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使用手机导航成了人类的第二天性。无论是要去一座新建的公园，或是在餐馆和老友碰面，又或者是出门跑腿，你只要在手机上点击目的地然后跟着导航走就行了。在GPS应用之前，探索一个陌生的地方或者寻路是需要好好准备一番的。我们需要动动脑子，查阅纸质地图，做好规划而且要记住路线上的某些部分。但是在如今的高科技世界中，没必要动脑子。只需要跟着手机导航的转弯指示，你就能到达目的地。不过你对方位的整体感知会下降。空间导航这一原本仅由人脑与感知系统负责执行的过程，如今已经被技术所取代。
不过，这么做的话我们人类就是将自己的能力托付给了应用软件。那代价是什么？
大脑中有一些结构专门用于这些复杂的寻路任务。特别是海马体，其与空间记忆、空间导航以及心象地图生成密切相关。
人类学家甚至认为导航需求可能是所有记忆的起点（正如在Nicholas Carr所著的《The Glass Cage》一书中讨论的那样）。举例来说，对类似于圆周率这种多位数数字的记忆法通常依靠“记忆殿堂”（或“轨迹记忆法”），由Cicero发扬光大，这种方法在心里将数字存放于多层并且互相连接的房间中。于是可以在意念中导航并重新访问记忆殿堂中的房间，从而复述出一长串数字。
用进废退
随着我们年龄的增大，我们的记忆力也会下降。尽管没有健康衰老的灵丹妙药，神经科学家们认为保持思维活跃是成功变老的关键之一。研究表明我们实际上可以通过探索与空间导航来训练海马体的记忆能力。与普通人相比，专业导航员比如伦敦的出租车司机因为其强大的空间映射能力以及对城市的多感官经验而拥有更大的海马体。
如果空间导航对健康老化和思维活跃如此重要，为什么我们要把这项关键技能托付给我们的手机呢？GPS只不过给出了每一步的路径规划，把我们当成没有反馈的路人而不是拥有交互能力的探索者，抹掉了我们作决定的能力。反过来这也弱化了我们创建周围环境的正确心象地图的能力，并且对海马体产生负面影响，这对大脑健康很关键。
尽管技术进步显然有很多好处，我们必须留心技术对大脑的影响。最终，我们的目标应该是以正确的方式创造与开发技术，以补充我们的大脑并且提高我们与周遭真实世界互相接触、互相交流的机会。
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第一次革命：实物地图
心象地图源于直接经验。在我们探索新环境时，大脑不断地绘制出我们周围的事物。同时我们动用所有的感官来学习并且记住我们周围的环境，而不仅仅是利用视觉。在人类进化过程中，听觉导航变得越来越重要，在狩猎采集时期人类会聆听周围环境并根据声音行动，以此躲开捕食者、追踪猎物和定位水源。最终，我们的大脑通过积极的探索能够产生周围环境的详细地图，这是演化过程中来之不易而又永不消亡的一种技能。
因而直到今天，当我们沿着现代城市的海边漫步，我们能分辨出海鸥抢食面包皮时发出的尖利鸣叫，或是迷雾中轮船靠岸时发出的低沉轰响。我们将这些各有特色、能在空间上定位的声音称为声音信标。
但是随着文明的扩张与发展，仅靠感官和记忆就很难长距离导航，人们不能仅凭感官到达另一个大陆。于是，作为人类文明的一场革命，地图诞生了。早在公元前16500年，当人们在洞穴墙壁上绘制显示星星或景观特征的画作时，便已创建了基本的地图。随后，这些画被刻在木头或石块上，以便在旅行时随身携带。不过直到古希腊和中国王朝早期才出现了第一份纸质地图。
实物地图是一场革命。其在一张纸上包含了大量环境信息，但是正确地使用地图不仅需要准确地在地图中找到自己所处的位置，还需要确定正确的方向。地图是典型的异中心导航，“异”表示“其他”，即地图上的所有信息是按照其在环境中与其他特征或地标之间的联系而显示的。
与此相反，直接给出一套指向标志是直接而且容易遵循的。指向标志是典型的自中心导航，“自”表示“我”，即所有信息与使用者当下的位置与朝向有关系。但是，自中心导航的灵活性相当差，因为其仅参考单个位置并且只包含广阔环境信息中相当少的一部分。
