將錯就錯

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科學人觀點

將錯就錯
將錯就錯

2022-01-01 曾志朗

無論聽覺或視覺,知覺的錯覺並非一成不變,而會隨著意識活動減弱或消失,只要知道原理,就錯不了;然而,錯覺在人們的日常生活中,只要錯得恰到好處,還是充滿樂趣的!

2021年在新冠疫情時而升溫時而趨緩的起伏中接近尾聲,猶如年底前的天氣忽冷忽熱,有時豔陽高照,有時寒風細雨,外出行走,衣服穿多了,渾身發熱;穿少了,感到刺骨涼意。打從2019年12月26日在武漢發現首例不明原因的肺炎患者,這病毒肆虐全球已經整整兩年,好不容易科學界群策群力研發出有效疫苗,人們以為曙光在即,不料最新變異株Omicron又從南非竄起,而且以前所未見的速度在一個月內擴散至全球數十個國家。和我們合作跨語文閱讀研究的國外實驗室,兩個月前才澈底消毒,重新開放做實驗,開張不到一個月就又關閉了!

不能繼續做實驗,當然是一大遺憾。但疫情再趨嚴峻,也只能「聽天由命」,重回網路世界了。還好網路科技讓不同地區的研究者,得以透過視訊平台,穿越時空的框架,更仔細也更深入研讀研究相關的文獻,更有時間檢視未來將進行的實驗;重複演練實驗的步驟、刺激材料的選擇、適應(文化、社區詞彙)、比對和調整,使得跨語文研究的內涵能更精確反映出其中的普遍性和特殊性。實驗雖因疫情暫停,但視訊討論讓研究者把實驗內容修訂得更完整,更能凸顯未來實驗結果的相對意義。不能說是塞翁失馬,只能說是盡力在災難中尋找正面意義罷了。

但在隔空視訊的過程中,我觀察到一個非常有趣的現象。對方通常是單獨一人,或在家,或在研究室,有時轉身走到右側去找文件,有時移到左側去沖杯咖啡,戴著耳機,邊走邊說。不像實體會議時,每個人坐在固定位置上,說話時音源方位非常清楚。但透過螢幕,對方走到右側,我聽到語音從右邊來;走到左側,語音從左邊來。由電腦傳來的聲音,明明都來自同一個喇叭,怎麼會隨著我「看到」他在螢幕上的不同位置,而出現聲音來源定位的變化呢?

這個現象讓我聯想到以前在美國開車去露天汽車電影院看電影時,車子停在廣大空地上的格子裡,星星佈滿天空,遠處豎立著一個好大好大的銀幕,駕駛座旁邊立了根木樁,上頭有個擴音器,只要拿下來掛在車窗上,車上的人就可以邊吃零食,邊聊天,邊看電影;一旦投入劇情,銀幕上的人、車、馬、飛機等動態所發出的聲音,就如同身歷聲般,隨著所見到的發音者位置移動。當然,如果從看得入神忽然意識到自己坐在車子裡,那一瞬間,銀幕上的聲音就完全轉到掛在車窗上的擴音器了。

這種由上而下(top-down,指上層的抽象概念影響感官的感受反應)所產生的知覺錯覺,會隨意識活動而減弱或消失。只要車上的人開始聊天或嘴巴忙著吃東西,銀幕上聲音定位的錯覺也會跟著消失。人是靠最基本的感官接受外界的訊息,但不同的感官由下而上(bottom-up)的知覺整合過程非常複雜,有時就會出現各式各樣的錯覺現象。在日常裡,人們不覺有異,唯有在特殊情況中被指出來,才恍然大悟,原來生活中有這麼多奇妙的錯覺現象!

從視訊通話中所得到的聲音定位錯覺現象,當然可以很容易得到驗證。我在課堂上也做了實驗,在30多位學生的面前,把白板前的螢幕放下來,啟動電腦和投影機,播放一段網球比賽影片。球場左右各有一位選手,球來球往,揮拍擊球發出的清脆聲非常清楚。觀看一陣子後,我問他們是否聽到左邊球員擊球的聲音來自螢幕左邊,而右邊球員的擊球聲來自螢幕右邊。大部份的學生都點頭稱是。我再放一次影片,效果更為明顯,因為我強化了他們由上而下的預期想像。

再來,我要他們看影片的同時,嘴裡從1、2、3、4??開始數數。看了一陣子後,我又問:「左邊球員擊球,聲音來自螢幕左邊,而右球員擊球,聲音來自螢幕右邊嗎?」大部份的學生不再點頭了,都說聲音來自電腦。原來口中唸唸有詞的認知作業,破壞了由上而下的知覺錯覺影響,使個體恢復了由下而上(從感官接受表徵訊息、分析、整合到知覺)的基本運作!

這樣的展示很簡單,學生們開始了解聲音定位因抽象概念的引導所產生的錯覺,其實是一廂情願的預設結果,而這個錯覺是可以被改變的。所以,只要知道關鍵所在,就可以恢復由下而上的基本運作,不會再錯了。

我看學生們興致勃勃討論由下而上和由上而下的感官訊息互動的歷程,正預備進一步介紹和說明這個知覺理論的發展,如何導致「平行處理歷程」(parallel distributed processing)的神經網路模式(neural network model,AI的最早算則的起源)。班上最資深的一位博士班學生忽然提問:「老師,聲音定位的錯覺容易被修正,會不會是因為音波到達我們兩耳的時間本來就比較不穩定,加上回音由不同方向來,因此我們的腦很難精確掌握聲音的來源,比起視覺的一目了然,大腦對聽覺錯覺的修正可就容易多了,是不是這樣?」

好問題!當我們眼睛看外在的物件,在那裡就是在那裡。視覺是一眼定位,不容易發生錯覺,就無所謂視覺定位的問題。視覺的錯覺或許不在定位,但判定長短卻很容易受到環境裡其他線條的相互作用而產生錯覺,例如眾所熟知的繆氏錯覺(Muller-Lyer illusion,上圖),乍看以為上圖的橫線比下圖的橫線要長得多,但仔細比對就知道一樣長。這個視覺的錯覺非常穩定,幾乎沒有人不犯錯……

【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2022年第239期01月號】