認知負載轉移中成本與收益的權衡*

張珊爽 劉 巖

（1.遼寧師范大學心理學院，大連 116029；2.錦州師范高等?？茖W校素質教育部，錦州 121000）

1 引言

人類認知的一個特點是，我們不僅會在大腦中加工信息，還會把一些加工信息的任務轉移到外部設備上。如果你曾在手機日歷中設置過提醒；如果你去超市前會寫購物清單；如果你經常在課堂上將重點內容記在筆記本上，那么你就是進行了認知負載轉移（cognitive offloading）。認知負載轉移是指為了降低自身的認知負荷，個體使用外部媒介來改變任務的信息加工過程的一種策略（Risko&Gilbert，2016）。

認知負載轉移是一種常見的認知策略。在沒有紙筆的時代，古人會在繩子上打結來提醒他們記憶某件事。而在信息技術發展迅猛的今天，我們可以隨時打開智能設備（手機或電腦等）存儲信息，確保我們不會遺忘某些重要的事情，我們不再需要費力地在頭腦中檢索知識去回答問題，動動手指就可以直接從百度中獲得想要的答案（Firth et al.，2019）。

媒體技術的便捷性在不斷提升，為我們創造了更多可以去進行認知負載轉移的機會，所以人們每天都在不停地做決定，是努力地把信息記在腦海里，還是把信息存儲到外部設備中。然而，進行認知負載轉移對個體來說既有成本又有收益（如將信息存儲到外部設備中我們可以用較少的認知資源去記住更多信息，但是如果我們無法使用外部設備我們就會喪失對這些信息內容的記憶）（Morrison &Richmond，2020；Runge et al.，2020；Lurie &Westerman，2021；Sparrow et al.，2011）。

研究發現，人們并不善于在這兩種策略之間做選擇，在權衡進行認知負載轉移的成本與收益時沒有遵循利益最大化原則，最佳地使用認知負載轉移，而是即使進行認知負載轉移會讓個體付出較大的代價（例如，浪費時間或損失一些分數），人們也更愿意選擇進行認知負載轉移。那么為什么人們更愿意進行認知負載轉移呢？通過對近5～10 年來有關認知負載轉移的研究進行梳理和總結，我們旨在對上述問題進行解答，并提出一些能夠讓個體理性權衡使用認知負載轉移的成本與收益的措施。

2 認知負載轉移的概念

認知負載轉移雖然是一個新興的詞匯，但是認知心理學家對于心理與外部世界關系的探討卻可以追溯到上個世紀。人類的許多認知活動都需要依靠身體和環境的參與來完成（Epelboim，1997）。以阿爾茨海默癥患者為例，他們要通過查看隨身攜帶的筆記本才能回憶出自己近期做過的事情和未來需要做的事情，筆記本是他們記憶中不能缺少的一部分，是具有認知意義的?；诖?，Clark 和Chalmers（1998）提出了外援認知（the extended mind）這一概念，認為環境在驅動認知加工的過程中扮演著積極的作用。

事實上，在“外援認知”概念提出之前，心理學家就已經開始關注人與人之間通過共享信息來減輕記憶負擔的現象。Wegner（1987）將該現象稱為交互記憶系統（transactive memory system），即在群體中，個體不需要記住所有的信息，只需要記住群體內成員各自擅長的領域，當自己需要某些信息時可以求助于其他成員。近年來，互聯網技術的革命性發展讓信息變得唾手可得，網絡本質上就像交互記憶系統中的一個成員，但是它涵蓋的范圍更廣、獲取信息的速度更快、更可靠。人與人之間的交互逐漸發展為人與計算機的交互，因此，“交互記憶系統”概念的外延也得到了進一步的擴展（Ward，2013）。

無論是“外援認知”，還是“交互記憶系統”，這些術語都意在說明，記憶是自我內部和外部資源聯動的產物。除了記憶以外，在其他類型的認知加工過程中（知覺和思維等），人們也經常會與外部資源進行互動。Risko 和Gilbert（2016）用認知負載轉移（cognitive offloading）這一新的概念對上述概念進行了總結。認知負載轉移是指為了降低自身的認知負荷，個體使用外部媒介來改變任務的信息加工過程的一種策略。

