思维科学探索-第18章

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系统储存在电脑里，电脑即可解决有关的问题，这称为专家
系统。专家系统已应用于医学、化学、气象、军事、教育、
工程等多方面。通过把人的思维赋予机器，将有利于进一步
探索感知水平和认知水平上思维的定量规律。
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感觉过程是选择和建构的统一
维
李　　伯聪
（中国科学院研究生院）
早在年，列宁便指出：“假定一切物质都具有在本
质上跟感觉相近的特性，这是合乎逻辑的。”（《唯物主义和
经验批判主义》第
页）
页）列宁又说：“对于那种看来完全没
有感觉的物质如何跟那种由同样原子（或电子）构成但却具
有明显的感觉能力的物质发生联系的问题，我们还需要研究
再研究。唯物主义明确地把这个尚未解决的问题提出来，从
而促进了这一问题的解决，推动人们去作进一步的实验研
究。”（同上书，第
回顾数十年间哲学界和自然科学界的历史足迹，我们看
到了一些乍看来似乎是自相矛盾的，出人意料的情况：
一方面某些哲学家，自称为唯物主义者，他们是熟知列
宁著作文句的，可是，他们只知机械地重复“机器不能思
这个命题，把这个命题绝对化
需要研
他们把唯物主义者早已
提出的“那个”问题一笔勾销了，把列宁明确指出
究再研究”的问题一笔勾销了，当然也就更谈不上在解决这
个问题方面能有所作为了。
另一方面一些自然科学家，特别是神经生理学家、仿
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念，
理之一。
初步地分析和研究使我们相信：从感觉到思维（乃至个
性）的一切心理活动都是选择和建构的统一，不但从系统发
生和个体发育的角度看是如此，而且从整体的角度看也是如
建构”的作用。
生学家，他们中的大多数对于列宁的那些文句大概是一无所
知的，可是，他们实际上却正是按照列宁所指出的方向前进
的，他们实际上是按照列宁指出的方向进行“研究再研究”
的。
现在，我们再不能让这种状况继续下去了，辩证唯物主
义者和自然科学工作者需要并且能够结成紧密的联盟，携手
并肩地从事这项“需要研究再研究”的工作了。
达尔文的生物进化论特别强调和重视“选择”的作用，
皮亚杰的发生认识论特别强调和重视
我们认为：选择和建构是两个不可分割、可以互相补充
的概念和过程。选择离不开建构，建构也离不开选择。建构：
作用和过程必须以选择为前提是显而易见的，而选择作用和
过程离开了建构也便无从发挥其创造作用了。
过程
真实的生物进化过程并不是单纯的“自然选择”的过程，
而是“选择与建构统一”　同样地，真实的心理和认识
发生过程也不是单纯的建构过程。而是“选择与建构统一”
的过程。单用选择概念或单用建构概念是既无法真正阐明生
物进化过程，也无法真正阐明心理和认识发生过程的。
我们认为：选择和建构是心理科学和思维科学的基本概
择和建构的统一”是心理科学和思维科学的基本原
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此
统一
这不是偶然的它体现了思维的历史和思维的逻辑的
由于这项研究工作刚刚开始，本文以下将把论述的范围
限定为简要地阐明“成人的视觉过程是选择和建构的统一”。
又由于成人从外界接受的信息有以上来自视觉，每只眼
的视神经纤维便达
本文
万条之多，不但其数量大大超过了听、
嗅、味、触这些纤维的总和，而且视觉过程的复杂性也大大
超过了其它的感觉，所以我们认为如果能阐明“视觉过程是
选择和建构的统一”，那么在依据这个原理分析和阐明其它
