五、知觉

（一）知觉概述

1．知觉的含义

人们通过感官得到了外部世界的信息。这些信息经过头脑的加工（综合与解释），产生了对事物整体的认识，就是知觉（perception）。换句话说，知觉是大脑对直接作用于感官的客观事物的整体属性的认识。对知觉的理解：

（1）知觉和感觉一样，是事物直接作用于感觉器官所产生的，同属于对现实的感性认识形式。

（2）知觉以感觉为基础，但不是感觉的简单相加。

（3）知觉作为一种活动、过程，包含了互相联系的几种作用：

①觉察。指发现事物的存在，而不知道它是什么；

②分辨。是把一个事物或其属性与另一个事物或其属性区别开来；

③确认。指人们利用已有的知识经验和当前获得的信息，确定对象是什么，给它命名，并把它纳入一定的范畴。

2．知觉的组织原则

根据格式塔心理学的理论，人类具有基本的、不需要学习的组织倾向，使得人们能够在视觉环境中各组成成分的排列、位置以及两者之间交互作用的基础上，知觉视觉环境的整体的和连续的特性。具体的知觉组织原则如下：

（1）接近性。根据接近原则，在空间或时间上比较接近的成分容易组织在一起形成整体。

（2）相似性。在物理特点方面相似的成分容易组织在一起形成整体。

（3）连续性。以相同方向，如沿着一条直线或简单的曲线排列的成分，一般被知觉为一个整体。

（4）共同性。根据共同性原则，以相同方向运动的成分被知觉为一个整体。这是在相似性基础上的组织过程，是其在运动成分上的应用。

（5）对称性。平衡的、对称的图形与非对称图形相比，易于组织在一起形成图形。

（6）封闭性。封闭和完整的图形易于被知觉为整体。

以上的组织原则可以在一项知觉任务中同时存在。

（二）知觉的特性

1．知觉理解性

（1）概念：指人在知觉一些事物或现象时，不仅能形成关于它的知觉形象，还能根据自己已有的知识、经验对事物加以解释或判断，即从不同方面对它加以理解。人对事物正确、完整、深刻的知觉与人对该事物的理解程度有关。如对一支从未见过的钢笔的知觉，人由于具有钢笔的一般形状、结构、用途等方面的知识与经验，当看到这支钢笔时，人不仅能形成关于它的直观形象，还知道它是用来写字的文化用具，并且能用“钢笔”这一词来标志它。

（2）人的知觉的理解性与人的已有知识经验有密切关系。

①知识经验不同，对知觉对象的理解程度也不同。知识经验越丰富，理解就越深刻，对事物的知觉也就越完整、精确。人的已有知识、经验参与知觉，可促进人对事物的理解。知识经验参与知觉不仅提高了知觉的质量，还能提高知觉的速度。

②语词在知觉的理解性中起着重要作用。语词可以唤起人们以往的知识、经验，促进对知觉对象的理解；同时，言语的提示和知识经验也可补充直接知觉经验的不足或缺陷，使人对事物的知觉更迅速、更完整。

（3）知觉的理解性对人的知觉既有积极作用的一面，又有消极作用的一面。教师在从事教学活动时，一方面要联系学生已有的知识经验，增进知觉的理解性，提高教学的效果；另一方面又要注意已有的知识经验对当前知觉活动所产生的消极定势作用。此外，知觉的理解性不仅可提高知觉的效应，还是形成事物表象，并成为科学概念的重要条件。

2．知觉整体性

（1）概念：指把物体或现象的各种属性或各个部分作为一个统一的整体来反映。知觉是对事物整体的反映，故整体性是知觉的基本特征。

（2）特点

①人在知觉某一事物时，不是只对其中一个属性或某个部分来加以反映，而是把各种属性或各个部分有机地组合起来形成完整的映象。知觉的整体性是因为客观事物本身的各种属性和各个部分是有机结合在一起的，是一个复合刺激物。

②在形成对客观事物整体性知觉时，客观事物的各个组成部分所起的作用是不同的。强的部分所起的作用，要大于弱的部分。对象中强的成分决定着知觉整体性的特点，而弱的部分常常被掩盖。所谓强的刺激物并不完全都是物理强度。刺激物的物理强度很弱，但如果它对于人的生活具有重大意义，这种刺激物也可成为复合刺激物中强的组成部分。对于知觉整体性这一特点，教师在教学中应充分运用，使学生能更清晰地反映事物的整体。

3．知觉选择性

（1）概念：所谓知觉的选择性，是指人在进行知觉时，从纷繁复杂环境中把某些事物或现象当作知觉对象，而把另一些事物或现象当作知觉背景。当作知觉对象的事物或现象，常常是在现实生活中所要对待的刺激，并将它们从知觉背景中优先清楚地反映出来。作为知觉背景的各种刺激常常未被知觉或被模糊地知觉。

