考虑一下这个场景：你正在做晚餐。你伸手到拥挤的厨房抽屉里，想找一把削皮刀。当你削土豆时，你会瞥一眼电视上的篮球比赛，看看你的球队表现如何。当你的手机响起短信提示音时，你擦干双手并回复，在屏幕上逐个选择字母。这三个动作——找到一把刀、一个移动的篮球和字母表中的字母——看起来截然不同，但它们都是认知心理学中所谓的视觉搜索的例子——即在拥挤的场景中定位特定物品的能力。
我们如此频繁和毫不费力地找到东西，以至于我们认为这种技能是理所当然的，但识别我们正在寻找的东西实际上是一项复杂的心理壮举。眼睛收集大量的感官信息——关于颜色、运动、方向、形状、光线和阴影。大脑的任务是合成和优先处理所有这些数据，帮助我们安全且有利可图地探索世界。视觉搜索不仅涉及视觉，还涉及记忆和抽象思维。我们必须记住我们正在寻找什么，获取一系列视觉信息，记住我们所看到的，并将每个新物体与我们的心理目标进行比较。
我们再怎么强调我们依赖于快速有效地搜索周围环境的能力也不为过。我们每天这样做数千次。任何在幼儿身边待过一段时间的人都知道，即使书或玩具就在他们眼皮底下，他们也可能很难找到。但随着年龄的增长，我们发展出有用的捷径。例如，你知道这个句子中的下一个单词将在右边不远处。此外，当您参观动物园时，您会向上看树上以发现猴子，向下看岩石以发现蛇。这种思维习惯使大多数搜索变得容易，但任何打开过《威利在哪里？》书的人都知道，搜索也可能令人恼火。
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有几个因素会影响搜索的难易程度。目标与背景越相似，就越难找到。假设你走在白雪皑皑的冬季森林中，一只红衣主教栖息在光秃秃的树枝上。它会立即“跳出来”让你看到。但是，如果你在夏天寻找一只鹪鹩，当这只鸟的杂色棕褐色与周围的木质环境颜色相同时，你的任务将更加费力。找到不熟悉的物体——比如你停放的租车或别人的丢失的耳环——对你的大脑来说也是具有挑战性的，试图同时定位多个物体也是如此。
尽管我们有时必须更加努力地进行视觉搜索，但我们通常会成功。然而，对于专业的搜索者来说，例如机场行李安检员和检查病人常规X光片以寻找早期肿瘤的医生，搜索是一项高风险且常常存在问题的任务。行李安检员很少发现武器，消防员也很难在成堆的废墟中找到活着的人。但是，停止搜索的决定是困难的，因为错过任何东西的代价可能是悲剧性的。
新的调查正在提出使这些专家搜索更可靠的方法。虽然习惯甚至个性决定了个人在找到他们所寻求的东西方面的成功程度，但最新的研究表明，人们可以训练他们的视觉系统以更有效地工作。人类是熟练的视觉搜索者，现在心理学似乎已准备好减少我们偶尔的失败。
你看到的不是你得到的
人们通常感觉他们的眼睛在世界的景象中平稳地移动，像摄像机一样不断地接收他们所看到的东西。但是，这种关于视觉如何运作的直觉感是一种幻觉，是由大脑精心构建的。
实际上，我们的眼睛不断地快速、急促地移动，很少在一个视觉场景的任何一个部分停留超过大约三分之一秒，然后跳到专注于其他东西。人类视觉是在专注地观看和快速找到新目标之间有节奏的交替，专注地观看该目标，然后再次快速转移。我们以多个分散的快照接收一个场景，大脑将这些快照缝合在一起形成一个无缝的图像。科学家将这些交替的眼球运动称为注视和扫视。注视是短暂的观看时间，扫视是我们的眼睛移动到下一个目标时更短的时间跨度 [参见苏珊娜·马丁内斯-康德和斯蒂芬·L·麦克尼克的“转移焦点”；《大众科学·思想》，2011年11月/12月]。
