《灵魂的科学探索》（一）

zhangyafeng5591

惊人的假说--灵魂的科学探索
　
作者：弗兰西斯.克里克/英

题献
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    谨将此书献给克里斯托弗·科赫，没有他的热情和支持这本书就不可能面世。

原作者为中译本所作的序

    很高兴《惊人的假说》一书已被译成中文。这使得它可以供许许多多有学识的中国读者
阅读。这本书是为对意识问题感兴趣的非科学界人士，同时也为科学家，特别
    是那些具有一些神经科学背景的科学家而著。
    自1994年本书出版以来，神经科学又取得若干进展。Nikos Logothetis和他的同事们
对双眼竞争的研究已经延伸到其他的皮层区，特别是视觉等级系统的较高层次，比如颞下区
（IT）。一个引人注目的结果是：很大一部分的相关神经元都按照猴子预先推测的感知
（percept）而活动，其中许多采取“全或无”的方式，这很明确地表明在这特定的任务
中，这些神经元的发放确实是意识的部分神经对应物。我们热切地期待有更多类似的工作成
果发表。
    基于神经解剖学证据，Christof Koch和我认为，当视觉信息经过我们的眼睛时，尽管
大部分信息通过初级视觉皮层，但是人们并不能直接地知道在Vl视区上的神经元的发放。
我们确信意识是由视觉等级系统中的较高层次来清晰地表达。现在，视觉心理学的一些新的
实验证据支持了我们的假设，但这还不足以证明它。
    David Milner和Melvyn Gopdale于1995年出版了一本重要著作，名为《行动中的视
觉脑》。在书中，他们提出在脑中或许存在着快速的“在线”系统，它对简单的视觉输入可
以作出适当的、但稍显刻板的行为响应，就像伸手去抓个杯子那样。这些系统是快速且无意
识的。相反地，Milner 和Goodale还提出存在着一个与此相并行的较慢的意识系统，而它
可以处理更复杂的视觉情况，并且能够影响到许多不同的运动输出（包括语言）的选择。这
种有意识的和无意识的两个系统并存的思想是一个令人振奋的假说，但是这些假定的通路究
竟怎样工作，它们又是如何相互作用的，还远远没有搞清楚。
    已故的Irvin Rock从心理学的角度指出，视觉系统是将复杂特征的表达建立在简单特
征表达基础之上的分等级系统。他还做了一些实验支持这种想法，这与J．J．Gibson所偏
爱的直接感知的过于简单的假设是相矛盾的。
    总之，自从这本书问世以来已有某些进展。但到目前为止，还没有强有力的证据所支持
的重大突破。它能使我们得出这样一个清晰的假设，即脑究竟干了些什么才使得我们具有了
意识。在这种突破到来之前，我们不大可能解决可感受的特性（如蓝色的程度）这样一个令
人困惑的问题。与此同时，哲学家们会继续喋喋不休地反对这个观点。
    我希望这本译著能够引起中国读者在意识问题方面的兴趣，并且能鼓舞其中一些人对这
一困难且具有极大魅力的课题开展实验研究。
    Francis Crick
    1997年10月

译校者序

    意识问题是对当代科学的巨大挑战。著名的数理科学家罗杰·彭罗斯在《皇帝新脑》一
书中阐述了电脑、人脑及物理定律之间的相互关系。他假托一个故事作为该书的开场白，故
事说某单位设计成功一台性能卓越、速度惊人的“超子”电脑，并在新闻发布会上让它当众
回答出席者的各种问题。与会者生怕自己的问题太粗浅而踌躇不前。突然，一位“不知天高
地厚”的十几岁男孩打破了沉默。他羞怯地问道：“你现在的感觉如何？”“超子”茫然不
知所措。彭罗斯借此说明，计算机虽然取得巨大成功，但与人脑相比，仍有许多原则区别。
现在，尽管人类设计的计算机能够战胜国际象棋世界冠军，但它并不具备意识功能。
    意识问题历来是哲学家十分关注的研究对象，但是，经过长达几个世纪的探索，仍没有
取得实质性进展。心理学从哲学中分化出来以后，也把意识问题作为重要的研究课题。自从
德国心理学家冯特把心理学看作是一门行为科学之日起，意识问题就被打入冷宫。大多数神
经科学家往往讳言自己的研究与意识问题有关。只有当他们功成名就之后，才会对此发表议
论。例如：谢林顿、埃克尔斯等人，在他们获得诺贝尔奖以后，就出版了若干著作论述自己
对意识问题的看法。由于意识问题的极端复杂性，至今还没有取得突破性进展。
    本书作者克里克独辟躁径，坚持一个数理科学家朴素的唯物主义思想，大胆地提出了一
个基于“还原论”的“惊人的假说”。他认为“人的精神活动完全由神经细胞、胶质细胞的
行为和构成及影响它们的原子、离子和分子的性质所决定”。他坚信，意识这个心理学的难
题，可以用神经科学的方法来解决。在《惊人的假说》一书中，他把视觉作为研究意识问题
的突破口，认为意识源于“注意”和“短时记忆”相结合的过程。在本书的末尾，作者大胆
地涉足“自由意志”问题。他分析了某些大脑损伤患者的行为反应，提出“自由意志”的解
剖部位可能与“前扣带回”密切相关。他还提出了研究意识问题的一系列心理学、解剖学和
神经科学的实验设计和方法，这些观点、理论和方法显然是对意识问题研究中长期处于主导
地位的哲学、心理学思想方法的严重挑战。“惊人的假说”把一个长期困扰哲学、心理学界
的复杂的意识问题还原成一个典型的现代神经科学问题，确实有些出人意外。
    本书出版时适逢国际学术界对意识问题重新发生兴趣的时期。一方面计算机科学迅速发
展和普及，个人电脑正在进入千家万户，计算机的功能愈来愈强大。但是，要想设计一个具
有独立意识、能主动感知和适应周围环境的自动机，却遇到一些不可逾越的困难。虽然80
年代后期人工神经网络取得某些进展、但与人的复杂行为相比，尚有许多本质差别。另一方
面，近年来脑科学、神经科学发展迅速。20世纪90年代被科学界称为“脑的十年”。现在
一些新的实验仪器技术，如：正电子发射断层图（PET）、功能性核磁共振技术（fMRI）等
无损伤性技术的发明和改进，可以探测正常情况下人的神经活动。这些实验技术为探索意识
问题提供了前所未有的实验证据和可能性。科学的进步，人类生产活动和社会活动的需要，
呼唤人类揭开意识的奥秘。在此背景下，克里克的“惊人的假说”应运而生，揭开了用自然
科学方法研究意识问题的序幕。
    克里克是学界泰斗，他与沃森一起因发现DNA双螺旋结构而获得1962年诺贝尔医学
奖，开创了分子生物学的新时代。70年代，他把兴趣转向神经科学，特别对视觉系统的理
论和模型产生了浓厚的兴趣。他认为，自从双螺旋模型提出以后，分子生物学中的一些基本
问题大体上已得到解决，而人类对自身的精神活动理解得太少。经过深入的调查研究，他选
择了意识问题作为研究目标。
    译校者们极为赞赏克里克的朴素的唯物主义思想。人脑是一个极其复杂的系统。系统论
的精髓在于系统的功能不能完全还原成组成单元。特别是非线性系统，其复杂性远非是个别
单元可预测的。系统的组织结构、层次关系对系统的功能起重要作用。意识问题是心理学中
最为复杂的一个问题。在一段相当长的时间内，宗教的、哲学的、心理学的和神经科学的解
释可能仍会各执一词。长期共存。令人欣慰的是，人们终于开始用自然科学的方法探索意识
问题了。我们很高兴把克里克著作的中文简体译本献给中国的读者，为对此问题有兴趣的读
者提供一本重要的参考书。
    原书出版不久，我们收到了程子习博士（我组已毕业硕士生）从美国寄来的克里克的原
版书。现在我们研究组正从事视觉理论与模型研究，承担着国家自然科学基金委重大项目。
大家抱着极大的兴趣读完了这本深入浅出的著作。我们感到这是一本难得的好书，对我们当
前的研究工作具有重要的参考价值。我们有义务向中国读者作一介绍，因此，我们向湖南科
学技术出版社“第一推动”丛书编辑部推荐了此书，立即得到他们的积极响应。
    本书中译本是我们研究组的集体劳动成果。为了培养青年人的译作能力，大部分译稿由
博士研究生执笔。参加翻译、核校及审订者为吴新年、崔翯（第一至六章　）；潘晓川、齐翔
林（第七、八、十章　）；曾晓东、齐翔林、王志宏、汪云九（第九、十一至十八章　）；汪云
九、齐翔林、潘晓川、王志宏、倪睿、杨谦（其余部分）。我们从译校工作中学习了很多东
西。但是，由于国内尚无专门研究“意识”问题的机构和队伍，个别名词在不同专业中也有
不同译法；此外，国外研究“意识”问题的思想、理论尚未为国内学术界所熟悉，再加上我
们对此问题认识上的粗浅，因此，译作中的错误在所难免，望读者发现后不吝指教。
    我们感谢国家自然科学基金委员会、中国科学院视觉信息加工开放实验室多年来的资
助，使得我们有可能在我们感兴趣的领域内从事长期研究，并提供必要的时间和条件，保证
了本书的翻译出版。最后，感谢湖南科学技术出版社，承诺了本书的出版工作，谈判取得本
书中译本的出版权。
                                                    译校者
                                         1997.9于北京中国科学院生物物理所
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前言

