惊人的假说 [英]弗兰西斯[1].克里克-第7章
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离你较近的物体的体视最显著，因为此时双眼视差最大。显然，要使双眼看到同一物体的景象，物体差不多就要在你的正前方。它不能向一侧偏离太远，而使鼻子遮住一只眼的视线。靠捕食为生的动物如猫、狗等，通常双眼都在前方。这样它们就可以利用体视抓捕猎物。而对于其他动物，如兔子，双眼长在头的两侧更有好处，这样，它们就可以在宽广的视野内发现天敌。但与人类相比，它们的体视能力很有限，因为它们双眼的视野重叠很少。①
运动情况又怎样呢？视觉系统对运动感兴趣的原因是明显的。当你看电影时，尽管银幕上看到的是一系列快速呈现的静止画面，而你却具有运动物体生动的印象。这种现象称为“表观运动”。在这种相当人为的情况下，视觉系统可能会出现失误。汽车或马车轮子的辐条有时看起来会向相反方向转动。一般说来，它发生的原因已很清楚。这大体上是由于大脑把一幅图像中的一根辐条与下一幅图像中离它最近的那根辐条联系起来引起的。由于轮子在不停地转动，被联系在一起的可能并不是同一根辐条，而是其他邻近的一根。由于所有的辐条看起来完全一样，大脑很可能把相邻两幅图像中两根不同的辐条联系在一起。如果联系在一起的两根辐条所在的位置完全相同（相对于汽车），则轮子看起来就会是静止不动的。如果转速稍微放慢一点，则轮子的辐条看起来就会向后转动。特别是旧式电影中，这种现象时有发生。当汽车减速时，辐条看起来就改变方向（相对于汽车的运动）。心理学家们已经做了大量实验，试图确定获得好的表观运动所需要的条件。
另外一种运动效应是理发店标志牌错觉（barber's pole illusion）。因为圆柱上有螺旋条纹，当它绕长轴旋转时，条纹看起来不是在转动而是在顺其长轴方向运动，通常是向上运动。（这将在第十一章中作充分讨论J因此，我们的运动知觉并不总是直接的。在这种情况下，你看到的并不是每个条纹的局域运动，而是大脑错误地把它想像为整个模式的全局运动。
大脑的运动知觉由两种主要过程进行处理。它们可以粗略地被称为“短程系统”和“长程系统”。前者发生在比后者较早的加工阶段。短程系统并不能识别物体，而仅能识别由视网膜接收并传递到大脑的光模式的变化。它可以抽提运动的“基元”，但并不知道是什么物体在运动。换句话说，作为初级的感觉，这种简单的运动信息是有用的。它是自动操作的，即不受注意的影响。
人们猜测，短程运动可以利用运动信息从背景中分离出图形①并与运动后效应（有时称为“瀑布效应”）有关。（如果你注视瀑布一段时间，然后把注视点很快移到邻近的岩石，在很短的一段时间内，你就会看到岩石向上运动。）现在对此现象还有不同的看法。因为最近的实验显示，运动后效应可以受注意的影响。
长程运动系统似乎与物体运动的登记（register）有关。它不仅仅登记运动本身，而且还登记是什么物体从一个地方运动到另一个地方。长程运动系统受注意的影响。
让我们举一个（过分简单的）例子。一个红色方块在屏幕上闪烁很短的时间，再隔一段时间后，在离红方块不远的地方紧接着出现一个闪烁的蓝色三角形。如果时间、距离等参数选取得使长程系统占优势，那么观察者就会看到红方块变成蓝三角并从一个位置移到另一个位置的表观运动。另一方面，如果选择的参数主要激发短程系统（时间间隔和距离都很小），那么观察者将只看见运动而看不见运动的物体。他感受到运动但不知道什么在运动。在大多数情况下，两种系统在某种程度上可能同时起作用。只有精心设计的刺激才会仅仅激活一个系统。
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大脑利用运动线索获得变化中的视环境的附加信息。我已经描述过，在某些情况下如何从运动恢复结构，还可以通过其他方式利用运动信息。一个正朝你眼睛跑过来的物体会产生一个逐渐膨胀的视网膜图像。如果一个屏幕上的物体突然增大，你就会感到该物体正向你冲过来（尽管屏幕还在同一距离）。这种视觉图像运动被称为“膨胀”。它产生的效果是如此鲜明，以至人们怀疑大脑中有一个特殊的部位对图像的膨胀加以响应。事实上这个部位已经被发现（见第十一章）。
视觉运动系统的另一个作用是指导你在环境中运动的方式。当你向前行走时，你的眼睛看着前方，你上下左右的视觉场景就会从你身边掠过。这种视网膜图像的运动被称作“视觉流”（visual flow），在飞机着陆时它对飞行员帮助极大，一个没有体视的单眼飞行员可以借助视觉流信息使飞机安全着陆。没有视觉流的地方是你正朝它运动的那一点。所有围绕该点的物体似乎都向远离这一点的方向运动，尽管它们的速度有所不同（如图17）。这种视觉信息帮助飞行员找到跑道上正确的着陆点。
