从某种意义上说，科学教育者很轻松。他们描述的事物本身就非常奇特有趣——看不见的场、分子机器、解释生命统一性和宇宙起源的原理——其中大部分教学注意力都已融入其中。然而，他们在不得不与一种特别顽强的、高等教育的克星作斗争时，会感到困难：这种克星被恰当地（如果无可救药地陈词滥调）称为“先入为主的观念”。比单纯的无知更糟糕的是，关于科学的幼稚想法会导致人们自信地做出错误的决定。在一个许多高风险问题最终归结为科学的世界里，这显然是个问题。
当然，解决问题的方案在于良好的学校教育——清空人们头脑中关于世界如何运作的幼稚猜测和直觉，并用经过反复测试和验证的健全的科学原理重新填充它们。擦除旧的操作系统，安装新的操作系统。然而，根据安德鲁·什图尔曼和约书亚·瓦尔卡塞尔最近的一篇论文，我们可能无法如此干净利落地用新想法取代旧想法。虽然科学作为一个领域会抛弃错误或缺乏的理论，但什图尔曼和瓦尔卡塞尔的研究表明，即使是具有科学素养的个体，也倾向于保留他们早期、未经教育且常常错误的关于自然世界的理论。即使在我们了解到这些直觉没有任何科学依据之后，它们仍然会微妙地持续存在并影响我们的思维过程。就像旧习惯一样，旧概念似乎难以消失。
对旧概念的持久性进行测试不能直接进行。相反，必须设置一种情境，使旧概念（如果存在）可以明显地干扰心理表现。为此，什图尔曼和瓦尔卡塞尔设计了一项任务，测试受试者验证简短科学陈述（例如：“空气是由物质组成的”）的速度和准确性。在一个巧妙的转折中，作者交替穿插了两种陈述——在幼稚理论和正确的科学理论下具有相同真值的“一致”陈述，以及“不一致”陈述。例如，“空气是由物质组成的”这句话是不一致的：在幼稚的理论下，它是错误的（空气似乎只是空的空间，对吧？），但在科学上是正确的。相比之下，“人们将食物转化为能量”这一说法是一致的：任何吃过饭的人都知道这是真的，而科学通过补充消化、呼吸和新陈代谢的细节来证实这一点。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
什图尔曼和瓦尔卡塞尔对150名大学生进行了200项此类陈述的测试，其中包括来自天文学、进化论、生理学、遗传学、波等几个领域的相同且随机混合的一致和不一致陈述。科学家们测量了参与者的反应速度和准确性，并研究了评估一致和不一致陈述方式的系统性差异。
如果科学概念一旦被学习，就会被完全内化，并且不会与我们早期幼稚的概念发生冲突，那么人们会期望一致和不一致的陈述会以类似的方式被处理。另一方面，如果幼稚的概念从未被完全取代，并且悄悄地融入我们的思维过程，那么评估不一致的陈述应该会花费更长的时间。换句话说，违背我们曾经持有的幼稚理论的看法，应该需要一些额外的脑力劳动（和时间）。
这正是什图尔曼和瓦尔卡塞尔发现的。虽然不同测试领域之间存在一些差异，但不一致的陈述平均需要多花费将近半秒的时间来验证。当然，在解释这个结果时存在一个重要的难题。具体来说，可能只是与幼稚直觉相冲突的科学概念，比与我们直觉一致的概念学得更不稳定。在这种观点下，反应时间的差异不一定是我们的头脑中旧概念和新概念之间持续内部冲突的证据——这只是一个问题，即某些概念比其他概念更容易获得，这取决于它们学习的效果。
然而，有一些证据反对这种解释。首先，作者发现，那些最掌握科学概念（由他们的总体准确性决定）的参与者，在验证不一致的陈述时特别慢。基于学习的性能解释会预测相反的情况——掌握和速度应该齐头并进。更有说服力的是，另一项研究表明，即使那些在特定科学领域达到了极高水平能力的人，仍然容易根据童年时期幼稚的早期概念进行分类。在与什图尔曼和瓦尔卡塞尔的任务类似的快速分类任务中，发现大学生物学教授在将植物分类为活体相对于移动的非生物时，花费的时间更长，这是一种将运动与生命等同起来的偏见，这种偏见在幼儿中很明显。
总而言之，这些发现表明，我们可能天生就倾向于对自然世界抱持某些理论，这些理论很难被彻底取代或重组。这些幼稚的理论提供了猜测和经验法则，可能在我们需要思考原子、细胞或相对论之前很久就帮助我们生存下来。虽然一些学习理论认为未经教育的头脑是需要替换的“误解的集合”，但也许替换是一个无法实现的目标。或者，如果它是可以实现的，我们可能需要重新思考科学的教学方式。
您是专门研究神经科学、认知科学或心理学的科学家吗？您是否读过最近一篇您想撰写的同行评审论文？请将建议发送给《心灵问题》编辑加雷斯·库克，他是《波士顿环球报》的普利策奖获奖记者。可以通过garethideas AT gmail.com或Twitter @garethideas联系他。