如果我们真的看到了我们的眼睛所接收到的东西，世界将是一个混乱的地方。但是，大脑会在扫视期间抑制视觉，因此我们不会体验到这些快速眼球运动的模糊性。这似乎是一个不起眼的事实，直到你考虑到它奇怪的推论：在我们生命的大部分时间里，并且在没有意识到的情况下，我们在功能上是盲的。
即使在我们眼睛提供的微小快照中，我们也无法完全处理所有视觉信息。人眼中支持高分辨率视觉的结构，称为视锥细胞，集中在视网膜的中央区域，称为中央凹。其他感光结构，称为视杆细胞，提供的细节要少得多。因此，我们只能清楚地看到我们正在观看的任何东西的中心小区域。它周围的一切都是模糊的。为了快速演示，尝试在阅读上面或下面的文字时，将焦点保持在这个点 (*) 上。你很可能只能解析位于一两行之外的单词。
让我们的眼睛四处移动弥补了我们在任何一个时间点看到的微小部分。当搜索目标时，例如网站上的登录按钮或比赛期间的足球，你可以将潜在的感兴趣区域带入焦点，以小块获取信息。你的大脑利用来自每个快照外围的模糊信息来决定接下来注视哪里。
还有一种称为选择性注意力的东西可以帮助你的搜索。大脑专注于目标的孤立特征——它的颜色或形状或运动——并注意环境的那些特定方面，抑制其余部分。例如，假设你放错了东西，例如总是难以捉摸的遥控器。在扫描这个物体时，你不会花太多时间盯着灯罩、猫或任何明亮或色彩鲜艳的东西。相反，你的眼睛会被其他小的、暗淡的、矩形的物体所吸引，例如手机或眼镜盒。然而，如果你在拥挤的星期天在公园里寻找一位你知道正在慢跑的朋友，你的注意力会被移动的人所吸引，而不是那些懒洋洋地享受野餐的人。为了筛选数十名慢跑者，你进一步缩小注意力范围，集中在有胡子和红袜队帽子的人身上。大脑定制每一次视觉搜索，利用其独立的识别形状、颜色、运动和大小的能力，迅速锁定所需的目标。
知道你在寻找什么会极大地提高视觉搜索的成功率。然而，在某些情况下，期望会成为障碍，而不是帮助。
眼不见，心不烦
专业的搜索者，例如在风暴残骸中寻找幸存者的工作人员，面临着比我们其他人更棘手的问题。他们正在寻找他们不太可能找到的东西——在绝大多数情况下不会存在的东西。他们的困境被称为低患病率效应，它会大大降低准确性。事实上，2010年挪威的一项研究表明，放射科医生仔细检查乳房X光片以寻找肿瘤的漏诊率在20%到30%之间——我们推测，这比你个人找不到钥匙的失败率要高得多，而且意义重大得多。
当哈佛医学院和布莱根妇女医院的心理学家特拉夫顿·德鲁领导的团队要求24名经验丰富的放射科医生扫描肺部X光片以寻找肿瘤时，漏诊率甚至更高。医生们不知道，研究团队在其中一张幻灯片中插入了一张小猩猩图片。是的，一只猩猩。这只灵长类动物指的是心理学家丹尼尔·西蒙斯在1999年进行的著名实验，在该实验中，被要求计算球赛中传球次数的人们常常过于专注于他们的任务，以至于没有注意到一个穿着猩猩服装的人走过比赛场地。德鲁的肺部扫描实验中也发生了同样的事情，该实验于今年早些时候发表：高达83%的医生没有注意到猩猩图像，因为他们正在寻找其他东西。
猩猩的发现是无意盲视的例子——人们常常没有注意到他们没有注意到的东西。低患病率效应略有不同，因为漏诊是由于无意识的心理计算，而不是缺乏注意力。在2007年的一系列实验中，杰里米·M·沃尔夫心理学家，他领导着德鲁所属的布莱根妇女医院的实验室，调查了低患病率效应对机场行李安检员工作的影响。
在一项研究中，该团队要求10个人观看由玩具、鸟类、水果、衣服和工具的半透明照片组成的拼贴画。（参与者不是行李安检员，只是一些志愿者。）受试者被告知要找到工具，但99%的拼贴画中没有任何工具。在这些条件下，个人错过目标的几率为39%。但是，当一半的显示器包含工具时，同样的人犯错的几率仅为6%。这是一个巨大的差异——也是一个令人不安的差异。简而言之，当目标很少见时，人们常常看不到它们，因为他们的视觉注意力系统学会了不期望任何东西。
