Physics 版 (精华区)
发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标 题: 第六讲 视觉
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Jul 9 16:36:13 2003)
第六讲 视觉
当图像传输到大脑内时，它仍然与其所产生的物体有某些相似之处。然而就像上面充
分显示的那样，我们不应该认为图像使我们感觉这些物体是通过这种相似的方式--就好像
在大脑内还有另外一只眼睛，使我们通过其感觉图像。相反地，我们必须相信是自然赋予
的运动形成了图像，并直接作用于身体之主的心灵，使心灵拥有感觉。对此，我将予以详
细地介绍。我们用视觉所感觉到的物体的全部性质可被归纳为六个基本性质：光、颜色、
位置、距离、大小和形状。首先看一下光和颜色（真正属于视觉的性质）。我们假定心灵
具有这样一种性质，使其具有光的感觉的是大脑视觉神经纤维组织区的运动的力量，使其
具有颜色的感觉是这些运动的状态。
同样地，通向耳朵的神经的运动使心灵听到声音；舌头上的神经的运动使心灵品尝到
味道。总而言之，身体上各种神经的运动，缓和的会使心灵得到痒的感觉，很剧烈的则会
使心灵得到痛的感觉，但是在所有这些心灵想象到的概念和引起这些概念的运动之间不一
定非得有相似之处。大家都乐于同意这样的说法，当人的眼睛受打击时，好像在眼前看到
了无数的火花和闪光，即使闭上眼睛或在很暗的地方也是如此。因此这种感觉可以只归于
一击之力。这一击之力就像明亮的光一样使光神经纤维处于运动之中。相同的力量作用于
耳朵可使我们听到一种声音，作用于身体其它某些部位会使我们感到痛。这也可被下面的
事实所证明：无论何时只要迫使眼睛看一下太阳或其它某些明亮的光，即使随后闭上眼睛
，也会在一个短时间内保留其印象，在光消逝的过程中好像仍能看到各种颜色的变化。至
少这会说明一个事实：视觉神经纤维被某种力量置于运动状态，通常一旦发生后就不能立
刻停止。但是当眼睛闭上后保持在眼睛内神经的运动不足以代表引起它的明亮的光，它只
能呈现不太鲜明的颜色，这些颜色在消退过程中不断变化。这正如我已经提出的那样 ，表
明颜色的性质只在于运动的多样性。最后这还可被透明物体中各种颜色的频繁出现所证实
。
确实，除了对光的接收方式的多样性外没有别的原因，如云中彩虹的出现就是一个例
子。还有一个更清楚的例子，这就是在削磨成许多面的玻璃中能看到类似彩虹的现象。但
是我们必须仔细考虑的是，什么决定了所见到的光的数量，即什么决定了每一个视觉神经
纤维运动的力量。由于我们看到物体上的光的数量与其物体本身所含光的数量总是不相等
的，它与物体的远近和瞳孔的大小成一定比例地变化。这种变化也与物体上各点发来的光
线在眼睛后面所占据的面积成比例……除非这些部分在颜色方面有某些不同，否则我们不
能区分开所看物体的各个部分。对颜色的辨别依赖于两个因素：一个是物体所有各部分发
来的光线聚集于眼睛后面尽可能多的不同的点上，而且别处的光线不能射到这同一些点上
；另一个因素是映像在眼睛后面占据的区域内有大量的视觉神经纤维。例如，假定一个物
体由一万个能发出光线、并以一万种不同的方式到达眼睛后面某一区域的粒子所组成，其
结果可能会同时产生一万种可见的颜色。灵想象到的概念和引起这些概念的运动之间不一
定非得有相似之处。大家都乐于同意这样的说法，当人的眼睛受打击时，好像在眼前看到
了无数的火花和闪光，即使闭上眼睛或在很暗的地方也是如此。因此这种感觉可以只归于
一击之力。这一击之力就像明亮的光一样使光神经纤维处于运动之中。相同的力量作用于
耳朵可使我们听到一种声音，作用于身体其它某些部位会使我们感到痛。这也可被下面的
事实所证明：无论何时只要迫使眼睛看一下太阳或其它某些明亮的光，即使随后闭上眼睛
，也会在一个短时间内保留其印象，在光消逝的过程中好像仍能看到各种颜色的变化。至
