靈魂的科學(xué)探索

　問：什么是靈魂？

　　答：靈魂就是離開軀體但卻具有理智和自由意志的活的生物體。①

——羅馬天主教教義問答手冊

　　驚人的假說是說，"你"，你的喜悅、悲傷、記憶和抱負(fù)，你的本體感覺和自由意志，實際上都只不過是一大群神經(jīng)細(xì)胞及其相關(guān)分子的集體行為，正如劉易斯·卡羅爾（Dewis Carroll）書中的愛麗絲（Alice）所說："你只不過是一大群神經(jīng)元②而已。"這一假說和當(dāng)今大多數(shù)人的想法是如此不相容，因此，它可以真正被認(rèn)為是驚人的。

　　在所有的民族和部落之中，人類對大自然特別是自身特性的興趣由來已久，盡管其表現(xiàn)方式有所不同，這可以追溯到有歷史記載的遠(yuǎn)古時代，并且肯定比這個時間還要早。這從人類廣泛出現(xiàn)的精致的墓葬中就可作出判斷。大多數(shù)宗教都認(rèn)為，人死后仍存在某種形式的精神，它在一定程度上體現(xiàn)了人類的本質(zhì)。如果失去精神，則軀體就不能正常工作，人死后靈魂會離開軀體，至于以后發(fā)生的事情，是上天國、下地獄，還是人煉獄或者轉(zhuǎn)世成為驢子或蚊蟲什么的，不同的宗教則有不同的說法，并非所有的宗教在細(xì)節(jié)上都完全一致。這通常是由于它們基于不同的教義，如基督教的圣經(jīng)和伊斯蘭教的古蘭經(jīng)就形成鮮明的對比。盡管不同的宗教存在差異，但至少在一點上它們有著廣泛的共識：人類確實具有靈魂，這并不僅僅是一種比喻。當(dāng)今大多數(shù)人還抱有這一信念，而且在許多情況下，這一信念相當(dāng)強烈和執(zhí)著。

　　當(dāng)然也有少數(shù)例外。其中之一是少數(shù)追隨亞里斯多德（Aristotle）的極端的基督教徒，他們懷疑女人是否具有靈魂或具有和男人一樣品質(zhì)的靈魂。某些宗教很少關(guān)心死后的生活，如猶太教就是如此。動物是否具有靈魂，不同的宗教也有不同的說法。有一個老笑話說，哲學(xué)家（盡管他們也有區(qū)別）大體上可分成兩類：自己養(yǎng)狗的確信狗有靈魂；自己沒有狗的則否認(rèn)靈魂的存在。

　　然而，今天仍有少數(shù)人（包括共產(chǎn)黨國家的一大部分人）持有完全不同的觀點。他們認(rèn)為，有別于軀體且不遵從我們已知的科學(xué)規(guī)律的靈魂完全是一種神話。我們很容易理解這類神話產(chǎn)生的原因。的確，倘若我們不甚了解物質(zhì)、輻射以及生物進(jìn)化的本質(zhì)，那么這種神話的出現(xiàn)似乎就不足為奇了。

　　那么，靈魂這一基本概念為什么應(yīng)當(dāng)被懷疑呢？當(dāng)然，如果絕大多數(shù)人都相信靈魂，在表面看來，這本身也是靈魂存在的證據(jù)。不過，4千年前，幾乎每個人都相信地球是平的?，F(xiàn)在，這一觀點已發(fā)生了根本變化，其主要原因是現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步。按照我們今天的標(biāo)準(zhǔn)，地球是個很小的地方，但在當(dāng)時卻認(rèn)為很大，盡管還不知道它的確切尺寸。我們今天的大多數(shù)宗教信仰就起源于那個時代。任何一個人的直接知識僅僅來源于地球的一個小小的部分。因而，當(dāng)時人們有理由認(rèn)為，地球是宇宙的中心，而人類處于宇宙的領(lǐng)導(dǎo)地位，隨著時間的消逝，地球的起源漸漸被人們遺忘。而當(dāng)時認(rèn)為的地球的時間跨度，盡管與人的經(jīng)歷相比顯得很長，但在今天看來仍然短得可笑。那時人們相信，地球的壽命少于1萬年，這是不難理解的?，F(xiàn)在我們已經(jīng)知道，它的真正年齡是46億年。在當(dāng)時看來，星星似乎離我們很遠(yuǎn)，大概固定在球形的太空。而宇宙可延伸到無限遠(yuǎn)（大于100億光年），這在當(dāng)時簡直是不可想像的事情（某些東方宗教，如印度教，則是例外。他們把夸大時間和距離純粹作為一種樂趣）。

　　在伽利略（Gali1eo）和牛頓（Newton）之前，我們的基礎(chǔ)物理學(xué)知識還是很原始的。太陽和行星被認(rèn)為是以某種非常復(fù)雜的方式有規(guī)律地運動著。因而他們有理由相信，只有天使才能引導(dǎo)它們。還有什么別的力量能使它們的行為如此規(guī)律呢？甚至到了16、17世紀(jì)，我們對化學(xué)的理解大部分還是不正確的。事實上，直至本世紀(jì)初，還有某些物理學(xué)家懷疑原子是否存在。

　　今天,我們已經(jīng)知道了很多有關(guān)原子的特性，并賦予每種元素一個原子序數(shù)。我們已經(jīng)詳細(xì)地了解到它們的結(jié)構(gòu)以及控制它們行為的大部分規(guī)律。物理學(xué)已經(jīng)為化學(xué)提供了理論框架。我們的有機化學(xué)知識與日俱增。

　　我們承認(rèn)，在很短的距離（在原子核內(nèi)）、極高的能量及極大的引力場中發(fā)生的事情我們還不能真正理解。但是大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，對于地球上我們通常所處的條件（只有在非常特殊的情況下，一種原子才轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖粋€原子），我們知識上的這種不完備性，對理解思維和腦影響不大。

　　除了基本的化學(xué)和物理學(xué)知識之外，地球科學(xué)（如地理學(xué)）和天文科學(xué)（天文學(xué)和宇宙學(xué)）已經(jīng)為我們生存的世界和宇宙描繪了一幅與傳統(tǒng)宗教建立時的基本觀念遇然不同的圖畫。宇宙的現(xiàn)代圖景及其發(fā)展規(guī)律，構(gòu)成了目前生物學(xué)知識的基本背景。在過去的一個半世紀(jì)的歷程中，這些知識發(fā)生了根本性變化。直到達(dá)爾文（Darwin)和華萊士（Wallace）各自獨立地發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致生物進(jìn)化（自然選擇過程）的基本機制之前，"造物的論點"（Argument from Desgn）似乎仍然是不可辯駁的。像人體這樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜和設(shè)計精巧的有機體的產(chǎn)生，不借助至靈至慧的造物主的設(shè)計怎么可能呢？今天，這一論點已經(jīng)完全過時了。我們知道，一切生命，從細(xì)菌到我們?nèi)祟愖约海际桥c生物化學(xué)水平的活動緊密相關(guān)的。地球上的生命已經(jīng)存在了數(shù)十億年，這期間許多種類的動物和植物都已經(jīng)發(fā)生了變化，而且往往是根本性的變化?？铸堃呀?jīng)滅絕，在它們生活的地方，出現(xiàn)了很多新的哺乳動物。今天，無論是在野外還是在實驗室內(nèi)，我們都可以觀察到基本的進(jìn)化過程。

　　在本世紀(jì)，生物學(xué)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。對基因的分子基礎(chǔ)及其精確的復(fù)制過程，對蛋白質(zhì)及其合成機制的詳細(xì)知識，都有了更深入的了解，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，蛋白質(zhì)具有很強的功能，其用途也非常廣泛，它能構(gòu)成精巧的生化裝置的基礎(chǔ)。胚胎學(xué)（目前經(jīng)常被稱為發(fā)育生物學(xué)）是當(dāng)前研究的重點。一個海膽的受精卵經(jīng)過多次分裂，最終會變成一個成熟的海膽，但是，如果把受精卵第一次分裂后的兩個子細(xì)胞分開，那么每個子細(xì)胞就會各自發(fā)育成一個獨立的、但卻更小的海膽。類似的實驗也可以在蛙卵上完成。經(jīng)過分子自身的重新組織，從本來應(yīng)該產(chǎn)生一個動物的物質(zhì)中產(chǎn)生出兩個小動物，這一現(xiàn)象在100年前發(fā)現(xiàn)時，曾被認(rèn)為是某種超自然的生命力（Life Force）作用的結(jié)果。根據(jù)生化基礎(chǔ)，用有機分子和其他分子的特性及其相互作用去解釋生物的戲劇性復(fù)制，似乎是不可想像的事情?，F(xiàn)在，對這一過程的發(fā)生機制，在原理上我們感到已經(jīng)沒有什么困難了。我們曾料想這種解釋是很復(fù)雜的?？茖W(xué)史上充斥著一些觀點，認(rèn)為有的東西在本質(zhì)上就是不可理解的（如"我們永遠(yuǎn)不會知道星星是由什么形成的"），在大多數(shù)情況下，時間將會說明，這些預(yù)言是不正確的。

　　一個現(xiàn)代的神經(jīng)生物學(xué)家，無須借助靈魂這個宗教概念去解釋人類和其他動物的行為。這使人想起當(dāng)年拉普拉斯（Laplace）解釋太陽系的運動規(guī)律時，拿破侖（Napleon）曾經(jīng)提出的問題："那么，上帝如何發(fā)揮作用呢？"拉普拉斯回答："陛下，我不需要這一假設(shè)。"并非所有的神經(jīng)科學(xué)家都相信靈魂是一個神話，約翰·埃克爾斯爵士（sir John Eccles）就是一個明顯的例外，但大多數(shù)科學(xué)家確實認(rèn)為靈魂是神話。這并非是由于他們能證明靈魂這一概念是虛假的，而是他們目前并不需要這一假設(shè)。從人類歷史發(fā)展的角度看，腦研究的主要目標(biāo)不僅僅是理解和治療各種各樣的腦疾病（盡管這是很重要的），更主要的是掌握人類靈魂的真正本質(zhì)。不管靈魂這個術(shù)語是比喻性的或是確實存在，它恰恰是我們正在試圖研究的東西。

　　許多受過教育的人，特別是在西方世界，也都相信靈魂僅是一種比喻。一個人在被孕育之前和死后是不會存在個人生命的，他們也許會把自己稱為無神論者、不可知論者、人文主義者，或是離經(jīng)叛道的信徒，但他們都否認(rèn)傳統(tǒng)宗教的主要觀點。然而，這并不意味著他們通?？紤]自己時與傳統(tǒng)的方式完全不同，因為舊的思維習(xí)慣是很難消逝的。一個人也許在宗教意義上并不是一個信徒，但在心理上也許會繼續(xù)像信徒那樣思考問題，至少在日常生活中是如此。

　　因此，我們需要使用更鮮明的術(shù)語來表述我們的想法，科學(xué)的信念就是，我們的精神（大腦的行為）可以通過神經(jīng)細(xì)胞（和其他細(xì)胞）及其相關(guān)分子的行為加以解釋。①對大多數(shù)人而言，這實在是一個驚人的概念，很難使人相信，我們自己僅是一群神經(jīng)細(xì)胞的精細(xì)行為，即便這種細(xì)胞是大量的，它們的相互作用是極其復(fù)雜的，讀者不妨想像一下這一觀點。（"無論他說些什么，梅布爾，我知道我正在某處看世界。"）

　　為什么驚人的假說如此令人吃驚呢？我認(rèn)為主要有三個原因，首先是許多人還不愿意接受被稱作"還原論"的研究方法，即復(fù)雜系統(tǒng)可以通過它各個部分的行為及其相互作用加以解釋。對于一個具有多種活動層次的系統(tǒng)，這一還原過程將不止一次地加以重復(fù)。也就是說，某一特定部分的行為可能需要用它的各個組成部分及其相互作用的特性加以解釋。例如，為了理解大腦，我們需要知道神經(jīng)細(xì)胞的各種相互作用，而且每個細(xì)胞的行為又需要用組成它的離于和分子的行為來解釋。

　　這種過程在哪里終止呢？幸運的是，存在一個自然的中斷點。這發(fā)生在（化學(xué)）原子的水平。每個原子有一個攜帶正電荷的重原子核，它被一個有組織的電子云所包圍。這些電子既輕又靈活，而且攜帶負(fù)電荷。每個原子的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全由核電荷確定。核的其他性質(zhì)，如質(zhì)量數(shù)及偶極矩、四極矩強度等次級電學(xué)性質(zhì)，在大多數(shù)情況下，對它的化學(xué)性質(zhì)影響很小。

　　大體上說來，原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)不會發(fā)生變化，至少在生命賴以生存的溫度和環(huán)境中如此。在此情況下，原子核的亞結(jié)構(gòu)知識對研究化學(xué)是不必要的。原子核由各種質(zhì)子和中子組成與質(zhì)子和中子由夸克組成沒有區(qū)別。為了解釋大多數(shù)化學(xué)事實，所有的化學(xué)家都需要知道原子的核電菏數(shù)，為此，我們需要懂得一種料想不到的力學(xué)類型——量子力學(xué)，它控制微小粒子特別是電子的行為。實際上，由于計算很快就變得極端復(fù)雜，因此，人們主要是應(yīng)用各種粗略的"拇指規(guī)則"（rules-of-thumb），以便用量子力學(xué)術(shù)語進(jìn)行合理的解釋。在這一水平以下，我們無需去冒險。(1)

　　至今仍有許多人企圖說明還原論是行不通的。他們通常光是采用相當(dāng)正式的定義形式，進(jìn)而說明這種類型的還原論是不真實的。他們忽略的一點是，還原論并非是用一組低層次上的、固定的思想去解釋另一組高層次的、固定的思想。它并不是一種一成不變的過程，而是一個動態(tài)的相互作用過程。它隨著知識的發(fā)展，不斷修改兩個層次已有的觀念。"還原論"畢竟是推動物理學(xué)、化學(xué)和分子生物學(xué)發(fā)展的主要理論方法。它在很大程度上推動了現(xiàn)代科學(xué)的蓬勃發(fā)展。除非遇到強有力的實驗證據(jù)，需要我們改變態(tài)度，否則，繼續(xù)運用還原論就是唯一合理的方法。反對還原論的泛泛的哲學(xué)爭論是我們不希望看到的。

　　另外一個有些人喜歡的哲學(xué)論點是"還原論"中包含了"分類錯誤"，例如：本世紀(jì)20年代他們說，把基因視為一種分子（現(xiàn)在我們應(yīng)該說是配對分子中的一部分）是一種分類上的錯誤，基因是一回事，分子則是另外一回事，現(xiàn)在看來，這種反對意見是十分空洞的。②分類對于我們來說并非是絕對的，只是人們的一種規(guī)定而已。歷史告訴我們，某種聽起來很合理的分類，有時也可能是錯誤的和會使人發(fā)生誤解的，回想一下古代和中世紀(jì)醫(yī)學(xué)上有關(guān)人體四種體液的分類（血液、粘液、黃膽汁和黑膽汁），我們就清楚了。

　　驚人的假說使人感到奇怪的另一個原因，是意識的本質(zhì)。比如說，我們有一幅外部世界的生動的內(nèi)部圖畫：，如果把它僅僅看成是神經(jīng)元行為的另外一種描述方式，這看來也是一種分類錯誤。但是我們已經(jīng)看到，這種論點并不總是可信的。

　　哲學(xué)家特別關(guān)心可感受特性問題，如怎樣解釋紅的程度和痛的程度。這是一個非常棘手的問題，它來自這樣一個事實：不管我們自己感受到的紅色多么鮮明，都無法與其他人進(jìn)行準(zhǔn)確的交流，至少在通常情況下是這樣。倘若你不能以確定的方式描述一個物體的特性，那么當(dāng)你使用還原論的術(shù)語解釋這些特性時，就可能遇到某些困難。當(dāng)然這并不是說，在適當(dāng)?shù)臅r候無法向你解釋清你看紅色時的神經(jīng)相關(guān)物。換句話說，我們有可能說，只有你頭腦中一走的神經(jīng)元和（或）分子以確定的方式活動時，你才能感受到紅色。這也許說明了，為什么你能體驗到鮮明的顏色感覺。為何某種神經(jīng)行為必定使你看到紅色，而另一種使你看到藍(lán)色，而不是相反的情況。

　　即使得出結(jié)論說，我們不能解釋紅色的程度（因為你無法將你的紅色感覺準(zhǔn)確地告訴我），這也并不意味著，你我看到的紅色是不同的。如果我們知道，你我大腦中的紅色神經(jīng)相關(guān)物嚴(yán)格相同，我們就可以作出科學(xué)推論，你我在觀看紅色時具有同樣的感受。問題在于"嚴(yán)格"一詞。我們能有的精確程度，取決于我們對該過程的詳盡知識。如果紅色的神經(jīng)相關(guān)物主要依賴于我過去的經(jīng)歷，而你我的經(jīng)歷義大不相同，那么我們就不能推斷出你我看到的紅色完全相同。

