艾斯奥特曼中文版也不擅长找路。“记得我13岁那年，一次童子军的远足让我迷路了，花了整整两天半的时间，我才找到队伍。”这位西北大学的认知科学家回忆道。即便至今，他依然觉得自己在识别周围路线方面存在困难。

　　世界上有许多像尤塔尔这样的人——他们总感到迷茫，不知所措；也有人与他们相反，总是能确切知道自己的位置，以及如何到达目的地。科学家有时通过要求人们指出一个视线之外的位置，或者更具挑战性的，设想自己处在另一个地点并指出第三个地点的方向，来衡量一个人的导航能力——显然，有些人在这方面比其他人更加擅长。

　　“人们不可能做到完美，但他们可以做到非常精确，误差仅为个位数，这种精确度是难以置信的。”天普大学的认知心理学家诺拉·纽科姆（Nora Newcombe）说到。她是2022年《发展心理学年鉴》（Annual Review of Developmental Psychology）中关于导航能力发展研究的合著者[1]。然而，当另一些人被要求指出目标方向时，他们似乎是随机指的，“他们根本不知道目标在哪里。”

　　虽然证明人们在导航能力上存在差异相对容易，但科学家们发现要解释这些差异的原因却要困难得多。不过，关于导航的研究目前正掀起一股热潮。科学家们利用虚拟现实和GPS追踪等技术，观察成百上千、有时甚至数百万人在复杂空间中如何寻找路径，并测量他们的表现。尽管仍需深入研究，但初步研究显示，导航技能在一定程度上受到个人成长环境的影响。

　　近期关于遗传对导航能力影响的研究，进一步强调了个人成长环境的重要性。2020年，伦敦玛丽女王大学的发展心理学家玛格丽塔·马兰奇尼（Margherita Malanchini）及其同事们研究了2600多对同卵及异卵双胞胎在虚拟环境中的导航表现，来探究导航能力是否是家族遗传[2]。研究发现，虽然遗传因素对个人表现有一定的影响，但其程度相对有限。相对于遗传因素，更为重要的是“非共享环境”——即个人在生活中积累的独特经历。因此，优秀的导航者大多是后天培养的，而非天生的。

　　由伦敦大学学院的认知神经科学家雨果·斯皮尔斯（Hugo Spiers）领导的一项大规模的实验，向研究者揭示了经验和其他文化因素可能如何影响导航技能。斯皮尔斯及其团队与电信公司T-Mobile合作，开发了一款适用于手机和平板电脑的游戏，名为《海上英雄探险记》（Sea Hero Quest），在游戏中，玩家需要在虚拟环境中划船，并通过导航寻找一系列检查点。游戏要求参与者提供基本的人口统计数据，目前全球已有近400万人参与。（目前该应用不再接受新参与者，除非通过研究人员的邀请。）

　　通过这款应用，研究人员能够通过测量每个玩家到达所有检查点所行进的总距离来评估其导航能力。在完成某些游戏关卡后，玩家还需要向他们的起点方向发射一枚信号弹，这实际上是一种测量玩家如何估算视线外位置的方向的测试。之后，斯皮尔斯及其团队就会将玩家的表现与其人口统计数据进行比较。

　　研究发现，有多个文化因素与导航技能相关。例如，北欧国家的居民通常具有较强的导航能力，这可能与当地流行的定向运动（一种结合越野跑和导航的运动）有关。相比之下，乡村居民的导航表现通常优于城市居民。特别是在欧洲的老城区，那里街道布局较为复杂的城市居民（比如欧洲老城区），其导航能力往往超过生活在规则网格型街道的城市（如芝加哥）的居民，这可能是因为后者不需要构建复杂的心理地图。

　　定向运动——一种将越野跑与地图导航结合的运动——在北欧国家很受欢迎。这可能是为什么来自这些国家的人往往比其他地区的人更擅长导航的原因之一。图源：BORDER LINERS ORIENTEERING CLUB / FLICKR

　　这些研究结果表明，个人的生活经验可能是决定其导航能力的最重要因素之一。实际上，经验甚至可以解释导航中最常见的发现之一——男性在导航上往往表现优于女性。事实证明，这种性别差异更多地与文化和经验相关，而非天生的能力差异。

　　例如，在性别平等程度最高的北欧国家中，导航技能几乎不存在性别差异。相比之下，在诸如中东国家这样的地方，由于女性在探索环境时会受到文化的限制，男性的导航技能远远超过女性。

　　这种文化因素和经验的重要性还得到了对玻利维亚亚马逊地区齐曼部落（Tsimane）的研究支持。这是一个保持传统生活方式的土著社区。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）及其同事们给305名齐曼部落成人佩戴了GPS追踪器，记录了他们三天内的日常活动，结果发现男性和女性的活动距离并无差异。