少这会说明一个事实：视觉神经纤维被某种力量置于运动状态，通常一旦发生后就不能立
刻停止。但是当眼睛闭上后保持在眼睛内神经的运动不足以代表引起它的明亮的光，它只
能呈现不太鲜明的颜色，这些颜色在消退过程中不断变化。这正如我已经提出的那样 ，表
明颜色的性质只在于运动的多样性。最后这还可被透明物体中各种颜色的频繁出现所证实
。
一般地，所有物体从远处看不如在近处更清晰；某个物体在眼睛后面所占据的区域越
大，就会看得更清楚。以后我们还必须对这一情况进行特别的关注。谈到位置。即物体上
每一部分与我们身体相比较的定位，我们用眼睛比用手能更精确地感觉它。对于它的认识
，我们不依赖于任何想象，也不依赖于来自物体的任何行为，而是只依赖于神经发源地大
脑中各个微小部分的位置。当布满神经的肢体位置变化时，大脑中微小部分位置的变化却
总是很微弱。因此是自然赋予我们心灵这种能力，使我们不仅能够知道物体上各部分所占
据的地方，而且还能使我们从这些地方转移注意力，到我们想象到的直线上，这些直线从
物体上各部分开始延伸至无穷。以相同的方式，我们已经谈得很多的盲人，将手Ａ转向Ｅ
（图略）然后再将手Ｃ转向Ｅ，分布在后一只手上的神经引起了大脑的某些变化，通过这
种变化，其心灵不仅会知道Ａ或Ｃ的位置，而且还能知道处于直线ＡＥ或ＣＥ上的所有位
置。用这种方式，但无论如何他并不知道或不会想到其双手占据的地方，其心灵却能将注
意力转向目标Ｂ和Ｄ，并确定它们占据的地方。
相似地，当我们的眼睛或头转向某一方向时，我们的心灵被大脑中的变化所告知，这
些变化是由分布在运动肌肉中的神经所引起的……虽然物体在眼睛内形成的图像是上下倒
置的，但仍能够在其真实位置上被看到。对此大家不应该觉得奇怪，这正如盲人通过左手
能感觉到（其右边的）物体Ｂ，连同一时间能用右手感觉到（其左边的）物体Ｄ。当盲人
用两只手摸到了一个物体时，他并不会将其判断成两个物体。同样，当我们的双眼注视同
一个地方时，物体在每个眼里都形成了一个图像，但我们却只是看到了一个物体。与对位
置的理解不甚相同，对于距离的理解，不依赖于物体发出的映像。相反，判断距离首先依
靠眼睛的形状。正如我们已经说过的，看近处的物体时眼睛的形状与看远处的物体时相比
，肯定有些细微的不同。当我们根据物体的远近调整眼睛的形状时，我们以某种自然赋予
的方式改变了大脑中的某一部分，以使我们的心灵感觉到距离。通常这一情况发生时，我
们并没有仔细考虑。例如当我们用手紧抓住某一物体时，我们会按照物体的大小和形状去
调整手，并通过手感觉到它，在这一过程中却不必去思考这些运动。
其次，我们判断距离是通过双眼的相互关系。盲人抓着两根拐杖ＡＥ和ＣＥ（假定他
并不知道拐杖的长度）。只知道两手Ａ和Ｃ间的距离和角ＡＣＥ和ＣＡＥ的大小，似乎是
通过一种自然的几何学，他能从这一认识中就说出点Ｅ在哪里。相似地，当我们的双眼Ａ
和Ｂ转向点Ｘ时（这里省略了一个图），线ＡＢ的长度，两个角ＸＡＢ和ＸＢＡ的大小能
使我们知道点Ｘ在哪里。我们可以只用一只眼睛，通过改变其位置而做与此相同的事。此
时如果我们使眼向Ｘ方向转动，首先停在Ａ点，随后立刻转向Ｂ点，这就足以使我们产生
包括线ＡＣ及两个角ＸＡＢ和ＸＢＡ的想象，使我们能够想象点Ｘ的远近。这是通过一种
心理活动所完成的。虽然只是一种简单的想象，但也包含着外科医生的推理。他们在测量
不能直接测量的地方时，常使用两个不同的有利点。此外感觉距离，我们还有另一种方法
，即通过看到物体形状的清晰或模糊程度并结合光的强弱。如果我们凝视Ｘ（图略），来
自物体10和12的光不会正好聚焦于我们眼后的Ｒ和Ｔ，而这些物体在点Ｖ和Ｙ时却会如此
。从这里我们可以看到这些物体离我们是比Ｘ更远还是更近些奇怪，这正如盲人通过左手
能感觉到（其右边的）物体Ｂ，连同一时间能用右手感觉到（其左边的）物体Ｄ。当盲人
用两只手摸到了一个物体时，他并不会将其判断成两个物体。同样，当我们的双眼注视同
