①圖中單個黑色|區域的實際形狀——缺口圓盤，通常被稱為"派克曼（Pacmen）"。

我們通常看東西時之所以並不存在不確定性，是由於大腦把由視覺景象的形狀、顏色、運動等許多顯著的特徵所提供的信息組合在一起，並對所有這些不同視覺線索綜合考慮后提出了最為合理的解釋。

那麼，你也許會問，我們大腦中為什麼沒有一個符號化屏幕呢？假使屏幕由一個有序排列的神經細胞陣列組成，每個細胞對圖像中的特定"點"進行操作，其活動強度與該點光強成正比。若該點很亮，則該細胞活動劇烈，如果無光，則細胞停止活動。（每點有三個細胞的組合，就還可同時處理顏色。）這樣，表象就會是符號化的，假想的屏幕上的細胞產生的並不是光，而是代表光的符號的某種電活動。難道這不就是我們想要的一切嗎？

另外，很多人認為，既然他們的大腦工作得很好，于嘛還要自尋麻煩呢？他們認為，與腦有關的主要問題是當它出了毛病的時候我們如何去治療。只有少數有科學頭腦的人才會進一步追問：當我們看某個物體時，大腦究竟是如何工作的呢？

對很多人而言，說我們看到的只是世界的一種符號化解釋是難以接受的。因為所有的一切似乎都是"真實的東西"，其實，我們並不具備周圍世界各種物體的直接知識。這隻不過是高效率的視覺系統所產生的幻覺而已，因為正如我們已經看到的，我們的解釋偶爾也會出錯。然而，人們寧願相信存在一個脫離肉體的靈魂，它藉助大腦這一精巧的裝置，並以某種神秘的方式產生實際的視覺。這些人被稱為"二元論者"（dualists），他們認為，物質是一回事，而精神是完全不同的另一回事。與此相反，我們的驚人假說卻認為，情況並非如此。所有這些都是神經細胞完成的。我們正在考慮的，是如何通過實驗在兩者之間作出決斷。

這個例子也許顯得有些太特殊，因為一個人很少會閉上一隻眼睛又固定頭部來觀察世界。假如你觀察一幅照片或某個景物的寫生畫，此時，即使你轉動頭部和使用雙眼，也只能看到一張平面的照片或圖畫。但在多數情況下，你仍可以看到圖畫中表達的三維信息。

那麼我們應當怎樣看待視覺（vision）呢？讓我們把那些並不重視視覺問題的人的樸素的觀點作為出發點）很清楚，我的頭腦中似乎有一幅面前世界的"圖像"。但很少有人相信，在大腦的某處有一個真正的屏幕，它產生與外部世界相對應的光模式。我們都知道，電視機之類的裝置能夠完成這種工作。然而，在打開的頭顱中，我們並沒有發現按規則陣列排列的腦細胞，它們在發射各種顏色的光。當然，電視圖像信息並不僅僅表現在其屏幕上。如果你使用一個特殊的計算機程序來迸行藝術創作就會發現，形成畫面所需信息並不是以光的模式存儲的。相反，它是以記憶晶元中電荷的序列儲存在計算機的記憶中，它可能是以規則的數子陣列形式存儲在那裡，每個數字代表該點的光強。這種記憶看來並不像圖形，然而，計算機可以利用它產生屏幕上的圖像https://read.99csw.com。

為了生存和繁衍後代，你需要的並不僅僅是這些信息。用計算機的術語來說，你必須做到"實時"，即在這些信息過時之前，足夠迅速地採取行動。如果計算明天的天氣預報要花費一周的時間，就算高度準確這也是沒有多大意義的。所以，儘快地提取生動的信息是再重要不過的了。當動物試圖捕殺其他動物時，無論對於捕食者或被捕食者，這都是特別重要的。

