1. 感覺與知覺

1.1 重要的知覺理論

• Hermann von Helmholtz 的無意識推論過程
• James Gibson 的生態取向
• David Marr 的三層次理論架構

1.2 知覺的通則

以下通則需要在日常中觀察與練習。

1.2.1 知覺的通則：適應與對比

什么是「適應」：

[適應](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-f2c9a8173c9f251b.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

什么是「時序性對比」，舉兩個例子：

• 香水味過一段時間后，我們再也聞不到（這是適應），聞香水的時候突然聞到臭味，形成對比；
• 剛吃完甜食后，吃酸食會更酸。

[時序性對比](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-0ac074f391804ba8.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

「同時性對比」——紅花還需要綠葉的陪襯。

[同時性對比](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-25e1b054f9b8c728.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

時序性對比是「拮抗機制」在不同時間的同一空間位置所產生，同時性對比是同一時間于不同空間位置互相抗衡而產生。
拮抗作用是指一種物質的效應被另一種物質所阻抑的現象。例如：藥物之間或代謝物之間的阻抑作用。也可用于指物質與構造的交互作用，例如：肱二頭肌和肱三頭肌、昇糖素和胰島素、IAA 和乙烯。

1.2.2 知覺的通則：知覺恒常性（percepual constancy）

近刺激（proximal stimulus）

近刺激是指直接作用于感覺器官的刺激。如物體的網膜上的投影等。是知覺系統所能接觸并處理的素材來源。

遠刺激（distal stimulus）

遠刺激是指來自物體本身的刺激，如一定波長的光線、一定頻率的空氣振動等。知覺系統必須通過處理近刺激方能獲知有關遠刺激的特性，是來自刺激物本身的，所以不容易變化。在上圖的例子中，視覺系統必須通過處理 A、B 兩種內容不同的網膜近刺激，得意知覺到遠刺激的蘋果是相同的紅色。

遠刺激是屬于物體自身的，因而不會有很大變化；而近刺激是感覺器官直接接受到的刺激，它每時每刻都在變化。

簡單的說，我們觀察的物體所發射出來的信息是一貫的（遠刺激），而我們通過感官接收到的信息是不穩定的（近刺激）。所以我們之前涉及的觀察物廬山、蘋果、色子所釋放的信息是一種遠刺激，而人們把所看到的某一個角度的信息反射到視網膜傳遞給大腦的是近刺激。由此可見。人們觀察得到的信息總是打折扣的，隨著觀察的深入，近刺激信息會不斷與遠刺激信息匹配。

色彩恒常性（color constancy）

[色彩恒常性](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-e9512819e1a287a9.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

是指某一物體的顏色是否隨環境光源的變化而變化的性質。如果某一物體的顏色在不同的環境光源下，看上去顏色相同（或接近），則稱其在這些光源下的色恒性好。反之則稱其色恒性差。色恒性是物體（或其表面的涂料、顏料等）本身的屬性。

[色彩恒常性](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-beef3d55b69bf2f2.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

色彩恒常性可以說是大腦中的自動白平衡機制。也就是說，只要給大腦足夠的環境信息，例如背景光源、周遭其他物品的相對顏色，大腦就會自動調整白平衡，讓你可以感覺到物體的原本顏色。再以上述暖黃色燈光下的蛋為例，如果你拿光學儀器去量測暖黃色燈光照射下的蛋，你會發現那顆蛋量起來的確是暖黃色的；但是當你用肉眼去觀察時，雖然蛋看起來可能有些泛黃，但你仍會認為它是白色。——也就是說，不管光源如何變化，你的大腦會自動把光源和其他的物體相對顏色（例如圖中的鮭魚卵）納入考慮，因此無論是上圖中左或右的光源狀態，大腦都會得出蛋仍然是白的結論。這就叫作色彩恒常性。

除了色彩恒常性，知覺恒常性還包括明度恒常性、大小恒常性、形狀恒常性以及嗅覺的濃度恒常性等等。

這些知覺恒常性都具備相同的性質：即使近刺激改變，我們對物體的知覺仍維持恒常。因此，知覺恒常性的功能即在于：可使我們維持對同一物體的恒定知覺。否則各種感官所接收的近刺激瞬息萬變，若沒有此類知覺恒常性的特質，勢必無法分辨下列兩種情況：究竟是不同的物體使得近刺激不同，或是相同的物體但在不同的照明、距離或吸氣方式下而使得近刺激不同。