認知負載轉移主要通過兩種途徑實現，一種是通過我們的身體來進行認知負載轉移，例如，我們經常通過歪頭去知覺那些偏離正向的物體，用手指數數等。另外一種是靠與外部世界的互動來進行認知負載轉移，例如，我們經常把鑰匙放在固定的位置（如門口）來提醒我們記得帶鑰匙；我們會把需要記憶的信息儲存到外部設備中（手機或電腦等）；我們在回答問題時，會把從大腦中檢索和提取知識的過程轉移到從互聯網中檢索和提取相關知識。

3 認知負載轉移的成本與收益

生活中，人們經常在記憶信息和解決問題時進行認知負載轉移。對于記憶信息而言，進行認知負載轉移使個體能夠釋放認知資源，提高記憶信息的數量和質量，獲得更好的記憶表現，但是也會以削弱自身對于被轉移到外部的信息的記憶為代價（Gilbert，2015；Grinschgl，Papenmeier，et al.，2020；Henkle，2014；Kelly &Risko，2019；Kang，2022；Luire &Westerman，2021；Morrison &Richmond，2020；Runge et al.，2020；Storm &Stone，2015）。例如，Runge 等人（2020）的研究要求被試先后學習兩組關于手指連續運動的材料，并通過被試在鍵盤對應位置上的按鍵反應來考察他們對這兩組學習材料的記憶。在一半的試驗中被試可以將學習過的第一組材料保存到電腦中（認知負載轉移），而另一半的試驗則不允許被試保存。被試在學習完第一組材料后，緊接著開始第二組材料的學習和測試，最后完成對第一組材料的測試。結果發現，如果被試將第一組學習材料保存在電腦中，他們能夠記住更多第二組材料的內容，并且通過重新學習第一組學習材料（在測試第一組材料前重新進行學習），被試對第一組材料的記憶也不會降低。進行認知負載轉移能夠減少記憶第一組學習材料對記憶第二組學習材料產生前攝干擾，使個體在記憶第二組學習材料時犯錯誤更少、編碼質量更高（Kelly&Risko，2019；Runge et al.，2020；Storm&Stone，2015）。然而，如果被試在接受測試前不能重新學習第一組學習材料，那么將學習材料保存到電腦中會讓被試對該學習材料的記憶變差（Runge et al.，2020）。對于那些被保存在外面的信息，一旦人們相信自己在需要這些信息時可以隨時從外部獲取這些信息（例如，隨時翻看記的筆記或打開電腦中存儲的文件進行重新學習），就不會再對這些信息的具體內容進行詳細的編碼，而只是記憶提取信息的位置（如去筆記本或電腦中尋找）（kang，2022；Sparrow et al.，2011）。人們分配給加工那些被保存在外部的信息的時間也就更短（Fisher et al.，2021；Storm et al.，2017）。所以，一旦大腦與外部媒介失去聯系，信息的提取就會面臨失敗。

對于解答一般性知識問題而言（例如，打火機是怎么工作的），從網絡搜索引擎中檢索信息和提取答案來解答問題，能夠幫人們用更快的速度和更高的準確率去回答問題，但是也會使個體失去對自我內部知識的準確判斷，讓個體錯誤地把從網絡中搜索而來的知識當作是本來就存在于大腦中的，誤以為自己比一般人的記憶更好、更聰明、能夠更快地為自己不會的問題找到答案，對自身的認知能力產生盲目的自信（Fisher et al.，2015；Fisher &Oppenheimer，2021；Fisher et al.，2021；Hamilton &Yao，2018；Stone &Storm，2019；Ward，2021）。對自我知識的過度自信可能會帶來連鎖反應，例如，會影響個體的學習態度和動機，Karpicke（2009）的研究讓被試學習一些外語材料，學習完每一項之后讓被試自己選擇再次練習學習過的項目（鞏固學習效果）還是進行下一個項目的學習，結果發現，一旦被試相信自己已經掌握了學習項目就會終止對該項目的學習，而不是進行提取練習，從而導致了較差的記憶保持。

