美國心理學家羅伯特·雷諾茲（Robert Reynods）通過若干個實驗來研究這個問題。他希望說明，知覺的不同方面可以在不同時刻看到。換句話說，他試圖研究從刺|激呈現到形成相對穩定的知覺的時間歷程。

馬爾設想出一個普遍的框架，用以描述視覺過程的粗略輪廓。他認為視覺的主要任務是獲得形狀的表象；明度、顏色、紋理等都不如形狀重要，他自然而然地採納了這樣的觀點，即大腦在其內部構建外部世界的符號表象，使隱含在視網膜圖像中的很多方面顯現出來。馬爾認為（當然，這基本上是正確的），所有這些不可能一步完成，相反，他假設存在一個表象序列。他把它們稱為"原始要素圖"、"2.5維圖"和"三維模型"表象。

①當然，對於那些進行視覺意識實驗的人，最重要的是要具備視覺心理學和各種視知覺理論的詳盡知識。這樣，起碼可以避免出現不應有的錯誤。

雷諾茲發現，如果掩蔽緊隨刺|激出現，則絕大多數被試者就看不到幻覺三角形。少數報告看到幻覺三角形的人也常常發生錯誤，將直線三角和曲線三角搞混。然而，如果延遲時間為50到75毫秒，即SOA為100到125毫秒，則所有的觀察者都報告說看到了三角形，儘管他們還不能完全準確他說出三角形的邊是直線的還是曲線的。

圖標記憶和工作記憶的衰減時間可能是相當短暫的。我們對引起意識的各種處理過程所需的時間了解多少呢？回憶一下第二章的內容就知道，某些認知學家喜歡把大腦的活動看成是執行計算的過程，他們認為，引起意識的不是計算本身而是計算的結果。

我已經簡要地闡述了視覺加工的諸多方面，但還沒有系統他說明我們應如何認識所有這些加工，這是一個困難的問題。如果這是一本專門討論視知覺的書，我將不得不用一定篇幅來描述一些有關視覺的最新思想，即大腦如何通過執行複雜的活動而使我們看見外部世界。除了第二章中提到的那些認知科學家以外，大多數理論家對意識沒有表現出多大興趣，由於這個原因，再加上還沒有一個被普遍接受的視覺理論，因此，很多不同的探討我都沒有給出詳細的描述。然而，下面簡短的綜述將會給讀者一個大體的印象。①

馬爾35歲時因患白血病英年早逝，這是理論神經生物學研究的一個重大損失。我堅信，如果他還在世，他絕不會固步ｈｔｔps://ｒｅad.９９ｃｓw•cｏｍ自封，而會隨著研究的進展進一步發展其腦理論，他的聰明才智和富於想像的創造力一定會幫助我們衝破今天所面臨的一切困難。因為他不僅僅具有非凡的智力，對不同領域內的大量實驗證據還有極強的消化吸收能力。

人們對這些問題的想法也是千差萬別的，某些人認為重要的是研究視覺環境——即我們腳下的大地、頭頂的藍天以及其問的萬物。他們並不關心大腦，因為他們認為，所有需要去做的就是對環境的各方面產生"共鳴"，不管它意味著什麼。他們將自己稱為吉布森主義者。因其己故宗師吉布森（J．J．Gibson）而得名。另外的一些人則試圖分析基本的、但是相當有限的視覺操作，如由陰影恢復形狀、理髮店標誌錯覺等，並且編製能解決這些問題的計算機程序。在人工智慧領域，這種傳統仍然很強。還有一些人則將大腦中的過程比作日常生活中的物體或事件。他們經常談論"探照燈"或"為某一物體打開一個文件"之類的東西，在過去的二三十年間，所使用的解釋常常建立在計算機如何工作這一基礎之上。他使使用一系列明確的規則以獲得所需的結論，並且涉及某些計算機概念，包括中央處理、隨機存儲等，較新近的進展便是神經網路（由相互作用的神經元集合組成），它們的相互作用大致上是并行的，而且沒有明確的規則。（在第十三章中將作較全面的討論。）

正如我們在第四章看到的那樣，格式塔心理學家希望揭示視覺活動的基本原理。他們爭辯說，正如理解空氣動力學定律對於理解鳥和飛機的飛行非常重要一樣，理解視覺也必須尋找它所涉及的普遍原理。這一研究方法的現代形式常使用信息學術語表達他們的理論。毫不奇怪，數學家們則傾向於發現某種普遍的數學原理。對普通讀者來講，要描述所有這些思想也許需要一大本書的篇幅。

作為一個例子，讓我們看一看第四章描述過的虛幻輪廓的知覺所形成的時間。為了避免被試者猜測或撒謊，雷諾茲向被試者呈現圖22中兩個圖樣中的一個。每個圖案都是由如圖所示的三個缺口圓盤組成，其中第一個幻覺邊框是直線，而第二個為曲線。刺|激呈現時間為50毫秒，經過某個延遲①時間之後，緊接著呈現的是如圖22c所示的一個掩蔽。刺|激模式大而明亮，即使呈現時間很短被試者九九藏書也能夠清楚地看見三個缺口圓盤，由於存在圖標記憶，在沒有掩蔽的情況下，我們有理由認為，來自顯示圖形的信號對大腦的作用時間將會超過圖形閃爍的時間50毫秒（大概有幾百毫秒）。