某些簡單的線畫圖形可能有幾種同樣可能的解釋。請看圖4。該圖由畫在紙的表面上的十二條連續的黑直線組成。但幾乎每個人都會將其看成是三維立方體輪廓圖。

3．看是一個建構過程。

拿起一個有顏色的物體，比如藍色的筆或紅色的撲克牌，井把它放在頭的側后完全不能看見的地方。然後，慢慢向前移動它，使它剛好進入視野的邊緣，注意，你的眼睛千萬不能動！這時，如果你晃動該物體，在你看清楚它是什麼之前，就已經感到那裡有東西在動。在你能確定那筆是什麼顏色之前，你能區別它是水平的還是垂直的。一直到你把它移到非常接近注視中心之前，即便你可以看見它的形狀和顏色，但仍不能看清物體的細節。我的筆上有一個"extra fine point"標誌。它印得非常小，但我戴上眼鏡並把它放在一英尺處，就可以很清楚地讀出它。但是，如果將手指放在筆的旁邊，且注視點不是在筆上而是在指尖處，我就讀不出筆上寫些什麼東西，儘管它們離注視中心已經很近。我的視銳度隨著離開注視中心的距離而迅速下降。

當然，這些較高層次的解釋已經隱含（implicit）在視網膜上的光模式之中。但僅僅如此是不夠的，大腦還必須使這些解釋更明晰（explicit）。一個物體的明晰表象是符號化的，無需進一步深入加工。隱含的表象已包含這些信息，但必須進行深入的加工使其明晰化。當屏幕上某處出現一個紅點時，要使電視給出某種信號是一件很容易的事情，只要在電視機上加一個小裝置就行了，但是，如果想要設計一種電視機，使它當看到屏幕上的任何地方出現女人面孔時就給出閃光，則需要更複雜的信息加工。這實在是太難了，以至於我們今天還不能製造出完成這種任務的複雜裝置。

加利福尼亞州理工學院的神經生物學家約翰·奧爾曼（John Allman）認為，與爬行類相比，哺乳動物由於它們不停的活動和相對高而恆定的體溫，因此就需要保存更多的熱量。對於小的哺乳動物而言尤其如此，因為與體積相比，它們的表面積太大了，因而就有了軟毛（這是哺乳類獨一無二的屬性）和高度發育的新皮層。他相信，這一腦區的發育使早期的哺乳動物更聰明，它們可以找到充足的食物用以保持體溫。

我們的視覺系統還可以以更加巧妙的方式欺騙我們。圖2是著名的卡尼莎（Kanizsa）三角，因工作于的里雅斯特（Trieste）的義大利心理學家蓋塔諾·卡尼莎（GaetanoKanizsa）而得名。你將會看到一個大的白色正三角形呈現在三個黑色圓盤①之前。而且這一白色三角形也許九_九_藏_書顯得比圖形的其餘部分更亮一些。

但是還有第三件令人奇怪的事情。你可能對自己如何看東西已經有了一個粗略的想法。你認為，每隻眼睛就像一部微型電視攝像機，利用角膜透鏡把外界景象聚焦到眼后一個特殊的視網膜屏幕上。每個視網膜有數以百萬計的"光感受器"，對進人眼睛的光子進行響應。然後，你把由雙眼進入大腦的圖像整合到一起，這樣，就可以看東西了。在沒有考慮這些問題之前，你也許對可能的發生過程有了某些想法。但是，也許讓你驚訝的是，即使科學家還不知道我們怎樣看東西，但卻容易說明，你把如何看東西想得太簡單了，在很多情況下或者說是完全錯了。

一旦某個事物以明晰的形式符號化以後，該信息就很容易成為通用的信息。它既可以用於進一步加工，又可以用於某個動作。用神經術語來說，"明晰"大概就是指神經細胞的發放必須能較為直接地表徵這種信息。因此，要"看"景物，我們就需要它的明晰的、多層次的符號化①解釋，這似乎是合理的。

哺乳動物的眼睛有什麼用途呢？進入我們眼內的光子僅能告訴我們視野①中某個部分的亮度和某些波長信息，但是你想要知道的是那裡有什麼東西，它正在做什麼和可能去做什麼。換句話說，你需要看物體、物體的運動和它們的"含義"。即它們通常做什麼，有何用處，在過去你在何種環境中見過它們或類似的東西等。