人类大脑会自动跟踪在特定位置找到某种事物的频率——可能是因为在进化过程中，拥有现实的期望会导致更有效率的狩猎和觅食。但是，这种有用的心理习惯困扰着行李安检员等人员，他们肩负着高压责任，要找到可能具有灾难性的异常情况。这些工作人员查看数百个（可能数千个）X光袋子，但没有发现危险物品，同时无意识地积累了不会发现任何异常情况的背景知识。因此，当武器确实出现时，它可能不会在安检员的脑海中注册，正是因为它出乎意料。
沃尔夫和他的同事试图抵消低患病率效应。首先，他们将人们与伙伴配对，希望如果一个人错过了目标，另一个人会找到它。漏诊率仍然很高。接下来，他们通过给予时间警告，迫使受试者搜索得更慢。这也无效。该团队还让人同时搜索常见目标和稀有目标。通过增加人们找到某物的频率，他们希望降低错过任何东西的可能性。但这种策略也失败了：稀有目标的漏诊率仍然很高。
我们想强调的是，这些实验的参与者不是粗心、不称职或缺乏动力。在X光片上漏诊癌症的医生也不是。低患病率效应无法通过尽责或纯粹的意志力来抵消。这是人类大脑处理的一个怪癖，而且发生在每个人身上。然而，沃尔夫的团队最终发现，通过训练可以减少这种有害影响。
在他们的最后一次实验中，他们将稀有物品的搜索与短暂的时间段穿插在一起，在这些时间段内，目标变得常见，搜索者了解他们的决定是否正确。这些插曲改变了人们的期望，使他们更加谨慎，并为找到不寻常的目标做好更充分的准备。漏诊错误大大减少。这项工作表明，不时地对行李安检员进行简短的再培训可能是有用的，方法是要求他们搜索一半袋子装有武器的X光片，然后向他们反馈他们的准确性。
专业的搜索者不是唯一可以接受培训以提高水平的人。新的实验表明，每个人都可以成为更好的视觉搜索者。
情人眼里出西施
虽然移动眼睛很容易并且看起来是自动的，但人们移动眼睛的方式略有不同。孟菲斯大学的心理学家埃文·里斯科研究人们如何看待——字面意义上——他们周围的世界的差异。
在2012年的一项实验中，里斯科和他的同事们专注于个人获取新知识或感官体验的愿望。参与者完成了两个衡量好奇心水平的问卷。然后，他们观看了建筑物、室内和风景的照片，每张照片15秒。该团队使用眼动仪精确记录每个人的目光。好奇心较强的人访问了场景的更多区域，检查了每张照片的细节，而不是只停留在少数几个地方。这项研究首次表明，人格类型有助于决定一个人检查事物的方法。
事实证明，人们不仅在搜索的数量上有所不同，而且在如何搜索上也有所不同。在2010年发表的一项研究中，不列颠哥伦比亚大学的心理学家马库斯·沃森和他的同事们记录了受试者在计算机屏幕上寻找隐藏在相似形状中的部分圆时所做的眼球运动。研究人员指导一半的参与者使用主动搜索方法，另一半使用被动搜索方法。在主动搜索期间，人们更频繁地移动他们的眼睛。在被动搜索期间，他们注视的时间更长，并且移动眼睛的次数更少。在沃森的实验中，眼动追踪数据显示，被动搜索者更成功。当他们的眼睛落在目标上时，他们更有可能检测到它，这表明他们更好地利用了从每次注视中获得的信息。
人们可以想象被动搜索在现实世界中可能如何有利。如果你正在购物购买特定的沙拉配料，最有效的方法可能是漫步在农产品通道中，让你想要的蔬菜在你广泛扫描展示时“呼唤”你的注意力。然而，被动搜索并不总是最有效的策略。如果你在商场等朋友，使用“蛮力”方法可能很有帮助，即将你的注意力快速地转移到一家服装店、附近的咖啡店和商场入口。
