Tolman, E.C.(1948).Cognitive maps in rats and men.Psychological Review, 55，189-208.
有不少研究被收錄于本書的原因在于，這些研究的理論假設(shè)和研究結(jié)果反駁了當(dāng)時(shí)流行的看法和傳統(tǒng)觀點(diǎn)。例如，鮑查德關(guān)于人格受遺傳影響的發(fā)現(xiàn)（研究3）、華生關(guān)于小艾爾伯特的研究（研究10）、哈羅的嬰兒依戀理論（研究17）以及其他的一些研究，都對心理學(xué)思想的現(xiàn)狀提出了挑戰(zhàn)，從而開辟了對人類行為新的甚至是革命性的新解釋。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的心理學(xué)家愛德華·C·托爾曼（Edward C.Tolman）關(guān)于學(xué)習(xí)和認(rèn)知的理論探討和研究正是作出了這樣的貢獻(xiàn)。多年來，心理學(xué)被嚴(yán)格的刺激—反應(yīng)學(xué)習(xí)理論所統(tǒng)治，這一理論無視不能直接觀察的內(nèi)部心理活動的存在。托爾曼用實(shí)驗(yàn)證明，不僅對人類可以不用直接觀察就能研究其內(nèi)部心理過程，還可以對老鼠復(fù)雜的內(nèi)部認(rèn)知活動進(jìn)行研究。鑒于其研究的重大意義，托爾曼被公認(rèn)為“認(rèn)知—行為主義”（cognitive-behaviorism）這一學(xué)習(xí)理論流派的奠基人。
為了更好地體會托爾曼的研究設(shè)想，讓我們來舉個(gè)例子，假設(shè)你現(xiàn)在想去最近的郵局或音像店，你很可能已在頭腦中有了這些位置的圖像。現(xiàn)在思考一下你要走的那條路線，你很清楚必須要走哪些街道，在哪兒轉(zhuǎn)彎，并最終到達(dá)目的地。你當(dāng)前的位置與郵局或音像店的路線關(guān)系在你頭腦中所形成的這幅畫面被稱為“心理表征”（mental representation）。托爾曼則將這些表征稱為“認(rèn)知地圖”（cognitive map）。他認(rèn)為不僅人類使用認(rèn)知地圖，而且其他動物（包括老鼠）也在其思維活動中使用認(rèn)知地圖。為什么會有人關(guān)心老鼠的思維方式呢？因?yàn)閷τ?0世紀(jì)三四十代的學(xué)習(xí)理論研究者來說，他們主要采用的研究方法就是讓老鼠學(xué)習(xí)走迷宮，而令研究者非常感興趣的是這些老鼠是如何學(xué)習(xí)的。
理論假設(shè)
在20世紀(jì)上半葉，學(xué)習(xí)理論家是走在心理學(xué)最前沿的，除了要解釋學(xué)習(xí)機(jī)制，他們還致力于證明心理學(xué)的科學(xué)地位。由于心理學(xué)從哲學(xué)中獨(dú)立出來而成為一門科學(xué)也僅有幾十年的時(shí)間，很多研究者認(rèn)為，要想證明心理學(xué)的科學(xué)性，最好的方法就是去效仿諸如物理學(xué)和化學(xué)那些所謂的“硬”科學(xué)。這種想法致使學(xué)習(xí)理論家指出，心理學(xué)正如物理和化學(xué)一樣，它的唯一合適的研究對象是可觀察和可測量的事件。作用于機(jī)體的某種刺激是可測量的，機(jī)體對刺激的反應(yīng)行為也是可測量的，但在刺激和反應(yīng)之間的機(jī)體內(nèi)部發(fā)生了什么，則是無法觀察或測量的，因此，它不能被研究，而且就此而論也就不重要了。根據(jù)這種觀點(diǎn)，當(dāng)老鼠學(xué)習(xí)走迷宮的速度越來越快、錯(cuò)誤越來越少時(shí)，這一學(xué)習(xí)過程就是由一連串刺激以及由老鼠在最后走出迷宮時(shí)的食物獎(jiǎng)賞所引起的一連串正確反應(yīng)而組成的。關(guān)于行為的這種嚴(yán)格的刺激-反應(yīng)聯(lián)結(jié)思想構(gòu)成了行為主義的精髓，而且在行為心理學(xué)歷史的前50年中一直占據(jù)著統(tǒng)治地位。
