方位改变后的错觉

1、方位改变后的错觉日常生活中许多理所当然的事都受到科学的诘难和挑战。视觉领域中便有一项类似的问题：为何颠倒（inverted）或倾斜（tilted）的物体看起来和正立的（upright）不同？图1的照片是我们所熟悉的面孔，但当照片颠倒时就很难辨认了。当草体字和印刷体的英文字颠倒时，后者还能勉强辨认，但前者几乎认不出来。颠倒的英文字之所以难认，也许因为我们习惯于由左向右看吧，当字颠倒后，这种习惯使得我们的眼睛以错误的方向移动。但这并非主要原因，即使单一字母印反了也一样难以辨认。在受试者不知情之下，把他曾见过的图形转动一个角度，他便不能再认出原来的图形。譬如一个正方形转动45度，我们便觉得它是一个菱

2、形。有人认为，一个熟悉物体，在新的方位之所以有不同的知觉，是因为我们很少在那个方位看它。但即使一个陌生的物体，在不同的方位也会有不同的知觉。但有时某些图形的各种改变并不影响其知觉形状。例如：三角形无论如何变动它的大小、颜色，它的知觉形状都不改变。完形心理学家（gestalt psychologist）认为，形状特质间的关系知觉比特质的绝对知觉重要，三角形之所以不变，因其三边的关系仍然存在，就如同经过变调（transposed）的乐曲，听起来和原先的仍然相似，这是因为音符间的关系仍然一样所致。方位旋转也没有改变图形本身的几何关系，为什么会产生不同的知觉呢？因此我们需追究方位改变时所产生的变化。一

3、个明显的变化是图形的转动，改变了它在网膜上的映像（image）；因此谈到这里，我们需要知道，大脑是如何处理关于形状的消息，以及何以不同的网膜映像会造成不同的知觉。图形转动的另一种变化是来自环境；因方位的颠倒或倾斜相对于图形的垂直或水平方向，所以图形在方位错失时，原来对于天空、天花板、重力（gravity）等标准，属于上方的部位现在成了下方或侧方，因而造成了知觉形状的改变。实验时，将网膜因素和环境因素分离并不难；把一张正方形的纸片贴在墙上，其底面与天花板平行。试者的头部首先与纸片垂直，接着偏向一边，随着头的偏转，在知觉上图形仍然保持正方形不变；但事实上，当偏向45度时，那张纸片的网膜映像已经成了

4、菱形了；正如你正视一张菱形图形时所形成的网膜映像一样。因此正方形旋转45度时，其形像的变化并非起因于网膜映像。此一实验反过来做，也可以得到同样的结论；将正方形转成菱形贴在墙上，当受试者转向45度时，网膜映像就成了正方形了，但在知觉上，仍然认为它是菱形的。很明显的，当一个人姿势有所改变时，仍能正确的指出图形的顶部、底部及侧边。所以影响图形知觉的是环境中方位的改变，而非网膜映像的方位不同。上面的说法得到作者等人实验的支持。在实验的第一阶段，受试者坐在桌边观看一系列顺序呈现的陌生图形。在第二阶段时，把受试者分成A、B二组。A组者把头侧偏90度靠在桌面上，B组姿势不变。然后给他们观看一连串的图形，其中

5、有第一阶段出现过的，但多数是未出现过的。出现过的图形中有的方位不变，有的旋转90度，使图形之顶部和A组头部倾斜者网膜顶部方向一致。受试者要指出那些图形在第一阶段曾经见过，但他们并不知道某些图形方位经过改变。结果显示：两组受试者在辨认保持原来位向的图形时，一样的成功，虽然在A组（头部倾斜）者的眼中，图形是倾斜的。但另方面，在辨认方位改变的图形时，两组却同遭失败，虽然在A组的网膜上，图形是正立的。这实验确定了造成知觉形状改变的因素是图形相对于环境之改变，而非网膜映像之改变。因为若图形在环境中不变，倾斜之网膜映像并不能阻碍其辨认，若图形在环境中改变，正立之网膜映像也不能促进辨认。另一个实验，某些暧昧

6、或倒立的图像，从不同的方向观察，所得的知觉也就不同；比如形如厨师的图形，如倒转90度，看起来就像一条小狗；形如留胡子老人的图形，如倒转90度，看起来就像是美国的地图了（图5）。假如受试者头部侧偏90度靠在桌面上，令其报告对这些图片的知觉，这时原本垂直的图形，映在网膜上就成为水平了。如果受试者的网膜映像占优势，那么他将有图形的水平知觉。如果环境方位占优势，那么他将有图形的垂直知觉。结果显示，有80的受试者，表示环境方位占优势，也就是说，虽然网膜印象是垂直的，但在知觉上，仍然是水平的。何以一个图形和环境的相对方位对知觉形状有如此大的影响呢？答案是知觉形状乃依据一认知过程（cognitive pro