（2）特点：人对知觉对象与背景的反映效果是有所区别的。知觉对象的形象较为鲜明，轮廓较为清楚，结构也较为完整；作为知觉背景的事物形象则较为模糊不清，结构也不确定，似乎在知觉对象的后面。知觉对象与背景不是固定不变的，它们可以相互调换。如当教师在做物理演示实验时，突然有一学生将自己的文具盒掉到地面发出一个较响的声音时，声音就变成了学生知觉的对象，而教师的讲述及演示实验就成为了知觉的背景。

（3）意义：人的知觉选择性是在实践中产生并为人的实践活动所需要的。例如，教师在课堂上为学生进行物理演示实验时，学生常常把教师的讲述、演示的实验清晰地反映出来，而把黑板、墙壁、讲台、教室内其他声音等作为知觉的背景。

4．知觉恒常性

（1）概念：指当知觉的客观条件在一定范围内改变时，我们的知觉映象在相当程度上却保持着它的稳定性。它是人们知觉客观事物的一个重要特性。

（2）在视觉范围内，恒常性的种类

①形状恒常性

当我们从不同角度观察同一物体时，物体在网膜上投射的形状是不断变化的。但是，我们知觉到的物体形状并没有显出很大的变化，这就是形状的恒常性。

②大小恒常性

当我们从不同距离观看同一物体时，物体在网膜上成像的大小是有变化的。距离远，它在网膜上成像较小；距离近，它在网膜上成像较大。但是，在实际生活中，人们看到的对象大小的变化，并不和网膜映像大小的变化相吻合。网像按几何投影的规律变化、随对象的距离按比例增长或缩小，而知觉到的大小却不完全随距离而变化，它趋向于原物的实际大小。实际的大小恒常性处在完全恒常性与无恒常性之间。

③明度恒常性

在照明条件改变时，物体的相对明度或视亮度保持不变，叫明度或视亮度恒常性。我们看到的物体明度或视亮度，并不取决于照明的条件，而是取决于物体表面的反射系数。明度或视亮度恒常性也处于完全恒常性与无恒常性之间。

④颜色恒常性

一个有颜色的物体在色光照明下，它的表面颜色并不受色光照明的严重影响，而是保持相对不变，就是颜色恒常性。

（3）知觉恒常性受各种因素的影响，其中视觉线索有重要的作用。所谓视觉线索是指环境中的各种参照物给人们提供的物体距离、方位和照明条件的信息。恒常性使人在不同的条件下，始终保持对事物本来面貌的认识，保证了知觉的精确性。恒常性主要是过去经验的作用，当外界条件发生一定变化时，变化了的客观刺激物的信息与经验中保持的印象结合起来，就可以在变化的条件下，获得近似于实际的自觉形象。因此对自觉对象的知识经验越丰富，在一定条件下，就越有助于保持干子对象的恒常性。

（三）空间知觉

1．形状知觉

（1）概念：形状知觉就是对物体形状的整体认识，是视觉、触觉、动觉协同活动的结果。形状是物体所有属性中最重要的属性。

（2）形状的特征分析

许多心理学家认为，对形的识别开始于对原始特征的分析与检测。这些原始特征包括点、线条、角度、朝向和运动等。视觉系统对这些特征的检测是自动的，无需意识的努力。对图形的原始特征的分析，是由视觉系统的特征检测器来完成的。

（3）轮廓与图形

①轮廓的掩蔽或图形掩蔽：指一个物体的轮廓，不仅受空间上邻近的其他物体轮廓的影响，而且也受时间上前后出现的物体轮廓的影响。它说明人们在知觉物体形状时，轮廓的形成是需要时间的。

②主观轮廓或错觉轮廓：当客观上不存在刺激的梯度变化，人们在一片同质的视野中也能看到轮廓。主观轮廓表现了视觉系统的一个特点：当视野中出现不完整因素时，视觉系统就倾向于把它们完整起来，变成比较简单、稳定、正规化的图形。也有人认为，主观轮廓是由于明度对比产生的。

③图形组织的一些原则：邻近性、相似性、对称性、良好连续、共同命运、封闭、线条方向和简单性等。

（4）图形识别

图形识别是指人们利用已有的知识经验和当前获得的信息，确定知觉到的图形是什么。这是形状知觉中比特征分析更高的一个阶段。人对图形的识别不仅依赖于当前输入的信息，而且依赖于人们已有的知识和经验。当人们期待某种图形时，这种知觉期待将易化对图形的识别。

（5）注意在图形知觉中的作用

特征捆绑问题：指在神经科学和心理学中，人脑是如何将不同的特征联合在一起的问题，是形状知觉中的重要问题。现代的一些研究认为，在特征整合中注意起着非常重要的作用。在没有注意参加时，特征可能是游离的，因而可能出现错误的结合；在注意的参与下，人们可能知觉到事物的整体。

（6）眼动与形状知觉

在形状知觉中，眼动具有重要意义。眼动可以分为两大类：

①微动。指微小的、不随意的眼动，包括微跳、漂移和生理震颤等；微动对维持视觉影像，避免网膜因注视而产生的局部适应有重要意义。如果用稳定网像的技术，使某一物体的投影始终落在网膜的一个固定位置上，从而排除眼球的微动，那么，人们看到的图形最初很清晰，然后很快减弱，最后趋于消失，只留下一个均匀的灰色视野。可见，微动一开始虽然对感知物体形状没有作用，但对维持物体形状知觉的稳定性是有作用的。

②跳动。指随意的、较大的眼动，包括眼跳和追踪等。其中眼跳是指眼睛从一个注视点到另一个注视点的单个运动。在下列三种情况下会发生眼跳：用眼睛搜索要观察的物体；主要将眼睛由一个物体（或物体的一部分）转移注视另一物体（或部分）；当刺激落在视野边缘时，使物体回到视野中央。研究发现，眼跳中的注视和信息提取有关。

2．大小知觉

（1）概念：指对物体大小的整体认识。

（2）大小—距离不变假设

我们知觉的物体大小与物体在网膜上投影的大小有关系。网像的大小服从于几何投影的规律：距离远，同一物体在网膜上的投影小；距离近，同一物体在网膜上的投影大。用公式表示为：

a=A/D

a指网膜投影的大小，A指物体的大小，D反映对象与眼睛的距离。即网膜投影的大小与物体的大小成正比，而与距离成反比。

由于网像的大小与知觉距离有关，因此，人们不能仅仅根据网像的大小来判断物体的大小。在距离相等时，网像越大，说明物体越大；网像越小，说明物体越小。在网像恒定时，距离越大，说明物体越大；距离越小，说明物体越小。也就是说，人们在知觉物体大小时，似乎不自觉地解决了大小与距离的关系问题，即物体大小=网像大小×距离。这就是大小-距离不变假设。这个假设解释了大小恒常性。

（3）邻近物体的大小对比

两个实际大小相等的物体，当一个物体处在细小物体的包围中，而另一个物体处在较大物体的包围中，我们知觉到的物体大小是不相同的。在大的物体包围中的物体显得小，而在小的物体包围中的物体显得大。这时，物体在视网膜上的投影相等，而观察的距离也一样，它们在大小上的差别，是由于网膜上两个或两个以上的投影比例造成的。

3．深度知觉

关于物体远近距离或深度的知觉，叫深度知觉，也叫距离知觉。

（1）深度知觉涉及三维空间的知觉，即不仅能够知觉物体的高和宽，而且能够知觉物体的距离、深度、凹凸等。

（2）人们知觉物体的深度和距离依赖于一系列线索，如肌肉线索、单眼线索和双眼线索。其中双眼视差有重要作用。

①肌肉线索：人眼在观看不同距离的物体时，会出现调节和辐合等一系列变化，对人们分辨物体的距离有一定的意义。

②单眼线索：指用一只眼睛就能感受的深度线索。这些线索包括对物体大小、物体的掩蔽或重叠、阴影、线条透视、空气透视、相对高度、纹理梯度、运动视差与运动透视等。（具体内容参考本书《实验心理学》的“深度知觉实验”部分）

③双眼线索：人们知觉物体的距离和深度主要依赖于两眼提供的线索，叫做双眼视差。当物体的视像落在两眼网膜的相应部位时，人们看到单一的物体；当视像落在网膜非对应部位而差别不大时，人们将看到深度与距离；两眼的视差进一步加大，人们将看到双像。双眼深度线索随距离增加而变化。当距离超过1300米时，两眼视轴平行，双眼视差为零，对判断距离便不起作用了。

4．方位知觉

方位知觉是指对空间方向、位置等属性的反映。人在沙漠、草原中旅行，在海洋、天空中航行，都需要判别方位，因此方位知觉是人在三维空间中生存的重要手段，它是由各种感觉协调活动实现的。不同种系方位定向所利用的具体信息不同，如蝙蝠利用发出的超声波的回馈，犬类利用灵敏的嗅觉。人主要是利用视觉和听觉信息，动觉、平衡觉、触觉信息也以不同的形式整合进来。

（1）视觉定向

人靠视觉从环境中捕捉各种参照信息，确定客体及自身的位置关系，判断上下、左右、前后。比如，日月升沉，人们用它们来判断东西南北；头顶天，脚踏地，依此判断上下；面对长河，背倚群山，由此分出前后。总之，人们可利用各种客体及自身状态来判断方位。

方位知觉的线索受文化、习俗的影响，尤其受经验的影响，是后天习得的一种能力。生活在沙漠、草原、森林里的人，在自己的生活经验中提炼出各不相同的线索来判断方位。但人一旦处于完全无参照信息的环境下，方向定位就会发生困难。例如，人在大雪夜中行走，由于四周茫茫一片，无房屋、道路、灯光为参照线索，辨认方向将十分困难。

（2）听觉定向

听觉主要用于判断发声物体的方位。这种知觉能力既能告诉人们声源的方位，在与其他信息或经验相联系时，也能告诉人们声源的距离。

①听觉定位的能力主要来自两耳听觉的差别。两耳左右有一定距离。声源到达两耳的时间不同可产生两耳刺激的时间差、强度差和位相差，根据这些线索，从而可对声源的方位进行编码。据测量，两耳可分辨10～5秒的时差，可对方位作相当精确的判断。

a．时间差是指声源从不同的方向传入两耳的时间差别；由于两耳存在着距离差，当声音来自右侧方向时，就比左侧耳朵先收听到音波，声源就被定位在先获得刺激的一侧。

b．强度差是指同一声源从不同的方向传入两耳时，在两耳造成的强度差异；一个来自侧面的声音到达两耳的强度由于声源受到头部阻挡，因此对侧耳朵获得的声音较弱，声源便被定位在声音较强的一侧。

c．位相差是指同一声源传到两耳时，在两耳造成声波位相上的不同而形成的差别。由于同一声波在波形的不同位相处产生的压力各不相同，所以当声波在侧方时，同一时间内进入两耳的声波位相就有所不同，从而使双耳鼓膜所受到的声压产生差异，成为人辨别声音方向的信号之一。

②听觉的方位定向的规律：由于双耳的构造，人们对来自左右两侧的声源最容易分辨，因为这时两耳听觉差最大。随着声源向人的前后上下各方偏移，听觉定位的效果逐渐衰减。研究表明，当声源位于头部正中切面时，方位定向最差，辨不清前后。然而这时可以靠动觉信息来弥补。人们不时转动头部，从而改变两耳相对于声源的位置关系，获得较大的两耳听觉差，再加上动觉信息的修正，便可精确地判断方位。

（四）时间知觉和运动知觉

1．时间知觉

（1）概念：时间知觉是对客观现象运动的延续性和顺序性等时间特性的知觉。

（2）时间知觉的形式包括：①对时间的分辨；②对时间的确认；③对持续时间的估量；④对时间的预测等。

（3）时间知觉的各种依据

时间知觉和空间知觉不同，它不是由特定刺激引起的，也没有可提供线索的感觉器官。时间知觉必须通过各种媒介间接地进行。

①根据自然界的周期性现象。太阳的升落、昼夜的交替、四季的变化、月亮的圆缺等周期出现的自然现象，为我们估计时间提供了客观的依据。

②根据有机体各种节律性的活动。人体的生理活动，许多是周期性的、有节律的活动。例如，觉醒与睡眠，周期为24小时等。人们依据身体组织的这些节律性活动，也能估计事件持续的时间。

③借助计时工具，如日历、时钟、手表等。借助于先进的计时工具，我们不仅可以准确地估计世纪、年、月这样较长的时间，而且可以准确地记录极其短暂的时间。

（4）影响时间知觉的各种因素

①感觉通道的性质。在判断时间的精确性方面，听觉最好，触觉其次，视觉较差。

②一定时间内事件发生的数量和性质。在一定时间内，事件发生的数量越多，性质越复杂，人们倾向于把时间估计得较短；而事件的数量少，性质简单，人们倾向于把时间估计得较长。

③人的态度和兴趣。人们对自己感兴趣的东西，会觉得时间过得快，出现对时间的估计不足。相反，对厌恶的、无所谓的事情，会觉得时间过得慢，出现时间的高估。在期待某种事物时，会觉得时间过得很慢。而对不愿出现的事物，会觉得时间过得快等。

2．运动知觉

（1）概念：物体的运动特性（物体是否运动，运动的方向和速度）直接作用于人脑，为人们所知觉，就是运动知觉。

（2）运动知觉的原理

①网像运动系统：当一个运动着的物体移过网膜时，它将依次刺激网膜上的一系列感受器，并使相邻感受器受到连续的激发，从而提供了运动的信息，这种运动系统叫网像运动系统。

网像运动系统不能充分解释运动知觉的复杂现象。人们在知觉物体的运动时，眼睛、头部和身体也经常在运动。当人们用眼睛追踪一个运动着的物体时，物体投射在网膜上的映像是相对静止的；而当人们移动身体和头部时，静止的物体可能连续刺激网膜的不同部位。可见，网膜映像的流动并不是运动知觉的惟一信息来源。

②头—眼运动系统：为了知觉到运动，人们需要具有关于自身运动的一种特殊形式的信息，即由中枢神经系统发出的动作指令。这种信息与网膜映像汇合在一起，共同决定着人们的运动知觉。人们不仅得到来自于网膜映象流的视觉信息，而且也得到了来自中枢动作指令的非视觉信息。这两种信息相互抵消，人们看到的物体就是静止的了。这种运动系统就是头-眼运动系统。

③除网膜映象流和中枢动作指令提供的运动信息外，运动物体的其他一些特性对视网膜的作用，也有重要的意义。例如，当物体的运动由近及远或由远及近时，物体在视网膜上视像的大小会发生变化。物体“逼近”，它在视网膜上的投影逐渐加大；物体远离，它在视网膜上的投影逐渐缩小，这对运动知觉的产生也有重要的意义。

（3）真正运动知觉与似动

①真正运动：指物体按特定速度或加速度，从一处向另一处作连续的位移。由此引起的知觉就是真正运动的知觉。运动知觉直接依赖于对象运动的速度。只有在一定的速度范围内的物体位移，才会被知觉到，物体运动的速度太慢，或单位时间内物体位移的距离太小，都不能使人产生运动知觉。运动知觉的阈限受很多因素的影响，例如，目标物的网膜定位、刺激物的照明和持续时间、视野中有无参照点等。

②似动：指在一定的时间和空间条件下，人们在静止的物体间看到了运动，或者在没有连续位移的地方，看到了连续的运动。似动的主要形式有动景运动、诱发运动、自主运动和运动后效等。

a．动景运动：当两个刺激物（光点、直线、图形或画片）按一定空间间隔和时间距离相继呈现时，我们会看到从一个刺激物向另一个刺激物的连续运动，这就是动景运动。

b．诱发运动：由于一个物体的运动使其相邻的一个静止的物体产生运动的印象，叫诱发运动。例如，夜空中的月亮是相对静止的，而浮云是运动的。可是，由于浮云的运动，使人们看到月亮在动，而云是静止的。

c．自主运动：在没有月光的夜晚，当我们仰视天空时，有时会发现一个细小而发亮的东西在天空游动。我们会误认为它是一架飞机，其实这是由星星引起的自主运动。在暗室内，如果你点燃一支熏香或烟头，并注视着这个光点，你也会看到这个光点似乎在运动。

d．运动后效：在注视向一个方向运动的物体之后，如果将注视点转向静止的物体，那么会看到静止的物体似乎朝相反的方向运动。例如，如果你注视瀑布的某一处，然后看周围静止的田野，会觉得田野上的一切在向上飞升。在注视飞速开过的火车之后，会觉得附近的树木向相反的方向运动。这都是运动后效。

（五）知觉的信息加工

1．自下而上加工和自上而下加工

知觉的自下而上加工和自上而下加工是两种不同的信息加工过程，两者相互作用而构成统一的知觉过程。一般来说，在人的知觉过程中，当非感觉的刺激信息越多，而知识经验越多时，个体往往是以自上而下的加工为主；当非感觉的刺激信息很少，而所需要的感觉信息则越多时，往往是自下而上的加工占优势。

（1）自下而上加工

①知觉依赖于直接作用于感官的刺激物的特性，对这些特性的加工叫自下而上的加工或数据驱动加工。这种加工是受感觉信息指引的过程。通常是先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。

②例如，当看到一个英文单词时，视觉系统先确认构成诸字母的各个特征，如垂直线、水平线、斜线等，然后将这些特征加以结合来确认一些字母，字母再结合起来而形成单词。

（2）自上而下加工

①人的知觉系统不仅要加工由外部输入的信息，而且要加工在头脑中已经储存的信息，后面这种加工叫自上而下加工或概念驱动加工。这种加工是由有关知觉对象的一般知识开始的加工，由此可以形成期望或对知觉对象的假设。这种期望或假设制约着加工的所有的阶段和水平，从调整特征觉察器直到引导对细节的注意等。

②自上而下加工常体现于上下文效应中，如音素恢复实验所表明的那样，字词的上下文迫使对缺失一个字母的字词作出相应的解释。

（3）现在一般都承认，知觉过程包含互相联系的自上而下加工和自下而上加工。在不同的情况下，知觉过程对这两种加工也可有不同的侧重。这两种加工是相互联系、交互作用的。如果人们只是依赖自下而上的过程，就会局限于此时此地的具体的狭隘现实，只记录经验却不会在以后的生存中利用经验。如果人们只是依赖自上而下的过程，就会一味陷入个人幻想世界，被自己的主观期望所左右。这两个过程之间应达成恰当的平衡：在经验的基础上以最大限度有利于生存的方式对刺激信息作出解释。这正是知觉的基本目的。

2．模式识别理论

模式识别是人的一种基本的认知能力或智能，在人的各种活动中都有着重要作用。一般来说，模式识别过程是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。模式是指若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。例如，几个线段组成的一个图形或一个字母是视觉模式。

关于模式识别的原理，有几种相关的理论来解释。

（1）模板说

①模板说认为：在人的长时记忆中，贮存着很多各式各样的过去在生活中形成的外部模式的袖珍复本。这些袖珍复本称作模板，它们与外部的模式有一对一的对应关系：当一个刺激作用于人的感官时，刺激信息得到编码并与已贮存的各种模板进行比较，然后作出决定，看哪一个模板与刺激有最佳的匹配。这样，模式就得到识别了。由于每个模板都与一定的意义及其他的信息相联系，受到识别的模式便得到解释或其他的加工。

例如，当我们看一个字母A，视网膜接收的信息便传到大脑，刺激信息在脑中得到相应的编码，并与记忆中贮存的各式各样的模板进行比较；通过决策过程判定它与模板A有最佳的匹配，于是字母A就得到识别；而且我们还可以知道，它是英文字母表中的第一个字母，或是考试得到最好的分数等等。由此可见，模式识别是一个一系列连续阶段的信息加工过程。

②模板说是一个简单的模型。它的基本思想就是刺激与模板匹配，而且这种匹配要求两者有最大程度的重叠。这种形式的匹配被称为模板式匹配。

③但是在这个模型中，还有一些重要的问题没有得到明确的说明。例如，对刺激的加工是从局部特征还是从总体特征开始的？模板的编码形式是怎样的？这后一个问题对模板说显得格外重要。此外，刺激与记忆中的各种模板的比较是同时进行的（平行加工），还是一个个相继进行的（系列加工）？这些问题在目前还没有解决，它们在其他的模式识别模型中也是存在的，模板说的框架倒是可以容纳一些不同的看法。

④对于前面所述的模板说的内容，目前已经提出了一些补充和修正。模板说的基本观点得到一些实验结果的支持。

a．Phillips（1974）让被试判断两个先后呈现的棋局模式的异同，两个模式在呈现时的空间关系有两种情况：重叠，第二个模式出现在第一个模式的同一位置；位移，第二个模式相对第一个模式略作水平方向的位移。实验结果表明，当两个模式呈现的时间间隔在300ms以下时，重叠情况下的正确判断的百分数要高于位移情况下的，但在时间间隔为600ms时，实验结果出现相反的情况。这说明在视觉存贮的时间内，两个模式的空间重叠是有利于识别的，换句话说，模板匹配在模式识别中是起作用的。

b．Warren（1974）所做的声音异同判断的实验也得到类似的结果。当两个声音刺激的持续时间严格匹配时，声音高低的异同判断的成绩要优于持续时间不一致的。这些实验结果都表明，模板说在一定范围内，是可以解释人的模式识别的。此外，模板说还在机器的模式识别中得到实际应用。

⑤模板说虽然可以解释人的某些模式识别，但它存在着明显的局限。依照模板说的观点，人必须事先存贮相应的模板，才能识别一个模式。即使附加了预加工过程，这些模板的数量仍然是巨大的。这不仅给记忆带来沉重的负担，而且也使模式识别缺少灵活性，显得十分呆板。模板说难以解释人何以迅速识别一个新的、不熟悉的模式这类常见的事实。

现在，心理学家几乎一致认为，模板说没有完全解释人的模式识别过程。但是，模板和模板匹配也不应受到完全的否定。作为人的模式识别过程的一个方面或环节，模板还是有作用的。在其他的模式识别模型中，还会出现类似模板匹配的机制。

（2）原型说

①这个假说是针对模板说的不足提出来的。它认为在记忆中贮存的不是与外部模式有一对一关系的模型，而是原型。原型不是某一特定模式的内部复本，而是一类客体的基本特征，即一个类别或范畴的所有个体的概况表征。例如，人们看到各种不同外形的飞机，而带有两个翅膀的长筒可作为飞机的原型。

②原型说认为：范畴是围绕着一个理想的或最佳的典型而构造的，这个最佳典型就叫作这个范畴的原型。根据原型理论，如果一个客体更接近于某个范畴的原型而不是其他范畴的原型，则被判断为属于这个范畴。

③原型说的基本观点得到一些实验结果的支持。

a．Posner等（1967）曾经做过有关原型的实验。研究表明，被试不仅可以从畸变模式中抽象出原型，而且还能掌握这一范畸的实例的变异性。这些结果都有利于原型说。但Posner等人没有对原型的具体特征和编码形式加以说明。

b．Reed（1972）曾经做了类似的实验，进一步指出，这种原型代表着一个范畴的实例的集中趋势，并且是以抽象的表象来表征的。

④以这些研究结果为基础，Reed（1973）提出了一个模式识别的模型。

a．Reed认为，模式识别是从特征分析开始的。模式的各个成分即特征先得到确认，然后模式各部分的关系如平行、联结和对称等再得到确认。这种特征和关系的确认是模式的物理特征的确认，它们都属于刺激审察阶段。特征和关系的结合就形成对模式的解释，如果它能完整地解释这个模式，它就相当于所知觉的模式或具体的像。这样，就可将这个模式的解释与记忆中贮存的诸模式的解释进行匹配。这个匹配过程可能包含模式的视觉表象或言语解释。如果进行比较的双方有完全的或很大的重叠，即可有准确的匹配。但是，如果知觉不够精确或贮存的解释丢失特征，就不能实现准确的匹配。

b．另外，如果一个模式有多种样本，准确的匹配也是不可能的。这时就需要进行分类，将模式归人某一范畴，而范畴是以原型的概括表象来表征的。反应倾向如字词频率等可对分类与特征丢失起作用。当实现准确的匹配或分类后，模式即得到识别，并可进入记忆。当相应的贮存的解释与名称相连，则识别的模式得到命名，或者激活其他有关的信息。如果不能成功地实现准确的匹配或分类，该模式则可作为新的模式进入记忆，并可改变有关的原型；另一种可能是重又回到刺激审察阶段，进行再分析和再匹配等。

c．上述的模型是一个比较完整的原型匹配模型，它明确地阐述了原型的具体特征和编码形式，强调原型在范畴水平的分类操作中的作用。并且它还可以容纳模板匹配。因此，Reed的模型显得更加灵活，更富有弹性。但是，这个模型只含有自下而上加工，而没有自上而下加工，这显然是一个缺陷。与模板匹配相比，自上而下加工对原型匹配似乎更加重要。