儘管這裏存在盲區，但在你的視野中似乎沒有明顯的洞。比如我前面講過的，當我在家中從窗戶看外面的草坪時，即使我閉上一隻眼睛觀看正前方，我也感覺不到在草坪中有洞。也許看起來令人吃驚的是，大腦試圖用準確的推測填補上盲點處應該有的東西。大腦究竟如何作出這種推測，正是心理學家和神經科學家試圖找到的東西，（我將在第四章較全面地討論填充過程。）

你很容易被你的視覺系統所欺騙。比如，許多人相信，他們可以同樣清楚地看任何東西。正如同我通過窗戶觀察花園時，我的印象是面前的灌木和右方的樹木一樣清楚，如果我的眼睛在短時間保持不動，就很容易發現這種感覺是錯誤的。只有接近注視中心，我才能看到物體的細節，偏離注視中心視力就越來越模糊，而到了視野的最外圍，我連辨別物體都有困難，在日常生活中，這一限制之所以顯得不明顯，就是由於我們很容易不斷地移動眼睛，使我們產生了各處物體同樣清晰的錯覺。

我們多數人想像的圖景是，在我們大腦的某處有一個小矮人，他試圖模仿大腦正在進行的活動，我們將其稱為"小矮人謬誤"（the Fallacy of the Homunculus。在拉丁文中homunculus的意思是小矮人）。很多人確實有這種感覺（在一定的時候，這個事實本身就需要解釋）。但我們的"驚人的假說"並不認為是如此。粗略他說，它認為"所有這些都是神經元完成的。"

一個明顯的例子就是在三維空間看物體。如果你將頭固定不動並閉上一隻眼睛，你仍然九*九*藏*書可以得到某種程度的深度知覺。這時僅有的視覺信息來自你睜開的那隻眼睛的視網膜上的二維圖像。假如你的正前方的物體是位於一定距離、具有均勻白色背景的正方形框架（如圖3a），你當然會把它看成是一個正方形。

我們現有的視覺系統知識，有兩方面是相當令人吃驚的，第一方面，我們已經具備的知識量，無論用什麼標準衡量都是龐大的，學校設有齊全的視覺心理學（如：在什麼條件下電影屏幕上快速連續呈現的靜止圖像能夠產生平滑的運動）、視覺生理學（眼睛及相關腦區的結構和行為）和視覺分子及細胞生物學（神經細胞及其組成分子）課程。這些知識是眾多從事人類和動物研究的實驗家和理論家經過多年艱辛努力積累的結果。

①更加準確的術語應該是刺|激野（stimulus field）。但對大多數讀者來說，我認為視野（Visual field）、視場（field of vision）、視景（visual scene）會更合適。當然，重要的是分清外部世界的物體和看這些物體時你頭腦中的相應過程。

①使用符號一詞並非意味真正存在小矮人（homunculus)。它僅僅表明，神經元的發放與視覺世界的某些方面密切相關，這種符號是否應考慮為一個矢量（而不僅僅是標量）是一個棘手的問題，在此我將不予考慮。換句話說，單個符號是如何分佈的？

我的第三個一般性評論認為，看是一個建構過程，即大腦並非是被動地記錄進入眼睛的視覺信息，正如上面的例子所顯示的那樣，大腦主動地尋求對這些信息的解釋。另一個突出的例子是"填充"過程。一種類型的填充現象與盲點有關，它的發生是由於聯結眼和腦的視神經纖維需要從某點離開眼睛，因此，在視網膜的一個小區域內便沒有光感受器。請你閉上或遮住一隻眼睛並凝視正前方。垂直地舉起一個手指，把它放在距鼻尖約一英尺處，使指尖和眼睛的中心差不多處於同一水平，在水平方向移動手指使它偏離凝視中心約15度。稍加搜索你就便會發現一個看不見你指尖的地方（一定凝視正前方）。你視野內的這一個小區域是盲區。

