大约20年前，我经历了一个美好的时刻，当时研究出现了意想不到但富有成果的转变。我一直在研究幼儿记忆，并开始对两岁半和三岁的儿童进行一项新的实验。为了这个项目，我搭建了一个我实验室房间的模型。真实的房间布置得像一个标准的起居室，虽然有点破旧，里面有一张软垫沙发、一把扶手椅、一个橱柜等等。微缩物品尽可能地与它们的大尺寸对应物相似：它们形状和材料相同，覆盖着相同的织物，并以相同的姿势排列。在研究中，一个孩子观看我们将一个微型玩具——一个我们称为“小史努比”的塑料狗——藏在模型中，我们称之为“小史努比的房间”。然后，我们鼓励孩子找到“大史努比”，一个大版本的玩具，“藏在他的大房间里的同一个地方”。我们想知道孩子们是否可以利用他们对小房间的记忆来找出在大房间里哪里可以找到玩具。
正如我们所预料的那样，三岁的孩子非常成功。在他们观察到小玩具被放置在微型沙发后面后，他们跑进房间，在大沙发后面找到了大玩具。但是，令我和他们的父母非常惊讶的是，两岁半的孩子彻底失败了。他们兴高采烈地跑进房间去取回大玩具，但他们中的大多数人不知道该往哪里看，即使他们记得小玩具藏在微型房间的哪里，并且可以很容易地在那里找到它。
他们未能利用他们对模型的了解来推断房间的情况，这表明他们不理解模型和房间之间的关系。我很快意识到，我的记忆研究实际上是对象征性理解的研究，而年幼孩子的失败可能正在告诉我们一些关于年轻人如何以及何时获得理解一个物体可以代表另一个物体的能力的有趣信息。
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人类与其他生物最显著的区别在于我们创造和操纵各种象征性表征的能力。这种能力使我们能够将信息从一代人传递到另一代人，使文化成为可能，并且无需直接经验即可学习大量知识——我们都知道恐龙，尽管我们从未见过恐龙。由于象征化在我们所做的几乎所有事情中都起着 fundamental 的作用，因此，也许没有哪个方面的人类发展比成为具有象征意义的头脑更重要。我认为，最令人着迷的事情莫过于找出幼儿如何开始使用和理解象征性物体，以及他们如何掌握现代生活中无处不在的一些象征性物品。由于那个偶然的模型房间实验，我将我的重点从记忆转移到了象征性思维。
图片栩栩如生
婴儿和幼儿掌握的第一类象征性物体是图片。对于成年人来说，似乎没有比图片更简单的符号了，但我和我的同事发现，婴儿最初觉得图片令人困惑。问题源于所有象征性物体固有的二元性：它们本身是真实的，同时，又是其他事物的表征。要理解它们，观看者必须实现双重表征：他或她必须在心理上既表示物体，又表示物体与其所代表的事物之间的关系。
几年前，我开始对一些轶事感到好奇，这些轶事表明婴儿不欣赏图片的双重性质。我不时听到有婴儿试图拿起描绘的苹果或将脚伸进鞋子的照片中。我的同事——西北大学的 David H. Uttal、圣路易斯社区学院的 Sophia L. Pierroutsakos 和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的 Karl S. Rosengren——和我决定进行调查，即使我们认为这种行为会很少见，因此很难研究。幸运的是，我们错了。[中断]
我们开始以一种非常简单的方式测试婴儿对图片的理解。我们将一本包含高度逼真的单个物体彩色照片的书放在九个月大的婴儿面前。令我们惊讶的是，最初研究中的每个孩子，以及我们后续研究中的大多数孩子，都伸手去感受、摩擦、拍打或抓挠图片。有时，婴儿甚至抓住描绘的物体，好像要将它们从纸上捡起来一样。
