4　感觉心理学

海伦·凯勒早在幼年早期就由于一场重病而丧失了体验听觉和视觉世界的能力。由于耳不聪眼不明，她只能用剩下的感觉器官来感觉周围的环境。后来她在自传中写道：“有时，孤独的感觉像一场冰冷的雾向我袭来，我孤苦伶仃，一个人坐在关闭了的生活大门之前等待，里面是亮光和音乐以及欢乐的人群；但是我被禁止入内。命运无声又无情地封锁了我的道路……无尽的沉默笼罩着我的灵魂”。（Keller，1917）海伦·凯勒的命运极富戏剧性，因为她无法再支配那些感觉器官，而人们通常主要依靠这些感觉器官来熟悉环境。海伦·凯勒经常问自己，其他“正常的”人在说到亮光和音乐时，会说些什么。当向耳不聪眼不明的人提出这个问题时，他们首先想知道的，不是物理事件，更确切地说，他们感兴趣的是其他人用正常的感觉器官所获得的体验。而这样的体验终究是无法言述的。因此伊萨克·阿西莫夫对此解释说：“我们每个人就像自己感觉器官的囚犯。我们可能会知道苹果对别人而言看起来怎样、摸起来怎样、吃起来怎样吗？绝对不能，就像我们不能进入别人的大脑一样。”（Asimov，1979）海伦·凯勒的问题就是如此，她不能进入其他能看、能听者的“大脑”。

健康人虽然知道自己通过感觉器官获得的体验，他们可以进入颜色和声音的世界，但是，他们所看到和听到的东西真的与感觉器官物理地感觉到的东西相一致吗？记录的刺激必须转换成神经系统的语言，这样才能传输到大脑。来自感觉器官的数据在大脑里加工以后就被称为知觉。本章将探讨的内容是，至少看起来混乱的物理事件最终是怎样形成有条不紊的感觉的。在这之前要介绍感觉器官的几个普遍特征。以视觉器官为例，说明物理事件是怎样翻译成神经系统的语言的。大脑整理相关信息并试图查明，它们“意味着”什么。在这一过程中大脑也会出错。


插图4.1　海伦·凯勒在17个月大时，由于传染病而丧失了视力和听力。



4.1　感觉系统


一个人从外界获悉了什么，完全取决于他的感觉器官的结构和效率。如果他被突然剥夺了这些了解环境的能力，他就没有任何活下去的机会。一个走在荒野中的人必须能区分温驯的狗和危险的狼，否则他就无法采取措施，毫不迟疑地应对可能出现的危险。毫无疑问，一个功能良好的大脑有助于及时发现危险并选择合适的防御措施。然而，如果感觉器官不能给大脑传达任何信息，那么大脑这个中枢，这个极其重要的器官也就是多余的了。因此首要的问题是，来自一个人所处环境的信息在最终到达大脑之前经历了怎样的过程。此外还将介绍，刺激阈对体验的获得能起怎样的作用。在心理物理学的框架下就这些问题进行的经典研究已经发现，是否能越过刺激阈，是由许多因素共同决定的。近期在信号发觉论的框架下所进行的研究中，人们才得以证明，一个人是否认识某种刺激的意义，还取决于他的预期和他的实际动机。



4.1.1　感觉器官的一般功能


我们还可以将感觉器官称为接收环境刺激的大门。这个大门不仅接收刺激，而且从一开始就负责防止所有随时接触身体的东西都“进来”。感觉器官还负责把接收到的刺激进行转换，以便它们能够继续传递给感觉神经系统。

对接收到的刺激进行选择  。实际上，每个人每时每刻都在真正承受物理和化学刺激的轰炸。对一个人来说，绝对的安静简直一刻也难以忍受。如果人为地创造完全屏蔽外界的任何刺激的条件，那么，大脑不久就会开始自己制造十分近似于幻想的刺激。（Bexton  et  al，1954）当然，刺激作用过于强大和过于复杂，人们也不能承受。因此，在感觉器官层面上需要进行选择。比如，那些看不见和听不见的X射线、无线电波和电视波、紫外线和低频红外线每时每刻都会接触身体。

接收器是感觉器官的重要组成部分  。每一种感觉，诸如鲜花的香味、

婴儿的开怀大笑或者在一个凉爽的夏夜皮肤所感觉到的湿度，都开始于接收器（感觉细胞），这些接收器是各个专门的感觉器官的重要组成部分，受着某种能量的刺激。这些能量可以分为电能、机械能和化学能。例如，眼睛的接收器（视杆细胞和视锥细胞，见第173页）能够对一部分电磁能量作出反应。

