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以使整个世界倒过来的眼镜。一开始，他四处走动和拿东西时非常困难，致使他经常闭起眼睛，依靠触摸和记忆力帮助他。可是，到第5天的时候，他已经开始自如地进行活动了，到这个星期末尾的时候，他感觉到事物就在他看见的地方，有时候，他觉得这些东西“就是正放着的，而不是倒过来的样子”。最终，当他取下眼镜时，一切都令人迷惑。有好几个小时，他发现自己取东西时是在朝错误的方向伸手；然后，他又重新掌握了这些东西实际上在正常看起来的时候是在什么地方的。实验很明显地显示，空间知觉，至少在人类中，有些部分是通过学习得来的，因此可以重新学习。
这些发现虽然令人惊讶，可是，本世纪初期的几十年中，大部分心理学家的世界观都是反唯心主义的，没有任何人去欣赏斯特拉顿的工作，几乎也不存在认知型的知觉研究，直到半个世纪以后。可是，到40年代，好几种不相关的、认知方向上的心理学分支——弗洛伊德心理学、格式塔心理学、性格研究和尚未成熟的社会心理学——也在不断地获取力量，一些认为这些理论很对自己心思的心理学家也对知觉采取了与心理生理学和心理物理学不同方法的研究。
在美国和其它一些地方，有些人重新发现了斯特拉顿的工作，并进行了新的视觉－扭曲实验。1951年，奥地利心理学家依沃·科勒尔说服志愿者花50天的时间透过棱镜眼罩看世界，这种眼罩可使他们的视野向右偏转10度左右，并使垂直线稍有弯曲。他的受试者在几天的时间里感觉到，世界很不稳定，走路和做一些简单的事情也有困难，可是，一星期至十天之后，大部分东西在他们看来都恢复正常了，几星期之后，一位志愿者甚至可以溜冰了。跟斯特拉顿一样，他们在取下眼罩后感觉到方向不明，可后来迅速恢复了正常现力。
其它一些心理学家把长期以来一直受到冷落的错觉研究又恢复起来了，到50年代，错觉研究又成了炙手可热的研究项目。图21中最为显眼的主观三角形是1950年由意大利心理学家吉坦罗·堪尼萨发明的。它只是用来调查视觉心理过程的许多新错觉图象中的一个。还使用了一种特别的错觉来探索心理对模糊人物的解释。下面这个经典的图案是1930年由波林发明的，人们可以按自己的意愿随便看这幅图，它可以是一个老巫婆朝观察者这里稍为侧了一点身，也可以是脸稍稍转开了的一位少妇。
人们能够在两种意义模糊的、不同的图象，或者在一些像鲁宾花瓶之类的人物——背景可反向模型中看到两种意义模糊的不同图象的能力，不能被已知的任何生理机械理论所解释，英国心理学家斯图尔特·安斯迪斯说，不过，它是较高级的知觉过程的结果。［有些知觉研究者把这种反向效果归结为神经饱和（视网膜对一种图象感到疲劳，因而另一种图象就替代了原来的图象）。可是，这无法解释为什么我们可以自由地在两种图象之间随意转换。」思维能够接受40和50年代由一些知觉心理学家发明的“不可能的事物”，或者会因此而感到惊讶也是同一个原因。我们在下面举几个这样的例子。是思维，而不是视网膜、视觉神经，也不是神经皮层的一些特殊细胞在解释这样一个提示，它认为这是一个物体的图片，同时又觉得在现实世界里不可能存在这样一个东西。
另一个对知觉的认知研究方法是由几位美国心理学家们想出来的，他们从40年代开始想办法发现需要、动机和心理设定对知觉产生影响的方式。在这方面比较出色的两位领头人，哈佛大学的杰罗姆·布鲁纳和里奥·波士特曼让小孩子们看一些玩具和简单的积木，这些积木的高度都是3英寸。然后，他们请孩子们判断这些东西的大小，孩子们认为玩具要高些。在这些实验的后面，他们对孩子们说，他们可以把玩具留下来，可过一会儿后又说不行。当这些玩具眼看着到不了手时，孩子们看这些玩具甚至比原来还大些。其他一些研究者请饥饿和不饿的受试者估计食品大小时，饥饿的人看到的食品比不饿的人看到的食品大些。这些实验以及类似实验表明，需要、欲望和挫折会影响知觉。
