本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
1990年，研究人員帕特里克·基洛寧和雷蒙德·克里斯特爾發現了一個驚人的相關性。
他們給大批美國空軍新兵進行了各種工作記憶測試，參與者在測試中對單個字母執行簡單的操作。例如，在“字母重新編碼”任務中，計算機會短暫顯示三個字母
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
H、N、C
隨後是一條指令，例如
加 4
答案將是
L、R、G
當然，加四個字母是小菜一碟。困難的部分是在執行下一個心理操作時記住字母，並在頭腦中記住這兩個字母，同時對第三個字母進行操作。隨著更復雜的指令和更多需要在您腦海中轉換的字母，這會變得越來越困難。
在四項不同的研究中，他們發現工作記憶測量與各種推理測量之間存在極高的相關性——範圍從 0.80 到 0.90。事實上，相關性非常高，以至於他們將論文命名為：“推理能力（幾乎）只是工作記憶容量？！”
此後的許多研究證實，工作記憶是流體推理的重要貢獻因素。在智力研究人員測量過的所有認知能力中，流體推理是最通用的認知能力，解釋了所有其他認知能力中最大的變異量。在那些利用最少先驗知識和專業知識的問題上，推斷關係和發現模式的能力在人類智力功能的幾乎所有領域都發揮著不同程度的作用。
但是工作記憶和流體推理之間的關係到底有多強呢？正如科學中經常出現的情況一樣，工作記憶和流體推理之間相關性的強度一直變化不定，使得工作記憶和流體推理之間的真實關係難以確定。
不一致的原因有很多。不同的研究包含不同的測試選擇、不同數量的測試以及參與者之間不同範圍的認知能力。這些方法論細節很重要。
一項新的研究表明，還有一個額外的因素在起作用：測試的時間。亞當·丘德爾斯基回顧了 26 項研究，這些研究管理了工作記憶和瑞文標準推理測驗的測量，瑞文標準推理測驗是流體推理最廣泛使用的測量方法。*
在瑞文測驗的每個問題中，您都會看到一個 3x3 的矩陣，您必須找出完成該模式的缺失部分
在這個測試中取得好成績需要什麼？事實證明，解決此測試中的所有專案只需要少數規則。較容易的問題要求您應用單個規則——例如新增或減去單個屬性（例如一條線）。但是較難的問題需要結合多個規則，並處理多個屬性（例如形狀、大小和顏色）。解決瑞文測驗專案中的困難在於，您必須從不相關的屬性中篩選出相關的屬性，並在測試規則時將規則記在腦海中。當某些規則不起作用時，您必須知道何時停止沿著該路徑前進並重新開始。由於這項任務需要發現新穎刺激之間抽象關係的能力，因此它是非語言流體推理的良好度量。
丘德爾斯基發現，增加瑞文測驗時間壓力的研究顯著增加了工作記憶和流體推理之間的相關性。換句話說，當人們有更多時間進行推理時，工作記憶容量對流體推理的貢獻就不那麼大了。
他發現這一發現很有趣，因此在兩項研究中，他決定深入挖掘。
在他的第一項研究中，他對 1,377 名年齡範圍為 15-46 歲的人進行了多項工作記憶和流體推理測試。使用一種稱為驗證性因素分析的統計技術，他證實了流體推理測試的時間壓力會影響工作記憶和流體推理之間相關性的強度。
在“高度加速組”（20 分鐘）的情況下，工作記憶解釋了流體推理的所有變異，而在“非加速組”（60 分鐘）的情況下，工作記憶僅佔流體推理變異的 38%
丘德爾斯基在第二項研究中重複了這一發現，發現在流體推理期間沒有時間壓力的情況下，工作記憶僅解釋了推理表現差異的三分之一左右。此外，他發現“關係學習”的度量——從先前的字母關係中學習以提高後續數字關係處理效率的能力——也獨立地促成了流體推理的變異量。