"心理學是一門很不能令人滿意的學科。"

(2)"關於大腦，你需要知道的一切就是如何模擬它。"哲學家、人工智慧專家和語言學家常常採納這種觀點。在逃避嚴格的科學方法的人中間，這種觀點並不陌生。

1967年美國心理學家羅伯特·埃弗龍（Robert Efron）就此問題寫了一篇頗具洞察力的好文章。他通過用不同方法進行估算得出結論，處理周期的持續時間大約為60到70毫秒。這個數字是對較容易觀察的突出刺|激而言。對於不清楚或較為複雜的刺|激，其處理周期將會更長，這是不足為奇的。。

下一步我們就要了解人腦（和猴腦）以及組成它們的眾多神經細胞和分子，這將是第二部分的主題。

——沃爾夫岡·科勒爾（Wolfgong Kohler)

所有這些觀點都有一定的價值，但它們尚未被融合在一起，形成一個詳細的、被廣泛接受的視覺理論，只要迴避視覺意識問題。任何現有的視覺理論都是不充分的，無論如何，視覺是一個複雜和困難的過程，直到下一個世紀以前，我們都不大可能提出一個綜合的視覺理論。如果現在我們就想研究視覺意識問題，我們就不得不竭盡全力。為此，我們需要某種嘗試性的觀點，否則我們就只能錯失良機。

讓我們考慮如下的情況。首先，給被試者呈現一個20毫秒長的瞬時紅光刺|激。之後，在原來的地方馬上呈現一個20毫秒的綠光刺|激。被試者報告看到了什麼呢？他看到的不是一個紅色閃光緊接著一個綠色的閃光，而是一個黃色閃光。就如同這兩種顏色同時閃爍時所看到的情形一樣。然而，如果綠色閃光不是緊跟紅光之後，被試者就會報告看到紅色閃光。這說明，直到來自綠光的信息被加工完之前，被試者不可能意識到黃顏色的存在。

因此，你不能感受到一個刺|激的真正開始時刻，你也無法估計出一個短暫刺|激的真正持續時間。早在1887年，法國科學家查蓬特爾（A.Charpentier）就發現，長達66毫秒的閃光刺|激，看起來並不比7毫秒的閃光刺|激持續更長的時間。

需要注意的是，這些實驗並不能精確他說明，在何時大腦產生知覺的&quoread.99csw.comt;神經相關物"。它只能說明，對於知覺的某些方面其處理時間很可能比其他方面要長。

這清楚地表明，總的加工時間完全取決於他看到的是什麼。在幻覺三角形出現之前的一段時間內，三個缺口圓盤（pacmen)可以看得很清楚。

人們對視覺感興趣有多種不同的原因。某些人希望製造一種視覺機器，它能像我們一樣或比我們更好地看東西，以便把它應用於家庭、工業或者軍事目的，除了把大腦看作是思想的源泉外，他們不太關心大腦如何完成這一工作。一個視覺機器並不需要嚴格模擬人腦，就像飛機並不需要扇動翅膀一樣。

雷諾茲又進行了另一個更為複雜的類似實驗。同樣的幻覺三角形被畫成是好像放置在透明的磚牆後面。對這樣一種視覺圖樣的解釋是不確定的。被試者先看見三個缺口圓盤，之後看見一個亮三角形，接著這個三角形又被拒絕，然後三角形知覺又重新出現①。這后三個階段，每個的時間約為150毫秒。

原始要素圖（primalsketch）使二維圖像中的光強變化、幾何分佈和組織等重要信息顯現出來。它處理的特徵包括邊界線段、斑點、端點、間斷點和邊界等。2．5維要素圖使以觀察者為中心的坐標系中的可見表面的朝向（和大概深度）和它們的輪廓顯現出來。3D模型表象則描述以物體為中心的各種形狀及其空間組織。

為了理解大腦我們需要怎樣的解釋風格呢？我本人所持的觀點與拉馬參準的知覺功利主義理論最為接近，他認為，視知覺既不涉及我們爭論時所使用的那種嚴格的、理智的推論，也不涉及大腦對視覺輸入的"共振"那種含糊不清的想法。視知覺也不像人工智慧研究者經常暗示的那樣，需要求解複雜的方程才能解決。與此相反，他認為知覺"使用的是粗略的拇指規則、捷徑以及某些手法熟練的小竅門。這些都是經過億萬年的自然選擇，由實驗和錯誤獲得的。這是生物中熟悉的策略，但由於某種原因沒有引起心理學家的注意，他們似乎忘記了大腦本身就是一個生物器官。……"我也同意拉馬參準的如下表述："直接打開黑箱去研究神經細胞的響應是解決這一問題的最好方法。但是心理學家和計算機科學家卻常常對此心存疑慮"。

