 《三思科学》电子杂志
2002年第2期 总第8期
2002年2月1日
目 录
封面
封面故事
[九歌]鸟类漫话——猛禽
编者的话
[柯南]蓝猫还是“烂猫”？
新闻
[李淼]地球引力场中中子的量子态
[春上莱茵早]最近的梦为何总那么远
[春上莱茵早]赚钱？拿出你的诚意来
[碧声]小猪，比以前更乖
[碧声]绕开伦理障碍
[柯南]死刑：再次推迟
求知
[石青]接触地外文明
[沈建其]百年量子
[武强]超光速存在吗？
[刘华杰]虹霓有别
[李淼]弦论通俗演义(三)
弦论通俗演义(四)
弦论通俗演义(五)
[异调]联合起来，变得虚弱(下)
[韩雪涛]三环亲和数链是否存在
[小江]癌症是什么
[Aha]软物质：熵统治的世界
[小茜]吃饭这事儿
[落雪]干扰————RNAi漫谈
[九歌]植物能源的前景
译述
科学美国人：星际之流
自然：印度在线
新科学家：光速
故事
[佳肴]一只龙蜥和一碗佳肴的故事
观点
[柯南]魔鬼出没的书店
[向东]我们的教育怎么了
[马庆池]为中国科学普及事业不
景气而疾首
历史
[异调]ENIGMA的兴亡（续完）
书评
[一笑]《惊人的假说——灵魂的
科学探索》读书笔记(三)
辨伪
[方舟子]达尔文的眼睛
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《惊人的假说——灵魂的
科学探索》读书笔记(三)
 一笑
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第四章 视觉心理学
在前一章中，克里克对“看”进行了分析，指出了看是一个
构建的过程，在此过程中，大脑以并行的方式对景物很多不同特
征进行响应，并以以往的经验为指导，把这些特征组合成一个有
意义的整体。
在本章，克里克概述了视觉心理学的研究成果，剖析了在
“看”的过程中，哪些特征信息是大脑所感兴趣的。
例如，当我们看到一张在窗户后面的人脸时，马上就能辨认
出来那是一张人脸，尽管那张脸可能被窗棂遮挡并被分成了几块
——我们是把它当作一个单一物体来看的。大脑是怎样完成这一
组合的呢？
克里克首先介绍了格式塔（gestalt）心理学的一组知觉定
律：接近性、相似性、连续性和封闭性。
接近性是说，我们倾向于将那些相互靠的很近且离其他相似
物体较远的东西组合在一起。实验表明，接近律通常指“空间上
接近”，而非在视网膜上的接近性。
相似性指我们将那些明显具有共同特征（如颜色、运动、方
向等）的事物组合在一起。比如，当我们看到一个运动的物体时，
我们会把它的各个部分组合在一起。
连续性定律说明我们倾向于把中断的线段看成是被某个物体
遮挡一部分的连续直线。
封闭性在线画图形中表现的最为明显，如果一条线形成了封
闭的或几乎封闭的图形，那么我们就倾向于把它看成是被一条线
包围起来的图形表面，而不仅仅是一条线。
格式塔学派还有一个称为“简洁”的普遍原理，它可以近似
地被译为“优良性”。意思是视觉系统对输入的视觉信息作出最
简、最规则和具有对称性的解释。大脑如何判断哪个解释“最简
单”呢？现代的观点认为，最好的解释往往只需要很少的信息进
行描述，而坏的解释往往需要更多的信息。换句话说，大脑需要
一个合理的解释而不是奇特的解释。这就意味着，这种解释不因
观察点的微小变化而发生根本改变。
视觉中的一个重要操作就是图形背景分离。要识别的物体称
为“图形”，其周围环境称为“背景”。
大脑在决定哪些视觉特征属于某个物体时，要依赖于大体上
符合格式塔定律的明显的视觉线索。对一个动物来说，出色地完
成此类任务时至关重要的。否则，它就很难发现天敌或猎物。它
必须能把图形和背景分离出来。所谓的伪装物就是试图混淆这一
过程，伪装的作用是破坏表面的连续性，并产生一个易于混淆的
轮廓，从而使真实的轮廓伪装起来。
在以后的章节中将会看到，在某种程度上，大脑对不同类型
信息的处理时在不同的平行通路中实现的。因此，对如何观看形
状、运动、颜色等过程分别进行研究是有道理的，尽管这些过程
具有某种程度的相互作用。
形状
很明显，抽取轮廓对大脑非常有用。这就是为什么我们对线
条图能如此容易地产生反应的原因。即使没有任何阴影、纹理、
颜色等特征，你仍然可以对某景物的线条图形作出解释。这说明，
大脑中某些元素对精细的细节有较好的反应，另外一些对细节较
少的部分起反应，而其他元素则对空间上的粗略变化起反应。
形状也涉及三维信息。大脑面对的最为困难的问题之一，是
从二维图象中抽取深度信息。我们之所以需要深度信息，不仅是
为了确定物体与观察者之间的距离，而且还要识别每个物体的三
维形状。虽然我们利用双眼可以得到良好的立体感，但仍然可以
利用一只眼睛看出三维物体的形状。那么大脑利用哪些线索呢？
一个线索就是由入射光的角度产生的物体阴影。另一个线索是
“从运动恢复结构”，就是说，如果一个静止物体的形状难以看
清楚，那么稍微转动一下该物体就容易识别了。
要进行三维观察，只看三维空间中的每个物体是不够的，还