启动自我体验

人们可以通过一个小实验来亲身体验在下一节中将要讨论的信息转换。（戴隐形眼镜和眼睛异常的读者不宜做这样的实验！）请您将指尖紧紧地按在眼睑上，必须稍微压住眼睛。30秒之后，人们通常会“看见”星星或者其他的黑白形状。之所以会产生这种感觉，是因为接收器多少也会对压力作出反应，而视网膜上的感觉细胞会将这种压力转化成光体验。

能量向神经系统的语言的转换  。感觉器官的所有接收器的任务是，转换电能、机械能或化学能，以便使其中包含的信息转换成神经系统的语言。我们把这个转换过程称为能量转换或者编码。在电视摄像机中也会进行这种能量转换，即将光学信息转换成电子信号。

通过神经纤维传递刺激  。对1938年发现的墨鱼大神经纤维的研究首次证明了神经细胞传递刺激的方式，同时发现，神经细胞（也称神经元）中的刺激传递是一个电化学过程。接收器能够激活神经元中的这个过程。搏动在神经轨道上的产生和传递大体类似于导火线。人们可以在导火线的近处点起一堆火，可能首先就会发现，导火线虽然被烤热了，但不会点燃。因为必须达到一个严格的热值，导火线才能被点燃。如果慢慢地缩短火堆和导火线之间的距离，温度就会逐渐升高，只要一超过阈限值，导火线就会被点燃。接着，火花就以一定的速度点燃导火线。如果一开始就用大火点燃导火线，火花的大小和运动速度能改变吗？回答是否定的，因为导火线是按照非此即彼的原则工作的。这就是说，起初的热值要么足以点燃导火线，要么点不着。只要一达到阈限值，即使扩大起初所使用的火堆，也不能使火花的大小和移动的速度发生变化。神经元原则上也是以这种方式运作的：必须达到神经元的阈限值，搏动才能按照非此即彼的原则进行传递。一根导火线燃烧完以后就再不能产生火花，而神经导体在短暂停顿（所谓的不应期）后能够传导另一个搏动。在这方面类似于手枪，手枪只有再次上膛才能再次“射击”。

处理刺激强度的区别  。只有了解了神经细胞的刺激传递，才能解释神经系统处理刺激强度的区别的方式。当接收器记录到特别强烈的刺激（非常明亮的光、嘈杂的声音等）时，就不让神经细胞继续传递更强的搏动。由于各个神经细胞具有不同的最高阈限值（见第162页），所以刺激传导给多少神经元，将取决于感官刺激的强度。因此，注视烛光激活的神经细胞少于注视明亮的聚光灯，单位时间内传递的搏动也更少。

感觉器官的适应  。阅读本书首先刺激的是视网膜上的接收器。当然，读者的感觉器官很可能还会受到其他刺激，因为街道上的噪音、隔壁房间的收音机或者书桌上花束的香味也会刺激他的感觉器官。这些刺激为什么始终没有引起人们的重视呢？答案是，很可能是适应了（习以为常）。
所谓适应，就是指某种刺激的强度一成不变地对感觉器官产生影响，但人们在习惯一段时间后就越来越不重视。人们在洗澡的时候就会有这种感觉，皮肤在第一次接触水时会感到很凉，可是在泡入水中不久后就会觉得很舒服。适应性往往发生在感觉细胞的层面上，当然在其他情况下，也可由传递和处理接收器信息的神经系统来完成，而且小实验也可以证明这一点。（Matlin  ＆  Foley，1996）

启动自我体验

您做这个小实验需要一种有淡淡气味的液体（比如香水或者醋）。您先用棉团堵住一个鼻孔，然后把装有这种液体的小瓶子放到鼻子下面；估计在大约五六分钟以后您就适应了，也就是说，经过这么几分钟，您再闻这种液体就不会感觉到像一开始那么刺激了。然后，如果您迅速地将棉团从一个鼻孔塞到另一个鼻孔并再闻一下，那您就会发现，您还需要一个适应过程，尽管现在受到刺激的是鼻子另一边的细胞。显然，至少大脑的某些部分已经适应这种气味，而这些部分就是嗅觉细胞发出的信号的接收器。



4.1.2　心理物理学


显而易见，心理学领域最初的研究目标是澄清（物理）刺激如何产生的这个问题，以便引起个体的关注。刺激必须发生多大的变化才能被视为有别于原来的刺激？研究这个问题的心理学研究领域，至今仍以心理物理学这个名称而为人所知。这个领域的代表人物的研究课题是，物理刺激的质量（例如光刺激或声音）与由它们所引起的反应之间存在什么关系。这些反应通常是这样查明的：请测试对象对刺激作出评价，比如，他们是否感觉到了刺激，这个刺激是否不同于前一刺激，或者是否与前一刺激具有相同的质量。心理物理学家在描述他们的研究成果时会使用诸如绝对阈限和差别阈限这样的概念。