　　他们在《认知科学主题》（Topics in Cognitive Science）上报告称[3]，男性和女性在指出视线外位置的任务上同样熟练，甚至儿童在这项导航任务上的表现也极为出色，这是因为他们成长在一个鼓励儿童探索森林的文化下。

　　然而，大多数文化与齐曼部落并不相同，出于个人安全的考虑，女性往往对探索持更加谨慎的态度。这不仅使她们在导航方面的经验较少，而且对安全或迷路的担忧也直接影响了她们的导航能力。纽科姆指出：“焦虑感往往会阻碍你进行有效的导航，所以如果你担心个人安全，你的导航能力就会受到影响。”

　　“圣巴巴拉方向感量表”已经被广泛应用于导航研究领域。其中，得分越高代表方向感越强。研究显示，人们能够准确评估自己的方向感。图源：knowablemagazine，制图：存源

　　个性似乎在发展导航能力的过程中也起着一定作用。“要变得擅长导航，你必须愿意去探险，”尤塔尔表示。“有些人并不享受漫无目的的游荡，而另一些人却非常喜欢这种体验。”个性在培养导航能力的过程中似乎扮演了不可忽视的角色。尤塔尔指出：“要想在导航上有所成就，你必须愿意冒险探索。”的确，有些人并不喜爱无目的的闲逛，而另一些人则对此兴趣盎然。

　　实际上，像徒步和骑行这样的户外活动爱好者通常具有更出色的方向感，加州大学圣巴巴拉分校的认知心理学家玛丽·赫加蒂（Mary Hegarty）也提到了这一点。同样，频繁玩电子游戏的人，由于经常在虚拟空间中探险，他们的导航能力也往往更强。

　　对于尤塔尔而言，这些积累的证据显示，个人的倾向和早期经验可能会助推一些人参与到需要导航的活动中去，而那些本性中不太喜欢冒险、探索机会较少或初次探索体验不佳的人，可能就较少涉足这类活动。尤塔尔推测，这种影响就像雪球效应，会随着时间逐渐扩大。“我认为个性与能力的结合会推动你向某些特定的方向发展。这就是发展级联（developmental cascades）。”

　　这个级联效应可能会影响特定优秀导航技能的习得。这些技能包括对旅行距离的估计、看懂并记忆地图（纸质地图和心理地图）、依据一连串的地标记住路线，以及理解不同点位之间的相对位置。

　　然而，许多研究集中在两个特定的子技能上：一是利用地标记忆路线——例如，在加油站左转，然后走过三个街区，在那栋红色房子之后右转；二是“概览知识”，即建立并运用对某一地点的心理地图的能力。

　　在这两个技能中，利用地标记住路线无疑是相对容易的任务。加州大学圣巴巴拉分校的地理学家兼心理学家丹·蒙特洛（Dan Montello）指出，只需走过几次某条特定路线，大多数人便能够记住它。在20年前的一项经典实验中，蒙特洛的学生五十川彻（Toru Ishikawa）每周一次，连续十周，带领24名志愿者在圣巴巴拉一个豪华住宅区内的两条曲折路线上行驶，这些志愿者之前从未走过这些路线。

　　后来，几乎所有人都能准确回忆出每条路线上地标的顺序，并能大致估计它们之间的距离。然而，他们在识别两条路线之间的捷径、指出他们所在位置看不见的地标或绘制这些路线的地图方面的能力则显示出很大差异[4]。研究人员认为，那些无法识别捷径或找到地标的人可能缺乏创建准确心理地图的能力。

　　志愿者们在一个陌生社区的两条相连路线上重复驾驶，随后被要求根据记忆绘制路线图。他们绘制的地图质量参差不齐，如上图所展示的那样。地图1（左上，由一位优秀的导航者绘制）几乎完全与实际的路线（右下，由一位导航能力较差的人绘制）除了画出有两条路线外，几乎没有与现实相符的地方。图源：改编自T. Ishikawa & D.R. Montello， 2006

　　纽科姆和她的研究生史蒂文·韦斯伯格（Steven Weisberg）的研究进一步强调了心理地图在导航中的重要性。他们让294名志愿者在电脑屏幕上的一个虚拟小镇中通过鼠标沿着两条路线进行导航。当志愿者们熟悉了这些路线及其标志性地点后，研究者们要求他们站在其中一个地标处，指出两条路线上的其他地标。

