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心理旋转

找出形状旋转后的副本

心理旋转 — screenshot

关于这个训练

「心理旋转」会给你呈现两个物体——通常是由方块搭成的立体形状,或是一个平面图形及其变体——并提出一个问题:第二个究竟是同一个物体在空间中单纯转了个方向,还是它的镜像?你要在脑中(而不是在屏幕上)把它转起来,然后尽可能快地点选「相同」或「不同」。

锻炼什么

它训练空间想象力——也就是你在脑中保持一个形状并对它进行变换、把它旋转后与另一个形状作比对的能力。这正是心理学家所说的「心理旋转」的核心,也是空间智力中被研究得最多的成分之一。

历史

这项任务直接脱胎于1971年一个著名的单项实验,后来成了认知心理学的主力工具。1978年,范登伯格(Vandenberg)和库塞(Kuse)把最初的图形改造成了一套纸笔团体测验,使它传播进了学校、实验室和能力倾向测试中;如今,它是关于空间能力以及两性差异研究中的一项标准测量手段。

由谁、何时创建

它出自罗杰·N·谢泼德(Roger N. Shepard)和杰奎琳·梅茨勒(Jacqueline Metzler),他们的论文《三维物体的心理旋转》(Mental rotation of three-dimensional objects)于1971年发表在《科学》(Science)杂志上。他们发现,人们判断两个形状是否一致所需的时间,会随着两者之间夹角的增大而成比例地增加——仿佛心智真的在以一个稳定的速度旋转一幅图像。

如何训练

在物体上选定一个固定的参照点——某条有特点的「胳膊」或某个角——在你转动整个形状时追踪它落到哪里,而不是一块一块地把它重画一遍。沿着通往目标角度的最短路径来旋转;一开始先把方向大声说出来(「往后倒,再向左转」),等熟练了再去信任无声的脑中想象。只有当你能稳定做到准确之后,再去追求速度。

练习多久

短而频繁的练习效果最好:每次10到15分钟,每周三到五次。心理旋转要靠工作记忆维持,很耗神,所以当准确率开始下滑时就停下来,而不要带着疲劳硬撑。

研究依据

证据最扎实的,恰恰是你能预料到的那一点——你会更快、更准地完成心理旋转本身;而2013年一项纳入217项研究的大型元分析(Uttal 及其同事)发现,空间训练能可靠地提高空间测验得分,其效果可以持续,并迁移到类似的任务上。一些研究,比如 Feng、Spence 和 Pratt(2007),甚至发现动作类电子游戏缩小了惯常的两性差距。但那些更大的说法——即它能提升一般智力,或能可靠地提高数学和 STEM 成绩——则要薄弱得多,也存在争议,所以请把远迁移当作一种可能,而非一项承诺。

建议

放慢速度,首先以准确为目标;如果你自信满满地把镜像判成「相同」,那速度毫无价值。

常见问题

为什么旋转角度越大,感觉就慢那么多?

因为你实际上是在脑中以一个大致恒定的速率旋转那个物体,所以更大的夹角不过是需要更多的「心理路程」。谢泼德和梅茨勒测量的正是这一点——反应时间几乎随角度线性上升。

我老是把镜像当成匹配,这正常吗?

正常,镜像的牌对是经典的陷阱,因为它们看上去一模一样,直到你去检查「手性」(左右朝向)为止。锁定某一个不对称的特征,问问它最终是不是落在了正确的一侧——这能把真正的旋转和镜像反射区分开来。

这会让我更擅长看地图或停车吗?

它会可靠地让你更擅长心理旋转和类似的空间测验;至于这能否迁移到导航或停车这类日常任务上,则说得通但尚未得到充分证实。请把现实世界中的收益当作一份额外的赠礼,而不是你训练的理由。

变体

版本从平面的2D字母或图形(较易),到像最初实验那样的3D方块立体(较难);从「相同还是镜像?」的判断,到从若干选项中挑出哪一个才是旋转后的匹配项,应有尽有。难度会随旋转角度、干扰项的数量,以及旋转究竟发生在画面平面内还是在纵深方向上而变化。