Ричард Грегори. Знание и иллюзии восприятия

Ричард Грегори. Знание и иллюзии восприятия
Добавлено
01.11.2011 (Правка 01.11.2011)

Мышление и прошлый опыт

В философии и науке мышление традиционно отделяется от восприятия, при этом зрение рассматривается как пассивное окно в мир, а мышление — как активное решение задач. И лишь относительно недавно появилась гипотеза о том, что в восприятие, в особенности зрительное, необходимо вовлечен мыслительный процесс решения задач, основанный на прошлом опыте.

Чем больше знания о воспринимаемой ситуации мы имеем, тем меньше необходимость в обработке новой информации. Когда знание доступно нам практически полностью, главную роль в восприятии играет прошлый опыт. Нисходящий процесс становится более значимым для восприятия человеком окружающего мира, чем восходящий. (Отметим, что к ЛКТ — латеральному коленчатому телу, переключательной станции в зрительном тракте, — ведет больше нисходящих нервных волокон от коры, чем восходящих от глаз (Sillito 1995).)

Ошибки восприятия (иллюзии) могут возникать по причине того, что знание не соответствует ситуации, в которой применяется. Поэтому изучение иллюзий крайне важно для выяснения роли когнитивного компонента в восприятии. Только недавно появилось осознание того, что прошлый опыт вносит существенный вклад в восприятие, и до сих пор эта гипотеза вызывает споры.

Выдающийся немецкий ученый-энциклопедист Герман фон Гельмгольц (1821-1894) предложил рассматривать зрительное восприятие как процесс построения бессознательных умозаключений (von Helmholtz 1866). Согласно Гельмгольцу, воспринимаемые образы связаны с объектами окружающего мира лишь косвенно, так как при помощи зрения мы можем получать только фрагментарный и часто неупорядоченный поток информации, поэтому чтобы превратить сенсорные сигналы в осмысленные образы восприятия, необходимо делать умозаключения на основании прошлого опыта. С другой стороны, традиция, идущая от американского психолога Дж. Гибсона (1904-1979), автора таких книг, как «Восприятие видимого мира» (1950) и «Чувства как воспринимающие системы» (1966), породила плеяду теоретиков, придерживающихся идеи о возможности прямого, непосредственного восприятия без привлечения прошлого опыта. Гибсон рассматривает зрительное восприятие не как умозаключения, основанные на опыте, а как непосредственное извлечение информации из «объемлющего оптического строя» светового потока при помощи того, что он называет «возможностями». Возможности позволяют придавать структуре стимула предметные свойства без привлечения хранящегося в памяти опыта или процесса мышления. Понятие возможностей может рассматриваться как дополнение к этологической концепции пусковых стимулов, запускающих врожденные механизмы поведения (например, агрессивную реакцию малиновки на красное пятно). Данный пример вписывается в гибсоновскую теорию экологической оптики, но неясным остается, как в таком случае распознаются новые объекты, например телефоны, для которых не существует врожденного знания. Отстаивая точку зрения о непосредственности восприятия, для которого не нужны ни прошлые знания, ни умозаключения, Гибсон отрицает феномен перцептивных иллюзий как таковой.

Будучи последователями Гельмгольца, мы можем сказать, что прошлый опыт необходим для зрительного восприятия потому, что сетчаточный образ по своей природе неоднозначен (мы не способны определять размер и форму предмета и расстояние до него, основываясь только на изображении на сетчатке), а также потому, что многие жизненно важные свойства предмета, например его твердость и вес, холодный он или горячий, съедобный или ядовитый, не даны нам зрительно. По Гельмгольцу, такая неоднозначность обычно снимается — и дополнительная информация о свойствах предмета получается — при помощи бессознательных умозаключений, которые выводятся из поступающего сигнала и наших знаний о предметном мире. Делая следующий небольшой шаг, мы говорим (Gregory 1968а, Ь, 1980), что образы восприятия — это перцептивные гипотезы, предсказывающие не воспринимаемые явно характеристики объектов, причем предсказывающие моментально, компенсируя тем самым задержку реакции нервной системы (открытую Гельмгольцем в 1850 г.). Таким образом, время реакции сводится к нулю, и события в настоящем предсказываются на основе сигналов, поступающих с задержкой.



Важной проблемой для теории восприятия является восприятие объектов и сцен в трехмерном окружающем мире, сильно отличающемся от размытого двухмерного сетчаточного изображения. Яркое подтверждение использования знаний при восприятии— феномены перцептивных иллюзий: они наблюдаются в тех случаях, когда знания не подходят к текущей ситуации и поэтому систематически вызывают ошибки восприятия, хотя физиологические механизмы зрения продолжают работать нормально. Один из таких случаев приведен на рис. 1.

