本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
對於那些不知道 Coursera 是什麼的人來說,它是提供線上課程的幾個應用程式/網站之一。 這是一個驚人的系統,允許成千上萬的學生參與和觀看相同的講座。 這樣的課程通常被稱為 MOOC:大型開放式線上課程。 Coursera 及其競爭對手,如 edX,有可能透過將最優質的教育和講師帶給世界各地的公眾,以低廉甚至免費的價格,來改變教育格局。 有抱負的學生不再需要在進入世界一流大學觀看這些講座之前,花費整個童年來競爭入學資格:他們只需登入即可觀看提供給知識分子的相同講座。
杜克大學的戴爾·珀維斯教授開設了一個新的8周視覺感知課程。該課程免費提供,將於 2015 年 1 月 7 日開始。珀維斯研究視覺感知的方法令人興奮,因為它與通常的方法略有不同。感覺和知覺課程通常試圖根據重建物理世界來解釋知覺。也就是說,世界存在,它具有可以用視覺系統測量的屬性,然後這些測量用於在基於這些測量的大腦中重建世界的表示。視覺錯覺——即知覺與現實不符——在這種模型中是測量中的錯誤:視覺系統出錯的地方。聽起來很棒,對吧?問題在於,即使當我們的知覺可以基於感覺的質量時,它也不是對世界的準確表示(正如珀維斯課程將展示的那樣)。也就是說,即使視覺系統的測量是準確的,有時也會感知到錯覺。
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珀維斯認為,視覺系統實際上是在努力解決一個逆問題……它試圖構建一個世界模型,該模型將幫助觀察者生存和繁殖(而不是準確地重建物理世界)。這意味著即使在沒有直接測量的情況下,我們也可以繼續在世界(或我們對世界的模型)中工作。例如,為了感知物體的亮度,標準的視覺觀點——作為重建過程——將是眼睛的光感受器計算從物體到達的光子並報告它們,以便我們可以重建我們正在觀看的物體。這很棒,但正如珀維斯和他的同事自己的實驗室工作可能最好地表明的那樣——亮度感知混淆了物體的反射率(其表面塗有什麼顏色以及它如何良好地反射來自光源的光子)與物體的照明(實際有多少光從光源到達),以及物體的透射率(有多少光是由物體直接產生的……或者透過透明物體從物體後面傳播)。視覺系統所知道的只是所有這些物體屬性的結果。但是,物體的外觀仍然關鍵取決於瞭解所有這些獨立光子來源的貢獻。那麼大腦應該做什麼呢?珀維斯的觀點是,視覺系統必須根據將其資料擬合到內部的、已經形成的世界模型來猜測世界的樣子。模型從何而來?來自過去對世界的經驗。透過一生中體驗和了解物體,您可以調整您的世界模型,以解釋給定的光感受器反應模式與給定物體相關的頻率。從這個意義上說,關於模型的基因遺傳知識也對一個人的經驗知識做出了貢獻。因此,我們的大部分模型可能在出生時就已硬連線到我們的大腦中,而您的人生會隨著您的前進不斷調整您的模型。
珀維斯在視覺科學方面的許多見解正確地挑戰了現狀,他是世界上最優秀的現象學家之一(現象學家是一位科學家,他開發視覺錯覺以深入瞭解大腦中的視覺處理)。此處呈現的影像就是一個極好的例子。請注意,魔方上的橙色和棕色塊看起來是不同的顏色,反射的光量也不同(橙色塊在陰影中)。實際上:橙色和棕色塊是完全相同的顏色,但由於它們看起來具有不同的照明水平,因此被您的大腦以不同的方式解釋。不相信我?將此影像列印在印表機上,並用剪刀剪下橙色和棕色塊並直接比較它們:它們完全相同,並且僅由於它們的上下文而在此處看起來不同。
所以請在 1 月份加入我,成為這門課程的學生!這肯定會帶來啟發。