然而，在20世紀(jì)三四十年代，出現(xiàn)了一支以托爾曼為首的反對行為主義觀點(diǎn)的派別，他們主張?jiān)趯W(xué)習(xí)過程中不僅有刺激和反應(yīng)，而且在機(jī)體內(nèi)部還發(fā)生了比這更復(fù)雜的過程。事實(shí)上，托爾曼對當(dāng)時(shí)流行的觀點(diǎn)提出了兩點(diǎn)主要的修正意見。一是，如果不對與刺激和反應(yīng)同時(shí)發(fā)生的內(nèi)部心理過程進(jìn)行考察，就不可能充分理解學(xué)習(xí)的本質(zhì)及其復(fù)雜性。正如托爾曼在他1948年發(fā)表的著名論文中所闡述的（這篇論文也正是我們討論的主題）：
我們相信在老鼠學(xué)習(xí)走迷宮的過程中，它的頭腦中已建立了類似環(huán)境地圖的東西。我們同意其他學(xué)派（刺激—反應(yīng)）的觀點(diǎn)，即老鼠在走迷宮時(shí)接受了某種刺激，并最終由于這些刺激而導(dǎo)致了實(shí)際中所出現(xiàn)的各種反應(yīng)。不過，我們覺得，發(fā)生在大腦中的活動遠(yuǎn)比刺激-反應(yīng)心理學(xué)家所認(rèn)為的更復(fù)雜、更豐富多彩，而且通常也更自主。（P.192）
托爾曼提出的第二點(diǎn)是，盡管內(nèi)部認(rèn)知過程無法直接觀察，但我們可以通過分析可觀察的行為客觀、科學(xué)地將其推斷出來。
方法和結(jié)果
托爾曼在他1948年的論文中介紹了很多研究，以支持他的觀點(diǎn)。所有這些研究都是關(guān)于老鼠學(xué)習(xí)走迷宮的實(shí)驗(yàn)。下面將介紹的兩項(xiàng)研究簡單明了地驗(yàn)證了托爾曼的理論觀點(diǎn)。
第一個(gè)實(shí)驗(yàn)稱為“潛伏學(xué)習(xí)”（latent learning）實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，把老鼠分為三組：對C組（控制組）而言，研究者所使用的是學(xué)習(xí)走迷宮的標(biāo)準(zhǔn)程序——讓老鼠練習(xí)走迷宮，在迷宮的出口處放著食物作為獎(jiǎng)勵(lì)，每日如此；對N組（無獎(jiǎng)勵(lì)組）的老鼠，其每天被放入迷宮的時(shí)間與C組相同，但不出現(xiàn)食物，而且在迷宮中的任何行為都不會受到獎(jiǎng)勵(lì)；而D組（延遲獎(jiǎng)勵(lì)組）的老鼠在前10天受到與N組同等的待遇，但自第11天起，研究者會在迷宮的出口處放置食物，而且以后每天如此。
以三組老鼠的平均錯(cuò)誤數(shù)（進(jìn)入盲巷的次數(shù)）為指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4—4所示。在該圖中很容易看出，N組和D組的老鼠在沒有得到任何獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，它們的學(xué)習(xí)沒有多少進(jìn)步；而控制組的老鼠在2周的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到近乎準(zhǔn)確無誤的程度。但是，當(dāng)D組的老鼠一旦發(fā)覺走迷宮能得到好處（食物）時(shí)，它們僅用3天就近乎無誤地學(xué)會了走迷宮（從第11天到第13天）。對結(jié)果的唯一可能解釋是，該組老鼠在學(xué)習(xí)走迷宮的前10天中，它們所學(xué)到的東西比它們表現(xiàn)出來的要多得多。正如托爾曼所解釋的：“一旦……它們知道能得到食物，它們的表現(xiàn)證實(shí)了在先前沒有獎(jiǎng)勵(lì)的練習(xí)階段，它們已經(jīng)習(xí)得了許多盲巷的位置。它們已經(jīng)構(gòu)建了一幅‘地圖’，而一旦產(chǎn)生走出迷宮的動機(jī)，它們就會立刻利用這幅‘地圖’。”（P.195）
圖4—4 在潛伏學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中老鼠學(xué)習(xí)走迷宮的錯(cuò)誤率（引自P.195）
