变化盲视：为什么眼见不一定为实

“看”的行为如此自然，以至我们很难体会这个过程背后的复杂机制。你可能会感到惊讶，人类大脑大约有1/3的神经元是为视觉服务的，因为大脑必须做大量的工作才能精确地分析进入眼睛的光子流。

严格地说，所有的视觉场景都是模棱两可的，例如，图2-2可能是距你500米远的比萨斜塔，也可能是一个一臂高的玩具模型：两者在你的眼睛上投射的是相同的图像。为了获得准确的信息，大脑要综合分析环境，做出假设，使用我们在之后会提到的一些技巧，最终才能消除有歧义的信息。但这一切并非不费吹灰之力的，失明数十年的患者通过手术恢复视力的案例就证明了这一点。他们并不会立即看到世界，而是必须先学习如何看。对他们而言，刚恢复视力时，世界是混乱的，充满着纷乱的形状和颜色，即使视觉功能是完整的，他们的大脑也必须学习如何解释接收到的信息。

对生来视觉正常的人来说，要领会视觉是建构出来的，最好的方法就是注意自己的视觉系统是如何出错的。视错觉存在于人类进化出来的用于处理事物的系统边缘中，因此它们是了解大脑的完美窗口。

要严格定义“错觉”有一定的困难，因为所有的视觉似乎都是一种错觉。你周边视觉的分辨率大致相当于透过结霜的淋浴门看东西的效果，而你却以为周边的景象也能看得很清晰。这是因为在你瞄准的每一个地方，你的中心视觉都是高度聚焦的。要证明这一点，可以试试这个游戏：让一个朋友将一把彩色马克笔举到他身边。你盯着他的鼻子，然后试着按顺序说出他手中笔的颜色。结果会令你吃惊——即使你能说出用眼角余光看到的颜色，也不能准确地判断出它们的顺序。你的视野比你认为的更小，因为在一般情况下，大脑会利用眼部肌肉使你的高分辨率视觉中央直接投向你感兴趣的事物。无论你的眼睛看到哪里，哪里都是高度聚焦的，因此你认为整个视觉世界都是清晰的。

不仅如此，人们根本没有意识到视野存在边界这一事实。盯着墙上的一个点，把手臂伸到面前，摆动手指。接着把手慢慢移回耳侧。在某一时刻，你就看不到手指了，然后再向前移动，你就又能看到它们了。这是因为你正在“穿越”视野的边界。同样，因为你总是可以把目光对准感兴趣的地方，所以你通常并不会意识到视野的边界。有趣的是，大多数人一生都没有意识到，他们时时刻刻都只能看到有限的视野。

当你深入了解视觉时，会发现大脑可以提供令人信服的知觉。以深度知觉（perception of depth）为例。你的两只眼睛彼此相隔几厘米，所以它们所接收的图像略有不同。如果你想证明的话，你可以从间隔几厘米的两个地方拍两张照片（见图2-3），然后把它们并排放在一起。接着交叉视线，使这两张照片合并成一张，你会从这张照片体会到深度知觉。你将真正感受到深度，并且无法改变这种知觉。平面图像不可能具有深度，因而这揭示了视觉系统的自主机制：给予适当的输入，它就会为你构建一个丰富的世界。

人们犯的最普遍的错误之一，就是相信自己的视觉系统能像摄像机那样实事求是地展现出“外界”的样子。仔细观察图2-4中的两幅图片。

它们之间有什么区别？很难辨别。在这个测试的动态版本中，两幅图片是交替显示的，例如，每幅图显示半秒，两者之间有0.1秒的间隔。结果发现，人们对图片里场景中惊人的巨大差别完全视而不见。比如说，其中一幅图片里可能出现一个大盒子，或者是出现吉普车、飞机引擎，而人们根本发现不了这些区别。人们的注意力在场景中缓慢地游走，分析着有趣的地方，直到最后才发现了变化。一旦大脑锁定合适的对象，人们就很容易看到变化。但这种情况只有通过仔细观察才能发生。这种“变化盲视”突出了注意力的重要性：你必须把注意力集中在一个物体上，才能看到其中发生的变化。

你并不像自以为的那样可以看到世界丰富的细节；事实上，你对映入眼帘的大部分事物都没有意识。比如，你正在看一部短片，里面有一名演员，他在做煎蛋卷。之后，摄像机切换到了一个新的角度。当演员换成另一个人时，你肯定会认为自己能够注意到，但实际上，2/3的观察者都没有发现。

在一个令人惊讶的变化盲视的演示中，实验者随机拦住操场上的路人，并且向他们问路。当这名毫无戒心的路人正在指路时，一名扛着门的工人粗鲁地走到两人中间。路人并不知道的是，问路的实验者已经悄悄地与躲在门后的同伙换了位置：当门被移开后，站在那里的变成了另一个人。结果显示，大多数路人都会继续指路，完全没有注意到那个人已经不是最初问路的人了。换句话说，他们只记录了自己所看见的事物中的少量信息，其余的都是他们的假设。

