楊小彥

1950年，心理學(xué)家吉布森（James Jerome Gibson， 1904-1979）出版了他的劃時(shí)代著作《視覺世界的知覺》（The Perception of the Visual World）。今天來(lái)看，或許這是視覺研究的一個(gè)轉(zhuǎn)折，對(duì)知覺的描述從傳統(tǒng)方式轉(zhuǎn)向了現(xiàn)代體系，并為最終走向人工智能與大腦活動(dòng)分析打開了一條路徑。

在專著的“導(dǎo)論”中，吉布森提出了一個(gè)關(guān)于視知覺的“總體理論”（Ground Theory）。他描述了與之相關(guān)的五項(xiàng)原則：1.表面和輪廓是構(gòu)成視覺世界的印象之因素。2.刺激變量（從中發(fā)現(xiàn)與分離是有困難的）相對(duì)應(yīng)于空間世界的相關(guān)屬性。3.視網(wǎng)膜圖像中對(duì)應(yīng)于視覺空間的相關(guān)屬性之刺激變量，僅僅與該屬性有關(guān)聯(lián)，而不是一種復(fù)制。4.可以采用數(shù)論和現(xiàn)代幾何學(xué)的方法，把視網(wǎng)膜圖像的非均質(zhì)分析為一種相類似的物理變量。這等于說(shuō)，可以把視網(wǎng)膜圖像的秩序或圖式視為刺激本身。5.我們?nèi)绾慰创澜缈梢苑殖蓛蓚€(gè)問(wèn)題來(lái)考慮，首先是對(duì)實(shí)體或空間世界的感知，其次是對(duì)我們?nèi)粘ＫM(jìn)入的世界的感知[1]。

吉布林一開始就指出：就視覺而言，我們要區(qū)別“視覺領(lǐng)域（visual field，視域）”和“視覺世界（visual world）”的不同，前者指構(gòu)成視覺觀看的諸種因素，直接關(guān)系到眼睛這一器官及其工作原理，后者則指我們所面對(duì)的物理世界。沿著這一思路，視覺領(lǐng)域還可以細(xì)分為，感受質(zhì)感、空間、表皮、形狀、色彩、陡坡等“抽象因素”，以及因這些感受綜合而在視域中所形成的“物像”。這一“物像”就是我們關(guān)于世界的總體認(rèn)識(shí)。更重要的是：所謂視覺，其實(shí)指的是一種具有整體性質(zhì)的“刺激”，而我們對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)，在“刺激”水平上看，其實(shí)僅僅是一系列“刺激變量”的結(jié)果而已。因此，就視覺本身而言，“刺激”就是一切，“刺激”不能拆分。而且，按照格式塔的原則，尤其是按照考夫卡關(guān)于“物理世界”與“行動(dòng)世界”的劃分這一原則，視覺主要指的是“行動(dòng)世界”，并把觀看落實(shí)為一種實(shí)踐。從這一點(diǎn)看，所謂“感覺”并不存在，一開始就是“知覺”，就是視覺把握世界的總體模式。把認(rèn)知分為從“感覺”到“知覺”的傳統(tǒng)概念，并不符合心理實(shí)驗(yàn)的一系列結(jié)果。

就認(rèn)知領(lǐng)域而言，吉布森最重要的一個(gè)成果是他發(fā)現(xiàn)了“視覺懸崖”（Visual Cliff）這一現(xiàn)象的存在[2]，從而為“恐高癥”尋找到了生理上的依據(jù)。之所以有這樣的成果，顯然和吉布森一開始就以探討知覺對(duì)于深度和空間判斷為目標(biāo)的這一理論設(shè)置有關(guān)。他關(guān)心的是人類如何判斷三維的存在，如何建立一個(gè)深度的知覺世界。在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)沒有建立起來(lái)以前，飛行員憑肉眼如何在空中定位，這在二戰(zhàn)前后是一個(gè)相當(dāng)急迫的需要解決的問(wèn)題。處于浩瀚的空中，飛行員究竟是以地平線為坐標(biāo)，還是以地面物體為標(biāo)志？為此，吉布森設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把人置于一只碩大的灰色圓球中，人在這個(gè)圓球里將無(wú)法找到任何有效的參照物。結(jié)果是：人的空間與深度判斷基本失靈，還出現(xiàn)了不少錯(cuò)誤的判斷。這說(shuō)明，我們對(duì)于空間的認(rèn)知其實(shí)是一種尋找差異化的過(guò)程，知覺世界正是由一系列有效的差異化存在而構(gòu)成。

