前言:上篇文章我們談論了19世紀腦科學的進展,加上本篇所談的神經科學、感覺生理學和心理物理學方面的進展,這些部分的組合更接近與目前我們目前所說的生物心理學,也包含一部分認知心理學的內容。這兩類心理學對我們一般的學習生活,并沒有太大的關系,加上非常多專業術語,所以很多人看這部分會有些頭疼。但是對于心理學的整體進展卻都是很重要的組成部分,所以也不能略去不談。所以,辛苦大家啦。
一、神經科學
上篇我們談了關于大腦的科學進展。知道大腦各個部分的用處,知道了我們的高級思維在四對腦葉,知道了左半腦分管語言系統。ok,我們找到了總部,知道總部有哪些部門了,那么,通訊系統是什么?總部的指令是如何下達的?感覺器官獲得信息又是如何傳遞給大腦的?這就是神經系統學研究的主要內容。(我不得不說,神經科學不是一般復雜,我很懷疑目前的神經學家如何工作的,我作為非專業學生,看相關文章看的吐血,也只能說搞明白了大概,內容如有謬誤,敬請諒解)
相較于大腦來說,脊椎的研究其實略早一點,因為它結構相對簡單,從解剖學的角度上也容易入手,所以當時的生物學家們(羅伯特.懷特,弗朗索瓦.馬戎第,查爾斯.貝爾等)已經通過青蛙、兔子等實驗取得了一些關于神經系統的研究成果。但是他們要不把神經系統看做是一種管道,任何感覺信息都可以通過這個管道傳遞給大腦;要不就認為當神經系統收到刺激時,本身通過振動,將這種刺激傳遞給大腦。
但是約翰內斯.穆勒(1801-1858)不同意這些觀點,穆勒認為每種感覺系統的神經只傳遞一種數據——“一種特別的能量或特質”。當你閉上眼睛,用力按壓時,你除了可以看到一絲光線,沒有任何其他的感覺(壓力感來源于皮膚)。雖然有人說,盲人可以通過觸覺來看到畫面,但穆勒認為那是不能被證明的把戲。但是,穆勒雖然對這點很有信心,但他也坦承仍有一個不確定的問題,那就是:
不同的神經感覺到不同的信息,到底是由于神經本身的性質所決定的,還是由于大腦有個翻譯部門,將所有視覺神經傳遞上來的信息,都翻譯成光感信息呢?(這個問題的答案,要再過幾十年才基本明晰)
穆勒這種自我懷疑精神,對他的弟子也產生了影響。他的學生埃米爾.杜波依斯-雷蒙德(1818-1896)描述了神經沖動具有電特性,將穆勒的“特別能量”具象化成為了“生物電”,為神經傳導建立了現代基礎。
穆勒的另一名弟子赫爾曼.馮.赫爾姆霍茲(1821-1894)設計了一種實驗方法,即通過測量被試(有青蛙,也有人),從接受刺激到作出反應的時間,測算了神經傳遞的速度與電的傳播速度有較大差異,在神經中傳遞的不僅僅是電,而是一系列復雜的粒子運動。這個假設如今已經被證實,單個神經細胞確實是通過生物電來引起興奮的,速度很快,但神經細胞與神經細胞之前則是通過化學遞質來傳遞信息的。我們可以簡單的理解為,前線士兵收到了一份口頭報告,但是要遞交上級之前需要整理成書面報告,所以速度自然就慢了。后來,這種實驗方法也成為一種實驗范式,思維速度的研究也是用這種方式。
二、感覺生理學
說完了神經科學,下面我們聊一下19世紀感覺生物學的進展情況。我們先看一下感覺生理學的定義:
感覺生理學是研究生物機制如何將物理事件轉換為神經事件,其目的是要揭示從物理能量到感覺經驗的一系列過程中在神經水平上發生了什么變化或活動。
我繼續拿戰爭來做比喻吧。我們前面知道了敵軍的總部在哪里,總部里大概有哪些部門,負責什么工作。然后我們知道了偵察兵(感覺神經)是怎么工作的,一人負責一個類別的信息,比如一個偵察兵專門負責收集我方有多少士兵,一個偵查兵負責偵查我方有多少大炮。他們收集好信息,寫成書面報告,通過中央情報部門(中樞神經系統)傳遞給總部,再由總部相關部門下達指令給戰斗部隊行動(運動神經)。那我們想打贏這場戰斗的話,我們還需要知道,偵察兵到底是怎么收集信息的?什么情況會引起偵察兵的警覺,什么情況會升級為緊急事件。感覺生理學相當于研究敵軍的警報系統。
