwerb, 4 mit Erholung (nur unbedingter Reiz) und 6 mit Löschung (nur konditionierte Reize). Das Gesamtniveau der unbedingten Reaktionen war bei der gekoppelten Darbietung niedriger als bei den Kontrollgruppen ohne Koppelung. Weitere Einzelbefunde stimmen mit dem Modell von Donegan und Wagner überein. Schlüsselwörter:

Furcht-Relevanz, Konditionierungsuntersuchungen

Correspondence address: Dr. H . Merckelbach, Department of Mental Health Sciences / Experimental Psychopathology, University of Limburg, P O Box 616, NL-6200 M D Maastricht, The Netherlands

Introduction Several studies have shown that pairing a neutral, conditioned stimulus (CS) with an aversive, unconditioned stimulus (UCS) does not only result in the appearance of a conditioned response (CR) but also in a CS-linked attenuation of the uncondi1) A n earlier version of this paper was presented at the 3d World Congress of Behaviour Therapy, Edinburgh, September, 1988.

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tioned response (UCR) [see reviews by Kimmel, 1966; Dawson und Schell, 1987; Donegan und Wagner, 1987], This latter effect has been termed "UCR diminution", while "UCR recovery" refers to the increase in UCR magnitude which occurs when, after a number of CS-UCS pairings, the UCS is presented without a preceding CS. Elektrodermal [Grings and Schell, 1971], cardiovascular [Lykken, Macindoe and Tellegen, 1972; exp. 1], evoked potential [Lykken et al., 1972; eyp. 2], and eyeblink [Kimble and Ost, 1961] studies have reported reliable UCR diminution and recovery effects. Furthermore, parametric studies have shown that variables that are known to affect the CS in aversive Pavlovian conditioning are also of relevance to UCR diminution and recovery. Thus, the number of reinforced trials correlates positively with the amount of UCR diminution and subsenquent recovery [Kimmel and Pennypacker, 1962], the amount of diminution and recovery vary with interstimulus intervals in exactly the same manner as CS conditioning does [Kimble and Ost, 1961]; Grings and Schelle, 1971], and finally, the presentation of CS-only trials leads to an extinction of UCR diminution [Morrow, 1966]. An interpretation of these effects in terms of effector fatique or CR/UCR interference [Grings and Schell, 1969] is not convincing, as it is a well-established fact that UCR diminution and recovery can also be found in trace conditioning setups, i. e. in conditioning procedures in which there is a time gap between CS offset and UCS onset [Grings and Schell, 1971], All in all, there can be no doubt that UCR diminution and recovery are genuine conditioning phenomena, with UCR diminution reflecting a conditioned inhibition controlled by the CS and UCR recovery reflecting a release of this inhibition by CS omission [Lykken and Tellegen, 1974[. With regard to the theoretical interpretation of these phenomena, Donegan and Wagner [1987] proposed a "priming" model which is based on an information processing approach to conditioning. The Donegan and Wagner model rests on two basic assumptions. The first assumption is that "primed", i. e. signalled, events are less effectively processed in short-term memory than unsignalled events. The von Restorff effect can be taken as empirical support for this assumption [van den Hout, Zijlstra and Merckelbach, 1988]. A second, more theoretical, assumption is that the magnitude of the UCR indexes the depth of processing of the UCS in shortterm memory. The implication of these assumptions is that a CS-signalled UCS will be less effectively processed in short-term memory and, therefore, less successful in eliciting a UCR than an unsignalled UCS. Using electric shock as the UCS and fear-relevant stimuli (e. g. slides of snakes, fearful or angry faces) or fear-irrelevant/neutral stimuli (e. g. slides of mushrooms or happy faces) as CSs, various studies have found that electrodermal responses, once conditioned, extinguish more slowly to fear-relevant than to fear-irrelevant/neutral CSs [see reviews by Ohman, 1986; Dimberg, 1986; McNally, 1987], thereby confirming a number of predictions that can be derived from Seligmans "preparedness" hypothesis [1971], However, virtually no attention has been paid to the effect of the fear relevance of the CS on the development of the UCR during aversive conditioning. In what seems to be the only study with data bearing on this topic, Orr and Lanzetta [1980] reported a decrease in electrodermal UCRs for subjects who were shown a slide of a fearful face as the CS and an increase for subjects shown an happy face CS. One explanation for Orr and Lanzettas finding might be that fear

