研究人员向受试者展示两张绳结图片,要求他们指出最结实的一个。他们无法做到。
他们播放每种绳结的旋转视频,让受试者能长时间仔细观察。受试者仍然失败。
即使研究人员展示绳结实物及其结构示意图的对照图,人们依然束手无策。
"人类在这方面的能力糟透了,"研究感知能力的合著者查兹·弗尔斯通指出,"人类使用绳结已有数千年历史。绳结并不复杂——不过是缠绕的绳索。但当你展示真实绳结图片,询问任何关于绳结物理表现的判断时,人们毫无头绪。"
这项新发表于认知科学期刊Open Mind的研究揭示了人类物理推理的新盲区。
实验源于弗尔斯通实验室博士生舒莱·克鲁姆的灵感,她恰巧是位狂热刺绣爱好者。当克鲁姆进行刺绣项目时,翻到背面看到错综复杂的绣线缠绕——尽管这是她自己的作品——却完全无法理出头绪。研究直觉物理学(即人们仅通过观察理解环境的能力)的克鲁姆推测,绳结可能是人类认知的罕见弱点。
"人们时刻都在预测物理世界的运行规律,但绳结的物理特性让我感觉有违直觉,"克鲁姆表示,"判断书堆稳定性无需触碰,估算保龄球能击倒多少球瓶也无需触摸。但绳结似乎以独特方式挑战着我们的判断机制。"
实验设计简洁:研究人员展示四种物理形态相似但强度存在层级差异的绳结。受试者每次观察两个绳结,并指出更结实者。
受试者持续给出错误答案。更甚者,当他们罕见地猜中时,依据的却是与绳结强度无关的错误特征。
实验绳结从现存最强基础绳结"平结",到轻微触碰即会松脱的脆弱"伤心结"(其名恰如其分)。即便将两者并列展示,人们仍无法识别强韧者。
"我们在实验中竭尽所能创造最佳条件,包括展示绳结旋转视频,但这毫无助益——人们的判断反而更加混乱,"克鲁姆说,"人类心理系统完全无法通过绳结特性获取任何物理知识。"
克鲁姆认为,相较于刚体,绳索这类非刚性物体更难进行物理推理。尽管人类有系鞋带、解线绳的丰富经验,仍无法弥补这种认知缺陷。不过她推测,依赖绳结强度的水手或野外生存专家可能比实验中测试的普通人表现更好。
"我们无法通过观察提取绳结内部结构的显著特征,"克鲁姆总结道,"这个精彩案例揭示出,人类环境推理能力仍存在大量未解之谜。"
Story Source:
Materialsprovided byJohns Hopkins University. Original written by Jill Rosen.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Sholei Croom, Chaz Firestone.Tangled Physics: Knots Strain Intuitive Physical Reasoning.Open Mind, 2024; 8: 1170 DOI:10.1162/opmi_a_00159
2025-07-02
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