颜色知觉也并非像看起来那样直截了当。基本的观点认为它与眼内不同类型的光感受器有关。每种光感受器只对有限波长范围内的光起反应。重要的是我们应当意识到，单个光感受器的反应怎么会不依赖于输入光子的波长。一个光感受器可能捕获一个光子，也可能捕获不到。如果确实捕获到，则不管光子的波长如何，其效果会完全相同。但它响应的概率却依赖于波长。某些波长激活它的概率很大，某些波长则很小。比如，它可以经常对“红”光子起反应，却很少对“绿”光子有响应。
对输入光子流的平均响应可能对应于敏感波段的少数几个光子，也可能对应于非敏感波段的许多光子；感受器无法分辨它们。初读这些内容时，这一切似乎相当复杂，但已有的经验告诉我们，如果眼睛只有一种类型的光感受器，你的大脑就会失去光的波长信息，因而只能看见黑白的世界。这种情况出现在特别昏暗的时候，这时，被称作“视锥”的一类光感受器不活动，只有“视杆”感受器起作用。这些全是一种类型的光感受器，对所有波长反应相同。这就是为什么在夜晚很暗的情况下，你在花园内看不到花的颜色的原因。
要获得颜色信息，就需要不只一种具有不同波长响应曲线的光感受器。它们的响应曲线是部分重叠的。但是，一个具有同一波长的光子流，对不同的光感受器引起不同程度的兴奋。大脑利用这些不同兴奋的比例，确定落在视网膜上某点光的“颜色”。
大家知道，大多数人具有三种视锥细胞（大致是短波、中波和长波锥细胞。它们常被称为蓝、绿、红视锥细胞）。但也有少数人缺少“红”视锥细胞，因此导致部分色盲。①他们在分辨红绿交通信号时可能会碰到困难。
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这就是对为什么我们能看颜色所作的基本解释。但它还需要进行某些修正。在此，我仅想提一下所谓兰德效应（因偏振片的发明者埃德温·兰德（Edwin Land）而得名）。兰德以戏剧性的方式向我们演示，视野内某斑块的颜色并不仅仅依赖于从该斑块进入眼睛的光的波长，它还与从视场其他部分进入眼睛的光的波长有关。
为什么会这样呢？进入眼内的信息不仅取决于表面的反射特性（颜色），还与落到该表面的光的波长有关。因此，在阳光下和在烛光下，妇女们色彩缤纷的服装会有很大区别。因此，大脑主要感兴趣的不是反射率和照明光的组合，而是物体表面的颜色特性。大脑试图通过比较眼睛对视野中若干不同区域的响应来抽提出这种信息。要做到这一点，大脑利用了如下约束（假设），即在某一时刻，在该景物的各处，照明光的颜色是相同的。尽管在其他场合，它们可能是明显不同的，如果照明光是粉红色，它就使所有的东西程度不同地变为粉红色。因此，大脑就力图校正它。这就是为什么阳光下的红色纤维在人工照明下看起来依然是红色的原因。但是，正如我们知道的，它看上去并不完全相同，因为校正机制并非工作得尽善尽美。
下面我们稍微提一下另外一些视觉恒常性。一个物体看上去总是大致相同的，即便我们没有直视它，使得它落在了视网膜上的不同部位也是如此，如果我们在不同的距离观察一个物体，物体的视网膜图像可能变大或变小或产生一定的旋转。然而，我们同样将它看做是同一物体。我们将这些恒常性视为理所当然的事情。但简单的视觉机器却无法做到这一点，除非它具备发育成熟的大脑所具有的完成该任务的固有装置。大脑到底如何完成这些任务，我们仍然不十分清楚。
运动和颜色之间具有奇怪的相互关系。大脑的短程运动系统有些色盲，它主要观看黑白图像。利用演示很容易说明这一点。将仅有两种均匀亮度的颜色（比如红和绿）构成的运动模式投射到屏幕上。然后调节两种颜色的相对亮度，使它们对于观察者来说看起来具有相同的亮度。这一过程必须对每个人分别进行，因为你和我的色平衡点不会完全相同。①这一平衡条件被称为“等亮度”。
现在，如果你在屏幕上观看一个绿色背景上的红色运动物体，而且两种颜色调整为等亮度，那么其运动速度就显得比实际情况慢得多，甚至可能停止运动（特别是当你注视屏幕的一侧时，情况更是如此）。这是因为你大脑中的黑白系统将屏幕看成是均匀灰色（因为两种颜色是等亮度的），所以短程运动系统几乎得不到运动信息。
