年代俄亥俄州立大学(Ohio State University)工程教育教授赫里尔·索比(heryl Sorby)过去总是得a。从她记事起，她就觉得学术轻而易举。她尤其擅长数学和科学，但“我从没想过有哪门学科我做不到，”她实事求是地说。
因此，当她开始上工程学校时，她惊讶地发现，她在一门大多数同行都认为简单的课程中苦苦挣扎：工程制图。这是一门一年级的课程，对于一个非工程师来说，听起来有点像一门光荣的绘画课。
最难的部分是正交投影，这是一项基本的工程任务。给定一个物体的俯视图、前视图和侧视图，工程师必须能够在头脑中将二维表示合成为三维物体。如果你擅长心理学家所说的心理旋转，这很容易。
索比不是。令她惊讶和困惑的是，她发现自己不知所措。她说：“这是我第一次不能在教室里做事。”。“我没有意识到我的空间技能很差。”
索比远离独自一人。经过几十年的研究，空间认知已成为少数几个领域之一，其中女性不会像精神旋转或“Wayfinding一样的任务”或“Wayfinding”，在物理空间中定位。争议地，这种差异已被用于解释干预中的性别不平衡（科学，技术，工程和数学1)领域。在美国，三分之一的大学教授是女性，但在理工科教授中，女性仅占五分之一。
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不过，最近的研究已经澄清了空间能力方面的差距。科学家说，这种差异在很大程度上是由文化力量造成的，是可以克服的。索比说，大脑的可塑性允许女性改善和增强她们的空间能力，一旦她们得到了正确的工具。“这可能是让更多女性进入工程领域的一大难题，”她说。
男性在心理旋转方面明显优于女性，尤其是在三个维度上。
心理学家长时间认为男性和女性大脑从根本上不同。但在1974年的里程碑中，斯坦福发展心理学家埃莉诺宏观和卡罗·杰克林评论了成千上万的研究，并发现了相反的：BY和大，数据支持传统智慧并不多。是的，男人的大脑更大，但他们的身体也是如此;除了尺寸外，没有明确的雄性特征证明是男性或女性的大脑。发表的2015年研究美国国家科学院院刊他的结论是:“人类的大脑不属于两个截然不同的类别:男性的大脑/女性的大脑。”
然而多年来，研究记录了男性和女性认知能力的差异，麦克科比和杰克林在1974年指出了这一点。犹他大学的人类学家Elizabeth Cashdan说，空间技能是最大的认知性别差异。
以索比在工程制图课上遇到的投影问题为例。他们利用观察形状的能力，从不同的角度和角度想象形状。男性在心理旋转方面明显优于男性，尤其是在三个维度上；它们在“瞄准”方面也有明显的优势，一位研究人员将其定义为“将投射物精确瞄准空间中某一特定点的能力”
麦克比和杰克林还发现了数学和语言能力的差异。但此后的数据显示，空间认知能力或许可以解释心理学家在数学能力方面测量到的一些性别差距。在心理旋转测验中得分高的人在涉及几何或故事问题的数学问题上得分也高。例如，空间认知比SAT或GRE分数更能预测工程领域的成功。
那么，是什么解释了这种差距呢？值得注意的是，空间认知的差异是广泛的，并且已经在世界各地的测试中出现。它们在如此多的文化中如此普遍，以至于不能单纯地解释为西方育儿实践或教育的产物。
“如果它只是文化，那么在一些文化中应该是不同的。无论是荷尔蒙还是演化，它必须是某种生物因素，“索尔比说。“也许它开始作为一个小的生物学差异，因为环境而变得更大。”
心理学家研究了一些生来就患有先天性肾上腺增生症(CAH)的女孩，这些女孩混乱的肾上腺会产生高水平的激素，比如睾丸素。尽管睾丸激素通常在出生后治疗，但研究人员把在子宫中暴露于高水平睾丸激素的女性作为一种自然实验来研究激素是否可以解释认知能力方面的一些性别差异。结果表明，有CAH突变的女性在心理旋转测试中比没有CAH突变的姐妹表现更好，这表明即使你控制了抚养子女的因素，激素也可能是影响空间能力的一个因素。
然而，因果关系很难区分。这种差异可能意味着睾酮对海马体的发育有一定影响，而海马体是与空间能力联系最紧密的器官。但患有CAH的女孩也表现出对积木等“男性玩具”的偏爱。也许是荷尔蒙促使孩子们倾向于某些特定领域的技能，这是社会放大和鼓励的一种现象。
卡什丹说，性别差距可能有进化的基础。她观察了世界各地的文化，并考虑了对其他物种行为的研究，从燕八角鸟到墨鱼，得出的结论是，雄性的活动范围比雌性更远，一生中会旅行更远，进入不太熟悉的领域。
强大的课程：虽然空间认知中的性别差距是真实的，但它们不是固定的。
她的基本前提是，男人已经进化到流浪，在寻找食物和更多的伴侣。旅行越来越远的男性和离家越来越近、专注于保护和养育后代的女性一样，具有生殖优势。对传统和现代人类社会的研究表明，更大的范围对应于更好的空间认知，包括心理旋转和寻路，即导航和找到自己的方向的能力。