恐龍滅絕以後，這些早期的哺乳動物很快發展起來，並取代了恐龍留下的生態真空。哺乳動物較為聰明的大腦幫助它們有效地完成這些任務，並最後導致在所有的哺乳動物中最為聰明的人類的突現。

然而，這個線框圖形也許實際上根本不是正方形，而是由一個傾斜的、具有某個特殊形狀的四邊形產生的（如圖3b），而它在視網膜上的像剛好與正對著你的正方形完全相同。此外，還會有大量扭曲的其他線框圖形可以形成相同的視網膜圖像。

我的第二個一般評論是，我們眼睛提供給我們的任何一種視覺信息通常都是模稜兩可的。它本身提供的信息不足以使我們對現實世界中的物體給出一個確定的解釋。事實上，經常會有多種可信的不同解釋。

儘管三者並不相關，我們還是依次敘述。

"眼見為實"。

有了這一假設，看的問題就賦予了全新的特性。簡而言之、大腦中必定存在某些結構或操作，它們的行為就好像以某種神秘的方式與reａｄ•99ｃsw.com"小矮人"的精神圖像相對應。但它們會是些什麼東西呢？為了研究這一難題，我們必須了解看所涉及的任務及頭腦內完成該任務的生物裝置。

因此大腦不可能只是一群僅僅表示在什麼地方具有什麼光強類別的細胞集合。它必須產生一個較高層次上的符號描述，大概是一系列較高層次上的符號描述。正如我們所看到的那樣，這不是一步到位的事情，因為它必須藉助以往的經驗找到視覺信號的最佳解釋。因此，大腦需要建構的是外界視覺景象的多水平解釋，通常按物體、事件及其含義進行解釋，由於一個物體（比如面孔）通常是由各個部分（如眼、鼻、嘴等）組成的，而這些部分又是由其各個子部分組成，所以符號解釋很可能發生在若干個層次上。

這個被稱為內克（Necker）立方體的特殊圖形有一個有趣的性質。如果較穩定地注視一會兒該圖形，立方體就會發生翻轉，彷彿觀察角度發生了變化一樣。再過一會，知覺又會轉換到原來的那樣。在這種情況下，這幅圖像有兩種同樣可能的三維解釋，大腦無法確定哪一個更可取。但值得注意的是，某一時刻只能有一種解釋，並不是二者奇特的混合。

為了用簡單和直接的方法演示視覺系統如何欺騙我們，讓我們看一下圖1，這時，你立刻就會看到一條由背景包圍的水平紋理條帶。背景的左側是黑色，然後從左向右逐漸變白，水平條帶本身，左側看起來明顯地比右側亮，但事實上，在整個水平條帶的寬度範圍，其紋理的亮度都是均勻的。如果你用手擋住背景，你會很容易看到這一點。

在餐桌上，有些並非從事科學研究的人常常問我目前正在研究什麼，當我回答說，我正在思考哺乳動物視覺系統的某些問題即我們如何看東西時，他們往往會表現出令人有些窘迫的沉默。提問者往往迷惑不解，為什麼像看東西這麼簡單的事情還會有困難。當我們睜開眼睛時，畢竟不費吹灰之力就可以看到一個開闊清晰、充滿五顏六色物體的世界。一切都顯得輕鬆自如，因此還有什麼問題可言呢？當然，如果我現在潛心鑽研的是數學、化學甚至經濟學這些需要花費腦力的問題，也許還有值得談論的東西。然而，看……？

另一個驚人之處是，儘管已經有了這些工作，但對如何看東西我們確實還沒有清楚的想法。對那些進修這些課程的學生，往往隱瞞了這一事實。當然，如果經過所有這些認真的研究和詳盡的討論之後，我們對視覺過程仍然缺乏清晰、科學的了解，那可能就是不應該的了。按照嚴格的科學（如：物理學、化學、分子生物學）標準，我們對於大腦如何產生生動的視覺意識甚至還缺少大體的了解，我們只是把它看成是理所當然的事情。我們知道該過程的某些零散的片段，但我們還缺乏詳盡的資料和想法來回答某些最簡單的問題：我們怎樣看顏色？當我回憶一張熟悉面孔的圖像時，發生了什麼事情？等等。

