本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
对于那些不知道 Coursera 是什么的人来说,它是提供在线课程的几个应用程序/网站之一。 这是一个惊人的系统,允许成千上万的学生参与和观看相同的讲座。 这样的课程通常被称为 MOOC:大型开放式在线课程。 Coursera 及其竞争对手,如 edX,有可能通过将最优质的教育和讲师带给世界各地的公众,以低廉甚至免费的价格,来改变教育格局。 有抱负的学生不再需要在进入世界一流大学观看这些讲座之前,花费整个童年来竞争入学资格:他们只需登录即可观看提供给知识分子的相同讲座。
杜克大学的戴尔·珀维斯教授开设了一个新的8周视觉感知课程。该课程免费提供,将于 2015 年 1 月 7 日开始。珀维斯研究视觉感知的方法令人兴奋,因为它与通常的方法略有不同。感觉和知觉课程通常试图根据重建物理世界来解释知觉。也就是说,世界存在,它具有可以用视觉系统测量的属性,然后这些测量用于在基于这些测量的大脑中重建世界的表示。视觉错觉——即知觉与现实不符——在这种模型中是测量中的错误:视觉系统出错的地方。听起来很棒,对吧?问题在于,即使当我们的知觉可以基于感觉的质量时,它也不是对世界的准确表示(正如珀维斯课程将展示的那样)。也就是说,即使视觉系统的测量是准确的,有时也会感知到错觉。
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珀维斯认为,视觉系统实际上是在努力解决一个逆问题……它试图构建一个世界模型,该模型将帮助观察者生存和繁殖(而不是准确地重建物理世界)。这意味着即使在没有直接测量的情况下,我们也可以继续在世界(或我们对世界的模型)中工作。例如,为了感知物体的亮度,标准的视觉观点——作为重建过程——将是眼睛的光感受器计算从物体到达的光子并报告它们,以便我们可以重建我们正在观看的物体。这很棒,但正如珀维斯和他的同事自己的实验室工作可能最好地表明的那样——亮度感知混淆了物体的反射率(其表面涂有什么颜色以及它如何良好地反射来自光源的光子)与物体的照明(实际有多少光从光源到达),以及物体的透射率(有多少光是由物体直接产生的……或者通过透明物体从物体后面传播)。视觉系统所知道的只是所有这些物体属性的结果。但是,物体的外观仍然关键取决于了解所有这些独立光子来源的贡献。那么大脑应该做什么呢?珀维斯的观点是,视觉系统必须根据将其数据拟合到内部的、已经形成的世界模型来猜测世界的样子。模型从何而来?来自过去对世界的经验。通过一生中体验和了解物体,您可以调整您的世界模型,以解释给定的光感受器反应模式与给定物体相关的频率。从这个意义上说,关于模型的基因遗传知识也对一个人的经验知识做出了贡献。因此,我们的大部分模型可能在出生时就已硬连线到我们的大脑中,而您的人生会随着您的前进不断调整您的模型。
珀维斯在视觉科学方面的许多见解正确地挑战了现状,他是世界上最优秀的现象学家之一(现象学家是一位科学家,他开发视觉错觉以深入了解大脑中的视觉处理)。此处呈现的图像就是一个极好的例子。请注意,魔方上的橙色和棕色块看起来是不同的颜色,反射的光量也不同(橙色块在阴影中)。实际上:橙色和棕色块是完全相同的颜色,但由于它们看起来具有不同的照明水平,因此被您的大脑以不同的方式解释。不相信我?将此图像打印在打印机上,并用剪刀剪下橙色和棕色块并直接比较它们:它们完全相同,并且仅由于它们的上下文而在此处看起来不同。
所以请在 1 月份加入我,成为这门课程的学生!这肯定会带来启发。