数字时代的阅读大脑:为何纸质阅读仍然胜过屏幕

随着技术的进步,电子阅读器和平板电脑越来越受欢迎,但纸质阅读仍然有其优势

过去两年中最具争议的病毒式 YouTube 视频之一,其开头平淡无奇:一个一岁的女孩玩着 iPad,手指划过触摸屏,滑动图标组。在随后的场景中,她似乎在纸质杂志的页面上进行捏合、滑动和戳击,就好像它们也是屏幕一样。这段视频戏剧性地以特写镜头重放了这些手势。

对于这个女孩的父亲来说,这段视频——杂志是一台无法工作的 iPad——证明了代际转变。在随附的描述中,他写道:“对于数字原住民来说,杂志现在毫无用处且无法理解”——也就是说,对于那些从小就与数字技术互动的人来说,他们不仅被纸质书籍和杂志包围,还被智能手机、Kindle 和 iPad 包围。

无论他的女儿是否真的期望杂志像 iPad 一样运行,这段视频都引出了一个与我们所有人息息相关的问题:我们用来阅读的技术究竟是如何改变我们的阅读方式的?


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自 20 世纪 80 年代以来,心理学、计算机工程以及图书馆和信息科学领域的研究人员已经发表了 100 多项研究,探讨人们在纸质和屏幕上阅读方式的差异。 1992 年之前,大多数实验的结论是,人们在屏幕上阅读故事和文章的速度较慢,并且记住的内容也较少。然而,随着各种设备屏幕分辨率的提高,开始出现更为复杂的发现。最近的调查表明,尽管大多数人仍然更喜欢纸质阅读——尤其是当他们需要长时间集中注意力时——但随着平板电脑和电子阅读技术的改进,以及为获取事实和乐趣而阅读数字文本变得越来越普遍,人们的态度正在发生变化。在美国,电子书目前占面向公众销售的所有图书的 20% 以上。

尽管技术越来越用户友好和普及,但自 20 世纪 90 年代初以来发表的大多数研究都证实了早期的结论:作为阅读媒介,纸质仍然比屏幕具有优势。实验室实验、民意调查和消费者报告共同表明,数字设备会妨碍人们有效地浏览长文本,这可能会微妙地抑制阅读理解能力。与纸质阅读相比,屏幕在阅读时可能会消耗我们更多的脑力资源,并使我们在阅读完后更难记住我们所读的内容。人们是否意识到这一点,他们通常以一种不如对待纸质阅读时更有利于学习的心态来对待电脑和平板电脑。而且,电子阅读器无法重现纸质阅读的某些触觉体验,有些人发现这种缺失令人不安。

塔夫茨大学的认知科学家玛丽安·沃尔夫说:“阅读具有物理性,甚至可能比我们想要思考的更多,因为我们正蹒跚步入数字阅读时代——当我们向前迈进时,也许反思得太少了。我希望保留旧形式的绝对精华,但也要知道何时使用新形式。”

文本景观
要理解纸质阅读与屏幕阅读的不同之处,需要解释人脑如何解读书面语言。尽管字母和单词是代表声音和想法的符号,但大脑也将它们视为物理对象。正如沃尔夫在她 2007 年出版的著作《普鲁斯特与鱿鱼》中所解释的那样,我们并非天生就拥有专门用于阅读的大脑回路,因为我们在进化史上相对较晚才发明文字,大约在公元前四千年左右。因此,在童年时期,大脑通过将致力于其他能力的神经组织(例如说话、运动协调和视觉)编织在一起,临时构建了一个全新的阅读回路。

其中一些重新利用的大脑区域专门用于物体识别:例如,它们帮助我们根据苹果和橙子的独特特征立即区分它们,但又将它们都归类为水果。同样,当我们学习阅读和书写时,我们开始通过字母的特定线条、曲线和中空空间排列来识别字母——这是一个需要眼睛和手共同参与的触觉学习过程。印第安纳大学布卢明顿分校的卡琳·詹姆斯最近的研究表明,当五岁儿童练习手写字母时,他们大脑的阅读回路会活跃起来,但当他们在键盘上打字时则不会。当人们阅读草书或复杂的字符(例如日语汉字)时,即使双手是空的,大脑也会真实地经历书写的动作。