所有这些例子都说明，大脑可以从视觉场景的多个不同方面抽取有用的视觉信息。那么，如果外界提供的信息不完整，大脑如何处理呢？眼睛的盲点就是一个很好的例子。如我们在第三章中讲过的那样，你的每只眼睛中都有一个盲点，你的大脑会对它进行“填充”。因此，即使你闭上一只眼睛，也看不到视场中盲点处有一个洞。哲学家丹·丹尼特（Dan Dennett）不相信存在填充过程。在他的（意识的阐释）（Consciousness Explained）一书中，他正确地争辩说“信息的缺失不等于缺失的信息。” 他还说：“你要看见洞，大脑的某个地方就必须对反差作出响应：或是内外边缘之间的反差（但在这个位置，你的大脑没有完成该任务的装置），或是前后之间的反差。”因此，他认为不存在什么填充，只是缺少那里有洞的信息。
但是，这一论证是不充分的。因为他没能证明，盲点处的信息无法推论出来。他只是说明大脑可能没有进行这一推论。说大脑肯定没有完成这件事情的必需机制也是不正确的。对大脑的细心研究表明，确实具有某些神经细胞有可能完成这一任务（见第十一章）。
加利福尼亚州大学圣迭戈分校心理系的视觉心理学家拉马参准做了一个巧妙的实验来反驳丹尼特（每个人都喜欢证明哲学家是错的），他向被试者呈现一个类似油炸面包圈似的黄色环形图案（见图18b）。被试者必须使眼睛静止不动，并用单眼进行观察。拉马参准将黄色圆环放在被试者的视野内，使它的外沿落在盲斑之外（睁开的眼），而内侧则落在盲点之内（图18b）。此时被试者报告说，他看到的不是一个黄色圆环而是一个完全均匀的黄色回盘（图18c）。他的大脑填充了盲区，使一个粗的圆环变成一个均匀的圆盘。
为了强调这一结果，拉马参准又将其他几个类似的圆环放入被试者的视野中，当这些图形呈现之后（其中一个圆环围绕盲点，其他圆环放在别处）。被试者报告说，他不仅看到盲点区域的完整圆盘，而且看到圆盘立刻“跳出”（pop out）。这表明，被试者的注意立刻被圆盘所吸引，这和你睁开双眼观看黄色环组成的随机阵列中有一个实心圆盘时的情况完全一样。明显与圆环不同的圆盘会立刻跳出在你前面。正如拉马参准所说，你确实对盲斑进行了填充，而不是仅仅忽略了那里存在的东西。因为，被忽略的东西怎么能真正跳出来呢？
在盲点处看到的东西是不容易研究的，因为它偏离凝视中心15度。正如我前面说过的，那里的东西我们不能看得很清楚。拉马参准和英国心理学家理查德·格里高理（Richard Gregory）已经完成了一个称为“人造盲点”的实验。该盲点离凝视中心较近。（丹尼特曾在脚注中提到这一工作，但对他们的结果不甚满意。）更引人注目的是，拉马参准及其合作者对一个病人进行了检验。他的问题不是出在眼睛，而是在大脑的视区内有一小部分损伤。这样的病人不能如实看到视场中相应位置的东西。这一块区域是盲区。但毋庸置疑，只要放宽时间，他的大脑就会利用从周围得出的合理推测来填充它。
他们的实验结果可用图19说明。在阴极射线屏幕上有两条竖直的线段处于同一直线上。一条在盲斑之上，一条在下。几秒钟后，病人就会看到一条直线完全跨过间隙。一个病人还报告说，当屏幕上的线条去掉后，他“在线的填充部分看见一个非常生动的幻象”，其持续时间有好几秒，更令人惊奇的是，如果呈现给两个病人的是两条错开的竖直线（图19c所示），开始，他们看到的是两条错开的直线，但后来两条线就会相互“漂移”靠近，最后两条直线完全对齐。然后，大脑填充上它们的间隙，形成一条连续的直线（如图19d）。报告称，这些线的水平移动（记住，它们实际上是完全静止不动的）栩栩如生。两位病人对此现象深感惊讶，并表现出极大的兴趣。
其他的一些实验表明，并非视觉每个方面的填充都是同时进行的。形状、运动、纹理和颜色的填充可以在不同时间内完成。例冤五章注意和记忆如，当视场由许多运动的随机红点组成时，一个病人将颜色“渗入”到盲区几乎是立刻完成的，而在5秒钟以后才会形成运动圆点的动态模式。
需要注意的是，大脑中因伤害形成的盲斑与眼睛真正的盲斑两者所引起的结果具有重要的区别，对于后者，填充差不多是立刻完成的。在大脑损伤的情况，这个过程则需要若干秒。这大概是由于损伤失去了大脑中快速填充的部件。
填充可能并非是盲点所特有的过程。更可能的情况是，它以某种形式发生在正常大脑的多种水平。它使大脑能从仅有的部分信息中猜测出完整的图画。这是一种非常有用的能力。
现在，我们对视觉心理学的复杂性已有了大体的了解，显然，观看并非是一件简单的事情。这与我们仅凭日常经验作出的猜测有很大的差别。它的工作方式还没有被我们完全理解。它涉及许多我们不得不略去的实验和概念。下一章我们将涉足看的两个其他方面——注意和短时记忆，用来拓宽我们的研究领域。它们都与视觉意识有紧密的联系，而且还会引人不同视觉加工所需时间这样一个十分棘手的课题。
①正如我在第一章所解释过的，如果过于简单地理解“和”这个词，这当然是正确的。
①最近，加利福尼亚大学（伯克利）心理学家斯�
