第三章 看（2/2）
《惊人的假说-英-弗兰西斯.克里克》作者：惊人的假说-英-弗兰西斯.克里克 2017-04-13 12:03
a），你当然会把
它看成是一个正方形
然而，这个线框图形也许实际上根本不是正方形，而是由一个倾斜的、具有某个特殊形状的四边形产生的（如图3b），而它在视网膜上的像刚好与正对着你的正方形完全相同。此外，还会有大量扭曲的其他线框图形可以形成相同的视网膜图像。
这个例子也许显得有些太特殊，因为一个人很少会闭上一只眼睛又固定头部来观察世界。假如你观察一幅照片或某个景物的写生画，此时，即使你转动头部和使用双眼，也只能看到一张平面的照片或图画。但在多数情况下，你仍可以看到图画中表达的三维信息。
某些简单的线画图形可能有几种同样可能的解释。请看图4。该图由画在纸的表面上的十二条连续的黑直线组成。但几乎每个人都会将其看成是三维立方体轮廓图。
这个被称为内克（Necker）立方体的特殊图形有一个有趣的性质。如果较稳定地注视一会儿该图形，立方体就会发生翻转，仿佛观察角度发生了变化一样。再过一会，知觉又会转换到原来的那样。在这种情况下，这幅图像有两种同样可能的三维解释，大脑无法确定哪一个更可取。但值得注意的是，某一时刻只能有一种解释，并不是二者奇特的混合。
对视觉图像的不同解释是数学上称为“不适定问题”的例证。对任何一个不适定问题都有多种可能的解。在不附加任何信息的条件下，它们同样都是合理的。为了得到真实的解，即与那里真正的东西最接近的解（有时用其他检验去测量，如走过去摸一摸它），我们需要使用数学上的所谓“约束条件”。换句话说，视觉系统必须得到如何最好地解释输入信息的固有假设。
我们通常看东西时之所以并不存在不确定性，是由于大脑把由视觉景象的形状、颜色、运动等许多显著的特征所提供的信息组合在一起，并对所有这些不同视觉线索综合考虑后提出了最为合理的解释。
我的第三个一般性评论认为，看是一个建构过程，即大脑并非是被动地记录进入眼睛的视觉信息，正如上面的例子所显示的那样，大脑主动地寻求对这些信息的解释。另一个突出的例子是“填充”过程。一种类型的填充现象与盲点有关，它的发生是由于联结眼和脑的视神经纤维需要从某点离开眼睛，因此，在视网膜的一个小区域内便没有光感受器。请你闭上或遮住一只眼睛并凝视正前方。垂直地举起一个手指，把它放在距鼻尖约一英尺处，使指尖和眼睛的中心差不多处于同一水平，在水平方向移动手指使它偏离凝视中心约15度。稍加搜索你就便会发现一个看不见你指尖的地方（一定凝视正前方）。你视野内的这一个小区域是盲区。
尽管这里存在盲区，但在你的视野中似乎没有明显的洞。比如我前面讲过的，当我在家中从窗户看外面的草坪时，即使我闭上一只眼睛观看正前方，我也感觉不到在草坪中有洞。也许看起来令人吃惊的是，大脑试图用准确的推测填补上盲点处应该有的东西。大脑究竟如何作出这种推测，正是心理学家和神经科学家试图找到的东西，（我将在第四章较全面地讨论填充过程。）
本章开头我给出了一个短语“眼见为实”。按通常的说法它的意思是，如果你看到某件东西，你就应当相信它确实存在，我将为这一神秘的成语提出一个完全不同的解释：你看见的东西并不一定真正存在，而是你的大脑认为它存在。在很多情况下，它确实与视觉世界的特性相符合。但在某些情况下，盲目的“相信”可能导致错误。看是一个主动的建构过程。你的大脑可根据先前的经验和眼睛提供的有限而又模糊的信息作出最好的解释。进化可以确保大脑在通常的情况下非常成功地完成这类任务，但情况并非总是如此，心理学家之所以热衷于研究视错觉，就是因为视觉系统的部分功能缺陷恰恰能为揭示该系统的组织方式提供某些有用线索。
那么我们应当怎样看待视觉（vision）呢？让我们把那些并不重视视觉问题的人的朴素的观点作为出发点）很清楚，我的头脑中似乎有一幅面前世界的“图像”。但很少有人相信，在大脑的某处有一个真正的屏幕，它产生与外部世界相对应的光模式。我们都知道，电视机之类的装置能够完成这种工作。然而，在打开的头颅中，我们并没有发现按规则阵列排列的脑细胞，它们在发射各种颜色的光。当然，电视图像信息并不仅仅表现在其屏幕上。如果你使用一个特殊的计算机程序来迸行艺术创作就会发现，形成画面所需信息并不是以光的模式存储的。相反，它是以记忆芯片中电荷的序列储存在计算机的记忆中，它可能是以规则的数子阵列形式存储在那里，每个数字代表该点的光强。这种记忆看来并不像图形，然而，计算机可以利用它产生屏幕上的图像。
