大脑中的图片
人们构建内部表征的理论已有几个世纪了。古希腊哲学家亚里士多德（公元前384～公元前322年）认为，记忆就像在大脑中储存图片。哲学家们从那时开始就争论这一问题，但直到大约120年前，科学家才加入到这一争论的行列。1883年，英国的科学家弗朗西斯·加尔顿（1822～1911年）通过让被试者想象餐桌的样子来研究大脑的意象。许多被试者都说他们对餐桌没有心理印象，他们只记得吃过的东西，认为餐桌在大脑中没留下印象。
心理学家们经过研究认为，人能产生心理意象。描绘大脑功能的技术，如功能性磁共振成像能显示人脑的哪个部位最活跃。当人们看图片时，大脑初级视皮层就开始努力运行。当拿走图片时，初级视皮层就会松弛下来。当人们回想刚才看到的图片时，初级视皮层会再次开始运行。实际上，初级视皮层几乎在图片呈现的同时运行。这一研究表明，不管我们是看图片还是想象图片，大脑的同一区域都很活跃。
如果想象我们刚刚看过的图片就像现在正在看一样，我们从未看过的图片又怎样呢？人们擅长形成心理意象。想象一下在对面的地上有只跳跃的知更鸟，在它后面有一头母牛，母牛弯着脖子看着知更鸟。当被试者想象这些图片时，许多人都会经历相同的事件序列。首先，他们看到了一只知更鸟。知更鸟在他们心理意象中体型较大，也许占据半张图片。当他们想把母牛包含进来时，他们就从知更鸟那儿“放大”，或者把知更鸟“缩小”，以便在意象中为母牛留下足够的空间。
心理旋转
想象从不同的角度看同一物体的两张图片。人们经常会推断出，两张图片的物体相同，但他们是怎样得出这一结论的呢？很多人感到好像在他们的想象中旋转了物体，直到它与另一个物体的方位一致为止。他们因而知道两个物体相同。
人们真的在想象中旋转物体，并对它们加以比较了吗？1971年，罗格·施帕德和雅克林·梅兹勒为此做了一系列的实验以进行探索。他们画了一对物体的很多图片。一些图片是从同一角度画的，另一些是从20°至180°之间不等的角度画的。一组图片显示了不同角度的一对物体，其中一个物体是另一个物体的镜像。
研究人员向一组人员出示了这些图片，并对他们判断这两个物体是否一致所需的时间进行了计时。当施帕德和梅兹勒看到数据结果时，他们注意到，物体每旋转一定的角度，人们就要花更长的时间去判断两个物体是否相同。看起来，人们能在大脑中以每秒钟50°的速度旋转物体的图像。
在后来的实验中，科学家们在图片上加上箭头符号以表示心理旋转的方向。大多时候，箭头的指向正确无误。如果箭头指向顺时针方向的话，图像向顺时针方向旋转就比按逆时针方向旋转效率高。然而在少数情况下，箭头指错了方向。这就误导了实验对象，他们的心理旋转方向也发生错误。研究人员还发现，图像旋转的角度和判断图像所需的时间之间有紧密的联系。
施帕德和梅兹勒的研究工作催生了许多有趣的研究项目。1982年，胡安·奥拉尔和瓦莱里·德利乌斯对鸽子做了相似的实验。与施帕德和梅兹勒以人为实验对象的实验相反，鸽子看起来并未进行图像的心理旋转。鸟类判断图像是否是同一物体所用的时间不受角度差异的影响。
1975年，美国心理学家斯蒂芬·考斯林让人们想象某个动物站在另一个动物旁边。例如，让一个人想象一只兔子蹲在大象旁边。他询问了有关兔子的一个问题，如“兔子的鼻子是尖的吗？”考斯林又让另一个人想象一只兔子，但这次旁边是只苍蝇。当他问第二个人相同的问题时，考斯林发现，若兔子站在大象旁边，人们就要用更长的时间回答有关兔子的问题。
当实验对象构成心理图像时，他们必须“放大”或“缩小”以将动物包含进来。兔子在苍蝇附近的图像要比它在大象附近要大。考斯林表示，回答有关心理图像问题所需的时间与呈现细节所需的“缩放”量关系紧密。如果被试者面前有一大一小两张同一兔子的图片，他们观察较大图像时会更快地看出兔子的鼻子是否是尖的。考斯林认为心理意象也是相同的道理。就像照片，我们在头脑中构成图像的大小也有限，要弄清小的细节也许需要从较近的视角来观察。
将心理意象描绘成大脑中的照片颇具诱惑力。然而，心理意象并不能表征我们所看到的事物；相反地，它们表征了我们对该事物的解释。1985年，德博拉·钱伯斯和丹尼尔·莱斯贝格在一个精彩而又简单的实验中证明了这一点。在合上书之前让你的朋友很快地看一眼右图。问你的朋友图片是什么，是否还可能是其他事物。然后让你的朋友将对该图片的记忆画在纸上，再问一次同样的问题。
大多数人认为，原来图片上画的不是鸭子就是兔子。实际上，这张图片是两可的。实验中没有人在他们的心理意象中既“看到”了鸭子又“看到”了兔子。然而，一旦人们将心理意象画在纸上，几乎所有人都看到了一只动物。
心理意象有固定解释的倾向，而外部世界的图片和照片则不会。头脑中呈现的意象不能简单地描述成内部照片。这些图片是内部表征，其意义是表征的重要部分，心理图片存在的时间也短，默顿·杰恩斯巴切尔的实验很好地证明了这一点。杰恩斯巴切尔向被试者出示了一对图片中的其中一个（如下面图片）。10秒钟后再同时出示两张图片，并询问被试者先前看到的是哪张。
经过10秒的间隔后，大多数人得出了正确的答案，经过10分钟后，得出正确答案的人数和猜谜差不多（正确率为50%）。若被试者在此之前不知道将要被问的问题，实验的效果会最好。经实验证明，从长期来看，被试者不会在头脑中储存像照片一样的意象。他们开始也许会储存，但细节很快会丢失，一些实验表明，心理意象会在大约2秒钟内就会丢失一些照片呈现的信息。
只要被试者选择的图片代表不同的场景或者事件，他们就很容易说出以前是否看过某张图片。后来的研究表明，看过1万张图片的被试者后来只能正确地识别出8300张。