對于解決空間推理問題而言（例如，心理旋轉問題），當判斷兩個旋轉角度不同的圖形（相同或鏡像）是否一致時，使用身體的動作（如手勢）模擬圖形的旋轉來進行認知負載轉移（這個過程減少了個體在心理將圖形旋轉到正向位置再做判斷時所付出的認知努力），既可以促進個體在該心理旋轉任務中的表現也可以抑制個體在該任務中的表現。當手勢的模擬與圖形的旋轉方向一致時，用手勢模擬圖形的旋轉可以促進其對旋轉物體的內部加工，進而提高任務表現（Chu&Kita，2011）。但是，當手勢的模擬與圖形的旋轉方向不一致時，則會阻礙對旋轉物體的內部加工，使心理旋轉任務的表現受損（Frick et al.，2009）。一些研究發現，對于年齡較小的兒童來說（4～5歲），他們在完成心理旋轉任務時，經常會出現歪頭的動作，但是這種利用身體上的動作進行認知負載轉移的行為不僅不會幫助他們提高完成任務的表現，反而會增加他們完成任務的時間（Bulley et al.，2020；Armitage et al.，2020；Armitage &Redshaw，2021）。

綜上所述，認知負載轉移對于個體記憶信息、解答問題以及進行空間推理等認知加工過程來說既有成本又有收益。對于記憶信息而言，雖然認知負載轉移在短期內會對記憶產生負面的影響，并且這種影響只有在個體認為他們隨時都可以提取那些被轉移到外面的信息的情況下才會發生，如果他們知道外部工具不可靠，進行認知負載轉移就不會損害他們的記憶，但是目前仍缺少研究考察長期進行認知負載轉移是否會對個體的認知過程甚至大腦的結構功能產生長期的不利影響，如果這種影響存在，那么個體依賴于進行外部存儲可能需要付出較大的代價（Morrison &Richmond，2020；Sparrow et al.，2011）。此外，認知負載轉移雖然可以讓我們以更快的速度和更高的準確率去回答問題，但是會讓我們難以意識到自身認知能力的局限，失去對自身認知能力的準確判斷。但是，個體在進行認知負載轉移后產生自信心膨脹的現象是否只存在于網絡搜索的背景下目前仍缺少實驗證據，因為通過網絡搜索引擎檢索知識的認知負載轉移形式與其他類型的認知負載轉移不同，它能更快地提供答案，與從大腦中提取相關知識的過程更相似，所以未來的研究應該考察認知負載轉移會導致個體降低對自身認知能力的元認知監測這一成本是否只在特定的情境下出現（Ward，2021）。

4 對認知負載轉移成本與收益的權衡

智能設備的出現為我們提供了更多可以進行認知負載轉移的機會，所以我們每天都在不停地做決定，是單純地依靠大腦進行認知加工，還是進行認知負載轉移。既然認知負載轉移對個體來說既有成本又有收益，那么就存在這樣一個問題，人們是否善于權衡認知負載轉移的成本與收益，合理地利用外部資源，最優化地進行認知負載轉移呢？

許多研究都發現，個體難以理性地權衡認知負載轉移的成本與收益，在需要外部資源幫助的情況下進行認知負載轉移，而是即使在使用認知負載轉移的成本會大于收益的情況下，人們仍然會選擇進行認知負載轉移。例如，Risko 和Dunn（2015）的研究發現，當實驗任務是記憶2 個字母時，無論是自己記憶還是在記憶階段把字母抄寫到紙上供測試時翻看，被試在測試階段都能達到同樣高的準確率（把單詞抄在紙上需要耗費更多時間），即使在這種情況下，仍然有40%的被試會選擇把字母抄下來進行記憶。同樣地，Gilbert 等人（2020）的研究要求被試完成一項記憶任務，被試可以通過設置提醒來進行認知負載轉移，設置提醒可以幫助被試增加記憶項目的個數，但是也會讓他們損失一些分數（例如，自己成功記憶一個項目可以獲得10 分，但是通過設置提醒成功記憶一個項目只能獲得1～9 分），對被試來說設置提醒既有收益又有成本。結果發現，即使設置提醒會讓被試損失一些分數（通過設置提醒成功記憶所有的項目最高只能獲得50 分，而自己記憶可能獲得60 分的情況下），被試也會選擇設置提醒來進行認知負載轉移。此外，Storm 等人（2017）的研究也發現，當被試可以自由選擇是自己回答問題，還是走到另外一個屋子通過打開電腦進行網絡搜索來回答問題時，即使問題很簡單，使用網絡搜索進行認知負載轉移會付出較大的時間成本，人們也會不假思索地選擇進行認知負載轉移。