使用实物地图的难点是它很抽象，并且需要许多其他技巧来辅助地图的使用，比如确定自身在地图中所处位置的能力。的确，地图与寻路技术息息相关。寻路工具能够帮助自我定位，比如指南针、自然星空、经纬度和不断修正的路标。这些工具在异中心导航中是必要的，其允许我们自我定位以及确定朝向。但是成为一名成功的导航员所需要的技能不是人人都能学会的。即使是商用飞机过去也需要在机上配备一位专业导航员，负责在地图上确定飞机当前的位置以及航向变化。在个人层面上，大部分人都不会奢侈到给自己雇佣一位导航员。家庭成员们会聚在桌子旁讨论和规划旅行的线路，然后指定一名家庭成员担任导航员。
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GPS导航
卫星GPS的兴起对导航是革命性的，同时随着移动手机的兴起，每个人都能拥有自己的导航员。我们可以随性前往任何地方，几乎不需要规划与额外的导航员。GPS导航软件支持自中心的导航，很容易遵循其给出的逐步规划，比如“100米后右转，然后左转”，最后到达目的地。这些触手可及的便利让我们不再成为主动的领航者，我们在GPS的引导下成为了被动的行路人。
而且，许多研究也指出，与传统的异中心导航方式比如纸质地图相比，这些便捷的自中心导航方式也弱化了人的空间感知与心象地图生成能力。以最近Eran Ben-Elia的研究为例，其比较了纸质地图与谷歌地图，结果表明后者的用户在传统记忆地图任务中比如辨认位点或路标的表现明显更差。
我们的问题是，我们能否找到一种方法，既能让我们继续使用GPS，同时又能减少现有GPS导航方式对我们记忆造成的负面影响？
其难点在于开发GPS导航的替代形式，这种替代形式不仅要保留普遍易用性，同时要采用异中心的导航方式，从而更有可能强化用户空间感知能力。
我们的研究发现，合理设计过的声音信标可以提供了一种替代方案，能够发展成为一种用户参与度更高的自中心导航。与指导用户左转右转最终达到目的地不同，我们将目标地点转变成为一种可以辨识的声音信标（前文所述声音比如海鸥尖锐鸣叫或轮船低沉轰响的数字版本），通过耳机播放给用户。我们的声音导航应用，即Soundscape，类似于能让信徒在很远的地方听到的教堂钟声或宣礼塔的祷告声，能够引导用户朝声音的位置前进。
不过为任何既定目的地创建的声音信标没有音量衰减，这样用户哪怕在很远的地方也可以听得见。在目的地声音信标的帮助下，我们能从手机中听到一家两英里外的药房发出的声响。随后我们可以顺着声音走向它，但不像逐向导航，我们可以通过与沿路的环境进行互动以及直接探索从而建立空间感知。
在最近发表于《科学报告》的实验中，我们指出通过声音标识进行的感官导航在心象地图生成中的表现优于逐向导航。
我们认为，这些结果至少部分源自于人们在该导航过程中成为了更加积极的角色。通过使用声音标识，人们更多地探索并且与环境互动，均可证明异中心导航存在优势并且有益于心象地图生成。
我们恳请各位读者在手机上下载Soundscape 软件来尝试使用声音标识导航。Soundscape的开发团队起初是为了保障盲人与视觉障碍人群的安全而设计了这款软件，相较于逐向导航更稳健也更友好。如今这款软件在七个国家为盲人进行了五十万次导航。
自动化对我们大脑健康的伤害一直处在科技发展的风口浪尖，而声音标识导航是我们如何步入这一时代的例子之一。技术不一定需要取代演化产生的能力或者让我们远离自然环境，反而通过合适的设计可以补充大脑处理的感官输入。从这一角度看，基于声音标识的GPS导航提供了令人信服的感官增强实例，能够帮助人类与环境联系得更加紧密。也许拒绝变成逐向导航的行尸走肉，我们能因此进一步地回归人性、环境和生活。
撰文：Mar Gonzalez-Franco、Gregory Dane Clemenson和Amos Miller；Mar Gonzalez-Franco博士是微软研究院的神经科学家与计算机科学家，她专注于人类感知与计算机科学的交叉领域。Gregory Dane Clemenson博士是加州大学尔湾分校的神经科学家，专精于空间导航与记忆。Amos Miller是微软Soundscape项目的主管，隶属于Microsoft Research Enable团队。
翻译：常灏杰
审校：曾小欢
引进来源：科学美国人
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