感觉过程时便不大可能有很大的困难了。为醒目起见，
的标题也就径直为《感觉过程是选择和建构的统一》。
过程）组成的：　）神经生
我们认为，人的视觉感受过程是由三个阶段（或者三个
）物理过程（光学过程），
理过程，　视觉心理过程。这是三个互相联系但其性质
上又不大相同的过程。要搞清楚全部的视觉感受过程，我们
不但需要分别地研究这三个性质不同的过程，而且必须十分
深入地研究视觉过程中的两个“转换过程”：
过程向神经生理过程的转换，
）从物理
）从神经生理过程向视觉
理过程的转换。目前，对于第一个转换过程的研究已有颇
大的进展，对于第二个转换过程的研究充其量也只能说是刚
起步。
我们都知道，　对不同的感觉器官有不同的“　适宜刺
激”。光波是视觉器官的适宜刺激，声波是听觉器官的适宜刺
激，如此等等。从物理观点来看，在外部环境中各种刺激往往
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觉器官的适宜刺激。其余的刺激虽然也是客观存在
是同时并存的，可是只有某一种特定的刺激才能够成为某一
特定
的，但却不能被这一特定的感觉器官所“反映”。这就是
说，不同的感觉器官在感受、反映外部环境的刺激时是有不
同的选择的。视觉器官“选择”了光波刺激进行感受、
工反映，听觉器官则“选择”了声波刺激。
以往的文献中使用较多的一个概念是“分析”，却很少
有人使用“选择”这个概念。“选择”过程和“分析”过程
是不同的。虽然有的时候选择作用要以分析为前题（在“分
析”之后进行“选择”），但不需以分析为前题的选择似乎
还要更多一些。以感觉过程的第一步为例，由于在外部环境
中，光波和声波并不是“混合”在一起的，而是各自独立
的，因此，视觉和听觉过程的第一步不是需要从外部环境中
“分析”出光波刺激和声波刺激，而是需要“选择”出各自
的适宜刺激。
对于不同的动物来说，其视野的范围，大小也是不同
的。人眼不但看不到脑后的目标，而且前方视野也受到了鼻
子眼脸等的障蔽，同时由于人眼视网膜的特殊构造，中央凹
的视力（分辨力）最高，向周缘部移行时，视力急剧下降，
所以人在进行视觉的精细辨别时必须使目标的光学象落在中
央凹及附近部位。因此，在人的有目的的视觉过程中视野轴
的选择是具有首要意义的。为了使要看的目标的光学落在中
央凹及附近部位，人需要转动眼球，有时还需要转动头部甚至
身躯。眼球的转动是依靠上下斜肌、内外直肌、上下直肌的
作用而进行的。
视觉过程的第一阶段是物理过程（光学过程），它是在
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黄醛同分异构化，从
眼睛的折光系统内进行的，它遵循物理学（更具体地说是光
学）的规律，也就是说：光线通过眼睛的折光系统时折射和
立缩小的“光学象”。
成象同光线通过光学仪器时折射和成象遵循同样的规律。眼
睛的光学系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体组成。光线通
过四个折光界面（角膜前面、角膜后面、晶状体前面、晶状
体后面）后形成光学象（注意：光学象并不是视觉象）。对
于正常眼来说，这一光学象恰落在视网膜上。由于这一光学
系统作用的结果，三维外部物体发出（或反射）的光线变成
了落在视网膜上的二维
光学过程和神经生理过程是两种性质不同的过程。从光
学过程向神经生理过程的转换发生在感光细胞，即视细胞
内。视细胞有视杆细胞和视锥细胞两种。
视细胞的外段有视色素。视杆细胞的视色素由视黄醛和
视蛋白结合而成。视色素吸收光量子时产生光化学反应：视
和机
顺型变成全反型，经由中间过程，
全反型视黄醛分子和视蛋白分子分离成为两个分子。这是一
