前言:上篇文章我们谈论了19世纪脑科学的进展,加上本篇所谈的神经科学、感觉生理学和心理物理学方面的进展,这些部分的组合更接近与目前我们目前所说的生物心理学,也包含一部分认知心理学的内容。这两类心理学对我们一般的学习生活,并没有太大的关系,加上非常多专业术语,所以很多人看这部分会有些头疼。但是对于心理学的整体进展却都是很重要的组成部分,所以也不能略去不谈。所以,辛苦大家啦。
一、神经科学
上篇我们谈了关于大脑的科学进展。知道大脑各个部分的用处,知道了我们的高级思维在四对脑叶,知道了左半脑分管语言系统。ok,我们找到了总部,知道总部有哪些部门了,那么,通讯系统是什么?总部的指令是如何下达的?感觉器官获得信息又是如何传递给大脑的?这就是神经系统学研究的主要内容。(我不得不说,神经科学不是一般复杂,我很怀疑目前的神经学家如何工作的,我作为非专业学生,看相关文章看的吐血,也只能说搞明白了大概,内容如有谬误,敬请谅解)
相较于大脑来说,脊椎的研究其实略早一点,因为它结构相对简单,从解剖学的角度上也容易入手,所以当时的生物学家们(罗伯特.怀特,弗朗索瓦.马戎第,查尔斯.贝尔等)已经通过青蛙、兔子等实验取得了一些关于神经系统的研究成果。但是他们要不把神经系统看做是一种管道,任何感觉信息都可以通过这个管道传递给大脑;要不就认为当神经系统收到刺激时,本身通过振动,将这种刺激传递给大脑。
但是约翰内斯.穆勒(1801-1858)不同意这些观点,穆勒认为每种感觉系统的神经只传递一种数据——“一种特别的能量或特质”。当你闭上眼睛,用力按压时,你除了可以看到一丝光线,没有任何其他的感觉(压力感来源于皮肤)。虽然有人说,盲人可以通过触觉来看到画面,但穆勒认为那是不能被证明的把戏。但是,穆勒虽然对这点很有信心,但他也坦承仍有一个不确定的问题,那就是:
不同的神经感觉到不同的信息,到底是由于神经本身的性质所决定的,还是由于大脑有个翻译部门,将所有视觉神经传递上来的信息,都翻译成光感信息呢?(这个问题的答案,要再过几十年才基本明晰)
穆勒这种自我怀疑精神,对他的弟子也产生了影响。他的学生埃米尔.杜波依斯-雷蒙德(1818-1896)描述了神经冲动具有电特性,将穆勒的“特别能量”具象化成为了“生物电”,为神经传导建立了现代基础。
穆勒的另一名弟子赫尔曼.冯.赫尔姆霍兹(1821-1894)设计了一种实验方法,即通过测量被试(有青蛙,也有人),从接受刺激到作出反应的时间,测算了神经传递的速度与电的传播速度有较大差异,在神经中传递的不仅仅是电,而是一系列复杂的粒子运动。这个假设如今已经被证实,单个神经细胞确实是通过生物电来引起兴奋的,速度很快,但神经细胞与神经细胞之前则是通过化学递质来传递信息的。我们可以简单的理解为,前线士兵收到了一份口头报告,但是要递交上级之前需要整理成书面报告,所以速度自然就慢了。后来,这种实验方法也成为一种实验范式,思维速度的研究也是用这种方式。
二、感觉生理学
说完了神经科学,下面我们聊一下19世纪感觉生物学的进展情况。我们先看一下感觉生理学的定义:
感觉生理学是研究生物机制如何将物理事件转换为神经事件,其目的是要揭示从物理能量到感觉经验的一系列过程中在神经水平上发生了什么变化或活动。
我继续拿战争来做比喻吧。我们前面知道了敌军的总部在哪里,总部里大概有哪些部门,负责什么工作。然后我们知道了侦察兵(感觉神经)是怎么工作的,一人负责一个类别的信息,比如一个侦察兵专门负责收集我方有多少士兵,一个侦查兵负责侦查我方有多少大炮。他们收集好信息,写成书面报告,通过中央情报部门(中枢神经系统)传递给总部,再由总部相关部门下达指令给战斗部队行动(运动神经)。那我们想打赢这场战斗的话,我们还需要知道,侦察兵到底是怎么收集信息的?什么情况会引起侦察兵的警觉,什么情况会升级为紧急事件。感觉生理学相当于研究敌军的警报系统。