一个地方时，物体在每个眼里都形成了一个图像，但我们却只是看到了一个物体。与对位
置的理解不甚相同，对于距离的理解，不依赖于物体发出的映像。相反，判断距离首先依
靠眼睛的形状。正如我们已经说过的，看近处的物体时眼睛的形状与看远处的物体时相比
，肯定有些细微的不同。当我们根据物体的远近调整眼睛的形状时，我们以某种自然赋予
的方式改变了大脑中的某一部分，以使我们的心灵感觉到距离。通常这一情况发生时，我
们并没有仔细考虑。例如当我们用手紧抓住某一物体时，我们会按照物体的大小和形状去
调整手，并通过手感觉到它，在这一过程中却不必去思考这些运动。
因此，眼睛感染黄疸病的人、或通过黄色玻璃看东西的人、或被关在一个除了通过这
种黄色玻璃外别处没有光线能进入的房间里的人，他们会认为看到的所有物体都是黄色的
。前面所述的暗室中的人，由于他只盯着小孔上的白色物体，他会把外面物体的颜色看成
全是白色的，如果眼睛通过透镜和在镜中看物体，则会断定物体在其本来不在的某点且比
原来变大或变小了，或变小的同时颠倒了（当离眼睛有些远时）。这种情况的发生是由于
透镜或镜子使来自物体的光线发生偏离，这样眼睛不能清晰地看到物体，只有进行调整才
能适当地看到这里省略了一个图，文章也稍微作了删节。那些急于查找问题的人会很容易
地理解这一问题，在他们力图去测定凸凹镜中像的位置时，他们会以同样的方式看到古人
在反射仪中所犯的错误有多大。我们还注意到，所有我们辨识距离的方法都是很不可靠的
。因为当物体在四五英尺以外的地方时，眼睛的形状几乎不会有任何可感觉到的变化，即
使物体稍微近一点，眼睛的形状变化也很小，不能从中获得精确的知识。如果看一个很远
地方的物体，在连接两眼（或同一眼的两个位置）之间的线和两眼与物体间线所夹的角度
也很难有什么变化。即使我们的“普通”感觉本身，似乎也不能收到远于大约一二百英尺
外
物体的概念，这可被观察月亮和太阳所证实。它们在我们所能看到的?
钤兜奈锾逯校渲本抖晕颐抢此低ǔ：孟裰挥幸涣接⒊?-尽管我们有根据知道它们是非
常巨大的和非常遥远的。我们能很容易地想象塔和山，哪一个更大些，但是我们不能把月
亮和太阳想象得有多么大，所以正确认识颐怯纱伺卸衔锾?0更近些；来自物体１２的光要
比来自Ｙ附近物体的光要弱一些，由此我们判断物体口更远些。最后，
我们可能已经从另一方面获得了关于物体的大小、位置、形状和颜色的清晰度的映像，或
者只知道来自这一物体光的强度。仅这些便可以使我们在实际上并没有看到物体的情况下
想象其距离远近。例如，当我们远远地观察一个物体时，判断其距离远近对于那些经常在
各种各样的物体，通过仪器测量，天文学家们清楚地证实它们有时看起来比其它时候要大
些，不是因为它们被看到时正在对向一个较大的角度，而是因为它们正在远去。这证明古
老光学的公理--认为物体外观的大小与视角成比例--并不总是正确的。我们还想象因为白
色的或发光的物体，和通常所有那些具有引起视觉的较大力量的物体，总是看起来比它们
拥有较少这种力量时更近些和大些，原因是瞳孔收缩以避免运动的强光，这种运动与引起
整个眼睛清晰地看近物的运动--通过这种运动我们判断这一物体的远近--是紧密相联的。
如果没有其它运动，在某种程度上同时发生，上述运动几乎不会发生（同理，第三个手指
如果不稍微弯曲一点，我们则不能完全地将前两个手指闭紧，好像这两个手指要与其它手
指一起闭紧一样）。这些白色的或发光的物体看起来更大些的原因，不只在于我们依赖于
距离远近而估计其大小，还在于它们在眼睛后面形成了较大的映像。
必须注意到，眼睛后面遍布着视觉神经纤维的末梢，它们虽然很小，也是有大小的，
地方的物体，在连接两眼（或同一眼的两个位置）之间的线和两眼与物体间线所夹的角度
也很难有什么变化。即使我们的“普通”感觉本身，似乎也不能收到远于大约一二百英尺
外
物体的概念，这可被观察月亮和太阳所证实。它们在我们所能看到的?
