为什么有的人是路痴？

本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：BobHolmes

和许多研究人们如何找路的科学家一样，西北大学的认知科学家大卫·乌塔尔（David Uttal）是个“路痴”。世界上有许多像乌塔尔一样的人，当然也有他们的“对立面”，即那些总是清楚自己身在何处、知道如何到达目的地的人。科学家们通过让人指出看不见的位置来衡量其导航能力，或者更具挑战性的是，让其想象自己在另一个地方并指向第三个位置。从这些实验中可以明显得出，有些人确实比其他人更擅长导航。

“人们在导航上永远不可能达到完美，但有些人可以精确到仅偏离几度的误差，这已经算非常准确了。”天普大学认知心理学家诺拉·纽科姆（Nora Newcombe）说道，她在2022年的《发展心理学年鉴》（Annual Review of Developmental Psychology）上与人合写了一篇关于导航能力发展研究的论文。而另一些人在被要求指出目标的方向时，似乎只是随意指向某个方向。

虽然很容易证明人们在导航能力上存在差异，但科学家们发现，要解释其中的原因要难得多。然而，导航研究领域出现了一些令人振奋的新进展。通过虚拟现实和GPS追踪等技术，科学家可以观察到成百上千，甚至数百万人在复杂环境中的导航表现。尽管仍有许多未知之处，但研究表明，导航技能在某种程度上受到成长环境的影响。

培养导航技能

最近对遗传学在导航中的作用的研究强调了环境的重要性。2020年，伦敦玛丽女王大学的发育心理学家玛格丽塔·马兰奇尼（Margherita Malanchini）和同事对2600多对同卵和异卵双胞胎在虚拟环境中的导航表现进行了比较，以测试导航能力是否具有家族遗传性。他们发现，导航确实在一定程度上具有遗传性，但这种影响非常有限。相反，影响人们表现的最大因素是遗传学家称之为“非共享环境”的部分——也就是每个人在生活中积累的独特经历。看来优秀的导航员主要是“造就”出来的，而非“天生”的。

伦敦大学学院的认知神经科学家雨果·斯皮尔斯（Hugo Spiers）领导了一项大规模实验。通过这项实验，研究人员得以一窥经验和其他文化因素如何影响寻路技能。斯皮尔斯和同事与电信公司T-Mobile合作，开发了一款名为《海洋英雄探险》（Sea Hero Quest）的手机和平板游戏，玩家需驾驶船只穿越虚拟环境，找到一系列检查点。该应用要求参与者提供基本的背景信息，全球有近400万人参与了这项研究。（目前，该应用只接受研究人员邀请的新参与者。）

通过该应用，研究人员能够通过玩家到达所有检查点的总距离来衡量其寻路能力。在完成某些关卡后，玩家还需要向起点发射信号弹，这类似于“指向不可见位置”的测试。然后，斯皮尔斯和他的团队可以将玩家的表现与他们的背景信息进行比较。

他们发现，一些文化因素与寻路技能有关。例如，北欧国家的人在导航方面略胜一筹，这可能是因为定向越野运动（结合越野跑和地图导航）在这些国家很流行。乡村居民的表现普遍优于城市居民，而在城市居民中，来自街道布局混乱的欧洲旧城区的人的导航能力高于来自像芝加哥这种街道布局规则的城市的居民，可能是因为网格状城市的居民不需要构建如此复杂的心智地图。

你的方向感如何？

圣塔芭芭拉方向感量表（Santa Barbara Sense of Direction Scale）是一种自我评估的方式，用于测量与导航相关的能力。一般来说，在该量表上得分更高的人在现实生活中的导航能力也更强。可根据自己的实际情况对以下问题从1到7打分，1代表非常不同意，7代表非常同意，4代表中立。

我很擅长给人指路。

我很容易忘记物品放在哪里。

我在判断距离方面很擅长。

我的“方向感”很好。

我倾向于用方位（北、南、东、西）来理解周围环境。

我在新城市中很容易迷路。

我喜欢看地图。

我理解方向指示有困难。

我很擅长看地图。

坐在车里当乘客时，我不太记得路线。

我不喜欢给别人指路。

知道自己身在何处对我来说并不重要。

长途旅行时我通常让别人做导航计划。

我通常只需要走一遍就能记住一条新路线。

我对周围环境没有很好的“心智地图”。

经验的影响

这些结果表明，一个人的生活经历可能是决定其导航能力的最大因素之一。实际上，经验甚至可能解释了导航中的一个普遍发现和刻板印象：男性往往比女性表现更好。然而，研究表明，这种性别差距更多是文化和经验的结果，而非天生能力的差异。