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除了将单个字母视为物理对象外,人脑还可能将整个文本视为一种物理景观。当我们阅读时,我们会构建文本的心智表征。这种表征的确切性质尚不清楚,但一些研究人员认为它们类似于我们创建的地形(例如山脉和小径)以及室内物理空间(例如公寓和办公室)的心理地图。无论是在轶事中还是在已发表的研究中,人们都报告说,当试图在书中找到特定段落时,他们经常会记住它在文本中出现的位置。正如我们可能回忆起在开始爬山穿过森林之前,我们在远足小径的起点附近经过了红色农舍一样,我们也会记得我们在简·奥斯汀的《傲慢与偏见》的早期章节之一的左手页面的左下角读到达西先生拒绝伊丽莎白·班纳特跳舞。

在大多数情况下,纸质书比屏幕文本具有更明显的地形特征。打开的纸质书为读者呈现了两个明确定义的区域——左手页和右手页——以及总共八个角,可以用来确定方向。您可以专注于纸质书的单页,而不会失去对整个文本的感知。您甚至可以用一只手感受到已读页面的厚度,另一只手感受到尚未阅读页面的厚度。翻阅纸质书的页面就像在小径上留下一个又一个脚印——它具有节奏感,并且清晰地记录了行进的距离。所有这些特征不仅使纸质书中的文本易于导航,而且还使形成连贯的文本心理地图变得更容易。

相比之下,大多数数字设备会干扰文本的直观导航,并阻碍人们在脑海中绘制阅读旅程的地图。数字文本的读者可能会滚动浏览无缝的文字流,一次点击向前翻一页,或者使用搜索功能立即找到特定的短语——但很难在整个文本的上下文中看到任何一个段落。作为一个类比,想象一下,如果 Google 地图允许人们逐条街道导航,以及瞬间移动到任何特定地址,但阻止他们缩小以查看街区、州或国家。同样,瞥一眼进度条给人的位置感远不如感受已读和未读页面的重量。尽管电子阅读器和平板电脑复制了分页,但显示的页面是短暂的。一旦阅读,这些页面就会消失。您不是自己徒步旅行,而是观看树木、岩石和苔藓以闪光的方式掠过,没有留下任何先前的有形痕迹,也无法轻松看到前方的事物。

微软剑桥研究院的阿比盖尔·J·塞伦说:“物理书本中隐含的位置感比我们意识到的更重要。”她与人合著了 2001 年出版的《无纸化办公室的神话》。“只有当你拿到电子书时,你才会开始想念它。我认为电子书制造商没有充分考虑如何可视化你在书中的位置。”

精疲力竭的阅读
至少有一些研究表明,屏幕有时会损害理解能力,正是因为它们扭曲了人们在文本中的位置感。在挪威斯塔万格大学的安妮·曼根及其同事于 2013 年 1 月进行的一项研究中,72 名十年级学生学习了一篇叙事文本和一篇说明文。一半的学生在纸上阅读,另一半在电脑上阅读 PDF 文件。之后,学生们完成了阅读理解测试,在此期间他们可以访问文本。在电脑上阅读文本的学生表现稍差,这很可能是因为他们必须一次滚动或点击 PDF 文件的一个部分,而纸质阅读的学生则将整个文本握在手中,并在不同页面之间快速切换。曼根说:“您可以轻松地找到开头、结尾以及介于两者之间的一切,并且始终与您的路径、您在文本中的进度保持联系,这可能是在认知上减轻负担的一种方式。” “您有更多的自由能力用于理解。”

其他研究人员也认为,基于屏幕的阅读会降低理解能力,因为它比纸质阅读更费脑力,甚至更令人身体疲惫。电子墨水像纸质书上的墨水一样反射环境光,但电脑屏幕、智能手机和平板电脑则将光线直接照射到人们的脸上。今天的 LCD 屏幕当然比它们的前身阴极射线管 (CRT) 屏幕更柔和,但长时间在光滑的自发光屏幕上阅读会导致眼睛疲劳、头痛和视力模糊。在当时在瑞典卡尔斯塔德大学的埃里克·韦斯特隆德进行的一项实验中,在电脑上参加阅读理解测试的人得分较低,并且报告的压力和疲劳程度高于在纸上完成测试的人。

在韦斯特隆德的一组相关实验中,82 名志愿者在电脑上完成了相同的阅读理解测试,要么是分页文档,要么是连续文本。之后,研究人员评估了学生的注意力和工作记忆——这是一系列心理才能,使人们能够暂时存储和处理脑海中的信息。例如,志愿者必须快速关闭一系列弹出窗口,或者记住在屏幕上闪烁的数字。像许多认知能力一样,工作记忆是一种有限的资源,会随着劳累而减少。

