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独立思考是突破颜值文化的唯一出路 古哥古点 2015年11月30日 《误入的女厕》 题记： “Since we cannot change reality, let us change the eyeswhich see reality.” “浮世难渡，易目相知。” Nikos Kazantzakis 本期开头，先来讲一个笑话。一个进入女卫生间的男士被众人抓到，他辩解说自己只是误闯并非有心，旁边的人生气的反驳说这个人已经是累犯了，此前就有多次进入女生厕所的前科，哪里还是误闯。男士无奈的摊开双手说：“我真不是故意的，之所以多次走错，是因为门上写的‘women’这个词我看不到左边的‘w’和‘o’，只能看见右侧的三个字母‘men’，所以才会闹出误会！” 不管你觉得这个笑话是不是好笑，但有一点是肯定的，那就是这件事儿绝对就是个笑话而已，真实生活中不可能出现。如果你是这样想的，那就错了。这确实是一件真实的事情，的确有人因看不到全部视野当中的字母而误入女性洗手间。而这样的事儿之所以令人难以置信，是因为人类的视觉系统比我们所以为的要复杂和神秘的多。 在继续往下讲述这个事情之前，先邀请各位做一个简单的实验。拿出一张白色A4张，用签字笔在上面画两个符号，左边画一个加号，右边画一个实心圆。两个符号的直径大约各有半厘米即可，相互间隔约10厘米，水平对称的分布在A4纸中分线的两侧。接下来，举起这张纸，放在自己眼前30厘米的正前方。闭上左眼，用右眼紧盯住A4纸左侧的加号，稍稍前后的移动眼睛，注意到发生了什么吗？是的，在某些恰当的位置，你会观察到，视野右边的圆点竟然消失不见了。 天生盲点测试图 古哥古点的公众号里面新青年栏目中有该实验的测试视频。 [Source: Googlegooding] 这是一个简单的实验，它揭示出我们的眼睛具有天生的盲点，每个人的每只眼都有。这并不是什么重大发现，早在17世纪，法国科学家马里奥特（EdmeMariotte）就已经预言了天然盲点的存在。当时的人们已经知道视网膜是感光器官，就像照相机里的胶片。然而，马里奥特在解剖人眼时注意到，众多的视觉纤维穿出眼球时，会汇集到一个小小的区域后再集中向外延伸。这个区域被命名为视盘，它就像电脑桌上的走线孔，最大程度的减少了纤维丛穿越对视网膜的影响。马里奥特发现视盘居然是不感光的，所以他推断视盘对应的视野位置处应该是一块盲区，也就是刚才实验所验证的盲点。 眼睛因为视神经纤维的穿孔而形成了天生盲点 [Source: Mammoth Memory] 到这里，似乎也没有什么特殊之处。视觉纤维因穿出视网膜的需要不得不在生理上留下一个小斑，而它形成了眼睛屏幕上的一个小洞。但接下来的问题就有意思了。即然眼睛上有这样的盲点，为什么从没有人体验到自己视野当中存在一个黑洞呢？有人会说，左右眼是互补的，这是正确的。当两眼同时正常工作时，左右视野互相叠加就填充了对方的盲点。但在刚才的盲点实验当中，这种解释就不再成立了。此时只有一只眼睁开，不存在互补可能。当你发现A4纸右侧的实心圆看不到时，它已经位于盲点之上，可是那个位置并不会让你看到一个黑洞，而是白白的一片，和周围其它能见视野当中A4纸的底色是一样的。这就奇怪了？理论上应该存在的黑洞，究竟是被谁填充上了白色呢？答案非常简单，是大脑。不信的话，还可以使用别的颜色或甚至是带有纹理的纸张重复该实验，结果是每一次填满盲点黑洞的内容一定和你当前使用的纸张材质完全一样。借用数学用语来类比，在盲点处，大脑进行了内容的自动插值。 进一步的实验可以更全面的验证大脑的插值能力。在刚才A4纸上的实心圆位置画一条竖直细线，刚好穿过实心圆，上下各露出半截线条。重复刚才的测试，让黑色圆点落在盲点处。此时圆点会消失，但那条竖直细线又会如何呢？按照第一次的测试结果，实心圆会被填充上白色，以此推断，这条细线大概会断为上下两截，中间是一片白色区域。结果刚好相反，视野当中呈现的是一条完整的直线，也就是说，大脑把上下两截线段自动的连接在了一起。为什么会如此，因为大脑虽然看不到盲点处的真实内容，但根据露出的直线两端，它推断这是单一直线的可能性很大，因此便主动地把中间缺失的线段补齐了。再进一步，假如把上下两截线段稍稍进行左右错位，让它们实际上并不共线。此时置于盲点的两条错位直线又会出现什么情况呢？是不是大脑会用折线把它们连起来呢？不，没有那么复杂，视觉仍然认为它们是同一直线，错位会被忽略，视野中还是呈现出一条完整的线条。