必须观看三维空间的整个场景，以便弄清楚哪些物体近，哪些物
体远。即便是在二维图象中也存在两种很强的深度线索：透视和
遮挡。
还有其他一些深度线索，如纹理的剃度变化、物体的表观大
小（一个熟悉的物体，当它离我们较远的时候它看起来比较小）、
远处的风景通常看起来比较蓝等。艺术家们很善于利用这些线索，
使他们的作品更加生动。
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
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受并
传递到大脑的光模式的变化。它可以抽取运动的”基元“，但并
不知道是什么物体在运动。作为初级的感觉，这种简单的运动信
息是有用的，它自动操作，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
并与运动后效应（也称瀑布效应，假如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，你会看
到岩石向上运动）有关。
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。
通过精心设计的刺激可以仅激活一个系统，在大多数情况下，
两种系统在某种程度上可能同时起作用。
大脑利用运动线索获得变化中的视环境的附加信息。例如，
一个冲你而来的物体会产生一个逐渐膨胀的视网膜图象。如果屏
幕上一个物体突然增大，你就会感到该物体正向你冲过来。这种
视觉图象运动被称为“膨胀”。人们已经发现大脑中有一个特殊
部位对图象的膨胀加以响应。
视觉运动系统的另一个作用是知道我们在环境中的运动方式。
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，这种视网膜图象的运动被称为“视觉流”。没
有视觉流的地方是你正朝它运动的那一点。
颜色
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。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。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”。
值得一提的是兰德效应：视野内某斑块的颜色并不仅仅依赖
于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。也就是说，我们所看到的颜色，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。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
特征，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
取这种信息。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红色纤维在人工照明下看起来依然是红色的
原因。但由于校正机制并非工作得尽善尽美，所以它看上去并非
完全相同。
大脑对颜色的校正是视觉恒常性的一种，还有另一些视觉恒
常性。一个物体看上去总是大致相同的，即使我们没有直视它，
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，物体的视网膜图象可能变大或变小或产生一
定的旋转，然而我们同样将它看作是同一个物体。我们将这些恒
常性视为理所当然之事，但简单的视觉机器却无法做到这一点。
大脑到底如何完成这些任务，我们仍然不十分清楚。
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
提取有用的视觉信息。那么，如果外界提供的信息不完整，大脑
如何处理呢？通过对盲点研究证实，大脑对盲点进行了填充，而
不是忽略了那里存在的东西。对于大脑视区有损伤的病人，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。
其他一些实验表明，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。
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。
显然，观看并非是一件简单的事情，这与我们仅凭日常经验
做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。
下一章，将论及“注意”和“短时记忆”。
《惊人的假说》读书笔记（三）·《三思科学》电子杂志2002年第1期
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