尽管两组人的表现都一样好,但那些必须滚动浏览不间断文本的人在注意力和工作记忆测试中表现较差。韦斯特隆德认为,滚动——这要求读者有意识地专注于文本以及他们如何移动文本——比翻页或单击页面更消耗脑力资源,后者是更简单、更自动的手势。转移到浏览文本上的注意力越多,可用于理解文本的注意力就越少。 2004 年在佛罗里达州立大学进行的一项研究得出了类似的结论。

一项新兴的研究强调,除了屏幕可能比纸质阅读消耗更多注意力之外,人们一开始并没有在屏幕上投入那么多的脑力。根据圣何塞州立大学的刘子明于 2005 年对加利福尼亚州北部 113 人进行的详细调查,他得出结论,在屏幕上阅读的人会采取很多捷径——与纸质阅读的人相比,他们花费更多的时间浏览、扫描和搜索关键词,并且更有可能阅读文档一次且仅一次。

在屏幕上阅读时,个人似乎不太倾向于参与心理学家所说的元认知学习调节——设定具体目标、重读困难部分以及检查自己沿途理解了多少。在 2011 年以色列理工学院进行的一项实验中,大学生参加了关于电脑或纸质说明文的单项选择题考试。研究人员将一半的志愿者限制为仅仅七分钟的学习时间;另一半可以随意复习文本。当在快速阅读的压力下时,使用电脑和纸质阅读的学生表现同样出色。然而,当管理自己的学习时间时,使用纸质阅读的志愿者得分高出约 10 个百分点。据推测,使用纸质阅读的学生比使用屏幕阅读的同龄人采取了更认真的态度来对待考试,并且更有效地引导了他们的注意力和工作记忆。

即使研究发现屏幕和纸质阅读之间的阅读理解能力差异很小,从长远来看,屏幕阅读器也可能无法像纸质阅读器那样彻底记住文本。在 2003 年的一项研究中,当时在英国莱斯特大学的凯特·加兰和她的团队要求 50 名英国大学生在电脑显示器上或活页装订的小册子中阅读入门经济学课程的文档。阅读 20 分钟后,加兰和她的同事对学生进行了测验。无论采用哪种媒介,参与者的得分都一样好,但在他们记忆信息的方式上有所不同。

心理学家区分了记住某事——一种相对较弱的记忆形式,在这种形式中,某人回忆起一条信息,以及背景细节,例如学习的时间和地点——和知道某事:一种更强的记忆形式,定义为确信某事是真的。在参加测验时,加兰的志愿者既标记了他们的答案,也标记了他们是“记住”还是“知道”答案。阅读屏幕学习材料的学生更多地依赖于记住而不是知道,而阅读纸质材料的学生则同等程度地依赖于这两种记忆形式。加兰和她的同事认为,阅读纸质材料的学生更快更彻底地学习了学习材料;他们不必花费大量时间在脑海中搜索文本中的信息——他们通常只是知道答案。

也许随着人们态度的持续变化,纸质阅读和屏幕阅读之间在阅读理解方面的任何差异都会缩小。也许《杂志是一台无法工作的 iPad》的主角长大后,不会对屏幕产生微妙的偏见,而这种偏见似乎潜伏在年长一代人中。然而,最新的研究表明,在早期用屏幕代替纸质阅读具有我们不应轻易忽视的缺点。纽约市琼·冈茨·库尼中心在 2012 年进行的一项研究招募了 32 对父母和 3 至 6 岁的儿童。孩子们记住了他们在纸上阅读的故事的更多细节,而不是他们在电子书中阅读的增强了互动动画、视频和游戏的故事。这些花哨的功能将注意力从叙事转移到设备本身。在对 1,226 名父母进行的后续调查中,大多数父母表示,他们和他们的孩子在共同阅读时更喜欢印刷书籍而不是电子书。

朱莉娅·帕里什-莫里斯(现就职于宾夕法尼亚大学)及其同事在今年 9 月的《心智、大脑与教育》杂志中描述的两项研究得出了几乎相同的结果。当给 3 岁和 5 岁的孩子阅读纸质书时,父母会很有帮助地将故事与孩子的生活联系起来。但是,当阅读当时流行的带有音效的电子控制台书时,父母经常不得不打断他们通常的“对话式阅读”,以阻止孩子摆弄按钮并迷失在叙事中。这种分心最终导致三岁的孩子甚至无法理解故事的要点,但所有孩子都能很好地理解纸质书中的故事。