　　因此，可能有人做出結(jié)論，要想了解各種不同形式的意識（consciousness），我們首先就需要知道它們的神經(jīng)相關(guān)物。

　　驚人的假說讓人感到奇怪的第三個原因，是我們無法否認(rèn)意志（Will）是自由的這種感覺。兩個相應(yīng)的問題立刻就會產(chǎn)生：我們能夠發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)為自由意志的事件的神經(jīng)相關(guān)物嗎、我們的意志并不僅僅表現(xiàn)為自由的嗎？我相信，只要我們首先解決了意識問題（problem of awareness or consciousness），①再解釋自由意志就會比較容易了。（該問題將在附錄中用較長篇幅加以討論。）

　　這一超常的神經(jīng)機器（machine）是怎樣產(chǎn)生的呢？要理解大腦，非常重要的一點就是要懂得，大腦是在長期的進(jìn)化過程中自然選擇的最終產(chǎn)物，大腦并非由工程師設(shè)計的，但它卻能在狹小的空間內(nèi)靠消耗微不足道的能量來完成十分巧妙的工作。由雙親遺傳給我們的基因經(jīng)歷了千百萬年的進(jìn)化，它受到我們遠(yuǎn)古祖先生活經(jīng)歷的深刻影響。這些基因以及在出生前由其引導(dǎo)的發(fā)育過程決定了大腦各部位的基本結(jié)構(gòu)。我們已經(jīng)知道，出生時的大腦并非自紙一張，而是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它的很多部分已經(jīng)各就各位。經(jīng)驗將會不斷調(diào)節(jié)這一大體確定的裝置，直到它能完成精細(xì)的工作。

　　進(jìn)化并非是一個徹底的設(shè)計者。確實，正如法國分子生物學(xué)家雅克布（Franccois Jacob）所說："進(jìn)化是一個修補匠。"它主要通過一系列較小的步驟，根據(jù)從前已有的結(jié)構(gòu)去構(gòu)造。進(jìn)化又是機會主義的。只要某一新裝置可以工作，即使工作方式很奇特，進(jìn)化也會采用它。這就意味著，最有可能被進(jìn)化選上的，是那些較容易地疊加到已有結(jié)構(gòu)上的改變和改進(jìn)。它的最終設(shè)計不會很徹底，而是一群相互作用的小配件的零散累加。令人奇怪的是，這種系統(tǒng)比直接針對某項任務(wù)設(shè)計的機器往往工作得更好。

　　成熟的大腦是自然和培育的共同產(chǎn)物。從語言方面就很容易認(rèn)識到這一點。只有人類才具備流利地使用復(fù)雜語言的能力，而與我們有著最近親緣關(guān)系的類人猿，即使經(jīng)過長期的訓(xùn)練，它的語言也是很貧乏的。而且我們學(xué)得的實際語言也在很大程度上依賴于我們成長的環(huán)境和生活方式。

　　還需要說明兩個更具哲學(xué)意味的觀點。首先，大腦的許多行為是"突現(xiàn)"的，即這種行為并不存在于像一個個神經(jīng)元那樣的各個部分之中。僅僅每個神經(jīng)元的活動是說明不了什么問題的。只有很多神經(jīng)元的復(fù)雜相互作用才能完成如此神奇的工作。

　　突現(xiàn)（emergent）一詞具有雙重含義，首先它具有神秘的色彩。這就意味著，突現(xiàn)行為無論如何（哪怕在原理上）也不能理解為各個分離部分的組合行為，我發(fā)現(xiàn)很難說明這種想法指的是什么。突現(xiàn)的科學(xué)含義（或者說至少我是這樣使用的）是指如下假設(shè)，即使整體行為不等同于每一部分的簡單疊加，但這種行為至少在原理上可以根據(jù)每一部分的本性和行為外加這些部分之間如何相互作用的知識去理解。

　　一個簡單的例子就是基礎(chǔ)化學(xué)中的有機化合物，比如苯，苯分子由對稱地排列在一個環(huán)上的六個碳原子和環(huán)的外側(cè)與每個碳原子相連的氫原子組成。除了質(zhì)量之外，苯分子的其他特性并非都是十二個原子的簡單疊加。然而，只要了解各部分的相互作用機制，其化學(xué)反應(yīng)和光譜吸收等特性都可以計算出來。當(dāng)然，這需要量子力學(xué)告訴我們?nèi)绾稳プ觥Ｆ婀值氖?，并沒有人會從"苯分子大于其各部分的總和"的說法中獲得神秘的滿足感。然而卻有很多人津津樂道于用這樣的方式談?wù)摯竽X。大腦如此復(fù)雜而又因人而異，因此，我們也許永遠(yuǎn)得不到某個特定大腦如何工作的詳細(xì)知識。但我們至少有希望了解，大腦如何通過很多部分的相互作用產(chǎn)生復(fù)雜的感覺和行為的普遍原理。

　　當(dāng)然，也許還有某些重要的過程尚未發(fā)現(xiàn)。但我懷疑，即使我們已經(jīng)知道大腦某個部分的確切行為，在某些情況下，我們也無法立刻了解對它的解釋。因為其中可能包含了許多尚未闡明的新的概念和想法。但是我們并不像某些悲觀主義者那樣，認(rèn)為我們的大腦生來就不能理解這些想法。如果這些困難確實存在，當(dāng)我遇到它們時，我寧愿正視它們。我們具有高度進(jìn)化和發(fā)達(dá)的大腦，它使我們能夠順利地處理與日常生活緊密關(guān)聯(lián)的很多概念，無論如何，受過訓(xùn)練的大腦能夠把握許多超越我們?nèi)粘＝?jīng)驗的現(xiàn)象，比如相對論和量子力學(xué)，這些思想是違反直覺的，但長期的實踐能使受過訓(xùn)練的大腦正確地理解和熟練地處理這些現(xiàn)象。有關(guān)我們大腦的想法很可能具有同樣的基本特點。初看起來它們似乎很陌生，但經(jīng)過實踐我們也許能滿懷信心地操縱它們。

　　無論是大腦的各個組成部分，還是它們之間的相互作用，都沒有明顯的理由說明，我們無法獲得這些知識。只是由于所涉及過程的極端復(fù)雜性和多樣性，我們的進(jìn)展才如此緩慢。

　　第二個需要澄清的哲學(xué)難題涉及外部世界的真實性。我們大腦的進(jìn)化結(jié)果主要適宜處理我們自身以及與周圍世界的相互作用。但這一世界是真實的嗎？這是一個由來已久的哲學(xué)問題，在這里，我們不想被卷人由此引發(fā)的喋喋不休的爭論之中。我只想陳述一下我自己的研究假設(shè)：確實存在一個外部世界，它大體上不依賴于我們對它的觀察。我們也許永遠(yuǎn)不能全面了解這個外部世界，但我們能夠通過我們的感覺和大腦的操作獲得外部世界某些方面的近似信息。如我們將在下文中看到的那樣，我們不可能意識到我們頭腦中所發(fā)生的一切，我們只能意識到大腦活動的某些方面。此外，無論是對外部世界本質(zhì)的解釋還是對我們自身內(nèi)省的解釋，這些過程都可能出現(xiàn)錯誤，我們可能以為，我們知道自己某項活動的動機，但至少在某些情況下很容易說明，我們實際上是在欺騙自己。

　　①當(dāng)我的妻子奧黛爾（Odile)還是一個小姑娘時，一位年長的愛爾蘭女子給她上宗教教義課。該老師常把"being"（生物）念成"be-in"。奧黛爾把它聽成了"bean"（蠶豆）。她對靈魂是脫離軀體的活蠶豆（livingbean）的想法著實感到迷惑不解。但她只是把困惑埋在心頭，并沒有和別人講。

　?、?/span>"神經(jīng)元"（neunron）是神經(jīng)細(xì)胞（nervecell）的科學(xué)術(shù)語。

　?、龠@個想法并不新奇，在霍勒斯.巴洛（HoraceBarlow）的著名論文中就有特別明確的表述。

　?。?/span>1）主要的例外是放射性：一個原子變?yōu)榱硪粋€原子的罕見情況，這在星星、原子反應(yīng)堆、原子彈、輻射礦的原子（這很少被注意）以及在實驗室特殊設(shè)計的實驗中會發(fā)生。輻射可以產(chǎn)生DNA（遺傳物質(zhì)）突變，因而不能完全忽略，但它不大可能是我們大腦行為的重要的基本過程。

　?、诩幽么笳軐W(xué)家保羅和帕待麗夏·丘奇蘭德（Pauland Patricia Churchland,現(xiàn)在加利福尼亞州大學(xué)圣迭戈分校）已經(jīng)非常圓滿地回答了那些反對還原論的觀點。參見有關(guān)參考文獻(xiàn)和閱讀材料。

　?、傥矣袝r交替使用Awareness和Consciousness兩個術(shù)語。對于Consciousness的某些特殊方面，我更傾向了使用Awareness(如Visual Awareness）。某些哲學(xué)家認(rèn)為這兩個詞具有嚴(yán)格的區(qū)別，但對如何區(qū)分卻沒有一致的看法，我承認(rèn)，在日常談話中，當(dāng)我想使人有些吃驚時，我用"Consciousness"，否則，就用"Awareness"。

　　"在任何一個領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)最神奇的東西，然后去研究它。"

——惠勒（JohnArchibaldWheeler)

　　要研究意識問題，首先就要知道哪些東西需要我們?nèi)ソ忉?。?dāng)然，我們大體上都知道什么是意識。但遺憾的是，僅僅如此是不夠的。心理學(xué)家常向我們表明，有關(guān)心理活動的常識可能把我們引入歧途，顯然，第一步就是要弄清楚多年來心理學(xué)家所認(rèn)定的意識的本質(zhì)特征。當(dāng)然，他們的觀點未必完全正確，但至少他們對此問題的某些想法將為我們提供一個出發(fā)點。

　　既然意識問題是如此重要和神秘，人們自然會期望，心理學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家就應(yīng)該把主要精力花在研究意識上。但事實遠(yuǎn)非如此。大多數(shù)現(xiàn)代心理學(xué)家都回避提及這一問題，盡管他們的許多研究都涉及意識。而大多數(shù)現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)家則完全忽略這一問題。

　　情況也并非總是這樣。大約在19世紀(jì)后期，當(dāng)心理學(xué)開始成為一門實驗科學(xué)的時候，就有許多人對意識問題懷有極大的興趣。盡管這個詞的確切含義當(dāng)時還不太清楚。那時研究意識的主要方法就是進(jìn)行詳細(xì)的、系統(tǒng)的內(nèi)省，尤其是在德國。人們希望，在內(nèi)省成為一項可靠的技術(shù)之前，通過對它的精心改進(jìn)而使心理學(xué)變得更加科學(xué)。

　　美國心理學(xué)家威廉·詹姆斯（WilliamJames）（與小說家亨利·詹姆斯是兄弟）較詳盡地討論了意識問題，在他1890年首次出版的巨著《心理學(xué)原理》一書中，他描述了被他稱為"思想"（thought）的五種特性。他寫道，每一個思想都是個人意識的一部分。思想總是在變化之中，在感覺上是連續(xù)的，并且似乎可以處理與自身無關(guān)的問題。另外思想可以集中到某些物體而移開其他物體。換句話說，它涉及注意。關(guān)于注意，他寫下了這樣一段經(jīng)常被人引用的話："每個人都知道注意是什么，它以清晰和鮮明的方式，利用意向從若干個同時可能出現(xiàn)的物體或一系列思想中選取其中的一個……這意味著舍掉某些東西以便更有效地處理另外一些。"

　　在19世紀(jì)，我們還可以發(fā)現(xiàn)意識與記憶緊密聯(lián)系的想法；詹姆斯曾引用法國人查爾斯·理遲特（Charles Richet）1884年的一段話："片刻的苦痛微不足道，對我而言，我寧愿忍受疼痛，哪怕它是劇烈的，只要它持續(xù)的時間很短，而且，在疼痛過去之后，永遠(yuǎn)不再出現(xiàn)并永遠(yuǎn)從記憶中消失。"

　　并非腦的全部操作都是有意識的。許多心理學(xué)家相信，存在某些下意識或潛意識的過程。例如，19世紀(jì)德國物理學(xué)家和生理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermannvon HelmholtZ）在談到知覺時就經(jīng)常使用"無意識推論"這種術(shù)語，他想借此說明，在邏輯結(jié)構(gòu)上，知覺與通常推論所表達(dá)的含義類似，但基本上又是無意識的。

　　20世紀(jì)初期，前意識和無意識的概念變得非常流行，特別是在文學(xué)界。這主要是因為弗洛伊德（Freud)、榮格（Jung）及其合作者給文學(xué)賦予了某種性的情趣。按現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)看，弗洛伊德不能算作科學(xué)家，而應(yīng)該被視為既有許多新思想、又有許多優(yōu)秀著作的醫(yī)生。正因為如此，他成為精神分析學(xué)派的奠基人。

　　早在一百年前，三個基本的觀點就已經(jīng)盛行：

　　1．并非大腦的全部操作都與意識有關(guān)。

　　2．意識涉及某種形式的記憶，可能是汲短時的記憶。

　　3．意識與注意有密切的關(guān)系。

　　但不幸的是，在心理學(xué)研究中興起了一場運動，它否定意識的應(yīng)用價值，把它看成是一個純心理學(xué)概念，這部分原因是由于涉及內(nèi)省的實驗不再是研究的主流，另一方面，人們希望通過研究行為，特別是動物的行為，使心理學(xué)研究更具科學(xué)性。因為，對實驗者而言，行為實驗具有確定的觀察結(jié)果。這就是行為主義運動，它回避談?wù)摼袷录?。一切行為都必須用刺激和反?yīng)去解釋。

　　約翰。沃森（JohnB.Watson）等人在第一次世界大戰(zhàn)前發(fā)起的這場行為主義運動，在美國盛行一時，并且由于以斯金納（B.F.Skinner）為代表的許多著名鼓吹者的影響，該運動在三四十年代達(dá)到頂峰。盡管在歐洲還存在以格式塔（Gestalt）為代表的心理學(xué)派，但至少在美國，直至50年代后期和60年代認(rèn)知心理學(xué)成為受科學(xué)界尊重的學(xué)科之前，心理學(xué)家從不談?wù)摼袷录?。在此之后，才有可能去研究視覺意象，并且在原來用于描述數(shù)字計算機行為的概念基礎(chǔ)之上，提出各種精神過程的心理學(xué)模型。即便如此，意識還是很少被人提及，也很少有人去嘗試區(qū)分腦內(nèi)的有意識和無意識活動。

　　神經(jīng)科學(xué)家在研究實驗動物的大腦時也是如此，神經(jīng)解剖學(xué)幾乎都是研究死亡后的動物（包括人類），而神經(jīng)生理學(xué)家大都只研究麻醉后喪失意識的動物，此時受試對象已不可能具有任何痛苦的感覺了。特別是本世紀(jì)50年代后期，戴維·休伯（David Hube1）和托斯滕·威塞爾（Torsten Wiesel）作出劃時代的發(fā)現(xiàn)以后，情況更是如此。他們曾發(fā)現(xiàn)，麻醉后的貓大腦視皮層上的神經(jīng)細(xì)胞，對人射到其眼內(nèi)的光照模式呈現(xiàn)一系列有趣的反應(yīng)特性。盡管腦電波顯示，此時貓?zhí)幱谒叨乔逍训臓顟B(tài)。由于這一發(fā)現(xiàn)及其后的工作，他們獲得了1981年諾貝爾獎。

　　要研究清醒狀態(tài)下動物腦神經(jīng)反應(yīng)的特性，是一件更加困難的事情（此時不僅需要約束頭部運動，還要禁止眼動或詳細(xì)記錄眼動）。因此，很少有人做比較同一個大腦細(xì)胞在清醒和睡眠兩種狀態(tài)下，對同一視覺信號的反應(yīng)特性的實驗，傳統(tǒng)的神經(jīng)科學(xué)家回避意識問題，這不僅僅是因為實驗上的困難，還因為他們認(rèn)為這一問題太具哲學(xué)味道，很難通過實驗加以觀測。一個神經(jīng)科學(xué)家要想專門去研究意識問題，很難獲得資助。

　　生理學(xué)家們至今還不大關(guān)心意識問題，但在近幾年，某些心理學(xué)家開始涉及這一問題，我將簡述一下他們中的三個人的觀點。他們的共同點，就是忽視神經(jīng)細(xì)胞或者說對它們?nèi)鄙倥d趣。相反，他們主要想用標(biāo)準(zhǔn)的心理學(xué)方法對理解意識作出貢獻(xiàn)。他們把大腦視為一個不透明的"黑箱"，我們只知道它的各種輸入（如感覺輸入）所產(chǎn)生的輸出（它產(chǎn)生的行為）。他們根據(jù)對精神的常識性了解和某些一般性概念建立模型。該模型使用工程和計算術(shù)語表達(dá)精神。上述三個作者也許會標(biāo)榜自己是認(rèn)知科學(xué)家。

　　現(xiàn)任普林斯頓大學(xué)心理系教授的菲力普·約翰遜-萊爾德（Philip Johnson-Laird）是一位杰出的英國認(rèn)知心理學(xué)家。他主要的興趣是研究語言，特別是字、語句和段落的意義。這是僅人類才有的問題，萊爾德不大注意大腦是不足為奇的。因為我們有關(guān)靈長類大腦的主要信息是從猴子身上獲得的，而它們并沒有真正的語言，他的兩部著作《心理模型》（Mental Models）和《計算機與思維》（The Computer and the Mind）著眼點是放在怎樣描述精神的問題（大腦的活動）以及現(xiàn)代計算機與這一描述的關(guān)系。他強調(diào)指出，大腦具有高度并行的機制（即數(shù)以萬計的過程可以同時進(jìn)行），但它做的多數(shù)工作我們是意識不到的。①