深度判斷，就原理而言，無(wú)疑和幾何學(xué)有關(guān)。這時(shí)，我們?cè)僖淮伟l(fā)現(xiàn)，就知覺而言，人的眼睛就是幾何學(xué)的化身。表面上看，幾何學(xué)屬于數(shù)學(xué)，和視知覺經(jīng)驗(yàn)沒有關(guān)系?？墒钦驹谏疃扰c空間認(rèn)知這一立場(chǎng)上，幾何學(xué)也就是視覺。歐幾里得幾何學(xué)探討的是光線的折射規(guī)律，以此為基點(diǎn)統(tǒng)一了我們的世界。牛頓則把世界簡(jiǎn)化為時(shí)間、空間和物質(zhì)。對(duì)于牛頓來(lái)說(shuō)，他的一切判斷都是空間化的，時(shí)間只不過(guò)是物體在空間中的勻速位移而已。所以，世界在他眼里就是一只巨大無(wú)比的容器，所有物體均嚴(yán)格按照他所發(fā)現(xiàn)的力學(xué)原則準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)行，時(shí)間并不存在，或者說(shuō)，時(shí)間無(wú)須被定義。17世紀(jì)，笛卡爾發(fā)展了與三維有關(guān)的立體幾何，世界經(jīng)過(guò)微調(diào)進(jìn)入到他的體系之中。到了20世紀(jì)，首先是愛因斯坦把時(shí)間與空間視為一體，第一次定義了時(shí)間本身；接著，笛卡爾的立體幾何就完全讓位給了黎曼的空間幾何。我們終于認(rèn)識(shí)到，空間具有曲面效應(yīng)，平行線和直線并不存在。

所以，吉布森嚴(yán)厲地駁斥了這樣一種流行的觀念：我們的眼睛只不過(guò)是一只接收光線的器官，關(guān)于物體的表象只是視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng)于對(duì)象時(shí)的一種法定的轉(zhuǎn)換而已。更進(jìn)一步說(shuō)，我們總是以為，視網(wǎng)膜圖像是大腦光感應(yīng)神經(jīng)的一種轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)，吉布森既反對(duì)把視網(wǎng)膜視為某種生理意義上的“底片”，更反對(duì)大腦皮質(zhì)區(qū)所形成的表象等同于我們所以為的物體外觀。進(jìn)一步說(shuō)，關(guān)于物體外觀的表象，其實(shí)是一種類似于詞語(yǔ)的描述，經(jīng)驗(yàn)使我們相信這一描述就是真實(shí)本身。也就是說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)往往是一種“誤導(dǎo)”、一種“錯(cuò)覺”。

克服“誤導(dǎo)”和“錯(cuò)覺”的最佳辦法不是觀看，而是對(duì)觀看原理的探索，是幾何學(xué)，以及與之相關(guān)的數(shù)論！我們這里可以再重讀一下本文開始所引用的吉布森的原話。他說(shuō)：所謂表象并不是圖像，而僅僅是刺激，這一刺激完全可以用數(shù)論與幾何學(xué)的體系加以準(zhǔn)確地描述，也只能用這一語(yǔ)言加以分析。

這不就是現(xiàn)在流行的“一切都是編程”“一切都是算法”的20世紀(jì)版嗎？今天我們驚訝地看到人工智能的大規(guī)模開發(fā)，看到機(jī)器之眼所創(chuàng)造的日新月異的視覺奇跡，而忘記了，早在人工智能之前，類似吉布森這樣的學(xué)者，就已經(jīng)在默默地為這一趨勢(shì)打造武器。就方法論而言，是觀看的原理塑造了我們的觀看世界，而不是相反。從這一方法論出發(fā)，視覺世界將與物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)乃至數(shù)學(xué)建立起血肉般的關(guān)系。要知道，原理趨于一致，原理不可推翻，表象反而脆弱不堪，經(jīng)驗(yàn)式的世界在原理的塑造下上升為一種完全人為的概念，上升為所謂的文化，從而深刻地締造了今天的視覺世界。

原來(lái)，人類對(duì)于視覺的認(rèn)知，一直都是用原理去反復(fù)觀看，而不是相反。

注釋：

[1] Gibson： The Perception of the Visual World， Greenwood Press， 1950，pp.8-10.

[2]關(guān)于“視覺懸崖”，是吉布森與他夫人共同完成，而主要由從事兒童心理學(xué)研究的吉布森夫人沃克·吉布森在1961年提出，并為此設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)程序。

責(zé)任編輯：姜 姝