当伊利诺伊大学的人类学家 Alma Gottlieb 将我们的一些书籍和一台摄像机带到科特迪瓦一个偏远的 Beng 村庄时，我们有了一个独特的机会来了解这种反应的普遍性。那里的测试情况有所不同：Beng 婴儿坐在地上或母亲的腿上，鸡和山羊在周围游荡，其他孩子和村民在附近玩耍、工作、交谈和欢笑。然而，几乎可以肯定从未见过图片的 Beng 婴儿，也像美国婴儿一样，用手探索描绘的物体。
这种困惑似乎是概念性的，而不是感知性的。婴儿完全可以感知物体和图片之间的区别。如果在两者之间做出选择，婴儿会选择真实的东西。但他们还不完全理解图片是什么，以及它们与描绘的事物（“指称物”）有何不同，因此他们会进行探索：例如，有些人实际上会弯下腰，将嘴唇放在瓶子照片中的奶嘴上。然而，他们只有在描绘的物体与它所代表的物体高度相似时才会这样做，例如在彩色照片中。同样的困惑也发生在视频图像中。Pierroutsakos 和她的同事、范德比尔特大学的 Georgene L. Troseth 发现，坐在电视监视器附近的九个月大的婴儿会伸手抓住屏幕上移动的物体。但是，当描绘的物体与真实物体几乎没有相似之处时——例如在线条图中——婴儿很少探索它们。
到18个月大时，婴儿已经开始意识到图片仅仅代表真实的东西。他们不再摆弄纸张，而是指向图片并说出物体的名称，或者向其他人询问名称。耶鲁大学的 Melissa A. Preissler 和哈佛大学的 Susan Carey 最近提供了一个关于这种发展的很好的例子。这两位研究人员使用一个简单的打蛋器线条图来教 18 个月和 24 个月大的孩子这个他们以前从未见过的物体的词。大多数孩子认为这个词指的是物体本身，而不仅仅是它的图片。换句话说，他们将图片解释为象征性的——代表它的指称物，而不仅仅是与它相似。
我们认为，促使手动探索图片减少的一个因素是抑制控制的发展。在生命的最初几年里，儿童越来越能够抑制冲动。这种普遍的发育变化得到了额叶皮层变化的支持。抑制控制的增强大概有助于婴儿抑制直接与图片互动的冲动，为他们像成年人一样简单地观看奠定基础。
与图片的经验也必须在这种发展中发挥作用。在图像丰富的社会中，大多数孩子每天都会接触到家庭照片和图画书。这些互动教会孩子们图片与物体有何不同，以及它们应该成为沉思和对话的目标，而不是行动。
然而，图片的性质需要几年才能被完全理解。例如，斯坦福大学的 John H. Flavell 和他的同事发现，直到四岁，许多孩子仍然认为将一碗爆米花的图片倒过来会导致描绘的爆米花从碗中掉出来。
图片并不是非常年幼的儿童唯一感到困惑的符号来源。多年来，我和我的同事及学生们看到蹒跚学步的孩子们走进实验室，试图坐在比例模型的微型椅子上——这让所有在场的人都感到惊讶。在家里，Uttal 和 Rosengren 也观察到他们自己的女儿试图躺在玩具娃娃的床上或进入微型玩具汽车。这些非凡的行为在我们查阅的任何科学文献中都没有提及，这引起了我们的兴趣，我们决定对此进行研究。[中断]
格列佛的错误
我们把 18 到 30 个月大的孩子带到一个房间里，里面放着三个大型玩具：室内滑梯、儿童尺寸的椅子和幼儿可以进入并在房间里用脚推动的汽车。在一个孩子至少两次玩过每个物体后，他或她被护送到房间外。然后，我们将大型物品替换为相同的微型版本。当孩子返回时，我们没有对这种替换发表评论，而是让他们自发地玩耍。然而，如果幼儿忽略微型玩具超过三四分钟，我们会引起他们对玩具的注意。
然后，我们检查了儿童行为的影片，寻找我们称之为比例错误的行为：认真尝试执行由于儿童身体与目标物体相对尺寸的极端差异而明显不可能实现的动作。我们对我们算作比例错误的内容非常保守。
