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第24章 感知的奥秘(1)

在最后一章中,我想就阿布德拉的德谟克里特的着名论断中涉及到的两个方面进行详细的论证。我们知道他的理论中已经注意到了这样的奇怪情况:一方面,无论是来自日常生活的知识,还是在精心准备的实验中获取的知识,我们都是依赖直接的感知来了解周围的世界;另一方面,我们获得的这类知识,并没有揭示感知与外部世界的联系。因此,我们对外部世界的认识以及由这种认识所建构起来的模式中没有任何关于感知的成分。尽管以上论断中的前一部分得到了所有人的认可与接受,但是第二部分的含义却往往被人忽略。这是因为,我们对科学的崇尚由来已久,我们始终坚信一点,凭借“非常精密的方法”,科学家可以认清楚那些自身永远无法被人认识的事物。

黄色光是什么,如果你问的是一名物理学家,那么他会告诉你它是一种波长在590纳米(一纳米为十亿分之一米)范围内的横向电磁波。黄色来自何处,如果你继续问他这样的问题,那么他会说:其实根本不存在黄色,只是由于我们健康的视网膜接触到这些振动的时候,自动就会产生黄色的感觉。如果你没有就此停止,继续询问关于黄色的问题,他就会说,当波长为800~400纳米时才会出现黄色的感觉,不同的波长会产生不同的色彩感,但并不是所有波长的光线都是这样的。在物理学家看来,超过800纳米的红外线、不足400纳米的紫外线与人眼能感受到的800~400纳米的光波是基本相同的现象。那么,眼睛对光的特殊选择是怎样产生的呢?很明显,这是对太阳辐射的一种适应。在光波的这个波长区域,阳光是最强烈的,慢慢地到两端变得弱化。由于黄色正好在阳光辐射最强的峰值区域内,因此它是眼睛感受到的最亮的光。

除此之外,我们还会继续问道:黄色的视觉印象是不是仅仅由波长邻近590纳米的光才会产生?事实上,答案不是这样的。760纳米的光波能产生红色,535纳米的光波能产生绿色。将这两种颜色的光波按照一定的比例混合起来,也会产生黄色的光波。这种黄色的光波与590纳米处的黄色光波在视觉上的感觉其实是一样的。它们在单色光照和混合光照下看起来完全是一样的,无法区别彼此。我们是不是可以通过波长对色觉预先作出一个判断呢?也就是说,色觉与光波的客观物理性质是不是存在一定的数值联系呢?答案是否定的。因为诸如此类的混合光图,就是我们所说的色三角形,都是通过实验发现的,但是波长只是其中的一个因素,并不是全部因素。像这样的光谱中两种光混合产生的波长,位于其中的光并不是普遍性的规律。比如,将光谱两端的红色和蓝色混合,产生的紫色并不是光谱中的任何一种单色光。并且,混合光图和色三角形对于不同的人来说,所产生的感觉是稍微有所不同的,而那些非色盲人群但对三色视觉异常的人与平常人对此的感觉也是不一样的。

对于色彩感的产生,物理学家想通过对光波的客观描述来解释其原因,但是最终没有成功。我们是不是可以把解释色彩感的产生寄托于生理学家呢?如果他们对于视网膜的变化过程以及在这个变化过程中视神经与大脑内部的相互反应,有着充分的了解与把握,是不是就可以解释色彩感的产生了呢?就我个人而言,并不认为生理学家可以解释这种原因。我们可以掌握在某个特定方向或某个特定视觉感受范围内,大脑对于黄色出现时发生的变化,哪些神经纤维被激发,以什么样的频率被激发,或许它们在特定脑细胞中引起的变化过程,我们通过各种技术或操作也可以捕捉到。但是,即便这样,我们还是对色彩感觉或某特定方向的黄色感觉是怎样产生的一无所知。像其他的味觉,比如甜的或其他感觉,我们对于这样的生理过程的了解也是一样的。我只想说,就像对电磁波的客观描述中不包含电磁波的特征解释一样,对于“黄色”、“甜味”等这样生理感觉的特征解释,仅仅依靠对神经系统的变化过程进行客观描述是不行的。

