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空間認知的奧秘：我們的腦袋如何導航世界？
在認知心理學中，空間認知是指獲取、組織、利用和修訂有關空間環境知識的能力。這不僅關乎空間本身，更重要的是動物（包括人類）在空間中的行為及其所建立的知識。這些能力使個體能夠管理日常生活中的基本和高級認知任務。現今許多領域，如認知心理學、神經科學、人工智慧、地理信息科學、制圖學等，都在共同研究空間認知，特別是在人類中的表現。
空間認知的研究幫助連結了認知心理學與神經科學，科學家們旨在探討空間認知在大腦中的角色和其生物學基礎。
在日常生活中，人類的空間認知與如何描述周遭環境、在新環境中尋找方向和規劃路徑密切相關。研究人員利用參與者報告、表現測量等方式來了解人類的思維框架。近期，虛擬現實技術的普及使得研究人員可以更精確地在高度控制的環境中檢測參與者的空間認知。
受到心理學觀點的影響，人們在空間中的行為至关重要。他們使用的認知地圖，是空間認知中最為進化的形式。利用這些認知地圖，人們能夠儲存並使用有關地標及地標間路徑的信息。這些知識可以來自多個來源，包括視覺與運動的協調、地圖符號、口頭描述及電腦指向系統。
根據 Montello 的說法，空間隱含地指涉到個體的身體及其相關的行為。
空間可以分為幾種類型，包括小於身體的形狀空間、超出身體卻可視的視野空間、通過移動學習的環境空間及通過制圖表示的地理空間。這些空間的理解對人類的導航非常重要。然而，當空間被大腦所模擬時，可能會導致認知上的扭曲。
例如，對距離和位置的感知會出現扭曲。人們在考慮某一位置與另一個有高度認知顯著性的地點之間的距離時，所感知的距離會有所不同。這些扭曲可影響日常的導航，並可能產生抵擋的影響，特別是在城市中通過曲線或障礙物時。這種感知的主觀性和客觀距離之間的脫節，顯示出人類空間認知的複雜性。
空間知識的層級
Siegel和White在1975年提出的經典理論展現了空間知識的三種類型：地標知識、路徑知識和調查知識。這三者是空間知識發展的階梯，每一階段都代表著對環境的深入理解。地標是指在環境中顯著的物體，最初並不涉及任何度量關係。隨著往返於地標間，路徑知識進化，這是有關連結地標的順序信息。最終，熟悉環境後產生的調查知識則整合地標與路徑，並將其與固定的坐標系統關聯。
然而，隨著對環境的熟悉程度提高，新的研究挑戰了這一階梯式模型，證明調查知識在一定探索後也可以建立。根據 Montello 的新框架，隨著經驗增長，空間知識的變化大多是定量而非定性的，即不同的空間知識類型僅是變得更為準確與自信。
參考框架的建立
為了構建空間知識，人們需要創建一種認知現實，基於一個參考點的環境框架通常會分為自我中心框架（egocentric）和他中心框架（allocentric）。自我中心框架將物體位置視為相對個體的身體，而他中心框架則是基於周圍物體的相對位置。這些框架的結合使得人們能夠更好地在環境中導航，尤其是在需要與他人溝通時。
個體差異與空間認知
在不同的環境中，個體之間存在著明顯的差異。人們通常會偏好某一種參考框架，有些人傾向於使用路徑視圖而另一些人則偏向於調查視圖。這些差異不僅源於個體自身，還受到環境特徵的影響。
這些發現強調了在日常生活中多樣的導航策略的重要性，各種類型的空間知識和其在不同任務中所扮演的角色至關重要。
扭曲與認知上的誤差
空間認知中的扭曲是系統性的錯誤，當人們利用地圖或其他空間表示時，會出現認知地圖的偏差。例如，人們在估算城市之間的距離時，常常受到地理邊界或其他中心地標的影響，這顯示了更顯著的系統性錯誤。認知扭曲的存在使人們在空間感知上面臨挑戰，特別在距離和角度的估算上最為顯著。
性別對空間認知的影響
在一些研究中，性別差異被發現與空間認知能力存在關聯。男性在某些空間測試中的表現往往優於女性，這可能與性別特定的海馬體大小模式有關。這樣的發現不僅擴展至哺乳動物，還可能在其他物種中發現，例如，研究表明在某些條件下，雄性烏賊的空間認知能力較強。
導航的核心
導航是動物（包括人類）定位、追蹤和遵循路徑到達目標的一種能力。它需要根據身體和環境中的地標輔助形成關於環境的認知地圖。人類在導航過程中通常會在自我中心和他中心框架之間切換，這種複雜的過程凸顯了空間認知的奧妙與重要性。
隨著對空間認知研究的加深，我們是否能更好地理解自己在這個廣大世界中的位置和行動？
