額外講次：知覺哲學

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目錄 1 知覺哲學 1.1 知覺哲學 1.2 演化 1.3 知覺研究史

[編輯] 知覺哲學

• 知覺心理學額外部分

[編輯] 知覺哲學

• 知覺哲學？
  • 知覺也有哲學？
    • 所有學問始於哲學
    • 知覺心理學者內心的核心
  • 哲學在哪？
    • 最底層的想法
    • 即基本定義
  • 哲學在
    • 哲學家的思想中

• 哲學家的知覺
  • Qualia 感質
    • 這是紅色？！

• 感質
  • 丹尼爾·丹尼特（Daniel Dennett）說
    • 不可言說
      • 它們不能被交流，或者被以除直接經歷外的任何方式傳達
    • 本質的
      • 它們是物質無關的，不因經驗有關的事物改變而改變
    • 私人的
      • 任何對它的人際交流是完全不可能的
    • 可直接或立即理解性
      • 經歷一個感質就是知道自己經歷了這一感質，且知道所有關於這一感質的信息

• 也就是
  • 如何表達你感受到的紅？
    • 你可以說出來嗎？
  • 物理上是什麼性質？
    • 波長為660nm一定紅嗎？
  • 你感受到紅
    • 別人如何感受？
  • 前前頁的
    • 你一定可以馬上說是紅

• 但是
  • 彩色知覺中
  • 說：
    • 物理刺激是
      • 可見光
    • 神經生理上
      • 3 cones
    • 心理歷程上
      • 有三原色、也有對立歷程

• 色彩的知覺
  • 大部分人相同！
    • 因此我們可以用
      • 物理性標準
      • CIE 1931
  • 但是有些人不同
    • 辨色力異常

• 三種辨色力異常

• 問題
  • 辨色力異常
    • 在cones上變異
  • 但色彩不是只有在
    • cones發生
  • 應該更後面
    • 知覺經驗發上在腦內
      • 但腦的哪？
      • 如何分佈

• 色彩理論
  • 旱期說
    • 三原色論（Trichromatic Theory）
    • 對立說(Opponent-Process Theory)
  • 後來
    • (不太說 :p
    • Retinex theory
  • 現代
    • 沒在說

• 色彩理論？
  • 現在為什麼沒什麼「理論」？
    • 理論...
      • 不是局限在某部分：如receptor或早期神經歷程
      • 不然就是有漏洞：有不少無法解釋的現象（就不僅是例外）

Kitaoka

• 回到最基本問題
  • 為什麼紅色是紅色？！

如果有人的彩色知覺與可見光光長的關係與你相反....

[編輯] 演化

• 可能更根本的事
  • 我們的視覺怎麼來的？
  • 生物的器官
    • 都是演化來的
      • 是經歷很長、很長、很長的時間
    • 所以
      • 演化上越近的物種器官越類似

• 視覺也是演化而來
  • 先看
    • TED 影片
      • 不過有些部分有問題
        • 演化時間不是以百萬年算的，是以億年算
    • 眼睛是演化來的
    • 視覺接受器也是演化來的
    • 視覺神經系統也是演化來的

• 感光元件的演化
  • 更基本問題
  • 我們動物如何獲得感應光線？
  • 由扁眼蟲來看
    • 光感受器官（photoreceptive organelle）
    • 藍光啟動的腺苷酸環化酶（a blue-light-activated adenylyl cyclase）
      • 環腺苷酸（cAMP）形成
      • 觸發鞭毛拍打模式和細胞運動的改變
    • 就是讓牠有趨光性運動
  • 光接受分子
  • 視黃醛（retinene） → 古菌中之光感應分子
  • 視紫紅質（rhodopsin） → 由視黃醛演變
    • 就在各動物光接受器中
  • 視覺迴圈（visual cycle）
    • 如圖
    • 漂白

以上資料來源

• 演化的「眼睛」
• 眼睛的演化
  • 各種眼睛

參見：Gregory, R.L. (1997). Eye and Brain. 5th Ed. Princeton University Press.