　　約翰遜-萊爾德確信，任何一臺計算機，特別是高度并行的計算機，必須有一個操作系統(tǒng)用以控制（即使不是徹底的控制）其余部分的工作，他認(rèn)為，操作系統(tǒng)的工作與位于腦的高級部位的意識之間存在著緊密的聯(lián)系。

　　布蘭迪斯大學(xué)（Brandeis University）語言學(xué)和認(rèn)知學(xué)教授雷·杰肯道夫（Rav Jackendoff）是一位著名的美國認(rèn)知科學(xué)家。他對語言和音樂具有特殊的興趣。與大多數(shù)認(rèn)知科學(xué)家類似，他認(rèn)為最好把腦視為一個信息加工系統(tǒng)。但與大多數(shù)科學(xué)家不同的是，他把"意識是怎樣產(chǎn)生的"看作是心理學(xué)的一個最基本的問題。

　　他的意識的中間層次理論（Intermediate-Level The ory of Consciousness）認(rèn)為，意識既不是來自未經(jīng)加工的知覺單元，也不是來自高層的思想，而是來自介于最低的周邊（類似于感覺）和最高的中樞（類似于思想）之間的一種表達(dá)層次。他恰當(dāng)?shù)赝怀隽诉@個十分新穎的觀點。

　　與約翰遜-萊爾德類似，杰肯道夫在很大程度上也受到腦和現(xiàn)代計算機之間類比的影響。他指出，這種類比可以帶來某些直接的好處，比如，計算機中存儲了大量信息，但在某一時刻，只有一小部分信息處于活動狀態(tài)。大腦中亦是如此、

　　然而，并非大腦的全部活動都是有意識的。因此，他不僅僅在腦和思維之間，而且在腦（計算思維）與所謂的"現(xiàn)象學(xué)思維"（大體指我們所能意識到的）之間作了嚴(yán)格的區(qū)分。他同意萊爾德的觀點，我們意識到的只是計算的結(jié)果，而非計算本身。①

　　他還認(rèn)為，意識與短時記憶之間存在緊密的聯(lián)系。他所說的"意識需要短時記憶的內(nèi)容來支持"這句話就表達(dá)了這樣一種觀點。但還應(yīng)補充的是，短時記憶涉及快速過程，而慢變化過程沒有直接的現(xiàn)象學(xué)效應(yīng)。

　　談到注意時他認(rèn)為，注意的計算效果就是使被注意的材料經(jīng)歷更加深入和細(xì)致的加工。他認(rèn)為這樣就可以解釋為何注意容量如此有限。

　　杰肯道夫與約翰遜-萊爾德都是功能主義者。正如在編寫計算機程序時并不需要了解計算機的實際布線情況一樣，功能主義者在研究大腦的信息加工和大腦對這些信息執(zhí)行的計算過程時，并沒有考慮到這些過程的神經(jīng)生物學(xué)實現(xiàn)機制。他們認(rèn)為，這種考慮是無關(guān)緊要的，至少目前為時過早。①

　　然而，在試圖揭示像大腦這樣一個極端復(fù)雜的裝置的工作方式時，這種態(tài)度并沒有什么好處。為什么不打開黑箱去觀察其中各單元的行為呢？處理一個復(fù)雜問題時，把一只手捆在背后是不明智的。一旦我們了解了大腦工作的某些細(xì)節(jié)，功能主義者關(guān)心的高層次描述就會成為考慮大腦整體行為的有用方法。這種想法的正確性可以用由低水平的細(xì)胞和分子所獲得的詳細(xì)資料精確地加以檢驗。高水平的嘗試性描述應(yīng)當(dāng)被看作是幫助我們闡明大腦的復(fù)雜操作的初步向?qū)А?/span>

　　加利福尼亞州伯克利的賴特研究所的伯納德·巴爾斯（Bernard J．Baars）教授寫了《意識的認(rèn)知理論》一書，雖然巴爾斯也是一位認(rèn)知科學(xué)家，但與杰肯道夫或約翰遜-萊爾德相比，他更關(guān)心人的大腦。

　　他把自己的基本思想稱為全局工作空間（Global Workspace）。他認(rèn)為，在任一時刻存在于這一工作空間內(nèi)的信息都是意識的內(nèi)容。作為中央信息交換的工作空間，它與許多無意識的接收處理器相聯(lián)系。這些專門的處理器只在自己的領(lǐng)域之內(nèi)具有高效率。此外，它們還可以通過協(xié)作和競爭獲得工作空間。巴爾斯以若干種方式改進(jìn)了這一模型。例如，接收處理器可以通過相互作用減小不確定性，直到它們符合一個唯一有效的解釋。（l）

　　廣義上講，他認(rèn)為意識是極為活躍的，而且注意控制機制可進(jìn)入意識。我們意識到的是短時記憶的某些項目而非全部。

　　這三位認(rèn)知理論家對意識的屬性大致達(dá)成了三點共識。他們都同意并非大腦的全部活動都直接與意識有關(guān)，而且意識是一個主動的過程；他們都認(rèn)為意識過程有注意和某種形式的短時記憶參與；他們大概也同意，意識中的信息既能夠進(jìn)入到長時情景記憶（long-term episodic memory）中，也能進(jìn)入運動神經(jīng)系統(tǒng)（motor system）的高層計劃水平，以便控制隨意運動。除此之外，他們的想法存在著這樣那樣的分歧。

　　讓我們把這三點想法銘記在心，并將它們與我們?nèi)找嬖鲩L的腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和活動的知識結(jié)合起來，看看這樣的研究方法能夠得到什么結(jié)果。

　　我自己的大多數(shù)想法是在與我的年輕同事加州理工學(xué)院計算與神經(jīng)系統(tǒng)副教授克里斯托弗·科赫（Christof Koch）的合作研究中形成的?？坪张c我相識于80年代初，當(dāng)時他還是托馬索·波吉奧（Tomaso Poggio）在蒂賓根（Tubingen，德國城市）的研究生。我們的探索在本質(zhì)上是科學(xué)的。②我們認(rèn)為，泛泛的哲學(xué)爭論無助于解決意識問題。真正需要的是提出有希望解決這些問題的新的實驗方法。為了做到這一點，我們還需要一個嘗試性的思想體系，它隨著我們工作的進(jìn)展不斷加以改進(jìn)和揚棄。一個科學(xué)方法的特點應(yīng)是不試圖建立包羅萬象的理論，從而一下子解釋意識問題的所有方面。也不能把研究的重點放在語言上，因為只有人類才有語言。而是應(yīng)選擇在當(dāng)時看來對研究意識最有利的系統(tǒng)，并從盡可能多的方面加以研究，正如在戰(zhàn)爭中，通常并不采取全面進(jìn)攻，而是往往找出最薄弱的一點，集中力量加以突破。

　　我們作出了兩條基本假設(shè)。第一條就是我們需要對某件事情作出科學(xué)解釋。盡管對哪些過程能夠意識到還可能有爭議，但大家基本同意的是，人們不能意識到頭腦中發(fā)生的全部過程。當(dāng)你意識到許多知覺和記憶過程的結(jié)果時，你對產(chǎn)生該意識的過程可能了解很有限。（比如，"我如何想起了我祖父的名字呢?"）實際上，某些心理學(xué)家已經(jīng)暗示，即使對較高級的認(rèn)知過程的起源，你也只有很有限的內(nèi)省能力。在任一時刻，可能都有某些活躍的神經(jīng)過程與意識有關(guān)，而另一些過程與意識無關(guān)。它們之間的差別是什么呢？

　　我們的第二條假設(shè)是嘗試性的：意識的所有不同方面，如痛覺和視覺意識（visual awareness），都使用一個基本的共同機制或者也許幾個這樣的機制。如果我們能夠了解其中某一方面的機制，我們就有希望借此了解其他所有方面的機制。自相矛盾的是，意識似乎如此古怪，初看起來又是如此費解，只有某種相當(dāng)特殊的解釋才有可能行得通。意識的一般本質(zhì)也許比一些較常見的操作更容易被發(fā)現(xiàn)。像腦如何處理三維信息，在原則上可以用很多不同的方法去解釋。這一點是否正確還有待于進(jìn)一步觀察。

　　克里斯托弗和我認(rèn)為，某些問題可以暫且放在一邊或者只是無保留地陳述一遍，根本無需進(jìn)一步討論。因為，經(jīng)驗告訴我們，如果不是這樣的話，很多寶貴的時間就會耗費在無休止的爭論上。

　　1．關(guān)于什么是意識，每個人都有一個粗略的想法。因此，最好先不要給它下精確的定義，因為過早下定義是危險的，在對這一問題有較深入的了解之前，任何正式的定義都有可能引起誤解或過分的限制：①

　　2．詳細(xì)爭論什么是意識還為時過早，盡管這種探討可能有助于理解意識的屬性。當(dāng)我們對某種事物的定義還含糊不清時，過多地考慮該事物的功能畢竟是令人奇怪的。眾所周知，沒有意識你就只能處理一些熟悉的日常情況，或者只能對新環(huán)境下非常有限的信息作出反應(yīng)。

　　3．某些種類的動物，特別是高等哺乳動物可能具有意識的某些（而不需要全部）重要特征。因此，用這些動物進(jìn)行的適當(dāng)?shù)膶嶒炗兄诮沂疽庾R的內(nèi)在機制。因此，語言系統(tǒng)（人類具有的那種類型）對意識來說不是本質(zhì)的東西，也就是說，沒有語言仍然可以具有意識的關(guān)鍵特征。當(dāng)然，這并不是說語言對豐富意識沒有重要作用。

　　4．在現(xiàn)階段，爭論某些低等動物如章魚、果蠅或線蟲等是否具有意識是無益的。因為意識可能與神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度有關(guān)。當(dāng)我們不論在原理上和細(xì)節(jié)上都清楚地了解了人類的意識時，這才是我們考慮非常低等動物的意識問題的時候。

　　出于同樣原因，我們也不會提出，我們自身的神經(jīng)系統(tǒng)的某些部分是否具有它們特殊的、孤立的意識這樣的問題。如果你偏要說："我的脊髓當(dāng)然有意識，只不過是它沒有告訴我而已。"那么，在現(xiàn)階段，我不會花時間與你爭論這一問題。

　　5．意識具有多種形式，比如與看、思考、情緒、疼痛等相聯(lián)系的意識形式。自我意識，即與自身有關(guān)的意識，可能是意識的一種特殊情況。按照我們的觀點，姑且還是先將它放在一邊為好。某些相當(dāng)異常的狀態(tài)，如催眠、白日夢、夢游等，由于它們沒有能給實驗帶來好處的特殊特征，我們在此也不予考慮。(1)如果這看來像是唬人的話，你不妨給我定義一下基因（gene)這個詞，盡管我們對基因已經(jīng)了解許多，但任何一個簡單的定義很可能都是不充分的，可想而知，當(dāng)我們對某一問題知之甚少時，去定義一個牛物學(xué)術(shù)語是多么困難。

　　我們怎樣才能科學(xué)地研究意識呢？意識具有多種形式。正如我們已經(jīng)解釋過的，初始的科學(xué)探索通常把精力集中到看來最容易研究的形式?？坪蘸臀抑赃x擇視覺意識而不是痛覺意識或自我感受等其他的什么形式，就是因為人類很大程度上依賴于視覺。而且，視覺意識具有特別生動和豐富的信息。此外，它的輸入高度結(jié)構(gòu)化，也易于控制。正是由于這些原因，許多實驗工作己圍繞它展開。

　　視覺系統(tǒng)還有另外的優(yōu)點。由于倫理學(xué)上的原因，很多實驗不能在人身上進(jìn)行，但是可以在動物身上進(jìn)行（這將在第九章　進(jìn)行充分討論），幸運的是，高等靈長類動物的視覺系統(tǒng)似乎與人類有某些相似之處。許多視覺實驗已經(jīng)在諸如恒河猴等靈長類動物身上完成了。倘若我們選擇語言系統(tǒng)去研究，我們就不會有合適的實驗動物。

　　由于我們對靈長類大腦的視覺系統(tǒng)具有的詳盡知識（這將在第十、十一章進(jìn)行充分討論），因而我們知道大腦的各個視覺部分是如何分解視野的圖像的。但我們還不清楚，大腦是怎樣把它們整合在一起，以形成像我們看到的那樣的、高度組織化的外部世界的景觀。看來，大腦就如同把某種整體的統(tǒng)一性疊加到了各視覺部分的神經(jīng)活動之中。這樣，某一物體的各個屬性（形狀、顏色、運動、位置等）就可以組裝在一起，不至于與視野中的其他物體發(fā)生混淆。

　　這一全局過程所需要的機制，可以用"注意"很好地去描述，并且還涉及某種形式的短時記憶。有人已提出建議，這種全局的統(tǒng)一性，可以用有關(guān)神經(jīng)元的相關(guān)發(fā)放進(jìn)行表達(dá)。粗略他講，這意味著對某個物體特性進(jìn)行響應(yīng)的神經(jīng)元趨于同步發(fā)放，而對其他物體響應(yīng)的神經(jīng)元的發(fā)放則與這一相關(guān)發(fā)放集并不同步（這將在第十四、十七章　進(jìn)行充分討論），為了探索這一問題，我們需要先對視覺心理學(xué)有一些了解。

　?、偌s翰遜-萊爾德尤其對自我反應(yīng)和自我意識感興趣。出于策略上的考慮，這些問題先放在一邊。

　?、俳芸系婪蛴米约旱男泻蟊磉_(dá)這一點。他把我稱為"結(jié)果"的東西叫做"信息結(jié)構(gòu)"。

　?、龠z傳學(xué)也關(guān)心各代之間和個體內(nèi)部的信息傳遞。但真正的突破是在DNA結(jié)構(gòu)把該習(xí)語所表達(dá)的信息顯示得一清二楚之后。

　?、傥也幌胭樖霭蜖査鼓Ｐ偷乃袕?fù)雜性。為了解釋意識問題的各個方面，如自我意識、自我監(jiān)控以及其他一些心理活動，如無意識的斷章取義、意志、催眠等，他的模型附加了許多復(fù)雜性。

　?、谙挛奈覍V泛引述科赫和我在1990年在《神經(jīng)科學(xué)研討》（SeminarsintheNeurosciences，SIN)雜志上發(fā)表的一篇關(guān)于該問題的文章中的思想。

　　"眼見為實"。

　　在餐桌上，有些并非從事科學(xué)研究的人常常問我目前正在研究什么，當(dāng)我回答說，我正在思考哺乳動物視覺系統(tǒng)的某些問題即我們?nèi)绾慰礀|西時，他們往往會表現(xiàn)出令人有些窘迫的沉默。提問者往往迷惑不解，為什么像看東西這么簡單的事情還會有困難。當(dāng)我們睜開眼睛時，畢竟不費吹灰之力就可以看到一個開闊清晰、充滿五顏六色物體的世界。一切都顯得輕松自如，因此還有什么問題可言呢？當(dāng)然，如果我現(xiàn)在潛心鉆研的是數(shù)學(xué)、化學(xué)甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)這些需要花費腦力的問題，也許還有值得談?wù)摰臇|西。然而，看……？

　　另外，很多人認(rèn)為，既然他們的大腦工作得很好，于嘛還要自尋麻煩呢？他們認(rèn)為，與腦有關(guān)的主要問題是當(dāng)它出了毛病的時候我們?nèi)绾稳ブ委煛Ｖ挥猩贁?shù)有科學(xué)頭腦的人才會進(jìn)一步追問：當(dāng)我們看某個物體時，大腦究竟是如何工作的呢？

　　我們現(xiàn)有的視覺系統(tǒng)知識，有兩方面是相當(dāng)令人吃驚的，第一方面，我們已經(jīng)具備的知識量，無論用什么標(biāo)準(zhǔn)衡量都是龐大的，學(xué)校設(shè)有齊全的視覺心理學(xué)（如：在什么條件下電影屏幕上快速連續(xù)呈現(xiàn)的靜止圖像能夠產(chǎn)生平滑的運動）、視覺生理學(xué)（眼睛及相關(guān)腦區(qū)的結(jié)構(gòu)和行為）和視覺分子及細(xì)胞生物學(xué)（神經(jīng)細(xì)胞及其組成分子）課程。這些知識是眾多從事人類和動物研究的實驗家和理論家經(jīng)過多年艱辛努力積累的結(jié)果。

　　另一個驚人之處是，盡管已經(jīng)有了這些工作，但對如何看東西我們確實還沒有清楚的想法。對那些進(jìn)修這些課程的學(xué)生，往往隱瞞了這一事實。當(dāng)然，如果經(jīng)過所有這些認(rèn)真的研究和詳盡的討論之后，我們對視覺過程仍然缺乏清晰、科學(xué)的了解，那可能就是不應(yīng)該的了。按照嚴(yán)格的科學(xué)（如：物理學(xué)、化學(xué)、分子生物學(xué)）標(biāo)準(zhǔn)，我們對于大腦如何產(chǎn)生生動的視覺意識甚至還缺少大體的了解，我們只是把它看成是理所當(dāng)然的事情。我們知道該過程的某些零散的片段，但我們還缺乏詳盡的資料和想法來回答某些最簡單的問題：我們怎樣看顏色？當(dāng)我回憶一張熟悉面孔的圖像時，發(fā)生了什么事情？等等。