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    本书试图用科学方法来解释意识的奥秘。在此，我并非想给出关于意识问题的直截了当
的答案。我倒希望能够如此，但是目前似乎太困难了。当然，某些哲学家误认为已经解决了
这一问题，但对我而言，他们的解释并不属于科学真理的范畴。这里我想做的是勾划出意识
问题的本质，并提出一些如何用实验方法来研究这一问题的建议。我将要提出的是一个特定
的研究策略，而不是一个充分发展的理论。我想要知道的是，当我看某个东西时，在我头脑
中究竟发生了什么事情。
    某些读者也许会发现这种思维方法有点令人失望。因为它有意避开那些他们乐于听到的
关于意识的许多议论，特别是如何定义意识。仅仅靠争论清楚关于战斗一词的意义，你不可
能赢得胜利。你需要一支训练有素的队伍，装备精良的武器和出奇制胜的谋略，然后才能有
效地击溃敌人。这些同样适合于解决一个困难的科学问题。
    本书是为那些对于意识问题有科学兴趣却没有专业知识的一般读者而写的。这意味着我
必须用相对简单的术语去解释关于意识的方方面面。即便如此，某些读者仍会发现本书的某
些部分难于理解。对此，我想说：不要因为那些不熟悉的争论和实验细节的复杂性而泄气。
再坚持一下，或者干脆只是浏览一下这些难懂的章节，大致的意思一般是很容易懂的。
    研究心脑问题的哲学家和科学家，将会清楚地看到我忽略了许多他们非常感兴趣的问
题。尽管这样处理过于简单化，我仍希望他们能从本书中学到些东西，即便只是在他们所知
甚少的章节中，我尽量避免对事实的曲解）由于大自然的极端多样性，在生物学中做到这一
点不太容易。同样我也不能完全避免观点上的曲解，意识问题是一个远未取得一致意见的研
究课题，没有一些最初的偏见我们不可能得到什么结果。读者将会明白，此刻我并不热衷于
功能主义和行为主义的观点，也不倾向于数学家、物理学家或哲学家的论调。也许我明天就
会发现此时思考问题的错误，但今日我仍尽力而为。
    现在应该从科学的角度来思考意识问题（以及它与假设上永存的灵魂的关系），而且最
重要的是，现在是开始严肃而精心地设计实验来研究意识问题的时候了。这正是本书给出的
启示。
    以下关于本书的概述将有助于引导读者穿越脑科学的丛林。本书主要分为三个部分。第
一部分由以下几章组成：
    第一章　，我开始大胆地陈述我的“惊人的假说”。它概括了我研究脑的方法。为了弄清
楚我们自身，必须要知道神经细胞是如何活动的，它们又是如何进行相互作用的。接着，比
较了意识和灵魂的前科学思想与宇宙的现代科学知识的不同。最后，我简要地讨论一些带有
哲学味道的问题，诸如还原论、可感受性、突现行为以及世界的现实性。
    第二章　略述了意识的一般性质（如一个世纪前威廉·詹姆斯（Wlllian James）和三位
现代心理学家所论述的），并把它与注意机制和极短时记忆联系在一起。然后是我为解决这
个问题而做出的种种假设，说明了我为什么要集中于一类特殊的意识（视觉意识），而不是
其他类型的意识，如痛的意识、自我意识等等问题。
    第三章　说明了为什么多数人所具有的关于如何看东西的朴素想法在很大程度上是不正确
的。虽然，至今我们还不清楚当我们观看事物时，头脑中真正发生了什么，但是，至少可以
大概他说出用科学的方法来研究这一问题的可能途径。第四、五章　用相当长的篇幅描述了视
知觉心理学中的少数几个复杂问题。这些章节将会给读者一个印象，即什么是必须解释清楚
的。
    第二部分主要对大脑，特别是视觉系统，作了扼要的概述。我不想给读者过多细节的描
写，只提供了关于神经系统如何组织和如何工作的一些知识。我首先在第七章　中概述了脑的
解剖学，紧接着在第八章　中给出了单个神经细胞的简单描述。第九章　介绍了有关脑研究中常
用的（包括细胞学和分子生物学的）实验方法。随后的两章概述了较高级灵长类视觉系统的
一般性质。第十二章　说明了如何从研究大脑受到伤害的患者病例中获得有用的信息。第二大
部分以第十三章　为结论，描写了各种理论模型（称为“神经网络”），它可以用来模拟由一
小群类似神经元所构成的单元的行为。
    前两部分为进入第三部分提供了必要的背景知识。在第三部分中论述了各种可能的研究
视觉意识的实验方法。其中任何一种都还没能导致谜底的揭晓，但其中有些方法是有前途
的。作为第三部分的结论，第十八章　讨论了由于我的提法而引起的一些普遍争议。最后我用
关于“自由意志”的跋作为本书的结束语。
    为使文章保持紧凑，我把不太重要的论据作为脚注给出，并提供了词汇表以便对正文中
的科学术语加以简明扼要的解释，此外，在词汇表前，对长度、时间和频率等共同的科学单
位有注记，这是因为脑活动发生的距离和时间比之日常经验中要小得多。
    对于那些愿意就某些东题作深入探究的读者，我提供了进一步阅读的书目表，有的适合
于外行，有的适合于专家。在多数情况下，关于它们的内容，我加上了简短的评注。正文中
方括号里的上标号码，牵涉到技术性更强的参考文献，主要是发表于一些研究性的期刊上的
（本书的附录部分列出了这些参考文献，译者注）。这仅仅是包含了有关文献中的极少部
分，但提供了进一步具体探索的起点。我并不想把这些论文推荐给外行读者，因为多数论文
写得太艰深、太枯燥了。
    我要对那些指出本书不足之处的读者致以最崇高的敬意。但我对于一般性讨论缺乏热
情。许多人对意识问题有其自己的想法，其中不少人觉得很有必要见诸于笔端，请原谅，我
不能通读许多读者有关这一主题的所有来信。我的常规做法是，只考虑那些在有参考价值的
期刊上和有信誉的出版商出版的书籍中发表的思想。否则的话，别人的叽叽喳喳的建议会使
我无法有效地思考。我将继续探索这些困难的问题。希望这个前言会引起读者的一些兴趣。
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zhangyafeng5591

惊人的假说--灵魂的科学探索(弗兰西斯.克里克)