不同的恒常性其處理機制與執行方式或有不同。例如色彩恒常性一般被認為與適應過程有關，例如在黃光的照明下，原先進入網膜的光波特性的確有較多的能量集中在長波，但因我們的知覺系統逐漸適應了黃光，導致對黃光的反應下降，得以還原紅蘋果的本色。實際上我們也能感受到這類隨時序變化的適應過程，例如將紅蘋果拿到一個黃光照明的室內，剛進入室內時的確會覺得蘋果偏黃，之后才知覺到偏黃的色調逐漸消失。然而對于形狀的恒常性，我們則似乎沒有經歷類似的逐漸適應過程。例如一張椅子，從不同角度看去，在網膜上理應形成不同的影像，但是我們即刻便知是同一張椅子。在這個形狀恒常性的例子中，我們其實知道椅子的形狀有改變，但仍會將之視為同一張椅子（并知曉它是在不同角度下的樣子）。在此類的恒常性知覺中，我們的確能分辨出刺激有所不同，但還是會感知成相同，至于「感知成相同」究竟是在哪個層次達成，以及其受經驗知識的影響程度等，在不同的恒常性知覺中會有所不同。

1.2.3 知覺的通則：歸類性知覺（categorical perception）

在一個關鍵值以內的刺激（時間長度、發音差異等），我們得到一種類型的知覺，超過該關鍵值的刺激則被登錄為另一種質量的經驗，兩者之間幾乎沒有灰色地帶。例如日本人無法聽出英語中 /l/ 與 /r/ 的差異。

[歸類性知覺](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-89b6b366ed3c9798.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

歸類性知覺與知覺恒常性有著相似的功能，幫助我們的知覺系統忽略刺激的變異，而將這些變異視為圍繞著主信號的一些噪聲。其內在機制是類似磁鐵般具有聚合作用的不同類別的主要信號，能吸引周圍的信號使成為群聚，群聚之內的心理距離會比群聚之間的距離來得小。經驗會影響這些群聚的形成，因此對英語使用者而言，/V/ 與 /r/ 這兩個語音會落在兩個不同的心理群聚內，但對日語使用者而言，他們卻是屬于在同個群聚之內，因此被視為相同的語音。

1.2.4 知覺的通則：知覺組織（perceptual organization）

將光點予以組織，以形成有意義圖形的能力。

[Glass 圖樣](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-e8dbb319b8d76b91.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

[Glass 圖樣](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-f842933cd2d01ae4.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

最常見的例子就是格式塔原理（Gestalt Law）。

[知覺組織規律](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-59415bb2e18f904c.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

我們的知覺系統還會將圖形自背景中區分出來，例如雙關圖形。知覺并非被動地收集感官所得的信息，而是會主動地將刺激予以組織，并區分圖形與背景，將注意放在圖形上以產生對此圖形的意識知覺，其他非屬于圖形的部分則褪入背景中。

[相關圖形](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-98c5b1f102e1769e.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

[雙關圖形：Apple MacOS Finder](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-4470dd52f23b0603.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

[雙穩定圖形](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/73313-630f6c019787ba6e.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

知覺組織的功能是在很高噪聲的環境下抽取主要的信息，以便能進一步分析處理此主要的信息。不同的知覺組織原則可能有著不同的內在機制與處理階段，且可能由不同的神經網絡執行。