　　但是還有第三件令人奇怪的事情。你可能對自己如何看東西已經(jīng)有了一個粗略的想法。你認(rèn)為，每只眼睛就像一部微型電視攝像機，利用角膜透鏡把外界景象聚焦到眼后一個特殊的視網(wǎng)膜屏幕上。每個視網(wǎng)膜有數(shù)以百萬計的"光感受器"，對進(jìn)人眼睛的光子進(jìn)行響應(yīng)。然后，你把由雙眼進(jìn)入大腦的圖像整合到一起，這樣，就可以看東西了。在沒有考慮這些問題之前，你也許對可能的發(fā)生過程有了某些想法。但是，也許讓你驚訝的是，即使科學(xué)家還不知道我們怎樣看東西，但卻容易說明，你把如何看東西想得太簡單了，在很多情況下或者說是完全錯了。

　　我們多數(shù)人想像的圖景是，在我們大腦的某處有一個小矮人，他試圖模仿大腦正在進(jìn)行的活動，我們將其稱為"小矮人謬誤"（the Fallacy of the Homunculus。在拉丁文中homunculus的意思是小矮人）。很多人確實有這種感覺（在一定的時候，這個事實本身就需要解釋）。但我們的"驚人的假說"并不認(rèn)為是如此。粗略他說，它認(rèn)為"所有這些都是神經(jīng)元完成的。"

　　有了這一假設(shè)，看的問題就賦予了全新的特性。簡而言之、大腦中必定存在某些結(jié)構(gòu)或操作，它們的行為就好像以某種神秘的方式與"小矮人"的精神圖像相對應(yīng)。但它們會是些什么東西呢？為了研究這一難題，我們必須了解看所涉及的任務(wù)及頭腦內(nèi)完成該任務(wù)的生物裝置。

　　你為什么需要視覺系統(tǒng)呢？一種巧妙的回答就是它能使你或幫助你的親屬繁衍后代。但這一回答太籠統(tǒng)了，我們從這里得不到多少東西。實際上，動物需要利用視覺系統(tǒng)去尋覓食物、躲避天敵和其他危險，交配、撫養(yǎng)后代（對某些物種）等等也離不開視覺系統(tǒng)。因此一個良好的視覺系統(tǒng)是無價之寶。

　　加利福尼亞州理工學(xué)院的神經(jīng)生物學(xué)家約翰·奧爾曼（John Allman）認(rèn)為，與爬行類相比，哺乳動物由于它們不停的活動和相對高而恒定的體溫，因此就需要保存更多的熱量。對于小的哺乳動物而言尤其如此，因為與體積相比，它們的表面積太大了，因而就有了軟毛（這是哺乳類獨一無二的屬性）和高度發(fā)育的新皮層。他相信，這一腦區(qū)的發(fā)育使早期的哺乳動物更聰明，它們可以找到充足的食物用以保持體溫。

　　盡管哺乳動物智力比較發(fā)達(dá)，但作為一類動物它們并沒有特別的視覺系統(tǒng)。這可能是因為它們是從小型夜行動物進(jìn)化而來的，而這些動物的視覺遠(yuǎn)不及嗅覺和聽覺那么重要。而靈長類（猴、猿和人）則是例外。它們大多數(shù)具有高度進(jìn)化的視覺，但和人類相似，其嗅覺也許是較差的。

　　恐龍滅絕以后，這些早期的哺乳動物很快發(fā)展起來，并取代了恐龍留下的生態(tài)真空。哺乳動物較為聰明的大腦幫助它們有效地完成這些任務(wù)，并最后導(dǎo)致在所有的哺乳動物中最為聰明的人類的突現(xiàn)。

　　哺乳動物的眼睛有什么用途呢？進(jìn)入我們眼內(nèi)的光子僅能告訴我們視野①中某個部分的亮度和某些波長信息，但是你想要知道的是那里有什么東西，它正在做什么和可能去做什么。換句話說，你需要看物體、物體的運動和它們的"含義"。即它們通常做什么，有何用處，在過去你在何種環(huán)境中見過它們或類似的東西等。

　　為了生存和繁衍后代，你需要的并不僅僅是這些信息。用計算機的術(shù)語來說，你必須做到"實時"，即在這些信息過時之前，足夠迅速地采取行動。如果計算明天的天氣預(yù)報要花費一周的時間，就算高度準(zhǔn)確這也是沒有多大意義的。所以，盡快地提取生動的信息是再重要不過的了。當(dāng)動物試圖捕殺其他動物時，無論對于捕食者或被捕食者，這都是特別重要的。

　　因此，眼和大腦必須分析進(jìn)入眼睛的光信息，以便獲得所有這些重要的信息。它怎樣完成這一任務(wù)呢？在更詳細(xì)地描述看所涉及的東西之前，首先讓我給出如下三條基本的評論。

　　1．你很容易被你的視覺系統(tǒng)所欺騙。

　　2．我們眼睛提供的視覺信息可能是模棱兩可的。

　　3．看是一個建構(gòu)過程。

　　盡管三者并不相關(guān)，我們還是依次敘述。

　　你很容易被你的視覺系統(tǒng)所欺騙。比如，許多人相信，他們可以同樣清楚地看任何東西。正如同我通過窗戶觀察花園時，我的印象是面前的灌木和右方的樹木一樣清楚，如果我的眼睛在短時間保持不動，就很容易發(fā)現(xiàn)這種感覺是錯誤的。只有接近注視中心，我才能看到物體的細(xì)節(jié)，偏離注視中心視力就越來越模糊，而到了視野的最外圍，我連辨別物體都有困難，在日常生活中，這一限制之所以顯得不明顯，就是由于我們很容易不斷地移動眼睛，使我們產(chǎn)生了各處物體同樣清晰的錯覺。

　　拿起一個有顏色的物體，比如藍(lán)色的筆或紅色的撲克牌，井把它放在頭的側(cè)后完全不能看見的地方。然后，慢慢向前移動它，使它剛好進(jìn)入視野的邊緣，注意，你的眼睛千萬不能動！這時，如果你晃動該物體，在你看清楚它是什么之前，就已經(jīng)感到那里有東西在動。在你能確定那筆是什么顏色之前，你能區(qū)別它是水平的還是垂直的。一直到你把它移到非常接近注視中心之前，即便你可以看見它的形狀和顏色，但仍不能看清物體的細(xì)節(jié)。我的筆上有一個"extra fine point"標(biāo)志。它印得非常小，但我戴上眼鏡并把它放在一英尺處，就可以很清楚地讀出它。但是，如果將手指放在筆的旁邊，且注視點不是在筆上而是在指尖處，我就讀不出筆上寫些什么東西，盡管它們離注視中心已經(jīng)很近。我的視銳度隨著離開注視中心的距離而迅速下降。

　　為了用簡單和直接的方法演示視覺系統(tǒng)如何欺騙我們，讓我們看一下圖1，這時，你立刻就會看到一條由背景包圍的水平紋理條帶。背景的左側(cè)是黑色，然后從左向右逐漸變白，水平條帶本身，左側(cè)看起來明顯地比右側(cè)亮，但事實上，在整個水平條帶的寬度范圍，其紋理的亮度都是均勻的。如果你用手擋住背景，你會很容易看到這一點。

　　我們的視覺系統(tǒng)還可以以更加巧妙的方式欺騙我們。圖2是著名的卡尼莎（Kanizsa）三角，因工作于的里雅斯特（Trieste）的意大利心理學(xué)家蓋塔諾·卡尼莎（GaetanoKanizsa）而得名。你將會看到一個大的白色正三角形呈現(xiàn)在三個黑色圓盤①之前。而且這一白色三角形也許顯得比圖形的其余部分更亮一些。

　　這種錯覺白色三角形的輪廓常被稱為"錯覺輪廓"，因為那里并不存在真實的輪廓線。當(dāng)你用手擋住圖形的大部分而只露出很短一段"輪廓"時，你就會發(fā)現(xiàn)，原來具有可見輪廓的紙面現(xiàn)在看來是均勻的亮度，沒有任何輪廓。

　　我的第二個一般評論是，我們眼睛提供給我們的任何一種視覺信息通常都是模棱兩可的。它本身提供的信息不足以使我們對現(xiàn)實世界中的物體給出一個確定的解釋。事實上，經(jīng)常會有多種可信的不同解釋。

　　一個明顯的例子就是在三維空間看物體。如果你將頭固定不動并閉上一只眼睛，你仍然可以得到某種程度的深度知覺。這時僅有的視覺信息來自你睜開的那只眼睛的視網(wǎng)膜上的二維圖像。假如你的正前方的物體是位于一定距離、具有均勻白色背景的正方形框架（如圖3a），你當(dāng)然會把它看成是一個正方形。

　　然而，這個線框圖形也許實際上根本不是正方形，而是由一個傾斜的、具有某個特殊形狀的四邊形產(chǎn)生的（如圖3b），而它在視網(wǎng)膜上的像剛好與正對著你的正方形完全相同。此外，還會有大量扭曲的其他線框圖形可以形成相同的視網(wǎng)膜圖像。

　　這個例子也許顯得有些太特殊，因為一個人很少會閉上一只眼睛又固定頭部來觀察世界。假如你觀察一幅照片或某個景物的寫生畫，此時，即使你轉(zhuǎn)動頭部和使用雙眼，也只能看到一張平面的照片或圖畫。但在多數(shù)情況下，你仍可以看到圖畫中表達(dá)的三維信息。

　　某些簡單的線畫圖形可能有幾種同樣可能的解釋。請看圖4。該圖由畫在紙的表面上的十二條連續(xù)的黑直線組成。但幾乎每個人都會將其看成是三維立方體輪廓圖。

　　這個被稱為內(nèi)克（Necker）立方體的特殊圖形有一個有趣的性質(zhì)。如果較穩(wěn)定地注視一會兒該圖形，立方體就會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，仿佛觀察角度發(fā)生了變化一樣。再過一會，知覺又會轉(zhuǎn)換到原來的那樣。在這種情況下，這幅圖像有兩種同樣可能的三維解釋，大腦無法確定哪一個更可取。但值得注意的是，某一時刻只能有一種解釋，并不是二者奇特的混合。

　　對視覺圖像的不同解釋是數(shù)學(xué)上稱為"不適定問題"的例證。對任何一個不適定問題都有多種可能的解。在不附加任何信息的條件下，它們同樣都是合理的。為了得到真實的解，即與那里真正的東西最接近的解（有時用其他檢驗去測量，如走過去摸一摸它），我們需要使用數(shù)學(xué)上的所謂"約束條件"。換句話說，視覺系統(tǒng)必須得到如何最好地解釋輸入信息的固有假設(shè)。

　　我們通?？礀|西時之所以并不存在不確定性，是由于大腦把由視覺景象的形狀、顏色、運動等許多顯著的特征所提供的信息組合在一起，并對所有這些不同視覺線索綜合考慮后提出了最為合理的解釋。

　　我的第三個一般性評論認(rèn)為，看是一個建構(gòu)過程，即大腦并非是被動地記錄進(jìn)入眼睛的視覺信息，正如上面的例子所顯示的那樣，大腦主動地尋求對這些信息的解釋。另一個突出的例子是"填充"過程。一種類型的填充現(xiàn)象與盲點有關(guān)，它的發(fā)生是由于聯(lián)結(jié)眼和腦的視神經(jīng)纖維需要從某點離開眼睛，因此，在視網(wǎng)膜的一個小區(qū)域內(nèi)便沒有光感受器。請你閉上或遮住一只眼睛并凝視正前方。垂直地舉起一個手指，把它放在距鼻尖約一英尺處，使指尖和眼睛的中心差不多處于同一水平，在水平方向移動手指使它偏離凝視中心約15度。稍加搜索你就便會發(fā)現(xiàn)一個看不見你指尖的地方（一定凝視正前方）。你視野內(nèi)的這一個小區(qū)域是盲區(qū)。

　　盡管這里存在盲區(qū)，但在你的視野中似乎沒有明顯的洞。比如我前面講過的，當(dāng)我在家中從窗戶看外面的草坪時，即使我閉上一只眼睛觀看正前方，我也感覺不到在草坪中有洞。也許看起來令人吃驚的是，大腦試圖用準(zhǔn)確的推測填補上盲點處應(yīng)該有的東西。大腦究竟如何作出這種推測，正是心理學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家試圖找到的東西，（我將在第四章　較全面地討論填充過程。）

　　本章開頭我給出了一個短語"眼見為實"。按通常的說法它的意思是，如果你看到某件東西，你就應(yīng)當(dāng)相信它確實存在，我將為這一神秘的成語提出一個完全不同的解釋：你看見的東西并不一定真正存在，而是你的大腦認(rèn)為它存在。在很多情況下，它確實與視覺世界的特性相符合。但在某些情況下，盲目的"相信"可能導(dǎo)致錯誤?？词且粋€主動的建構(gòu)過程。你的大腦可根據(jù)先前的經(jīng)驗和眼睛提供的有限而又模糊的信息作出最好的解釋。進(jìn)化可以確保大腦在通常的情況下非常成功地完成這類任務(wù)，但情況并非總是如此，心理學(xué)家之所以熱衷于研究視錯覺，就是因為視覺系統(tǒng)的部分功能缺陷恰恰能為揭示該系統(tǒng)的組織方式提供某些有用線索。

　　那么我們應(yīng)當(dāng)怎樣看待視覺（vision）呢？讓我們把那些并不重視視覺問題的人的樸素的觀點作為出發(fā)點）很清楚，我的頭腦中似乎有一幅面前世界的"圖像"。但很少有人相信，在大腦的某處有一個真正的屏幕，它產(chǎn)生與外部世界相對應(yīng)的光模式。我們都知道，電視機之類的裝置能夠完成這種工作。然而，在打開的頭顱中，我們并沒有發(fā)現(xiàn)按規(guī)則陣列排列的腦細(xì)胞，它們在發(fā)射各種顏色的光。當(dāng)然，電視圖像信息并不僅僅表現(xiàn)在其屏幕上。如果你使用一個特殊的計算機程序來迸行藝術(shù)創(chuàng)作就會發(fā)現(xiàn)，形成畫面所需信息并不是以光的模式存儲的。相反，它是以記憶芯片中電荷的序列儲存在計算機的記憶中，它可能是以規(guī)則的數(shù)子陣列形式存儲在那里，每個數(shù)字代表該點的光強。這種記憶看來并不像圖形，然而，計算機可以利用它產(chǎn)生屏幕上的圖像。

　　在此我們舉一個符號例子：計算機存儲的信息并非圖像，而是圖像的符號化表示。一個符號就像一個單詞，是以一個東西代表另一個東西。狗這個詞代表一種動物，但沒有人會把這一單詞本身看成是真正的動物。符號并不一定是詞，例如紅色交通信號燈代表"停車"。很清楚，我們期望在大腦中發(fā)現(xiàn)的正是視覺景象的某種符號化表象。

　　那么，你也許會問，我們大腦中為什么沒有一個符號化屏幕呢？假使屏幕由一個有序排列的神經(jīng)細(xì)胞陣列組成，每個細(xì)胞對圖像中的特定"點"進(jìn)行操作，其活動強度與該點光強成正比。若該點很亮，則該細(xì)胞活動劇烈，如果無光，則細(xì)胞停止活動。（每點有三個細(xì)胞的組合，就還可同時處理顏色。）這樣，表象就會是符號化的，假想的屏幕上的細(xì)胞產(chǎn)生的并不是光，而是代表光的符號的某種電活動。難道這不就是我們想要的一切嗎？

　　這種排列的毛病是除了每個小光斑之外不能"知覺"任何物體。它能看到的一點也不比你的電視機能看到的東西多。你能夠?qū)δ愕呐笥颜f："當(dāng)那個和藹的女郎開始讀新聞的時候，請你告訴我。"但是，試圖讓你的電視機做到這一點是徒勞的。我們無法使設(shè)計的電視機去識別一位婦女，更不用說去識別一位正在做某種動作的特別婦女了。但是，你的大腦（或你的朋友的大腦）卻可不費吹灰之力地做到這一點。

　　因此大腦不可能只是一群僅僅表示在什么地方具有什么光強類別的細(xì)胞集合。它必須產(chǎn)生一個較高層次上的符號描述，大概是一系列較高層次上的符號描述。正如我們所看到的那樣，這不是一步到位的事情，因為它必須借助以往的經(jīng)驗找到視覺信號的最佳解釋。因此，大腦需要建構(gòu)的是外界視覺景象的多水平解釋，通常按物體、事件及其含義進(jìn)行解釋，由于一個物體（比如面孔）通常是由各個部分（如眼、鼻、嘴等）組成的，而這些部分又是由其各個子部分組成，所以符號解釋很可能發(fā)生在若干個層次上。