第一章　引言

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    问：什么是灵魂？
    答：灵魂就是离开躯体但却具有理智和自由意志的活的生物体。①
    ——罗马天主教教义问答手册
    惊人的假说是说，“你”，你的喜悦、悲伤、记忆和抱负，你的本体感觉和自由意志，
实际上都只不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为，正如刘易斯·卡罗尔（Dewis
Carroll）书中的爱丽丝（Alice）所说：“你只不过是一大群神经元②而已。”这一假说和
当今大多数人的想法是如此不相容，因此，它可以真正被认为是惊人的。
    在所有的民族和部落之中，人类对大自然特别是自身特性的兴趣由来已久，尽管其表现
方式有所不同，这可以追溯到有历史记载的远古时代，并且肯定比这个时间还要早。这从人
类广泛出现的精致的墓葬中就可作出判断。大多数宗教都认为，人死后仍存在某种形式的精
神，它在一定程度上体现了人类的本质。如果失去精神，则躯体就不能正常工作，人死后灵
魂会离开躯体，至于以后发生的事情，是上天国、下地狱，还是人炼狱或者转世成为驴
    子或蚊虫什么的，不同的宗教则有不同的说法，并非所有的宗教在细节上都完全一致。
这通常是由于它们基于不同的教义，如基督教的圣经和伊斯兰教的古兰经就形成鲜明的对
比。尽管不同的宗教存在差异，但至少在一点上它们有着广泛的共识：人类确实具有灵魂，
这并不仅仅是一种比喻。当今大多数人还抱有这一信念，而且在许多情况下，这一信念相当
强烈和执著。
    当然也有少数例外。其中之一是少数追随亚里斯多德（Aristotle）的极端的基督教
徒，他们怀疑女人是否具有灵魂或具有和男人一样品质的灵魂。某些宗教很少关心死后的生
活，如犹太教就是如此。动物是否具有灵魂，不同的宗教也有不同的说法。有一个老笑话
说，哲学家（尽管他们也有区别）大体上可分成两类：自己养狗的确信狗有灵魂；自己没有
狗的则否认灵魂的存在。
    然而，今天仍有少数人（包括共产党国家的一大部分人）持有完全不同的观点。他们认
为，有别于躯体且不遵从我们已知的科学规律的灵魂完全是一种神话。我们很容易理解这类
神话产生的原因。的确，倘若我们不甚了解物质、辐射以及生物进化的本质，那么这种神话
的出现似乎就不足为奇了。
    那么，灵魂这一基本概念为什么应当被怀疑呢？当然，如果绝大多数人都相信灵魂，在
表面看来，这本身也是灵魂存在的证据。不过，4千年前，几乎每个人都相信地球是平的。
现在，这一观点已发生了根本变化，其主要原因是现代科学的进步。按照我们今天的标准，
地球是个很小的地方，但在当时却认为很大，尽管还不知道它的确切尺寸。我们今天的大多
数宗教信仰就起源于那个时代。任何一个人的直接知识仅仅来源于地球的一个小小的部分。
因而，当时人们有理由认为，地球是宇宙的中心，而人类处于宇宙的领导地位，随着时间的
消逝，地球的起源渐渐被人们遗忘。而当时认为的地球的时间跨度，尽管与人的经历相比显
得很长，但在今天看来仍然短得可笑。那时人们相信，地球的寿命少于1万年，这是不难理
解的。现在我们已经知道，它的真正年龄是46亿年。在当时看来，星星似乎离我们很远，
大概固定在球形的太空。而宇宙可延伸到无限远（大于100亿光年），这在当时简直是不可
想像的事情（某些东方宗教，如印度教，则是例外。他们把夸大时间和距离纯粹作为一种乐
趣）。
    在伽利略（Gali1eo）和牛顿（Newton）之前，我们的基础物理学知识还是很原始的。
太阳和行星被认为是以某种非常复杂的方式有规律地运动着。因而他们有理由相信，只有天
使才能引导它们。还有什么别的力量能使它们的行为如此规律呢？甚至到了16、17世纪，
我们对化学的理解大部分还是不正确的。事实上，直至本世纪初，还有某些物理学家怀疑原
子是否存在。
    今天,我们已经知道了很多有关原子的特性，并赋予每种元素一个原子序数。我们已经
详细地了解到它们的结构以及控制它们行为的大部分规律。物理学已经为化学提供了理论框
架。我们的有机化学知识与日俱增。
    我们承认，在很短的距离（在原子核内）、极高的能量及极大的引力场中发生的事情我
们还不能真正理解。但是大多数科学家认为，对于地球上我们通常所处的条件（只有在非常
特殊的情况下，一种原子才转变为另外一个原子），我们知识上的这种不完备性，对理解思
维和脑影响不大。
    除了基本的化学和物理学知识之外，地球科学（如地理学）和天文科学（天文学和宇宙
学）已经为我们生存的世界和宇宙描绘了一幅与传统宗教建立时的基本观念遇然不同的图
画。宇宙的现代图景及其发展规律，构成了目前生物学知识的基本背景。在过去的一个半世
纪的历程中，这些知识发生了根本性变化。直到达尔文（Darwin)和华莱士（Wallace）各自
独立地发现了导致生物进化（自然选择过程）的基本机制之前，“造物的论点”（Argument
from Desgn）似乎仍然是不可辩驳的。像人体这样结构复杂和设计精巧的有机体的产生，不
借助至灵至慧的造物主的设计怎么可能呢？今天，这一论点已经完全过时了。我们知道，一
切生命，从细菌到我们人类自己，都是与生物化学水平的活动紧密相关的。地球上的生命已
经存在了数十亿年，这期间许多种类的动物和植物都已经发生了变化，而且往往是根本性的
变化。恐龙已经灭绝，在它们生活的地方，出现了很多新的哺乳动物。今天，无论是在野外
还是在实验室内，我们都可以观察到基本的进化过程。
    在本世纪，生物学有了突飞猛进的发展。对基因的分子基础及其精确的复制过程，对蛋
白质及其合成机制的详细知识，都有了更深入的了解，现在我们已经知道，蛋白质具有很强
的功能，其用途也非常广泛，它能构成精巧的生化装置的基础。胚胎学（目前经常被称为发
育生物学）是当前研究的重点。一个海胆的受精卵经过多次分裂，最终会变成一个成熟的海
胆，但是，如果把受精卵第一次分裂后的两个子细胞分开，那么每个子细胞就会各自发育成
一个独立的、但却更小的海胆。类似的实验也可以在蛙卵上完成。经过分子自身的重新组
织，从本来应该产生一个动物的物质中产生出两个小动物，这一现象在100年前发现时，曾
被认为是某种超自然的生命力（Life Force）作用的结果。根据生化基础，用有机分子和其
他分子的特性及其相互作用去解释生物的戏剧性复制，似乎是不可想像的事情。现在，对这
一过程的发生机制，在原理上我们感到已经没有什么困难了。我们曾料想这种解释是很复杂
的。科学史上充斥着一些观点，认为有的东西在本质上就是不可理解的（如“我们永远不会
知道星星是由什么形成的”），在大多数情况下，时间将会说明，这些预言是不正确的。
    一个现代的神经生物学家，无须借助灵魂这个宗教概念去解释人类和其他动物的行为。
这使人想起当年拉普拉斯（Laplace）解释太阳系的运动规律时，拿破仑（Napleon）曾经提
出的问题：“那么，上帝如何发挥作用呢？”拉普拉斯回答：“陛下，我不需要这一假
设。”并非所有的神经科学家都相信灵魂是一个神话，约翰·埃克尔斯爵士（sir John
Eccles）就是一个明显的例外，但大多数科学家确实认为灵魂是神话。这并非是由于他们能
证明灵魂这一概念是虚假的，而是他们目前并不需要这一假设。从人类历史发展的角度看，
脑研究的主要目标不仅仅是理解和治疗各种各样的脑疾病（尽管这是很重要的），更主要的
是掌握人类灵魂的真正本质。不管灵魂这个术语是比喻性的或是确实存在，它恰恰是我们正
在试图研究的东西。
    许多受过教育的人，特别是在西方世界，也都相信灵魂仅是一种比喻。一个人在被孕育
之前和死后是不会存在个人生命的，他们也许会把自己称为无神论者、不可知论者、人文主
义者，或是离经叛道的信徒，但他们都否认传统宗教的主要观点。然而，这并不意味着他们
通常考虑自己时与传统的方式完全不同，因为旧的思维习惯是很难消逝的。一个人也许在宗
教意义上并不是一个信徒，但在心理上也许会继续像信徒那样思考问题，至少在日常生活中
是如此。
    因此，我们需要使用更鲜明的术语来表述我们的想法，科学的信念就是，我们的精神
（大脑的行为）可以通过神经细胞（和其他细胞）及其相关分子的行为加以解释。①对大多
数人而言，这实在是一个惊人的概念，很难使人相信，我们自己仅是一群神经细胞的精细行
为，即便这种细胞是大量的，它们的相互作用是极其复杂的，读者不妨想像一下这一观点。
（“无论他说些什么，梅布尔，我知道我正在某处看世界。”）
    为什么惊人的假说如此令人吃惊呢？我认为主要有三个原因，首先是许多人还不愿意接
受被称作“还原论”的研究方法，即复杂系统可以通过它各个部分的行为及其相互作用加以
解释。对于一个具有多种活动层次的系统，这一还原过程将不止一次地加以重复。也就是
说，某一特定部分的行为可能需要用它的各个组成部分及其相互作用的特性加以解释。例
如，为了理解大脑，我们需要知道神经细胞的各种相互作用，而且每个细胞的行为又需要用
组成它的离于和分子的行为来解释。
    这种过程在哪里终止呢？幸运的是，存在一个自然的中断点。这发生在（化学）原子的
水平。每个原子有一个携带正电荷的重原子核，它被一个有组织的电子云所包围。这些电子
既轻又灵活，而且携带负电荷。每个原子的化学性质几乎完全由核电荷确定。核的其他性
质，如质量数及偶极矩、四极矩强度等次级电学性质，在大多数情况下，对它的化学性质影
响很小。
    大体上说来，原子核的质量数和电荷数不会发生变化，至少在生命赖以生存的温度和环
境中如此。在此情况下，原子核的亚结构知识对研究化学是不必要的。原子核由各种质子和
中子组成与质子和中子由夸克组成没有区别。为了解释大多数化学事实，所有的化学家都需
要知道原子的核电菏数，为此，我们需要懂得一种料想不到的力学类型——量子力学，它控
制微小粒子特别是电子的行为。实际上，由于计算很快就变得极端复杂，因此，人们主要是
应用各种粗略的“拇指规则”（rules-of-thumb），以便用量子力学术语进行合理的解释。
在这一水平以下，我们无需去冒险。(1)