②我把里貝特（Libet）的某些研究工作放到第十五章去考慮。

那麼，對於更為複雜的加工又需要多九九藏書少時間呢？在這種情況下，通常是先呈現一個視覺刺|激，然後緊接著一個快速的掩蔽（mask），即在視野中的同一位置呈現一個視覺模式，用以干擾觀看原刺|激所必需的某些處理過程，詳細解釋這一結果是困難的。如果系統是簡單的、順序進行的，信號從一個階段穩定地進展到另一個階段中間沒有停頓，而且步入意識不花費時間，那麼來自掩蔽的信號根本不可能趕上來自刺|激的信號。既然掩蔽能夠干擾刺|激的知覺，這就意味著至少某些處理步驟是要花費時間的。這無論如何都是可能的。儘管在解釋上還存在困難，但掩蔽效應仍可以向我們提供某些該過程的有用信息。

另外一些人的主要興趣則是人類如何看物體。某些功能主義者持有一種極端的觀點。他們認為，了解腦的細節永遠得不到任何有用的東西（2）。這一觀點是如此古怪，以至大多數科學家都驚訝它為什麼能夠存在。而另一種極端的觀點是來自某些神經科學家，他們主要關心動物腦神經細胞對視覺圖像的響應，卻極少關心這一活動如何產生視覺。幸運的是，現在有少數研究視覺的學生，他們的觀點介於這兩個極端之間，他們既對視覺心理學感興趣也對神經細胞的行為感興趣。

①請注意，被試者井非在一個實驗中報告所有這些階段。本結果是通過比較不同的掩蔽延遲之後的知覺做出的推論。

有些人聲稱，某些腦的活動並不能達到意識水平，除非它們持續的時間超過某個最短的時間。如果這種活動較弱，這一時間可能要長達半秒。單是為了指導我們探索意識的神經相關物，就需要我們了解與單個"知覺瞬間"（moment of perception）對應的腦活動的持續時間類型。單個處理周期涉及怎樣的時間類型呢？

按照拉馬參準的觀點，現階段視覺心理學家的主要任務不是構建複雜的數學理論來解釋他們的結果，而是去勾畫出所謂的視覺"自然歷史"，特別是視覺的旬級階段。當視覺任務被分解成許多組成部分，特別是當顯示出某些相互作用較弱或缺少時，我們就會知道到底哪些東西需要用神經元術語去解釋。這些解釋未必包括複雜的數學理論，但必定涉及相互作用的神經元的特性以及它們相互聯結的細節。因此，由於視覺世界的複雜性，人們期望找到具有多種動態相互作用方式、粗糙但卻有效的快速加工過程。

①雷諾茲報告他的結果時使用的術語是"刺|激前ｒｅad•９９cｓｗ•ｃｏｍ沿非對稱"（stimulus onsel asynchrony）(SOA）。由於刺|激的持續時間為50毫秒，因此，50毫秒的SOA意味著刺|激結束后掩蔽立刻開始。我把它稱為零延遲。

我認為，已故戴維·馬爾（Devid MaIT）提出的研究方法是非常有用的，馬爾是一個英國年輕人，為了給腦研究做準備，他在劍橋大學獲得了一個數學學位。其博士論文提出了一個詳細而新穎的小腦理論。後來，悉尼·布倫納（sydney Brenner）和我在英國劍橋我們的實驗室內為他提供了一間辦公室，在那裡，他提出了有關視皮層與海馬的一般性操作理論，他的興趣部分轉向視覺人工智慧，併到麻省理工學院（MIT）與義大利理論家托馬索.波吉奧（Tomaso Poggio）合作，1979年4月，他們兩人一塊到索爾克研究所（Salk lnstitute）對我進行了為期一個月的訪問。馬爾曾經寫了一本名為《視覺》的著作（他死後才出版）。在書中，他以簡捷的方式解釋了許多有關視覺的創新思想（他的科學論文不易讀懂）。雖然並非所有這些思想都能經得起時間的考驗，但在當時，這本書對這些問題的闡述仍然是巧妙精闢的。最後一章中有一段馬爾與一個勉強的信奉者（我本人）之間的假想對話，它大體上模仿了他和波吉奧在索爾克的時候，我們三人之間的多次談話。

這樣視覺任務至少可分成三個獨立的階段。這是非常有益的，因為它至少使我們意識到，看東西還需要做那麼多事情。但在細節上不可能都是正確的。三個階段可能只是一級近似，比如，顏色、紋理、運動理應加到"形狀"之上。也許比三個階段還要多，而且這些處理階段也可能並不像他描述的那樣具有嚴格的區別，它們可能存在雙向相互作用，然而，他的框架畢竟說明了當我們看物體時所發生的處理類型，（我將在第十七章中討論它和神經科學的關係。）

顯然，"計算"的時間（timing）依賴於它們的複雜度。儘管詳細的解釋仍然有賴於確切了解不同腦區之間信號的傳遞方式及它們之間的相互作用（這不大可能是簡單的），但目前起碼我們對視覺處理所需的各種時間類型已有了一個粗略的想法。直到我們對參与看（seeing）的不同大腦過程以及它們的相互作用②方式有了更清楚的了解之前，我們不大可能得到更為精確的時間。