　　當(dāng)然，這些較高層次的解釋已經(jīng)隱含（implicit）在視網(wǎng)膜上的光模式之中。但僅僅如此是不夠的，大腦還必須使這些解釋更明晰（explicit）。一個物體的明晰表象是符號化的，無需進(jìn)一步深入加工。隱含的表象已包含這些信息，但必須進(jìn)行深入的加工使其明晰化。當(dāng)屏幕上某處出現(xiàn)一個紅點時，要使電視給出某種信號是一件很容易的事情，只要在電視機上加一個小裝置就行了，但是，如果想要設(shè)計一種電視機，使它當(dāng)看到屏幕上的任何地方出現(xiàn)女人面孔時就給出閃光，則需要更復(fù)雜的信息加工。這實在是太難了，以至于我們今天還不能制造出完成這種任務(wù)的復(fù)雜裝置。

　　一旦某個事物以明晰的形式符號化以后，該信息就很容易成為通用的信息。它既可以用于進(jìn)一步加工，又可以用于某個動作。用神經(jīng)術(shù)語來說，"明晰"大概就是指神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)放必須能較為直接地表征這種信息。因此，要"看"景物，我們就需要它的明晰的、多層次的符號化①解釋，這似乎是合理的。

　　對很多人而言，說我們看到的只是世界的一種符號化解釋是難以接受的。因為所有的一切似乎都是"真實的東西"，其實，我們并不具備周圍世界各種物體的直接知識。這只不過是高效率的視覺系統(tǒng)所產(chǎn)生的幻覺而已，因為正如我們已經(jīng)看到的，我們的解釋偶爾也會出錯。然而，人們寧愿相信存在一個脫離肉體的靈魂，它借助大腦這一精巧的裝置，并以某種神秘的方式產(chǎn)生實際的視覺。這些人被稱為"二元論者"（dualists），他們認(rèn)為，物質(zhì)是一回事，而精神是完全不同的另一回事。與此相反，我們的驚人假說卻認(rèn)為，情況并非如此。所有這些都是神經(jīng)細(xì)胞完成的。我們正在考慮的，是如何通過實驗在兩者之間作出決斷。

　?、俑訙?zhǔn)確的術(shù)語應(yīng)該是刺激野（stimulus field）。但對大多數(shù)讀者來說，我認(rèn)為視野（Visual field）、視場（field of vision）、視景（visual scene）會更合適。當(dāng)然，重要的是分清外部世界的物體和看這些物體時你頭腦中的相應(yīng)過程。

　　①圖中單個黑色區(qū)域的實際形狀——缺口圓盤，通常被稱為"派克曼（Pacmen）"。

　?、偈褂梅栆辉~并非意味真正存在小矮人（homunculus)。它僅僅表明，神經(jīng)元的發(fā)放與視覺世界的某些方面密切相關(guān)，這種符號是否應(yīng)考慮為一個矢量（而不僅僅是標(biāo)量）是一個棘手的問題，在此我將不予考慮。換句話說，單個符號是如何分布的？

　　"當(dāng)我們追溯心理學(xué)發(fā)展的歷史時，我們就會陷入空想、矛盾和謬誤與某些真理交織在一起的迷宮之中。"

——托馬斯·里德（Thomas Reid)

　　我希望我已經(jīng)說服了你，看并非如你想像得那樣簡單?？词且粋€建構(gòu)過程，在此過程中，大腦以并行的方式對景物的很多不同"特征"進(jìn)行響應(yīng)，并以以往的經(jīng)驗為指導(dǎo)，把這些特征組合成一個有意義的整體?？瓷婕按竽X中的某些主動過程，它導(dǎo)致景物明晰的、多層次的符號化解釋。

　　我們現(xiàn)在要考慮的是，當(dāng)我們觀看物體、它與我們及其他物體的相對位置以及它的形狀、顏色、運動等某一屬性時，大腦必須執(zhí)行的某些基本操作。也許，我們應(yīng)該認(rèn)識到的最重要的一點，就是視野中的物體并不像你看到的那樣。每個物體并非以清楚和確定的方式做了標(biāo)記，你的大腦必須使用各種線索，使景物中對應(yīng)同一物體的各個部分整合在一起。在現(xiàn)實世界中，這并不是一件容易的事情。物體可能部分被遮擋或是呈現(xiàn)在易于混淆的背景之中。

　　舉個例子就會較清楚了。請看圖5中的這張照片。你會毫不費力地立刻看出，這是一張正在注視窗外的年輕女子的面孔。但仔細(xì)觀看就發(fā)現(xiàn)，窗戶的木窗欞將該女子的面孔分成了四部分。但是，你并沒有把它看成是四個不同人臉的四個分離的片斷。你的大腦將它們組合在一起，解釋為一個單一物體——被面前的木窗欞部分遮擋的一張面孔。這一組合是怎樣完成的呢？

　　這便是格式塔心理學(xué)家馬克思·沃特海默（Max Wertheimer）。沃爾夫?qū)た评諣枺?/span>Wolfgang Kohler）和庫爾特·科?？ǎ?/span>Kurt Koffka）的主要研究興趣之一。這場運動于1912年前后在德國興起，并在美國結(jié)束。納粹掌權(quán)后，他們?nèi)巳侩x開德國。我的詞典將"格式塔（gestalt)"定義為"一個各部分之間相互影響的有機整體，而整體大于各部分之和。"①換句話說，你的大腦必須根據(jù)你以往的經(jīng)驗和你的基因中所體現(xiàn)的遠(yuǎn)古祖先的經(jīng)驗，通過發(fā)現(xiàn)各個部分的最優(yōu)組合，主動地構(gòu)造這些"整體"。這種組合最有可能對應(yīng)于真實世界中某個物體的有關(guān)方面。很明顯，重要的是各部分之間的相互作用。格式塔學(xué)派試圖對視覺系統(tǒng)共同的相互作用類型進(jìn)行分類，并把它們稱為知覺定律。他們的組合定律包括接近性、相似性、良好的連續(xù)性和封閉性。下面讓我們依次對它們進(jìn)行討論。

　　接近律說明，我們傾向于將那些相互靠得很近且離其他相似物體較遠(yuǎn)的東西組合在一起。這在圖6中就看得很明顯。該圖由許多規(guī)則的矩形陣列小黑點組成。你的大腦既可能將它們組織成水平線也可能組合成垂直線。但實際上，你把它們看成是垂直線。這是因為，一個點到其最近點的距離，在垂直方向要比水平方向短。其他實驗顯示，接近律通常指"空間上接近"，而非在視網(wǎng)膜上的接近性。

　　格式塔的相似律是說，我們將那些明顯具有共同特性（如顏色。運動、方向等）的事物組合在一起。如果你看見一只正在跑的貓，你就會把它身體的各個部分組合在一起。因為一般來講，當(dāng)貓跑時，它的各個部分會在一個方向上運動。同樣原因，正在樹叢中爬行的貓也會被識別出來。但是，如果它紋絲不動，我們就很難發(fā)現(xiàn)它。

　　良好的連續(xù)性定律可以由圖7加以說明。該圖的上部分顯示兩條相互交叉的曲線。我們的確把它看成是兩條線，而不是像該圖的下部分所顯示的那種交匯于一點的四條線或是兩個靠近的V型。我們同樣傾向于把中斷的線段看成是被某個物體遮擋一部分的連續(xù)直線。

　　請看圖8a所表示的一組八個奇形怪狀的物體。中間兩個與字母Y類似，另外六個為扭曲的箭頭。而在圖8b，你大概會看到一個被三個斜條遮擋的三維立方體框架?，F(xiàn)在，那些奇形怪狀的物體已成為上下兩圖的組成部分。第二個圖形中更容易看成是立方體，因為它似乎是一個被斜條遮擋的單一物體。而第一個圖形，由于缺少任何遮擋線索，因而更容易被看成是八個獨立的物體。

　　封閉性在線畫圖形中表現(xiàn)得最為明顯。如果一條線形成了封閉的或幾乎封閉的圖形，那么我們就傾向于把它看成是被一條線包圍起來的圖形表面，而不僅僅是一條線。①

　　格式塔學(xué)派還有一個被稱為"簡潔"（Pragnanz）的普遍原理，它可以近似地被譯為"優(yōu)良性"。它的基本思想就是視覺系統(tǒng)對輸入的視覺信息作出最簡單、最規(guī)則和具有對稱性的解釋。大腦如何判斷哪個解釋"最簡單"呢？現(xiàn)代的觀點認(rèn)為，最好的解釋往往只需要很少的信息（在技術(shù)意義上）進(jìn)行描述，而壞的解釋往往需要更多的信息。①

　　換句話說，大腦需要一個合理的解釋而不是奇特的解釋。這就意味著，這種解釋不因觀察點的微小變化而發(fā)生根本改變。這是由于，在過去當(dāng)你看一個物體時，你常常在景物中運動，因此，你的大腦已經(jīng)把該物體的各個不同方面記錄了下來，并認(rèn)為它們屬于同一個事物。

　　格式塔知覺定律不能看作是嚴(yán)格的定律，而只能算是一種實用的啟發(fā)式研究。因此，它們可以作為視覺問題的合適的人門知識。真正哪些操作過程導(dǎo)致了這些"定律"的出現(xiàn)，這正是眾多視覺心理學(xué)家試圖發(fā)現(xiàn)的東西。

　　正如格式塔學(xué)派已經(jīng)認(rèn)識到的那樣，視覺中的一個重要操作就是圖形背景分離。要識別的物體稱為"圖形"，其周圍環(huán)境稱為"背景"。這種分離也許并不總是輕而易舉的事，仔細(xì)觀察圖9你就會知道，如果你從來也沒有看到過這幅圖，你會很難看出有什么可識別的物體。但過了一會兒，你就有可能意識到，圖畫的一部分代表一只達(dá)爾馬提亞（Dalmatia,南斯拉夫地名）狗。在這種情形，圖形背景的分離被有意復(fù)雜化了。

　　還可能構(gòu)造一幅模棱兩可的圖形背景分離圖像。請看圖10。第一眼看來，它像一個花瓶，但繼續(xù)觀察就可能看成是兩張臉的側(cè)視圖。本來花瓶是圖形，而現(xiàn)在人臉的輪廓線成了圖形，原先的花瓶就成為背景了。但是，這兩種解釋很難在同一時刻看到。

　　大腦在決定哪些視覺特征屬于某個物體時，要依賴于大體上符合格式塔知覺定律的明顯的視覺線索。因此，倘若一個物體較堅實（接近性）、具有明確的輪廓（封閉性）、朝一個方向運動（共命運），而且整個為紅顏色（相似性），那么，我們就很可能認(rèn)為這是一個運動的紅球。

　　對一個動物來說，出色地完成此類任務(wù)是至關(guān)重要的。否則，它就很難發(fā)現(xiàn)天敵或獵物以及蘋果之類的其他食物。它必須能把圖形和背景分離開來。所謂的偽裝物就是試圖混淆這一過程，偽裝的作用是破壞表面的連續(xù)性(如戰(zhàn)士穿的迷彩服），并產(chǎn)生一個易于混淆的輪廓，從而使真實的輪廓偽裝起來。顏色也可能與背景混雜在一起。一只躡手躡腳移動的貓不時地停下來，就是為了避免給獵物提供任何運動線索。正如有人所認(rèn)為的那樣，我們由進(jìn)化獲得的良好的顏色視覺，使我們的靈長類祖先能夠在紛亂的綠色背景中發(fā)現(xiàn)紅色的果實。能給我們帶來眾多視覺樂趣的東西，可能就是最初發(fā)現(xiàn)食物和識破偽裝的裝置。

　　我們對最早階段視覺加工知識的了解，部分來自于對眼和腦的研究（參見第十章）。需要執(zhí)行的最早操作差不多是去除冗余信息。眼中的光感受器對落人眼睛的光強起反應(yīng)。假如你觀察一面完全均勻而光滑的白墻，那么你眼內(nèi)的所有光感受器將會對光作出同樣的反應(yīng)。有什么理由將所有這些信息傳遞給大腦呢？對眼底視網(wǎng)膜來講，最好是先對這些信息進(jìn)行處理，使大腦知道哪里是空間上光強變化的地方——墻的邊緣。如果整個視網(wǎng)膜區(qū)域沒有光強變化，那么就不發(fā)送任何信號。大腦從"無信號"就可以得出"無變化"以及墻的這一部分是均勻的推論。

　　正如我們在后面章節(jié)將會看到的，在某種程度上，大腦對不同類型信息的處理是在不同的平行通路中實現(xiàn)的。因此，對如何觀看形狀、運動、顏色等過程分別進(jìn)行研究是有道理的，盡管這些過程具有某種程度的相互作用。

　　讓我們先從形狀開始，很明顯，抽提輪廓對于大腦非常有用。這就是為什么我們對線條圖能如此容易地產(chǎn)生反應(yīng)的原因。即使沒有任何陰影、紋理、顏色等特征，你仍然可以對某景物的線條圖形作出解釋（如圖11）。這說明，大腦中某些元素對精細(xì)的細(xì)節(jié)有較好的反應(yīng)，另外一些對細(xì)節(jié)較少的部分起反應(yīng)，而其他元素則對空間上的粗略變化起反應(yīng)。你如果僅僅能看到后者，這世界就會模糊得像焦距沒調(diào)準(zhǔn)一般。心理學(xué)家常使用"空間頻率"一詞。高空間頻率相應(yīng)于精細(xì)的細(xì)節(jié)，低空間頻率對圖像在空間上的緩慢變化起反應(yīng)。

　　請看圖12。你很可能將它看成是具有均勻灰度的一些小正方形的組合體?，F(xiàn)在，如果把它弄模糊（摘掉眼鏡、半閉著眼睛或?qū)⑺诺椒績?nèi)的遠(yuǎn)處），你就可能認(rèn)出是林肯的面孔。圖的細(xì)節(jié)（小正方形的邊緣）干擾了識別過程。當(dāng)視覺變得模糊時，這些細(xì)節(jié)就不那么顯眼了。這時，盡管由于圖像中只有較低的空間頻率信息，因此圖像仍然有些模糊，但是你卻能認(rèn)出他的面孔了，當(dāng)然，一般說來，不論低空間頻率或高空間頻率對解釋圖像都有幫助。

　　大腦面對的最為困難的問題之一，是從二維圖像中抽提深度信息。我們需要深度信息，不僅是為了確定物體與觀察者之間的距離，而且還要識別每個物體的三維形狀，使用兩只眼睛是有幫助的。但?？衫靡恢谎劬蚩此恼掌湍芸闯鏊男螤?。大腦使用哪些線索從二維圖像中獲得三維信息呢？一個線索就是由入射光的角度產(chǎn)生的物體陰影。請看圖13。你可能將其中的一排看成是平面上的四個凹陷物，而將另外一排看成四個突起物。這樣的深度印象就來自人射光的陰影。

　　偶爾，這種解釋也可能是模棱兩可的。凝視一會兒該圖或者將頁面倒置，你就會把凹陷看成突起，或把突起看成凹陷（注意，這種變化是同時發(fā)生的）。你的大腦最初認(rèn)為，照明光來自某一側(cè)，但倘若照明光實際來自另一側(cè)，那么同樣的陰影就會對應(yīng)不同的形狀，正如你所看到的那樣。

　　另一個令人信服的線索是"從運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)"。這是說，如果一個靜止物體的形狀難以看清楚（經(jīng)常是由于缺少某些三維形狀線索），那么稍微轉(zhuǎn)動一下該物體就容易識別了。在講課時，如果把一個由小球和輻條制成的復(fù)雜分子的模型投影在屏幕上，就不易理解。但如果播放它的轉(zhuǎn)動模型的電影，其三維形狀就會一目了然。在電視節(jié)目《生命的故事》的片尾，你可能看到過這種情景。在那里，DNA分子的模型隨空中的音樂而旋轉(zhuǎn)。

　　要進(jìn)行三維觀察，只看三維空間中的每個物體是不夠的。你還必須觀看三維空間的整個場景，以便弄清楚哪些物體離你近，哪些物體離你遠(yuǎn)。即便是二維圖像也存在兩種很強的深度線索。

　　第一個線索是透視，它可以用埃姆斯變形房間（因發(fā)明者阿德爾伯特·埃姆斯（Adelbert Ames)而得名）進(jìn)行生動的演示。這種房間只能用單眼從外部通過小孔去觀察。這樣，就可以排除任何立體視覺線索。這個房間看起來像個長方體，但在實際上它的一邊很長。與正方形房間相比，它的一個墻角要高得多，也離我們遠(yuǎn)得多。當(dāng)我在舊金山"探索者博物館"（Exploratorium）通過小孔觀看這樣的房間時，我看見一些在房間內(nèi)跑來跑去的小孩。在房子的一側(cè)他們顯得很高（因為這時他們離我很近），而在另一側(cè)則顯得很矮（這時他們離得很遠(yuǎn)）。當(dāng)他們從一邊跑到另一邊時（實際上是從近處墻角跑到遠(yuǎn)處墻角，再跑回來），他們的大小會發(fā)生驚人的變化。我當(dāng)然明白，孩子們是不可能通過這種方式改變身高的。但這一錯覺是如此逼真，使我無法立刻擺脫它。每個孩子的表觀大小是由墻的虛假透視作用產(chǎn)生的。與其他錯覺類似，這一錯覺很難通過"自上而下"（即大腦的最高水平對這一錯覺形成基礎(chǔ)的理解）的作用進(jìn)行校正。