差别阈限  。在一个典型的心理物理学实验中让测试对象蒙上眼睛，然后在他们每只手上放一些东西。这样反复做几轮，每次从他们的手上拿走一些东西，然后再原封不动地放回去（标准刺激）。有些东西的重量保持不变，有些则用一种较轻的或较重的东西进行替换（比较刺激）。在每一轮中都要请测试对象比较两个东西的重量。这两个东西是一样重，还是至少有一个东西的重量发生了变化？测试结果通常是测试对象不会发现微小的重量差别。然而，只要扩大重量差别，测试对象就很可能说比较刺激太轻或太重。实验者的目的在于，调查人们能感觉到的最小的重量差别。我们把这种由同一个感觉器官感觉到的两个刺激之间的最小的差别称为差别阈限，并用缩写“jnd”（源自英语just  noticeable  difference）表示。这个阈限可以适用于整个感觉区域。有些人在某个感觉区域的差别阈限高于另一些人，而且会随着所处的情况而发生变化。因此，心理学家把差别阈限定义为一个人在50%的情况下能感觉到的可能最小的刺激变化。确定差别阈限很重要，比如在汽车工业中座位的设计就会提出这样的问题，要使乘坐者感觉不到汽车的震动，座位应有怎样的柔软度。（Mansfield  ＆  Griffin，2000）

韦伯定律  。德国心理学家恩斯特·韦伯（1795—1878）是系统研究差别阈限的第一人。他在寻找一个强度刚好能使人感觉到的刺激的数值时，起初看到了一个混乱的情景。在几次实验中，他增加了重量，而且比以往的实验增加很多，以便让测试对象认识差别。然而他最终发现，刚好可以认定的差别取决于标准刺激的强度。他发现的定律证明，标准刺激越强，刚好能感觉到的刺激的强度就越大。可见，起初微弱的刺激不需增强太多就能使人感觉到。

根据韦伯的发现，一个刺激要改变多少才能使人感觉到差别，取决于各个感觉区域。人在音量的高低方面要比在味觉方面更敏感。音量只要改变0.33%，大多数人就能感觉到其中的差别，而味觉刺激的浓度必须改变20%才能使人感觉到变化。重量必须增加或减少2%，人们才能感觉到差别。我们自己做一个实验就会相信，如果我们增加一种很轻的或比较重的东西的重量，即使是增加同样的重量，我们也会作出不同的反应。

启动自我体验

为了做个小实验，需要两个信封和三枚等值的硬币。（Coren  et  al，1999）在其中一个信封中放入一个一欧元的硬币，在另一个信封里放入两个一欧元硬币。当您分别拎起两个信封的一角，你会明显感觉到重量不一样。现在您用一双鞋来重复这一试验：您把其中一个信封放进左脚鞋，另外一个放入右脚鞋。您举起两只鞋子时还能感觉到重量不一样吗？实际的重量差别仍与原来一样为一枚一欧元硬币的重量。

绝对阈限  。心理物理学家感兴趣的另一个阈限值是绝对阈限。它所表示的是一个在50%的情况下足以让人感觉到的刺激的强度，也就是从感觉不到到感觉到的过程。如果要确定光的绝对阈限，那就必须确定，多亮的光才能让观察者在50%的情况下说他能看到，在50%的情况下说他看不到。实际上，这不是一个绝对、即不可改变的极限值，因为一个人在某些条件下（比如疲倦、注意力不集中）会认为这个极限值太高，而在另一些条件下又会认为太低。然而，大多数人会估计不足，这个阈限对他们健康的感觉器官来说在最有利的条件下是多么低。心理学家尤金·加兰特用下述例子令人印象深刻地说明了人类最重要的感官的高度敏感性（Galanter，1962）：

——在一个晴朗的黑夜，从50公里的远处仍能看到烛光；

——在非常安静的情况下，距离六米远仍能听到钟表的滴答声；

——把一勺糖溶入在7.5升水中，仍能感觉到甜味；

——把一滴香水撒在三居室的住房里，仍能触动嗅觉器官；

——蜜蜂的翅膀距离人的脸颊一厘米，触觉器官就会作出反应。

当然，这类微弱的刺激只有在全神贯注时才能感觉到（见第199页及以下几页）。希望各个感觉器官还有更高的敏感度当然是不现实的。比如，听觉的绝对阈限是20赫兹，如果这个阈限值再低一些，那么人们每动一下就会听到自己肌肉的响声。在醒着的时候总能听到自己身体的声音难道是好事吗？

如果我们了解心理物理学家的认识，那么就很容易获得这样的印象：在研究中完全忽视了测试对象是人这个事实。迄今为止，人的感觉都是被这样描述的，仿佛只需要某种越过特定阈限的刺激，就能被大脑接收和加工。这种印象必须消除，因为一个刺激是否被记录，还取决于心理上的影响。人的感觉不仅仅是被动的记录。