其他的感觉对于我们来说,也是一样的。把刚刚研究过的色彩感与听觉作一个比较,这是一件非常有意思的事情。膨胀或收缩的弹性波通过空气,它们可以传到我们的耳朵中。声音的音高是由它们的波长或是频率决定的。我不告诉你们,你们也应该知道可听到的声音的频率范围与可见光的频率范围是很不相同的。声音的频率是从每秒12~16次到每秒20000~30000次,而光的范围则在几百万亿间。但是,相比较而言,声音的变化幅度要比光的更大,它包括十个八度变化,而可见光还不到一个。通常随着年龄的增长,音高的上限明显下降。这种变化因人而异,特别是随着年龄变化而不同。如果把几种频率不同的音混合后,它总是和某一中间频率的音单独产生的音高感觉相同,这是声音最为显着的特征。对于一般的人来说,大部分都是可以区分同时出现的重叠音调,对于那些音乐造诣很高的人来说更是如此。把不同强度、不同特点的较高单音混合起来,就会产生我们经常所说的音色。我们可以凭借音色的不同,来区分出到底是小提琴、军号还是教堂的铃声或钢琴等的演奏,即便只有一个音符。就连噪声也有自己的音色,我们可以通过音色来推断出正在发生的事情。甚至于我的狗对铁盒的开动声音也有了感觉,因为我偶尔在铁盒里面取出饼干喂它吃。在这些例子当中,重叠声音的频率比是最重要的因素。不管你将留声机的唱片播放速度加快还是减慢,你都可以分辨出它的曲调。因为重叠声音的频率比是以同样的比例变化的,因而不影响音色。然而,如果重叠声中某些声音的绝对频率发生变化的话,那么这样的情况就远不是上面所描述的了。记录人声的留声机,如果我们加快其唱片的播放速度,其中的元音会发生明显的变化,比如“car”中的“a”就变成了“care”中的元音。在一定的频率段内,连续的音无论是有先后顺序、此起彼伏,还是同时发出的,总是不悦耳的,就像警报声或尖叫的猫一样。同时发声这样的情况一般不容易做到,只有许多警笛一块鸣响,或者很多猫一起叫时才会出现这种情况。这一点与对光的感觉是完全不同的。一般情况下,我们所见到的色彩都是光的连续混合体所形成的效果。因此,无论在大自然还是在绘画中,我们都可以看到绚烂夺目的连续色彩层次。

我们可以通过对耳朵生理结构的了解来开始听觉特征的探讨。幸运的是,我们对耳朵生理机制的相关知识的掌握比对视网膜的了解丰富和准确得多。耳蜗是耳朵的主要器官,就像一种海生蜗牛的壳一样,它是蜷曲的管状骨。它的内部构造就像细小的螺旋式楼梯,越往上走越窄。弹性纤维就在这样的台阶上延伸,沿着楼梯蜿蜒伸展,便形成了我们所说的耳膜。耳膜的宽度随着“底部”向“顶部”的顺序不断减小。于是,耳膜就像竖琴或钢琴的琴弦,不同频率的振动接触到不同的耳纤维,就会作出不同的机械反应。耳膜的某一小区域,其间包括的纤维不只是一根,对于一个特定的音频作出反应;而耳膜的另一区域,其间包含着较短的纤维,它会对较高的音频作出反应。于是,人们所熟悉的神经刺激便由这些特定频率的机械振荡产生,它们会被传送到大脑皮层的特定区域。我们知道,所有神经系统的变化只与刺激强度有关系,它影响神经脉冲的频率,而其传导的过程却是完全相同的。

当然,情况也并不像我们所说的那样简单。倘若一个人实际拥有着区分音调与音色的区别的能力正如上文所述,那么一个物理学家就可以设计出很多种截然不同的耳朵,这其中自然包括人类耳朵本来的样子。如果在耳蜗中的每一根“弦”,只对相应的振荡区域的频率作出反应,那么这一切将会变得很简单。但是,事实上却不是这样。因为这些弦的振荡有衰减,如果强烈的话,就容易形成共鸣,而且共鸣的范围随着衰减程度的变化而变化。根据这个原理,物理学家想方设法地减少阻尼,然而这又会产生不好的结果。换句话说,声音的声波停止以后,我们所听到的声音还要持续一段时间,除非我们的耳蜗中的共鸣器停止活动,而共鸣器本身几乎不受阻尼。于是,我们在这种状态下可以区分音调的细微差异,但是却是以损失前后声音的辨别为代价而获得的。但是,我们的耳朵却可以将音调的差异与前后声音的分别有效地协调起来,这是我们至今还在迷惑的问题。

上面说到的这些细节问题,无疑让我们明白了,不管是物理学家还是生理学家,他们都没有把握住听觉的任何特点。任何这类描述都以同样的一句话结束:神经刺激传到大脑的某个特定区域,在那里它们被转化成了一系列的声音,这是任何物理学和生理学描述最后的结论。当耳鼓接触到空气中的压力变化产生震动时,这种变化可以被我们一一记录并仔细追随。通过这样的仔细研究,我们明白了声音首先是通过细小的骨头传到另一层膜,然后继续传递,进入到耳蜗内,而那里正有很多个长度不同的纤维等待着振动的到来。接着,耳蜗中一根振动的纤维通过某种方式与相联系的神经纤维建立了电磁和化学传导。这些我们都可以了解,甚至我们还能跟随这些传导一直到大脑皮层,进一步了解那里的客观情况。然而,无论我们怎么把握客观的情况,“如何转化成声音”对我们来说一直是一个未解的迷。它不在我们描述的科学画面中,而是隐藏在正在谈论大脑和耳朵的这个人的意识中。

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