例如，在性别平等程度较高的北欧国家，男女在导航能力上的差异几乎不存在。相比之下，在女性面临探索环境限制的地方，如中东国家，男性的导航表现远远优于女性。

这种文化因素以及经验的重要性也得到了对玻利维亚亚马逊传统土著社区Tsimane人研究的支持。亚利桑那州立大学的人类学家海伦·伊丽莎白·戴维斯（Helen Elizabeth Davis）和她的同事给305位Tsimane成年人佩戴了GPS追踪器，记录他们在三天内的日常活动范围，发现男女在移动距离上并无差异。他们在指向不可见位置的任务中同样表现出色。戴维斯认为，这是因为Tsimane文化鼓励孩子广泛探索森林，从而培养了他们的导航能力。

不过，大多数文化并不像Tsimane那样，女性和女孩因出于个人安全的考虑而更为谨慎地探索。她们不仅在导航上积累的经验较少，对安全或迷路的担忧也直接影响导航能力。“焦虑会妨碍良好的导航，所以如果你担心个人安全，你的导航表现就会变差。”纽科姆说。

个性与导航

人们的个性似乎也在导航能力的发展中起到了作用。“要在导航方面变得出色，你必须愿意去探索。”乌塔尔说，“有些人不喜欢四处闲逛的体验，而有些人非常享受。”

事实上，喜欢户外活动（如远足和骑行）的人往往拥有更好的方向感。加州大学圣塔芭芭拉分校的认知心理学家玛丽·海格蒂（Mary Hegarty）指出，那些经常玩电子游戏的人——尤其是那些需要在虚拟空间中探索的游戏——也往往具备更强的方向感。

对于乌塔尔来说，这些积累的证据表明，兴趣和早期经验会促使一些人从事涉及导航的活动，而那些天性上不爱探索、机会较少或者在最初经历中产生负面体验的人，则可能不会主动参与需要探索的活动。从这个角度来看，这是一种“发展级联效应”——即个性和能力的组合会将人们推向特定的方向，逐步影响其导航能力的发展。

志愿者被多次带着沿着两条相连的路线穿行在一个陌生的社区，随后被要求凭记忆绘制这两条路线的地图。正如这些示例所示，他们绘制的地图质量差异很大。左上角的地图1来自一位导航能力很强的志愿者，几乎完美地还原了实际路线；而右下角的地图4来自一位导航能力较差的志愿者，除了两条路线的存在外，几乎与实际情况没有任何对应关系。

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SOURCE:ADAPTED FROM T.ISHIKAWA&D.R.MONTELLO/COGNITIVE PSYCHOLOGY 2006

心智地图的作用

这种发展级联效应显然影响了导航高手标志性技能的获得，包括估算行程距离、阅读和记忆地图（无论是纸质地图还是心智地图）、根据地标顺序学习路线以及理解各点之间的相对位置。

尽管导航研究涉及多个技能，但其中两个具体的子技能得到了特别关注：一是通过地标进行路线跟随，例如“在加油站左转，走三条街后，在红色房子那里右转”；二是构建和使用心智地图的能力，这通常被称为“全景知识”或“全局认知能力”。

在这两项技能中，路线跟随要容易得多，一旦走过几次，绝大多数人都能掌握。加州大学圣塔芭芭拉分校的地理学家和心理学家丹·蒙特罗（Dan Montello）提到，在一个经典实验中，他的学生石川徹（Toru Ishikawa）每周一次开车带着24位志愿者，在他们从未去过的高档住宅区的两条蜿蜒路线中往返十周。

实验结束后，几乎所有人都能准确记住各个地标的顺序，并大致估计它们之间的距离。但志愿者在辨识两条路线之间的捷径、指向看不见的地标，或绘制路线地图方面表现差异很大。研究人员认为，那些无法辨识捷径或找不到地标的人可能缺乏准确的心智地图构建能力。

心智地图与导航能力

纽科姆和她的学生史蒂文·魏斯伯格（Steven Weisberg）进行的研究进一步强调了心智地图在导航中的重要性。他们让294位志愿者用鼠标和电脑屏幕在虚拟小镇的两条路线中导航。当志愿者掌握了路线和其中的地标后，研究人员要求他们站在某个地标处，指向另一条路线上的地标。

在2018年发表的研究于中，纽科姆和魏斯伯格发现，人们的导航能力分为三类：第一类人形成了良好的心智地图，能够准确地指向两条路线上的地标；第二类人有良好的路线记忆，但难以整合成全局地图，他们能在同一条路线中正确指向地标，但跨路线的准确性较差；第三类人在所有指向任务中表现都较差。

