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什麼是視覺經驗?

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

作者 / 俞欣豪(認知科學博士。目前是墨爾本 Monash 大學的研究員,專長是靈長類動物的視覺系統)

大概是因為笛卡爾的影響,有些人認為當下的感官經驗,可以完全靠著內省(introspection)的方法來理解,不需要科學方法的幫助。我不贊成這種說法,我認為我們對自己的感官經驗世界,瞭解得非常少[1]。我舉一個簡單的例子:我們大約是一百多年前透過食品化學研究,才知道基礎味覺除了甜、酸、苦、鹹外,還有一種叫 umami (中文翻成 “鮮味”)。為什麼有一種味覺跟別的基本味覺不一樣,要透過科學研究才能發現?為什麼我們不是靠直覺就知道 umami, 跟甜味一樣,是一種吃得到的感覺?有人說 umami 太不直覺了,所以它很明顯的不能跟其它的味覺相提並論。有人說它只能算是一種生理學知識,不是真的經驗。不過不直覺不代表是錯,也許直覺會隨著知識而改變。有一天我在聽美食頻道,聽到美食評論人講起 umami 講得跟甜鹹一樣自然。也許對於愛吃,對味覺特別留意的人而言,umami 是很直覺的也說不定。至少在西方國家,umami 這個字已經越來越普及化,已經不是一個術語了。也許未來所有人都會覺得 umami 很自然…也說不定…

另一個好範例是視覺心理學有關 “運動感” 的研究。我們一直要到八零年代才真正的瞭解到運動感是一種基礎視覺經驗 [2]。這句話是什麼意思?顏色是一種基礎視覺經驗、亮度是一種是基礎視覺經驗、立體感 (stereopsis) 是一種基礎視覺經驗、形狀 [3] 也是一種基礎視覺經驗。我要是給你一顆檸檬,你同時可以感覺到它的顏色、它的亮度、它的形狀。你也知道它是立體的,因為這些感覺都是同一個視覺經驗的不同面相,可以同時存在,而且可以獨立改變。假如說這個檸檬是顯示在任天堂3DS遊戲主機上,要是我們突然關閉了三度空間顯示器的功能,視覺經驗有什麼差別?差別就是少了立體感。這個立體感是一種無法用別的感官經驗描述的經驗 [4]。

要是我把檸檬丟給你,你看到檸檬在空間裡移動,這個空間的改變是一種基礎視覺經驗嗎?大部份的人會說它只是形體這種基礎經驗在時間上的變化,不應該算是一種基礎經驗。的確,一直到七零年代還有心理學家認為運動感只不過是空間視覺加上時間,因此不需要專門的理論。不過八零年代後我們已經很確定運動感跟顏色或是立體感一樣,是一種基礎視覺經驗。這就好比科學家發現 umami 是一種基礎味覺經驗一樣。剛剛舉的檸檬的例子,正確的描述應該是:你看到檸檬在空間裡改變位置, 你同時也看到了檸檬的運動,這兩者不是同一個感覺。

這個說法聽起來很不直覺。原因是在我們的日常生活裡,這兩種感覺很接近,而且通常同時發生。不過心理學家設計了一些巧妙的實驗,可以把它們分離出來。以下的幻象我覺得是一個好例子 [5]:

你應該可以看到粉紅色環似乎是在往順時鐘的方向連續地旋轉,淺綠色環似乎是在往逆時鐘的方向連續地旋轉 (如過你看不到旋轉的話,可以調整眼睛跟螢幕的距離)。我先強調,這是一個幻象,兩個環其實沒有在旋轉。這整個動畫只有三幕不斷的重複,在第一幕跟第二幕,淺綠色的方塊稍微往逆時鐘的方向移動一點點 (1.5 度),粉紅色的方塊稍微往順時鐘的方向移動一點點。第三幕只有黃色的背景,也就是你看到的閃光的效果。要是我拿掉第三幕,幻象就消失了,每個方塊看起來只是在震動。

那個閃光是整個幻象的關鍵,背後的原理跟神經生理學有關,我們這裡暫時不討論,把注意力集中在視覺經驗上。我們在看這個幻象的時候,到底是看到了什麼?我們看到每個方塊都在往逆時鐘或是逆時鐘的方向運動,不過我們也同時看到它們並沒有改變位置。這兩句話乍聽之下應該不能同時是對的,不過這不是一個悖論。我們談的是經驗,不是物理。依照物理的定義,運動一定要有位置的改變,不過在視覺經驗的世界裡,因為運動感跟形體視覺是同一個經驗的兩個面向,所以我們可以同時看到這兩個性質。這就好比是我們可以同時看到檸檬是黃綠色的,也可以看到它是橢圓形的,這兩者並不抵觸。

我們再來看另一個幻象 [6]:

你應該看到一個往左下角的運動。不過你應該有注意到,你看到的其實是很多小塊的元素,每一個小塊的元素都在往不同的運動方向。我們的經驗是每個小塊元素的總和嗎?好像不是,我們除了每個小塊元素之外,還多看到了一個東西,那個東西就是往左下的 “運動感”。