⑤原型说遇到的难题：某个客体虽比其他客体更接近某个范畴的原型，但仍然不属于这个范畴时，原型说不能解释。

（3）特征说

模式是由若干元素或成分按一定关系构成的。这些元素或成分可称为特征，而其关系有时也称为特征。

①特征说认为：模式可分解为诸特征，例如，一个大写的英文字母A可以分解为下列特征：两条斜线、一条水平线和3个锐角。每一个范畴都是由一组关键特征定义的，它们是一些可知觉的属性，是归属于这个范畴所需的充分、必要条件。而且仅当一个客体满足这些条件时，才被判断为属于这一范畴。这些特征分为两类：一类是局部特征，诸如线条、角度、方位；另一类是总体特征，如对称、封闭。

②根据特征说，特征和特征分析在模式识别中起着关键的作用。它认为外部刺激在人的长时记忆中，是以其各种特征来表征的，在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析，也即抽取刺激的有关特征，然后将这些抽取的特征加以合并，再与长时记忆中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别了。这就是一般的特征分析模型。

③特征说的基本观点得到一些实验结果的支持。

a．Neisser（1964）的实验，比较在有直线组成的干扰字母背景（如W、V）和由圆形特征做成的干扰字母背景（如O、G）中检测出字母Z的时间，实验结果表明在后一种条件下的时间要快，可能是因为在后一种条件下，干扰字母与字母Z没有多少共同特征的缘故。支持特征分析模型。这些实验结果也表明模板说的不足。

b．Kinney等（1966）发现，由于一些字母有较多的共同特征而发生混淆的现象。Mayzner（1972）进行了较系统的研究。发现有些字母由于特征相似而极易混淆，而特征差别大的字母则不易混淆。

c．固定网像或静止网像的实验是也是支持特征说的。一些支持特征说的有力的证据还来自近期的生理学研究。

④特征说不同于模板说，并且具有一定的优点。

a．依据刺激的特征和关系进行识别，就可以不管刺激的大小、方位等其他细节，避开预加工的困难和负担，使识别有更强的适应性。

b．同样的特征可以出现在许多不同的模式中，必然要极大地减轻记忆的负担。

c．由于需要获得刺激的组成成分信息，即抽取必要的特征和关系，再加以综合，才能进行识别，这使模式识别过程可带有更多的学习色彩。这一点看来是极重要的。应当说，特征分析模型是含有较多的学习可能性的。

⑤特征分析模型是目前最受到注意的一个模型，它在机器的模式识别中也得到应用。与其他的模式识别模型相比较，它确实具有更加灵活的特点。但它只是自下而上加工模型，缺少自上而下加工。特征说面临着一个困难：实际上几乎不可能找到一组特征，它们能恰好包容所有真正的A而又能区分出所有的非A。

⑥目前，特征分析模型存在着一个最大的争论问题，就是整体加工和部分加工的问题。特征分析模型是一个典型的从局部到整体的加工模型。拓扑说是对特征说的最大的挑战，它强调模式识别要首先提取刺激的总体特征或拓扑特征，并且也得到一些实验研究结果的支持。两者的对立构成当前模式识别理论争议的一个焦点，同时也是关于一般知觉过程争论的核心问题之一。

（六）错觉

1．错觉的含义

（1）概念：错觉是对客观事物的一种不正确的、歪曲的知觉。错觉可以发生在视觉方面，也可以发生在其他知觉方面。

我们的知觉有时不能正确地反映外界事物的特性，而出现种种歪曲，这种现象都称为错觉现象。

（2）意义：研究错觉的成因有助于揭示人们正常知觉客观世界的规律，研究错觉还有实践的意义。从消极方面说，它有助于消除错觉对人类实践活动的不利影响；从积极方面说，也可以利用某些错觉为人类服务。

2．错觉的种类

常见的错觉有大小错觉、形状和方向错觉、形重错觉、倾斜错觉、运动错觉、时间错觉等。其中大小错觉和形状、方向错觉有时统称为几何图形错觉。

（1）大小错觉

人们对几何图形大小或线段长短的知觉，由于某种原因而出现错误，叫大小错觉。

①缪勒—莱耶错觉（Müller-Lyer illusion），也叫箭形错觉。有两条长度相等的直线，如果一条直线的两端加上向外的两条斜线，另一条直线的两端加上向内的两条斜线，那么前者就显得比后者长得多（如图1-1所示）。

　 　 

图1-1 缪勒—莱耶错觉  图1-2 潘佐错觉　 图1-3 垂直—水平错觉

②潘佐错觉（Ponzo illusion），也叫铁轨错觉。在两条辐合线的中间有两条等长的直线，结果上面一条直线看上去比下面一条直线长些（如图1-2所示）。

③垂直-水平错觉（horizontal-vertical illusion）。两条等长的直线，一条垂直于另一条的中点，那么垂直线看去比水平线要长一些（如图1-3所示）。