个放能反应。伴随这一光化学反应，视细胞膜的离子通透性
发生改变，诱发出动作电位，从而完成了从光学过程向神经
生理过程的转换。遗憾的是，对于这一转换过程的细
理目前还没有搞得十分清楚。
通过对人、猴单个视锥细胞内所含视色素吸收光谱的研
究和对鲤鱼、金鱼单个视锥细胞的细胞内电位随刺激光波长
而变化情况的研究，证实了人、猴、鲤鱼、金鱼的视锥细胞
有红敏视锥细胞、绿敏视锥细胞和蓝敏视锥细胞三种，可以
分别把红光、绿光和蓝光刺激转换为动作电位。三种视锥细
不同的波长敏感性，实际上也就是对不同波长的光波所具
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毫伏。神经元兴奋时，膜内外侧电位翻
胞内液的泵”出细胞，同时将
有的不同的选择性。
由于视细胞实现了从光学过程向神经生理过程的转换，
于是视觉过程就进入了第二个阶段神经生理阶段（或曰神经
生理过程）。它是在视网膜、视神经、外侧膝状体的神经元
中进行的。
神经生理过程的“物质载体”是以特定方式建构在一起
的诸神经元。神经元（即神经细胞）的种类不一，功能也各
异。神经元的主要特性是可兴奋性。神经兴奋的主要表现是
动作电位。
我们知道，在不受刺激时，神经元细胞膜内外侧之间存
在着内负外正的电位差，此即静息电位。在哺乳动物，此静
息电位约为
转，在示波器上可看到由上升到毫伏的峰电位
（即动作电位），然后又恢复为静息电位。而静息电位和动
作电位产生的原因都可归结为细胞膜离子通透的选择性的特
定变化
个起绝对隔离作用的机械性的致密
细胞膜隔开了细胞内液和细胞外液。但细胞膜并不是一
板”。由于细胞膜
择器”　浓度大大超过细胞外
特殊构造与功能，我们有充分的理由把它称为一个“离子选
在安静状态时，细胞内液的
液，而细胞外液的和浓度则大大超过细胞内液，这
就是形成静息电位的主要原因。静息电位之所以能够维持乃
是依靠细胞膜上“钠泵的作用。“纳泵
转运
能够选择性地将细
到细胞内液
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发现，在鱼视网膜中有两种水平细胞
丰富、
在神经细胞兴奋或抑制时，细胞膜的结构和功能发生变化，从
而使细胞膜离子通透地选择性发生变化，使神经元去极化
（正的峰电位）或超极化（更负的峰电位）。这就是说：神经元的
兴奋和抑制是建立在细胞膜对离子通透的选择作用之上的。
双极细胞、无足细
形成了纵横交错、极其复杂的突触联
在视网膜内，视细胞、水平细胞、
胞、神经节细胞之
系，也就是说形成了特定的神经生理结构。
神经元之间相互作用的一种重要方式是所谓侧抑制（邻
近的神经元彼此之间互相抑制对方的反应），以致有人说
视觉神经系统基本上可以认为是由各种形式的侧抑制机制组
合构成的。视觉系统并不是一个单纯的信息传输系统而是一
个复杂的信息加工系统。而侧抑制就是进行信息加工的一种
重要方式。而所谓“各种形式的侧抑制（的）组合”不正是
各种形式的建构”吗？
复杂得多。所谓建构就是多层次、多类
当然，“建构”的概念要比“侧抑制机制组合”的概念
的动态结
构。在视网膜中视细胞、双极细胞、神经节细胞的空间分
布、相对比例，特别是它们之间复杂的突触联系，都是建构
的“要素”。
黑姆霍兹提出了“三色说”，黑林提出了
人的视觉的一个重要事实就是色觉的存在。对于色觉的
形成机制，杨
颉颃说”。两种学说进行了长达一个世纪的争论。最近二三
十年的研究工作发现，在人、猴、鲤鱼、金鱼的视网膜上存
水平的研究支持了“三色说”。
在着光谱敏感性（即选择性）不同的三种视锥细胞，以细胞
而另外一些科学家的工作则
在短尾猿膝状体核中