Белая шляпа воспринимается выпуклой, хотя на самом деле вогнута. Внутренняя поверхность маски кажется выпуклой, если рассматривать ее с расстояния больше метра. Здесь нисходящий поток информации (знания о форме лица) противостоит восходящему (сенсорному сигналу). Нисходящее знание или восходящий сигнал получает преимущество, и выпуклое лицо превращается в вогнутое или наоборот всякий раз при достижении критического расстояния между маской и наблюдателем. (Это позволяет сравнивать влияние сенсорного сигнала и прошлого опыта путем исключения действия одного из них.)

Что такое иллюзия?

Чрезвычайно трудно дать удовлетворительное определение иллюзии. Это может быть уход от реальности или искажение истинного положения дел, но как же точно ее определить? Пожалуй, лучше, если мы ограничим понятие иллюзии до систематических расхождений между зрительным или любым другим восприятием и измерениями при помощи часов, линейки, экспонометра и прочих физических приборов.

Очевидно, существует два отличающихся друг от друга типа иллюзий: иллюзии, вызванные физическими причинами, и когнитивные иллюзии, возникающие по причине неправильного приложения имеющегося знания. Несмотря на столь разные причины, иллюзии могут порождать на удивление сходный субъективный опыт (например, искажение длины или кривизны), что создает сложности в классификации и требует экспериментальной проверки.

Иллюзии, вызванные искажениями светового потока между предметами и глазом, отличаются от иллюзий, причина которых — искажение сенсорных сигналов, идущих от глаза к мозгу, хотя и те и другие могут быть классифицированы как иллюзии физического уровня. От тех и других чрезвычайно отличаются иллюзии когнитивного уровня, возникающие из-за неверного применения хранящихся в мозге знаний для интерпретации сенсорных сигналов. В отношении когнитивных иллюзий крайне полезно разделять специфическое знание о предмете и общее знание, представленное в форме перцептивных законов. И то и другое может приводить к неверным выводам в нехарактерных ситуациях; эти ошибки могут быть обнаружены при помощи наблюдения и эксперимента. Примером неправильного использования специфического знания может быть то, что шероховатая поверхность воспринимается как дерево, хотя на самом деле является пластиковой имитацией или рисунком. Еще более впечатляющий эффект — восприятие вогнутой маски как выпуклой (рис. 1), потому что лица редко бывают вогнутыми (перцептивная гипотеза о лице, очевидно, включает знание о том, что лица выпуклые). Можно привести и примеры ошибочного использования законов восприятия, таких, как законы «близости», «сходства», «смежности» и «общей судьбы» (совместного движения частей объекта) из гештальтпсихологии (Wertheimer, 1923, 1938). Иллюзии возникают, когда эти законы применяются не к месту, так как далеко не все объекты имеют замкнутую форму, неразрывный край, отдельные части, близко расположенные друг к другу и движущиеся в одном направлении, как листья на ветру. Объекты, не подчиняющиеся законам гештальтпсихологии, в таком случае воспринимаются неверно, так же как и окно Эймса или изображения на плоскости при приложении к ним законов линейной перспективы.

Классификация иллюзий

По внешним признакам иллюзии могут быть разбиты на классы, для названий которых хорошо подходят языковые сбои: неоднозначности, искажения, парадоксы и фикции. Классификация приведена в табл. 1.



Для того чтобы классифицировать причины возникновения иллюзий, необходимо найти объяснения этим феноменам. Для многих иллюзий оно еще не найдено, однако даже самая приблизительная классификация может помочь в поиске ответов и, кроме того, породить гипотезы для новых экспериментов.

На данный момент едва ли существует такая лакмусовая бумажка, с помощью которой можно было бы безошибочно установить природу каждой из иллюзий. Однако выявить перцептивные классы иллюзий могут помочь особые экспериментальные процедуры (в частности, использование феноменов неоднозначности для разделения нисходящих и восходящих процессов и побочных когнитивных ошибок) и изучение случаев избирательных нарушений при зрительных агнозиях (Humphreys & Riddock, 1987а, b; Sacks, 1985).

Мы предлагаем разделить все причины иллюзий на четыре класса: первые два включают широкий ряд физических причин, оставшиеся два связаны с использованием опыта и, возможно, с «языками мозга». К первому классу относятся искажения оптической информации, возникающие между объектом и сетчаткой. Ко второму — искажения при передаче сенсорных сигналов. Третий и четвертый классы значительно отличаются от первых двух и связаны с когнитивной обработкой информации и с использованием наших знаний для придания нервным сигналам предметных свойств восприятия. Добавив эти четыре класса причин возникновения иллюзий (физические — оптические и нервные искажения; когнитивные — общие правила и частные знания) к представленному в таблице 1 разделению, основанному на «языковых сбоях», мы получим классификацию, приведенную в таблице 2. Для каждого класса дан один иллюстративный пример.

