视觉现象:视觉是对环境的模型化构建

模棱两可的图像展示了感知组成的本质,l它们说明了感知者对视觉刺激的解释,l有时候还可能不止一种。如果感知完全是由光对眼睛的刺激所决定的,l那就不会有模棱两可的图像了,l因为每种模式的刺激都与知觉对象有一对一的呼应。显然,l视觉中发生了某种更复杂和更具有创造力的事件,l超越了刺激我们眼睛的光所严格包含的信息。

但是视觉是如何超越光学信息的呢?其原因是什么呢?目前得到的答案是:i观察者构建了一个模型,l这个模型模拟了外界环境下的能被观察到的感官刺激。一个富有挑战性的重要观点是:i视觉实际上与这些模型相对应,l而不是与引起这些模型的视刺激相对应。有时,l我们建立的模型是错误的,l有时我们建立两个或更多的貌似合理的、i具备可用信息的模型。援引模型的概念并不是意味着视觉是纯粹的“虚构小说”。如果是的话,l它就不能满足进化对环境信息精确性的要求。错觉说明我们的模型有时不准确,l模棱两可的图形说明这些模型有时不是惟一的,l但日常生活的经验告诉我们的是,l我们的感知模型通常是准确而惟一的。确实,l如果感觉刺激足够复杂和丰富的话,l视觉系统就几乎没有机会对环境进行错误的解释。

1.视觉的完整性11视觉感知包括了我们事实上并没有看到的那些部分。从(图16-2A)中看到了三种简单的几何图形:i一个方形,l一个圆形,l一个长方形。圆形被方形遮住了一部分,l其左下方在图中没有出现,l并且长方形只有两个末端可以被直接看到,l其中间的部分也隐藏在方形与圆形后面。虽然如此,l通过圆形的一部分感知到了一个完整的圆形,l也把仅有两个末端的长方形感知成为一个连续的长方形。视觉可以填补物体看不见的部分,l称为视觉的完整性。无论在何时,l当感知外界环境时,l视觉的完整性是自发而轻松的,l虽然有些部分应该看不见,l但几乎“所有的”都被完整无缺的看到了。

因此,l对所处环境中不完整的刺激信息的感知也包括了那些被物体本身遮蔽部分的信息,l即同一个物体的能被看见的部分遮蔽了自身的另一部分,l使之完全不能被看见。如(图16-2B)中的正方体只有三个面能被清楚地看到,l但所感知的却是一个完整的正方体,l即包含了另外三个被遮蔽的面。完整性较之错觉和模棱两可更有力地支持了视觉的“模型构建”观点,l说明视觉事实上大大超越了进入眼睛中的光所直接带来的信息。观察者对物体自身遮蔽的那些部分以及被其它物体遮蔽的部分都有非常强烈的预测。这些预测必定是建立在某种更高的层次上,l而这种层次不是那些进入眼睛的光所能直接提供的。因为图像本身并没有直接给出那些不能被看到、i而实际上却被感知到的部分的刺激信息。

图16-111模棱两可的图

[图A既可以被看作黑色背景上的一个白色花瓶,l也可以被看作白色背景上的两张黑色脸的侧面轮廓。图B可被看作一只鸭子(面朝左)或者一只兔子(面朝右)]

图16-211视觉的完整性

[从图A中,l我们感知到的均是完整的方形、i圆形和长方形。但事实上只有方形是完整的,l圆形和长方形都被不同程度地遮挡了图B一定会被看成一个完整的正方体,l但它的后部却完全可能和我们的想象大相径庭]

2.不可能的物体11还有一种现象可以非常明确地证明视觉的“模型构建”观点。不可能的物体是指由二维线条组成的连贯的所谓“三维”物体,l这些“三维”物体乍眼一看没有什么特别之处,l但实际上具备这种物理性状的物体却是不存在的。图16-3是一些著名的例子。图16-3A中的“耙子”第一眼看来完全可以接受,l但再仔细地观察时发现这样的物体根本不存在,l因为左边的三个圆形末端和右边的两个方形末端不能吻合。与之类似,l我们在图16-3B中最初感知到的一个连续的三维立体的三角形框也并不存在,l因为相邻三条边所构成的面都不能正确地衔接。

图16-3不可能的物体

[A、iB最初均被看成连续的三维物体,l但实际上不可能存在具备这种物理性状的物体。这类例子支持的观点是,l视觉实际上是对外界环境进行模型构建,l而非简单地记录(Penrose&Penrose,l1958)]

不可能的物体最有趣之处清楚地说明了:i我们的视觉是体内通过对外界现实的假设而得到的模型。如果视觉仅仅是对外部世界绝对可靠的反映,l那么很简单,l这种不可能的物体从一开始就不可能被感知成“看似合理”的形象,l如同它不可能具备这种物理性状一样。然而,l当人们将之“模型化”后,l却把不可能的物体看成了“可能”的物体。这一事实提示:i视觉必定是对眼睛记录的外界环境中三维物体所提供的视觉信息进行了一种解释。而且,l感知不可能的物体时所犯的明显错误好像提示了一个观点,l即某些视觉处理过程最初是在局部水平进行的,l只是在后来才把处理的结果整合成一个整体性的框架。图16-3中的物体在局部范围内确实是可以判断接受的,l只是在试图将局部片段归结为一个整体时,l不能吻合的现象才变得明显起来。

3.预知未来11为什么我们所看到的物体是一种建立在图像结构上的解释和说明,l而非物理真实性的直接记录?答案在于从进化的角度看,l这类模型比引起它们的图像刺激更加有用,l但是具体的原因并不清楚。

从进化上来说,l视觉对未来情况的预测能力是非常重要的,l毕竟我们生活在一个包括各种运动的物体和活动的生物体的世界中。知道一个运动物体的当前位置、i运动的方向和速度,l可以预测该物体未来的运动路线。当某物体冲来时,l需要决定是否接近、i避开、i逃离或忽略它。如果没有一个能超越瞬时刺激信息的感知模型,l视觉就不能正确指导我们的行为。那些能快速由目前情况推知未来情况的生物体比其它做不到这一点的同类生物体更具有进化优势。