有趣的是，这种忽略仅适用于竖直线条，假如是一左一右的两条线段在垂直方向出现偏差，盲点修正并不会让它们合二为一。在视觉系统中，竖直方向代表空间深度，而深度信息在重构三维场景中更加重要，或许这就是为什么大脑的线条插值容错机制更容易体现在竖直方向的原因。那如果不是位置偏差，而是颜色差异，例如上半截线段是黑色，下半截是白色，置于盲点后，它们是否会被认为是两条不同的线段呢？结果仍然是否定的，还是同一直线，只不过色彩是从上黑渐渐过渡到下白，像一条灰度的颜色棒。 穿过盲点的直线在黑点位于盲区时在视野中依然是一条直线。 [Source: Googlegooding] 最早应用盲点效应的是英国国王查理二世，这是一个传奇式的喜剧人物，他给人留下的最深刻的印象是幽默诙谐，风流促狭，人称“欢乐王”。当时的英国人或许是因为觉得暴力处死查理一世有所亏欠，所以对他的儿子格外有好感。查理二世喜欢恶作剧，也乐意支持各类科学研究。有一次，他手下的科学家向他介绍了关于盲点的知识，这立刻激发起这个老顽童的兴致。他告诉科学家，这可太好了，以后他可以用盲点来斩首那些他不想看到的人，查理二世的意思是把这些人的头恰好置于自己眼睛的盲区，那么这个头就会消失不见。但是这就奇怪了。刚才的实验不是证实人类视觉有插补能力吗？头像难道不会被恢复出来吗？实际上大脑的内容插值能力并不是无限的，当需要填补的内容变得复杂时，盲点区的空白就有可能无法恢复。比如说一个正方形，让它的一个角恰好落在盲点里，这个时候你就会发现盲点视野中不会显示出直角来。这个直角测试更重要的意义在于它揭示出一个道理，视觉的盲点插值不是人类意识作用的结果，因为如果它受意识支配，任何人都能轻松的推断出空白里应该填一个直角，但大脑却没有这么做，说明这是一种不经过意识的自发处理机制。用术语来说，盲点填充是大脑的知觉补全而不是意识补全。这一点很重要，因为对于盲点实验，神经科学界一直以来都存在补全机制的争议。不少人认为盲点处的填补并非源于什么自发插值能力，它其实就是人们有意识的处理结果，也就是大脑根据意识控制下的计算猜测出缺失内容，和玩填字游戏是一样的，都是意识补全。果真如此的话，何以正方形的例子中直角不能被修复呢？当然，仅仅靠这一个证据仍是不充分的。 英国国王查理二世（剧照，选自电视系列剧“糟糕历史”） [Source: BBC] 现在可以回过头来聊聊那位误闯女厕的老兄了，他的名字叫乔希（Josh）。乔希外表看上去人高马大而且非常讨喜。如果不是他经常搞出些上错洗手间的事儿，他的生活一如常人。然而，这个很有人缘的大个子在拉马钱德兰看来却是一个无比珍贵的样本，因为就在几年前的一场工伤事故中，乔西的后脑被一根钢钎穿入，刺破了大脑皮层，从此他的视野左侧就留下了一个手掌大的破损。这可以说是一个后天人造的大型盲点，对拉马钱德兰而言，这为研究人类大脑的破洞修补能力提供了罕见的素材。既然这个脑洞这么大，大脑会往里面填上些什么呢？ 最初的实验和前面介绍的内容大致一样，在乔希视野破洞的位置上下各画上半截直线，询问他看到了什么。乔希说：“我看到了两条线，一条在上，一条在下，中间有一大段空白。”拉马钱德兰表示这很正常。突然，乔希开始变得有些兴奋的说：“请等一分钟，嘿，你知道发生了什么？这两条线在变长，它们在互相靠拢，它们都在伸长、伸长，现在它们连在一起了！”乔希边说边伸出左右手的两根食指演示一上一下的线段互相靠拢的过程。拉马钱德兰趁热打铁，又让乔希看两条稍微错位的竖线，乔希这回说：“不行，没法连到一起，中间有一段空白。”拉马钱德兰回应：“我知道会是这样，你只要告诉我发生些什么就好！”几秒钟后，乔希再一次兴奋起来：“这是怎么回事？它们又开始伸长了，现在全都接在了一起。”整个连接过程大约持续了5秒钟。拉马钱德兰要乔希重复了几次测试，每一次都是在几秒钟内完成了错位直线的插值。拉马钱德兰分析由于乔希的人造盲区比一般的天然盲点大很多，所以天然盲点上几乎可以忽略的插值时间到了乔希这儿就被拉长了。而这几秒钟的插值时间的存在有力的说明了人类视觉系统的破损填补是一种知觉补全而非意识补全，因为要通过意识分析出这两条直线相连根本用不了这么长时间。 穿过盲点的两截错位线段依然会被插值成为同一条直线。 [Source: Googlegooding] 但是到了这里，这个实验仍然是不够严谨的。因为拉马钱德兰尚不能排除另外一种可能性，那就是乔希在“说谎”。这个所谓的“说谎”不一定是故意的行为。