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之为
数目（　由此可以看出，每个神经节细胞
有四种细胞是按照“
反应
说”的原理反应的。由于水平细胞
同许多视细胞有突触联系，膝状体核中的细胞同视网膜的神
经节细胞有复杂的突触联系，所以水平细胞和膝状体核细胞
的兴奋都是一定“建构作用”的结果。现在许多研究视觉的
神经生理学家都认为，在视细胞阶段，是按“三色说
颃说”　进行信息处理
颃说”就统一起来了。
的，在随后的神经通路上是依照“
的。于是，“三色说”和“
的
我们不难看出，“三色说”单纯强调了选择作用对形成
色觉的重要性，而“颉颃说”则单纯强调了建构作用对形成
色觉的重要性。两种学说都有正确的一面，也各有其片面
性。实际上，色觉的形成是“选择作用和建构作用统一
结果
在视网膜内，水平细胞和无足细胞形成横向联系视细
胞双极细胞一一神经节细胞形成纵向联系。神经节细胞
的轴突汇集成束通向大脑，这就是视神经。
百万个，其数量不到视细胞
亿的
人视网膜的神经节细胞约有
百万）
输出的信息都是（经由双极细胞）综合了来自许多视细胞的
信息的结果。
测”作
垂直检
在许多动物的视网膜中都发现了许多种具有“
用的细胞。例如，鸽子视网膜神经节细胞可分为；
细胞、水平检测细胞、一般边检测细胞、具有方向选择性的
运动边检测细胞、凸边检测细胞和亮度检测细胞等。也有人称
“检测　。在蛙的视网膜中已发现以下四种检测器：
应
稳定边检测器，它不对总照度起反应，而是对反差起反
凸边检测器，它对具有弯曲边的目标（曲率）有灵敏
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和
的反运动边检测器，专司对边缘的运动的反应变
暗检测器对进入视野的影起反应。这些检测器从输入信
息中“选择出具有生物学意义的信息（例如曲率、边缘、
运动方向、阴影等）传向大脑。这些“检测器”能够发挥作
用，自然依赖于视网膜的特定建构。
就有理由肯定检
不难看出，检测器工作的基础是特定的神经生现建构，
而检测作用又是一种选择作用。因此，我
测过程是“选择与建构的统一”。
分别来自人的左右眼的视神经在“视神经交又处有部
分交叉。交叉后的视神经纤维丛称为“视束”。左右视束投射
到外侧膝状体。需要指出，左右两眼左半视野的视神经交叉
后恰汇合为左视束，双眼右半视野神经交叉后恰汇合为右视
束。大脑两侧的两个外侧膝状体中的每一个都只接受和处理
来自“双眼”一半视野的信息。换句话说，在“外界
“视网膜部位都是“完整而连续”的视野，在外侧膝状体
被分离为两部分了。视束的纤维大部分投射至外侧膝状体，
但也有一小部分投射至中脑上丘，上丘与眼球运动有关。外
侧膝状体内不但有来自视束的纤维，而且还有来自大脑皮层
的离心神经纤维，从而在这里形成了复杂的突触结构和联
系。总之，外侧膝状体不是一个单纯的视觉信息中继站（如
同电视传播中的微波中继站那样），而是一个对信息进行选
择、处理、加工的“地方”，是在神经生理阶段最后一次进
行选择和建构的“地方”。
也许初看起来有点出人意料之外的是，在脊椎动物中，
杂。以下是几种动物视网膜由简至繁的排列顺序
越是比较低等的动物，其视网膜信息处理的内容反而越复
猴、猫
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四
鼠、松鼠、蛙和鸽。而人的视网膜又比上述动物都更简单。
究其原因，乃是较高等的动物把信息处理的大部分机能都
“放”在了大脑高级部位。
在整个视觉过程中的第二个“转换过程”，是从神经生
理过程向心理过程的转换。目前，我们还只能肯定这个转
换过程是存在的、重要的、复杂