认知负载转移中成本与收益的权衡*

张珊爽 刘 岩

（1.辽宁师范大学心理学院，大连 116029；2.锦州师范高等专科学校素质教育部，锦州 121000）

1 引言

人类认知的一个特点是，我们不仅会在大脑中加工信息，还会把一些加工信息的任务转移到外部设备上。如果你曾在手机日历中设置过提醒；如果你去超市前会写购物清单；如果你经常在课堂上将重点内容记在笔记本上，那么你就是进行了认知负载转移（cognitive offloading）。认知负载转移是指为了降低自身的认知负荷，个体使用外部媒介来改变任务的信息加工过程的一种策略（Risko&Gilbert，2016）。

认知负载转移是一种常见的认知策略。在没有纸笔的时代，古人会在绳子上打结来提醒他们记忆某件事。而在信息技术发展迅猛的今天，我们可以随时打开智能设备（手机或电脑等）存储信息，确保我们不会遗忘某些重要的事情，我们不再需要费力地在头脑中检索知识去回答问题，动动手指就可以直接从百度中获得想要的答案（Firth et al.，2019）。

媒体技术的便捷性在不断提升，为我们创造了更多可以去进行认知负载转移的机会，所以人们每天都在不停地做决定，是努力地把信息记在脑海里，还是把信息存储到外部设备中。然而，进行认知负载转移对个体来说既有成本又有收益（如将信息存储到外部设备中我们可以用较少的认知资源去记住更多信息，但是如果我们无法使用外部设备我们就会丧失对这些信息内容的记忆）（Morrison &Richmond，2020；Runge et al.，2020；Lurie &Westerman，2021；Sparrow et al.，2011）。

研究发现，人们并不善于在这两种策略之间做选择，在权衡进行认知负载转移的成本与收益时没有遵循利益最大化原则，最佳地使用认知负载转移，而是即使进行认知负载转移会让个体付出较大的代价（例如，浪费时间或损失一些分数），人们也更愿意选择进行认知负载转移。那么为什么人们更愿意进行认知负载转移呢？通过对近5～10 年来有关认知负载转移的研究进行梳理和总结，我们旨在对上述问题进行解答，并提出一些能够让个体理性权衡使用认知负载转移的成本与收益的措施。

2 认知负载转移的概念

认知负载转移虽然是一个新兴的词汇，但是认知心理学家对于心理与外部世界关系的探讨却可以追溯到上个世纪。人类的许多认知活动都需要依靠身体和环境的参与来完成（Epelboim，1997）。以阿尔茨海默症患者为例，他们要通过查看随身携带的笔记本才能回忆出自己近期做过的事情和未来需要做的事情，笔记本是他们记忆中不能缺少的一部分，是具有认知意义的。基于此，Clark 和Chalmers（1998）提出了外援认知（the extended mind）这一概念，认为环境在驱动认知加工的过程中扮演着积极的作用。

事实上，在“外援认知”概念提出之前，心理学家就已经开始关注人与人之间通过共享信息来减轻记忆负担的现象。Wegner（1987）将该现象称为交互记忆系统（transactive memory system），即在群体中，个体不需要记住所有的信息，只需要记住群体内成员各自擅长的领域，当自己需要某些信息时可以求助于其他成员。近年来，互联网技术的革命性发展让信息变得唾手可得，网络本质上就像交互记忆系统中的一个成员，但是它涵盖的范围更广、获取信息的速度更快、更可靠。人与人之间的交互逐渐发展为人与计算机的交互，因此，“交互记忆系统”概念的外延也得到了进一步的扩展（Ward，2013）。

无论是“外援认知”，还是“交互记忆系统”，这些术语都意在说明，记忆是自我内部和外部资源联动的产物。除了记忆以外，在其他类型的认知加工过程中（知觉和思维等），人们也经常会与外部资源进行互动。Risko 和Gilbert（2016）用认知负载转移（cognitive offloading）这一新的概念对上述概念进行了总结。认知负载转移是指为了降低自身的认知负荷，个体使用外部媒介来改变任务的信息加工过程的一种策略。

认知负载转移主要通过两种途径实现，一种是通过我们的身体来进行认知负载转移，例如，我们经常通过歪头去知觉那些偏离正向的物体，用手指数数等。另外一种是靠与外部世界的互动来进行认知负载转移，例如，我们经常把钥匙放在固定的位置（如门口）来提醒我们记得带钥匙；我们会把需要记忆的信息储存到外部设备中（手机或电脑等）；我们在回答问题时，会把从大脑中检索和提取知识的过程转移到从互联网中检索和提取相关知识。