第二項(xiàng)研究是“空間定向”實(shí)驗(yàn)。刺激—反應(yīng)理論認(rèn)為，老鼠為了得到食物獎(jiǎng)賞，只有通過在迷宮里四處奔跑，并經(jīng)歷過所有的刺激—反應(yīng)聯(lián)結(jié)（即S-R）后，才能知道食物的具體位置。這就好像你只有走出廚房，走過客廳，穿過走廊，經(jīng)過洗手間，進(jìn)入你的臥室，才能知道臥室的具體位置。實(shí)際上，你對臥室在家中的具體位置已形成了一種心理表征，而并不必像“走迷宮”那樣來找到臥室的位置。托爾曼設(shè)計(jì)的空間定向技術(shù)就是要說明，進(jìn)行走迷宮訓(xùn)練的老鼠實(shí)際上掌握的是食物出現(xiàn)的位置與它們的出發(fā)位置間的相對關(guān)系，而不管迷宮的結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了巨大變化、甚至被拆除。
首先，老鼠學(xué)習(xí)圖4—5所示的簡單迷宮。它們進(jìn)入迷宮的入口，穿過圓臺面并進(jìn)入引導(dǎo)通道，經(jīng)過一條迂回曲折的路線，走到有食物獎(jiǎng)勵(lì)的出口。這是一個(gè)相對簡單的迷宮，對老鼠而言，經(jīng)過12次試驗(yàn)就能近乎準(zhǔn)確無誤地完成整個(gè)走迷宮任務(wù)。
圖4—5 空間定向?qū)嶒?yàn)：簡單的迷宮
資料來源：引自P.202。
然后，把迷宮改成圖4—6所示的放射狀。現(xiàn)在，當(dāng)受過訓(xùn)練的老鼠試圖走它們過去的路線時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)道路被堵住了，它們只能回到圓臺面上，并且必須在幾條可能的備選路線中做出選擇，以便到達(dá)先前放有食物的迷宮出口處。圖4—7列出了選擇各條路線中的老鼠數(shù)量。
正如你所看到的，與其他路線相比，老鼠更多地選擇了出口距先前食物出現(xiàn)的位置僅4英寸的路線6。根據(jù)刺激—反應(yīng)理論，老鼠最可能選擇最接近先前迷宮中第一個(gè)轉(zhuǎn)彎的方向的路線11，但事實(shí)并非如此。“看來老鼠掌握的不只是使它能按特定路線找到食物的序列地圖，而是掌握了一幅含有食物的具體位置及其在房間內(nèi)的具體方位的更廣泛的綜合性地圖”（P.204）。在此，托爾曼把他得自老鼠的認(rèn)知地圖理論（即老鼠可以產(chǎn)生從A點(diǎn)到Z點(diǎn)路線的認(rèn)知地圖）推廣到包括人類在內(nèi)的其他有可能的生物有機(jī)體上。他證明了有機(jī)體所形成的認(rèn)知地圖不是一種從A點(diǎn)到B點(diǎn)到C點(diǎn)……再到Z點(diǎn)的序列地圖，而是一幅更廣泛、更綜合化或概念化的地圖，它使生物有機(jī)體在大腦中形成了一種認(rèn)知“地貌”（lay of the lamd）。
圖4—6 空間定向?qū)嶒?yàn)：放射狀的迷宮
資料來源：引自P.203。
圖4—7 空間定向?qū)嶒?yàn)：選擇各條路線的老鼠數(shù)量
資料來源：引自P.204。
討論
托爾曼在其1948年論文的結(jié)論性評述中，集中探討了內(nèi)涵單一的序列地圖與更廣泛綜合的認(rèn)知地圖間的差異。當(dāng)托爾曼把這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于人類時(shí)，他構(gòu)建了這樣的理論：因社會環(huán)境所形成的綜合地圖對人類而言是有益的，而內(nèi)涵單一的序列地圖則可能會使人陷入消極狀態(tài)之中，如心理疾病或偏見和歧視等。他的推論建立在與上述研究結(jié)果有關(guān)的基礎(chǔ)之上。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠有過分強(qiáng)烈的動機(jī)（如過于饑餓）或者受到過多挫折（例如盲巷太多）時(shí)，它們傾向于形成內(nèi)涵單一的序列地圖，而不是如前所述的綜合認(rèn)知地圖。托爾曼承認(rèn)他不是臨床心理學(xué)家或社會心理學(xué)家，但他仍把他的上述觀點(diǎn)看作是對一些社會問題的一種合理解釋。托爾曼論述道：
過分強(qiáng)烈的動機(jī)或極度的壓抑狀態(tài)使人類一而再、再而三地誤入盲目仇視外來者的歧途。他們對外來者的仇視表現(xiàn)在方方面面，從對少數(shù)民族的歧視到世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，形式多種多樣。
