认知地图(cognitive map)是心理学与认知科学中的一个概念，指个体在过往经验基础上形成的、对外部环境的事物及其关系的内部心理表征，因功能上类似地图对地形与地物的代表而得名。该概念由美国心理学家爱德华·托尔曼于1948年提出，最早用于解释大鼠在迷宫中的灵活寻路行为。[1][2] 此后它被拓展到神经科学、地理学、城市规划与教育等领域，成为理解空间认知、记忆与决策的重要框架。[3]
定义
认知地图是认知学习理论中的一个重要概念，被视为一种心理机能结构。它建立在既往经验之上，是个体为外部环境建立的内部表征，也可理解为贮存于记忆中的、关于现实世界事物及其关系的抽象表象。因为这类表象以人对世界的知觉为基础，其作用类似地图对地形、地物的代表，故得此名。最早把它引入心理学文献的是美国心理学家爱德华·托尔曼(Edward Tolman)。[4][5]
从内容上看，认知地图包含地标、路径之间的连接以及距离和方向关系，非空间属性与情感联想也会被一并贮存。它既记录事件的简单顺序，也记录方向、距离乃至时间关系，因此被看作对局部环境的一种综合表象。[6][5]
关于认知地图的性质，学界长期存在两种解释。模拟观点认为它是真实环境的复制品，与物质环境大致对应，就像一幅存在于头脑中的环境图像；命题观点则强调信息以赋予意义的方式贮存，客观环境被再现为许多相互联系的概念。后续研究倾向于把两者结合起来，认为认知地图兼有模拟与命题两方面的性质。[5]
原理
认知地图假说来自对动物迷宫学习的实验研究。托尔曼根据一系列大鼠实验提出，动物习得的并不是一连串左转、右转的刺激—反应联结，而是在脑中对环境进行加工之后建立起来的整体关系模式，他把它称为符号—格式塔。当大鼠熟悉的通道被阻断时，它们常能立刻选择其他通向目标的路线，而这条路线可能此前从未走过，这说明动物掌握的是迷宫的整体布局，而非固定动作序列。[5][7]
与此相关的现象被称为潜伏学习。在未给予食物奖励的阶段，大鼠仍会学习迷宫，只是这种学习不表现于行为；一旦开始提供奖励，它们的错误迅速减少，成绩很快赶上自始至终受奖励的对照组。这一结果被用来论证强化并非学习发生的必要条件。[8][9]
有研究把个体学习新空间时获得的知识分为两类：路线知识与构型知识。路线知识是关于沿某条路径如何行走的知识，构型知识则涉及地标之间的整体配置关系。在较简单的空间里，即便年幼儿童在学会一条具体路线之后，也能表现出一定的构型知识。[2]
认知地图的神经基础在20世纪后期逐渐被揭示。约翰·奥基夫于1971年发现，大鼠海马体内有些神经元在动物处于房间某一特定位置时被激活，他把这些细胞称为位置细胞，并认为它们构成了对空间的内部地图。30多年后的2005年，迈-布里特·莫泽与爱德华·莫泽在内嗅皮层发现了网格细胞，这类细胞构成坐标系，使精确定位与寻路成为可能。[10][11]
发展历程
1948年，托尔曼在美国《心理学评论》上发表论文《白鼠和人的认知地图》，报告了潜伏学习、替代性尝试错误、寻找刺激、假设检验与空间定向等5类实验，并正式提出认知地图这一概念。[1][12]
1960年，城市规划学者凯文·林奇出版《城市意象》，通过让居民绘制草图来研究人对城市环境的心理表征，并把城市意象归纳为路径、边界、区域、节点与地标5个要素。此后罗文森在1961年研究环境意象，沃尔波特在1964年研究空间选择过程，这些工作在20世纪60年代后期到70年代前期为行为地理学与空间认知研究打下了基础。[13][4]
20世纪80年代以来，随着信息加工理论的介入，认知地图研究逐渐由静态描述转向动态过程分析。1971年位置细胞的发现与2005年网格细胞的发现，把这一概念从行为层面的解释推进到细胞层面，相关研究者于2014年获得诺贝尔生理学或医学奖。[5][10]
这一术语后来还被一些研究者，尤其是在运筹学领域，推广用来指称表示个人知识或图式的语义网络。[3]
应用
在城市规划与设计研究中，认知地图法被用来考察人们如何把握空间及空间要素，自林奇将其用于城市意象研究后，该方法在此领域占据独特位置。常见的调查方式包括自由描画法、限定描画法、圈域图示法和空间要素图示法。[14]
在地理教学中，心理地图常被作为学习策略使用，教师引导学生把地理事实与地理规律对应到头脑中的空间框架上，以培养区域认知与空间思维能力。相关研究还关注空间区位、个体偏好等因素对认知进展的影响。[15][13]
在神经科学与医学领域，对大脑定位系统的研究为理解阿尔茨海默病患者空间记忆丧失的机制提供了线索，因为这类患者的海马体与内嗅皮层常在病程早期受累。[16]
认知地图还被应用于教育、考古、建筑、景观设计、城市管理与历史等多个领域的研究，其含义也因此变得相当宽泛。[3]
局限
认知地图至今仍缺少统一的定义。它有时被当作隐喻性提法使用，在不同学科中指代的对象并不一致，边界也不清晰。[5][3]
对“脑中的地图”这一比喻也有不同意见。有分析指出，认知地图并不是单一而整合的表征，而是由地标、路段和区域等离散片段构成，这些片段往往只被部分地联系起来，其空间知识也难以用欧氏几何一类度量几何来描述。[6]
在动物实验层面，托尔曼的结论并未被普遍复制。有研究以动物能否走捷径作为判断依据，发现大鼠难以进行自发的空间推理，进而对其是否拥有认知地图提出质疑；该研究同时也发现大鼠可能存在潜伏学习等其他学习策略。[17]
托尔曼本人也指出认知地图有宽窄之分。脑损伤、环境线索安排不当、对原有路径的过度重复以及过强的挫折情境，都会使动物和人的认知地图变得狭窄。[1]
参见
参考资料
- APA PsycNET . apa.org [引用日期2026-09-29]
- Mental Maps, Psychology of . sciencedirect.com [引用日期2026-09-29]
- Cognitive map - Skip to main content . epfl.ch [引用日期2026-09-29]
- [科普中国]-认知地图 - 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
- 图文详情——科普中国资源服务 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
- Cognitive Map . sciencedirect.com [引用日期2026-09-29]
- The Neural Basis of a Cognitive Map . orkg.org [引用日期2026-09-29]
- Psychology, Learning, Operant Conditioning . texas.gov [引用日期2026-09-29]
- 迷津学习 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2014 . nobelprize.org [引用日期2026-09-29]
- 2014年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖、化学奖揭晓----中国科学院 . cas.ac.cn [引用日期2026-09-29]
- Cognitive maps in rats and men : Psychological Review . ovid.com [引用日期2026-09-29]
- 城市认知地图 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
- 规划设计学中的调查方法5——认知地图法 被引量：33 . cqvip.com [引用日期2026-09-29]
- 心理地图 . cnki.com.cn [引用日期2026-09-29]
- 中国科普博览 . kepu.net.cn [引用日期2026-09-29]
- The neural basis of a cognitive map . oatd.org [引用日期2026-09-29]
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最近更新：2026-09-29T11:51:27Z
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