3 认知负载转移的成本与收益

生活中，人们经常在记忆信息和解决问题时进行认知负载转移。对于记忆信息而言，进行认知负载转移使个体能够释放认知资源，提高记忆信息的数量和质量，获得更好的记忆表现，但是也会以削弱自身对于被转移到外部的信息的记忆为代价（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）的研究要求被试先后学习两组关于手指连续运动的材料，并通过被试在键盘对应位置上的按键反应来考察他们对这两组学习材料的记忆。在一半的试验中被试可以将学习过的第一组材料保存到电脑中（认知负载转移），而另一半的试验则不允许被试保存。被试在学习完第一组材料后，紧接着开始第二组材料的学习和测试，最后完成对第一组材料的测试。结果发现，如果被试将第一组学习材料保存在电脑中，他们能够记住更多第二组材料的内容，并且通过重新学习第一组学习材料（在测试第一组材料前重新进行学习），被试对第一组材料的记忆也不会降低。进行认知负载转移能够减少记忆第一组学习材料对记忆第二组学习材料产生前摄干扰，使个体在记忆第二组学习材料时犯错误更少、编码质量更高（Kelly&Risko，2019；Runge et al.，2020；Storm&Stone，2015）。然而，如果被试在接受测试前不能重新学习第一组学习材料，那么将学习材料保存到电脑中会让被试对该学习材料的记忆变差（Runge et al.，2020）。对于那些被保存在外面的信息，一旦人们相信自己在需要这些信息时可以随时从外部获取这些信息（例如，随时翻看记的笔记或打开电脑中存储的文件进行重新学习），就不会再对这些信息的具体内容进行详细的编码，而只是记忆提取信息的位置（如去笔记本或电脑中寻找）（kang，2022；Sparrow et al.，2011）。人们分配给加工那些被保存在外部的信息的时间也就更短（Fisher et al.，2021；Storm et al.，2017）。所以，一旦大脑与外部媒介失去联系，信息的提取就会面临失败。

对于解答一般性知识问题而言（例如，打火机是怎么工作的），从网络搜索引擎中检索信息和提取答案来解答问题，能够帮人们用更快的速度和更高的准确率去回答问题，但是也会使个体失去对自我内部知识的准确判断，让个体错误地把从网络中搜索而来的知识当作是本来就存在于大脑中的，误以为自己比一般人的记忆更好、更聪明、能够更快地为自己不会的问题找到答案，对自身的认知能力产生盲目的自信（Fisher et al.，2015；Fisher &Oppenheimer，2021；Fisher et al.，2021；Hamilton &Yao，2018；Stone &Storm，2019；Ward，2021）。对自我知识的过度自信可能会带来连锁反应，例如，会影响个体的学习态度和动机，Karpicke（2009）的研究让被试学习一些外语材料，学习完每一项之后让被试自己选择再次练习学习过的项目（巩固学习效果）还是进行下一个项目的学习，结果发现，一旦被试相信自己已经掌握了学习项目就会终止对该项目的学习，而不是进行提取练习，从而导致了较差的记忆保持。

对于解决空间推理问题而言（例如，心理旋转问题），当判断两个旋转角度不同的图形（相同或镜像）是否一致时，使用身体的动作（如手势）模拟图形的旋转来进行认知负载转移（这个过程减少了个体在心理将图形旋转到正向位置再做判断时所付出的认知努力），既可以促进个体在该心理旋转任务中的表现也可以抑制个体在该任务中的表现。当手势的模拟与图形的旋转方向一致时，用手势模拟图形的旋转可以促进其对旋转物体的内部加工，进而提高任务表现（Chu&Kita，2011）。但是，当手势的模拟与图形的旋转方向不一致时，则会阻碍对旋转物体的内部加工，使心理旋转任务的表现受损（Frick et al.，2009）。一些研究发现，对于年龄较小的儿童来说（4～5岁），他们在完成心理旋转任务时，经常会出现歪头的动作，但是这种利用身体上的动作进行认知负载转移的行为不仅不会帮助他们提高完成任务的表现，反而会增加他们完成任务的时间（Bulley et al.，2020；Armitage et al.，2020；Armitage &Redshaw，2021）。