几乎一半的孩子犯了一个或多个这样的错误。他们似乎非常认真地试图用微型物品执行与大型物品相同的动作。有些人坐在小椅子上：他们走到椅子前，转过身，弯曲膝盖，然后把自己放上去。有些人只是坐在上面，另一些人则用力坐下，以至于椅子从他们身下滑了出去。有些孩子坐在微型滑梯上，试图滑下来，通常会在这个过程中摔下来；另一些孩子试图爬台阶，导致滑梯翻倒。（椅子和滑梯由坚固的塑料制成，只有大约五英寸高，幼儿不会有受伤的危险。）一些孩子试图进入微型汽车。就像他们对大型汽车所做的那样，他们打开车门，并试图——通常非常执着——将一只脚塞进去。一个小女孩甚至脱掉鞋子，显然是希望她的脚能放进去！
有趣的是，大多数孩子对他们在微型玩具上的失败尝试几乎没有或根本没有反应。有几个孩子似乎有点生气，少数孩子看起来有些难为情，但大多数孩子只是继续做其他事情。我们认为，缺乏反应可能反映了这样一个事实，即幼儿的日常生活中充满了未能成功尝试做这做那的事情。
我们的解释是，比例错误源于使用视觉信息来计划动作和控制动作执行之间的分离。当孩子看到熟悉物体的微缩模型时，视觉信息——物体的形状、颜色、纹理等等——会激活孩子对其指称物的心理表征。与该记忆相关的是与大型物体和其他类似物体互动的运动程序。在我们研究的一半孩子中，这个运动程序大概被激活了，但随后被抑制了，孩子们没有像对待大型物体那样试图与微型物体互动。
但在另一半孩子中，运动程序没有被抑制。一旦孩子开始执行典型的运动序列，关于物体实际尺寸的视觉信息就会被用来准确地执行动作。例如，一些孩子弯腰在小椅子上，并从他们的腿之间看去以精确定位它；那些试图进入微型汽车的孩子首先打开车门，然后试图将他们的脚直接塞进去。在决定与复制品互动时，孩子们依靠视觉信息将其与正常尺寸的物体联系起来，但在执行他们的计划时，他们使用关于微型物体实际尺寸的视觉信息来指导他们的动作。视觉信息使用中的这种分离与有影响力的视觉处理理论相一致——这些理论认为，大脑的不同区域负责处理物体识别和计划与动作的执行和控制。
比例错误涉及双重表征的失败：儿童无法保持符号及其指称物之间的区别。我们知道这一点，因为当消除对双重表征的需求时，指称物和象征性物体之间的混淆不会发生——这是我在 1997 年做出的发现，当时 Rosengren 和伊利诺伊大学的 Kevin F. Miller 以及我（当然，在征得他们父母的完全同意后）说服了两岁半的孩子，我们有一种可以使日常物体微型化的设备。[中断]
神奇的机器
使用我们神奇的缩小机器，我们希望看看一次用两种方式思考一个物体的需求是否是幼儿无法理解符号的核心原因。如果一个孩子相信一台机器已经缩小了一个物体或一个房间，那么在孩子的心目中，微型模型就是事物本身。房间和模型之间没有象征性关系，因此孩子们应该能够将他们对大型版本的了解应用于小型版本。
我们使用我们设备的力量将玩具变成它们自身的微型版本，并缩小了一个大型帐篷。在孩子面前，我们把一个玩具——一个有着鲜艳紫色头发的巨魔娃娃——放在一个帐篷里，并将缩小机器对准帐篷。然后，孩子和实验者转移到另一个房间等待机器工作。当他们回到实验室时，一个小帐篷取代了原来的大帐篷。（关于这项研究，值得注意的一点是，孩子们根本不觉得一台机器可以使物体微型化有什么奇怪的。或者它可能需要隐私才能做到这一点。）
当我们要求孩子们寻找玩具时，他们立即在小帐篷里寻找。孩子们相信微型模型实际上是缩小后的原始帐篷，因此成功地取回了隐藏的玩具。与我们的比例模型实验不同，他们没有双重表征需要掌握：小帐篷与大帐篷相同，因此根据幼儿的世界观，玩具应该在那里。
理解双重表征在幼儿如何使用符号中的作用具有重要的实际应用。其中之一与在疑似性虐待案件中使用玩偶采访幼儿的做法有关。虐待的受害者通常是非常年幼的儿童，他们很难接受采访。因此，许多专业人士——包括警察、社工和心理健康专业人员——使用解剖学上详细的玩偶，假设幼儿可以更容易地使用玩偶描述发生的事情。请注意，这种假设还意味着进一步的假设，即幼儿将能够将这个物体既视为玩偶，又视为他或她自己的表征。
