语言如何影响我们对数字的思考:一项新研究

Red numbers two, five, two, eight, three on a yellow backrgound.
The ability to reason about numbers is bound by the highest number an individual can count to.Image: UNSPLASH/ Kai Gradert
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  • 研究人员发现,奇马内人(Tsimane’)的计数能力与其完成涉及约25以内数字的匹配任务的能力有关。

  • 爱德华·吉布森教授表示,人们需要有表示某个数字的词语,才能准确表示大于4的数量。

  • 研究参与者能够匹配数字和物体,但匹配的数量不能超过他们会数到的数。

许多奇马内人生活在玻利维亚雨林的偏远地区,数字在他们的生活中并不重要;这个社会中的人们能数到多大的数,差异很大。

一项新研究由麻省理工学院和加州大学伯克利分校开展的这项研究发现,奇马内人的计数能力与其完成涉及约25以内数字的匹配任务的表现有关。研究人员发现,大多数受试者都能准确完成要求匹配物体数量的任务,但只能做到自己能够数到的最大数。

麻省理工学院脑与认知科学教授爱德华·吉布森表示,结果表明,要准确表示大于4的数量,人们可能需要有表示该数字的词语。

“这一发现迄今为止最清楚地证明,数字词语在人们表示大于4的精确数量时发挥着实际作用,也支持了语言能够带来新的概念能力这一更广泛的论点。”吉布森说。他是这项新研究的作者之一。

伯克利分校博士后本杰明·皮特是这篇论文的第一作者,论文于今日发表于《心理科学》伯克利分校心理学助理教授史蒂文·皮安塔多西是该研究的资深作者。

词语很重要

奇马内人是亚马逊雨林中一个以农业和采集为生的群体,约有13,000人。大多数奇马内儿童在5岁左右开始上学,但受教育程度和计数能力差异很大。奇马内语中有表示100以内数字的词语,更大的数字则借自西班牙语。

在一项2014年的研究中,吉布森、皮安塔多西和麻省理工学院前研究生朱利安·哈拉-埃廷格发现,奇马内儿童学习数字词语含义的过程,与工业化社会儿童的发展轨迹相同。也就是说,他们先理解“一”,然后依次学会“二”“三”和“四”。然而到了这一步,他们的理解会发生显著变化:儿童不仅理解“五”和“六”的含义,也能理解自己所知道的所有数字词语。

工业化社会更加重视数字,儿童大约从2岁开始学习数数,到4岁或5岁时便能较深入地理解数字和计数。然而,奇马内儿童经历这一发展过程的时间较晚,大约从5岁开始,到8岁左右结束。

在这项新研究中,吉布森及其同事找到了15名能数到6至20之间某个数的奇马内人,以及15名至少能数到40的人。这使他们得以比较口头计数能力不同的个体,并检验这样一个假设:没有数字词语,人们就无法完成要求在头脑中表示大于4的数字的精确匹配任务。

为研究这个问题,研究人员采用了一种称为“正交匹配”的任务。在最简单的匹配任务中,研究人员会摆出一排物体,例如电池,然后让参与者摆出数量相同的另一种物体,例如线轴。在正交匹配任务中,物体横向排列,但参与者必须纵向摆出对应数量,因此不能简单地逐个对应匹配。

麻省理工学院团队发现,奇马内人能够完成这项任务,但匹配数量只能略低于他们能数到的数。也就是说,能数到10的人在被要求匹配8或9个物体时就会开始出错;能数到15的人则会在匹配约13或14个物体时开始出错。

数字表征

吉布森表示,研究结果表明,只有借助数字词语或其他明确的数字表征系统,才能完成需要对数字进行操作的任务。

“数到更大的数字时,哪怕只是五和六,如果想要准确表示它们,我们就需要某种表示方式,”他说。“这种方式不一定要用词语——也可以用手指或类似的方法——但你需要某种独立的数字表征。”

未来,吉布森希望进一步研究儿童如何学习数字表征。奇马内参与者更适合这类研究,因为他们学习数字的年龄比西方社会的儿童更大。

这项研究由美国国家科学基金会和詹姆斯·S·麦克唐纳基金会资助。

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