钤兜奈锾逯校渲本抖晕颐抢此低ǔ：孟裰挥幸涣接⒊?-尽管我们有根据知道它们是非
常巨大的和非常遥远的。我们能很容易地想象塔和山，哪一个更大些，但是我们不能把月
亮和太阳想象得有多么大，所以正确认识不常出现。由于我们不能想象远于一二百英尺以
外的物体，结果应该是月亮和太阳的直径在我们看来不会超过一两英尺。
它们的位置也会使我们误入歧途。通常地，它们高挂在天空时，看起来比它们升起或
降落时要小些。我们可以很容易地注意到它们的距离远近，因为在它们和我们眼睛之间有
各种各样的物体，通过仪器测量，天文学家们清楚地证实它们有时看起来比其它时候要大
些，不是因为它们被看到时正在对向一个较大的角度，而是因为它们正在远去。这证明古
老光学的公理--认为物体外观的大小与视角成比例--并不总是正确的。我们还想象因为白
色的或发光的物体，和通常所有那些具有引起视觉的较大力量的物体，总是看起来比它们
拥有较少这种力量时更近些和大些，原因是瞳孔收缩以避免运动的强光，这种运动与引起
整个眼睛清晰地看近物的运动--通过这种运动我们判断这一物体的远近--是紧密相联的。
如果没有其它运动，在某种程度上同时发生，上述运动几乎不会发生（同理，第三个手指
如果不稍微弯曲一点，我们则不能完全地将前两个手指闭紧，好像这两个手指要与其它手
指一起闭紧一样）。这些白色的或发光的物体看起来更大些的原因，不只在于我们依赖于
距离远近而估计其大小，还在于它们在眼睛后面形成了较大的映像。
必须注意到，眼睛后面遍布着视觉神经纤维的末梢，它们虽然很小，也是有大小的，
其每一个中，在某一部分可能受到另一个物体的影响，而在另一部分受到另一个物体的影
响。但是在某一个给定时间里，它只能以一种单一方式被移动，因此当其最小部分被某些
巨大物体影响，其它部分被不很大的物体影响时，其整体运动是按照最大物体所产生的映
像，而不是其它物体。因此假定这些小纤维的末梢是１、２、３、（图略）如来自某颗星
的光线在眼睛后面留下一个映像，并在１扩散；也会轻微地到达标着２的六个末梢，（假
定没有其它光线到达，只有空中这颗星附近区域射来的微弱的光）。在这一情况下，如果
星光足够亮的话，星的映像就会扩散到六个标着２的末梢所在区域，因此大家能够看到，
外观相当小的星，由于极远的距离永远不会看起来再更大些，而且即使它们不是很圆，看
起来却是圆的--就好像一个方塔，从远处看是圆的，因为在眼中只能显现极小映像的物体
是不能看出其形状的。最后，由物体的大小、形状、颜色或光等感觉中的图像来判断其距
如果不稍微弯曲一点，我们则不能完全地将前两个手指闭紧，好像这两个手指要与其它手
指一起闭紧一样）。这些白色的或发光的物体看起来更大些的原因，不只在于我们依赖于
距离远近而估计其大小，还在于它们在眼睛后面形成了较大的映像。
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