在此我们举一个符号例子：计算机存储的信息并非图像，而是图像的符号化表示。一个符号就像一个单词，是以一个东西代表另一个东西。狗这个词代表一种动物，但没有人会把这一单词本身看成是真正的动物。符号并不一定是词，例如红色交通信号灯代表“停车”。很清楚，我们期望在大脑中发现的正是视觉景象的某种符号化表象。
那么，你也许会问，我们大脑中为什么没有一个符号化屏幕呢？假使屏幕由一个有序排列的神经细胞阵列组成，每个细胞对图像中的特定“点”进行操作，其活动强度与该点光强成正比。若该点很亮，则该细胞活动剧烈，如果无光，则细胞停止活动。（每点有三个细胞的组合，就还可同时处理颜色。）这样，表象就会是符号化的，假想的屏幕上的细胞产生的并不是光，而是代表光的符号的某种电活动。难道这不就是我们想要的一切吗？
这种排列的毛病是除了每个小光斑之外不能“知觉”任何物体。它能看到的一点也不比你的电视机能看到的东西多。你能够对你的朋友说：“当那个和蔼的女郎开始读新闻的时候，请你告诉我。”但是，试图让你的电视机做到这一点是徒劳的。我们无法使设计的电视机去识别一位妇女，更不用说去识别一位正在做某种动作的特别妇女了。但是，你的大脑（或你的朋友的大脑）却可不费吹灰之力地做到这一点。
因此大脑不可能只是一群仅仅表示在什么地方具有什么光强类别的细胞集合。它必须产生一个较高层次上的符号描述，大概是一系列较高层次上的符号描述。正如我们所看到的那样，这不是一步到位的事情，因为它必须借助以往的经验找到视觉信号的最佳解释。因此，大脑需要建构的是外界视觉景象的多水平解释，通常按物体、事件及其含义进行解释，由于一个物体（比如面孔）通常是由各个部分（如眼、鼻、嘴等）组成的，而这些部分又是由其各个子部分组成，所以符号解释很可能发生在若干个层次上。
当然，这些较高层次的解释已经隐含（implicit）在视网膜上的光模式之中。但仅仅如此是不够的，大脑还必须使这些解释更明晰（explicit）。一个物体的明晰表象是符号化的，无需进一步深入加工。隐含的表象已包含这些信息，但必须进行深入的加工使其明晰化。当屏幕上某处出现一个红点时，要使电视给出某种信号是一件很容易的事情，只要在电视机上加一个小装置就行了，但是，如果想要设计一种电视机，使它当看到屏幕上的任何地方出现女人面孔时就给出闪光，则需要更复杂的信息加工。这实在是太难了，以至于我们今天还不能制造出完成这种任务的复杂装置。
一旦某个事物以明晰的形式符号化以后，该信息就很容易成为通用的信息。它既可以用于进一步加工，又可以用于某个动作。用神经术语来说，“明晰”大概就是指神经细胞的发放必须能较为直接地表征这种信息。因此，要“看”景物，我们就需要它的明晰的、多层次的符号化①解释，这似乎是合理的。
对很多人而言，说我们看到的只是世界的一种符号化解释是难以接受的。因为所有的一切似乎都是“真实的东西”，其实，我们并不具备周围世界各种物体的直接知识。这只不过是高效率的视觉系统所产生的幻觉而已，因为正如我们已经看到的，我们的解释偶尔也会出错。然而，人们宁愿相信存在一个脱离**的灵魂，它借助大脑这一精巧的装置，并以某种神秘的方式产生实际的视觉。这些人被称为“二元论者”（dualists），他们认为，物质是一回事，而精神是完全不同的另一回事。与此相反，我们的惊人假说却认为，情况并非如此。所有这些都是神经细胞完成的。我们正在考虑的，是如何通过实验在两者之间作出决断。
①更加准确的术语应该是刺激野（stimulus
field）。但对大多数读者来说，我认为视野（Visual
field）、视场（field Of vision）、视景（visual scene）会更合适。当然，重要的是分清外部世界的物体和看这些物体时你头脑中的相应过程。
①图中单个黑色区域的实际形状——缺口圆盘，通常被称为“派克曼（Pacmen）”。
①使用符号一词并非意味真正存在小矮人（homunculus)。它仅仅表明，神经元的发放与视觉世界的某些方面密切相关，这种符号是否应考虑为一个矢量（而不仅仅是标量）是一个棘手的问题，在此我将不予考虑。换句话说，单个符号是如何分布的？
