你是不是也经常一边走路一边思考？你有没有意识到这一段路是怎么走过的？这种无意识的现象又是怎么形成的？本期Dr.You尝试为你解答这个问题！以下请看无常猩龟的号外以及松鼠悠扬的点评！
-------------------我是号外的分割线-------------------

其实我们每时每刻都在与这个世界做着各种交互活动。这次一路想着其他事情的Dr.Who在经过整条街道到达目的地时发现，自己无论如何也记不起一路是怎么让行人怎么等红绿灯的了。这是因为其熟悉的任务在自动加工的情况下，占用的注意资源较少，因为其大部分的注意忙着去开小差了，而记忆却要求有注意的参与，这也解释了为什么我们的Dr. who没有记得他是如何过来的。详细说说吧：

我们加工信息时大体上都是有着如下步骤：

刺激→感知→信息处理→做出反应→记忆
↑　　　　↓　　　　↓
反馈←←←←←←←←

也就是说，Dr.Who同学在开车走神时，应当是这个过程，1，前方有个身影路过；2，Dr.Who看到这个人路过；3，决定拐弯而不是压过去；4，打方向盘；5，安全通过继续开车走神。

在认知心理学领域，有一个著名的理论模型，叫做“平行分部加工理论”，具体如下：1，许多的认知过程是基于平行操作的；2，作为特定认知行为基础的神经活动典型的分布在一个相对广泛的大脑皮层区域，而不是限制在一个单一的，像针尖一样大小的的部位，这些神经活动部位叫节点。节点是相互联系的；3，当一个节点达到一个关键的激活水平时，他能够影响另一个与之相连的节点，可能激活它，也可能抑制它；4，当两个节点达到一个关键的激活水平时，两个节点之间的联系加强，这样学习被定义为联系的加强；5，若是信息不完全或有误，仍然可以完成大多数的认知过程。

好了，现在我们会过头去看看，Dr.Who在开车时虽然开了小差，不过他并没有睡着，也就是说他还是可以接收到路途中的事物的刺激。只是他同时做着两件事，既在开车，也在走神。

我们在进行任何有意识的活动时，都需要注意力。什么是注意呢？心理学家一直都在为如何定义注意是什么而纠结。因为它还缺乏一个所有心理学家公认的定义。注意并不是一个专一的概念，它包含的东西有些多,在不同的场合下有不同的含义。为了便于描述，主要使用各种隐喻来进行描述的，比如我们熟悉的什么过滤器隐喻、聚光灯隐喻等等。

我的理解是：注意是可以在进行某项活动时被分配的有限的心理资源。我们的大脑就像是个超线程的处理器，许多的认知过程是可以平行操作同时进行的。而我们的大脑同时处理来自于外界的大量信息显然是不够的，若要全部处理，费时费力。而我们的大脑又无法像IT行业那样，遵守“摩尔定律”，所以更好的办法是对我们接收到的信息经行先做一个简单的处理，再看看那些对于我们是否重要，把注意更多的分配到上面去。那注意是怎样分配的呢？

这里要提及一个“过滤器隐喻”：我们每时每刻都会接受到这个世界一部分的刺激，那些刺激数量庞大，所以我们只好先对其中的一小部分进行初步处理。这一部分被接收到的信息被我们注意到，但是这时的注意是低下的，之后我们会对其进行简单的判断，选出其中的一部分会对我们产生意义的刺激信息，做进一步的处理。剩下没被处理的，则是衰退或者被抑制。

接下来，就是进一步处理了。这一步，依旧需要注意。注意有两个水平，一个是注意的分散状态，一个是集中的状态。分散状态下，注意的范围较广但不详细，集中的状态则详细可视范围相应集中。所以，我们把前者获得的信息叫做非注意信息，后者叫注意信息。

我们发现，对于不熟悉的事物，我们会分配更多的注意，以便于处理；而对于那些熟悉的事物，我们则可以减少对于他们的注意资源的分配。因为我们的经验可以大致的知道接下来会是什么情况，对于其的关注不用一直持续。

感知过后，就是对信息处理结果做出加工与反应了。我们常有过这样的事，在写东西的时候同时听着耳机，还吃着零食，并且和可爱的姑娘煲着电话粥。或者如Dr.Who一样，一边开车一边想着某位姑娘…… 不过，有时候我们需要集中注意力，比如参加考试时。这是因为对于信息的加工处理可以分为自动加工和控制加工两个层次。前者用于容易的熟练的项目，因为这种加工水平相对较容易，所需的注意资源较少，能接受非注意信息，可以多项平行处理。后者则用于困难的与不熟悉的项目，是系列的，一次只可以处理一件事物，无法同时处理非注意信息的特征，其需要的注意资源较多。