1．你很容易被你的視覺系統所欺騙。

儘管哺乳動物智力比較發達，但作為一類動物它們並沒有特別的視覺系統。這可能是因為它們是從小型夜行動物進化而來的，而這些動物的視覺遠不及嗅覺和聽覺那麼重要。而靈長類（猴、猿和人）則是例外。它們大多數具htｔｐs://ｒead.９9ｃｓｗ.cｏｍ有高度進化的視覺，但和人類相似，其嗅覺也許是較差的。

本章開頭我給出了一個短語"眼見為實"。按通常的說法它的意思是，如果你看到某件東西，你就應當相信它確實存在，我將為這一神秘的成語提出一個完全不同的解釋：你看見的東西並不一定真正存在，而是你的大腦認為它存在。在很多情況下，它確實與視覺世界的特性相符合。但在某些情況下，盲目的"相信"可能導致錯誤。看是一個主動的建構過程。你的大腦可根據先前的經驗和眼睛提供的有限而又模糊的信息作出最好的解釋。進化可以確保大腦在通常的情況下非常成功地完成這類任務，但情況並非總是如此，心理學家之所以熱衷於研究視錯覺，就是因為視覺系統的部分功能缺陷恰恰能為揭示該系統的組織方式提供某些有用線索。

這種排列的毛病是除了每個小光斑之外不能"知覺"任何物體。它能看到的一點也不比你的電視機能看到的東西多。你能夠對你的朋友說："當那個和藹的女郎開始讀新聞的時候，請你告訴我。"但是，試圖讓你的電視機做到這一點是徒勞的。我們無法使設計的電視機去識別一位婦女，更不用說去識別一位正在做某種動作的特別婦女了。但是，你的大腦（或你的朋友的大腦）卻可不費吹灰之力地做到這一點。

這種錯覺白色三角形的輪廓常被稱為"錯覺輪廓"，因為那裡並不存在真實的輪廓線。當你用手擋住圖形的大部分而只露出很短一段"輪廓"時，你就會發現，原來具有可見輪廓的紙面現在看來是均勻的亮度，沒有任何輪廓。

因此，眼和大腦必須分析進入眼睛的光信息，以便獲得所有這些重要的信息。它怎樣完成這一任務呢？在更詳細地描述看所涉及的東西之前，首先讓我給出如下三條基本的評論。

2．我們眼睛提供的視覺信息可能是模稜兩可的。

在此我們舉一個符號例子：計算機存儲的信息並非圖像，而是圖像的符號化表示。一個符號就像一個單詞，是以一個東西代表另一個東西。狗這個詞代表一種動物，但沒有人會把這一單詞本身看成是真正的動物。符號並不一定是詞，例如紅色交通信號燈代表"停車"。很清楚，我們期望在大腦中發現的正是視覺景象的某種符號化表象。

對視覺圖像的不同解釋是數學上稱為"不適定問題"的例證。對任何一個不適定問題都有多種可能的解。在不附加任何信息的條件下，它們同樣都是合理的。為了得到真實的解，即與那裡真正的東西最接近的解（有時用其他檢驗去測量，如走過去摸一摸它），我們需要使用數學上的所謂"約束條件"。換句話說，視覺系統必須得到如何最好地解釋輸入信息的固有假設。

你為什麼需要視覺系統呢？一種巧妙的回答就是它能使你或幫助你的親屬繁衍後代。但這一回答太籠統了，我們從這裏得不到多少東西。實際上，動物需要利用視覺系統去尋覓食物、躲避天敵和其他危險，交配、撫養後代（對某些物種）等等也離不開視覺系統。因此一個良好的視覺系統是無價之寶。