    至今仍有许多人企图说明还原论是行不通的。他们通常光是采用相当正式的定义形式，
进而说明这种类型的还原论是不真实的。他们忽略的一点是，还原论并非是用一组低层次上
的、固定的思想去解释另一组高层次的、固定的思想。它并不是一种一成不变的过程，而是
一个动态的相互作用过程。它随着知识的发展，不断修改两个层次已有的观念。“还原论”
毕竟是推动物理学、化学和分子生物学发展的主要理论方法。它在很大程度上推动了现代科
学的蓬勃发展。除非遇到强有力的实验证据，需要我们改变态度，否则，继续运用还原论就
是唯一合理的方法。反对还原论的泛泛的哲学争论是我们不希望看到的。
    另外一个有些人喜欢的哲学论点是“还原论”中包含了“分类错误”，例如：本世纪
20年代他们说，把基因视为一种分子（现在我们应该说是配对分子中的一部分）是一种分
类上的错误，基因是一回事，分子则是另外一回事，现在看来，这种反对意见是十分空洞
的。②分类对于我们来说并非是绝对的，只是人们的一种规定而已。历史告诉我们，某种听
起来很合理的分类，有时也可能是错误的和会使人发生误解的，回想一下古代和中世纪医学
上有关人体四种体液的分类（血液、粘液、黄胆汁和黑胆汁），我们就清楚了。
    惊人的假说使人感到奇怪的另一个原因，是意识的本质。比如说，我们有一幅外部世界
的生动的内部图画：，如果把它仅仅看成是神经元行为的另外一种描述方式，这看来也是一
种分类错误。但是我们已经看到，这种论点并不总是可信的。
    哲学家特别关心可感受特性问题，如怎样解释红的程度和痛的程度。这是一个非常棘手
的问题，它来自这样一个事实：不管我们自己感受到的红色多么鲜明，都无法与其他人进行
准确的交流，至少在通常情况下是这样。倘若你不能以确定的方式描述一个物体的特性，那
么当你使用还原论的术语解释这些特性时，就可能遇到某些困难。当然这并不是说，在适当
的时候无法向你解释清你看红色时的神经相关物。换句话说，我们有可能说，只有你头脑中
一走的神经元和（或）分子以确定的方式活动时，你才能感受到红色。这也许说明了，为什
么你能体验到鲜明的颜色感觉。为何某种神经行为必定使你看到红色，而另一种使你看到蓝
色，而不是相反的情况。
    即使得出结论说，我们不能解释红色的程度（因为你无法将你的红色感觉准确地告诉
我），这也并不意味着，你我看到的红色是不同的。如果我们知道，你我大脑中的红色神经
相关物严格相同，我们就可以作出科学推论，你我在观看红色时具有同样的感受。问题在于
“严格”一词。我们能有的精确程度，取决于我们对该过程的详尽知识。如果红色的神经相
关物主要依赖于我过去的经历，而你我的经历义大不相同，那么我们就不能推断出你我看到
的红色完全相同。
    因此，可能有人做出结论，要想了解各种不同形式的意识（consciousness），我们首
先就需要知道它们的神经相关物。
    惊人的假说让人感到奇怪的第三个原因，是我们无法否认意志（Will）是自由的这种感
觉。两个相应的问题立刻就会产生：我们能够发现表现为自由意志的事件的神经相关物吗、
我们的意志并不仅仅表现为自由的吗？我相信，只要我们首先解决了意识问题（problem of
awareness or consciousness），①再解释自由意志就会比较容易了。（该问题将在附录中
用较长篇幅加以讨论。）
    这一超常的神经机器（machine）是怎样产生的呢？要理解大脑，非常重要的一点就是
要懂得，大脑是在长期的进化过程中自然选择的最终产物，大脑并非由工程师设计的，但它
却能在狭小的空间内靠消耗微不足道的能量来完成十分巧妙的工作。由双亲遗传给我们的基
因经历了千百万年的进化，它受到我们远古祖先生活经历的深刻影响。这些基因以及在出生
前由其引导的发育过程决定了大脑各部位的基本结构。我们已经知道，出生时的大脑并非自
纸一张，而是一个复杂的结构，它的很多部分已经各就各位。经验将会不断调节这一大体确
定的装置，直到它能完成精细的工作。
    进化并非是一个彻底的设计者。确实，正如法国分子生物学家雅克布（Franccois
Jacob）所说：“进化是一个修补匠。”它主要通过一系列较小的步骤，根据从前已有的结
构去构造。进化又是机会主义的。只要某一新装置可以工作，即使工作方式很奇特，进化也
会采用它。这就意味着，最有可能被进化选上的，是那些较容易地叠加到已有结构上的改变
和改进。它的最终设计不会很彻底，而是一群相互作用的小配件的零散累加。令人奇怪的
是，这种系统比直接针对某项任务设计的机器往往工作得更好。
    成熟的大脑是自然和培育的共同产物。从语言方面就很容易认识到这一点。只有人类才
具备流利地使用复杂语言的能力，而与我们有着最近亲缘关系的类人猿，即使经过长期的训
练，它的语言也是很贫乏的。而且我们学得的实际语言也在很大程度上依赖
    于我们成长的环境和生活方式。
    还需要说明两个更具哲学意味的观点。首先，大脑的许多行为是“突现”的，即这种行
为并不存在于像一个个神经元那样的各个部分之中。仅仅每个神经元的活动是说明不了什么
问题的。只有很多神经元的复杂相互作用才能完成如此神奇的工作。
    突现（emergent）一词具有双重含义，首先它具有神秘的色彩。这就意味着，突现行为
无论如何（哪怕在原理上）也不能理解为各个分离部分的组合行为，我发现很难说明这种想
法指的是什么。突现的科学含义（或者说至少我是这样使用的）是指如下假设，即使整体行
为不等同于每一部分的简单叠加，但这种行为至少在原理上可以根据每一部分的本性和行为
外加这些部分之间如何相互作用的知识去理解。
    一个简单的例子就是基础化学中的有机化合物，比如苯，苯分子由对称地排列在一个环
上的六个碳原子和环的外侧与每个碳原子相连的氢原子组成。除了质量之外，苯分子的其他
特性并非都是十二个原子的简单叠加。然而，只要了解各部分的相互作用机制，其化学反应
和光谱吸收等特性都可以计算出来。当然，这需要量子力学告诉我们如何去做。奇怪的是，
并没有人会从“苯分子大于其各部分的总和”的说法中获得神秘的满足感。然而却有很多人
津津乐道于用这样的方式谈论大脑。大脑如此复杂而又因人而异，因此，我们也许永远得不
到某个特定大脑如何工作的详细知识。但我们至少有希望了解，大脑如何通过很多部分的相
互作用产生复杂的感觉和行为的普遍原理。
    当然，也许还有某些重要的过程尚未发现。但我怀疑，即使我们已经知道大脑某个部分
的确切行为，在某些情况下，我们也无法立刻了解对它的解释。因为其中可能包含了许多尚
未阐明的新的概念和想法。但是我们并不像某些悲观主义者那样，认为我们的大脑生来就不
能理解这些想法。如果这些困难确实存在，当我遇到它们时，我宁愿正视它们。我们具有高
度进化和发达的大脑，它使我们能够顺利地处理与日常生活紧密关联的很多概念，无论如
何，受过训练的大脑能够把握许多超越我们日常经验的现象，比如相对论和量子力学，这些
思想是违反直觉的，但长期的实践能使受过训练的大脑正确地理解和熟练地处理这些现象。
有关我们大脑的想法很可能具有同样的基本特点。初看起来它们似乎很陌生，但经过实践我
们也许能满怀信心地操纵它们。
    无论是大脑的各个组成部分，还是它们之间的相互作用，都没有明显的理由说明，我们
无法获得这些知识。只是由于所涉及过程的极端复杂性和多样性，我们的进展才如此缓慢。
    第二个需要澄清的哲学难题涉及外部世界的真实性。我们大脑的进化结果主要适宜处理
我们自身以及与周围世界的相互作用。但这一世界是真实的吗？这是一个由来已久的哲学问
题，在这里，我们不想被卷人由此引发的喋喋不休的争论之中。我只想陈述一下我自己的研
究假设：确实存在一个外部世界，它大体上不依赖于我们对它的观察。我们也许永远不能全
面了解这个外部世界，但我们能够通过我们的感觉和大脑的操作获得外部世界某些方面的近
似信息。如我们将在下文中看到的那样，我们不可能意识到我们头脑中所发生的一切，我们
只能意识到大脑活动的某些方面。此外，无论是对外部世界本质的解释还是对我们自身内省
的解释，这些过程都可能出现错误，我们可能以为，我们知道自己某项活动的动机，但至少
在某些情况下很容易说明，我们实际上是在欺骗自己。
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    ①当我的妻子奥黛尔（Odile)还是一个小姑娘时，一位年长的爱尔兰女子给她上宗教教
义课。该老师常把“being”（生物）念成“be-in”。奥黛尔把它听成了“bean”（蚕
豆）。她对灵魂是脱离躯体的活蚕豆（living bean）的想法着实感到迷惑不解。但她只是
把困惑埋在心头，并没有和别人讲。
    ②“神经元”（neunron）是神经细胞（nerve cell）的科学术语。
    ①这个想法并不新奇，在霍勒斯.巴洛（Horace Barlow）的著名论文中就有特别明确的
表述。
    （1）主要的例外是放射性：一个原子变为另一个原子的罕见情况，这在星星、原子反
应堆、原子弹、辐射矿的原子（这很少被注意）以及在实验室特殊设计的实验中会发生。辐
射可以产生DNA（遗传物质）突变，因而不能完全忽略，但它不大可能是我们大脑行为的重
要的基本过程。
    ②加拿大哲学家保罗和帕待丽夏·丘奇兰德（Paul and Patricia Churchland,现在加
利福尼亚州大学圣迭戈分校）已经非常圆满地回答了那些反对还原论的观点。参见有关参考
文献和阅读材料。
    ①我有时交替使用Awareness和Consciousness两个术语。对于Consciousness的某些
特殊方面，我更倾向了使用Awareness(如Visual Awareness）。某些哲学家认为这两个词
具有严格的区别，但对如何区分却没有一致的看法，我承认，在日常谈话中，当我想使人有
些吃惊时，我用“Consciousness”，否则，就用“Awareness”。
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zhangyafeng5591