在沃森和他的同事们的研究中，参与者往往是习惯性的主动或被动搜索者，但不是两者兼而有之。然而，当给出具体指示时，每个人都能够改变他们的眼球运动。这一发现意味着，人们可以通过学习灵活地实施主动或被动方法来提高他们的搜索能力，这取决于具体情况。
视频游戏等其他领域的研究人员也发现，人们可以提高他们的搜索能力。与其他人相比，狂热的游戏玩家在执行要求苛刻的任务时，眼球移动效率更高。然而，直到最近，没有人知道是游戏培养了这些技能，还是仅仅吸引了已经拥有这些技能的人。罗切斯特大学和日内瓦大学的神经科学家达芙妮·巴维利尔和威斯康星大学麦迪逊分校的C·肖恩·格林着手回答这个问题。他们发现的证据表明，玩视频游戏可以提高感知能力。花时间玩动作丰富的《虚幻竞技场2004》的非游戏玩家在游戏玩家擅长的视觉敏锐度测试中有所提高——在其他T形中挑出T形的方向 [参见莉迪亚·丹沃斯的“改变大脑的游戏”；《大众科学·思想》，2013年1月/2月]。其他研究表明，视频游戏可以训练人们更快地找到目标。
未来的愿景
然而，与一种称为频闪视觉训练的技术相比，游戏已经过时了。正如长跑运动员在高海拔低氧条件下练习以提高他们的整体表现一样，视觉科学家正在模糊人类的视觉，使其更强大。杜克大学的斯蒂芬·R·米特罗夫、L·格雷戈里·阿佩尔鲍姆和他们的同事们正在试验耐克设计的名为Vapor Strobe的眼镜——这种眼镜在透明和不透明之间交替，不断中断佩戴者的视野。
在2012年的一项研究中，参与者被要求盯着一个十字架不到半秒钟（此时他们没有佩戴眼镜）。当他们观看时，八个字母以圆形排列在十字架周围出现十分之一秒。这不足以进行眼球运动，因此人们无法直接看到任何字母。接下来，在一段可变的时间（从百分之一秒到两秒半）后，出现了一条线，指向先前字母位置之一。个人必须报告该位置的字母。这听起来很困难，但这是一个自1960年代以来一直成功使用的经典测试。当延迟很短时，人们通常有90%的准确率，这表明我们具有在短时间内保留视觉信息的非凡能力。
这项实验的下一步是全新的：参与者，其中一些是大学生运动员，参加了各种体育活动——玩接球、传足球或篮球以及练习运球。一半的志愿者佩戴了频闪眼镜，一半佩戴了外观相同但不中断视觉输入的眼镜。第一组的任务很困难，因为他们只能短暂地瞥见球的位置、轨迹和速度。为了移动到正确的位置进行接球，参与者必须有效地利用他们确实收到的视觉信息。本质上，这项任务鼓励他们的视觉系统更有效地工作。
在体育训练课程之后，两组都再次进行了字母识别任务。两组的平均表现都有所提高，但频闪组的表现提高幅度更大，这表明训练帮助他们更好地捕捉和保持视觉记忆。此外，在第二个实验中，参与者经历了相同的方案，但在体育训练后24小时才重新测试字母任务。尽管如此，他们仍然表现出进步，表明频闪训练的好处至少可以保持一天。米特罗夫和他的同事们已将这项技术用于职业运动员，包括NHL冰球队卡罗莱纳飓风队。这项研究尚未发表。但如果它表明这种眼镜有助于顶尖运动员，他们的视觉系统已经过微调，那将是令人信服的证据。普通人可能会获得更大的效果。对于运动员来说，即使是很小的视觉提升也会带来每支球队都想要的竞争优势。
关于频闪效应、视频游戏玩家、行李安检员以及主动与被动观看的各种研究的结论是，通过训练，人们可以成为更好的搜索者。对于任何人来说，这都应该是一个令人欢迎的消息，无论你是赛车手还是玩Boggle游戏的退休人员。我们是一个寻求者的物种，不断寻找新奇、美丽、陪伴、食物和意义。因此，科学正在寻求——并且正在找到——改进我们搜索方式的方法，这似乎非常合适。