不过也有例外情况，如果Dr.Who在开车时脑子里想着另一次开车的经验，那他出事故的可能性就大大增加了。因为在自动加工水平上，我们对那些熟练的简单的加工活动可以依靠它们突出孤立的特征来彼此区分，而不会搞混，但是要是它们过于相似，则会使各项活动互相干扰，而降低效率或者导致问题。

好了，现在进行一下关于记忆的讨论。记忆也是需要注意的参与的。我们只可以记得我们注意了的事物。在心理学上，我们习惯于把记忆分为感觉记忆、短时记忆和长时记忆。三者关系是：外部的刺激输入，首先感觉登记为感觉记忆，其次其中一部分记忆从感觉登记中丢失，剩下的进入短时存储成为短时记忆，再往后从短时存储中游又丢失一部分，之后剩下的则被录入长时存储变成长时记忆。其中，衰退最快的是感觉记忆，其次是短时记忆，大概有30秒左右。长时记忆保持时间相对永久，存储的也多为有意义的信息。

其实在只有很少注意的情况下，我们也可以完成对刺激的加工。但其记忆大多为感觉记忆或短时记忆，若是要将其变为长时记忆，还是要通过注意的更多参与，使其得到重复或变得有意义。所以，当时的Dr. Who再把大量的注意资源用在了开小差上，其他的事都是在很少的注意下接受到并被处理了。

此外，记忆还可以分为内隐记忆与外显记忆。外显记忆指在意识的控制下，过去经验对当前作业产生的有意识的影响，比如说出你刚才经过了几个路口。内隐记忆指个体在无法意识的情况下，过去经验对当前作业产生的无意识的影响。比如在经过一个路口时左转，却实在想不起左转的原因是因为那条路上你当年右拐时被狗狗追过。而开车过程本身也是一种内隐记忆，被称为“程序性记忆”。当我们经过无数次的联系之后，开车的程序已经不必经过有意识的回忆就可以自动完成了。Dr. Who也许是因为那条路常走，加上当时主要忙着走神了，于是在开车的时候，就如同过去的每一次一样，在内隐记忆的引导下开了过去。而由于没有太多外显记忆的参与，开车的过程本身反而记忆的不深刻了。

参考书目：

1《认知心理学》张亚旭，周晓林编著
吉林教育出版社 2001年1月第1版

2《普通心理学》彭聃龄
北京师范大学出版社 2004年9月1日

---------------我是点评的分割线-----------------

首先我们要看一看为什么开车，骑自行车，演奏乐器这些事件能够给我们以空间去做些旁的事，开开小差，这不仅由于这些事件可以进行自动加工，从根本上说，是因为他们属于长时记忆中的程序性记忆（procedure memory）。程序性记忆的前提是经过一系列努力，有意识的学习，形成的可以自动完成的，不需要太多意识参与的一系列通常是运动动作的流程。程序性记忆也是一类内隐记忆，像WU同学说的，在无意识情况下就可以完成的动作。有个有意思的现象，就是程序性记忆引起的“专家失忆（expertise-induced amnesia）”,指由于注意分配较少而导致专家对已经完成的动作记忆反而降低。例如估计要问Brian贝司手刚才是如何完成表演的，他可能也已经完全不记得了。这个解释可能与问题更加相关。

by Fujia, 水龙吟

（三）隐身衣的进展

隐身衣爱好者也许会收藏2006年6月23日出版的《科学》(Science)杂志。来自苏格兰圣安得鲁大学（University of St Andrews）的理论物理学家里奥哈茨（Ulf Leonhardt），与伦敦帝国学院(Imperial College London)的潘德利(J.B.Pendry)教授，分别在这一期顶尖学术刊物上发表论文，阐述他们对隐身衣理论基础的计算原理。

英国的这两位科学家，各自假设了电磁波如流水般在隐身材料表面流过，完全不受到隐于其中的物体的干扰，由此推导出隐身衣材料所需具备的光学参数。隐身衣的雏形已悄然出现。

4个月后的《科学》杂志，美国杜克大学的史密斯教授小组再次发表论文，向世人宣告微波隐身材料的诞生。他们运用潘德利教授的理论，巧妙设计了符合计算结果的隐身材料。在他们的实验中，他们采用铜金属与玻璃纤维，创造了一卷甜甜圈似的圆环材料。探测器所得到的信号表示，微波经过圆环，恍若无物地会聚到圆环的另一侧，如若清泉石上流，汇聚于石岩另一侧一般，不留痕迹。