人們是如何在自我記憶和認知負載轉移之間做選擇的呢？為什么人們更愿意選擇進行認知負載轉移？一個原因可能是個體有過進行認知負載轉移的經驗后，會主觀地估計認知負載轉移會為他們節省時間（Zhu &Risko，2021）。根據Gray 等人（2006）提出的軟約束假設（soft constraint hypothesis），個體會在使用認知負載轉移耗費的時間成本較小時，選擇進行認知負載轉移（Bocanegra et al.，2019；Grinschgl，Meyerhoff，et al.，2020）。雖然在Gilbert 等人（2020）的研究中，個體無論使用哪種策略完成任務所需要的時間幾乎是一致的，但是不排除個體會錯誤地認為使用外部策略會為他們節省時間。Zhu 和Risko（2021）的研究發現，當個體主觀上認為認知負載轉移耗費的時間更少時，他們也就會增加認知負載轉移的使用。但是Storm 等人（2017）的研究卻無法支持時間成本會導致人們過度使用認知負載轉移的推測，因為當被試需要走到另一個房間進行網絡搜索時（相比于自己回答問題，時間成本有明顯的增加），被試選擇進行網絡搜索的可能性還是更高。因此，時間成本并不是導致被試過度進行認知負載轉移的唯一因素。

第二個原因可能是，人們錯誤地估計了自身的記憶能力（Boldt&Gilbert，2019；Engeler &Gilbert，2020；Gilbert，2015；Gilbert et al.，2020；Hu et al.，2019）。例如，研究者在實驗結束后詢問被試為什么在記憶2 個字母時也要進行外部存儲，被試回答說寫在紙上他們會記得更好，事實上，無論是否記在紙上，被試記憶兩個字母的正確率都是一樣的（Risko&Dunn，2015）。也有一些研究讓被試在正式實驗開始前對自己成功完成任務的信心進行評估，或在學習結束后記憶測試開始前預測自己完成任務的準確率，結果發現，被試越是低估自己的記憶能力，在實驗中為自己設置提醒的次數就越多（Boldt &Gilbert，2019；Gilbert，2015；Hu et al.，2019；Kirk et al.，2021）。由此可見，個體元認知監測的準確性與他們過度進行認知負載轉移有關。近來，也有研究發現，當人們可以準確預估或微微高估自己的記憶能力時，他們過度使用外部工具的行為表現雖然有所改善，但仍然沒有被消除（Gilbert et al.，2020；Grinschgl，Meyerhoff，Schwan，et al.，2020；Sachdeva &Gilbert，2020）。這說明，除了元認知監測能力，還存在其他因素會導致個體過度地進行認知負載轉移。

第三個可能的原因是，人們不想投入過多的認知努力去記憶。最小記憶理論（minimal memory view）認為，個體在完成任務時，會偏向于使用對記憶需求最小的策略，即使需要耗費較大的成本（Ballard et al.，1996）。Sachdeva 和Gilbert（2020）的研究通過獎勵的變化來促使被試在實驗過程中增加認知努力投入，進而考察認知努力對個體過度使用認知負載轉移的影響。結果發現，為了追求獎勵更大化，被試過度進行認知負載轉移的現象得到了改善，但沒有被消除。也就是說，認知努力也只是影響個體過度進行認知負載轉移的因素之一。