综上所述，认知负载转移对于个体记忆信息、解答问题以及进行空间推理等认知加工过程来说既有成本又有收益。对于记忆信息而言，虽然认知负载转移在短期内会对记忆产生负面的影响，并且这种影响只有在个体认为他们随时都可以提取那些被转移到外面的信息的情况下才会发生，如果他们知道外部工具不可靠，进行认知负载转移就不会损害他们的记忆，但是目前仍缺少研究考察长期进行认知负载转移是否会对个体的认知过程甚至大脑的结构功能产生长期的不利影响，如果这种影响存在，那么个体依赖于进行外部存储可能需要付出较大的代价（Morrison &Richmond，2020；Sparrow et al.，2011）。此外，认知负载转移虽然可以让我们以更快的速度和更高的准确率去回答问题，但是会让我们难以意识到自身认知能力的局限，失去对自身认知能力的准确判断。但是，个体在进行认知负载转移后产生自信心膨胀的现象是否只存在于网络搜索的背景下目前仍缺少实验证据，因为通过网络搜索引擎检索知识的认知负载转移形式与其他类型的认知负载转移不同，它能更快地提供答案，与从大脑中提取相关知识的过程更相似，所以未来的研究应该考察认知负载转移会导致个体降低对自身认知能力的元认知监测这一成本是否只在特定的情境下出现（Ward，2021）。

4 对认知负载转移成本与收益的权衡

智能设备的出现为我们提供了更多可以进行认知负载转移的机会，所以我们每天都在不停地做决定，是单纯地依靠大脑进行认知加工，还是进行认知负载转移。既然认知负载转移对个体来说既有成本又有收益，那么就存在这样一个问题，人们是否善于权衡认知负载转移的成本与收益，合理地利用外部资源，最优化地进行认知负载转移呢？

许多研究都发现，个体难以理性地权衡认知负载转移的成本与收益，在需要外部资源帮助的情况下进行认知负载转移，而是即使在使用认知负载转移的成本会大于收益的情况下，人们仍然会选择进行认知负载转移。例如，Risko 和Dunn（2015）的研究发现，当实验任务是记忆2 个字母时，无论是自己记忆还是在记忆阶段把字母抄写到纸上供测试时翻看，被试在测试阶段都能达到同样高的准确率（把单词抄在纸上需要耗费更多时间），即使在这种情况下，仍然有40%的被试会选择把字母抄下来进行记忆。同样地，Gilbert 等人（2020）的研究要求被试完成一项记忆任务，被试可以通过设置提醒来进行认知负载转移，设置提醒可以帮助被试增加记忆项目的个数，但是也会让他们损失一些分数（例如，自己成功记忆一个项目可以获得10 分，但是通过设置提醒成功记忆一个项目只能获得1～9 分），对被试来说设置提醒既有收益又有成本。结果发现，即使设置提醒会让被试损失一些分数（通过设置提醒成功记忆所有的项目最高只能获得50 分，而自己记忆可能获得60 分的情况下），被试也会选择设置提醒来进行认知负载转移。此外，Storm 等人（2017）的研究也发现，当被试可以自由选择是自己回答问题，还是走到另外一个屋子通过打开电脑进行网络搜索来回答问题时，即使问题很简单，使用网络搜索进行认知负载转移会付出较大的时间成本，人们也会不假思索地选择进行认知负载转移。

人们是如何在自我记忆和认知负载转移之间做选择的呢？为什么人们更愿意选择进行认知负载转移？一个原因可能是个体有过进行认知负载转移的经验后，会主观地估计认知负载转移会为他们节省时间（Zhu &Risko，2021）。根据Gray 等人（2006）提出的软约束假设（soft constraint hypothesis），个体会在使用认知负载转移耗费的时间成本较小时，选择进行认知负载转移（Bocanegra et al.，2019；Grinschgl，Meyerhoff，et al.，2020）。虽然在Gilbert 等人（2020）的研究中，个体无论使用哪种策略完成任务所需要的时间几乎是一致的，但是不排除个体会错误地认为使用外部策略会为他们节省时间。Zhu 和Risko（2021）的研究发现，当个体主观上认为认知负载转移耗费的时间更少时，他们也就会增加认知负载转移的使用。但是Storm 等人（2017）的研究却无法支持时间成本会导致人们过度使用认知负载转移的推测，因为当被试需要走到另一个房间进行网络搜索时（相比于自己回答问题，时间成本有明显的增加），被试选择进行网络搜索的可能性还是更高。因此，时间成本并不是导致被试过度进行认知负载转移的唯一因素。