（源自ＮＢＣ。水龙吟翻译制作字幕，yuaner校对）

然而，这样的设计只能针对某个波段的电磁波，效果也离罗慕伦人的隐身罩差了许多。2009年1月的《科学》杂志，史密斯教授小组的刘若鹏再次发表文章，将隐身衣所适宜的波段大幅度增大，但依然局限于对微波段光路的改变。一切才刚刚萌芽。

基于里奥哈茨教授的“共形映射”(Conformal mapping)理论基础，近年来隐身衣的研究依然如火如荼。2009年4月的<>(Nature Material)上，加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的张翔教授以及其团队发表了他们的最新发明，首次实现了隐身材料可以在接近可见光的近红外波段工作。

张翔教授小组制作了一个反射型“隐身衣”。他们在硅材料上钻很多纳米级长度的小孔，所制得的“隐身衣”覆盖于物体上，可使其背后物体不对光波形成任何的散射（如图）。时隔半月，康奈尔大学(Cornell University)的里布森(Michal Lipson)教授小组也发出了自己的论文，宣布他们采用如出一辙的办法，所制造的隐身材料的波段更加接近于可见光。

（如图所示，a为没有任何障碍物时的反射图，b为放了障碍物，反射的图因此有些扭曲，c图为加上“隐身衣”，此时的反射图重现了a的情形,图片来自Gabrielli 09论文）

隐身衣已经从幻想中的霍格沃茨学院中走进我们的现实世界。如同争夺魁地奇一般，科学家们为隐身衣的发展而激烈竞争，使得隐身衣的发展速度令人咋舌。从超材料兴起到隐身材料变为现实，不过短短10年时间。虽然已问世的隐身衣尚不能覆盖住一根手指，也依然无法实现对可见光的隐身。但其对于防辐射，屏蔽手机辐射等，会有许多应用意义。

（四）隐身衣的变种

就在欧美的科学家们还在为理论计算与材料制造大伤脑筋时，日本科学家田智前教授(Susumi Tachi)与其研究小组另辟蹊径，利用视觉伪装(Optical camouflage)技术，制造了另一种奇妙的“隐身衣”。

这种乍看非常神奇的隐身衣，似乎已经把哈利•波特的故事带到了现实。但如果你足够细心，便可发现其中破绽。事实上，这种隐身材料并不能遮挡光线，它仅仅是在衣服上涂抹了反射性材料，利用摄像机将人体身后的景象拍摄下来，联线电脑再投影到衣服上而已。看似以假乱真，实际谬以千里。

这样一个极具恶搞精神的发明其实也不简单。在衣服上涂抹的回射材料(retro-reflective material)上，布满了许多细小的玻璃晶须，当光线照射进回射材料上，无数的细小晶须如同棱镜一般，将入射光以入射的方向重新折射回空气中。人肉眼所见，则是反射回的明亮光线，几近透明。这种回射材料并不神秘。它早已广泛使用与交通标志、道路标识与许多夜光设施中。

当摄像机将摄制好的图象投影到回射材料上时，覆盖了回射材料的衣服便相当于投影布，将材料之后的影像完全展示出来。但这样的影像毕竟不同于周围环境的自然光。于是，科学家们又设计了一个特殊的镜子，使得投影的影像与环境影像紧密结合，观察者肉眼并不容易分辨。

这个在技术不算复杂的发明虽离我们定义的“隐身衣”相距甚远，但它依然有其现实意义。比如它可有助于飞行员降落飞机时看清驾驶舱地板，使医生进行外科手术时看清人体组织下的医疗仪器等。

（五）隐身衣的未来

如果完美的隐身衣终于有一天变成了现实，如果隐身衣已经成为超市中随意选择的商品，这样的世界将会如何？

我们都期盼着隐身，如同在MSN或QQ上换了个状态，就能不受任何打扰。我们希望有个清净的世界，如同杨绛说的“只求摆脱羁束，到处游历”。但世界并没有那么完美。

隐身衣也许很快就会成为为非作歹的工具。也许会成为未来战争的关键。也许会导致盗匪横生，内乱频繁，也许会使人心惶惶，也许人们之间不再有隐私，不再有信任，也许最基本的安全感都无法保证。毕竟隐身衣无论在科幻小说或现实运用中，无不用于人类互相倾轧，这样一个发明是否有反人类的嫌疑？“麻瓜”科学家们的心血结晶，是否是潜在的 “伏地魔”？