　　另一個有力的線索就是遮擋。即一個靠近你的物體部分地遮擋遠(yuǎn)處的物體。我們在圖5中就已看到過這種情景。一個女孩的面孔位于窗玻璃的框架之后。利用這一線索，大腦就能推斷出，被遮擋物的各個不同部分應(yīng)當(dāng)屬于同一物體，就像本章開頭我們討論過的那樣。

　　線條能產(chǎn)生兩種與遮擋有關(guān)的神奇效果。圖2所示的卡尼莎三角屬于第一種。白色三角形的虛幻邊界是由黑色缺損圓盤的直線邊界的延伸形成的。另一種效應(yīng)如圖15所示。

　　這種情況的幻覺邊界主要由于了組線段的端點排成了一條線。機場中的"線"出現(xiàn)的原因有多種，如物體（如襯衫）的圖案或斑馬的條紋以及陰影等。一個遮擋背景的物體經(jīng)常會截斷背景中的線。在這種情況下，線段端點產(chǎn)生的虛幻輪廓將會勾畫出這一物體的輪廓，就像圖15那種故意設(shè)計的圖形那樣。正如心理學(xué)家拉馬參準(zhǔn)（V.S．Ramachandran）所說："虛幻輪廓的感覺可能比真正的輪廓還真實（對我們更重要）。"

　　另外一個距離線索是紋理的梯度變化。如圖16所示。你只要看到這種草地的圖，就會立刻產(chǎn)生草地逐漸離你而去的印象。這是由于，頁面上的草葉自下而上逐漸變小的緣故。你的大腦不會將它看成是一面平坦而垂直的墻，在它的下面草長得比較高，而上面草長得比較矮：而是把它看成一個伸向遠(yuǎn)方的具有均勻高度的草坪。

　　還有一些深度線索。一個是物體的表觀大小。一個熟悉的物體，當(dāng)它離我們較遠(yuǎn)時它在視網(wǎng)膜上的像就會變小。因此，如果該物體的表觀尺寸較小，大腦就認(rèn)為它離我們較遠(yuǎn)。另一個深度線索是遠(yuǎn)處的風(fēng)景通?？雌饋肀容^藍(lán)。所有這些線索都被藝術(shù)家們所利用，特別是在文藝復(fù)興時期透視現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以后?？莵硖兀?/span>Canaletto）的威尼斯風(fēng)景畫便是很好的例子。

　　讓我們轉(zhuǎn)向討論深度信息的主要來源(1)。它通常被稱作"體視"，依賴于雙眼觀察同一物體時景物圖像的微小差異。19世紀(jì)中葉，物理學(xué)家查爾斯·惠特斯通爵士（Sir Charles Wheatstone）最早向人們清楚地演示，恰當(dāng)呈現(xiàn)的雙眼圖像可以給人生動的深度印象。（懷特斯通還有一件趣事使人記憶猶新。有一次他在倫敦皇家學(xué)會等待發(fā)表星期五晚上演說時，因高度緊張而逃跑。從此以后，每個演講者都要按慣例在演講前被鎖在一間小房子內(nèi)等一刻鐘。）懷特斯通還發(fā)明了體視鏡（戰(zhàn)后因設(shè)計簡單而普及）。它使每只眼睛分別觀察拍攝角度略有不同的照片成為可能。拍攝位置的差異就會產(chǎn)生并非嚴(yán)格相同的景觀。大腦檢測兩個景觀之間的差異（這在技術(shù)上稱為"視差"），結(jié)果使照片上的場景顯現(xiàn)出明顯的深度感，似乎就出現(xiàn)在你的面前。

　　當(dāng)你觀察眼前較近的真實景物時，你可以通過閉上一只眼睛親自體驗一下什么是體視。對大多數(shù)人而言，此時的深度感并不像同時使用雙眼時那么強。（當(dāng)然，由于上面提到的其他深度線索的存在，即使閉上一只眼睛，你仍可具有較好的深度感。）另一個明顯的例子就是建筑、城市、風(fēng)景等的寫生或攝影。在這種情況下，兩只眼睛就能使大腦推斷出畫面是平面的。實際上，用單眼仍然可以獲得較生動的深度感覺。只要你站在一個沒有玻璃反光的位置，并用手擋住圖畫的框架。這些動作去除了圖畫表面的某些平面線索，使得藝術(shù)家在圖畫中用于表達(dá)深度信息的線索產(chǎn)生較強的效果。

　　離你較近的物體的體視最顯著，因為此時雙眼視差最大。顯然，要使雙眼看到同一物體的景象，物體差不多就要在你的正前方。它不能向一側(cè)偏離太遠(yuǎn)，而使鼻子遮住一只眼的視線?？坎妒碁樯膭游锶缲?、狗等，通常雙眼都在前方。這樣它們就可以利用體視抓捕獵物。而對于其他動物，如兔子，雙眼長在頭的兩側(cè)更有好處，這樣，它們就可以在寬廣的視野內(nèi)發(fā)現(xiàn)天敵。但與人類相比，它們的體視能力很有限，因為它們雙眼的視野重疊很少。①

　　運動情況又怎樣呢？視覺系統(tǒng)對運動感興趣的原因是明顯的。當(dāng)你看電影時，盡管銀幕上看到的是一系列快速呈現(xiàn)的靜止畫面，而你卻具有運動物體生動的印象。這種現(xiàn)象稱為"表觀運動"。在這種相當(dāng)人為的情況下，視覺系統(tǒng)可能會出現(xiàn)失誤。汽車或馬車輪子的輻條有時看起來會向相反方向轉(zhuǎn)動。一般說來，它發(fā)生的原因已很清楚。這大體上是由于大腦把一幅圖像中的一根輻條與下一幅圖像中離它最近的那根輻條聯(lián)系起來引起的。由于輪子在不停地轉(zhuǎn)動，被聯(lián)系在一起的可能并不是同一根輻條，而是其他鄰近的一根。由于所有的輻條看起來完全一樣，大腦很可能把相鄰兩幅圖像中兩根不同的輻條聯(lián)系在一起。如果聯(lián)系在一起的兩根輻條所在的位置完全相同（相對于汽車），則輪子看起來就會是靜止不動的。如果轉(zhuǎn)速稍微放慢一點，則輪子的輻條看起來就會向后轉(zhuǎn)動。特別是舊式電影中，這種現(xiàn)象時有發(fā)生。當(dāng)汽車減速時，輻條看起來就改變方向（相對于汽車的運動）。心理學(xué)家們已經(jīng)做了大量實驗，試圖確定獲得好的表觀運動所需要的條件。

　　另外一種運動效應(yīng)是理發(fā)店標(biāo)志牌錯覺（barber's pole illusion)。因為圓柱上有螺旋條紋，當(dāng)它繞長軸旋轉(zhuǎn)時，條紋看起來不是在轉(zhuǎn)動而是在順其長軸方向運動，通常是向上運動。（這將在第十一章　中作充分討論J因此，我們的運動知覺并不總是直接的。在這種情況下，你看到的并不是每個條紋的局域運動，而是大腦錯誤地把它想像為整個模式的全局運動。

　　大腦的運動知覺由兩種主要過程進(jìn)行處理。它們可以粗略地被稱為"短程系統(tǒng)"和"長程系統(tǒng)"。前者發(fā)生在比后者較早的加工階段。短程系統(tǒng)并不能識別物體，而僅能識別由視網(wǎng)膜接收并傳遞到大腦的光模式的變化。它可以抽提運動的"基元"，但并不知道是什么物體在運動。換句話說，作為初級的感覺，這種簡單的運動信息是有用的。它是自動操作的，即不受注意的影響。

　　人們猜測，短程運動可以利用運動信息從背景中分離出圖形①并與運動后效應(yīng)（有時稱為"瀑布效應(yīng)"）有關(guān)。（如果你注視瀑布一段時間，然后把注視點很快移到鄰近的巖石，在很短的一段時間內(nèi)，你就會看到巖石向上運動。）現(xiàn)在對此現(xiàn)象還有不同的看法。因為最近的實驗顯示，運動后效應(yīng)可以受注意的影響。

　　長程運動系統(tǒng)似乎與物體運動的登記（register）有關(guān)。它不僅僅登記運動本身，而且還登記是什么物體從一個地方運動到另一個地方。長程運動系統(tǒng)受注意的影響。

　　讓我們舉一個（過分簡單的）例子。一個紅色方塊在屏幕上閃爍很短的時間，再隔一段時間后，在離紅方塊不遠(yuǎn)的地方緊接著出現(xiàn)一個閃爍的藍(lán)色三角形。如果時間、距離等參數(shù)選取得使長程系統(tǒng)占優(yōu)勢，那么觀察者就會看到紅方塊變成藍(lán)三角并從一個位置移到另一個位置的表觀運動。另一方面，如果選擇的參數(shù)主要激發(fā)短程系統(tǒng)（時間間隔和距離都很?。?，那么觀察者將只看見運動而看不見運動的物體。他感受到運動但不知道什么在運動。在大多數(shù)情況下，兩種系統(tǒng)在某種程度上可能同時起作用。只有精心設(shè)計的刺激才會僅僅激活一個系統(tǒng)。

　　大腦利用運動線索獲得變化中的視環(huán)境的附加信息。我已經(jīng)描述過，在某些情況下如何從運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)，還可以通過其他方式利用運動信息。一個正朝你眼睛跑過來的物體會產(chǎn)生一個逐漸膨脹的視網(wǎng)膜圖像。如果一個屏幕上的物體突然增大，你就會感到該物體正向你沖過來（盡管屏幕還在同一距離）。這種視覺圖像運動被稱為"膨脹"。它產(chǎn)生的效果是如此鮮明，以至人們懷疑大腦中有一個特殊的部位對圖像的膨脹加以響應(yīng)。事實上這個部位已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)（見第十一章?。?。

　　視覺運動系統(tǒng)的另一個作用是指導(dǎo)你在環(huán)境中運動的方式。當(dāng)你向前行走時，你的眼睛看著前方，你上下左右的視覺場景就會從你身邊掠過。這種視網(wǎng)膜圖像的運動被稱作"視覺流"（visual flow），在飛機著陸時它對飛行員幫助極大，一個沒有體視的單眼飛行員可以借助視覺流信息使飛機安全著陸。沒有視覺流的地方是你正朝它運動的那一點。所有圍繞該點的物體似乎都向遠(yuǎn)離這一點的方向運動，盡管它們的速度有所不同（如圖17）。這種視覺信息幫助飛行員找到跑道上正確的著陸點。

　　顏色知覺也并非像看起來那樣直截了當(dāng)。基本的觀點認(rèn)為它與眼內(nèi)不同類型的光感受器有關(guān)。每種光感受器只對有限波長范圍內(nèi)的光起反應(yīng)。重要的是我們應(yīng)當(dāng)意識到，單個光感受器的反應(yīng)怎么會不依賴于輸入光子的波長。一個光感受器可能捕獲一個光子，也可能捕獲不到。如果確實捕獲到，則不管光子的波長如何，其效果會完全相同。但它響應(yīng)的概率卻依賴于波長。某些波長激活它的概率很大，某些波長則很小。比如，它可以經(jīng)常對"紅"光子起反應(yīng)，卻很少對"綠"光子有響應(yīng)。

　　對輸入光子流的平均響應(yīng)可能對應(yīng)于敏感波段的少數(shù)幾個光子，也可能對應(yīng)于非敏感波段的許多光子；感受器無法分辨它們。初讀這些內(nèi)容時，這一切似乎相當(dāng)復(fù)雜，但已有的經(jīng)驗告訴我們，如果眼睛只有一種類型的光感受器，你的大腦就會失去光的波長信息，因而只能看見黑白的世界。這種情況出現(xiàn)在特別昏暗的時候，這時，被稱作"視錐"的一類光感受器不活動，只有"視桿"感受器起作用。這些全是一種類型的光感受器，對所有波長反應(yīng)相同。這就是為什么在夜晚很暗的情況下，你在花園內(nèi)看不到花的顏色的原因。

　　要獲得顏色信息，就需要不只一種具有不同波長響應(yīng)曲線的光感受器。它們的響應(yīng)曲線是部分重疊的。但是，一個具有同一波長的光子流，對不同的光感受器引起不同程度的興奮。大腦利用這些不同興奮的比例，確定落在視網(wǎng)膜上某點光的"顏色"。

　　大家知道，大多數(shù)人具有三種視錐細(xì)胞（大致是短波、中波和長波錐細(xì)胞。它們常被稱為藍(lán)、綠、紅視錐細(xì)胞）。但也有少數(shù)人缺少"紅"視錐細(xì)胞，因此導(dǎo)致部分色盲。①他們在分辨紅綠交通信號時可能會碰到困難。

　　這就是對為什么我們能看顏色所作的基本解釋。但它還需要進(jìn)行某些修正。在此，我僅想提一下所謂蘭德效應(yīng)（因偏振片的發(fā)明者埃德溫·蘭德（Edwin Land）而得名）。蘭德以戲劇性的方式向我們演示，視野內(nèi)某斑塊的顏色并不僅僅依賴于從該斑塊進(jìn)入眼睛的光的波長，它還與從視場其他部分進(jìn)入眼睛的光的波長有關(guān)。

　　為什么會這樣呢？進(jìn)入眼內(nèi)的信息不僅取決于表面的反射特性（顏色），還與落到該表面的光的波長有關(guān)。因此，在陽光下和在燭光下，婦女們色彩繽紛的服裝會有很大區(qū)別。因此，大腦主要感興趣的不是反射率和照明光的組合，而是物體表面的顏色特性。大腦試圖通過比較眼睛對視野中若干不同區(qū)域的響應(yīng)來抽提出這種信息。要做到這一點，大腦利用了如下約束（假設(shè)），即在某一時刻，在該景物的各處，照明光的顏色是相同的。盡管在其他場合，它們可能是明顯不同的，如果照明光是粉紅色，它就使所有的東西程度不同地變?yōu)榉奂t色。因此，大腦就力圖校正它。這就是為什么陽光下的紅色纖維在人工照明下看起來依然是紅色的原因。但是，正如我們知道的，它看上去并不完全相同，因為校正機制并非工作得盡善盡美。

　　下面我們稍微提一下另外一些視覺恒常性。一個物體看上去總是大致相同的，即便我們沒有直視它，使得它落在了視網(wǎng)膜上的不同部位也是如此，如果我們在不同的距離觀察一個物體，物體的視網(wǎng)膜圖像可能變大或變小或產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)。然而，我們同樣將它看做是同一物體。我們將這些恒常性視為理所當(dāng)然的事情。但簡單的視覺機器卻無法做到這一點，除非它具備發(fā)育成熟的大腦所具有的完成該任務(wù)的固有裝置。大腦到底如何完成這些任務(wù)，我們?nèi)匀徊皇智宄?/span>

　　運動和顏色之間具有奇怪的相互關(guān)系。大腦的短程運動系統(tǒng)有些色盲，它主要觀看黑白圖像。利用演示很容易說明這一點。將僅有兩種均勻亮度的顏色（比如紅和綠）構(gòu)成的運動模式投射到屏幕上。然后調(diào)節(jié)兩種顏色的相對亮度，使它們對于觀察者來說看起來具有相同的亮度。這一過程必須對每個人分別進(jìn)行，因為你和我的色平衡點不會完全相同。①這一平衡條件被稱為"等亮度"。

　　現(xiàn)在，如果你在屏幕上觀看一個綠色背景上的紅色運動物體，而且兩種顏色調(diào)整為等亮度，那么其運動速度就顯得比實際情況慢得多，甚至可能停止運動（特別是當(dāng)你注視屏幕的一側(cè)時，情況更是如此）。這是因為你大腦中的黑白系統(tǒng)將屏幕看成是均勻灰色（因為兩種顏色是等亮度的），所以短程運動系統(tǒng)幾乎得不到運動信息。

　　所有這些例子都說明，大腦可以從視覺場景的多個不同方面抽取有用的視覺信息。那么，如果外界提供的信息不完整，大腦如何處理呢？眼睛的盲點就是一個很好的例子。如我們在第三章　中講過的那樣，你的每只眼睛中都有一個盲點，你的大腦會對它進(jìn)行"填充"。因此，即使你閉上一只眼睛，也看不到視場中盲點處有一個洞。哲學(xué)家丹·丹尼特（Dan Dennett）不相信存在填充過程。在他的（意識的闡釋）（Consciousness Explained）一書中，他正確地爭辯說"信息的缺失不等于缺失的信息。"他還說："你要看見洞，大腦的某個地方就必須對反差作出響應(yīng)：或是內(nèi)外邊緣之間的反差（但在這個位置，你的大腦沒有完成該任務(wù)的裝置），或是前后之間的反差。"因此，他認(rèn)為不存在什么填充，只是缺少那里有洞的信息。

　　但是，這一論證是不充分的。因為他沒能證明，盲點處的信息無法推論出來。他只是說明大腦可能沒有進(jìn)行這一推論。說大腦肯定沒有完成這件事情的必需機制也是不正確的。對大腦的細(xì)心研究表明，確實具有某些神經(jīng)細(xì)胞有可能完成這一任務(wù)（見第十一章）。