它看成是一个正方形
然而，这个线框图形也许实际上根本不是正方形，而是由一个倾斜的、具有某个特殊形状的四边形产生的（如图3b），而它在视网膜上的像刚好与正对着你的正方形完全相同。此外，还会有大量扭曲的其他线框图形可以形成相同的视网膜图像。
这个例子也许显得有些太特殊，因为一个人很少会闭上一只眼睛又固定头部来观察世界。假如你观察一幅照片或某个景物的写生画，此时，即使你转动头部和使用双眼，也只能看到一张平面的照片或图画。但在多数情况下，你仍可以看到图画中表达的三维信息。
某些简单的线画图形可能有几种同样可能的解释。请看图4。该图由画在纸的表面上的十二条连续的黑直线组成。但几乎每个人都会将其看成是三维立方体轮廓图。
这个被称为内克（Necker）立方体的特殊图形有一个有趣的性质。如果较稳定地注视一会儿该图形，立方体就会发生翻转，仿佛观察角度发生了变化一样。再过一会，知觉又会转换到原来的那样。在这种情况下，这幅图像有两种同样可能的三维解释，大脑无法确定哪一个更可取。但值得注意的是，某一时刻只能有一种解释，并不是二者奇特的混合。
对视觉图像的不同解释是数学上称为“不适定问题”的例证。对任何一个不适定问题都有多种可能的解。在不附加任何信息的条件下，它们同样都是合理的。为了得到真实的解，即与那里真正的东西最接近的解（有时用其他检验去测量，如走过去摸一摸它），我们需要使用数学上的所谓“约束条件”。换句话说，视觉系统必须得到如何最好地解释输入信息的固有假设。
我们通常看东西时之所以并不存在不确定性，是由于大脑把由视觉景象的形状、颜色、运动等许多显著的特征所提供的信息组合在一起，并对所有这些不同视觉线索综合考虑后提出了最为合理的解释。
我的第三个一般性评论认为，看是一个建构过程，即大脑并非是被动地记录进入眼睛的视觉信息，正如上面的例子所显示的那样，大脑主动地寻求对这些信息的解释。另一个突出的例子是“填充”过程。一种类型的填充现象与盲点有关，它的发生是由于联结眼和脑的视神经纤维需要从某点离开眼睛，因此，在视网膜的一个小区域内便没有光感受器。请你闭上或遮住一只眼睛并凝视正前方。垂直地举起一个手指，把它放在距鼻尖约一英尺处，使指尖和眼睛的中心差不多处于同一水平，在水平方向移动手指使它偏离凝视中心约15度。稍加搜索你就便会发现一个看不见你指尖的地方（一定凝视正前方）。你视野内的这一个小区域是盲区。
尽管这里存在盲区，但在你的视野中似乎没有明显的洞。比如我前面讲过的，当我在家中从窗户看外面的草坪时，即使我闭上一只眼睛观看正前方，我也感觉不到在草坪中有洞。也许看起来令人吃惊的是，大脑试图用准确的推测填补上盲点处应该有的东西。大脑究竟如何作出这种推测，正是心理学家和神经科学家试图找到的东西，（我将在第四章较全面地讨论填充过程。）
本章开头我给出了一个短语“眼见为实”。按通常的说法它的意思是，如果你看到某件东西，你就应当相信它确实存在，我将为这一神秘的成语提出一个完全不同的解释：你看见的东西并不一定真正存在，而是你的大脑认为它存在。在很多情况下，它确实与视觉世界的特性相符合。但在某些情况下，盲目的“相信”可能导致错误。看是一个主动的建构过程。你的大脑可根据先前的经验和眼睛提供的有限而又模糊的信息作出最好的解释。进化可以确保大脑在通常的情况下非常成功地完成这类任务，但情况并非总是如此，心理学家之所以热衷于研究视错觉，就是因为视觉系统的部分功能缺陷恰恰能为揭示该系统的组织方式提供某些有用线索。
那么我们应当怎样看待视觉（vision）呢？让我们把那些并不重视视觉问题的人的朴素的观点作为出发点）很清楚，我的头脑中似乎有一幅面前世界的“图像”。但很少有人相信，在大脑的某处有一个真正的屏幕，它产生与外部世界相对应的光模式。我们都知道，电视机之类的装置能够完成这种工作。然而，在打开的头颅中，我们并没有发现按规则阵列排列的脑细胞，它们在发射各种颜色的光。当然，电视图像信息并不仅仅表现在其屏幕上。如果你使用一个特殊的计算机程序来迸行艺术创作就会发现，形成画面所需信息并不是以光的模式存储的。相反，它是以记忆芯片中电荷的序列储存在计算机的记忆中，它可能是以规则的数子阵列形式存储在那里，每个数字代表该点的光强。这种记忆看来并不像图形，然而，计算机可以利用它产生屏幕上的图像。