惊人的假说--灵魂的科学探索(弗兰西斯.克里克)

第二章　意识的本质

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    “在任何一个领域内发现最神奇的东西，然后去研究它。”
    ——惠勒（John Archibald Wheeler)
    要研究意识问题，首先就要知道哪些东西需要我们去解释。当然，我们大体上都知道什
么是意识。但遗憾的是，仅仅如此是不够的。心理学家常向我们表明，有关心理活动的常识
可能把我们引入歧途，显然，第一步就是要弄清楚多年来心理学家所认定的意识的本质特
征。当然，他们的观点未必完全正确，但至少他们对此问题的某些想法将为我们提供一个出
发点。
    既然意识问题是如此重要和神秘，人们自然会期望，心理学家和神经科学家就应该把主
要精力花在研究意识上。但事实远非如此。大多数现代心理学家都回避提及这一问题，尽管
他们的许多研究都涉及意识。而大多数现代神经科学家则完全忽略这一问题。
    情况也并非总是这样。大约在19世纪后期，当心理学开始成为一门实验科学的时候，
就有许多人对意识问题怀有极大的兴趣。尽管这个词的确切含义当时还不太清楚。那时研究
意识的主要方法就是进行详细的、系统的内省，尤其是在德国。人们希望，在内省成为一项
可靠的技术之前，通过对它的精心改进而使心理学变得更加科学。
    美国心理学家威廉·詹姆斯（William James）（与小说家亨利·詹姆斯是兄弟）较详
尽地讨论了意识问题，在他1890年首次出版的巨著《心理学原理》一书中，他描述了被他
称为“思想”（thought）的五种特性。他写道，每一个思想都是个人意识的一部分。思想
总是在变化之中，在感觉上是连续的，并且似乎可以处理与自身无关的问题。另外思想可以
集中到某些物体而移开其他物体。换句话说，它涉及注意。关于注意，他写下了这样一段经
常被人引用的话：“每个人都知道注意是什么，它以清晰和鲜明的方式，利用意向从若干个
同时可能出现的物体或一系列思想中选取其中的一个……这意味着舍掉某些东西以便更有效
地处理另外一些。”
    在19世纪，我们还可以发现意识与记忆紧密联系的想法；詹姆斯曾引用法国人查尔
斯·理迟特（Charles Richet）1884年的一段话：“片刻的苦痛微不足道，对我而言，我
宁愿忍受疼痛，哪怕它是剧烈的，只要它持续的时间很短，而且，在疼痛过去之后，永远不
再出现并永远从记忆中消失。”
    并非脑的全部操作都是有意识的。许多心理学家相信，存在某些下意识或潜意识的过
程。例如，19世纪德国物理学家和生理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von
HelmholtZ）在谈到知觉时就经常使用“无意识推论”这种术语，他想借此说明，在逻辑结
构上，知觉与通常推论所表达的含义类似，但基本上又是无意识的。
    20世纪初期，前意识和无意识的概念变得非常流行，特别是在文学界。这主要是因为
弗洛伊德（Freud)、荣格（Jung）及其合作者给文学赋予了某种性的情趣。按现代的标准
看，弗洛伊德不能算作科学家，而应该被视为既有许多新思想、又有许多优秀著作的医生。
正因为如此，他成为精神分析学派的奠基人。
    早在一百年前，三个基本的观点就已经盛行：
    1．并非大脑的全部操作都与意识有关。
    2．意识涉及某种形式的记忆，可能是汲短时的记忆。
    3．意识与注意有密切的关系。
    但不幸的是，在心理学研究中兴起了一场运动，它否定意识的应用价值，把它看成是一
个纯心理学概念，这部分原因是由于涉及内省的实验不再是研究的主流，另一方面，人们希
望通过研究行为，特别是动物的行为，使心理学研究更具科学性。因为，对实验者而言，行
为实验具有确定的观察结果。这就是行为主义运动，它回避谈论精神事件。一切行为都必须
用刺激和反应去解释。
    约翰。沃森（John B.Watson）等人在第一次世界大战前发起的这场行为主义运动，在
美国盛行一时，并且由于以斯金纳（B.F.Skinner）为代表的许多著名鼓吹者的影响，该运
动在三四十年代达到顶峰。尽管在欧洲还存在以格式塔（Gestalt）为代表的心理学派，但
至少在美国，直至50年代后期和60年代认知心理学成为受科学界尊重的学科之前，心理学
家从不谈论精神事件。在此之后，才有可能去研究视觉意象，并且在原来用于描述数字计算
机行为的概念基础之上，提出各种精神过程的心理学模型。即便如此，意识还是很少被人提
及，也很少有人去尝试区分脑内的有意识和无意识活动。
    神经科学家在研究实验动物的大脑时也是如此，神经解剖学几乎都是研究死亡后的动物
（包括人类），而神经生理学家大都只研究麻醉后丧失意识的动物，此时受试对象已不可能
具有任何痛苦的感觉了。特别是本世纪50年代后期，戴维·休伯（David Hube1）和托斯
滕·威塞尔（Torsten Wiesel）作出划时代的发现以后，情况更是如此。他们曾发现，麻醉
后的猫大脑视皮层上的神经细胞，对人射到其眼内的光照模式呈现一系列有趣的反应特性。
尽管脑电波显示，此时猫处于睡眠而非清醒的状态。由于这一发现及其后的工作，他们获得
了1981年诺贝尔奖。
    要研究清醒状态下动物脑神经反应的特性，是一件更加困难的事情（此时不仅需要约束
头部运动，还要禁止眼动或详细记录眼动）。因此，很少有人做比较同一个大脑细胞在清醒
和睡眠两种状态下，对同一视觉信号的反应特性的实验，传统的神经科学家回避意识问题，
这不仅仅是因为实验上的困难，还因为他们认为这一问题太具哲学味道，很难通过实验加以
观测。一个神经科学家要想专门去研究意识问题，很难获得资助。
    生理学家们至今还不大关心意识问题，但在近几年，某些心理学家开始涉及这一问题，
我将简述一下他们中的三个人的观点。他们的共同点，就是忽视神经细胞或者说对它们缺少
兴趣。相反，他们主要想用标准的心理学方法对理解意识作出贡献。他们把大脑视为一个不
透明的“黑箱”，我们只知道它的各种输入（如感觉输入）所产生的输出（它产生的行
为）。他们根据对精神的常识性了解和某些一般性概念建立模型。该模型使用工程和计算术
语表达精神。上述三个作者也许会标榜自己是认知科学家。
    现任普林斯顿大学心理系教授的菲力普·约翰逊-莱尔德（Philip Johnson-Laird）是
一位杰出的英国认知心理学家。他主要的兴趣是研究语言，特别是字、语句和段落的意义。
这是仅人类才有的问题，莱尔德不大注意大脑是不足为奇的。因为我们有关灵长类大脑的主
要信息是从猴子身上获得的，而它们并没有真正的语言，他的两部著作《心理模型》
（Mental Models）和《计算机与思维》（The COmputer and the 肋Mind）着眼点是放在
怎样描述精神的问题（大脑的活动）以及现代计算机与这一描述的关系。他强调指出，大脑
具有高度并行的机制（即数以万计的过程可以同时进行），但它做的多数工作我们是意识不
到的。①
    约翰逊-莱尔德确信，任何一台计算机，特别是高度并行的计算机，必须有一个操作系
统用以控制（即使不是彻底的控制）其余部分的工作，他认为，操作系统的工作与位于脑的
高级部位的意识之间存在着紧密的联系。
    布兰迪斯大学（Brandeis University）语言学和认知学教授雷·杰肯道夫（Rav
Jackendoff）是一位著名的美国认知科学家。他对语言和音乐具有特殊的兴趣。与大多数认
知科学家类似，他认为最好把脑视为一个信息加工系统。但与大多数科学家不同的是，他把
“意识是怎样产生的”看作是心理学的一个最基本的问题。
    他的意识的中间层次理论（Intermediate-Level Theory of Consciousness）认为，意
识既不是来自未经加工的知觉单元，也不是来自高层的思想，而是来自介于最低的周边（类
似于感觉）和最高的中枢（类似于思想）之间的一种表达层次。他恰当地突出了这个十分新
颖的观点。
    与约翰逊-莱尔德类似，杰肯道夫在很大程度上也受到脑和现代计算机之间类比的影
响。他指出，这种类比可以带来某些直接的好处，比如，计算机中存储了大量信息，但在某
一时刻，只有一小部分信息处于活动状态。大脑中亦是如此、
    然而，并非大脑的全部活动都是有意识的。因此，他不仅仅在脑和思维之间，而且在脑
（计算思维）与所谓的“现象学思维”（大体指我们所能意识到的）之间作了严格的区分。
他同意莱尔德的观点，我们意识到的只是计算的结果，而非计算本身。①
    他还认为，意识与短时记忆之间存在紧密的联系。他所说的“意识需要短时记忆的内容
来支持”这句话就表达了这样一种观点。但还应补充的是，短时记忆涉及快速过程，而慢变
化过程没有直接的现象学效应。
    谈到注意时他认为，注意的计算效果就是使被注意的材料经历更加深入和细致的加工。
他认为这样就可以解释为何注意容量如此有限。
    杰肯道夫与约翰逊-莱尔德都是功能主义者。正如在编写计算机程序时并不需要了解计
算机的实际布线情况一样，功能主义者在研究大脑的信息加工和大脑对这些信息执行的计算
过程时，并没有考虑到这些过程的神经生物学实现机制。他们认为，这种考虑是无关紧要