Несомненно, некоторые пункты этой классификации могут вызвать возражения, и назвать ее окончательной никак нельзя. Наша задача сейчас — постараться выработать критерии «лакмусовой бумажки», позволяющие классифицировать отдельные иллюзии по причинам и внешним проявлениям. [...]




  1. Туман. Всякая потеря информации приводит к увеличению неопределенности и неоднозначному восприятию объектов.
  2. Миражи. Преломление света между объектом и глазом приводит к восприятию смещения в пространстве частей объекта или объектов в целом. Так происходит при наблюдении миражей или «сломанной» ложки в стакане с водой. (Понимание причин иллюзии не приводит к ее исчезновению, однако двигательные реакции могут быть адаптированы к таким искажениям, как, например, у птиц, выхватывающих рыбу из воды.)
  3. Отражение в зеркале. Человек, отражающийся в зеркале, видит своего двойника. Он появляется по ту сторону зеркала как привидение, хотя на самом деле смотрящийся в зеркало стоит по эту сторону. Иными словами, расходятся восприятие и представление. (Здесь может корениться причина представлений о разделении души и тела, то есть дуализма (Gregory, 1997).)
  4. Радуга. Иллюзия заключается в том, что радуга воспринимается как реальный объект, в отношении которого у нас складываются соответствующие ожидания. (В отличие от каменной арки, при попытке приблизиться к радуге она удаляется и никогда не может быть достигнута. С поправкой на данное обстоятельство радуга не является иллюзией.)
  5. Бинокулярное соревнование. Восприятие глубины достигается за счет того, что один и тот же предмет воспринимается двумя глазами под различным углом, и изображения, попадающие на корреспондирующие точки сетчаток, сливаются в единое целое в процессе восприятия. Если этот угол превышает примерно 1° (так называемая зона Панума), то слияния двух образов не происходит и образы предметов смещаются и причудливо модифицируются.
  6. Иллюзия «Cafe wall». Горизонтальные ряды кирпичиков (рис. За), в которых рисунок в каждом втором ряду сдвинут на полкирпичика, воспринимаются как длинные трапециевидные фигуры, повернутые большим основанием то влево, то вправо. Здесь не задействована ни перспектива, ни другие признаки глубины. В отличие от п. 10 (см. ниже), иллюзия возникает исключительно за счет разницы яркостей и исчезает, когда слои «цемента» (горизонтальные линии нейтрального серого цвета между рядами кирпичиков) имеют большую яркость, чем светлые кирпичики, или меньшую, чем темные. Судя по всему, данный феномен не подчиняется принципу Кюри, согласно которому систематический асимметричный узор не может возникать из симметричного. Иллюзия на самом деле состоит из двух частей: из-за разницы яркостей и контраста на границах черных и белых кирпичиков в соседних рядах прямоугольные кирпичики кажутся трапециями. Затем эти маленькие трапеции формируют в восприятии длинные трапециевидные ряды (Gregory & Heard, 1979).
  7. Вращающиеся спирали (послеобразы движения). Адаптация глаза к движению вызывает восприятие иллюзорного движения спирали в обратную сторону при переводе взгляда на неподвижный объект. Спираль расширяется, но, что парадоксально, не меняет своего размера.
  8. Послеобразы. Практически единственной причиной их возникновения является локальное выцветание пигментов на сетчатке, происходящее вследствие очень интенсивной или продолжительной стимуляции участка сетчатки.
  9. Фигура и фон. Самое первое решение, которое мы должны принять относительно любого распределения яркостей, — это что является фигурой, объектом, а что фоном (промежутком между объектами). Вероятнее всего, данное решение принимается в соответствии с общими правилами — хорошей формы и другими. (Хотя эти правила не всегда определяют восприятие.)
  10. Иллюзия Мюллера-Лайера (а также иллюзии Понцо, Поггендорфа, Орбисона, Геринга и мн.др.) основана на восприятии перспективы и на других признаках глубины, неверно устанавливающих параметры константности восприятия, например при изображении глубины на плоскости картины. Константность может определяться восходящим потоком информации о признаках глубины, даже когда глубина не воспринимается: например, скрыта за текстурой двухмерной поверхности картины (Gregory, 1963). Иллюзии исчезают, когда те же объекты предъявляются и воспринимаются как имеющие реальную глубину: углы комнаты в случае с иллюзией Мюллера-Лайера, уходящие вдаль параллельные рельсы в случае с иллюзией Понцо и т.д. (Gregory 8с Harris, 1975).
  11. Невозможный треугольник Пенроуза. Когда простая замкнутая фигура рассматривается с определенной точки, а ее части находятся на разном расстоянии от наблюдателя, но складываются в замкнутый контур на плоском сетчаточном изображении, зрительная система следует общему правилу, что они находятся на одинаковом расстоянии от наблюдателя. Это ложное предположение влечет за собой искажение восприятия, основанное на общих правилах.
  12. Иллюзорный треугольник Канизы (и многие другие иллюзорные контуры и поверхности). Чтобы «объяснить» непривычные для нашего глаза разрывы контуров фигур, мы в некоторых случаях «постулируем» находящуюся ближе к нам заслоняющую поверхность (Gregory, 1972; Petry et al, 1987).
  13. Вогнутые лица. Этот пример иллюстрирует, насколько велика сила вероятности встретить тот или иной объект, а также важность наших знаний для восприятия (рис. 1).
  14. Иллюзия связи веса и размера. Маленькие предметы кажутся более тяжелыми, чем большие того же веса, из-за основанной на прошлом опыте мышечной готовности к тому, что чем больше объект, тем он тяжелее, что подтверждается часто, но далеко не всегда.
  15. Зеркало Магритта. На картине художника Рене Магритта «Запрещенное изображение» (1937) изображен человек, стоящий лицом к зеркалу, но в зеркале отражается его затылок. Наше знание о зеркалах говорит о невозможности такой ситуации (Gregory, 1997). 16. Рожицы на обоях, фигуры в чернильных кляксах, облачные корабли и другие подобные феномены иллюстрируют динамический характер нашего восприятия. Выдвигаемые гипотезы чудесным образом выходят за пределы доступных данных.