约翰·霍普金斯大学的 Maggie Bruck、康奈尔大学的 Stephen J. Ceci、北卡罗来纳大学教堂山分校的 Peter A. Ornstein 以及他们的许多同事对这些假设提出了质疑。在几项独立研究中，这些研究人员要求学龄前儿童报告他们对儿科医生体检的记忆，体检可能包括或不包括生殖器检查。有时使用解剖学上详细的玩偶来询问儿童，有时则不使用。总的来说，当孩子们在没有玩偶的情况下被询问时，他们的报告更准确，而且当使用玩偶时，他们更有可能虚假报告生殖器触摸。
根据我对记录幼儿难以理解象征性物体的研究，我怀疑非常年幼的儿童可能无法将自己的身体与玩偶联系起来。在我实验室中使用一个非常简单的映射任务进行的一系列研究中，Catherine Smith 将一张贴纸贴在孩子的某个部位——例如肩膀或脚——并要求孩子将一张较小版本的贴纸贴在玩偶的同一位置。三岁到三岁半的孩子通常能正确地贴上贴纸，但三岁以下的孩子正确率不到一半。这些非常年幼的孩子在这个非常简单的情况下，在没有记忆需求且没有情感参与的情况下，无法将自己的身体与玩偶联系起来，这一事实支持了反对在涉及幼儿的法医情况下使用解剖学上详细的玩偶的一般观点。（由于许多类似于此的演示，与过去相比，对五岁以下儿童使用玩偶的看法不太有利，并且至少在一个州已被 outlawed。）[中断]
教育意义
双重表征的概念也对教育实践具有启示意义。世界各地的幼儿园和小学教室的教师都使用“操作材料”——积木、棒和其他旨在表示数量的物体。其理念是，这些具体的物体有助于儿童理解抽象的数学原理。但是，如果孩子们不理解物体与它们所代表的事物之间的关系，那么操作材料的使用可能会适得其反。一些研究确实表明，儿童在理解和使用操作材料方面经常存在问题。
西北大学的 Meredith Amaya、Uttal 和我现在正在测试使用象征性物体的经验对幼儿学习字母和数字的影响。我们使用旨在帮助幼儿学习数学的积木，教会了六岁和七岁的儿童做需要借位的减法题（一种经常给幼儿带来困难的问题形式）。我们教会了一个比较组做同样的题，但使用纸和笔。两组都同样好地学会了解决问题——但使用积木的那组花费的时间是另一组的三倍。一个使用积木的女孩在研究后给了我们一些建议：“您有没有想过教孩子们用纸和笔做这些题？这容易多了。”
双重表征也在许多幼儿书籍中发挥作用。一种非常受欢迎的书籍风格包含各种旨在鼓励儿童直接与书籍本身互动的操作功能——可以掀开以显示图片的翻盖、可以拉动以使图像动画化的杠杆等等。
研究生 Cynthia Chiong 和我推断，这些操作功能可能会分散孩子对书中呈现的信息的注意力。因此，我们最近使用了不同类型的书籍来教 30 个月大的孩子字母。其中一本是一本简单、老式的字母书，每个字母都用简单的黑色字体清晰地印在纸上，并附有一张合适的图片——传统的“A 代表苹果，B 代表男孩”类型的书。另一本书有各种操作功能。使用普通书籍接受教学的孩子随后比使用更复杂的书籍接受教学的孩子识别出更多的字母。据推测，孩子们可以更容易地将注意力集中在普通的二维书籍上，而对于另一本书，他们的注意力被吸引到三维活动上。对于幼儿的教育书籍来说，少即是多。
正如这些不同的研究表明的那样，婴儿和幼儿对符号的许多方面感到困惑，而这些方面对于成年人来说似乎是直观明显的。他们必须克服障碍才能对符号的代表意义形成成熟的观念，而今天，许多人必须掌握不断扩展的各种符号。也许更深入地了解成为具有象征意义的头脑的各个阶段，将使研究人员能够识别和解决可能源于难以掌握符号含义的学习问题。