的，至少目前为时过早。①
    然而，在试图揭示像大脑这样一个极端复杂的装置的工作方式时，这种态度并没有什么
好处。为什么不打开黑箱去观察其中各单元的行为呢？处理一个复杂问题时，把一只手捆在
背后是不明智的。一旦我们了解了大脑工作的某些细节，功能主义者关心的高层次描述就会
成为考虑大脑整体行为的有用方法。这种想法的正确性可以用由低水平的细胞和分子所获得
的详细资料精确地加以检验。高水平的尝试性描述应当被看作是帮助我们阐明大脑的复杂操
作的初步向导。
    加利福尼亚州伯克利的赖特研究所的伯纳德·巴尔斯（BernardJ．Baars）教授写了
《意识的认知理论》一书，虽然巴尔斯也是一位认知科学家，但与杰肯道夫或约翰逊-莱尔
德相比，他更关心人的大脑。
    他把自己的基本思想称为全局工作空间（GlObal Workspace）。他认为，在任一时刻存
在于这一工作空间内的信息都是意识的内容。作为中央信息交换的工作空间，它与许多无意
识的接收处理器相联系。这些专门的处理器只在自己的领域之内具有高效率。此外，它们还
可以通过协作和竞争获得工作空间。巴尔斯以若干种方式改进了这一模型。例如，接收处理
器可以通过相互作用减小不确定性，直到它们符合一个唯一有效的解释。（l）
    广义上讲，他认为意识是极为活跃的，而且注意控制机制可进入意识。我们意识到的是
短时记忆的某些项目而非全部。
    这三位认知理论家对意识的属性大致达成了三点共识。他们都同意并非大脑的全部活动
都直接与意识有关，而且意识是一个主动的过程；他们都认为意识过程有注意和某种形式的
短时记忆参与；他们大概也同意，意识中的信息既能够进入到长时情景记忆（long-term
episodic memory）中，也能进入运动神经系统（motor system）的高层计划水平，以便控
制随意运动。除此之外，他们的想法存在着这样那样的分歧。
    让我们把这三点想法铭记在心，并将它们与我们日益增长的脑内神经细胞的结构和活动
的知识结合起来，看看这样的研究方法能够得到什么结果。
    我自己的大多数想法是在与我的年轻同事加州理工学院计算与神经系统副教授克里斯托
弗·科赫（Christof Koch）的合作研究中形成的。科赫与我相识于80年代初，当时他还是
托马索·波吉奥（Tomaso Poggio）在蒂宾根（Tubingen，德国城市）的研究生。我们的探
索在本质上是科学的。②我们认为，泛泛的哲学争论无助于解决意识问题。真正需要的是提
出有希望解决这些问题的新的实验方法。为了做到这一点，我们还需要一个尝试性的思想体
系，它随着我们工作的进展不断加以改进和扬弃。一个科学方法的特点应是不试图建立包罗
万象的理论，从而一下子解释意识问题的所有方面。也不能把研究的重点放在语言上，因为
只有人类才有语言。而是应选择在当时看来对研究意识最有利的系统，并从尽可能多的方面
加以研究，正如在战争中，通常并不采取全面进攻，而是往往找出最薄弱的一点，集中力量
加以突破。
    我们作出了两条基本假设。第一条就是我们需要对某件事情作出科学解释。尽管对哪些
过程能够意识到还可能有争议，但大家基本同意的是，人们不能意识到头脑中发生的全部过
程。当你意识到许多知觉和记忆过程的结果时，你对产生该意识的过程可能了解很有限。
（比如，“我如何想起了我祖父的名字呢?”）实际上，某些心理学家已经暗示，即使对较
高级的认知过程的起源，你也只有很有限的内省能力。在任一时刻，可能都有某些活跃的神
经过程与意识有关，而另一些过程与意识无关。它们之间的差别是什么呢？
    我们的第二条假设是尝试性的：意识的所有不同方面，如痛觉和视觉意识（visual
awareness），都使用一个基本的共同机制或者也许几个这样的机制。如果我们能够了解其
中某一方面的机制，我们就有希望借此了解其他所有方面的机制。自相矛盾的是，意识似乎
如此古怪，初看起来又是如此费解，只有某种相当特殊的解释才有可能行得通。意识的一般
本质也许比一些较常见的操作更容易被发现。像脑如何处理三维信息，在原则上可以用很多
不同的方法去解释。这一点是否正确还有待于进一步观察。
    克里斯托弗和我认为，某些问题可以暂且放在一边或者只是无保留地陈述一遍，根本无
需进一步讨论。因为，经验告诉我们，如果不是这样的话，很多宝贵的时间就会耗费在无休
止的争论上。
    1．关于什么是意识，每个人都有一个粗略的想法。因此，最好先不要给它下精确的定
义，因为过早下定义是危险的，在对这一问题有较深入的了解之前，任何正式的定义都有可
能引起误解或过分的限制：①
    2．详细争论什么是意识还为时过早，尽管这种探讨可能有助于理解意识的属性。当我
们对某种事物的定义还含糊不清时，过多地考虑该事物的功能毕竟是令人奇怪的。众所周
知，没有意识你就只能处理一些熟悉的日常情况，或者只能对新环境下非常有限的信息作出
反应。
    3．某些种类的动物，特别是高等哺乳动物可能具有意识的某些（而不需要全部）重要
特征。因此，用这些动物进行的适当的实验有助于揭示意识的内在机制。因此，语言系统
（人类具有的那种类型）对意识来说不是本质的东西，也就是说，没有语言仍然可以具有意
识的关键特征。当然，这并不是说语言对丰富意识没有重要作用。
    4．在现阶段，争论某些低等动物如章鱼、果蝇或线虫等是否具有意识是无益的。因为
意识可能与神经系统的复杂程度有关。当我们不论在原理上和细节上都清楚地了解了人类的
意识时，这才是我们考虑非常低等动物的意识问题的时候。
    出于同样原因，我们也不会提出，我们自身的神经系统的某些部分是否具有它们特殊
的、孤立的意识这样的问题。如果你偏要说：“我的脊髓当然有意识，只不过是它没有告诉
我而已。”那么，在现阶段，我不会花时间与你争论这一问题。
    5．意识具有多种形式，比如与看、思考、情绪、疼痛等相联系的意识形式。自我意
识，即与自身有关的意识，可能是意识的一种特殊情况。按照我们的观点，姑且还是先将它
放在一边为好。某些相当异常的状态，如催眠、白日梦、梦游等，由于它们没有能给实验带
来好处的特殊特征，我们在此也不予考虑。(1)如果这看来像是唬人的话，你不妨给我定义
一下基因（gene)这个词，尽管我们对
    基因已经了解许多，但任何一个简单的定义很可能都是不充分的，可想而知，当我
    们对某一问题知之甚少时，去定义一个牛物学术语是多么困难。
    我们怎样才能科学地研究意识呢？意识具有多种形式。正如我们已经解释过的，初始的
科学探索通常把精力集中到看来最容易研究的形式。科赫和我之所以选择视觉意识而不是痛
觉意识或自我感受等其他的什么形式，就是因为人类很大程度上依赖于视觉。而且，视觉意
识具有特别生动和丰富的信息。此外，它的输入高度结构化，也易于控制。正是由于这些原
因，许多实验工作己围绕它展开。
    视觉系统还有另外的优点。由于伦理学上的原因，很多实验不能在人身上进行，但是可
以在动物身上进行（这将在第九章　进行充分讨论），幸运的是，高等灵长类动物的视觉系统
似乎与人类有某些相似之处。许多视觉实验已经在诸如恒河猴等灵长类动物身上完成了。倘
若我们选择语言系统去研究，我们就不会有合适的实验动物。
    由于我们对灵长类大脑的视觉系统具有的详尽知识（这将在第十、十一章　进行充分讨
论），因而我们知道大脑的各个视觉部分是如何分解视野的图像的。但我们还不清楚，大脑
是怎样把它们整合在一起，以形成像我们看到的那样的、高度组织化的外部世界的景观。看
来，大脑就如同把某种整体的统一性叠加到了各视觉部分的神经活动之中。这样，某一物体
的各个属性（形状、颜色、运动、位置等）就可以组装在一起，不至于与视野中的其他物体
发生混淆。
    这一全局过程所需要的机制，可以用“注意”很好地去描述，并且还涉及某种形式的短
时记忆。有人已提出建议，这种全局的统一性，可以用有关神经元的相关发放进行表达。粗
略他讲，这意味着对某个物体特性进行响应的神经元趋于同步发放，而对其他物体响应的神
经元的发放则与这一相关发放集并不同步（这将在第十四、十七章　进行充分讨论），为了探
索这一问题，我们需要先对视觉心理学有一些了解。
    ==================================
    ①约翰逊-莱尔德尤其对自我反应和自我意识感兴趣。出于策略上的考虑，这些问题先
放在一边。
    ①杰肯道夫用自己的行后表达这一点。他把我称为“结果”的东西叫做“信息结构”。
    ①遗传学也关心各代之间和个体内部的信息传递。但真正的突破是在DNA结构把该习语
所表达的信息显示得一清二楚之后。
    ①我不想赘述巴尔斯模型的所有复杂性。为了解释意识问题的各个方面，如自我意识、
自我监控以及其他一些心理活动，如无意识的断章取义、意志、催眠等，他的模型附加了许
多复杂性。
    ②下文我将广泛引述科赫和我在1990年在《神经科学研讨》（Seminars in the Neuro
sciences，SIN)杂志上发表的一篇关于该问题的文章中的思想。
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惊人的假说--灵魂的科学探索(弗兰西斯.克里克)