На рис. 2а показана иллюзия «Cafe walb, возникающая при искажении нервного сигнала, для сравнения на рис. 26 приведена иллюзия Мюллера-Лайера, связанная с неадекватным применением общих законов восприятия, а на рис. 2в — иллюзия связи веса и размера, обусловленная частным правилом. Все три иллюзии по нашей классификации относятся к искажениям восприятия, поэтому могут казаться похожими друг на друга, но на деле они имеют совершенно различные причины.

Теперь мы можем представить нашу модель процесса восприятия в виде трехмерного заполненного «черного ящика» (рис. 4). Эта схема не претендует на анатомически точное воспроизведение нервных путей или зон мозга, а скорее представляет собой попытку построить функциональную модель зрительного восприятия.

На схеме присутствует петля нисходящей обратной связи от основной перцептивной гипотезы, которая влияет на восходящую обработку сигнала. Однако для подтверждения наличия такой петли обратной связи требуются дальнейшие эксперименты.



Традиционно сигналы от глаз и других органов чувств являются восходящими. Знание об объектах на концептуальном и перцептивном уровнях разнесено по разным блокам нисходящих влияний. К привычным терминам («восходящие» сигналы и «нисходящий» опыт) мы добавляем так называемые «горизонтальные» влияния — а именно влияние общих правил восприятия. И опыт, и правила восприятия относятся к уже приобретенному знанию: первый — к специфическому (например, выпуклость лиц), вторые — к общему, применимому ко всем объектам окружающего мира (например, законы гештальтпсихологии или закон перспективы). По-видимому, перцептивное научение происходит по большей части вследствие обратной связи от наших действий в среде. Контекст нужен для выбора соответствующего ситуации прошлого опыта, сенсорные качества — по всей видимости, для восприятия события как происходящего здесь и сейчас.




Описание В философии и науке мышление традиционно отделяется от восприятия, при этом зрение рассматривается как пассивное окно в мир, а мышление — как активное решение задач. И лишь относительно недавно появилась гипотеза о том, что в восприятие, в особенности зрительное, необходимо вовлечен мыслительный процесс решения задач, основанный на прошлом опыте. [Когнитивная психология: история и современность. Хрестоматия. / Под ред. М. Фаликман и В. Спиридонова. М., 2011. С. 217-228]
Вложенные файлы
  • gregory_0001.jpg
  • gregory_0002.jpg
  • gregory_0003.jpg
  • gregory_0004.jpg
  • gregory_0005.jpg
Рейтинг
0/5 на основе 0 голосов. Медианный рейтинг 0.
Теги , , ,
Просмотры 12200 просмотров. В среднем 4 просмотров в день.
Похожие статьи