7、cess）而得，在这过程中图形的特性被知觉系统隐含的描述。如图4，左边第一个图形之描述可能为：右侧凹入，左侧凸出的封闭图形；其右边的图形是左图旋转90度而成，但此图之描述可能为底部凸出二峰，左右两侧相似对称，这和先前的描述完全不同。这种描述未必存在于意识中或用语言进行，动物和婴儿都不说话却和我们一样的知觉东西。这种描述不仅根据图形的内部形状，也考虑它的顶部、底部及侧边之位置，在这样的描述下，方位成为决定最后所知觉到的形状的主要因素。从实验中知道，某些方位的改变对知觉形状有显著的影响。仅仅是方位角度的微小变动便可引起知觉形状的改变，如图形转变45度或90度。有趣的是180度的大旋转对知觉形状并不

8、十分影响，也许因为这种旋转通常不改变物体的对称性及其长轴的方位。有一种方位改变对知觉形状没有影响，那就是镜像转换（mirror-image reversal），对于实验所用的陌生图形，这种现象尤其明显。它的解释可能是，图形和它镜中影像的差异，只是侧边的互换，但该图形位于环境的上、下方位并未发生变化；而在日常生活中，上与下较左与右是更截然画分的。一个图形有三个界限：顶部、底部、侧边，而某一特征在左侧或右侧并不十分影响图形之描述。幼儿和动物学习辨认图形和它的镜像十分困难，但他们却能清楚的分别图形和它的倒像。和上述分析有关的一桩事实是：对称图形通常只有在其对称轴立于环境中之垂直方向时才能知觉其对称（

9、见图6）。作者等认为，能引起对称知觉的是图形本身的垂直轴而非网膜映像的垂直轴。沿环境垂直轴对称的图形，如偏头侧视，仍然会感觉它是对称的。这说明了，只有图形相对称的两部分平均位于视像空间的两边时，才能知觉其对称。假如一个图形的描述是根据顶部、底部、侧边三个方向，那么这些方向是怎么在图形中被认定呢？人们也许认为，一个图形的顶部是较接近天空、天花板或书页的上方。在暗室中，观察者也许必须依赖重力知觉来判断方位。许多实验肯定垂直和水平知觉之来源有二；一为来自前庭器（vestibular apparatus）之感觉；如地板压力、肌肉回馈的重力知觉是。一为得自景像本身之消息。这两种感觉皆足以影响图形的知觉形

10、状。在暗室中，发亮的图形转至一个新的方位时，即使观察者也跟着旋转，他仍然无法认出所以然来。此时方位唯一之消息来源是重力。在亮室中，使受试者和图形保持正立，当房室倾斜时，受试者也就认不出来了。倾斜之房室产生一个强烈的印像，告知受试者上、下的轴线该在那儿，因而造成对图形顶部、底部的误认。告诉观察者图形被倾斜通常可使他正确的知觉图形，一些读者之所以察觉不到本文部分图形应有的怪异，是因为他们已经知道这些图形的方位是错失的。相反的，告诉观察者不正确的资料也会发生很大的影响。将同一个图形给受试者看两次，如果第二次告知观察者，图形之顶部和环境之上方不一致时，他所感觉的就和第一次不一样了。图形并无两样，只是受

11、试者依指示错认了方位。但某些图形似有内含的方位，不论如何呈现，某一区域总被认为是顶部（见图7），对于这些图形，不论你怎么转换位置，受试者也不会受影响。若缺乏外在因素，受试者会依自我中心（egocentric）的参考系统来决定图形之坐标。绘于圆形纸片上的图形，平铺在地上，这时重力或视觉线索皆指不出其顶部与底部，受试者认为图形之垂直轴和自身之长轴为一致，以其上方之部位为顶部。如果受试者再换个方向去观察的话，就认不出来了。故自我中心参考标准和其它认明方位的标准有同样的效用。现在有一个和前述不符的例子。一个人侧卧看书，他把书本倾倒而非保持对环境之正立，如果不倾斜书本，网膜印像就会发生偏差，阅读便有困难

12、。当一个人把头摆在两腿当中往后看环境中正立的书刊或照片时，所发生的困难和头部不动、图片颠倒时是一样的。对一幅正立的图形，即使观察者倒着头看，仍然可认出它是正立的；反之，如果图形是倒立的，那么观察者倒着头看时，也会感觉它是倒的。因此，在这种情形下，认出或认不出，取决于网膜映像的方位而非环境的方位。陶勒斯等人（R.Thouless et al）用暧昧图形所作的实验支持网膜方位在图形辨认中扮演一角色的看法。史坦飞（Steinfeld）和作者证实，对正立字体和面孔之辨认随身体倾斜角加大而降低（见图8）。对于物像的辨认，与网膜映像方位错失的角度成反函数。我们说过，方位错失的角度和辨认之间的关系并不成正比