第三章　看（Seeing)

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    “眼见为实”。
    在餐桌上，有些并非从事科学研究的人常常问我目前正在研究什么，当我回答说，我正
在思考哺乳动物视觉系统的某些问题即我们如何看东西时，他们往往会表现出令人有些窘迫
的沉默。提问者往往迷惑不解，为什么像看东西这么简单的事情还会有困难。当我们睁开眼
睛时，毕竟不费吹灰之力就可以看到一个开阔清晰、充满五颜六色物体的世界。一切都显得
轻松自如，因此还有什么问题可言呢？当然，如果我现在潜心钻研的是数学、化学甚至经济
学这些需要花费脑力的问题，也许还有值得谈论的东西。然而，看……？
    另外，很多人认为，既然他们的大脑工作得很好，于嘛还要自寻麻烦呢？他们认为，与
脑有关的主要问题是当它出了毛病的时候我们如何去治疗。只有少数有科学头脑的人才会进
一步追问：当我们看某个物体时，大脑究竟是如何工作的呢？
    我们现有的视觉系统知识，有两方面是相当令人吃惊的，第一方面，我们已经具备的知
识量，无论用什么标准衡量都是庞大的，学校设有齐全的视觉心理学（如：在什么条件下电
影屏幕上快速连续呈现的静止图像能够产生平滑的运动）、视觉生理学（眼睛及相关脑区的
结构和行为）和视觉分子及细胞生物学（神经细胞及其组成分子）课程。这些知识是众多从
事人类和动物研究的实验家和理论家经过多年艰辛努力积累的结果。
    另一个惊人之处是，尽管已经有了这些工作，但对如何看东西我们确实还没有清楚的想
法。对那些进修这些课程的学生，往往隐瞒了这一事实。当然，如果经过所有这些认真的研
究和详尽的讨论之后，我们对视觉过程仍然缺乏清晰、科学的了解，那可能就是不应该的
了。按照严格的科学（如：物理学、化学、分子生物学）标准，我们对于大脑如何产生生动
的视觉意识甚至还缺少大体的了解，我们只是把它看成是理所当然的事情。我们知道该过程
的某些零散的片段，但我们还缺乏详尽的资料和想法来回答某些最简单的问题：我们怎样看
颜色？当我回忆一张熟悉面孔的图像时，发生了什么事情？等等。
    但是还有第三件令人奇怪的事情。你可能对自己如何看东西已经有了一个粗略的想法。
你认为，每只眼睛就像一部微型电视摄像机，利用角膜透镜把外界景象聚焦到眼后一个特殊
的视网膜屏幕上。每个视网膜有数以百万计的“光感受器”，对进人眼睛的光子进行响应。
然后，你把由双眼进入大脑的图像整合到一起，这样，就可以看东西了。在没有考虑这些问
题之前，你也许对可能的发生过程有了某些想法。但是，也许让你惊讶的是，即使科学家还
不知道我们怎样看东西，但却容易说明，你把如何看东西想得太简单了，在很多情况下或者
说是完全错了。
    我们多数人想像的图景是，在我们大脑的某处有一个小矮人，他试图模仿大脑正在进行
的活动，我们将其称为“小矮人谬误”（the Fallacy of the Homunculus。在拉丁文中
homunculus的意思是小矮人）。很多人确实有这种感觉（在一定的时候，这个事实本身就
需要解释）。但我们的“惊人的假说”并不认为是如此。粗略他说，它认为“所有这些都是
神经元完成的。”
    有了这一假设，看的问题就赋予了全新的特性。简而言之、大脑中必定存在某些结构或
操作，它们的行为就好像以某种神秘的方式与“小矮人”的精神图像相对应。但它们会是些
什么东西呢？为了研究这一难题，我们必须了解看所涉及的任务及头脑内完成该任务的生物
装置。
    你为什么需要视觉系统呢？一种巧妙的回答就是它能使你或帮助你的亲属繁衍后代。但
这一回答太笼统了，我们从这里得不到多少东西。实际上，动物需要利用视觉系统去寻觅食
物、躲避天敌和其他危险，交配、抚养后代（对某些物种）等等也离不开视觉系统。因此一
个良好的视觉系统是无价之宝。
    加利福尼亚州理工学院的神经生物学家约翰·奥尔曼（JohnAllman）认为，与爬行类相
比，哺乳动物由于它们不停的活动和相对高而恒定的体温，因此就需要保存更多的热量。对
于小的哺乳动物而言尤其如此，因为与体积相比，它们的表面积太大了，因而就有了软毛
（这是哺乳类独一无二的属性）和高度发育的新皮层。他相信，这一脑区的发育使早期的哺
乳动物更聪明，它们可以找到充足的食物用以保持体温。
    尽管哺乳动物智力比较发达，但作为一类动物它们并没有特别的视觉系统。这可能是因
为它们是从小型夜行动物进化而来的，而这些动物的视觉远不及嗅觉和听觉那么重要。而灵
长类（猴、猿和人）则是例外。它们大多数具有高度进化的视觉，但和人类相似，其嗅觉也
许是较差的。
    恐龙灭绝以后，这些早期的哺乳动物很快发展起来，并取代了恐龙留下的生态真空。哺
乳动物较为聪明的大脑帮助它们有效地完成这些任务，并最后导致在所有的哺乳动物中最为
聪明的人类的突现。
    哺乳动物的眼睛有什么用途呢？进入我们眼内的光子仅能告诉我们视野①中某个部分的
亮度和某些波长信息，但是你想要知道的是那里有什么东西，它正在做什么和可能去做什
么。换句话说，你需要看物体、物体的运动和它们的“含义”。即它们通常做什么，有何用
处，在过去你在何种环境中见过它们或类似的东西等。
    为了生存和繁衍后代，你需要的并不仅仅是这些信息。用计算机的术语来说，你必须做
到“实时”，即在这些信息过时之前，足够迅速地采取行动。如果计算明天的天气预报要花
费一周的时间，就算高度准确这也是没有多大意义的。所以，尽快地提取生动的信息是再重
要不过的了。当动物试图捕杀其他动物时，无论对于捕食者或被捕食者，这都是特别重要
的。
    因此，眼和大脑必须分析进入眼睛的光信息，以便获得所有这些重要的信息。它怎样完
成这一任务呢？在更详细地描述看所涉及的东西之前，首先让我给出如下三条基本的评论。
    1．你很容易被你的视觉系统所欺骗。
    2．我们眼睛提供的视觉信息可能是模棱两可的。
    3．看是一个建构过程。
    尽管三者并不相关，我们还是依次叙述。
    你很容易被你的视觉系统所欺骗。比如，许多人相信，他们可以同样清楚地看任何东
西。正如同我通过窗户观察花园时，我的印象是面前的灌木和右方的树木一样清楚，如果我
的眼睛在短时间保持不动，就很容易发现这种感觉是错误的。只有接近注视中心，我才能看
到物体的细节，偏离注视中心视力就越来越模糊，而到了视野的最外围，我连辨别物体都有
困难，在日常生活中，这一限制之所以显得不明显，就是由于我们很容易不断地移动眼睛，
使我们产生了各处物体同样清晰的错觉。
    拿起一个有颜色的物体，比如蓝色的笔或红色的扑克牌，井把它放在头的侧后完全不能
看见的地方。然后，慢慢向前移动它，使它刚好进入视野的边缘，注意，你的眼睛千万不能
动！这时，如果你晃动该物体，在你看清楚它是什么之前，就已经感到那里有东西在动。在
你能确定那笔是什么颜色之前，你能区别它是水平的还是垂直的。一直到你把它移到非常接
近注视中心之前，即便你可以看见它的形状和颜色，但仍不能看清物体的细节。我的笔上有
一个“extra fine point”标志。它印得非常小，但我戴上眼镜并把它放在一英尺处，就可
以很清楚地读出它。但是，如果将手指放在笔的旁边，且注视点不是在笔上而是在指尖处，
我就读不出笔上写些什么东西，尽管它们离注视中心已经很近。我的视锐度随着离开注视中
心的距离而迅速下降。
    为了用简单和直接的方法演示视觉系统如何欺骗我们，让我们看一下图1，这时，你立
刻就会看到一条由背景包围的水平纹理条带。背景的左侧是黑色，然后从左向右逐渐变白，
水平条带本身，左侧看起来明显地比右侧亮，但事实上，在整个水平条带的宽度范围，其纹
理的亮度都是均匀的。如果你用手挡住背景，你会很容易看到这一点。
    我们的视觉系统还可以以更加巧妙的方式欺骗我们。图2是著名的卡尼莎（Kanizsa）
三角，因工作于的里雅斯特（Trieste）的意大利心理学家盖塔诺·卡尼莎（Gaetano
Kanizsa）而得名。你将会看到一个大的白色正三角形呈现在三个黑色圆盘①之前。而且这
一白色三角形也许显得比图形的其余部分更亮一些。
    这种错觉白色三角形的轮廓常被称为“错觉轮廓”，因为那里并不存在真实的轮廓线。
当你用手挡住图形的大部分而只露出很短一段“轮廓”时，你就会发现，原来具有可见轮廓
的纸面现在看来是均匀的亮度，没有任何轮廓。
    我的第二个一般评论是，我们眼睛提供给我们的任何一种视觉信息通常都是模棱两可
的。它本身提供的信息不足以使我们对现实世界中的物体给出一个确定的解释。事实上，经
常会有多种可信的不同解释。
    一个明显的例子就是在三维空间看物体。如果你将头固定不动并闭上一只眼睛，你仍然
可以得到某种程度的深度知觉。这时仅有的视觉信息来自你睁开的那只眼睛的视网膜上的二
维图像。假如你的正前方的物体是位于一定距离、具有均匀白色背景的正方形框架（如图
3a），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肉体的灵魂，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？_
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zhangyafeng5591