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Fear and skin conductance

relevance is associated with an increased degree of UCR diminution. More specifically, following Donegan and Wagners model [1987], one would expect an evolutionary "belongingness" between a CS and an aversive UCS to result in the CS being a better predictor of the UCS, which, in turn, would result in less effective UCS processing and greater UCR diminution. Similarly, one would expect a CS that is incompatible with an aversive UCS (e. g. a happy face) to be associated with less UCR diminution. Assuming that such a CS is a bad predictor of aversive UCSs, CS-UCS pairings should result in a high level of UCS processing and, consequently, in a reduced UCR diminution. The present study was carried out in order to explore the relationship between fear relevance and UCR diminution. Drawing on Donegan and Wagners model, the hypothesis tested was that fear-relevant CSs will induce more UCR diminution and recovery than fear-irrelevant CSs. Using a simple conditioning procedure, the electrodermal UCR diminution in subjects given a fear-relevant CS was compared to the UCR diminution in subjects given a fear-irrelevant CS. Methods Subjects The subjects were 48 students (22 males and 26 females), all of whom received some small financial compensation for their participation in the experiment. Their mean age was 21.1 years (range: 1 8 - 3 3 years). Apparatus and Stimulus

Materials

Skin conductance level (SCL) and skin conductance response (SCR) were picked up using two Beckman Ag-AgCL electrodes (8 mm diameter) attached to the medial phalanges of the second and third fingers of the subjects right hand and connected to a Beckman Skin Conductance Coupler (type 9844). SCL and SCR recordings were based on the constant voltage (.5 V) method. The coupler allowed for a maximum sensitivity of 0.05 micromho. Respiration was recorded using a Beckman Respiration Belt, fastened around the subjects chest. The respiration belt was connected to a Beckman Pressure/Pulse/ Voltage Coupler (type 9884). SCR and respiration were monitored on a Beckman R711 polygraph. CSs were slides of angry and happy faces, taken from Ekman and Friesen [1975]. A Kodak Carousel was used for presentation of the slides, which were projected onto a white screen. The size of the projected image was approximately 75 x 1.10cm, and it appeared 2 m in front of the subject. A capacitor was used for administration of the shock UCSs. The shocks were delivered throug two electrodes attached to the first finger of the subjects left hand. The shock intensity was set at 7 mA (dc). Slide presentation, shock administration, and intertrial intervals were controlled by a P D P Mine-11 microcomputer. Design A 2 x 2 between-subject design was used, with type of CS (angry face CS vs. happy CS) as the first between-subject factor and conditioning (paired vs. unpaired CS-