以上帝或心理學(xué)的名義，我們該做些什么呢？我唯一的答案就是重申理性的力量，也就是綜合的認(rèn)知地圖……我們不該讓自己或其他人過于情緒化、過于饑餓、過于衣衫襤褸，動機(jī)過于強(qiáng)烈，這些只能形成狹隘的序列地圖。我們所有人……必須保持平和的心態(tài)，吸收充足的營養(yǎng)，以便形成真正的綜合性的認(rèn)知地圖……簡言之，當(dāng)我們的孩子或我們自己面對人類世界這一上帝賜予的“大迷宮”時(shí)，我們必須使我們的孩子和我們自己（就像善良的實(shí)驗(yàn)者對待他的實(shí)驗(yàn)老鼠那樣）處于能激發(fā)適度動機(jī)而沒有多余挫敗感的最理想的狀態(tài)中（P.208）。
后續(xù)研究及近期應(yīng)用
在托爾曼完成其早期研究之后的幾十年里，大量的研究結(jié)果都支持了他的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論。現(xiàn)在，認(rèn)知心理學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)今行為科學(xué)中最具活力和影響力的研究領(lǐng)域之一，這也許是托爾曼的思想觀點(diǎn)最著名的成果。作為心理學(xué)的一個(gè)分支，認(rèn)知心理學(xué)主要研究無法觀察的內(nèi)部認(rèn)知過程，而在幾十年以前，“心理”這一概念還被排除在科學(xué)的研究對象之外。但如今人們對心理學(xué)的態(tài)度卻有了一個(gè)近乎180度的大轉(zhuǎn)變，即人們已普遍接受了這樣的觀點(diǎn)，即在決定一種行為反應(yīng)的過程中，經(jīng)由感覺、注意、思維、期望、記憶和分析對刺激進(jìn)行的心理加工至少與刺激本身的作用等同，甚至可能更重要。
托爾曼的認(rèn)知地圖理論還影響了心理學(xué)的另一個(gè)分支——環(huán)境心理學(xué)。該領(lǐng)域關(guān)注的是人類行為與行為發(fā)生的環(huán)境之間的關(guān)系。環(huán)境心理學(xué)中的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容是研究人們怎樣體驗(yàn)和看待生活中的各種環(huán)境，如城市、鄰里、校園或辦公樓等。人們對地點(diǎn)形成概念化的認(rèn)識被稱為“環(huán)境認(rèn)知”，而對這些地點(diǎn)形成的精確心理表征正是托爾曼所謂的“認(rèn)知地圖”。環(huán)境心理學(xué)家借鑒托爾曼的基本概念，不僅在了解人們對環(huán)境的理解方面，而且在規(guī)劃環(huán)境或者使環(huán)境與我們的認(rèn)知地圖加工過程達(dá)到最佳匹配方面，都取得了頗具影響力的研究成果。
將托爾曼的思想應(yīng)用于人類的環(huán)境心理學(xué)家之一便是林奇（Lynch，1960）。林奇提出了五種人們用來形成認(rèn)知地圖的環(huán)境要素。道路被認(rèn)為是承載交通的主干道，無論是乘車、步行、騎自行車或乘船均如此。邊界是我們在認(rèn)知地圖中劃分一個(gè)區(qū)域與另一個(gè)區(qū)域的分界線，但其功能與道路不同，它可以是峽谷、一堵墻或某個(gè)湖的岸邊等。交匯點(diǎn)則是一些引人注目的地方，是道路和邊界的交叉之處，比如街心公園、道路的環(huán)狀交叉口或中心廣場的噴泉等。街區(qū)在我們的心理表征中占的空間很大，并以一些共同特征來命名，如劇院區(qū)或餐館區(qū)等。最后，地標(biāo)是在認(rèn)知地圖中可作為參照點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，我們通常在遠(yuǎn)處就能看到它，譬如鐘樓、教堂的尖塔或者一座與眾不同的高層建筑物等。
托爾曼在他早期的這篇論文中，清楚地闡述了認(rèn)知地圖理論，該文章自發(fā)表以來的50多年里，一直被眾多研究領(lǐng)域里的研究者頻繁引用。例如，最近有一項(xiàng)研究利用托爾曼的認(rèn)知地圖模型探討了候鳥是如何依靠太陽的位置來確定路標(biāo)，并形成驚人的成百乃至上千公里的遷徙認(rèn)知地圖（Bingman & Able，2002）。另一項(xiàng)來自旅游領(lǐng)域的研究也引用了托爾曼的思想，該研究的目的是檢驗(yàn)?zāi)切┑缴形撮_發(fā)的野外去旅游的游人（被稱為自然旅游者）是怎樣對那些地區(qū)的地形形成認(rèn)識的（Young，1999）。該文的作者發(fā)現(xiàn)，有幾個(gè)因素會影響被試心理地圖的質(zhì)量，其中包括交通方式、過去在當(dāng)?shù)氐穆糜谓?jīng)歷、停留天數(shù)、旅游者的籍貫、旅游者的年齡以及性別等。