我们前面多次强调在心理学和神经科学中，区分受试者的内心臆想和真实心理体验是一件困难但又不得不做的事儿，因为心理暗示效应几乎无处不在的发挥着干扰作用。乔希大体上明白拉马钱德兰的测试目的，而他在视野当中看到了什么完全无法通过别的通道加以确认，这就很难说他所汇报的一切会不会掺杂了测试目标反向影响下的效用。简答的来说就是“希望看到什么，就真的看到了什么！” 为了排除这一影响，拉马钱德兰把竖直的直线替换成了一组由字符“X”排列而成的竖向字符列，同样是在盲区上方和下方都露出点头儿，也就是在乔希视野破洞的上面有若干个X，下面也有若干个X，中间的破损区大概覆盖了三个X。 拉马钱德兰问乔希：“你看到了什么？” “我看到顶上有一些‘X’，下面也有一些 ‘X’，中间是一片空白。” 根据刚才的经验，乔希的破洞插值需要时间，所以拉马钱德兰要他耐心的再看一会儿。 乔希报告说：“医生，我知道你希望我能在那儿看到一个‘X’，但是我看不到，没有‘X’。很抱歉。”时间大约过去了5分钟，两人都同意不需要继续了，因为不会有什么别的再发生了。 乔希视野盲区中，大尺寸的X字符会被当做物体看待而不会发生插值补全。 [Source: Googlegooding] 接着，拉马钱德兰把字符“x”的尺寸调整的非常小，再让乔希来看这条蚂蚁队列似的字母竖条。这次乔希报告说，视野里不再有空白，而是一条完整的小“x”组成的队列。拉马钱德兰问“破损区里的‘x’和别的地方有什么不同吗？”乔希说“没有任何区别！”现在拉马钱德兰可以确定，当‘X’字符的个头很大时，大脑把它自动理解为物体，物体复杂的形态是不能被插值的，就像查理二世大臣们的脑袋。而当‘x’字符的个头很小时，它就退化为一种近似像素的纹理，纹理可以被插值。这就是知觉补全的机制，它仅仅负责对颜色、纹理这些素材的自动合成。与此同时，拉马钱德兰也排除了乔希“说谎”的可能，因为如果他是因为知道了测试目标是“希望他能在视野破洞中补全周围的内容”而进行了某种自我实现，那么在大字符‘X’测试的时候他就不会报告说破损区里没有‘X’。 前面的队列是以单一字母‘x’为纹理单元的，如果纹理单元不是单一的符号，比如说是多个数字符号又会出现什么情况呢？拉马钱德兰用9个数字组成了竖条，他有意的把1、2、3放在盲区上方，把7、8、9放在盲区下方，空出中间的三个数字。他是故意制造这种困难的，因为他想，如果在空白中乔希看到的是很多人也许会预测到的结果，即：4、5、6，那说明大脑对数字符号的含义进行了辨识，也就是把它们当做了物体加以处理。可刚才明明说过，在理解为物体的情况下，视觉系统是不会在盲区里进行自动插值的。假如是把这些符号当做纹理来看，盲区中间就应该不是4、5、6，那究竟又会是怎样的内容呢？还是看看实际的实验结果吧。 拉马钱德兰询问乔希：“你能看到中间有空白吗？” “不，没有看到！” “那么中间是些什么东西？” “是数字，但是是很奇怪的数字，我没法念出来。它们并不模糊，但是我没法告诉你那是些什么，就像一些象形符号。”乔希短暂性被诱发出来的诵读困难不难理解。他的大脑看到了视野盲区外的数字，因此作出判断盲区内应该也是数字。由于符号较小，数字是被当做纹理看待的，纹理单元是多个数字符号的组合，故而在填补盲区时它们就编织在一起成了难以辨识的新符号。 乔希视野中，像素化的字符x会被当做纹理而在盲区内完成插值。 [Source: Googlegooding] 实验的最后一项，拉马钱德兰还想挑战一下乔希的脑洞对于动态纹理会怎样处理。他把乔希带到电脑屏幕前，上面展示的是一幅红色底图，底图上有密密麻麻闪烁的黑点。乔希注视着屏幕看告诉拉马钱德兰，最初他的盲区里只是一片红色，接着开始出现黑点，再过几秒钟黑点开始闪动起来，就和盲区外的视野看到的一样。人们早就猜测，大脑皮层具有多个不同的特异化分区来分别处理诸如颜色、纹理、运动等不同的视觉特性，这个实验部分的证实了这一点。颜色、纹理、运动填补的速度各不相同，这只能意味着它们在大脑中是被分开处理的。 到了这里，乔希已经疲劳了，他的实验任务圆满完成。乔希因为其具有的比普通人大得多的视野盲区得以发现了许多关键线索，比如大面积填充带来的时间延迟就帮助拉马钱德兰确认了视觉插补应该是一种知觉补全而非意识补全。然而，这个结论是否可以就此确定呢？往夸张的地方想，如果有一个人，他的盲区更大，大到占据了全部视野的一半，在这么大的窟窿里，还能用知觉来补全吗？如果不能，那又会是一个怎样的奇异世界呢？？ |
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