也许，隐身衣发明的利弊，本就是存乎一心。如同炸药、枪支等发明，其本身并没有是非，对错只在于使用它的人。如果可以人类的自控能力可以化解这些问题，隐身衣便可以成为一桩流芳万世的福祉。

也许我们完全不必如此杞人忧天，当隐身衣飞速发展时，反隐身技术也会随之迅猛前进，我们会需要到我们的Dr.You(加上那一期的连接）们的方法。也许不需要那么复杂，在地上洒一把面粉，就可以使隐身人现迹。也许，完美如科幻小说的隐身衣依然十分遥远。

且让我们心存希望，期盼隐身衣研究的更多进展，也期盼所有的忧虑并不成真。

（完）

Reference
1 Leonhardt, U. Optical conformal mapping. Science 312, 1777 (2006).
2 Liu, R. Broadband ground-plane cloak. Science 323, 366 (2009).
3 Pendry, J. B. Controlling electromagnetic fields. Science 312, 1780 (2006).
4 Schurig, D. Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies. Science 314, 977 (2006).
5 Soukoulis, C. M. Physics: negative refractive index at optical wavelengths. Science 315, 47 (2007).
6 Valentine, J. An optical cloak made of dielectrics. Nature Materials 8, 568 (2009).
7 Zhang, J. Cloak for multilayered and gradually changing media. Physical review. C, Nuclear physics 77, 35116 (2008).
8 Zhang, B. Extraordinary surface voltage effect in the invisibility cloak with an active device inside. Physical review letters 100, 63904 (2008).

by Fujia, 水龙吟

第二十五期  来自隐身人的挑战

隐身人读者来信第一期

隐身人读者来信第二期

隐身人获奖答案及评议

（一）隐身的幻想

图1 哈里波特隐身图

也许你曾经梦想穿越国王十字架火车站的九又四分之三站台，进入蜂蜜色的城堡霍格沃茨学院，披上属于自己的隐身斗篷，与伏地魔殊死搏斗；也许你还曾幻想来自未来世界的小叮当会突然从书桌抽屉跳出，从他无所不能的口袋里掏出一件隐身衣，让你自由穿梭于梦想世界。。。

图2 珀尔修斯手刃美杜莎的照片，Fujia摄于梵蒂冈

遍寻古今中外，隐身的故事伴随着创造者的奇思妙想而层出不穷，各种千奇百怪的隐身方法亦是异彩纷呈。古希腊就流传着珀尔修斯(Perseus)隐身手刃女妖美杜莎（Medusa）的神话。中国古代亦有孙悟空使个隐身法偷蟠桃宴的仙酒，太乙真人为哪吒手绘隐身符瞒过东海龙王等神奇故事。现代游戏里也会借用各种各样的“隐身”概念，在游戏中添加“隐形药水”、“隐身草”等等隐身手段和道具。

梦想家们可以忽略幻想与现实间的巨大落差，让想象力展翅翱翔，好在有科学家们一直埋头苦干，试图填补这一沟壑，在现实世界里为人们的美梦找到坚实的基础。一直以来，世界各地的探索者们孜孜不倦的研究各种可能的隐身方法。其中虽然不乏像神符或咒语这等只可一笑置之的隐身术，但许多看似异想天开的隐身故事里，似乎隐藏着缜密的科学原理。

图3 威尔斯的《隐身人》

威尔斯笔下的隐身药水，一直为科幻迷所津津乐道。这种奇药可使身体组织丧失颜色，变的透明,进而消失不见。虽然这个科学过程被小说家忽略了，但我们可以略微猜想，这其中一定发生了许多生化反应，人体内的蛋白质等大分子变得不再可见。

而这一点在现代科学中仍然极难实现。蛋白质大分子对生物体的生存至为重要，而其颜色与可以吸收与散射光线的特性，与其本身的生化性质息息相关。如果人类尝试着改变自身分子的光学性能，无异于自掘坟墓。

《魔戒》中，精灵女王送给哈比人的斗篷可以让他们和周围环境融为一体，实现“拟态隐身”。这种“经济有效”的方法在自然界里以保护色、拟态等形式广泛存在。田野中的变色龙，深海里的八爪鱼、比目鱼，都是个中高手，它们的身体可以跟随环境的变化而改变颜色甚至形态，使外界难以辨认。