• 我們的視覺演化的特性
  • 以色彩接受器為例
    • 我們基本上是三種cones
      • SML cones
    • 但是比較早演化出來的cones
      • 可能是四種
        • 四色視覺（Tetrachromacy）
      • 如鳥類

• 哺乳類
  • 地球上剛出現哺乳類時
    • 恐龍還是在掌控白天世界
    • 唯有夜晚較有生存空間
    • 原來那麼多cones無助於夜間生存
      • 減少cones 剩餘的空間放rods
      • 只剩兩種 cones 的佔生存優適

• 靈長目
  • 在此之前演化的哺乳類
    • 二色視覺（dichromacy）
  • 靈長目
    • 其中一個cones 突變
      • 約從新世界猴演變成舊世界猴
      • 即約3,000萬年前
    • 結果得到
      • 三色視覺（trichromacy）

• 光感應演化總結
  • 古菌（20億年前或更久以前）
    • 可能有了光感應分子
  • 單細胞動物
    • 可能已經利用光為運動機制
  • 感光色素分子
    • 也大約是差不多時間出現
      • 視紫紅質（rhodopsin） → rods
      • 光視蛋白（Photopsin） → cones
  • 相對於「視紫紅質」，「光視蛋白」
    • 只要改變一個胺基酸
    • 其感光特性（即最佳吸收光譜）會改變
  • 相對於「光視蛋白」，「視紫紅質」
    • 感光敏感度高
    • 相對穩定
  • 因此
    • Rods 對於暗視有利
    • Cones 對於分辨不同光譜有利

[編輯] 知覺研究史

• Wundt的Structuralism
  • 利用訓練良好的（well-trained）受試者
  • 進行「內省」(introspection)的方法
    • 找尋：感覺、情感、意志、知覺（馮特稱之為統覺）和思維的元素
    • 也試圖了解這些元素與元素如何連結

• Wundt生平
  • 威廉·馮特（Wilhelm Wundt，1832年8月16日－1920年8月31日）
    • 1855年，畢業於海德堡大學醫學系
    • 1857年，回到海德堡大學擔任生理學講師
    • 1858年，馮·亥姆霍茲（von Helmholtz）創辦了一所生理學研究院，馮特擔任其實驗室助手
    • 1874年，出版《生理心理學原理》
    • 1875年，馮特被萊比錫大學聘為哲學教授
    • 1879年，創建了世界上第一個心理學實驗室

• 早期的Wundt之影響
  • 讓心理學在學界有一個空間
    • 之前有物理學、化學、生理學、哲學...
    • 心理學的內容遊走在各學科之間
  • 培養眾多後進，如：
    • 卡特爾（James Cattell）：美國第一位心理學教授
    • 鐵欽納（Edward Titchener）：創立美國第一個心理學實驗室
    • 斯皮爾曼（Charles Spearman）：英國心理學家，智力二元論
    • 霍爾（Stanley Hall）：美國心理學會創始者

• 結構主義的功過
  • 功
    • 建立「內省法」的操作模式
    • 由內省法取得不少資料（相較「心理物理學」增加）
    • 可以與其他科學平起平坐
  • 過
    • 資料多到不合理（到1940年代估算感知上的元素有4,000以上）
    • 無法如化學，由元素與元素結會成分子...

• 題外：同一時期另一個心理學
  • 功能主義（functionalism）
    • 詹姆斯(William James, 1842~1910)
      • 美國「第一位」心理學者，著有「心理學原理（Principles of Psychology, 1890）」
        • 其中提到：生理、知覺、意識、情緒、注意力、意念等等現在心理學也會討論的議題（雖然因19世紀之研究為本，在神經生理等資料偏誤難免），是19世紀末到20世紀初美國影響力最大的書
        • 其中也提到「心靈」、「心流」等問題
    • 由有機體之實際功用（即因環境而反應之能力）來看心理之機能形態

• 在大西洋兩側
  • 結構主義與功能主義
    • 隨著研究成果的累積
    • 發現與他們原先設想不一樣的東西
    • 逐漸「解構」
      • 結構主義 → 完形心理學
      • 功能主義 → 行為主義
  • 因為知覺歷史
    • 以下從完形開始

• 完形心理學
  • 當初有三個人
    • 韋特墨（Max Wertheimer, 1880 ~ 1943）
    • 科勒（Wolfgang Köhler, 1887 ~ 1967）
    • 考夫卡（Kurt Koffka, 1886 ~ 1941）
      • 1910年夏天，韋特墨在從維也納前往萊茵蘭度假的火車上悟到「似動運動」的重點
      • 中途在法蘭克福下車，在法蘭克福大學與科勒、考夫卡進行心理學實驗

• Schumann’s Tachistoscope

• 完形之重點
  • 整體不同於其部件的總和
    • 從Schumann’s tachistoscope實驗
      • 交互呈現垂直與水平之光條
      • 在適當時距下（ISI約60 ~ 200ms）
      • 看起來是來回運動之光條
        • ISI太短 → 同時閃
        • ISI太長 → 交互閃
      • 由以上，他們認為似動運動之知覺不是由垂直/水平的光條加交互閃爍。他們認為時距適當時我們會感受到完整之「運動」