在这个领域中,上面提到的赫尔姆霍兹再次出镜了。他在心理学和生物学的成就很多,但他坚持认为自己是一个物理学家,因为他想做的事情,不过就是通过物理学术语来解释感知现象。(心理学家那个时候应该是被鄙视的伪科学家吧,捂脸捂脸)
赫尔姆霍兹在感觉生理学上的第一个贡献是发明了“检视镜”,就是那个戴在眼科医生头上,用来看你眼睛的东西。医生们通过这个小玩意第一次真正的查看活体的视网膜。
发明了这个检视镜之后,赫尔姆霍兹开始对色彩视觉产生了兴趣。作为一个物理学家,赫尔姆霍兹知道当我们看橘色光线(波长大约为590~610nm)时,我们会看见橘色;当我们看红色光线(波长是770-622nm)和黄色光线(577-492nm)混合在一起,也能看见橘色。他同样也知道三种特别的色彩——红黄蓝——三原色按一定比例混合在一起的时候,会产生各种颜色。所以,他推测(1852),人的眼睛里也有识别这三种颜色的接受细胞,每种细胞对特定的原色非常敏感(现在医学已经证明了这三种椎体细胞的存在)。
这个观点并不是有赫尔姆霍兹第一个提出来的,在1802年一位名叫托马斯.杨(1773-1829)的用过科学家就曾提出过这个观点,但是赫尔姆霍兹通过实验的方式,收集了大量的证据,更有效的证明了这一观点。后来关于这一色彩视觉的理论被称为杨-赫尔姆霍兹,或三色理论。
三色理论的出现其实是将人类的感觉做了另一次有效的区分,将原来的感觉区分成为感觉(光线对视网膜形成刺激,及引起视觉神经脉冲)和感知(大脑根据接收到的脉冲信号形成有意义的解释)两部分。这种区分的重要意义在于,他一方面同意康德所说,我们的感觉是由意识来赋予意义的,但另一方面,他也反对康德,认为人们有天生的“范式”来理解我们的感觉的观点。他认为,我们对世界的理解,是被现实反复验证而形成的。我们会学习哪些与我们的预期结果相符,哪些则是相悖的(如果你观察过一个三个月大的baby想要抓住一个物体的行为,你就会理解他的意思——我们不过是在反复的实验中找到正确的方法,然后固化下来)。
赫尔姆霍兹自认为是一名物理学家,但其实他在心理哲学领域也有很大成就。几代哲学家都在探讨的一个重要问题:我们感知的世界究竟是不是真实的世界?赫尔姆霍兹也给出了自己的答案。
“我们对事物的概念只有符号,也就是事物的自然信号,我们学会如何使用这些符号,调整自己的行为。……。因此,询问红色是不是真正的红色,或者是不是我们感官的错觉,是没有任何意义的。红的感觉就是正常的眼对红反射出来的光线的正常反应。”
由于赫尔姆霍兹是那个时代最伟大的科学家之一,在很多领域都有贡献,我真的很难说究竟把他放在感觉生物学家中还是心理物理学家中比较合适。我综合的看了一下他的贡献。个人觉得,他是一个注重客观事实超过主观经验的人,所以还是放在这一部分了。
捷克科学家杨.普金耶(1787-1869)在早期研究感觉生理学中,因为缺乏资金,常常拿自己做实验。经过细致的自我观察,他发现,有些事件——比如知觉错误,刺激强度与直觉强度之间的差异,以及自发的感觉经验——并不是随机发生的,而是由眼部结构和脑的神经联系系统相关。他在1825年发表了他的研究成果,即普金耶效应,在不同的光线条件下,人眼中的相对明度是不同的。明视觉条件下,黄绿色光最明亮,红色、蓝紫色光发暗。在暗视觉条件下,青绿色光最明亮,红色、橙色光发暗。青,蓝色系在明亮条件下明度低,在微光条件下明度反而提高,橙色则反之。同时,他也注意到视网膜的边缘无法分辨颜色。