按照同一时代的其它一些研究，性格方面的有些特点也是如此。在维也纳接受过教育然后来到美国的心理学家艾尔丝·弗兰克尔－布兰斯维克给一组孩子评定了种族偏见的级别，她认为这种特点与生硬的“权力主义人格类型”有紧密联系。然后，她给孩子们看一幅画着狗的图片，然后是一系列过渡性的图片，狗的图象慢慢变成了一只猫。在偏见上评得高分的孩子倾向于在更长时间内认为这些图片是一只狗，不像那些偏见得分低的孩子更有弹性。当她请孩子们辨认一系列颜色发生了从一种深度到另一种深度的变化的图片时，情形也是这样。
40年代和50年代对知觉进行的另外一些认知研究还探索了“知觉型防御”——对看见某些令人倒胃的东西产生的心理抵抗。研究者利用速转实体镜在屏幕上很快地闪动一些单词（百分之一秒左右），然后发现，受试者能够辨认出来的中性词多于禁忌词。当实验者为男性，受试者为女性时，效果最为明显。有一个小组用速转实体镜显示出一些与成就相关的词汇，如“竞争”和“掌握”，还有一些中性词，如“窗户”和“文章”；通过亨利·默里TAT法测试为极想成功的受试者认出与成就相关的词汇的速度，比认出一般中性词汇的速度快些。
心理设定，或者叫人们对可能看到的物体的预期，是这种研究的另一个课题。布鲁纳和波斯特曼利用速转实体镜让受试者们快速地看一些扑克牌，大部分牌都是标准的，可其中一些不是标准的，比如红色方块四。习惯和预期使28位受试者中的27位认为不正常的那些牌也是正常的，可是，一旦受试者了解情况后，他们的心理设定就发生了改变，辨认扑克牌时出错的机会也减少了。
到1949年，这类的研究非常之多，心理学家们从当时的流行女装中借来了一个词，他们谈到了知觉研究中的“新面孔”。在约10年的时间里，新面孔红极一时，收集了大量资料，涉及需要、动机和心理设定对知觉产生影响的范围。然后，因为缺少详细的理论，以解释这些东西发生的过程，这场运动最后也偃旗息鼓了。
可是，一种更新、更有威力的理论，即信息处理，也已经开始转变认知心理学了。这种理论认为，有一系列有序的过程，感觉是通过这些过程传递到思想，思想也是这样传递到行动中的。这种理论假定（并提出了实验证据）有一系列步骤的感觉输入变形，包括在感觉器官中暂时的记忆存储，编码变成神经冲动，在思维中短期存储，再用熟悉的物质进行检索或者连接，长期记忆力存储，检索等等。这个理论使心理学家能够具体地处理思维如何处理进入的感觉材料，而且，它还恢复了对知觉采取认知方法的兴趣。到70年代，这在认知领域里的研究已经结出了丰硕的成果。
可是，这时候，对于知觉的生理学已经有许多有意义的发现。从那以后，观察看这个动作的两种风格，即生理学和认知法，就并存一起了，它们表面看上去彼此对立，实际上都集中于同一些现象的不同方面，从现在起，我们会看到这些情况。
看的形式
我们是怎样看见物体的外形的？这个问题好像根荒谬——我们怎么能不看见事物？可是，对外形的知觉既不是自动的，也不是完全不出错的。我们在晚上看见黑暗中一个阴影般的东西，不知道它是一片草丛还是潜伏在那里的一个人；我们看着一个签得十分潦草的签名，不知道这个签名到底是以C，G还是以O开头的。我们坐了很长时间的飞机后疲惫地回家，看见空荡荡的机场停车场里停着我们的车，然后拖着疲惫的身体朝它走出去，可到跟前时才发现，这只是跟自己的车看上去差不多的另一个牌号的车。我们很喜欢玩拼图游戏，就是因为我们觉得这游戏很难做，当我们把最后一片东西装到自己刚刚空下来的一个边子上的时候，我们会感到愉快。
对外形知觉进行的研究是想辨认出一些机械原理，既是神经学上的，也是认知理论上的。它会帮助我们辨认各种外形——而这一点却时常使我们感到为难。在过去的半个世纪里，这方面进行的很多研究都采取了认知的方法。格式塔学者们及其追随者探索了思维的倾向，如将有关联的元素集中在一起，变成一个连贯的整体；在我们看到的间隔之间填入衔接材料，从背景中辨别物体等。他们，还有其它一些人都还说，是人天生的高级心理过程在解释“恒定现象”——我们看事物的时候倾向于不变，哪怕视网膜的图象已经发生了扭曲，正如我们看见一本书从某种角度斜躺在我们面前，就好像它还有一些方方正正的角，哪怕在视网膜或者照相机里，这书看上去一定是一个偏菱形的东西，有两个锐角和一个钝角。