1.2.5 知覺的通則：情景效應（contextual effect）

我們對物體的知覺會受其所處情境的影響，稱之為情境效應。事實上，我們通常能一眼看出所處情境的主題，而使此主題影響了我們對其知覺組織的方式，并進而影響對特定物體的知覺。情境效應是無所不在的，在各層次都能彰顯其作用，只要比最簡單的刺激（例如單一個點 A) 稍微復雜的刺
激（例如兩個點 A 和 B) ， B 點便會對 A 點形成情境，以致影響我們對 A 點的知覺。若 B 點與 A 點距離很近時，會看成比實際距離還近（吸引），但隨著 B 點與 A 點的距離漸遠，在特定的距離范圍則看成比實際距離還遠（排開）。日常生活的例子則包括在天空有云的月夜，云向右移而月亮不動，但我們會看成是月亮向左移動；在廚房的場景中找面包，會比在書店中找來得容易。另一個例子是我們所知覺到的各種顏色，其色彩外貌其實都是受其周邊顏色影響之后的產物（這也是為什么配色如此重要）。

情境效應的功能是建立一個以相對性（而非絕對性）來運行的知覺模式，由于環境變動時所有刺激都跟著變動，因此具有此情境效應可維持我們對特定物體的知覺恒常性，不致因環境改變而不同。不同的情境效應可能有著不同的內在機制與處理階段，且可能由不同的神經網絡執行，但基本原則應該都是以求取相對的反應值作為輸出。

2. 知覺整合

感官內整合：咖啡香味由 100 多種不同的氣味分子組成（嗅覺），屬于咖啡與不屬于咖啡的眾多分子混合在一起，嗅覺系統就會將咖啡分子集合在一起。

感官間的整合：光速與音速的傳達時間差異，距離越大，時間越長，若按照 Gibson 所認為的，單純是對于環境信息的直接利用的話，那么我們平常應該處于視聽兩種感覺非常不協調的混亂中。

其他常見的感官間相依性的例子包括：McGurk 效應、腹語現象，以及味覺對嗅覺覺的依賴等。McGurk 效應是一個語音知覺受到視覺信息影響的現象。假設我們在一影片中觀看一個人物說話，當配音發出一個 /b/ 音，而唇形卻作出讀 /g/ 的動作時，我們所知覺到的語音會是視覺版與聽覺版的綜合體 /d/（McGurk & MacDonald, 1976）。在這個例子中，視覺與聽覺信號都獲得采用，于是我們所經驗到的是兩者的綜合結果。在腹語術的表演中，表演者以腹語呈現坐在其膝上的木偶的獨白。雖然實際發出聲音的是操作者，但由于做出說話動作的是木偶，我們對于聲音來源的判定會以視覺的印象為準，以致誤判聲音是來自木偶口中。在此例中，我們的知覺系統犧牲了聽覺的來源位置準確度，而達到與視覺一致的整合經驗。類似的狀況也發生在電影院里。看電影時，電影院中的揚聲器大多置于觀眾的兩側，而非大屏幕的中間，但由于所有的視覺事件均發生在屏幕上，我們會以為聲音是由該方向傳來的。

此外，平常我們品嘗食物，覺得蘋果有蘋果的味道，生洋蔥有生洋蔥的味道，兩者的味道是截然不同的。但是我們所以為的味覺經驗其實是綜合嗅覺與味覺信息而來的，而且其中嗅覺的貢獻遠比我們以為的大得多。假若捏著鼻子，光靠舌頭的味覺以及口腔的觸覺，我們其實是區分不出蘋果與生洋蔥的。正由于嗔覺對于味覺的影響如此之大，乃至于許多食物我們比較偏好趁熱吃，是因為溫熱狀態的食物在空氣中釋放的氣味分子比冰冷時多。

完整的知覺經驗除了是一種感官間的信息整合之外，也包含了注意、情緒以及高層次的認知活動等等非知覺成分的影響。

3. 注意：認知神經科學的取向

• 一般性定義（William James）強調注意是一種選擇的過程：每個人都知道注意是什么，它是心靈被占據的狀態，以一種清晰、鮮明的形式，從眾多同時可能的對象或思維中選擇其中的一項。意識的聚焦、集中與貫注是它的本質，注意意味著從某些其他事物上的轉移以有效地應付所注意的對象。
• 以作業要求定義注意
• 注意是一種心理過程：對認知或心理加工過程的一種約束，使它們作用于可見信息的一部分，以達到增進這些心理加工的速率或是正確性。注意是在眾多可能加工的信息中選擇其中一項加以處理；選擇其中一項加工的目的是為了增進心理加工過程的效率。