我再舉一個聽起來也是直覺上不合理的現象。依照我們一般的視覺經驗 “運動” 的意義是指某個東西的運動,要是沒有看到東西,那當然看不到運動,也就是說運動這種感覺不能單獨存在,它一定要跟形體視覺共存才行。不過科學家發現,在一些特殊的情況之下,真的有可能可以感受到 “純運動感”。有些腦部受創的病人,說他們有時能感覺到運動,但感覺不到什麼東西在動,也說不出來是什麼形狀的東西在動,或是什麼顏色的東西在動。因此我們只能說他看到的就是獨立存在的運動感。最早描述這個現象的是一篇 George Riddoch 醫生在 1917 年出版的論文,因此被稱為 Riddoch 症狀。Riddoch 症狀跟所謂的盲視現象 (blindsight) 有很密切的關係 [7],有些人把它視為是盲視現象的一種。

有些人不接受這種證據,因為這種病患很罕見,我們對他們視覺經驗的瞭解很片斷,所以也許不應該太早下結論。也許這些病人也不瞭解自己的經驗,也許語言很難溝通他們的的感覺…不過有趣的是正常人在特定的情況之下,也有可能體驗這種所謂的“純運動感”。生理學家 Sigmund Exner 在 1875 年描述到,如果一個運動中的物體出現在你的視野邊緣,你也可以感覺到一種沒有形體沒有顏色的運動感 [8]。很不幸你沒有辦法立刻體驗這種感覺。這需要在實驗室裡在控制的情況之下才能做得到,不過至少原則上這是每個人都感覺得到的經驗。

你也許會問:就算我真的做這個實驗,我怎麼知道這種沒有顏色沒有形體的感覺,就是運動感?有些人甚至會說這種感覺,根據定義,就算不上是運動感。我的回答是:我們可以測試你能不能分辨運動的方向,要是可以的話,那就有很強的理由說這種感覺就是運動感了,因為這種感覺承載著讓你可以分辨運動方向的資訊。

要是你再機車一點的話也許你會再問:就算我有這種沒有顏色沒有形體的感覺,就算我可以回答運動的方向,不過那還是沒有辦法證明這種感覺有承載運動方向的資訊。也許運動的方向是沒有感覺的(也就是說是無意識的),如果我可以使用無意識的資訊來決定運動的方向,那這種感覺就不需要承載運動方向的資訊,那就不能確定這種感覺是運動感。我的回答是:在你回答運動方向前,我可以要求你評估這個沒有顏色沒有形體的感覺有多強烈。如果在強烈的時後你的回答比較正確,那我們就可以說你的回答是來自這種感覺 [9]。


我之所以特別花時間討論這個主題,是因為在網路上看到人在爭辯科學的限制,常常會有人拿感官經驗當理由:

  • 有人說當下的感官經驗,是一種不需要科學方法就可以完全理解的知識,因此科學方法不是唯一得到知識的方法。
  • 有人說科學只能觀察客觀的行為,不能觀察主觀的經驗。因此依照科學的定義,經驗就不在科學的範圍之內。
  • 有人說科學能回答有關感官經驗背後的生理學機制的問題,但這些知識是生理學知識,跟經驗本身無關。

我認為這些都是錯的。“運動感是一種跟別的視覺經驗不一樣的經驗”就是一個科學知識。它是綜合神經生理學跟心理學得到的成果,它的內涵是解釋我們經驗本身的性質,不光只是描述生理學機制。

最後我要強調我們對自己的內心世界瞭解得非常少。我們有幾種視覺感覺?視覺真的是一種感覺嗎?感覺有強弱的區分嗎?這些都是不容易回答的問題,我認為正確地刻劃我們的感官經驗,是一個必須處理的問題。神經科學家,心理學家,跟哲學家在這方面,應該能有許多有意義的合作。


  1. 類似的觀點請參考哲學家 Eric Schwitzgebel 寫的書: Perplexities of Consciousness. Daniel Dennett 的 Sweet Dreams: Philosophical Obstacles to a Science of Consciousness 有討論 umami。
  2. Nakayama, K. (1985) Biological image processing: a review. Vision Research, 25, 625-660。
  3. 其實正確地說法應該是說形體視覺 (pattern vision) 是一種基礎視覺經驗. 形狀只是形體視覺的一種。
  4. 我這裡不用哲學家所說的 qualia,那是因為 qualia 這個字太籠統, 有很多不完全一致的定義。
  5. 這個幻象是 George Mather 教授設計的 two-stroke motion
  6. 詳情見 Amano et al. (2009)
  7. 參考 Zeki, S. and ffytche, D.H. (1998) The Riddoch syndromeinsights into the neurobiology of consciousness. Brain, 121, 25-45。
  8. 見 To, M.P.S., Regan, B.C., Wood, D., Mollon, J.D. (2011) Vision out of the corner of the eye. Vision Research, 51, 203-214。
  9. 有些人說我這種討論是在做哲學,不是在做科學。其實這些是有關盲視現象的科學文獻裡很常見的討論,有些人說 “xxx 是在做哲學,不是在做科學”,那些人只是不知道科學家在做什麼,或是不知道哲學家在做什麼。

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活躍星系核

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。