在這個領域中,上面提到的赫爾姆霍茲再次出鏡了。他在心理學和生物學的成就很多,但他堅持認為自己是一個物理學家,因為他想做的事情,不過就是通過物理學術語來解釋感知現象。(心理學家那個時候應該是被鄙視的偽科學家吧,捂臉捂臉)
赫爾姆霍茲在感覺生理學上的第一個貢獻是發明了“檢視鏡”,就是那個戴在眼科醫生頭上,用來看你眼睛的東西。醫生們通過這個小玩意第一次真正的查看活體的視網膜。
發明了這個檢視鏡之后,赫爾姆霍茲開始對色彩視覺產生了興趣。作為一個物理學家,赫爾姆霍茲知道當我們看橘色光線(波長大約為590~610nm)時,我們會看見橘色;當我們看紅色光線(波長是770-622nm)和黃色光線(577-492nm)混合在一起,也能看見橘色。他同樣也知道三種特別的色彩——紅黃藍——三原色按一定比例混合在一起的時候,會產生各種顏色。所以,他推測(1852),人的眼睛里也有識別這三種顏色的接受細胞,每種細胞對特定的原色非常敏感(現在醫學已經證明了這三種椎體細胞的存在)。
這個觀點并不是有赫爾姆霍茲第一個提出來的,在1802年一位名叫托馬斯.楊(1773-1829)的用過科學家就曾提出過這個觀點,但是赫爾姆霍茲通過實驗的方式,收集了大量的證據,更有效的證明了這一觀點。后來關于這一色彩視覺的理論被稱為楊-赫爾姆霍茲,或三色理論。
三色理論的出現其實是將人類的感覺做了另一次有效的區分,將原來的感覺區分成為感覺(光線對視網膜形成刺激,及引起視覺神經脈沖)和感知(大腦根據接收到的脈沖信號形成有意義的解釋)兩部分。這種區分的重要意義在于,他一方面同意康德所說,我們的感覺是由意識來賦予意義的,但另一方面,他也反對康德,認為人們有天生的“范式”來理解我們的感覺的觀點。他認為,我們對世界的理解,是被現實反復驗證而形成的。我們會學習哪些與我們的預期結果相符,哪些則是相悖的(如果你觀察過一個三個月大的baby想要抓住一個物體的行為,你就會理解他的意思——我們不過是在反復的實驗中找到正確的方法,然后固化下來)。
赫爾姆霍茲自認為是一名物理學家,但其實他在心理哲學領域也有很大成就。幾代哲學家都在探討的一個重要問題:我們感知的世界究竟是不是真實的世界?赫爾姆霍茲也給出了自己的答案。
“我們對事物的概念只有符號,也就是事物的自然信號,我們學會如何使用這些符號,調整自己的行為。……。因此,詢問紅色是不是真正的紅色,或者是不是我們感官的錯覺,是沒有任何意義的。紅的感覺就是正常的眼對紅反射出來的光線的正常反應。”
由于赫爾姆霍茲是那個時代最偉大的科學家之一,在很多領域都有貢獻,我真的很難說究竟把他放在感覺生物學家中還是心理物理學家中比較合適。我綜合的看了一下他的貢獻。個人覺得,他是一個注重客觀事實超過主觀經驗的人,所以還是放在這一部分了。
捷克科學家楊.普金耶(1787-1869)在早期研究感覺生理學中,因為缺乏資金,常常拿自己做實驗。經過細致的自我觀察,他發現,有些事件——比如知覺錯誤,刺激強度與直覺強度之間的差異,以及自發的感覺經驗——并不是隨機發生的,而是由眼部結構和腦的神經聯系系統相關。他在1825年發表了他的研究成果,即普金耶效應,在不同的光線條件下,人眼中的相對明度是不同的。明視覺條件下,黃綠色光最明亮,紅色、藍紫色光發暗。在暗視覺條件下,青綠色光最明亮,紅色、橙色光發暗。青,藍色系在明亮條件下明度低,在微光條件下明度反而提高,橙色則反之。同時,他也注意到視網膜的邊緣無法分辨顏色。