可是，这些知觉是结果，而不是过程。思维是通过什么样的一些步骤看到这些东西的呢？我们说，我们会把我们看到的一些很熟悉但不完整的形状之间的间隔填满，这是一回事，但是，要确定我们是通过哪些具体的办法来做到这一点的，这却又是另外一回事。以很详细的细节探索视觉信息的认知过程的最新研究已经找到了一些过程。下面就是这些发现的例子：
——对主观轮廓现象的研究（如上述图21中的错觉三角形）表明，我们一方面是通过联想（这三个角使我们想起以前见到过的某些三角形）来分析出这个想象的周边的，还有一部分是通过提示，即经验告诉我们要加以插补的的地方（一个物体挡住我们看见另一个物体的视线）。如知觉研究者斯坦利·科伦在1972年进行的一项研究中指出的，圆圈和图21已经存在的三角形中的间隔表明，某些别的东西——即错觉的三角形——挡在视线里，挡住了它们。由于明显的插入，思维“看见了”想象的三角形。
——有些实验探索了我们如何辨认一个我们正在寻找的东西的外形，特别是当这个东西丢失在其它有外形的东西里面时。有一个重要的过程是“特征检测”——有意识地寻找某个特定的外形已知和可辨认的一些元素，以从类似的物体中区分这个东西。在下面这两栏字母中，各有一个Z在里面。如果你用秒表计时，看在哪一栏里找对象词快些，你会发现，在第二栏里找到这个词比在第一栏里快多了。
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按照科伦及其同事（这两个栏目就是从他们的书中找出来的）的说法，将Z这个从记忆里面找出来的模式与我们正在寻找的东西相比较这个任务，当藏起来的Z这个字母是在圆形字母中时，找起来比它藏在由像Z本身一样的直线和角构成的字母中时容易得多，也快得多，因为在后者的情况下，我们得注意一些细小的差别。或者，如另一种解释所言，我们在寻找视觉图象时，经常会以“预注意”过程来进行，即与总体的图象相关的自动过程，可是，如果这个不行，我们就转移到“集中的注意力”上来，并有意识地寻找要找的这个东西细小的区别性特征。
——1954年，俄勒岗大学的弗雷德·阿特尼夫请一些受试者用10个点来表示一些图形，他们倾向于把这些点放在一些使轮廓的方向转变最明显的地方。阿特尼夫的结论是，我们辨认模式的一个方法是通过对其“变化点”的分析进行的。他还画了一些图，这些图与现实中的实物相比已经做了极大的简化，是从一个变化点向另一个变化点来画直线的。尽管这使曲线变成直线，可是，图形还是立即能够辨认出来，如在下列中：
——懂技巧的阅读者把词汇当作一个整体看，而不去一个字母一个字母地辨认，而刚开始读书的人却是一个字母一个字母地看的。可是，哪怕是在快速的阅读中，还是有很多高速特征检测活动在进行着，如由艾林娜·J·吉布森（上述提及的詹姆斯·吉布森的妻子）和同事60年代在康奈尔大学进行的一些实验所显示的一样。他们生造了一大批根本不存在的单音节，其中一些符合英语拼音规则，因此是有可能发音的（“glurck，”“clerft”），然后把辅音组调来调去以生造另外一些音节，虽然字母是同一些，可违反了发育规则，因此无法发音（“rckugl，”“ftercl”）。当有技巧的阅读者在快速实体镜中看到这些词时，他们辨别合法组合比非法组合容易得多，尽管这些字母组都是不认识的词。一种可能的解释是，他们自己给这个词发音，因而更有可能将可发音的一些音节放入短时记忆中，而不可发音的音节就不行。可是，吉布森在加罗戴学院的聋哑儿童中进行试验，因为他们从来没有听到过人念单词，她得到的结果还是一样的。这只能意味着，在感知一个假词时，阅读者区分了这些字母，并且立即辨认出，哪些组遵守了合法的英语拼写模式规则，哪些没有。
－－在50年代晚期和60年代早期，欧文·罗克，一位后来成了知觉研究领袖人物的心理学家给受试者看一个倾斜了45度的方框，然后问他们说看上去像什么；他们说像钻石。然后，他让这些受试者也倾斜45度，使图象在他们的视网膜上呈方框图形。可是，他们是在一间屋子里，在屋子的参照下，知道哪一个被倾斜了。有了这两个信息来源，经过大脑的处理以后，使他们还是把方框看成一块钻石。这个简单的实验极大地影响了罗克对于知觉的认识，并使他得出结论说，除非知觉现象在一个心理视点上经过了分析，否则，在一个神经生理学的水平上来做这个工作是不成熟的。