　　在2018年发表于《心理科学最新指南》（Current Directions in Psychological Science）的一篇文章中，研究者指出人们在导航能力上可被分为三种类型。首先是那些能够构建出准确心理地图的人；他们不仅能精确指出同一路线上的地标，还能识别不同路线间的地标。第二类人虽然掌握了较好的路线知识，但难以形成一个完整的心理地图；他们在描述特定路线内的地标时表现不错，但对于不同路线之间的导航则显得力不从心。最后一类人在所有导航任务中的表现都较差。

　　蒙特洛表示，构建和应用心理地图的能力，即一个人的宏观导航知识，在很大程度上能够解释为什么某些人在导航方面更为出色。“如果你的技能仅限于沿着熟悉的路线行驶，你就无法创造性地绕过障碍。”他说，这种宏观知识使人们能够更具创造性地进行导航，“这是一个非常明显的差异。”

　　佛罗里达大学工作的认知神经科学家韦斯伯格（Weisberg）说，不出所料，那些更优秀的导航者也可能更擅长在不同的导航模式之间进行切换，根据所处的具体情况选择最合适的导航策略。这可能意味着他们会在地标明显的情况下使用地标导航，在需要更复杂计算的情况下使用心理地图。

　　“我逐渐开始认识到，那些更优秀的导航者还在运用许多其他策略，”韦斯伯格说。“他们在导航中显示出极大的灵活性，掌握了多种导航方法。因此，当他们处于新环境中时，能更加有效地找到方向。”

　　志愿者们在一个虚拟现实城市环境中按两条路线行进，随后被安置在其中一条路线上，要求他们指向同一路线以及另一条路线上看不见的地标。研究人员根据他们指向的准确性将志愿者分为三组（准确性通过他们偏离正确方向的角度来衡量，90度被认为是随机表现）：一组是有良好心理地图的人（标记为绿色），在路线内和路线间的指向都非常准确；一组是有良好路线记忆的人（标记为橙色），在一条路线内指向准确，但无法跨路线指点；以及最后一组是两项指向任务都表现差的人（标记为蓝色），表明整体的导航能力较差。图源：改编自S.M. Weisberg & N.S. Newcombe， 2018

　　例如，韦斯伯格现在生活在盖恩斯维尔，他在这座街道网格规则的城市中导航时会保持对北方的定位，因为这样做在这样的城市中很有效；而当他回到费城那些曲折街道的家中时，他更多地依赖其他线索来辨别方向。

　　关于为何某些人的导航能力不佳，研究者尚未有定论。这是否是因为他们在整体的地理概览知识上有所欠缺，还是在特定的导航子技能上存在缺陷，例如记不住地标或无法准确估计已行走的距离？不论原因为何，如何提升这些人的导航技能依然是一个悬而未决的问题。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）表示：“我们每个人都有自己的看法，但这些理论还未被验证。”

　　简单的练习被认为是有效的——实际上，在实验室实验中它确实有效。“我们可以在虚拟环境中提升人们的导航能力，”亚利桑那大学的认知神经科学家阿恩·埃克斯特罗姆（Arne Ekstrom）说。大约两周时间内，参与者的导航技能就能显著提高——但目前尚不清楚人们是真的成为了更好的导航者，还是只是在实验使用的特定虚拟环境中变得更熟练。

　　关于通过练习来提高导航技能的理论，也有研究支持其有效性。例如，在2020年发表于《科学报告》（Scientific Reports）的一项研究中，蒙特利尔的麦吉尔大学神经科学家路易莎·达曼尼（Louisa Dahmani）和维罗尼克·博博特（Véronique Bohbot）招募了50名年轻人，询问了他们使用GPS驾车的经验。随后，研究人员在一个无法使用GPS的虚拟世界中对志愿者进行了测试，结果显示，那些使用GPS最频繁的人表现最差[5]。

　　三年后对13名志愿者的后续研究揭示，那些在此期间使用GPS最多的人，其导航能力下降更多，这表明过度依赖GPS会导致导航能力的衰减，而不是导航能力不佳导致了对GPS的过度依赖。

　　专家还建议，像尤塔尔这样的导航能力差的人，可以尝试更密切地注意罗盘方向或显著地标，以此来整合他们的移动到心理地图中。对于韦斯伯格来说，他学习空间的唯一方式，是通过关注主要的基本方向或显著的地标，如海洋。“我越是细致地观察，就越能把事物与我脑海中的地图联系起来。”他建议导航能力差的人每天问自己十次北方在哪里，并在必要时参考地图。他认为，这可以帮助他们拓展现有的路线知识。

　　韦斯伯格指出，对于那些并不真正关心提升自己技能、只要求不迷路的人，还有另一种办法——那就是随时准备好你的GPS。