在此我们举一个符号例子：计算机存储的信息并非图像，而是图像的符号化表示。一个符号就像一个单词，是以一个东西代表另一个东西。狗这个词代表一种动物，但没有人会把这一单词本身看成是真正的动物。符号并不一定是词，例如红色交通信号灯代表“停车”。很清楚，我们期望在大脑中发现的正是视觉景象的某种符号化表象。
那么，你也许会问，我们大脑中为什么没有一个符号化屏幕呢？假使屏幕由一个有序排列的神经细胞阵列组成，每个细胞对图像中的特定“点”进行操作，其活动强度与该点光强成正比。若该点很亮，则该细胞活动剧烈，如果无光，则细胞停止活动。（每点有三个细胞的组合，就还可同时处理颜色。）这样，表象就会是符号化的，假想的屏幕上的细胞产生的并不是光，而是代表光的符号的某种电活动。难道这不就是我们想要的一切吗？
这种排列的毛病是除了每个小光斑之外不能“知觉”任何物体。它能看到的一点也不比你的电视机能看到的东西多。你能够对你的朋友说：“当那个和蔼的女郎开始读新闻的时候，请你告诉我。”但是，试图让你的电视机做到这一点是徒劳的。我们无法使设计的电视机去识别一位妇女，更不用说去识别一位正在做某种动作的特别妇女了。但是，你的大脑（或你的朋友的大脑）却可不费吹灰之力地做到这一点。
因此大脑不可能只是一群仅仅表示在什么地方具有什么光强类别的细胞集合。它必须产生一个较高层次上的符号描述，大概是一系列较高层次上的符号描述。正如我们所看到的那样，这不是一步到位的事情，因为它必须借助以往的经验找到视觉信号的最佳解释。因此，大脑需要建构的是外界视觉景象的多水平解释，通常按物体、事件及其含义进行解释，由于一个物体（比如面孔）通常是由各个部分（如眼、鼻、嘴等）组成的，而这些部分又是由其各个子部分组成，所以符号解释很可能发生在若干个层次上。
当然，这些较高层次的解释已经隐含（implicit）在视网膜上的光模式之中。但仅仅如此是不够的，大脑还必须使这些解释更明晰（explicit）。一个物体的明晰表象是符号化的，无需进一步深入加工。隐含的表象已包含这些信息，但必须进行深入的加工使其明晰化。当屏幕上某处出现一个红点时，要使电视给出某种信号是一件很容易的事情，只要在电视机上加一个小装置就行了，但是，如果想要设计一种电视机，使它当看到屏幕上的任何地方出现女人面孔时就给出闪光，则需要更复杂的信息加工。这实在是太难了，以至于我们今天还不能制造出完成这种任务的复杂装置。
一旦某个事物以明晰的形式符号化以后，该信息就很容易成为通用的信息。它既可以用于进一步加工，又可以用于某个动作。用神经术语来说，“明晰”大概就是指神经细胞的发放必须能较为直接地表征这种信息。因此，要“看”景物，我们就需要它的明晰的、多层次的符号化①解释，这似乎是合理的。
对很多人而言，说我们看到的只是世界的一种符号化解释是难以接受的。因为所有的一切似乎都是“真实的东西”，其实，我们并不具备周围世界各种物体的直接知识。这只不过是高效率的视觉系统所产生的幻觉而已，因为正如我们已经看到的，我们的解释偶尔也会出错。然而，人们宁愿相信存在一个脱离**的灵魂，它借助大脑这一精巧的装置，并以某种神秘的方式产生实际的视觉。这些人被称为“二元论者”（dualists），他们认为，物质是一回事，而精神是完全不同的另一回事。与此相反，我们的惊人假说却认为，情况并非如此。所有这些都是神经细胞完成的。我们正在考虑的，是如何通过实验在两者之间作出决断。
①更加准确的术语应该是刺激野（stimulus
field）。但对大多数读者来说，我认为视野（Visual
field）、视场（field Of vision）、视景（visual scene）会更合适。当然，重要的是分清外部世界的物体和看这些物体时你头脑中的相应过程。
①图中单个黑色区域的实际形状——缺口圆盘，通常被称为“派克曼（Pacmen）”。
①使用符号一词并非意味真正存在小矮人（homunculus)。它仅仅表明，神经元的发放与视觉世界的某些方面密切相关，这种符号是否应考虑为一个矢量（而不仅仅是标量）是一个棘手的问题，在此我将不予考虑。换句话说，单个符号是如何分布的？