加州大学圣塔芭芭拉分校的蒙特罗认为，建立和使用心智地图的能力是优秀导航员的关键特征之一。“如果你的技能仅限于路线记忆，你就很难灵活应对障碍。”而全局认知能力可以让人更灵活地导航，“这是一个显著的差异，”他指出。

正如魏斯伯格所说，优秀的导航员还具备在不同场景下选择最佳导航策略的能力，例如当地标明显时依赖地标，而在需要更复杂计算时使用心智地图。

“我越来越倾向于认为，优秀的导航员在应用多种策略方面也更灵活。”目前在佛罗里达大学任教的魏斯伯格说，“他们能够根据不同情境采用不同的导航方式，因此在新环境中更容易找到方向。”

导航能力的分层

研究人员通过在虚拟城市场景中设计的两条路线实验，进一步分析了人们的导航能力。他们将志愿者置于某条路线上的特定位置，要求其指向不可见的地标。根据指向准确度，研究人员将志愿者分为三类：具有良好心智地图的人（能准确指向同一路线和其他路线上的地标）、具备良好路线知识但缺乏全局地图的人（只能在同一路线内准确指向），以及在指向任务上表现较差的人。

蒙特罗表示，构建并使用心智地图的能力（即个人的“全景知识”）很好地解释了为什么一些人导航能力更强。他说：“如果你只能记住路线，你就很难灵活地绕过障碍。”全景知识赋予人们更具创造性的导航能力，“这种差异非常显著”。

家魏斯伯格补充道，导航能力更强的人往往在切换导航模式、根据实际情况选择最合适的策略方面也更为擅长。这意味着当地标明显时他们依赖地标，而当需要更复杂的计算时，则转向心智地图。

“我越来越认为，优秀的导航者会使用许多不同的策略，”魏斯伯格说道。“而且他们的方式更灵活，从而在不同情境中采用多样化的导航方式，因此当他们置身于新环境时，更容易找到方向。”

举例来说，魏斯伯格自己在所在的城市盖恩斯维尔（Gainesville）行走时会留意北方方向，因为这种策略适用于街道布局整齐的城市；而回到家乡费城的曲折街道时，他则依赖其他线索来保持方向。

目前，科学家还不确定所有“路痴”是否都仅仅是缺乏全景知识，还是他们在其他导航子技能上也存在不足，比如记忆地标或估算行程距离。无论如何，路痴们是否可以改善自己的导航能力呢？这是一个尚未完全解决的问题。“我们都有各自的假设。”加州大学尔湾分校的认知神经科学家伊丽莎白·克拉斯蒂尔（Elizabeth Chrastil）说道，“但这些假设尚未被充分验证。”

GPS的利与弊

简单的练习似乎可以帮助人们提升导航能力，实验中确实显示出了一些效果。“我们可以在虚拟环境中提高人们的导航能力。”亚利桑那大学的认知神经科学家阿恩·埃克斯特伦（Arne Ekstrom）表示。通常大约需要两周时间，才会看到显著的进步——但尚不清楚这是否真的使人们在真实环境中成为更好的导航员，还是仅仅熟悉了实验中的虚拟环境。

支持这种“练习有助提升”观点的研究还包括对GPS使用的研究。在2020年发表的一项研究中，来自蒙特利尔麦吉尔大学的神经科学家路易莎·达哈尼（Louisa Dahmani）和维罗妮克·波博（Véronique Bohbot）招募了50位年轻人，并询问他们开车使用GPS的频率。然后，研究人员测试了他们在虚拟世界中的导航能力，发现重度GPS使用者的表现较差。

三年后的随访研究发现，那些在此期间频繁使用GPS的志愿者导航能力进一步下降，这强烈表明GPS的依赖可能削弱导航技能，而不是因为导航技能差才依赖GPS。

专家还建议像乌塔尔这样的“路痴”可以试着多关注方向或显著地标，以此帮助自己在心智地图中整合位置。魏斯伯格自己在学习新环境时，习惯关注主要方向或显著地标，如海洋的位置。“我注意得越多，越能将各点连接到我的心智地图中。”他建议导航能力差的人每天问自己10次“北方在哪”，必要时参考地图。这样做可能帮助他们超越单纯的路线记忆，提升导航整体能力。

当然，对于那些不在意提升技能，只希望不迷路的人，魏斯伯格补充道：“确保手边随时有GPS。”