这些关于早期阅读者的初步研究强调了纸质阅读的一种特质,这可能是纸质作为阅读媒介的最大优势:它的朴素。诚然,数字文本在许多不同的情况下都提供了明显的优势。当一个人在最后期限前进行研究时,快速访问数百个可关键词搜索的在线文档的便利性,远远超过了认真地在图书馆中逐本查找和翻阅纸质书所带来的理解和记忆方面的优势。对于视力不佳的人来说,可调节的字体大小和 LCD 屏幕的鲜明对比是天赐之物。然而,与屏幕不同,纸张很少引起人们的注意,也不会将注意力从文本上转移开。正如威廉·鲍尔斯在他的 2006 年的文章《“哈姆雷特的黑莓手机:为何纸质永恒”》中所写的那样,由于其简单性,纸张是“意识的静止点,锚点”。人们一直报告说,当他们真的想专注于文本时,他们会在纸上阅读。在 2011 年对台湾国立大学研究生的调查中,大多数人表示,他们会在网上浏览一个项目的几个段落,然后打印出全文以进行更深入的阅读。在 2003 年对墨西哥国立自治大学进行的一项调查中,近 80% 的 687 名学生更喜欢在纸上而不是在屏幕上阅读文本,以便“清晰地理解它”。

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除了务实的考虑之外,我们对纸质书或电子阅读器的感觉——以及它在我们手中的感觉——也决定了我们是在当地书店购买畅销书的精装本,还是从亚马逊下载它。调查和消费者报告表明,纸质阅读的感官方面对人们来说比人们可能认为的更重要:纸张和墨水的感觉;用手指抚平或折叠页面的选项;翻页时发出的独特声音。到目前为止,数字文本尚未令人满意地复制这些感觉。纸质书还具有立即可辨别的尺寸、形状和重量。我们可能会将列夫·托尔斯泰的《战争与和平》的精装版称为“厚重的巨著”,或将约瑟夫·康拉德的《黑暗之心》的平装本称为“轻薄的小册子”。相比之下,尽管数字文本具有可以用滚动条或进度条表示的长度,但它没有明显的形状或厚度。无论您阅读的是马塞尔·普鲁斯特的巨著还是一篇欧内斯特·海明威的短篇小说,电子阅读器的重量始终相同。一些研究人员发现,这些差异会产生足够的所谓触觉失调,从而劝退一些人使用电子阅读器。

为了弥补这种感官上的不协调,许多设计师努力使电子阅读器或平板电脑的体验尽可能接近纸质阅读。电子墨水类似于典型的化学墨水,Kindle 屏幕的简单布局看起来非常像纸质书中的页面。同样,Apple 的 iBooks 应用程序试图模拟某种逼真的翻页效果。到目前为止,这些手势更多的是美学上的而非实用的。电子书仍然会阻止人们随意快速向前扫描,或者在某个句子浮现出他们之前阅读的内容的记忆时轻松地翻到前一章。

一些数字创新者并没有将自己局限于模仿纸质书。相反,他们正在将基于屏幕的阅读发展成完全不同的东西。《白鲸》这样的长篇而密集的文本可能不适合滚动浏览,但《纽约时报》、《华盛顿邮报》、ESPN 和其他媒体已经创建了精美、高度可视化的文章,这些文章无法在印刷版中出现,因为它们将文本与电影和嵌入式声音片段融合在一起,并且完全依赖滚动来创造电影般的体验。罗宾·斯隆开创了点击文章,它依靠物理交互来设定节奏和基调,只有当有人点击手机或平板电脑的触摸屏时,才会显示新的单词、句子和图像。一些作家正在与计算机程序员合作,制作越来越复杂的互动小说和非小说作品,在这些作品中,一个人的选择决定了接下来阅读、听到和看到的内容。

当涉及到深入阅读长篇未经修饰的文本时,纸和墨水可能仍然具有优势。但纯文本并不是唯一的阅读方式。

更多探索

无纸化办公室的神话。 阿比盖尔·J·塞伦和理查德·H·R·哈珀。麻省理工学院出版社,2001 年。

普鲁斯特与鱿鱼。 玛丽安·沃尔夫。哈珀出版社,2007 年。

大众科学在线
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Ferris Jabr大众科学的特约撰稿人。他也曾为《纽约时报杂志》、《纽约客》和《户外》撰稿。

更多作者:Ferris Jabr
大众科学杂志第 309 卷第 5 期本文最初以“为何大脑偏爱纸质阅读”为标题发表于大众科学杂志第 309 卷第 5 期(),第 48 页
doi:10.1038/scientificamerican1113-48
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