普金耶也對神經生理學進行了大量的研究,提出了原生質的概念(后稱為普金耶細胞)和普金耶纖維(束細胞,一種特殊的心肌纖維,心臟傳導系統組成部分)。他在生理學的研究過程中,認識到了自我觀察(主觀感受)的重要性,因此,他認為,對于感覺的研究,不僅要了解客觀的物理和生理成分,還要研究主觀經驗,這是心理物理學產生的前提。
三、心理物理學
心理物理學與感覺生理學研究內容比較接近,都是研究物理刺激和感覺之間的關系,但側重點不同,心理物理學更強調主觀經驗。
在厄尼斯特.韋伯(1795-1878)之前,關于感覺起器官的研究基本都是集中于視覺和聽覺的,而韋伯探討了一個新的領域,即皮膚感覺和肌肉感覺。他使用一個類似于圓規的東西,測定兩點之間需要多大的距離,被試才能夠報告出觸及皮膚的是兩個不同的點。這就是兩點閾限。韋伯有關閾限的概念(也就是最小刺激量)從那時起到現在,在心理學領域得到了廣泛的應用(你可以自己設計實驗測量自己任何一種感覺或意識的閾限)。
他的研究也帶來的心理學上的第一個數量化定律。通過讓被試提起不同重量的物品,來辨別哪一個物體更重的實驗。韋伯發現,最小可覺差的辨別并不依賴于兩個重物的絕對差異,而是依賴于它們之間的相對差異或對比率。韋伯發現,兩個重量之間的最小可覺差是個恒定比例,即1:40.。即41g的物品剛剛能夠察覺出于40g物品的重量不同,而82g物品剛剛能察覺出于80g物品的不同。學習了這個心理學知識,賣菜大媽可以少稱重1/40,是絕對不會被發現的。
古斯塔夫.賽奧多.費希納(1801-1887)是個蠻神奇的人。他1821年從萊比錫大學醫學院畢業,畢業后從事物理和數學工作,也翻譯了一些法文的物理學和化學的手冊。1833年獲得了教授職位和抑郁癥,后者伴隨他長達12年之久。在這期間,萊比錫大學已經宣布他不能再繼續擔任他的工作了,于是每年給他發放一筆退休金,直到他86歲健康的去世。費希納在1950年提出了一個韋伯已經證明的觀點(他聲稱他在這之前并不知道韋伯的研究),不是通過常數,而是通過公式:S=KlogR,其中S是感覺強度,K是常數,R是刺激強度。它們的關系是對數性質的,即一個基數按算術方式增加,另一個基數呈幾何方式增加。
但費希納的主要貢獻是在研究方法層面的。他創立了心理物理學的三個基本方法之一,并系統化了另外兩個。分別是均差法,常定刺激法和極限法。具體我就不解釋了,跟心理實驗設計有關。
好了,關于心理學的硬知識到這里就差不多了。到這一個歷史階段,我們可以看到,不管是神經學家,還是感覺生理學家,還是心理物理學家都不單單是其原來的單一角色,而是多個學科的融合了。所以,在這個前提之下,心理學作為一門新的學科的出現,已經勢在必行了。
但是下一篇,我還會用一篇文章談談十九世紀的一個重大發現——進化論。可能有些人會有所疑惑,進化論和心理學有什么關系呢?我個人覺得從進化的角度看心理學是一個非常有意思的視角。舉例來說,我們人都有焦慮的情緒,而焦慮在現代社會帶給人們巨大的身體和精神上的傷害,那人為什么會有這種情緒呢?這是由于適應需要帶來的。想象一下,你生活在一個隨時有可能被襲擊的不安全環境下,焦慮情緒會讓你保持警覺,尋找安全的藏身之處或者事物。如果你不具備這種情緒,你就很可能會忽視你身邊潛在的危險,從而喪生。所以焦慮情緒的出現是進化帶來的。從這個角度來看,只有具備焦慮情緒的原始人,才能活下來,才能成為我們的祖先,現在對壓力敏感的人,都是完美的繼承了祖先這個基因的人。這么想問題,是不是覺得自己的焦慮感沒那么強了呢?
好了,下次見。