可是，从40年代起至以后，神经生理学家们已经得出了有关视知觉的大量发现，这些发现对认知学家们也同样有着重大的意义。早在30年代，他们就已经能够记录小组神经细胞的电活动了，到40年代，实验室研究者们已经完善了装有电极的玻璃探针，其程度如此之精细——其顶端细如发丝，其直径兴许只有千分之一厘米——它们可以插入视网膜的单个细胞、膝状关节或者经局面部麻醉后插入猫或者猴子的视皮层里面去。有了这种仪器，研究者们就可以观察单个细胞在给动物照光或者进行其它显示时的电子释放情况。
这种技术给外形知觉带来了历史性的发现。50年代晚期，哈佛医学院的两位极聪明的神经生理学家大卫·胡贝尔和托恩斯顿·威塞尔测试了猫的视皮层细胞反应。他们把微电极埋在猫的视皮层中的细胞里，尽管他们不能选择某个特定的细胞，可是，他们可以把电极以大约正确的方式插在它们大约正确的地方，因此可以了解它们到达了什么地方。威塞尔有一次把这个过程比作用牙签在碗里刺樱桃。你可能不知道要刺中哪一只，可你知道一定会刺中一个。研究者在屏幕上打出一阵光或者一些光栅或者其它图形时，猫会用带子束好。把猫的头用东西固定好，研究者们就可以知道视网膜上的哪一个部分是图象落在上面的地方，并把这个与被刺进的皮层区域进行连接。通过放大器和扬声器，他们可以听到细胞启动的声音。安静的时候，细胞每秒可能会发出几声“卟卟’声，可是，当它受到刺激时，它会以每秒50或100个卟卟声不停地响。
由于视网膜和皮层都有比较复杂的结构，发现哪些细胞，在什么地方和在皮层的哪一层对来自视网膜的不同区域的信息产生反应，是一件极费耐心的事情。1958年的一天，这项令人极为痛苦的精细工作终于得出了令人惊讶和半是偶然的结果。胡贝尔和威塞尔已经把一根电极插在一个细胞里面了，可是，在几个小时的时间里，它并不能引发快速的启动。如胡贝尔几年以前回忆的：
为了让细胞启动起来，除了用脚踩我们自己的头以外，我们尝试过了无数的办法。（不时会有一阵间歇性的响动，因为大部分皮层细胞都会这样，可是，我们花了很多时间来证明，是我们施加的刺激引发这些活动的。）为了刺激细胞，我们使用的大部分都是白色和黑色的圆点。可是，在5个小时的斗争之后，我们突然产生了一个印象，上面带有「黑」点的玻璃偶尔会产生一种反应，可是，这种反应好像与这个点没有什么关系。最终，我们想到这一点了：在我们把幻灯片插入槽中时，是玻璃＇幻灯＇片边子上很尖锐但又很模糊的阴影在作怪。我们很快使自己相信，这条边只有在其阴影扫过视网膜上一个较小的部分时才起作用，扫描时应该让边子对着某个特定的方向才行。
简而言之，细胞对一个横向的线或者边有强烈反应，但对一个点、一条斜线或者一条竖线只有非常微弱的反应，或者根本就没有反应。
胡贝尔和威塞尔（及其他研究人员）继续表明，有些其它的细胞对某些处在一个角度上的线条、或者对垂直线条或者对直角或者对明显的边际都有特别的反应（在这里，一个物体与其周围的东西有一种对比）。很明显，视皮层的细胞是非常专业化的，它们只对视网膜上的图象的某些特定的细节有反应。胡贝尔和威塞尔为这项研究，以及其它相关的大脑研究而获得了1981年的诺贝尔奖。
有可能通过一个简单的试验来体验一个人自己的线条检测器神经元。支起这本书来，看着下面三个图案，然后慢慢朝后退。约在6英尺远的地方，你仍然能看见竖线和横线，可是，中间圆里的横线会成为一块模糊的灰色。知觉研究者把这叫做“斜线效应”。
有趣的是，尽管这是生理学上的，可有一部分也是后天学习得来的。在1970年进行的一项实验中，把一窝猫放在一个竖直的笼子里面养着，里面贴满竖条，从不让它们看见横条。5个月后，当对它们进行视力测试时，它们看不见横条或者横向的物体。神经学解释是，对横向线条作出反应的皮层细胞在小猫早年生活的阶段停止了发育。