图4 比目鱼改变颜色？适应外界环境

图5 八爪鱼照片，八爪鱼改变自身形态模仿其他生物。左侧为八爪鱼的模仿，右侧为真实生物

图6 八爪鱼照片，Fujia摄于伦敦动物园

如此神奇的现象自然不会被敏锐的人类错过。从江湖中的夜行侠，到苦修的忍者，都有着传说中的隐身功夫。在科学界，各式变色纤维等材料的研究层出不穷，艺术家们也来凑热闹，利用这种“隐身”的原理来设计作品。

图7 日本忍者可以借助外界、衣物、屏息等等方式“隐形”，动画片《忍者神龟》就是借用了“忍者”的思想。

图8-1 荷兰艺术家德塞伊•帕尔曼的隐身摄影作品，以化装，改变造型等方法将模特隐入背景颜色中

图8-2 荷兰艺术家德塞伊•帕尔曼的隐身摄影作品，以化装，改变造型等方法将模特隐入背景颜色中

图8-3 荷兰艺术家德塞伊•帕尔曼的隐身摄影作品，以化装，改变造型等方法将模特隐入背景颜色中

然而，这一种隐身方法有着与生俱来的弱点：隐身人不可有任何动作，不能与外界有任何触碰。即便“隐身人”天生擅长玩“你我都是木头人”的游戏，也只能骗过眼神不好的观众。如果只是沿着这个方向走下去，我们隐身的梦想还相当的遥远。

（二）隐身的原理

隐身衣何以隐身？追本溯源，或许我们应该问，我们为何能看见物体？

南京大学物理系祝世宁院士从事隐身衣研究多年，他曾在回答记者时解释说，“人之所以能看到物体，是因为光射到物体上后会被阻挡并反射到人的眼睛里。”人们可以通过反射或散射的光“看到”物体。那么隐身衣如何隐身，便是一个光学问题。

我们希望隐身衣达到的效果是，当光经过需要隐身的物体时，就像该物体完全不存在一样。那么，物体对光的作用必须消失，减少反射，还原光线的传播方式，将物体背后的信息传递给观众。简单的说，就是光线碰到物体能拐个弯，然后回到原来的传播方向，那么在物体前方的人看到的就是物体背后的景象。

自公元60年希腊数学家希罗（Hero of Alexandria）起，人类不停地探索光的传播原理。1662年，法国数学家费马（Pierre de Fermat）所提出的费马定理，告诉我们光线以最短距离--直线在空间内传播，这个妇孺皆知、广泛进入中小学物理课本的定理，似乎为让光线绕着物体“拐弯”的隐身衣判定了死刑。虽然其折射定律也告诉我们在介质中光线会弯曲，然而天然材料根本无法实现“隐身衣”对光线的弯曲要求。

两百多年后的1916年，爱因斯坦提出的广义相对论又为隐身衣的理论带来了另外一丝曙光。爱因斯坦认为，如果空间可以被扭曲，则空间内两点间最短距离则不一定为直线，于是光线可以沿着这一扭曲的路径，绕过巨大的天体弯曲前进。《神奇四侠》里苏姗隐身的方法便接近如此。吴伯泽的一篇科幻小说《隐身衣》更加清晰的说明了利用广义相对论实现隐身衣的构想：故事里主角发明了一种隐身衣，一通电就可以产生巨大的力场，实现广义相对论要求的情况，让光线绕行。

图9 电影《神奇四侠》苏珊，隐形的透明人

然而这种隐身理论有很大的局限性，广义相对论中需要质量很大的物体，比如黑洞、太阳等庞大天体才能较大程度上弯曲光线，而且空间的扭曲不能人为控制。纵使科学巨人如爱因斯坦，也无法设计出能用以控制光线弯曲与否的奇妙开关。难以想象这种“力场”隐身衣会造成什么后果。

那么制造大型隐身衣，甚至隐身黑洞呢？在《星际迷航》里，罗慕伦人可以创造一个神秘的空间，将庞大的星际战舰隐于其中。虽然人类没有长耳朵与吊梢眉，但我们的科学家毫不逊色。杜克大学(Duke University)电子与计算机工程系的史密斯教授(David R Smith)在其科研小组网页上展示了如下的动态动画。

且让我们想象有一个奇异的空间，动画显示所有的光线按照动画中的格子线行进。如果我们可以控制压缩或扩展这个空间，一个崭新的黑洞便可以打开，引领我们到从未存在过的世界。而所有的光线只能绕开黑洞向前行进。这将是名副其实的隐身技术！