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UCS presentations) as the second between-subject factor. Thus, four groups were studied, each of which consisted of 12 subjects. In group 1, an angry face CS was paired with shock, whereas in group 2, a happy face CS was paired with shock. Groups 3 (angry face) and 4 (happy face) served as control groups in which the CS and shocks were explicitly unpaired. Truly random control groups were not used, as it has been shown that explicitly unpaired CS-USC presentations provide an appropriate control procedure for simple conditioning [Furedy and Schiffman, 1971], Procedure Each subjects was seated in a comfortable chair placed in a dimly lit, sound-attenuated chamber. Recording apparatus and the Kodak Carousel were located in an adjacent room. Slides were projected through a hole in the wall. After the subject hat filled in the fear questionnaire [FQ; Marks and Mathews, 1979], electrodermal recording sites were cleaned with distilled water and the electrodes and respiration belt were attached. The experiment was described to the subject as a study of physiological reactions to different sensory stimuli. No information about the contingency between CS and UCS was given. Next, the subject received a series of shocks of increasing intensity until the 7 mA level was reached. He or she was then asked to indicate on a 14 cm visual analog scale, with 0 indicating "not painful at all" and 14 indicating "extremely painful", how painful he or she thought the 7 mA shock was. A single cue conditioning procedure was then carried out with each subject seeing only one CS slide. The subject was first given 4 CS-only (habituation) trials. An acquisition phase followed in which groups 1 and 2 received 8 CS-UCS pairings. Shock UCSs were delivered exactly at CS offset. For groups 3 and 4, CS and UCS were presented unpaired. That is, one stimulus was presented at the beginning of the intertrial intervall and the other stimulus was presented at the midpoint of this interval. A recovery phase consisting of 4 UCS-only presentations followed. Finally, 6 extinction (CS-only) trials were given. CSs had a duration of 5 sec and shocks had a duration of 0.5 sec. Intertrial intervals varied from 20 to 40 sec and had a mean of 30 sec. In order to control for irrelevant aspects of the CSs, different subjects within the same group saw different CSs. Response Definition and Analysis SCLs were measured on four occasions: before habituation, between habituation and acquisition, between recovery and extinction, and at the end of the extinction phase. SCRs were defined as the maximal deflections occurring 1 - 5 sec after CS or UCS onset. SCL and SCR were measured in micromho and square-root transformed. Respiration was used as control variable. Following the criteria of Stern, Ray, and Davis [1980], trials with respiratory irregularities were excluded from statistical analyses. Such irregularities occurred on less than 2 % of the trials. SCR values for these trials were estimated on the basis of the SCRs on adjacent trials. As UCR diminution and recovery are generally seen as phenomena associated with classical

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Fear and skin conductance

conditioning, it is obligatory to ascertain that conditioning actually occurred in groups receiving paired CS-UCS presentations. Consequently, not only UCRs, but also CRs were examined in the present study. Not only were absolute UCR levels taken into account, but also, and most importantly, the size of UCR decrement and recovery. Thus, for each subject, a UCR diminution score and a UCR recovery score were calculated [Kimmel and Pennypacker, 1962]. The former score consisted of the average SCR to the first two shocks during acquisition minus the average SCR to the last two shocks acquisition. The latter score consisted of the mean SCR on the recovery trials minus the mean SCR to the last two shocks during acquisition. Greater diminution values reflect a larger UCR decrement, whereas positive recovery values indicate that the mean UCR on recovery trials is greater than that on the final acquisition trials. FQ scores, subjective evaluation of the shock, SCLs, SCRs to CS and UCS, and UCR diminution and recovery scores were subjected to 2 (fear relevance: angry face CS vs. happy face CS) x 2 (conditioning: paired C S - U C S vs. unpaired C S - U C S presentation) analyses of variance (ANOVAs). For ANOVAs involving a trial factor as the repeated measure, Greenhouse-Geisser corrections were used. The trial factor consisted of blocks of two trials. Results FQ, Subjective Evaluation of the UCS, and SCLs. Table 1 shows the mean FQ scores as well as the mean subjective evaluations of the 7 mA shock UCS of the four groups. The 2 (fear relevance) x 2 (conditioning) ANOVAS revealed no significant group differences for either FQ scores or evaluation of the UCS.

Tab. I. Mean FQ scores and UCS evaluations ( o - 14) of the four groups. (Standard deviations are given in parentheses). Groups*

1

2

3

4

FQ

21.5 (11.8)

22.5 (14.5)

20.8 (9.5)

22.8 (14.1)

UCS evaluation

4.6 (1.9)

4.8 (1.6)

4.6 (1.6)

5.5 (1.2)

*1; the angry face CS-paired group, 2; the happy face CS-paired group, 3; the angry face CS-unpaired group, 4; the happy face CS-unpaired group.

SCL data were subjected to a 2 (fear relevance) x 2 (conditioning) x 4 (occasions) ANOVA, with the last factor having repeated measures. Again, no significant group differences emerged. The main effect of occasions was the only source reaching significance [F (3,132)= 14.1, p-

1< .40-

.20-

Blocks of two trials

Fig. 1. Mean SCRs (micromho) to CSs during habituation (H), aquisition (A), and extinction (E) of the four groups

Analysis of the acquisition data (middle panel, Figure 1) revealed a main effect of conditioning [F(l,44) = 4.3, p