惊人的假说--灵魂的科学探索(弗兰西斯.克里克)

第四章　视觉心理学

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    “当我们追溯心理学发展的历史时，我们就会陷入空想、矛盾和谬误与某些真理交织在
一起的迷宫之中。”
    ——托马斯·里德（Thomas Reid)
    我希望我已经说服了你，看并非如你想像得那样简单。看是一个建构过程，在此过程
中，大脑以并行的方式对景物的很多不同“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。看涉及大脑中的某些主动过程，它导致景物明晰的、多层
次的符号化解释。
    我们现在要考虑的是，当我们观看物体、它与我们及其他物体的相对位置以及它的形
状、颜色、运动等某一属性时，大脑必须执行的某些基本操作。也许，我们应该认识到的最
重要的一点，就是视野中的物体并不像你看到的那样。每个物体并非以清楚和确定的方式做
了标记，你的大脑必须使用各种线索，使景物中对应同一物体的各个部分整合在一起。在现
实世界中，这并不是一件容易的事情。物体可能部分被遮挡或是呈现在易于混淆的背景之
中。
    举个例子就会较清楚了。请看图5中的这张照片。你会毫不费力地立刻看出，这是一张
正在注视窗外的年轻女子的面孔。但仔细观看就发现，窗户的木窗棂将该女子的面孔分成了
四部分。但是，你并没有把它看成是四个不同人脸的四个分离的片断。你的大脑将它们组合
在一起，解释为一个单一物体——被面前的木窗棂部分遮挡的一张面孔。这一组合是怎样完
成的呢？
    这便是格式塔心理学家马克思·沃特海默（Max Wertheimer）。沃尔夫冈·科勒尔
（Wolfgang Kohler）和库尔特·科福卡（Kurt Koffka）的主要研究兴趣之一。这场运动于
1912年前后在德国兴起，并在美国结束。纳粹掌权后，他们三人全部离开德国。我的词典
将“格式塔（gestalt)”定义为“一个各部分之间相互影响的有机整体，而整体大于各部分
之和。”①换句话说，你的大脑必须根据你以往的经验和你的基因中所体现的远古祖先的经
验，通过发现各个部分的最优组合，主动地构造这些“整体”。这种组合最有可能对应于真
实世界中某个物体的有关方面。很明显，重要的是各部分之间的相互作用。格式塔学派试图
对视觉系统共同的相互作用类型进行分类，并把它们称为知觉定律。他们的组合定律包括接
近性、相似性、良好的连续性和封闭性。下面让我们依次对它们进行讨论。
    接近律说明，我们倾向于将那些相互靠得很近且离其他相似物体较远的东西组合在一
起。这在图6中就看得很明显。该图由许多规则的矩形阵列小黑点组成。你的大脑既可能将
它们组织成水平线也可能组合成垂直线。但实际上，你把它们看成是垂直线。这是因为，一
个点到其最近点的距离，在垂直方向要比水平方向短。其他实验显示，接近律通常指“空间
上接近”，而非在视网膜上的接近性。
    格式塔的相似律是说，我们将那些明显具有共同特性（如颜色。运动、方向等）的事物
组合在一起。如果你看见一只正在跑的猫，你就会把它身体的各个部分组合在一起。因为一
般来讲，当猫跑时，它的各个部分会在一个方向上运动。同样原因，正在树丛中爬行的猫也
会被识别出来。但是，如果它纹丝不动，我们就很难发现它。
    良好的连续性定律可以由图7加以说明。该图的上部分显示两条相互交叉的曲线。我们
的确把它看成是两条线，而不是像该图的下部分所显示的那种交汇于一点的四条线或是两个
靠近的V型。我们同样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。
    请看图8a所表示的一组八个奇形怪状的物体。中间两个与字母Y类似，另外六个为扭
曲的箭头。而在图8b，你大概会看到一个被三个斜条遮挡的三维立方体框架。现在，那些
奇形怪状的物体已成为上下两图的组成部分。第二个图形中更容易看成是立方体，因为它似
乎是一个被斜条遮挡的单一物体。而第一个图形，由于缺少任何遮挡线索，因而更容易被看
成是八个独立的物体。
    封闭性在线画图形中表现得最为明显。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。①
    格式塔学派还有一个被称为“简洁”（Pragnanz）的普遍原理，它可以近似地被译为
“优良性”。它的基本思想就是视觉系统对输入的视觉信息作出最简单、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（在技术意义上）进行描述，而坏的解释往往需要更多的信息。①
    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。这是由于，在过去当你看一个物体时，你常常在景物中运
动，因此，你的大脑已经把该物体的各个不同方面记录了下来，并认为它们属于同一个事
物。
    格式塔知觉定律不能看作是严格的定律，而只能算是一种实用的启发式研究。因此，它
们可以作为视觉问题的合适的人门知识。真正哪些操作过程导致了这些“定律”的出现，这
正是众多视觉心理学家试图发现的东西。
    正如格式塔学派已经认识到的那样，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”。这种分离也许并不总是轻而易举的事，仔
细观察图9你就会知道，如果你从来也没有看到过这幅图，你会很难看出有什么可识别的物
体。但过了一会儿，你就有可能意识到，图画的一部分代表一只达尔马提亚（Dalmatia,南
斯拉夫地名）狗。在这种情形，图形背景的分离被有意复杂化了。
    还可能构造一幅模棱两可的图形背景分离图像。请看图10。第一眼看来，它像一个花
瓶，但继续观察就可能看成是两张脸的侧视图。本来花瓶是图形，而现在人脸的轮廓线成了
图形，原先的花瓶就成为背景了。但是，这两种解释很难在同一时刻看到。
    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知觉定律的明显
的视觉线索。因此，倘若一个物体较坚实（接近性）、具有明确的轮廓（封闭性）、朝一个
方向运动（共命运），而且整个为红颜色（相似性），那么，我们就很可能认为这是一个运
动的红球。
    对一个动物来说，出色地完成此类任务是至关重要的。否则，它就很难发现天敌或猎物
以及苹果之类的其他食物。它必须能把图形和背景分离开来。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(如战士穿的迷彩服），并产生一个易于混淆的轮
廓，从而使真实的轮廓伪装起来。颜色也可能与背景混杂在一起。一只蹑手蹑脚移动的猫不
时地停下来，就是为了避免给猎物提供任何运动线索。正如有人所认为的那样，我们由进化
获得的良好的颜色视觉，使我们的灵长类祖先能够在纷乱的绿色背景中发现红色的果实。能
给我们带来众多视觉乐趣的东西，可能就是最初发现食物和识破伪装的装置。
    我们对最早阶段视觉加工知识的了解，部分来自于对眼和脑的研究（参见第十章　）。需
要执行的最早操作差不多是去除冗余信息。眼中的光感受器对落人眼睛的光强起反应。假如
你观察一面完全均匀而光滑的白墙，那么你眼内的所有光感受器将会对光作出同样的反应。
有什么理由将所有这些信息传递给大脑呢？对眼底视网膜来讲，最好是先对这些信息进行处
理，使大脑知道哪里是空间上光强变化的地方——墙的边缘。如果整个视网膜区域没有光强
变化，那么就不发送任何信号。大脑从“无信号”就可以得出“无变化”以及墙的这一部分
是均匀的推论。
    正如我们在后面章节将会看到的，在某种程度上，大脑对不同类型信息的处理是在不同
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。
    让我们先从形状开始，很明显，抽提轮廓对于大脑非常有用。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（如图11）。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。你如果
仅仅能看到后者，这世界就会模糊得像焦距没调准一般。心理学家常使用“空间频率”一
词。高空间频率相应于精细的细节，低空间频率对图像在空间上的缓慢变化起反应。
    请看图12。你很可能将它看成是具有均匀灰度的一些小正方形的组合体。现在，如果
把它弄模糊（摘掉眼镜、半闭着眼睛或将它放到房内的远处），你就可能认出是林肯的面
孔。图的细节（小正方形的边缘）干扰了识别过程。当视觉变得模糊时，这些细节就不那么
显眼了。这时，尽管由于图像中只有较低的空间频率信息，因此图像仍然有些模糊，但是你
却能认出他的面孔了，当然，一般说来，不论低空间频率或高空间频率对解释图像都有帮
助。
    大脑面对的最为困难的问题之一，是从二维图像中抽提深度信息。我们需要深度信息，
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，使用两只眼
睛是有帮助的。但常可利用一只眼睛或看它的照片就能看出它的形状。大脑使用哪些线索从
二维图像中获得三维信息呢？一个线索就是由入射光的角度产生的物体阴影。请看图13。
你可能将其中的一排看成是平面上的四个凹陷物，而将另外一排看成四个突起物。这样的深
度印象就来自人射光的阴影。
    偶尔，这种解释也可能是模棱两可的。凝视一会儿该图或者将页面倒置，你就会把凹陷
看成突起，或把突起看成凹陷（注意，这种变化是同时发生的）。你的大脑最初认为，照明
光来自某一侧，但倘若照明光实际来自另一侧，那么同样的阴影就会对应不同的形状，正如
你所看到的那样。
    另一个令人信服的线索是“从运动恢复结构”。这是说，如果一个静止物体的形状难以
看清楚（经常是由于缺少某些三维形状线索），那么稍微转动一下该物体就容易识别了。在
讲课时，如果把一个由小球和辐条制成的复杂分子的模型投影在屏幕上，就不易理解。但如
果播放它的转动模型的电影，其三维形状就会一目了然。在电视节目《生命的故事》的片
尾，你可能看到过这种情景。在那里，DNA分子的模型随空中的音乐而旋转。
    要进行三维观察，只看三维空间中的每个物体是不够的。你还必须观看三维空间的整个
场景，以便弄清楚哪些物体离你近，哪些物体离你远。即便是二维图像也存在两种很强的深
度线索。
    第一个线索是透视，它可以用埃姆斯变形房间（因发明者阿德尔伯特·埃姆斯
（Adelbert Ames)而得名）进行生动的演示。这种房间只能用单眼从外部通过小孔去观察。
这样，就可以排除任何立体视觉线索。这个房间看起来像个长方体，但在实际上它的一边很
长。与正方形房间相比，它的一个墙角要高得多，也离我们远得多。当我在旧金山“探索者
博物馆”（Exploratorium）通过小孔观看这样的房间时，我看见一些在房间内跑来跑去的
小孩。在房子的一侧他们显得很高（因为这时他们离我很近），而在另一侧则显得很矮（这
时他们离得很远）。当他们从一边跑到另一边时（实际上是从近处墙角跑到远处墙角，再跑
回来），他们的大小会发生惊人的变化。我当然明白，孩子们是不可能通过这种方式改变身
高的。但这一错觉是如此逼真，使我无法立刻摆脱它。每个孩子的表观大小是由墙的虚假透
视作用产生的。与其他错觉类似，这一错觉很难通过“自上而下”（即大脑的最高水平对这
一错觉形成基础的理解）的作用进行校正。
    另一个有力的线索就是遮挡。即一个靠近你的物体部分地遮挡远处的物体。我们在图5
中就已看到过这种情景。一个女孩的面孔位于窗玻璃的框架之后。利用这一线索，大脑就能
推断出，被遮挡物的各个不同部分应当属于同一物体，就像本章开头我们讨论过的那样。
    线条能产生两种与遮挡有关的神奇效果。图2所示的卡尼莎三角属于第一种。白色三角
形的虚幻边界是由黑色缺损圆盘的直线边界的延伸形成的。另一种效应如图15所示。
    这种情况的幻觉边界主要由于了组线段的端点排成了一条线。机场中的“线”出现的原
因有多种，如物体（如衬衫）的图案或斑马的条纹以及阴影等。一个遮挡背景的物体经常会
截断背景中的线。在这种情况下，线段端点产生的虚幻轮廓将会勾画出这一物体的轮廓，就
像图15那种故意设计的图形那样。正如心理学家拉马参准（V.S．Ramachandran）所说：
“虚幻轮廓的感觉可能比真正的轮廓还真实（对我们更重要）。”
    另外一个距离线索是纹理的梯度变化。如图16所示。你只要看到这种草地的图，就会
立刻产生草地逐渐离你而去的印象。这是由于，页面上的草叶自下而上逐渐变小的缘故。你
的大脑不会将它看成是一面平坦而垂直的墙，在它的下面草长得比较高，而上面草长得比较
矮：而是把它看成一个伸向远方的具有均匀高度的草坪。
    还有一些深度线索。一个是物体的表观大小。一个熟悉的物体，当它离我们较远时它在
视网膜上的像就会变小。因此，如果该物体的表观尺寸较小，大脑就认为它离我们较远。另
一个深度线索是远处的风景通常看起来比较蓝。所有这些线索都被艺术家们所利用，特别是
在文艺复兴时期透视现象被发现以后。卡那来特（Canaletto）的威尼斯风景画便是很好的
例子。
    让我们转向讨论深度信息的主要来源(1)。它通常被称作“体视”，依赖于双眼观察同
一物体时景物图像的微小差异。19世纪中叶，物理学家查尔斯·惠特斯通爵士（Sir
Charles Wheatstone）最早向人们清楚地演示，恰当呈现的双眼图像可以给人生动的深度印
象。（怀特斯通还有一件趣事使人记忆犹新。有一次他在伦敦皇家学会等待发表星期五晚上
演说时，因高度紧张而逃跑。从此以后，每个演讲者都要按惯例在演讲前被锁在一间小房子
内等一刻钟。）怀特斯通还发明了体视镜（战后因设计简单而普及）。它使每只眼睛分别观
察拍摄角度略有不同的照片成为可能。拍摄位置的差异就会产生并非严格相同的景观。大脑
检测两个景观之间的差异（这在技术上称为“视差”），结果使照片上的场景显现出明显的
深度感，似乎就出现在你的面前。
    当你观察眼前较近的真实景物时，你可以通过闭上一只眼睛亲自体验一下什么是体视。
对大多数人而言，此时的深度感并不像同时使用双眼时那么强。（当然，由于上面提到的其
他深度线索的存在，即使闭上一只眼睛，你仍可具有较好的深度感。）另一个明显的例子就
是建筑、城市、风景等的写生或摄影。在这种情况下，两只眼睛就能使大脑推断出画面是平
面的。实际上，用单眼仍然可以获得较生动的深度感觉。只要你站在一个没有玻璃反光的位
置，并用手挡住图画的框架。这些动作去除了图画表面的某些平面线索，使得艺术家在图画
中用于表达深度信息的线索产生较强的效果。
    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。
    ***
    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。
    ***
    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）心理学家斯蒂芬·帕尔莫（Stephen Palmer）提出
另外两条律：共同区域（common region）和联结性（connectedness）。共同区域（或称包
容性）意味着相同的知觉区域组合在一起。联结性是指视觉系统把均匀的、联结在一起的区
域知觉为单一单元的强烈倾向。
    ①这可能或多或少地依赖于估计信息内容时采用的是哪些“基元”（primitives）。
    ①大脑如何利用视差是个值得重视的理论问题。比如，需要弄清楚，一只眼睛的图像中
的哪个特征与另外一只眼睛的哪个特征相对应。这称为“对应问题”。最初认为，要解决这
个问题，大脑首先要识别物体，在贝尔实验室工作的匈牙利心理学家贝拉·朱尔兹（Bela
Julesz），用随机点立体图进行的精彩的实验清楚地显示，两图之间的“对应”可以在先于
物体识别的、低水平的信息处理阶段实现。
    ①一小部分人似乎缺少真正的立体视觉。
    ①这种从背景分离图形的任务提出了一个困难的理论问题，因为大脑必须在不知道什么
是图形的情况下进行图形背景分离。
    ①严格他讲，我们大家都是色盲。因为除了像紫外线这一类我们不能看见的波长外。可
以构造出任何数目的、在我们看来是完全相同的波长分布；而它们如果用一个合适的物理仪
器去测量，实际上并不完全相同。除了少数情况有保留外，我们对任一波长分布的响应可以
与仅仅三种波长的合适组合相匹配。这是早在19世纪就已确认的事实。按数学术语，颜色
是三维的。
    ①即使对于同一观察者，位于注视线上的物体与位于视场外围的物体，它们的平衡点也
可能稍有不同。
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lanaxie

很好！！！！！！！！