2024年07月02日发布 | 395阅读

X-Brain: 大猫带你读“意识”巨著系列(一百一十八):人工世界——带护目镜的人

杨艺

首都医科大学附属北京天坛医院

达人收藏

即便感官系统运作正常,信息被感觉器官检测到也不一定完全严格地转换成一个"常规的"体验世界。我们所看到的我们周围的物体都呈现为正的位置秩序。但投射到视网膜上的图像却是反向的。这听起来有些奇怪。1897年,美国心理学家斯特拉顿(G.M.Stratton)决定让一切重回正轨。他制作了一个转正望远镜(inverting telescope),并将其接在一副眼镜架上,从此成为第一位使自己视网膜上的图像正过来的人。不出意料,一开始世界看起来似乎是虚幻、不真实的。然而,在戴了这个系统几天后,单个对象甚至整个视觉场景偶尔呈现为“正立的”。第三天、第四天这种倾向开始增加,在第五天他的新“现实”几乎变得正常了。尽管仔细检查的话,对象似乎仍旧是颠倒的,但斯特拉顿可以从容地在屋里行走。到第七天的晚上,他已经充分适应了他的新奇世界,以至于能欣赏夜晚散步时的美景。第八天他取下眼睛并惊奇地发现:

场景有一种奇怪的熟悉感。视觉排列立刻以实验之前的老方式识别;然而,我在上周中所适应的所有事物的颠倒秩序,给这个场景增添了一种持续了几个小时的令人惊讶、困惑的气氛。虽然几乎感觉不到事物都是倒过来的。

因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的特奥多·艾里斯曼(Theodor Erismann)则对另一种排列感兴趣。他设计了一副颠倒左右的护目镜。艾里斯曼的一个被试在戴了数个星期这种护目镜之后,惊人地发现,他在这个颠倒的世界中是如此自如,以至于可以戴着护目镜骑摩托车穿越因斯布鲁克!伊沃·科勒(Ivo Kohler)和他的同事,更大限度地研究了这种扭曲的视觉领域。这种棱镜护目镜中的排列之一是,当头转向右边时,物体变得更宽,而当头转向左边时,物体变得更窄,这产生了一种“手风琴效果”(concertina effect)。而且,如果头上下移动,物体看上去会先向一边倾斜,接着向另一边倾斜(一种“摇椅”效果)。一句话概括就是,“世界就像是用橡胶做的"。然而这种护目镜戴了几个星期之后,即便是这种世界也变得相对正常了。紧接着:

在几星期或数月之后,如果被试被允许摘去他的护目镜,当他观察这个正常世界时这种适应性会继续运行。结果是,当他看向一边时是明显挤压的图像,看向另一边时则是膨胀的。这就像他第一次通过棱镜观察时一样,但方向与他一直佩戴护目镜所看到的恰好相反。此外,像摇椅效果这样的其他所有的失真现象,本来他的眼睛已经慢慢适应了,但当护目镜拿开之后,又反向显现了。这些后续效应会在一段时间内逐渐减弱,并且被试最终将看到他原本所熟悉的那个稳定的世界。

在这些视觉适应性实验中,物理实体和事件被体验的方式在方向或形状上都被严重地改变了,有时两者都改变。可是,我们却可以适应这些失真的现实。运动反应逐渐适应这种改变了的视觉输入并成功地修复了与世界的互动,在数个星期内,这些新的现实就被接受为正常的。鉴于此,似乎可以说,我们当作是“正常的被知觉的实在”的东西更多地与我们成功地同世界进行交互作用有关,而不是与物理学描述的事件到如所体验的事件的任何不变的一对一映射有关。

·非人类的被知觉世界

同样有大量文献表明,物理学所描述的能量被非人类的动物以各种不同的方式知觉到。例如,我们的眼睛被构造为能检测到370纳米到730纳米的电磁波波长,但是在紫外线区域的波长(小于370纳米)则因太短而看不到。相反,蜜蜂的复眼却对300纳米到650纳米的波长敏感。在这一范围内,它可以区分许多不同频率的紫外线,但是它却不能检测到那些我们知觉为“红色”的长波(650纳米到730纳米)。

某种程度上,我们可以感受(feel)到某些太长而看不到的电磁波。从750纳米到3×10-4米(从红外线到微波区域)的波长能够诱导分子中的那些我们知觉为“热”的特殊振荡频率。然而,诸如美国响尾蛇这种颊窝毒蛇却有更高的热灵敏度。大约需要十分之一摄氏度的温度改变才能激发人体皮肤中含有的热敏感感受器。但在响尾蛇的鼻孔和眼睛之间的浅坑处,有可以回应千分之一度温度改变的传感器。

