2019年,认知科学家巴勃罗·费尔南德斯·贝拉斯科在一次前往西伯利亚的旅行中,参加了与当地埃文基驯鹿牧民一起举行的抽奖活动。奖品包括足球、茶叶、便携式收音机、GPS设备等物品。一名牧民赢得了GPS设备,贝拉斯科认为这应该是最值钱的奖品之一,但那名牧民却显得非常失望。贝拉斯科解释道,牧民原本想要的是收音机,而GPS对他毫无用处。这位牧民和其他埃文基牧民依赖自己的步伐、地名、路径和河流流向等策略在辽阔的针叶林中导航,这种导航策略早些时候由贝拉斯科和地理学家安娜·格莱泽描述。
然而,这种现实中的导航行为至今仍然缺乏研究。大多数研究人员长期以来将注意力集中在参与者如何在平坦的电脑屏幕上“导航”,这些研究剔除了树冠、野生动物、天气等环境因素,以保证实验的最大可控性。伦敦大学学院神经科学家雨果·斯皮尔斯及其同事在即将发布的《皇家学会开放科学》论文中指出,许多研究假定无论文化或环境如何,人类的行为都是相同的。然而,几十年的研究表明,实验室中的发现可能无法适用于现实生活。
斯皮尔斯和同事们主张,研究人员应停止使用去除环境“噪音”的简化方法。尽管将外界环境引入研究会使实验变得更加复杂,但现代技术让研究人员能够在实验室或现实世界中实现高水平的可控性。导航研究正在从二维的电脑屏幕走向更真实的三维世界,这不但有助于更好地理解人类如何在环境中导航,还对人类发展、公共健康及心理学产生了深远影响。
数十年来,心理学家一直对在实验室中研究人类行为的局限性有所担忧。1966年,英国心理学家唐·巴尼斯特就曾在《英国心理学会简报》中写道,实验心理学家“通过构建受试者完全可控的实验场景,迫使他们表现得不像真正的人类”,以便科学家们能够发表有关人类本性的言论。如今,新技术让研究人员能够在控制环境的同时引入外部世界的复杂性。
一个例子是2016年推出的视频游戏《海英雄任务》,全球193个国家的超过400万人参与了该游戏的导航实验。斯皮尔斯及其同事通过分析这些数据发现,乡村的孩子比城市的孩子在游戏中寻找目标物时表现更好。这可能是因为城市孩子习惯了格子状的街道,而乡村的孩子则需要在蜿蜒的小路上摸索前行。
然而,《海英雄任务》仍然依赖视觉导航,参与者只需在设备上进行操作,而事实是,世界上许多民族并非主要依靠视觉进行导航。贝拉斯科和斯皮尔斯在2023年1月的《认知科学趋势》期刊中指出,导航是一种多感官的体验。例如,马来西亚的巴特克族人在茂密的雨林中通过鸟鸣声导航;在其他地方,人们则依靠星象、雪痕、海藻和海浪等提示进行导航。
高科技虚拟现实设施正在推动导航研究的发展,让参与者能够像在现实世界中那样听到声音、闻到气味并四处走动。2021年,伦敦大学学院建立的“人-环境-活动研究实验室”(PEARL)就是这样一个设施,占地4000平方米,能模拟医院病房、交通枢纽等各种场景。斯皮尔斯称其为“研究的电影制片厂”。
尽管这些设施为导航研究带来了革命性变化,但其高昂的成本(每天约7000英镑)也限制了其广泛应用。
尽管实验室和野外工作各有挑战,但将两者结合起来能够实现更加严格的研究。美国亚利桑那州立大学的环境人类学家海伦·戴维斯和同事们通过移动GPS和罗盘研究了玻利维亚奇马内人从6岁到84岁的日常移动及空间认知能力。在一个任务中,参与者需要使用罗盘指向一个看不见的远处地标,这是一种“航位推测”能力的测量方法。
研究发现,旅行距离较远且路线曲折的奇马内儿童拥有更强的航位推测能力。与此类似,在丹麦法罗群岛长大的孩子通常可以在没有成人监督的情况下四处漫游,导航能力也比美国的同龄人更强。