為什麼這很重要？
這些結果表明，我們可能嚴重低估了人們在施加嚴格時間壓力下的流體推理能力。這項研究與其他最近的研究一致，這些研究表明“快速智力”可以與“慢速智力”區分開來。
試圖評估一個人流體推理水平的研究人員、教育工作者和商業領袖面臨一個難題：您是透過高度加速的任務來衡量一個人的流體推理能力，還是給個人更多機會來展示他或她的推理能力？正如丘德爾斯基指出的那樣，
“前一種測試方法 [高度加速的測試] 將衡量在動態環境中應對複雜性的能力，因此具有很高的現實世界有效性，因為世界的技術和資訊壓力迅速增加，但它可能會低估那些無論其能力有限，但在不太動態的環境中也能制定出良好解決方案的人。後一種方法 [更寬鬆的時間壓力] 將更全面地說明推理能力，包括工作記憶之外的智力功能的貢獻，並且似乎是對工作記憶的補充，但它也可能包含大量噪聲（例如，學到的依賴於任務的策略），從而對個人在要求苛刻、限時且完全新穎的任務中未來的有效性評估產生負面影響。”
這很重要，因為如果有更多時間，人們可以彌補其工作記憶容量的限制。例如，人們在學習如何繪製圖表來表示問題後，流體推理能力會大幅提高。當肯尼斯·吉爾霍利和他的同事口頭呈現三段論時，這對工作記憶提出了更高的要求，因為參與者必須將前提儲存在腦海中。但是，當三段論的所有前提都保留在投影儀螢幕上時，人們的表現會更好，因為他們可以將前提從工作記憶中卸載出來，並釋放有限的資源來構建問題的高效心智模型。
在過去的十年中，約翰·斯威勒和他的同事設計了教學技術，可以減輕學生的工作記憶負擔，並提高學習興趣。他們借鑑了專業知識和工作記憶文獻，使學習情境的複雜性與學習者相匹配，試圖減少可能干擾推理和學習的不必要的工作記憶負荷，並最佳化與學習最相關的認知過程。
這對腦力訓練干預也有影響。正如我在之前的一篇文章中提到的，認知訓練文獻是一個沼澤。雖然有些研究發現提高工作記憶可以提高流體推理能力，但另一些研究發現缺乏轉移。
認知訓練文獻中不一致的潛在原因可能是任務的時間安排。例如，蘇珊娜·雅吉和她的同事在極端時間限制下（例如，18 道瑞文測驗專案 10-11 分鐘）進行了流體推理測試，發現工作記憶訓練顯示流體推理表現有所提高。相比之下，羅伯託·科洛姆和他的同事在標準時間壓力下進行了流體推理測試，發現工作記憶訓練對流體推理沒有影響。
鑑於丘德爾斯基的研究，這些矛盾的發現是有道理的：當流體推理任務有嚴格的時間限制時，它們本質上是工作記憶的測試。因此，在這種情況下，您會期望從工作記憶到流體推理有更多的轉移。但是，當流體推理任務的時間壓力更寬鬆時，工作記憶與流體推理的關聯性較弱，其他認知機制就會發揮作用，例如關係學習和聯想學習。此外，還可以使用外部輔助工具，例如使用圖表來促進更精細和高效的心智模型的構建。
結論
工作記憶與流體推理：相同還是不同？這取決於情況。對智商測試施加極端的時間壓力會迫使人們幾乎完全依靠其有限容量的工作記憶容量，而給人們更多的時間思考和推理則使他們有更多機會將其他有助於其智力才能的認知功能帶到桌面。
© 2014 斯科特·巴里·考夫曼，保留所有權利。
* 透過建立您自己的瑞文測驗專案，贏取現金獎勵和科學論文的共同作者身份！
注意：本文的部分內容摘自《天賦不足：重新定義智力》。
圖片來源 #1：istockphoto；圖片來源 #2：喬治·杜特西奧普洛斯；圖片來源 #3：丘德爾斯基研究