綜上，個體不能準確地權衡認知負載轉移的成本與收益，適應性地進行認知負載轉移，而是在使用認知負載轉移的成本大于收益時也會進行認知負載轉移。有三種因素可能在其中起作用，一是個體錯誤地估計了進行認知負載轉移的時間成本，二是個體對自己的記憶能力監測不準確，三是個體不想在認知加工過程中投入過多的認知努力。這三種因素對認知負載轉移偏差的影響并不是相互排斥的，因為改變其中的某一個影響因素，人們過度進行認知負載轉移的現象并沒有消失，未來研究應該深入考察這些因素之間的相互作用對人們過度進行認知負載轉移的影響。

5 如何理性地權衡認知負載轉移的成本與收益

現如今，電子設備的響應性和便捷性在不斷提升，人們也不會花費太多的時間在設置提醒上（Grinschgl，Meyerhoff &Papenmeier，2020）。那么就存在這樣一個問題：人們是否有必要為了做出最優的選擇而去減少外部資源的使用？答案是肯定的。Ruginski 等人（2019）的研究發現，經常使用GPS 導航的人在了解城鎮空間布局方面比不使用導航的人差。不僅如此，調查顯示，人們平均每天會上傳兩張照片到社交媒體上，使我們能夠隨時通過照片回憶日常生活中發生過的事件。但現實并沒有我們想象的那么美好，隨著積攢照片的增多，人們發現回顧這些照片會變得越來越困難（Storm et al.，2021）。所以，在技術容易增長認知惰性的時代，讓我們的大腦在努力創造與使用外部媒介之間達到一個平衡反而更有價值。那么，如何促使人們正確地決策何時進行認知負載轉移呢？

首先，應提高個體的元認知監測能力。當人們越了解自身記憶能力的局限和優勢時，越能準確地決定何時需要外部工具的幫助（Engeler &Gilbert，2020；Gilbert et al.，2020）。Carpenter 等人（2019）的研究發現，個體的元認知監測準確性可以通過反饋訓練獲得提高，反饋的內容包括個體預測的準確率、實際的準確率以及他們是低估、高估還是正確估計了自己記憶的準確率。元認知訓練可以適當減輕個體過度進行認知負載轉移的情況，但無法達到矯正該行為的效果。

其次，減小個體在做選擇時（選擇內部記憶或進行認知負載轉移）的認知負荷。研究認為，如果被試在選擇是否進行認知負載轉移時覺得認知負荷較高，就會容易出現不理性的選擇（Shaddy et al.，2020）。Gilbert 等人（2020）的研究通過指導語為被試提供元認知建議（例如，系統根據您迄今為止的任務表現，建議您選擇不設置提醒會幫助您得到更多的分數，但是您仍然擁有自主選擇的權力。）實際上減小了被試在做選擇時的認知負荷，可以消除被試過度進行認知負載轉移的現象。該實驗結果可以應用到課堂教育中，教育者在講授重點內容時可以提示學生記錄筆記以便于課后鞏固，在講述次重點內容時告訴學生了解即可，可以幫助學生提高記筆記的質量和效率（Bulley et al.，2020）。

另外，在有明確的計劃下進行認知負載轉移可能會更加有效。研究發現，個體能夠根據目標的不同適應性地調整認知策略的使用，以提高任務表現。在Weis 和Wiese（2019）的研究中，當實驗的目標是越快完成任務越好，被試為了達到更快的速度會相應地減少外部工具的使用，當實驗的目標是完成任務的正確率越高越好，被試就會相應地增加外部工具的使用。雖然目前關于目標影響認知負載轉移的研究并不多，但已有研究提示我們，目標對認知負載轉移策略的選擇可能具有積極的調節作用。

