小寶寶看到的,你再也看不到了

在發展出知覺恆常性之前,三到四個月大的嬰兒具有驚人的能力,能看到成年人看不見的影像差異。他們在大約五個月大時失去這種卓越的技能

我的女兒諾娃在2個月大時看著世界。© 米歇爾·莫拉萊斯。

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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


看看下面兩個魔方上的紅色方塊。如果你單獨看它們,左邊實際上是橙色的,右邊是紫色的。它們之所以在影像中看起來或多或少都是紅色的,是因為你的大腦將它們解釋為被黃色或藍色光照射的紅色方塊。這種錯覺是知覺恆常性的一個例子,知覺恆常性是一種機制,使你能夠在不同的環境和非常不同的光照條件下,識別出同一個物體。

© Dale Purves, R. Beau Lotto, Surajit Nundy, "Why We See What We Do", American Scientist, vol. 90, no. 3, page 236

恆常性錯覺是具有適應性的:想想如果你的祖先認為朋友在雲層遮住太陽時就變成了敵人,或者如果他們每次走出洞穴進入陽光時就找不到自己的財物——甚至自己的孩子——會發生什麼。 為什麼,他們甚至可能吃掉自己的孩子!  你之所以在這裡,是因為你的祖先的知覺系統能夠抵抗物理現實中令人煩惱的變化——你的(成年)知覺也是如此。


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有很多跡象表明,恆常性效應一定幫助我們生存了下來(並且繼續這樣做)。一個這樣的線索是,我們並非天生就具有知覺恆常性,而是在出生後幾個月才發展出來。因此,起初我們看到所有的差異,然後我們學會忽略某些型別的差異,以便我們能夠在許多不同的場景中識別出同一個物體是不變的。當知覺恆常性出現時,我們失去了檢測多種矛盾的能力,而這些矛盾對小寶寶來說卻是非常明顯的。

觀察下面三個蝸牛影像,並選擇兩個最相似的。這兩個有光澤的蝸牛幾乎完全相同,對吧? 錯了! 如果一個 4 個月大的嬰兒會說話,她會告訴你你瘋了(好吧,她可能實際上會叫你“cwazy”,或者可能“dummy poopypants”):很明顯,中間和右邊的影像最相似!

同一 3D 物體的計算機生成渲染圖。 A 和 B 是在不同的光場下渲染的,但看起來相似。 C 看起來是啞光的,與 B 非常不同,但實際上 B 和 C 比 A 和 B 更接近。 來自 Yang et al, Current Biology, 2015

左邊和中間的蝸牛對你來說看起來幾乎相同,但實際上它們的畫素強度差異巨大。 對於嬰兒來說,區分它們是小菜一碟。 相反,我們成年人毫不費力地看出中間和右邊的蝸牛是不同的,即使它們的物理差異遠小於中間和左邊的蝸牛。 在去年 12 月發表在Current Biology上的一項研究中,由日本中央大學的楊家樂領導的心理學家團隊發現,對於 3-4 個月以下的嬰兒來說,情況恰恰相反。

科學家們研究了 42 名 3 至 8 個月大的嬰兒如何觀察由真實 3D 物體渲染的成對影像。 由於嬰兒無法描述他們所看到的東西,研究小組測量了嬰兒觀看每張影像的時間。 之前的研究表明,嬰兒觀看新物體的時長比觀看他們熟悉的物體的時長更長。 這意味著科學家可以根據嬰兒在一張影像上花費的時間來判斷,她是否認為該影像與之前的影像相似或不同。 如果嬰兒觀看第二張影像的時間少於觀看第一張影像的時間,則表明她認為她之前已經看過相同的影像(她對此感到厭煩,所以她不需要長時間觀看它)。 但是,如果嬰兒觀看第二張影像的時間與觀看第一張影像的時間相當,則表明她發現這兩張影像同樣有趣和令人驚訝。 

資料表明,在發展出知覺恆常性之前,3-4 個月大的嬰兒具有“驚人的能力”來區分由於照明變化而產生的影像差異,而這些差異對成年人來說並不明顯。 他們在大約 5 個月大時失去這種卓越的技能。 然後,在 7-8 個月大時,他們發展出區分表面屬性的能力,例如有光澤與啞光(他們一直保持到成年),因此他們最終認為有光澤的表面與啞光表面非常不同(就像我們成年人一樣),即使它們的大部分物理屬性保持不變。

對錶面的區分並不是我們長大後放棄現實而追求幻覺的唯一知覺領域。 在生命的第一年裡,嬰兒會喪失無數的辨別能力:其中,識別猴臉差異的能力,而這些差異對於成年人來說幾乎難以察覺;以及區分非自己家庭所說語言的語音的能力。 客觀差異變成了主觀相似。

我們所有人在嬰兒時期都經歷過的對變異資訊的敏感性喪失,在我們和物理世界之間造成了不可逾越的鴻溝。 與此同時,它有助於調整我們的知覺以適應我們的環境,使我們能夠有效和成功地駕馭環境……即使它使很大一部分現實永遠超出我們的範圍。

Susana Martinez-Conde is a professor of ophthalmology, neurology, and physiology and pharmacology at SUNY Downstate Health Sciences University in Brooklyn, N.Y. She is author of the Prisma Prize–winning Sleights of Mind, along with Stephen Macknik and Sandra Blakeslee, and of Champions of Illusion, along with Stephen Macknik.

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