第二个原因可能是，人们错误地估计了自身的记忆能力（Boldt&Gilbert，2019；Engeler &Gilbert，2020；Gilbert，2015；Gilbert et al.，2020；Hu et al.，2019）。例如，研究者在实验结束后询问被试为什么在记忆2 个字母时也要进行外部存储，被试回答说写在纸上他们会记得更好，事实上，无论是否记在纸上，被试记忆两个字母的正确率都是一样的（Risko&Dunn，2015）。也有一些研究让被试在正式实验开始前对自己成功完成任务的信心进行评估，或在学习结束后记忆测试开始前预测自己完成任务的准确率，结果发现，被试越是低估自己的记忆能力，在实验中为自己设置提醒的次数就越多（Boldt &Gilbert，2019；Gilbert，2015；Hu et al.，2019；Kirk et al.，2021）。由此可见，个体元认知监测的准确性与他们过度进行认知负载转移有关。近来，也有研究发现，当人们可以准确预估或微微高估自己的记忆能力时，他们过度使用外部工具的行为表现虽然有所改善，但仍然没有被消除（Gilbert et al.，2020；Grinschgl，Meyerhoff，Schwan，et al.，2020；Sachdeva &Gilbert，2020）。这说明，除了元认知监测能力，还存在其他因素会导致个体过度地进行认知负载转移。

第三个可能的原因是，人们不想投入过多的认知努力去记忆。最小记忆理论（minimal memory view）认为，个体在完成任务时，会偏向于使用对记忆需求最小的策略，即使需要耗费较大的成本（Ballard et al.，1996）。Sachdeva 和Gilbert（2020）的研究通过奖励的变化来促使被试在实验过程中增加认知努力投入，进而考察认知努力对个体过度使用认知负载转移的影响。结果发现，为了追求奖励更大化，被试过度进行认知负载转移的现象得到了改善，但没有被消除。也就是说，认知努力也只是影响个体过度进行认知负载转移的因素之一。

综上，个体不能准确地权衡认知负载转移的成本与收益，适应性地进行认知负载转移，而是在使用认知负载转移的成本大于收益时也会进行认知负载转移。有三种因素可能在其中起作用，一是个体错误地估计了进行认知负载转移的时间成本，二是个体对自己的记忆能力监测不准确，三是个体不想在认知加工过程中投入过多的认知努力。这三种因素对认知负载转移偏差的影响并不是相互排斥的，因为改变其中的某一个影响因素，人们过度进行认知负载转移的现象并没有消失，未来研究应该深入考察这些因素之间的相互作用对人们过度进行认知负载转移的影响。

5 如何理性地权衡认知负载转移的成本与收益

现如今，电子设备的响应性和便捷性在不断提升，人们也不会花费太多的时间在设置提醒上（Grinschgl，Meyerhoff &Papenmeier，2020）。那么就存在这样一个问题：人们是否有必要为了做出最优的选择而去减少外部资源的使用？答案是肯定的。Ruginski 等人（2019）的研究发现，经常使用GPS 导航的人在了解城镇空间布局方面比不使用导航的人差。不仅如此，调查显示，人们平均每天会上传两张照片到社交媒体上，使我们能够随时通过照片回忆日常生活中发生过的事件。但现实并没有我们想象的那么美好，随着积攒照片的增多，人们发现回顾这些照片会变得越来越困难（Storm et al.，2021）。所以，在技术容易增长认知惰性的时代，让我们的大脑在努力创造与使用外部媒介之间达到一个平衡反而更有价值。那么，如何促使人们正确地决策何时进行认知负载转移呢？

首先，应提高个体的元认知监测能力。当人们越了解自身记忆能力的局限和优势时，越能准确地决定何时需要外部工具的帮助（Engeler &Gilbert，2020；Gilbert et al.，2020）。Carpenter 等人（2019）的研究发现，个体的元认知监测准确性可以通过反馈训练获得提高，反馈的内容包括个体预测的准确率、实际的准确率以及他们是低估、高估还是正确估计了自己记忆的准确率。元认知训练可以适当减轻个体过度进行认知负载转移的情况，但无法达到矫正该行为的效果。

其次，减小个体在做选择时（选择内部记忆或进行认知负载转移）的认知负荷。研究认为，如果被试在选择是否进行认知负载转移时觉得认知负荷较高，就会容易出现不理性的选择（Shaddy et al.，2020）。Gilbert 等人（2020）的研究通过指导语为被试提供元认知建议（例如，系统根据您迄今为止的任务表现，建议您选择不设置提醒会帮助您得到更多的分数，但是您仍然拥有自主选择的权力。）实际上减小了被试在做选择时的认知负荷，可以消除被试过度进行认知负载转移的现象。该实验结果可以应用到课堂教育中，教育者在讲授重点内容时可以提示学生记录笔记以便于课后巩固，在讲述次重点内容时告诉学生了解即可，可以帮助学生提高记笔记的质量和效率（Bulley et al.，2020）。