目前还不清楚是偏爱漫游有助于男性发展更好的空间认知能力，还是更好的空间认知能力使他们的漫游成为可能。“我们不知道原因，也不知道后果，”卡什丹说。显然，文化偏见会产生影响。无论是有意还是无意，女孩几乎一出生就被推离有助于她们发展空间技能的活动。随着孩子的成长，父母会对孩子的兴趣做出反应，很快就会使原本可能非常轻微的偏见复杂化。
芝加哥医学院罗莎琳德·富兰克林医学与科学大学的神经学家莉斯·艾略特(Lise Eliot)说:“父母非常关注性别差异，而儿子和女儿之间的任何差异往往是由性别决定的。《粉红大脑，蓝色大脑:微小的差异如何演变成麻烦的差距，以及我们能做些什么》．
随着时间的推移，“男孩”玩具加强了掌握脑助推器的技能。在高中和花费3-D电脑游戏的时间里乘坐乐乐和街区，所有人都被证明可以提高精神旋转测试的分数。
最终，将先天与后天分离是不可能的。但索比和其他研究性别差异的人表示，这可能并不重要。坦普尔大学(Temple University)的认知与发展心理学家诺拉·s·纽科姆(Nora S. Newcombe)曾研究空间认知中的性别差异，她对科学领域女性匮乏是由于先天缺陷的观点感到愤怒。她说:“我认为这可能是一种生物学机制，但就人类潜能而言，它似乎不那么重要。”“这看起来像是一个借口。”一个不去努力改善我们可能缺乏的地方的借口。
此外，虽然比较男性和女性的认知表现可能会产生可衡量的差异，但平均水平并不能说明全部情况。普渡大学(Purdue University)化学教育教授乔治·m·博德纳(George M. Bodner)解释说:“许多女性的空间能力明显强于许多男性。”博德纳设计了一种通常用于测量空间认知能力的测试。博德纳强调，重要的是不要让性别差距意味着所有男性在空间认知任务上都优于所有女性的神话延续下去。关于空间能力的刻板印象有潜在的影响。博德纳说:“当女性听到诸如‘与男性相比，她们的空间能力较差’之类的谬论时，她们往往会相信这对自己来说是真的，但事实往往并非如此。”
索比已经顽固了一点，她可能会完全留下工程。相反，她继续赚取一个学士学位，然后赢得博士学位。在密歇根科技机械工程中，后来被聘为师成员。随着索尔比采访了更多的工程课程，她在空间认知任务中变得更好，直到最终她发现自己的教学工程图形，这是几乎将她作为本科的课程。“谈到空间技能时，大脑是漂亮的塑料，”索尔比说。“我已经将我的空间技能变得完全作为成年人。”
然而，最初的经历从未离开过她。作为一名教授，她注意到有才华的年轻女性和她一样挣扎。所以她开始寻找解决办法。她说:“性别差距的存在是一个挑战，但这并不是死刑判决。”“我知道这是我们能解决的问题。”
她和同事Beverly J. Baartmans一起开发了一门空间可视化课程，以帮助她的学生发展他们的空间认知技能。这个15个小时的项目——使用积木、素描、软件和充满练习的练习册——让参加这个项目的女性在基本空间认知测试中与男性的基准水平平起平坐，帮助工程学女学生提高了20%到30%的记忆力。索比说:“如果一开始有100名女性，那么有50人毕业后会成为工程师。”“如果我们给他们这种干预，80人将从工程专业毕业。”
例如，将运动和手势与可视化联系起来的练习——操纵块从不同角度绘制它们——似乎影响最大，而仅仅是计算机练习根本无法移动指针。“素描似乎真的很有帮助，”索比说。“做手势和用手可以帮助你形象化。”
纽康比说，像索比这样的程序可能会改变我们大脑在亚细胞水平上的工作方式。她说:“可塑性是关于功能连接的，或者你对你的大脑做了什么。”“单个神经元可能生长或失去输入和输出，或在突触水平发生化学变化。”有力的教训是:尽管空间认知中的性别差距是真实存在的，但它们并不是固定的。纽康比说:“对于大多数认知能力来说，都有很长的可塑期——也许是无限的。”“每个人都可以变得更好。”
每个人都是指男人。例如，索比的项目也提高了工科男生的空间技能，提高了他们的考试成绩。因为她们的起步比她们的女性同行早，所以她们的成绩往往使她们在课程结束后的空间认知测试中领先。然而，索比说，这门课程在男性的保留率上有了微小的差异，“但我们看到了女性的巨大差异。”
索比仍然不确定大脑中到底发生了什么。她刚刚开始了一项实验，通过功能磁共振成像（fMRI）脑部扫描来观察她的程序是否会导致大脑变化。她承认：“了解原因很重要，而不仅仅是如何。”。但就目前而言，她仍然对所学到的东西感到高兴。“我们有这种干预，我们知道它是有效的，”她说。“我们知道，有了15个小时的教学，女生从工程专业毕业的可能性要大得多。”
安德鲁·库里是德国柏林的一名记者。他为多种出版物撰稿，包括考古学，发现，国家地理，和《连线》杂志。你可以在Twitter @ spoke32上关注他
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测试答案
轮换：B。
立方体:1)极右方框;2)机顶盒;3)极右框;4)中间框;5)中间框;6)极左的盒子。
本文最初发表于2016年1月的“空间”问题。