④贾斯特罗错觉（Jastraw illusion）。两条等长的曲线，包含在下图中的一条比包含在上图中的一条看去长些（如图1-4所示）。

图1-4 贾斯特罗错觉　  图1-5 多尓波也夫错觉

⑤多尔波也夫错觉（Dolboef illusion）。两个面积相等的圆形，一个在大圆的包围中，另一个在小圆的包围中，结果前者显小，后者显大（如图1-5所示）。

⑥月亮错觉。月亮在天边（刚升起）时显大，而在天顶时显小。

（2）形状和方向错觉

①佐尔拉错觉（Zollner illusion）。一些平行线由于附加线段的影响而看成不平行的（如图1-6所示）。

②冯特错觉（Wundt illusion）。两条平行线由于附加线段的影响，使中间显得狭而两端显得宽，直线好像是弯曲的（如图1-7所示）。

③爱因斯坦错觉（Einstein illusion）。在许多环形曲线中，正方形的四边略显弯曲（如图1-8所示）。

④波根多夫错觉（Poggendoff illusion）。被两条平行线切断的同一条直线，看上去不在一条直线上（如图1-9所示）。

  　  

图1-6佐尔拉错觉　　 图1-7冯特错觉　 图1-8爱因斯坦错觉  图1-9波根多夫错觉

3．错觉产生的原因

一般说来，对错觉有三种解释：第一种是把错觉归结为刺激取样的误差；第二种是把错觉归结为知觉系统的神经生理学原因；第三种是用认知的观点来解释错觉。下面从这三方面来介绍一些有影响的错觉理论。

（1）眼动理论

①这种理论认为，人们在知觉几何图形时，眼睛总是沿着图形的轮廓或线条作有规律的扫描运动。当人们扫视图形的某些特定部分时，由于周围轮廓的影响，改变了眼动的方向和范围，造成取样的误差，因而产生各种知觉的错误。

②根椐这种理论，垂直-水平错觉是由于眼睛作上下运动比作水平运动困难一些，人们看垂直线比看水平线费力，因而垂直线看起来长一些。同样，在缪勒-莱耶错觉中，由于箭头向外的线段引起距离较大的眼动，箭头向内的线段引起距离较小的眼动，因此前者看上去长一些。有些研究也发现，在眼动的范围和缪勒-莱耶错觉的大小之间有某种关系。

③但另一些事实说明，这种理论是不能成立的。例如，用很快的速度呈现刺激图形，使眼动无法产生，或者用稳定网像的技术，使图形的网膜映象固定不变。在这种情况下，人们照样会出现图形错觉。这说明，眼动不是造成错觉的真正原因。

为了克服眼动理论的困难，后来人们提出了传出准备性假说。这种理论认为，错觉是由于神经中枢给眼肌发出的不适当的运动指令造成的。只要人们有这种眼动的准备性，即使眼睛实际没有运动，错觉也要发生。这假设还没有得到充分的事实证明。

（2）神经抑制作用理论

20世纪60年代中期，有人根据轮廓形成的神经生理学知识，提出了神经抑制作用理论。这是从神经生理学水平解释错觉的一种尝试。

①这种理论认为，当两个轮廓彼此接近时，网膜的侧抑制过程改变了由轮廓所刺激的细胞的活动，因而使神经兴奋分布的中心发生变化。结果，人们看到的轮廓发生了相对的位移，引起几何形状和方向的各种错觉，如佐尔拉错觉、波根多夫错觉等。

②神经抑制作用理论在解释错觉时和现代神经生理学的思想联系起来，这是好的，但这种理论只强调网膜水平上感受器的相互作用，而忽略了错觉现象和神经中枢的融合机制的关系。例如，在波根多夫错觉图形中，如果给一只眼睛呈现倾斜线，给另一只眼睛呈现两条平行线，人们仍然看到了位移的错觉，这是用视网膜上的抑制作用无法解释的。

（3）深度加工和常性误用理论

①这种理论认为，错觉具有认知方面的根源。人们在知觉三维空间物体的大小时，总把距离估计在内，这是保持物体大小恒常性的重要条件。当人们把知觉三维世界的这一特点，自觉、不自觉地应用于知觉平面物体时，就会引起错觉现象。从这个意义上说，错觉是知觉恒常性的一种例外，是人们误用了知觉恒常性的结果。

以潘佐错觉为例，由于两条辐合线提供了线条透视，夹在它们中间的两条横线在深度上被分开了，上方的线段应该比下方的线段远些。而画面上的两条线段实际相等，它们在视网膜上的投影也相等。按照大小距离不变假说，人们在知觉物体大小时估计了物体的距离，因而把“远处”的线段看得长一些。

②常性误用理论把错觉与知觉恒常性联系起来。在大小知觉的场合，当距离改变时，视网膜投影的大小也相应发生改变，而知觉到的大小却相对不变，这是大小恒常性。当环境提供了深度线索，使平面图形的不同部分在深度上分开，也就是使它们的显现距离发生变化时，而视网膜的投影大小不变，人们由于错误地利用了知觉恒常性的特性，就会把“远处”的物体看得大些，而把“近处”的物体看得小些，因而出现大小错觉。这种理论强调了深度线索在错觉产生中的作用，因而也叫深度加工理论。常性误用理论的影响颇大，但有些事实不能用这种理论来解释。