額外講次：知覺哲學

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目錄

1 知覺哲學

知覺哲學

知覺心理學額外部分

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）

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....

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

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

取自"http://wiki.kmu.edu.tw/index.php/%E9%A1%8D%E5%A4%96%E8%AC%9B%E6%AC%A1%EF%BC%9A%E7%9F%A5%E8%A6%BA%E5%93%B2%E5%AD%B8"

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