• 題外話：命運
  • 命運坎坷的格式塔心理學
    • 在德國納粹黨興起，猶太人被迫害
    • 不幸的是韋特墨、考夫卡是猶太人
      • 在1930年代前後逃至美國
      • 雖然科勒不是猶太人，但也不喜納粹作風，也轉往美國
    • 那時的美國，已是行為主義在掌控全局
    • 但是仍然也影響了一些研究人員

• 完形心理學旁支傳人
  • 吉布森（James Gibson, 1904 ~ 1979）
    • 在1930年代於史密斯學院遇見逃離政治迫害的考夫卡
    • 二次大戰期間服務於美國陸軍航空心理研究所
    • 《視覺世界的知覺》（The Perception of the Visual World）1950
      • 反對當時主流之行為主義
    • 《視知覺生態論》（The Ecological Approach to Visual Perception，1979年）
      • 總結其研究

• Gibsonian
  • 繼承J. J. Gibson思潮的學者
  • 通常自稱Gibsonian
    • 美國有，日本不少
  • 環境賦使（affordance）
    • 就是他們的中心教條

• 環境賦使（affordance）
  • Gibson自創用詞
  • 又翻譯成
    • 承擔特質、直觀功能、預設用途、可操作暗示、符擔性、支應性、示能性
      • 指一件物品實際上用來做何用途，或被認為有什麼用途。也就是說在物品的某個方面，具有讓人明顯知道該如何使用它的特性
      • 如門提供「打開」的功能，椅子提供「支撐」的功能

• Gibsonian的長/短處
  • 長
    • 大局面、鳥瞰、哲學！
    • 考慮到演化、生態議題
  • 短
    • 太大了，「打高空」
    • 不易實作
    • 知覺研究、實驗追不到Gibson的思路

• 曾彗星一樣出現的天才
  • D. Marr（1945 ~ 1980）
    • 英國心理學家和神經科學家
      • 1966年劍橋大學三一學院（Trinity College, Cambridge）取得數學學士學位
      • 1972年獲劍橋大學博士學位，論文：A general theory for cerebral cortex.
        • 以感知器（Perceptron）的概念解釋小腦之神經聯結
      • 1977年獲聘為美國麻省理工學院的心理系教職

• Computational Theory
  • 由Marr提出，想要統籌整個知覺（甚至整個大腦）的理論
    • 三個層次來分析
      • computational level 計算（理論）層次
        • 系統在處理什麼事、如何、又為何如此處理
      • algorithmic level 算則層次
        • 計算（處理）的具體規則
      • implementational/physical level 硬體層次
        • 實際的硬體（神經系統/電腦程式）的計算

• Marr實際工作
  • 立體視覺之計算理論與合作算則
    • 計算理論有三種處理階段
      • Raw primal sketch
        • 即邊界偵測之前之網膜影像
      • 2.5D sketch
        • 介於平面網膜影像到腦內（或其他硬體）立體知覺之間之表徵
      • 3D model
        • 腦內（或其他硬體）之立體知覺表徵
      • 依上面之理論，提出算則

• 合作算則（cooperative algorithm）
  • 依符合計算理論，推出三個規則
    • 相容性（compatibility）
      • 黑點只與黑點對應
    • 唯一性（uniquneness）
      • 基本上一點只與一點對應
    • 平滑性或連續性（continuity）
      • 基本上臨近之點之間像差是不變的

• 合作算則圖示

• 計算機模擬結果

資料來源：Marr & Poggio (1976) Science, v.194, 283-287

• 我做的模擬

資料來源： 中華心理學刊，2011，v53, 1-20

• 計算理論的困境
  • 問題太複雜
    • 人類知覺（即在大腦之神經歷程）太難
    • 當時之其他硬體（電腦）太弱
      • 我實際模擬，跑一個圖至少要一整天
  • 需要更宏觀的理論
    • 需要真正天才
      • 可惜D. Marr 35歲就血癌去世
      • 後繼真的沒有人可以提出...
  • 1990年後
    • 有更fashion之工具

• 知覺心理學本身之困境
  • 繼Marr之後，沒有「大理論」出現
    • 40餘年，都在描述或發現「現象」
    • 用一些「小模型」描繪這些現象
    • 累積了一堆現象與模型
      • 但就沒有見到整體
      • 一直在一群瞎子在摸象

• 知覺哲學again
  • 我們需要思考
    • 我們為什麼有現在的知覺？
    • 其中有關的
      • 大腦神經歷程
      • 生物物種之演化
  • 我們也要感受
    • 自己的知覺與他人間異同
    • 不同物種間感覺、知覺之異同
    • 與有各種感覺知覺障礙者間之異同