人类天生爱“脑补”
爱因斯坦早就已经是天才的代名词了,对于我们普通人,并不需要去思考那么深奥的问题,但我们同样可以通过鲜活的想象来学习和解决问题,这种方法叫作视觉化思维(Visual thinking),正是利用了我们大脑中发达的视觉皮层的信息处理能力。视觉皮层不但可以处理我们看到的外界图像信息,也可以自己合成图像——就是我们想象的图像。
这里必须要先说一说我们是怎样看到东西的。其实我们看到的所有图像,都是一部分来自眼睛,另一部分来自视觉皮层的“想象”。
一般我们会觉得眼睛就像是照相机一样,眼睛里的视网膜接收了信息以后直接就传给大脑,于是大脑里就存了一张图片,就像我们的手机拍照之后存下照片一样。实际上,在我们“看”的过程中,大脑中充满了各种“猫腻”。
我们的视网膜接收了外界的视觉信息之后,这些信息通过视神经传递到大脑,但这个过程并非简单直接,而是非常曲折。视觉信息不是从眼睛直接原封不动地传到大脑的视觉皮层,而是先传到两个中转站,这两个中转站在大脑底部的丘脑中,左右脑一边一个,叫作外侧膝状体。这两个中转站的快递分拣员看上去很马虎,总是把“包裹”的目的地弄混——来自左眼的信息有一部分从这里出发,传给了右脑的视觉皮层,另一部分继续传到左脑的视觉皮层;来自右眼的信息一部分传给了左脑的视觉皮层,另一部分继续传给右脑。
科学家们经过仔细研究,发现这里面还有惊人的秘密:视觉皮层可不只是被动接收从眼睛传来的信息,而是同时也会发出信号给中转站——这当然不是像打电话查询快递什么时候送到,而是让中转站“篡改”来自眼睛视网膜的信息!
我们的大脑为什么要这么做呢?简单的答案是大脑想偷懒,因为工作量太大了。首先,从眼睛传到大脑的并不是静态的“照片”,而是像在网上看视频的流媒体一样,源源不断的信息流。有人估算过,我们的视网膜每秒钟接收相当于1000万比特的信息量。要处理这么大的信息量,大脑想出了两个办法来对付它。一个办法是把我们看到的图像信息分开来处理,比如色彩、光线明暗、物体的形状、物体的移动方向和速度等,这些信息在好几条平行神经通路中同时进行处理,节省了很多时间。这就像是有好几条处理信息的流水线,不同的零件在不同流水线上同时被生产出来,最后再组装起来。
另一个办法更出人意料:视力不够,想象来凑。刚才说的视觉信息的那些“零件”,到了最后要再组装起来,但它是根据什么来组装的呢?我们在网上买拼装的家具回来,要自己根据图纸来组装。我们的大脑也有这样的“图纸”吗?其实没有什么固定的图纸,我们一半靠经验,一半靠猜测,来重新组织这些视觉元素,把它们重新合成一幅自己觉得完整的图像。听上去好像视觉很不靠谱啊,不是说眼见为实、无图无真相吗?视觉的确没有我们想象的那么靠谱,但令人感到安慰的是,大脑也不完全是在瞎猜。大脑皮层和丘脑会综合各种提示信息,比如当时我们所处的环境、气味、声音,还有在这之前我们看到的东西,来推测我们看到了什么,而后再通过视网膜接收到的信息来印证和修改自己的推测。在这个过程中,大脑还会根据我们此刻的需要,来做大胆的推测,然后再看看究竟是不是这样。比如说我们在大商场里找垃圾桶,急着扔掉手上的纸团,但是人太多了,商场又大,所以一直没找到。这时候我们会看到好像在电梯的旁边角落里有个铁皮箱子,看上去很像垃圾桶,于是我们走过去,一开始还满心欢喜,终于可以把垃圾脱手了,但随着步步逼近,我们看着那个铁皮箱子的形状,似乎有点矮、有点扁,又不大像垃圾桶。直到最后发现,那是个消防工具箱。同样地,在沙漠里寻找水源的人,经常会有“看到”水的幻觉。我们的大脑总是先假定我们“看到”了一样东西,如果我们此刻继续找这个东西,那就会不停地“看到”这个东西,比如沙漠里的水源、商场里的厕所或者垃圾桶。而在大脑提出假设之后,会慢慢根据所掌握的越来越多的信息来印证或者修改自己的假设,有时证明看错了,有时完全是幻觉,我们“看到”了根本不存在的东西。这听上去很疯狂,但提出假设再逐渐求证的过程却又像个严谨的科学家。我们的大脑就是这样的疯狂科学家。而这样做的好处是,如果我们根据很少的信息一下就蒙对了,那就很省事,大脑既不需要处理大量的信息,又能短时间内很快地找到我们需要的东西,一举两得。更进一步来说,在一些特殊情况下,比如在沙漠里找水源,那我们宁可把一片洼地错看成是一摊水,也比错过真正的水源要好得多。
每只眼睛接收到的视觉信号都分成了两部分,一部分经过外侧膝状体交叉到了对侧的大脑皮层,另一部分则到达同侧的大脑皮层。
人脑的视觉神经回路(图中绿色的部分就是丘脑——信息的中转站,而外侧膝状体就位于丘脑内)
所以视觉和想象本身是分不开的,所有我们觉得是亲眼看到的东西,背后多少都有些想象的成分。正是这种视觉自带的想象力,让视觉化思维变得自然而然,这是一种我们天生具备、但没有很好地利用的能力。
在上图中你看到了几个三角形?其实图上一个三角形都没有,但我们却可以看到好几个不同的三角形,这都来自我们的“自行脑补”(想象),或者说是一种推测,也就是根据很少的提示(那些折线和缺了一角的圆形)来推测“实际上”的图形。
上图中这只大象有几条腿?这幅画利用我们“自行脑补”的能力来捉弄大脑。一开始我们不觉得有什么问题,实际上这只大象的腿和脚并没有画在一起,在腿的下面没有画脚掌,在两腿之间的间隙中却画了脚掌。
再回来说视觉皮层和丘脑的膝状体串通起来修改视觉信息。这种修改是在传达到膝状体的海量信息中挑选出大脑皮层最关心的那部分信息,并忽略掉其他信息:在我们走向那个疑似的垃圾桶时,我们最想弄清楚那究竟是不是个垃圾桶,于是我们需要更多的关于形状轮廓的信息。这时候,视觉皮层要求膝状体提供更多这方面的信息,同时忽略掉其他信息,比如周围的人和商店的广告。这些信息被传递到大脑皮层之后,被拼接成一副简明扼要的图像,这个图像重点突出,主要呈现我们此刻最关心的信息,对其他信息视而不见。不过如果是这样的话,为什么我们看到并不是像速写那样简单的图像,而似乎是完整而丰富的图片呢?因为大脑是在不断地利用视觉信息来进行拼接,也就是说,当我们觉得自己看到一幅图像时,其实已经看了大脑播放的好多帧的电影了!