我们的耳朵可以检测200~20000Hz频率之间的空气压力变化。与许多其他的动物和昆虫的耳朵相比,这种频带既在频率轴上较低,同时在带宽上也相对较窄。例如,小鲸鱼和海豚,可以检测从750Hz到约170000Hz的频率。

在猫的调节味觉的感觉纤维中,有些已经被发现(在鼓索神经中)仅对酸味敏感(“酸”纤维?),而有些则仅对奎宁(quinine)敏感(“苦”纤维?),而有些则对盐敏感。不同寻常的是,还有一种纤维对蒸馏水特别敏感。对于我们的舌头而言,水并没有明显的味道,它既不甜也不酸,既不咸也不苦——但也许它对于家猫而言确实有明显的味道。对于人类而言,味道还与我们的嗅觉关系密切(如果一个人鼻塞了那么食物吃起来也没味道)。我们同样可以利用气味来监控我们周围的环境。但是,与警犬和蚕类昆虫相比,我们的鼻感受器算是迟钝的工具。例如,雄性蚕属家蚕,大量的羽状触角使得它可以闻到数公里之外的雌性的味道。

总之,人类的感官模态能检测到事件的范围,可能会与其他动物的侦测范围有重叠但不会完全相同。的确,对于能量的有些形式,其他生物具有极强的敏感性,而我们的感官在没有仪器辅助的情况下就完全侦测不出。许多种类的鱼具有可以探测到它们自己产生的电场的能力,并且能在这些场中探测到与周围的水导电性不同的物体产生的微小扭曲,它们用这种信息去定位和辨识这些物体。例如,象鼻鱼(象鼻鱼科的“尼罗河魔鬼”)的传感器可以检测到只有每厘米0.03微伏的潜在场梯度,或者每平方厘米0.04微安的电流密度。尽管它生活在极其浑浊的非洲海域并且它几乎是盲的,但它却能用这种良好的敏感性准确地、操控自如地在障碍物间穿行,并捕捉它吃的小鱼。还有其他的行为证据,例如白蚁、池塘蜗牛、黄蜂、信鸽等动物都能探测到弱磁场,大小接近于地球磁场(略小于1斯)。

·蛙眼告知蛙脑什么

与人类一样,非人类动物所拥有的体验世界可能不但被它们的感官能检测的能量范围所影响,而且被对这些信息起作用的知觉加工和认知加工所影响。例如,许多生物具有眼睛,但这并不意味着它们看到的东西就是我们所看到的东西。在一个如今视为经典的研究中,勒特文等发现“蛙眼告知蛙脑”仅仅四件事情。青蛙视神经中的一些纤维只对两部分视觉区域内亮度上的差异作出反应(“持续的对比探测器”)。一些纤维只对边缘移动有反应(“移动边缘探测器”)。其他的纤维只对小运动点的出现有反应(“净凸状探测器”)。而有些纤维只对区域内的整体亮度降低有反应。每一种纤维类型投射在上丘脑的不同层面上。因此,视网膜上的图像在青蛙中央神经系统中被表征了四次,每一个表征层都对四个不截然不同的刺激特征之一作出反应。

据此,勒特文等人认为青蛙仅仅看到四种对它的生存有必要的东西。光线突然变暗或一个移动边缘可能意味着一个捕食者,从而很可能启动逃生反应。持续的亮度差异使青蛙能够将水与陆地和睡莲叶区分开。激发“凸状探测器”的移动点,在眼中对应的角度大约为1度,这紧密地对应于由一舌头长度远处飞动的苍蝇所投射的图像。在这方面,青蛙不能作出反应的那些东西同样是有暗示的。青蛙似乎对一条正在接近的蛇无动于衷。如果蛇没有使光线变暗并且没有呈现出清晰的移动边缘,青蛙可能就不会看到它。固定不动的点不会激发青蛙视神经的反应,所以如果它周围都是死去的苍蝇,这只青蛙就会饿死。

“人类实在”与其他动物世界之间的差异并不以如所知觉的世界告终。与人类一样,其他动物也可能知道比它们直接知觉到的更多东西。它们在不同程度上学习,解决问题并在它们的表征系统中编码它们所学到的东西。同样,它们在不同程度上与种群中其他个体交流并加入到社会关系中。毫无疑问,物种之间的差异是巨大的,这成为大部分动物学和比较心理学的研究主题。我们不必纠缠于细节。这已经足够说明,其他有感知力的(sentient)生物的世界依赖于它们所有的能力(感官的、知觉的、认知的、情感的和社会的)。


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