目前針對如何促使人們更有效地進行認知負載轉移的研究尚處于初步探索階段，主要是以年輕成人群體作為實驗的對象，干預的效果是否能夠推廣到不同群體仍有待檢驗。

6 總結與展望

科學技術的發展讓人們可以更便捷地將外部資源納入到認知加工過程中。然而這種新的學習方式是一把“雙刃劍”，如何利用好外部工具，讓其在我們的學習、工作和生活中發揮最大的效用，具有重要的研究價值。本文重點關注人們在與外部世界進行互動的過程中能否合理的配置資源，以及可以試圖從哪些角度來改善人們過度依賴外部工具的傾向，從而促使個體最優地進行認知負載轉移。未來的研究可以從以下幾個方面展開：

首先，應該長期追蹤個體在生活中頻繁地進行認知負載轉移是否會導致其大腦結構功能發生變化。研究發現，與使用GPS導航經驗較少的司機相比，經常使用GPS導航駕駛的司機的空間記憶能力更差，并且在3 年后，空間記憶能力有進一步的下降（Dahmai &Bohbot，2020）。Javadi 等人（2017）的研究發現，當人們在制定路線計劃時（曾經去過該城市），相比于只能依靠自己的記憶制定路線的個體，使用GPS 導航的個體，海馬和前額葉皮層的激活明顯減少。研究雖然發現了長期使用GPS 進行認知負載轉移會損害個體的空間記憶能力，但是仍不清楚，經常進行認知負載轉移是否會使個體的其他認知能力發生變化（例如，個體長期依賴手機備忘錄回憶信息是否會導致語義記憶功能出現下降）。未來研究應該長期追蹤在現代社會中經常使用媒體技術進行認知負載轉移的個體是否會表現出某些認知能力的變化。

其次，考察使用網絡搜索引擎檢索信息使個體出現自信心膨脹的現象是否只存在于網絡背景下。使用互聯網檢索信息是一種特殊的認知負載轉移形式，因為它可以使檢索信息和得到答案這兩個過程無縫銜接，使得通過網絡檢索信息和通過大腦檢索知識的過程高度相似，甚至比從大腦中檢索知識的速度還要快，這就導致了關于信息來源的線索變得模糊，而在傳統的交互記憶模式下，人們想要運用他人的知識回答問題，需要打電話給同事或去圖書館查找相關知識，不會立即得到答案，所以人們有明顯的線索可以區分哪些知識是自己的，哪些是外在的。研究發現，如果需要個體從豐富的背景知識中自己提煉問題的答案（如使用維基百科檢索信息），他們就能相對準確地了解自身能力的局限（Ward，2021）。未來研究應該進一步考察個體使用不同形式的外部工具進行認知負載轉移是否都會出現對自我知識的過度自信。

再次，深入揭示導致人們過度依賴外部工具的原因。大部分研究認為個體錯誤的元認知評估是引發其過度依賴外部工具的主要因素，但也有研究沒有發現元認知與認知負載轉移的直接聯系，他們強調認知努力在其中發揮著重要作用（Gilbert et al.，2020；Sachdeva&Gilbert，2020）。不可否認的是，無論是元認知還是認知努力都不是影響個體選擇偏差的全部因素，因為即使通過實驗干預提高個體的元認知準確性，促進了個體認知努力的投入，被試過度依賴外部工具的現象仍然存在。研究者應探索更多可能存在影響的因素，如實驗對成本的描述可能存在框架效應、認知負荷以及認知努力與元認知的相互作用（即通過獎勵操縱認知努力時，是否會改變被試對于某一種策略的元認知信念）等（Shaddy et al.，2020）。

最后，應檢驗現有的干預措施是否適用于特殊人群。研究發現，與年輕成人不同，低齡兒童（4～5 歲）和老年群體即使能夠準確地評估自己的記憶能力，也不會在需要時增加認知負載轉移策略的使用，也就是說他們的元認知監測和控制是分離的（Armitage et al.，2020；Bulley et al.，2020；Scarampi&Gilbert，2021）。所以，如果單純對老年和低齡兒童群體的元認知監測能力進行干預，可能難以達到調節他們行為的目的。目前尚缺乏研究考察現有優化認知負載轉移的干預措施是否適用于兒童和老年群體。因此，研究需要進一步探索優化不同群體認知負載轉移策略選擇行為的有效措施，形成系統化的干預方案。