神经科学家并不是最早发现“把东西放在眼前并不代表我们一定能看到它”这一现象的人。魔术师很早就发现了这一点，并且充分利用了这方面的知识。通过引导人们的注意力，魔术师可以在众目睽睽之下耍花招。他们的行为本应该会使魔术失败，但他们毫不担心，因为大脑只会处理小部分的视觉场景，而不能处理投射在视网膜上的所有信息。

这一事实有助于解释为何司机在无障碍的情况下会追尾、撞到行人，甚至撞到火车。在许多情况下，虽然眼睛在看，但大脑并没有觉察到刺激物。也就是说，视觉不仅仅是“看”。这也解释了为什么你可能没发现图2-5中的三角形里有两个“of”。

道理很简单，但它们并非显而易见的，即使对大脑科学家来说也是如此。几十年来，视觉研究者一直试图找出视觉大脑重建外部世界的三维表达的方式，但他们后来才慢慢明白，大脑并没有真正使用三维模型，它充其量只是建立了一个维的草图。大脑不需要一个完整的世界模型，因为它只需要计算何时该看哪里就够了。例如，大脑不需要对你所在的咖啡店的所有细节进行编码，它只需要知道当它想要某样东西时，应当怎样搜索。你的内部模型只有一些大致的概念，比如你在咖啡店，有人在你的左边，你的右边有一面墙，桌子上有些东西，等等。当同伴问“还剩下多少块糖”时，你的注意力系统开始审视碗中的细节，然后将新数据输入你的内部模型中。即使糖碗一直在你的视野中，大脑也不会记录它的细节，因为大脑需要做额外的工作才能完善它的细节。

同样，我们通常知道刺激的某个特征，但无法同时指出其他特征。请看下面的图案：||||||||||||，说出它是由什么组成的。你可以准确地说出它是由竖线组成的。但是如果我问你有多少条线，你可能一时间答不上来。你可以看到竖线，但不能在不费力的情况下说出有多少条。你可以知道某个场景中的一部分东西，但不会注意其他方面，只有当被问起时，你才会意识到自己错过了什么。

“舌头在嘴里的什么位置？”一旦被问到这个问题，你马上就可以回答，但在被问到之前，你可能并不知道答案。大脑一般不需要知道太多的事情，它只需要知道如何检索数据，而且它只检索它需要知道的。你不会一直在意舌头的位置，因为这种知识只有在特殊情况下才有用。

事实上，除非问自己，否则大部分事情我们都意识不到。比如，现在你左脚穿的鞋穿起来怎么样？空调“嗡嗡”声的音调有多高？正如我们在变化盲视中看到的，大部分显而易见的事物，人们都意识不到；只有把注意力集中到场景中的某个细节，人们才会意识到自己错过了什么。在集中注意力之前，人们通常不知道自己没有意识到这些细节。因此，不仅我们对世界的感知不能准确地反映外界，我们还构建了一个完整的、丰富的假象。实际上，我们只能看到自己需要知道的东西，看不到其余的事物。

1967年，俄罗斯心理学家阿尔弗雷德·雅布斯（Alfred Yarbus）研究了大脑是如何探询世界以收集更多细节的。他利用眼球跟踪器测量人们观看点的精确位置，并要求被试注视画家伊里亚·列宾（Ilya Repin）的画《意外归来》（An Unexpected Visitor）。被试的任务很简单，那就是观察画作，并且在研究者的要求下猜测画中的人在“不速之客”到来前做了什么，或者猜测这些人的经济水平或年龄，又或者猜测这些“不速之客”已经走了多久？

结果非常令人惊讶：根据研究者询问内容的不同，被试不仅眼睛移动的方式完全不同，他们还尽其所能地对图片进行信息采集。当被问及年龄时，被试的目光会转向画中人的面孔；当被问及财富时，被试的目光又会转移到画中人的穿着和财物上。

这意味着，大脑探询世界时，会积极地提取它所需要类型的信息。大脑不需要立即看到《意外归来》的一切，也不需要把所有的东西都存储起来，它只需要知道到哪里去获取信息即可。当眼睛探究世界时，它们就像执行任务的探员，能够优化自身获取数据的策略。即使它们是“你的”眼睛，你也不清楚它们的职责是什么。就像在玩射击电子游戏一样，眼睛在隐秘地运作，速度快到你笨拙的意识完全跟不上。

为了有效地说明自省的局限性，可以想象一下你在读这本书时的“眼动”。你的眼睛从一点跳到另一点。要理解眼睛这些动作之快、稳、准，我们只需观察别人阅读时的动作就能明白。然而，我们察觉不到眼睛对书本的细致的观察。相反，书中的思想似乎是从一个稳定的世界流入我们的大脑的。