另外，在有明确的计划下进行认知负载转移可能会更加有效。研究发现，个体能够根据目标的不同适应性地调整认知策略的使用，以提高任务表现。在Weis 和Wiese（2019）的研究中，当实验的目标是越快完成任务越好，被试为了达到更快的速度会相应地减少外部工具的使用，当实验的目标是完成任务的正确率越高越好，被试就会相应地增加外部工具的使用。虽然目前关于目标影响认知负载转移的研究并不多，但已有研究提示我们，目标对认知负载转移策略的选择可能具有积极的调节作用。

目前针对如何促使人们更有效地进行认知负载转移的研究尚处于初步探索阶段，主要是以年轻成人群体作为实验的对象，干预的效果是否能够推广到不同群体仍有待检验。

6 总结与展望

科学技术的发展让人们可以更便捷地将外部资源纳入到认知加工过程中。然而这种新的学习方式是一把“双刃剑”，如何利用好外部工具，让其在我们的学习、工作和生活中发挥最大的效用，具有重要的研究价值。本文重点关注人们在与外部世界进行互动的过程中能否合理的配置资源，以及可以试图从哪些角度来改善人们过度依赖外部工具的倾向，从而促使个体最优地进行认知负载转移。未来的研究可以从以下几个方面展开：

首先，应该长期追踪个体在生活中频繁地进行认知负载转移是否会导致其大脑结构功能发生变化。研究发现，与使用GPS导航经验较少的司机相比，经常使用GPS导航驾驶的司机的空间记忆能力更差，并且在3 年后，空间记忆能力有进一步的下降（Dahmai &Bohbot，2020）。Javadi 等人（2017）的研究发现，当人们在制定路线计划时（曾经去过该城市），相比于只能依靠自己的记忆制定路线的个体，使用GPS 导航的个体，海马和前额叶皮层的激活明显减少。研究虽然发现了长期使用GPS 进行认知负载转移会损害个体的空间记忆能力，但是仍不清楚，经常进行认知负载转移是否会使个体的其他认知能力发生变化（例如，个体长期依赖手机备忘录回忆信息是否会导致语义记忆功能出现下降）。未来研究应该长期追踪在现代社会中经常使用媒体技术进行认知负载转移的个体是否会表现出某些认知能力的变化。

其次，考察使用网络搜索引擎检索信息使个体出现自信心膨胀的现象是否只存在于网络背景下。使用互联网检索信息是一种特殊的认知负载转移形式，因为它可以使检索信息和得到答案这两个过程无缝衔接，使得通过网络检索信息和通过大脑检索知识的过程高度相似，甚至比从大脑中检索知识的速度还要快，这就导致了关于信息来源的线索变得模糊，而在传统的交互记忆模式下，人们想要运用他人的知识回答问题，需要打电话给同事或去图书馆查找相关知识，不会立即得到答案，所以人们有明显的线索可以区分哪些知识是自己的，哪些是外在的。研究发现，如果需要个体从丰富的背景知识中自己提炼问题的答案（如使用维基百科检索信息），他们就能相对准确地了解自身能力的局限（Ward，2021）。未来研究应该进一步考察个体使用不同形式的外部工具进行认知负载转移是否都会出现对自我知识的过度自信。

再次，深入揭示导致人们过度依赖外部工具的原因。大部分研究认为个体错误的元认知评估是引发其过度依赖外部工具的主要因素，但也有研究没有发现元认知与认知负载转移的直接联系，他们强调认知努力在其中发挥着重要作用（Gilbert et al.，2020；Sachdeva&Gilbert，2020）。不可否认的是，无论是元认知还是认知努力都不是影响个体选择偏差的全部因素，因为即使通过实验干预提高个体的元认知准确性，促进了个体认知努力的投入，被试过度依赖外部工具的现象仍然存在。研究者应探索更多可能存在影响的因素，如实验对成本的描述可能存在框架效应、认知负荷以及认知努力与元认知的相互作用（即通过奖励操纵认知努力时，是否会改变被试对于某一种策略的元认知信念）等（Shaddy et al.，2020）。

最后，应检验现有的干预措施是否适用于特殊人群。研究发现，与年轻成人不同，低龄儿童（4～5 岁）和老年群体即使能够准确地评估自己的记忆能力，也不会在需要时增加认知负载转移策略的使用，也就是说他们的元认知监测和控制是分离的（Armitage et al.，2020；Bulley et al.，2020；Scarampi&Gilbert，2021）。所以，如果单纯对老年和低龄儿童群体的元认知监测能力进行干预，可能难以达到调节他们行为的目的。目前尚缺乏研究考察现有优化认知负载转移的干预措施是否适用于儿童和老年群体。因此，研究需要进一步探索优化不同群体认知负载转移策略选择行为的有效措施，形成系统化的干预方案。