現(xiàn)在，許多旅行者根本不必外出，至少在身體層面上是這樣。我們可以在互聯(lián)網(wǎng)上到世界上任何一個(gè)地方旅游。托爾曼的認(rèn)知地圖理論也已在有關(guān)互聯(lián)網(wǎng)的心理學(xué)研究中占有一席之地。想象一下你在互聯(lián)網(wǎng)上所做的一切：你不斷地在網(wǎng)上瀏覽，從一個(gè)地方跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)地方，在網(wǎng)上沖浪，四處游逛，用谷歌搜索。你常常感覺像在旅行，其實(shí)你的身體哪兒也沒去。而且一旦有機(jī)會，你還會以幾乎相同的路線去同樣的地方，對嗎？如果是，那么你已經(jīng)對互聯(lián)網(wǎng)中的某一小部分構(gòu)建一幅心理地圖！在《人—機(jī)關(guān)系》專刊中發(fā)表的一項(xiàng)研究就探尋了人們在互聯(lián)網(wǎng)上的搜索行為以及人們在網(wǎng)上“沖浪”時(shí)所用的策略（Hodkinson et al.，2000）。研究者能夠把網(wǎng)絡(luò)搜索行為轉(zhuǎn)化為圖解形式，識別出個(gè)人的搜索策略，進(jìn)而提出了一些提高網(wǎng)上搜索效率的可行方法。
將托爾曼的研究應(yīng)用到一個(gè)古老的性別定型研究中，也許能夠有所啟發(fā)，即“男人永遠(yuǎn)不需要問路”。貝爾和索西亞（2004）探討了人類的性別和性激素水平與他們沿著指定路線前進(jìn)的能力之間的關(guān)系。設(shè)想一下，你正在沿著一條路從A處走向B處。走在路上，你會產(chǎn)生很多與周圍環(huán)境相關(guān)的表象，比如一些明顯的路標(biāo)和沿途中令你感興趣的地方。同時(shí)，在出發(fā)時(shí)，你會有一個(gè)整體的方向感。如果要求你指出其中的一些心理表征，你可能會指認(rèn)那些正確的位置，而不是其他的。換句話說，你已經(jīng)建立起一幅屬于你自己的認(rèn)知地圖，但它很難成為完美的。貝爾和索西亞要求這些被試完成類似的任務(wù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)性激素中最主要的睪丸素含量越高，越能顯著地提高這些指向任務(wù)的準(zhǔn)確性，這使我們較清晰地理解了被試在環(huán)境經(jīng)歷中形成的認(rèn)知地圖。那么，這是否意味著男人比女人問路少，是因?yàn)樗麄円呀?jīng)知道那個(gè)位置？并非如此。與這些結(jié)果同樣吸引人的是，回答上述的問題還需要進(jìn)行更多的研究。
Bell, S., & Saucier, D.(2004).Relationship among environmental pointing accuracy, mental rotation, sex, and hormones.Environment and Behavior, 36(2), 251-275.
Bingman, V., & Able, K.(2002).Maps in birds: Representational mechanisms and neural bases.Current Opinion in Neurobiology，12, 745-750.
Hodkinson, C., Kiel, G., & McColl-Kennedy, J.(2000).Consumer web search behavior: Diagrammatic illustration of way finding on the web.International Journal of Human-Computer Studies, 52(5), 805-830.
Lynch, K.(1960).The image of the city.Cambridge, MA: MIT Press.
Young, M.(1999).Cognitive maps of nature-based tourists.Annals of Tourism Research, 26(4), 817-839.