普金耶也对神经生理学进行了大量的研究,提出了原生质的概念(后称为普金耶细胞)和普金耶纤维(束细胞,一种特殊的心肌纤维,心脏传导系统组成部分)。他在生理学的研究过程中,认识到了自我观察(主观感受)的重要性,因此,他认为,对于感觉的研究,不仅要了解客观的物理和生理成分,还要研究主观经验,这是心理物理学产生的前提。
三、心理物理学
心理物理学与感觉生理学研究内容比较接近,都是研究物理刺激和感觉之间的关系,但侧重点不同,心理物理学更强调主观经验。
在厄尼斯特.韦伯(1795-1878)之前,关于感觉起器官的研究基本都是集中于视觉和听觉的,而韦伯探讨了一个新的领域,即皮肤感觉和肌肉感觉。他使用一个类似于圆规的东西,测定两点之间需要多大的距离,被试才能够报告出触及皮肤的是两个不同的点。这就是两点阈限。韦伯有关阈限的概念(也就是最小刺激量)从那时起到现在,在心理学领域得到了广泛的应用(你可以自己设计实验测量自己任何一种感觉或意识的阈限)。
他的研究也带来的心理学上的第一个数量化定律。通过让被试提起不同重量的物品,来辨别哪一个物体更重的实验。韦伯发现,最小可觉差的辨别并不依赖于两个重物的绝对差异,而是依赖于它们之间的相对差异或对比率。韦伯发现,两个重量之间的最小可觉差是个恒定比例,即1:40.。即41g的物品刚刚能够察觉出于40g物品的重量不同,而82g物品刚刚能察觉出于80g物品的不同。学习了这个心理学知识,卖菜大妈可以少称重1/40,是绝对不会被发现的。
古斯塔夫.赛奥多.费希纳(1801-1887)是个蛮神奇的人。他1821年从莱比锡大学医学院毕业,毕业后从事物理和数学工作,也翻译了一些法文的物理学和化学的手册。1833年获得了教授职位和抑郁症,后者伴随他长达12年之久。在这期间,莱比锡大学已经宣布他不能再继续担任他的工作了,于是每年给他发放一笔退休金,直到他86岁健康的去世。费希纳在1950年提出了一个韦伯已经证明的观点(他声称他在这之前并不知道韦伯的研究),不是通过常数,而是通过公式:S=KlogR,其中S是感觉强度,K是常数,R是刺激强度。它们的关系是对数性质的,即一个基数按算术方式增加,另一个基数呈几何方式增加。
但费希纳的主要贡献是在研究方法层面的。他创立了心理物理学的三个基本方法之一,并系统化了另外两个。分别是均差法,常定刺激法和极限法。具体我就不解释了,跟心理实验设计有关。
好了,关于心理学的硬知识到这里就差不多了。到这一个历史阶段,我们可以看到,不管是神经学家,还是感觉生理学家,还是心理物理学家都不单单是其原来的单一角色,而是多个学科的融合了。所以,在这个前提之下,心理学作为一门新的学科的出现,已经势在必行了。
但是下一篇,我还会用一篇文章谈谈十九世纪的一个重大发现——进化论。可能有些人会有所疑惑,进化论和心理学有什么关系呢?我个人觉得从进化的角度看心理学是一个非常有意思的视角。举例来说,我们人都有焦虑的情绪,而焦虑在现代社会带给人们巨大的身体和精神上的伤害,那人为什么会有这种情绪呢?这是由于适应需要带来的。想象一下,你生活在一个随时有可能被袭击的不安全环境下,焦虑情绪会让你保持警觉,寻找安全的藏身之处或者事物。如果你不具备这种情绪,你就很可能会忽视你身边潜在的危险,从而丧生。所以焦虑情绪的出现是进化带来的。从这个角度来看,只有具备焦虑情绪的原始人,才能活下来,才能成为我们的祖先,现在对压力敏感的人,都是完美的继承了祖先这个基因的人。这么想问题,是不是觉得自己的焦虑感没那么强了呢?
好了,下次见。