13、例，也就是说，影响辨认最具效用的是45度至90度的转换，而非180度的转换。所有这些实验总结如下：方位错失的知觉包含了两个不同的因素：即方位认定及网膜映像。偏着头看一物体时，我们会自动补偿头部倾斜所造成之结果，就如同补偿远处物体大小一般。远处的物体在网膜上的映像比它在近处时的映像小得多，但在知觉上其差异就没有那么显著了；因为物体的距离知觉多少修正了大小的知觉，这就是大小恒常性（size constancy）。同理，暗室中正立的亮线给斜着身子的人观察，虽然网膜映像是倾斜的，但经过修正后便产生了垂直的知觉，这个现像可称之为方位恒常性（orientation constancy）。我们倾斜头部看正立

14、图形之知觉过程可分析如下：首先映在网膜上的是一特定位向的图形，知觉系统根据自我中心参考系统之标准将网膜映像输入，因为原始之方位知觉得自网膜方位。例如：当偏着头看一正方形时，会产生一菱形的网膜映像，在修正错失以前，很短的时间内我们当可知觉查到一菱形的存在，但是紧接着头部的位置被考虑而修正了原先的知觉，图形真正的顶部被认定是一个边而非一个角，最后得到一正方形的知觉。这种修正过程通常极为迅速而易行。对于图形的描述，受试者需用图形真正的顶部、底部、侧边来设想或观看它，而非用网膜映像之顶部及底部去辨认图形。简单的图形很容易修正错失之方位，偏着头去认正立的英文字母并不难，但仍会有奇异的感觉。这种奇异的感觉

15、肇因于两个系统，换言之，即根据网膜自我中心方位所产生的未修正知觉及根据环境方位所产生的已修正知觉。因为第一种知觉产生了不熟悉之图形，所以偏着头认英文字母时有种奇异的感觉。当更复杂的图形发生方位错失（如一个印反的单字）而需要修正时，修正系统就可能不胜负荷了。当然，如果观察者有足够的时间，辨认全句还是不成问题的，但它看起来永远不似正立的顺眼；因为当一个字母在修正时，余下之字母的知觉仍是错误的。何况颠倒的单字改变了由左而右之顺序，使得辨认更加困难。如果把草书反过来看，那就更难认了，因为颠倒的字母中，有的看起来很像其它字母的正立字体；更进一步说，由于字母与字母间互相牵连，各个字母间的界限就更不易分清（

16、图9）。当然，如果把各个字母分开，认起来就容易的多。假如一个倒印的字母看起来像正立者时，正立字体的稳定印象会阻断修正过程。这种正立图像的优势性，适足以说明，为何我们观看双面人的图形时，只见其正立图像而未见其倒立图像的道理（图10）。我们看反过来的人像时，也有这种不胜负荷的感觉；一个面孔包含许多特征，它们需适当的知觉才能得其全貌，当注意力集中修正某一特征时，其它特征仍以颠倒之网膜像为准。况且修正时各特质间的关系也十分重要，但这些关系太多，使修正系统无能为力。作者等用一个实验测定下述假设：修正的困难是因图形的成分太多而起。拿一个四边形，让受试者以正立的姿势观看，这个四边形称为目标图形（target

17、 figure）。然后呈现许多张印有四个四边形的卡片（图11），每张给受试者看一秒钟，让受试者说明目标图形是否在卡片上，但是只有和目标图形的形状及方位相同之图形才能算数。卡片上有一些测试图形（test figure）和目标图形形状相同，但转了180度。实验时，受试者之半数头部保持原来的正常位置，另一半头顶朝下。作者等认为：头朝下的受试者，在允许的时间内无法修正四个试验图形，两组受试者观察到同样多的单位，但头顶向下者则不需做修正工作。因此预期的结果是：头顶朝下的受试者，通常认不出目标图形，并把不正确之图形认做目标图形。实际的结果正符合此一预测。当许多成分需要修正时，网膜上的方位错失对辨认有不良的

18、影响。头部位置正常者认出目标图形数目为头顶朝下者之二倍。如前所言，看到在网膜上错失方位的图形时，辨认的难度随错失程度而增加。这和修正过程的本质有关；受试者需抑制网膜正立像的知觉，而用修正知觉去体认，因此他需要想象：如果图形对自己是正立时将会如何？把自己转动的和图形方位一致时又将如何？这种心理上的旋转过程，需把角度变化的程序转变为视觉，故变化角度越大，辨认起来就越困难。两岁到五岁的小孩对图形方位似乎瞢然无知，他们倒着看图画书依然能自得其乐。因此有些心理学家认为小孩是不知方位的。但最近的实验显示：小孩并非在每一方位上都能同样的认出图形；看过的图形以新的方位呈现时，他们辨认上的困难比起成人来可说有过之而无不及。小孩之所以常把图画拿倒了，也许因为他们还不知道注意方位，也不知道注意方位能使知觉改善。当他们开始识