第6章 睁开你的双眼(2)

要判断物体的距离,我们需要两只眼睛协同工作。如果你闭上一只眼睛,然后睁开,然后再闭上另外一只眼睛,你会发现两次看到的场景有所不同,越近处的物体差别越大,越远处的物体差别越小。如果孩子一直蒙着一只眼睛,他们便不能使用两只眼睛对信息进行对比,也就无法像成人那样进行细致的观察。比如,他们会感到穿针线非常困难。由于有了对动物的研究,我们朋友的女儿得以接受一种新型的训练,使她能够学会控制其眼部肌肉,并且不影响以后观察周围三维世界的能力。

视网膜中有三种类型的视锥细胞,分别负责感觉光线中的红色、绿色和蓝色。如果它们负责感觉光线的强度加大,它们发送信号的强度也随之加大。除了这三种颜色之外,其他颜色是由三种视锥细胞不同的活跃程度形成的,整个过程就像是在调色板上通过三基色调制出各种颜色,但这两种情况下的三基色是不相同的,因为光线的混合不同于颜料的混合。第四种视网膜细胞叫做杆状细胞,负责在昏暗的光线下感觉光线强度,但对于色觉却起不到作用,这就是为什么你在弱光下很难辨认颜色的缘故。同时,这些杆状细胞和视锥细胞还与视网膜中其他一些细胞进行着联系,这些细胞负责对收到的视觉信号进行计算和加工。比如,视网膜的输出细胞会将每个区域的相对光线强度与周边区域进行对比,然后将结果传递到大脑负责视觉的区域和负责控制眼睛和头部运动的区域。

在整个过程中的每一步,神经元都被安排在一张视图里,以便来自相邻点的信息能够通过相邻的神经元传递到大脑的相关视觉区域。这就是说,一幅场景中相邻的点在被相机拍下来之后,在照片上同样是相邻的。这使得能够代表视觉场景周边区域的神经元相互之间可以进行交流,以便它们弄清楚自己所代表的区域位置。

一开始,大脑必须首先确定物体每个组成部分的亮度。你可能会认为这是件很简单的事情,只要确定负责转移信号的神经元的活动强度便可以了。实际上,这并不是件容易的事情,因为神经元活动取决于眼睛接受的实际光线数量,而光线数量又取决于被视物体的特征和现场光照和阴影的类型。同一个物体,在日光照射和台灯照射下,看上去会有所不同;即使是在同一种光线照射下,阴影面不同,看上去也不一样。下图说明,在我们尚未弄清楚我们到底看到了什么之前,我们的大脑往往会草率地做出一系列的结论。

左图中,看上去,标记为“A”的方块比标记为“B”的方块颜色深。果真是这样吗?右图中分明显示两个方块颜色一样深。还是不相信吗?你可以用纸将左图中“A”和“B”之外的区域盖上,然后再注意观察。

你一定注意到过,狗在盯着一样物体时总是前后移动头部。许多种动物都通过这一方式形成对物体距离的判断。这些动物的头部前后运动时,物体距离它们越近,动物感觉其在四周方向上发生的位移越大,反之位移则越小。大脑能够通过多种线索(以及一系列的假设)对深度做出判断。比如,大脑可以通过对比两只眼睛所看到的不同情况进行计算,或者能够确定几个物体中哪个物体在前。对一条铺满石子的路,大脑可以通过两个线索对其长度进行判断:其一是越往远处石子越小,其二是越往远处看上去路越窄。大脑还能够使用已知物体的尺寸对其他物体做出推断。

另外,你的大脑还能自动辨别出视觉表象中的物体。麦克在这一方面就十分困难。他能够将放在桌子上的三角形和四方形区分开来,但却弄不清楚一张照片里究竟有多少人。大厅上的天窗会在地板上投射出一种不断变幻的光影条纹,而这在麦克看来,却像是一座楼梯。在他刚刚做完手术之后,他的妻子不得不时常提醒他不要死盯着别的女人看,因为麦克不能像其他人那样,用眼睛的余光捕捉信息。麦克曾经专门学过如何识别一幅画面中有什么东西,并从中获得有用的信息,然而这些努力没能使他像常人那样拥有敏锐高效的视觉。