　　加利福尼亞州大學(xué)圣迭戈分校心理系的視覺心理學(xué)家拉馬參準(zhǔn)做了一個巧妙的實驗來反駁丹尼特（每個人都喜歡證明哲學(xué)家是錯的），他向被試者呈現(xiàn)一個類似油炸面包圈似的黃色環(huán)形圖案（見圖18b）。被試者必須使眼睛靜止不動，并用單眼進(jìn)行觀察。拉馬參準(zhǔn)將黃色圓環(huán)放在被試者的視野內(nèi)，使它的外沿落在盲斑之外（睜開的眼），而內(nèi)側(cè)則落在盲點之內(nèi)（圖18b）。此時被試者報告說，他看到的不是一個黃色圓環(huán)而是一個完全均勻的黃色回盤（圖18c）。他的大腦填充了盲區(qū)，使一個粗的圓環(huán)變成一個均勻的圓盤。

　　為了強調(diào)這一結(jié)果，拉馬參準(zhǔn)又將其他幾個類似的圓環(huán)放入被試者的視野中，當(dāng)這些圖形呈現(xiàn)之后（其中一個圓環(huán)圍繞盲點，其他圓環(huán)放在別處）。被試者報告說，他不僅看到盲點區(qū)域的完整圓盤，而且看到圓盤立刻"跳出"（popout）。這表明，被試者的注意立刻被圓盤所吸引，這和你睜開雙眼觀看黃色環(huán)組成的隨機陣列中有一個實心圓盤時的情況完全一樣。明顯與圓環(huán)不同的圓盤會立刻跳出在你前面。正如拉馬參準(zhǔn)所說，你確實對盲斑進(jìn)行了填充，而不是僅僅忽略了那里存在的東西。因為，被忽略的東西怎么能真正跳出來呢？

　　在盲點處看到的東西是不容易研究的，因為它偏離凝視中心15度。正如我前面說過的，那里的東西我們不能看得很清楚。拉馬參準(zhǔn)和英國心理學(xué)家理查德·格里高理（Richard Gregory）已經(jīng)完成了一個稱為"人造盲點"的實驗。該盲點離凝視中心較近。（丹尼特曾在腳注中提到這一工作，但對他們的結(jié)果不甚滿意。）更引人注目的是，拉馬參準(zhǔn)及其合作者對一個病人進(jìn)行了檢驗。他的問題不是出在眼睛，而是在大腦的視區(qū)內(nèi)有一小部分損傷。這樣的病人不能如實看到視場中相應(yīng)位置的東西。這一塊區(qū)域是盲區(qū)。但毋庸置疑，只要放寬時間，他的大腦就會利用從周圍得出的合理推測來填充它。

　　他們的實驗結(jié)果可用圖19說明。在陰極射線屏幕上有兩條豎直的線段處于同一直線上。一條在盲斑之上，一條在下。幾秒鐘后，病人就會看到一條直線完全跨過間隙。一個病人還報告說，當(dāng)屏幕上的線條去掉后，他"在線的填充部分看見一個非常生動的幻象"，其持續(xù)時間有好幾秒，更令人驚奇的是，如果呈現(xiàn)給兩個病人的是兩條錯開的豎直線（圖19c所示），開始，他們看到的是兩條錯開的直線，但后來兩條線就會相互"漂移"靠近，最后兩條直線完全對齊。然后，大腦填充上它們的間隙，形成一條連續(xù)的直線（如圖19d）。報告稱，這些線的水平移動（記住，它們實際上是完全靜止不動的）栩栩如生。兩位病人對此現(xiàn)象深感驚訝，并表現(xiàn)出極大的興趣。

　　其他的一些實驗表明，并非視覺每個方面的填充都是同時進(jìn)行的。形狀、運動、紋理和顏色的填充可以在不同時間內(nèi)完成。例冤五章　注意和記憶如，當(dāng)視場由許多運動的隨機紅點組成時，一個病人將顏色"滲入"到盲區(qū)幾乎是立刻完成的，而在5秒鐘以后才會形成運動圓點的動態(tài)模式。

　　需要注意的是，大腦中因傷害形成的盲斑與眼睛真正的盲斑兩者所引起的結(jié)果具有重要的區(qū)別，對于后者，填充差不多是立刻完成的。在大腦損傷的情況，這個過程則需要若干秒。這大概是由于損傷失去了大腦中快速填充的部件。

　　填充可能并非是盲點所特有的過程。更可能的情況是，它以某種形式發(fā)生在正常大腦的多種水平。它使大腦能從僅有的部分信息中猜測出完整的圖畫。這是一種非常有用的能力。

　　現(xiàn)在，我們對視覺心理學(xué)的復(fù)雜性已有了大體的了解，顯然，觀看并非是一件簡單的事情。這與我們僅憑日常經(jīng)驗作出的猜測有很大的差別。它的工作方式還沒有被我們完全理解。它涉及許多我們不得不略去的實驗和概念。下一章　我們將涉足看的兩個其他方面——注意和短時記憶，用來拓寬我們的研究領(lǐng)域。它們都與視覺意識有緊密的聯(lián)系，而且還會引人不同視覺加工所需時間這樣一個十分棘手的課題。

　?、僬缥以诘谝徽隆∷忉屵^的，如果過于簡單地理解"和"這個詞，這當(dāng)然是正確的。

　　①最近，加利福尼亞大學(xué)（伯克利）心理學(xué)家斯蒂芬·帕爾莫（Stephen Palmer）提出另外兩條律：共同區(qū)域（commonregion）和聯(lián)結(jié)性（connectedness）。共同區(qū)域（或稱包容性）意味著相同的知覺區(qū)域組合在一起。聯(lián)結(jié)性是指視覺系統(tǒng)把均勻的、聯(lián)結(jié)在一起的區(qū)域知覺為單一單元的強烈傾向。

　?、龠@可能或多或少地依賴于估計信息內(nèi)容時采用的是哪些"基元"（primitives）。

　?、俅竽X如何利用視差是個值得重視的理論問題。比如，需要弄清楚，一只眼睛的圖像中的哪個特征與另外一只眼睛的哪個特征相對應(yīng)。這稱為"對應(yīng)問題"。最初認(rèn)為，要解決這個問題，大腦首先要識別物體，在貝爾實驗室工作的匈牙利心理學(xué)家貝拉·朱爾茲（Bela Julesz），用隨機點立體圖進(jìn)行的精彩的實驗清楚地顯示，兩圖之間的"對應(yīng)"可以在先于物體識別的、低水平的信息處理階段實現(xiàn)。

　?、僖恍〔糠秩怂坪跞鄙僬嬲牧Ⅲw視覺。

　?、龠@種從背景分離圖形的任務(wù)提出了一個困難的理論問題，因為大腦必須在不知道什么是圖形的情況下進(jìn)行圖形背景分離。

　　①嚴(yán)格他講，我們大家都是色盲。因為除了像紫外線這一類我們不能看見的波長外。可以構(gòu)造出任何數(shù)目的、在我們看來是完全相同的波長分布；而它們?nèi)绻靡粋€合適的物理儀器去測量，實際上并不完全相同。除了少數(shù)情況有保留外，我們對任一波長分布的響應(yīng)可以與僅僅三種波長的合適組合相匹配。這是早在19世紀(jì)就已確認(rèn)的事實。按數(shù)學(xué)術(shù)語，顏色是三維的。

　?、偌词箤τ谕挥^察者，位于注視線上的物體與位于視場外圍的物體，它們的平衡點也可能稍有不同。

　　"你沒有注意，"海特說，"要知道，若非心神專注，你將一無所獲。"

——據(jù)劉易斯·卡羅爾(Lewis Carroll)改寫

　　每個人都懂得"你沒有注意"這句話的一般意義。這可能是你的注意力不集中，也可能是你昏昏欲睡或是由于某些其他的什么原因。心理學(xué)把"喚醒"（或警覺）與"注意"（attention）區(qū)分開來。喚醒是影響一個人整個行為的一般條件，當(dāng)你早上醒來的時候，就會注意到這種情況，正如威廉·詹姆斯所說，對心理學(xué)家說來，注意就意味著"擺脫某些事物以便更有效地處理其他事物"。

　　我們主要關(guān)心的是視覺注意，而不是在聽音樂或從事某種活動時的注意。我們知道，注意被認(rèn)為起碼對某些形式的意識有所幫助。視覺注意的一種形式就是眼動（經(jīng)常輔助以頭部運動），由于在靠近凝視中心的地方我們看得較清楚，所以當(dāng)我們雙眼的視線正對著某個物體時，就會獲得更多的信息。否則，如果不是直視物體，我們只能獲得粗略的信息（至少有關(guān)形狀的信息是如此）。

　　是什么機制控制眼動呢？這種眼動包括由反射性響應(yīng)所引發(fā)的眼動（比如眼睛突然跳到凝視中心之外的某處）到由意志控制的眼動（"我想了解他正在那里干什么"）。所有形式的注意可能都具有反射性和意志性兩種成分。

　　聽覺選擇性注意的一個例子，是讓某個被試者集中注意從耳機進(jìn)入一只耳朵的聲音，而試圖忽略進(jìn)入另一只耳朵的不同聲音。很多來自非注意耳的聲音沒能達(dá)到意識水平，但可以在頭腦中留下某些痕跡，并對注意耳聽到的東西產(chǎn)生影響。它們被記錄于大腦的某一加工層次。

　　因此，注意就是濾除未被注意的事件。被注意事件的響應(yīng)具有較快的速度、較低的閾值和較高的精度，注意還可以便該事件容易被記憶。過去，心理學(xué)家們并不關(guān)心我們頭腦內(nèi)部發(fā)生的事情，他們大多通過測量反應(yīng)速度和誤差水平等去研究注意。換句話說，他們研究的是注意某事件時所引起的結(jié)果（與未注意該事件時相比較），并試圖從實驗結(jié)果的模式中推論出注意的可能機制。

　　令人吃驚的是，當(dāng)你的眼睛保持靜止不動時，有些事情就無法完成。比如一個隨機點模式在屏幕上快速閃爍，它的呈現(xiàn)時間很短，因而不可能產(chǎn)生眼動。在這種條件下，你能夠說出隨機點的個數(shù)嗎？如果它們只有三四個，你可以正確地報告出它們的數(shù)目；但是，如果有六七個或更多，你就會發(fā)生錯誤。這并不能僅僅歸因于刺激的亮度。如果閃爍光點非常亮，它們就會在視網(wǎng)膜上留下后像（這時如果你移動眼睛，固定在視網(wǎng)膜上的光點模式將隨你的眼睛一起運動）。在數(shù)秒鐘以內(nèi)，你可以一直看到它們，但你仍然無法精確地數(shù)出它們的個數(shù)——這是一種非常奇怪的感覺。當(dāng)你開始計數(shù)時，你就會忘記哪個圓點你已經(jīng)數(shù)過了。

　　有沒有某種形式的注意不依賴于眼動呢？注意能在兩個大幅度的眼動之間轉(zhuǎn)移嗎？美國奧爾良大學(xué)的臨床心理學(xué)家邁克爾·波斯納（Michae1posner）對此進(jìn)行了大量的實驗。他和其他研究者表明，確實存在這樣一種視覺注意形式。在一個典型的實驗中，被試者通過注視某個特殊點而使眼睛保持不動。一個瞬時出現(xiàn)的信號提示被試者，在某個地點（比如說在注視點的右邊）可能會出現(xiàn)一個物體。當(dāng)看到物體出現(xiàn)時，要求被試者盡快地按動開關(guān)，其反應(yīng)時間就會被記錄下來。如果在某次實驗中，物體沒有出現(xiàn)在所期望的地方（如出現(xiàn)在注視點的左邊），則反應(yīng)速度就會變慢。反應(yīng)時間的延遲被解釋為被試者不得不將視覺注意從期望的一側(cè)轉(zhuǎn)向非期望的一側(cè)。波斯納認(rèn)為，注意的這種變化可能涉及以下三個連續(xù)的過程：

　　解除原有注意->移動注意點->實施注意

　　首先，系統(tǒng)需要從視野中正在注意的地方解除注意。然后必須把"注意"點轉(zhuǎn)向新的位置，最后在新地點實施注意。另一個重要的問題就是一個人能否同時注意視野中兩個分離的位置或物體？有證據(jù)表明，這是辦不到的①，盡管也許可以跟蹤若干③個運動的點。但有確鑿證據(jù)表明，注意可以在空間上進(jìn)行精細(xì)聚焦或者在較大范圍內(nèi)擴展。比如：當(dāng)你讀一本書時，你主要注意的是單詞而不是一個個分開的字母。而在校對時情況則不然，你必須仔細(xì)檢查每一個字母和標(biāo)點，否則小的差錯就會被遺漏。對我個人來講，校對是一件困難的事情。因為通常我的閱讀速度很快，除非我集中注意，否則很難發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的印刷錯誤。

　　很清楚，注意改變了我們看物體的方式。理論家如何解釋這一現(xiàn)象呢？我可以直截了當(dāng)他說，目前還沒有一個被普遍接受的注意理論。因此，我能做到的，充其量不過是描述某些當(dāng)前流行的粗略地講，大家普遍同意的觀點是，注意涉及一個瓶頸問題。其基本思想就是初級加工過程大體上是一個平行的過程，即許多不同的活動同時進(jìn)行。然后，似乎有一個或多個階段存在信息處理的瓶頸。一個時間只能處理一個（或少數(shù)幾個）"對象"。它通過臨時濾除來自非注意對象的信息而實現(xiàn)。然后，注意系統(tǒng)迅速轉(zhuǎn)向下一個對象。因此，注意大體上是串行的（即，注意一個之后再注意另一個）而非高度并行的（正如系統(tǒng)同時注意很多事情時的情況）。①稍后，我們將詳細(xì)討論并行和串行加工的重要區(qū)別。

　　通常把視覺注意比喻為"探照燈"。在探照燈內(nèi)部，信息以一種特殊的方式被處理。這樣，我們就可以快速、精確地觀察被注意物體，并使我們更容易記住它。在"探照燈"以外的信息，或者被處理得較少，或者處理方式有所不同，還可能根本不予處理。大腦的注意系統(tǒng)將假想的"探照燈"從視野的一個地方快速轉(zhuǎn)移到另一個地方，就像我們移動眼睛一樣，只不過這時移動的速度慢得多罷了。

　　探照燈比喻以最簡單的方式向我們暗示，視覺系統(tǒng)注意的是視野中某個地方。許多間接證據(jù)表明，情況確實如此。另外一種觀點認(rèn)為，我們注意的并不是某個特別的地方而是特別的物體。在某些情況下，如果物體運動（眼睛仍保持不動），注意可以追蹤該物體，而不是停留在一個地方不動。在目前看來，在一定程度上兩種形式的注意（對視覺物體的注意或?qū)σ曈X位置的注意）可能同時出現(xiàn)。

　　心理學(xué)家一般都嚴(yán)格區(qū)分前注意（preattentive）加工和注意（attentive）加工。在美國工作多年的匈牙利心理學(xué)家貝拉·朱爾茲已經(jīng)給出了某些前注意加工的顯著例證。請看圖20。左邊兩種"紋理"之間的邊界可立刻看出來。現(xiàn)在讓我們看看該圖的右半部：初看時沒有明顯的紋理邊界，但仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn)，一個區(qū)域是由不同朝向的字母L組成，而另一個區(qū)域則由字母T組成。但這種差別并不能立刻跳出（pop-out)。要看到它需要集中注意（focal attention）。

　　還有另一種研究跳出（或缺少跳出）的方法。在屏幕上呈現(xiàn)一個視覺圖像并保持一段短暫的時間。在此情況下，刺激圖像常由要求被試者檢測的"目標(biāo)"和其他稍微不同的物體（被稱為"干擾項"）組成。比如，可能是大量的字母散布在圖像上，除了一個字母是紅色之外，其他的全部都是綠的。被試者的任務(wù)是一看到紅色字母便立刻按下按鈕。我們發(fā)現(xiàn)，被試者可以非常迅速地完成這一任務(wù)。更為重要的是，反應(yīng)時間與只有少數(shù)幾個綠色字母或者很多綠色字母無關(guān)。換句話說，不管那里有多少個干擾項，反應(yīng)時間都一樣。紅色字母立刻跳出在眼前。

　　安妮·特麗斯曼（Anne Treisman）是研究注意有影響的心理學(xué)家之一。1977年，她和兩個同事合作，完成了一個著名的實驗。實驗的要點是這樣的。她首先證實了紅色字母可以在綠色字母的背景上跳出。如果所有字母的顏色都相同，則單個字母T可以在字母S的背景中跳出。這意味著，對于顏色和形狀兩個方面，跳出都可以發(fā)生。然后，他們給被試者一個更為復(fù)雜的任務(wù)。一半是綠色字母T另一半是紅色字母S，此外，還有一個紅色字母T。被試者的任務(wù)是找出紅色字母T這時，被試者既不能單找一個紅色字母，也不能單找一個字母T；因為符合這兩個條件的字母太多了。被試者必須尋找顏色（紅）和形狀（T）兩者結(jié)合在一起的字母。而這種結(jié)合不能立刻跳出，要發(fā)現(xiàn)紅色字母T需要一段時間，而且干擾項數(shù)目越多，所需時間越長。如果圖案中有25個字母，發(fā)現(xiàn)單個紅色字母T的時間要比僅有5個字母時長得多。①