因为人看东西似乎毫不费力，所以，要了解视觉就如同鱼要了解水一样困难：鱼从来没有体验过其他事情，所以它几乎不可能意识到水。但是如果有气泡经过，就可以为好奇的鱼提供关键的线索。像气泡一样，视错觉可以使人注意到自认为是理所当然的东西，因此它们是理解大脑幕后运行机制的关键工具。

毫无疑问，你可以看到图2-6中的立方体，即内克尔立方体。这个立方体是一个“多稳态”（multistable）刺激的例子，这个图像会在不同的感知之间来回翻转。选择你认为的立方体的“正面”，盯着它看一会儿，你会注意到有时正面会变成背面，立方体的方向会改变。如果你继续观察，它会再次切换，在这两种立方体方向的知觉之间交替出现。值得注意的是：书页上没有任何变化，所以变化一定是发生在你的大脑中。

视觉是主动的，不是被动的。视觉系统解释刺激的方式不止一种，因此它在各种可能性之间来回翻转。同样的翻转方式也可以在脸－瓶错觉图（face-vase illusion）中看到：即使书页上什么都没有改变，你也依然会有时看到脸，有时看到花瓶。不过，你无法同时看到两者。

还有对这种主动视觉原理更惊人的演示。当向你的左眼展示一幅图像（比如一头奶牛），同时向你的右眼展示不同的图像（比如一架飞机）时，就会发生知觉切换。你无法同时看到两者，也不会看到两幅图像的融合。相反，你会看见其中一幅，然后看见另一幅，随后又看见刚才的那幅。你的视觉系统正在“仲裁”冲突信息之间的战斗，你看不到发生了什么，仅仅能看到某种知觉赢过了另一种。即使外界没有改变，大脑也会动态地呈现不同的解释。

除了主动解释外部世界，大脑还会自作主张地对知觉进行完善。以视网膜为例。视网膜是由一层位于眼睛后部的特殊感光细胞构成的。1668年，法国哲学家兼数学家埃德姆·马略特（Edme Mariotte）偶然发现了一个意外的现象：视网膜中有一片相当大的区域没有感光细胞。这让马略特十分惊讶，因为视野是连续的，也就是说，在缺乏感光细胞的区域并没有出现相应的视野缺失。

视野真的没有缺失吗？马略特对此进行了更深入的研究，他发现，人的视野中有一个洞，即“盲点”。为了证明这一点，请闭上你的左眼，用右眼盯着图2-7中的加号。

慢慢地前后移动书页，直到圆点消失——大约在距离书30厘米的位置。你之所以会看不到圆点，正是因为它落在了你的盲点上。

不要以为你的盲点很小，它其实很大。想象一下月亮在夜空中的大小，你的盲点可以遮住17轮月亮。

为什么在马略特之前没有人注意到盲点呢？为什么像米开朗琪罗、莎士比亚和伽利略这样的聪明人至死都没有发现这一现象呢？其中一个原因是，两只眼睛的盲点是不同的，位置不重叠，而这意味着，睁开双眼后，盲点被覆盖住了。更重要的原因是，大脑“填补”了在盲点处丢失的信息，所以没有人注意到这一点。注意一下你在盲点处看到的东西。当圆点消失时，你看到的并非一个白色或黑色的空洞，而是大脑编造的一小块背景图案。当大脑缺乏视觉空间中特定位置的信息时，它会用周围的背景进行填补。

你感知到的不是外界有什么，而是大脑告诉你的一切。

19世纪中叶，德国物理学家兼医生赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）已经开始产生了怀疑：从眼睛到大脑的数据流太小，根本无法解释丰富的视觉体验。他得出结论，大脑必须对输入的数据做出假设，而这些假设是基于以前的经验做出的。换句话说，只要给一点点信息，大脑就可以根据猜测把信息变得更丰富。

看图2-8，根据以前的经验，你的大脑会假设视觉场景是由上面的光源照亮的。所以，上亮下暗的圆形会被看作凸出来的，相反的则被视为凹进去的。将图形旋转90度可以消除错觉，清楚地显示出这些仅仅是平的、带阴影的圆圈。但当图形再次向左侧翻转90度时，人们还是会情不自禁地产生有深度感的错觉。

同样，基于对光源的经验，大脑也会对阴影做出无意识的假设：如果一个正方形投下了一片阴影，而阴影突然移动，那你就会相信正方形在深度上发生了变动。

看图2-9。正方形根本没有移动过，代表它影子的暗方块的位置却稍有变化。这可能是因为上方的光源突然转移了位置。但基于以前对缓慢移动的太阳和固定电灯的经验，你的知觉会自动优先选择更可能的解释，即方块在朝你移动。

亥姆霍兹称这种视觉概念为“无意识推理”，其中，推理指的是大脑对可能存在的事物的猜测，无意识则提醒我们，我们没有意识到这个过程。我们没有权限进入这个快速运转的、收集和估测世界数据的自动机器内，而仅仅是它的终端的受益者，享受着光影的游戏。