　　這種情況被看作是串行搜索機制的證據(jù)，即為了判斷一個字母既為紅色又是T形，注意系統(tǒng)在一個時刻只能看一個字母。

　　注意從一處移到另一處需要多少時間呢？這是一件較為復(fù)雜的事情。似乎物體越"突出"（對注意系統(tǒng)有更大的影響），花費的時間也越短。這種情形是可能出現(xiàn)的。例如，若紅色字母非常鮮艷，視覺系統(tǒng)就可以通過把"探照燈"擴展到較大范圍，一次檢測幾個字母。這意味著只需較少的步數(shù)便能搜索完全部字母。因此，每個字母的處理時間就減少了。有人認(rèn)為，一個時刻處理一個物體所需要的時間為60毫秒左右是有可能的。如果一個時刻處理兩個物體，每步所需的時間仍為60毫秒，那么每個字母（一個時刻本來只能觀察一個字母）現(xiàn)在的處理時間就只有30毫秒。而如果能夠同時處理三個物體，那么每個字母的處理時間就是20毫秒。

　　但還有更復(fù)雜的情況。也許被試者的大腦經(jīng)過訓(xùn)練而變得較為聰明，從而只注意紅色字母（并忽略綠色的字母）。這樣就會有上半的字母被忽略。這就意味著，他可以在注意步速相同的情況下更快地完成搜索任務(wù)。在這種情況下，120毫秒的步速就可以得到同樣的觀察結(jié)果。

　　我們也會遇到令人遺憾的情況。在某些情況下，每步時間看起來可能少于20毫秒，而真實的步速可能長達(dá)120毫秒。這是由于在發(fā)現(xiàn)紅色T字母之前，被試者不但只注意紅色物體，而且他一批處理三個字母，因而"欺騙"了我們。在這種情況，探照燈移動一步的正確時間就難以確定了。

　　特麗斯曼同時說明，跳出也可以是非對稱的。一個有缺口的圓圈可以在一群完整的圓圈的背景中跳出（圖21a）；然而要在有缺口的圓圈背景中發(fā)現(xiàn)一個完整的圓圈就需要串行搜索（圖21b）。

　　心理學(xué)家是怎樣描述前注意加工和注意加工之間的差別呢？最初特麗斯曼認(rèn)為，前注意加工是以平行的方式把視野內(nèi)物體的朝向、運動、顏色等簡單特征登記在某些特有的子系統(tǒng)中。然后，集中注意以某種方式將這些特征整合到一起。更仔細(xì)的實驗使她發(fā)現(xiàn)，如果特征整合所允許的時間非常短，大腦就會出現(xiàn)差錯。有時它會張冠李戴，錯誤地將特征整合到一起，從而給出一個虛假的組合。在授課時，特麗斯曼用一張快速呈現(xiàn)的幻燈片來演示這種現(xiàn)象。該幻燈片呈現(xiàn)的是一位黑發(fā)的紅衣女郎。可是，觀眾中總有幾位非常自信地稱，他們看到的是一位紅發(fā)女郎。女郎的毛衣的顏色被錯誤地"移植"到了頭發(fā)上，因而產(chǎn)生了幻覺組合。

　　這種事情在日常生活中可能發(fā)生，只不過是為數(shù)較少罷了。特麗斯曼舉了一個例子："一個穿行在繁忙街道上的朋友'看到'一個同事，并且正要打招呼。但他突然意識到那個人的黑胡子長到了一個過路人的臉上，而他的禿頭和眼鏡卻屬于另外一個人。"

　　"簡單特征"究竟是什么，目前我們還不清楚。①但遺憾的是，大量的研究說明，跳出并非是直截了當(dāng)?shù)氖?。在這里，我并不打算描述眾多此類實驗的細(xì)節(jié)。

　　通常，特麗斯曼的很多注意模型都認(rèn)為，跳出與較長過程的順序搜索截然不同。但是，凱爾·凱夫（Kyle Cave）和杰里米.沃爾夫（Jeremy Wolfe）等其他的一些心理學(xué)家則認(rèn)為，跳出只不過是注意過程的第一步。他們假設(shè)，注意系統(tǒng)有某種程度的"噪聲"，因而容易出現(xiàn)錯誤。如果物體足夠"突出"，則把注意的探照燈移到該物體所在的地方或移到該物體作為注意的第一步。如果物體并不突出，系統(tǒng)在選擇目標(biāo)時就可能遇到困難。在最終發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之前，也許經(jīng)過了多次嘗試，這樣就會花費較多時間。這種機制可以產(chǎn)生與簡單的順序搜索機制相類似的結(jié)果。

　　鄧肯（J.Duncan）和漢弗萊斯（G.Humphreys)甚至否認(rèn)探照燈的存在，他們認(rèn)為，視野中的不同物體全都試圖達(dá)到短時記憶。如若成功，在某些情況下它們就會成為活動的焦點。他們的層次模型還考慮到不同干擾項之間的關(guān)系。比如，這些干擾項是相同的還是具有多種不同類型。

　　進(jìn)一步的研究也許會使心理學(xué)家獲得一個能被普遍接受的注意模型，不過，它可能不會很簡單。我猜想，正確的模型將不大可能僅僅從心理學(xué)實驗中得出，因為這一系統(tǒng)看來太復(fù)雜了。①大腦中某些相關(guān)神經(jīng)元的行為的知識，對于獲得正確答案也許是必需的。

　　因此，我們只是部分地了解了視覺注意。我們還沒有一個被普遍接受的心理學(xué)注意模型。

　　短時記憶情況如何呢？我們對它知道多少呢？記憶也許定義為由經(jīng)驗引起的系統(tǒng)內(nèi)部的變化，這種變化導(dǎo)致以后的思想或行為發(fā)生改變。但是，這種泛泛的說法并沒有多大價值。它應(yīng)該適用于疲倦、受傷和中毒等情況，又不應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分學(xué)習(xí)和發(fā)育（早期生長）。以色列神經(jīng)生物學(xué)家雅丁·杜戴（Yadin Dudai）提出了一個更為有用和更為精確的定義。他首先描述了什么是"世界"（包括內(nèi)部和外部環(huán)境）的"內(nèi)部表達(dá)"。他將世界的內(nèi)部表達(dá)定義為"能夠有效地指導(dǎo)行為的結(jié)構(gòu)化神經(jīng)編碼方式"。它強調(diào)的是，從根本上說，我們主要關(guān)心的是神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）如何影響行為。"學(xué)習(xí)"則是由經(jīng)歷引起的內(nèi)部表達(dá)的創(chuàng)新或修改。這一變化可以保持相當(dāng)一段時間（甚至可以保持很多年）。不過，我們更關(guān)心的還是短時記憶。

　　我感興趣的不是像習(xí)慣化或敏感化（sensitization）之類的極簡單的記憶形式（如果你連續(xù)十次向小孩呈現(xiàn)一幅圖畫，開始他會表現(xiàn)出興趣，但很快就會產(chǎn)生厭倦。這就是"習(xí)慣化"）。這些過程被歸類為"非聯(lián)想"過程。它們甚至在海膽等一些非常低等的動物身上也能表現(xiàn)出來。我們更關(guān)心的則是"聯(lián)想學(xué)習(xí)"，有機體對刺激和動作的關(guān)系作出反應(yīng)。(2)

　　將記憶分成幾種不同的類型是有益的，盡管對它們的確切描述還存在爭議。一種方便的分類是把記憶劃分為情景記憶、類別記憶和程序記憶。清景記憶是對一個事件的記憶，它經(jīng)常與某些與此有聯(lián)系的無關(guān)細(xì)節(jié)交織在一起。(1)一個很好的例子就是，你會記得當(dāng)你聽說肯尼迪總統(tǒng)遇刺時你在什么地方。類別記憶的一個例子是單詞的含義，如"行刺"或"狗"。而回憶如何游泳或駕駛汽車便屬于程序記憶。

　　另外一種分類方法與時間有關(guān)：獲得記憶需要多長時間，它一般能保持多久，某些記憶，特別是情景記憶被稱為"一次性"或"閃光快門式"學(xué)習(xí)。僅僅一個事例就可記得很清楚。（當(dāng)然，這種記憶也可以通過復(fù)述被強化。即把這件事再講一遍，并不要求次次正確。）另一種類型的記憶可通過事件的重復(fù)被增強。人們從重復(fù)中抽提出某件事物的普遍性質(zhì)，如，未經(jīng)明確定義的單詞的含義。

　　諸如開汽車之類的過程性知識常常很難從一次經(jīng)歷中獲得，往往需要重復(fù)練習(xí)。它可以保持相當(dāng)長的一段時間。一旦你學(xué)會游泳，即使多年沒有游過你也會游得很好。當(dāng)談及一首熟悉的樂曲時，一位著名的鋼琴家曾經(jīng)對我說："肌肉的記憶是最久的。"這意味著樂曲的演奏是自動的，無需思索的。

　　不同的記憶持續(xù)的時間也不同。它們經(jīng)常被分為長時記憶和短時記憶。盡管這一術(shù)語對于不同人可能具有不同的含義。"長時"通常指幾小時、幾天、幾個月乃至幾年；"短時"則從幾分之一秒到幾分鐘或更長。短時記憶通常是不穩(wěn)定的，而且容量有限。

　　想一想你在夢中的一些事情。當(dāng)你做夢時，你不能使夢中的任何情景進(jìn)入長時記憶（或至少清晰地回憶起）。你的大腦把夢中的情景以某種形式的短時記憶保存起來。當(dāng)你醒來之后（這可能會比你意識到的頻繁得多），你的長時記憶系統(tǒng)才被接通。然后，仍然保存在短時記憶中的東西便進(jìn)入長時記憶。所以你回憶起來的并非你夢到的所有事情，而只是夢的最后幾分鐘。如果你在剛醒來時受到電話鈴或是什么別的干擾，夢的短時記憶就會衰減或完全喪失，以至電話之后你可能連夢的最后幾分鐘都回憶不起來了。

　　我們知道，記憶的回憶不是一個直接的過程。要回憶一件事情往往需要某個線索，盡管這時記憶有可能是撲朔迷離的。有些記憶很弱，需要更強的線索才能喚起。另外的一些甚至在完全喪失前就淡化了。一個相關(guān)的記憶可能會干擾和阻礙了你所需要的記憶內(nèi)容的獲取。

　　很明顯，意識特別是視覺意識把很多存儲在長時情景記憶和類別記憶中的內(nèi)容結(jié)合起來。我們較為關(guān)心的是極短時的記憶。這是由于，如果我們喪失了對所有最近事件的記憶形式，我們很可能會失去意識，然而，這種最重要的記憶形式卻僅能持續(xù)幾分之一秒或至多是幾秒鐘。讓我們集中討論這些極短時間的記憶形式。

　　請你看一看面前的景物，然后突然閉上雙眼。你看到的外部世界的生動圖像很快就會消失。留給你的只是一個模糊的回憶。它通常在幾秒內(nèi)就會消失，早在18世紀(jì)就有人試圖測量它消失的時間。一個黑暗中運動的光點（比如說一個發(fā)光的煙頭）將在后面留下一個光尾。對光尾長度進(jìn)行的現(xiàn)代研究表明，光的知覺大約可持續(xù)100毫秒，盡管有些是由于視網(wǎng)膜后像。

　　心理學(xué)家如何研究各種各樣的短時記憶呢？美國心理學(xué)家喬治·斯帕林（George Sperlig)1960年進(jìn)行過一個經(jīng)典的實驗。他以極短的時間（約50毫秒）在屏幕上顯示一個由十二個字母組成的字母集。字母排成三行，每行四個。由于時間太短，被試者每次只能回憶出四五個字母。然后在下一個實驗中，他要求被試者僅報告其中的一行，他使用一個聲音信號提示被試者應(yīng)該報告哪一行。但這一線索僅在呈現(xiàn)的圖形剛剛關(guān)閉之后才給出。在此情況下，被試者可以報告出該線索指示行的四個字母中的大約三個字母。

　　人們也許僅僅根據(jù)第二個實驗就得出結(jié)論，既然被試者能夠報告出三行中任意一行的四個字母中的三個，那么他就能報告出三行字母中的九個（三乘三）。但正如我們看到的，實際上他只能回憶出這十二個字母中的四五個。這有力他說明，字母是由大腦從迅速衰減的視覺痕跡中讀出的，這種極短時的視覺記憶被稱為"圖標(biāo)記憶"，它來自單詞icon，是圖標(biāo)的意思。

　　對此問題，還有許多其他的研究。在刺激呈現(xiàn)前后，視場是亮或暗對衰減時間是有影響的。在暗視野中，衰減時間大約是秒的量級，而在較明亮的視野中則少得多，或許只有零點幾秒。這種亮背景效應(yīng)被稱為"掩蔽"。還可以用某些模式作為掩蔽，但這兩種俺蔽類型截然不同，簡而言之，明亮背景的掩蔽可能發(fā)生在雙眼的信息結(jié)合之前、視覺系統(tǒng)的初級階段、可能是在視網(wǎng)膜階段；而模式掩蔽在很大程度上依賴于字母呈現(xiàn)與掩蔽之間的時間間隔。數(shù)據(jù)說明，這大概發(fā)生在雙眼信息結(jié)合之后視覺系統(tǒng)的若干個水平。

　　圖標(biāo)記憶似乎依賴于瞬時視覺信號的存留時間。它主要不是從信號的后沿算起而是從前沿算起。這表明其生物學(xué)功能是提供足夠的時間（大約為100-200毫秒）來處理這種非常短暫的信號。這就意味著，要實現(xiàn)充分的視覺加工，至少需要某個最短的時間。

　　還有更長一些的短時記憶。英國心理學(xué)家艾倫·巴德利（Alan Badileley）對這種記憶進(jìn)行了深入的研究，把它稱為"工作記憶"，一個典型的例子就是回憶一個新的七位數(shù)的電話號碼。你能回憶出來的數(shù)字的個數(shù)稱為你的"數(shù)字廣度"。對大多數(shù)人來說，它通常只有六到七個。換句話說，工作記憶的能力是有限的。這種記憶似乎具有幾種不同的形式，它與感覺輸入有關(guān)。對于視覺，他將其稱為"視空間便箋簿"。典型情況所涉及的時間為若干秒。它似乎還與回憶面孔或熟悉的物體時的視覺想像有關(guān)。它的特性與較短的圖標(biāo)記憶有很大差別。圖標(biāo)記憶可能涉及大腦中不同的過程。

　　工作記憶對意識是必要的嗎？有某種證據(jù)表明，情況并非如此。某些腦損傷的病人只有極小的數(shù)字記憶廣度，除了他們聽到的最后一個字母外，別的一概回憶不起來，但他們的意識卻正常。事實上，他們的長時記憶可能并未受到損害。迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)一例喪失了所有形式的工作記憶（視覺和聽覺）的病人。這是由于引起這種欠缺（而沒有任何其他缺陷）的腦損傷，只能局限于某個非常準(zhǔn)確的部位（而且還要在不同的地方），因此，實際上這種情況可能永遠(yuǎn)不會發(fā)生。

　　長時記憶看來不同于圖標(biāo)記憶或工作記憶。一個看過約2500張不同彩色幻燈片（每個10秒）的被試者，十天以后還能辨別出其中的90%。因為，如果只是要求被試者確認(rèn)從前是否看過某幅圖畫（并不是無線索地回憶，那樣會更困難），那么他只需要回憶每幅圖畫的很少一部分信息就可以了。

　　我們不會花費很大精力去考慮長時情景記憶，因為一個不能形成新的長時情景記憶的腦損傷病人，仍然是清醒和有意識的（見第十二章?。Ｖ挥卸虝r記憶特別是圖標(biāo)記憶才可能與意識的機制密切相關(guān)。

　?、龠@里有一個可供參考的證據(jù)，如果切除胼胝體，每半大腦就可以注意不同的物體。

　?、廴欢竽X有可能把這些運動的點看成是一個正在改變形狀的單一物體的邊角。觀點，并提及一些主要的爭論點。

　?、俳?jīng)過練習(xí)，大腦可以把某組特殊的物體（比如一組字母）作為一"組塊"去跟蹤。

　?、僖粋€實驗和另一個實驗的響應(yīng)時間差別很大。因此，要重復(fù)實驗結(jié)果，就要讓被試者作出多次響應(yīng)，并對響應(yīng)時間進(jìn)行平均。在某些情況下，需要應(yīng)用若干個被試者，并計算出他們的平均響應(yīng)時間。

　?、儆袑嶒炞C據(jù)說明，這是可以發(fā)生的。

　?、儆腥颂岢鲞^一個研究項目，用來探討什么視覺特性可以跳出（它們應(yīng)對簡單特征，視覺"基元"進(jìn)行響應(yīng));而復(fù)合特征需要進(jìn)行順序搜索。

　?、谶€有其他一些這里沒有提到的簡單記憶形式，其中有經(jīng)典的條件反射，操作性條件反射和啟動（priming）。

①      有證據(jù)顯示，在最初的一段時間內(nèi)，很多人清楚地記得當(dāng)他們第一次聽到林肯遇刺時的情景。

②