但千万别忘了，为了隐身罗慕伦人可是付出了不能使用武器的代价的。创造这样一个黑洞需要的能量大得难以想象。遗憾的是，我们既没有无穷的能量，也不可能随身携带黑洞出门逛街。这种思路的隐身“衣”只停留在科幻小说、电影与人类的梦想中。

史密斯教授拥有其他的办法。人类也许无法扭曲空间，电磁场却是可以被扭曲的。如同将筷子插进水中便可见其扭曲，隐身只是类似海市蜃楼般的光学幻觉。如同树叶落入水流旋涡便不可见，隐身衣便是制造了个光线旋流，隐藏了其中的物体。

随着材料科学发展的日新月异，近十年来迅猛发展的超材料（metamaterial）研究帮助科学家梦想成真，这些自然界闻所未闻的人工材料，终于为隐身衣轰轰烈烈的上台揭开了帷幕。
（未完待续）

图片出处： 图1 图3 图4 图5 图7 图8 图9

by Fujia, Seren

（三）语义饱和？

写有楔形文字的泥板，这是人类最早的文字之一

在继续不停地反复google中，seren惊讶地发现，有一群洋人也在琢磨一种相似的现象！他们号称，当一个单词被重复多遍，这个单词就变得面目模糊，发音可疑，意义不明。早在1907年，伊丽莎白•塞弗伦斯（Elizabeth Severance）和玛格丽特•弗洛伊•沃什伯恩（Margaret Floy Washburn，玛格丽特是现代心理学的第一位女博士，八卦的seren插嘴说）就在美国心理学杂志上发表文章描述这一现象，她们指出：“如果对一个单词注视得太久，它将变得奇怪而陌生。这种对单词外貌熟悉感的丧失有时会让这个单词看起来像是属于别的语言，有的时候这个单词变成仅仅是字母的堆积，甚至在极端的情况下，连字母都变成纸上一堆毫无意义的符号。”她们进一步分析说，产生这种现象的原因是“注意力转移”，当人对一个单词盯了一会儿之后，不由自主地就仅仅注意单词的某一部分，丧失了单词的整体感，这个单词也就逐渐变得越来越支离破碎。这种现象在1962年被里昂•雅克布维茨（Leon Jakobovits）命名为“semantic satiation”（语义饱和，又称“semantic saturation”）。

西方人所说的“语义饱和”，是不是就是我们中国人经历的“字变得难认了”呢？对拼音文字的研究能否平移到方块汉字身上呢？于是，在一个阳光明媚的中午，seren夹着小本本，爬上了加州大学圣迭哥(University of California—San diego)心理系五层楼，拜访大卫哈博（David E Huber），从事语义饱和研究的心理系教授。seren向帅哥简述了自己的困惑，并提出第一个问题：“中文里出现的这种现象，和西方人研究的语义饱和是一回事吗？”

哈博帅哥笑了笑，说：“我不知道你能不能就把它叫做语义饱和，但毫无疑问，这是一种饱和，一种‘satiation’，和语义饱和相似，是一种神经活动里常见的饱和现象。不但你说的图像识别上可以产生饱和、语义上可以产生饱和、我们的听觉、味觉、嗅觉等等，都会产生饱和。不管什么样的感觉刺激，只要时间一长，重复多了，带给你的感觉就变了。”

seren心想：可不是么！虽然我是一个专一的好同学，但再好吃的红烧肉多吃两顿也就那样了，还有实验室去年来的mm，这几天觉得也没有刚见到的那个时候那么惊艳了……想到这里，seren满怀兴趣地问：“那为什么会发生这样的现象呢？”

哈博帅哥教授笑着说：“因为这种现象对我们是有好处的。我们的神经系统收到一个感觉信号的时候，最初必须产生某种反应；但是如果你一直不停地做出这种反应的话，当你收入新的信号的时候，很可能神经已经疲惫了，不能做出新的反应了。所以，我们对旧信号的反应必须消减下去，或者产生变化，才能保证新的信息能够引起正确的反应。”

seren心想：太有道理了！看起来以后红烧肉好吃也不能天天吃，要跟水煮鱼换着吃，才能保持美食带给我的享受。还有，是不是该鼓动老板再招一个新师妹了……不过，他的最大疑问还没有得到解决，所以他又接着问：“那我看一个字看久了，究竟是这个字形变奇怪了，还是我不认识它了呢？”生怕哈博帅哥没有听明白，seren又继续解释说，“我的意思是，这个字究竟是像图画一样，样子变奇怪了，还是意思也有变化呢？”他心虚的瞅了瞅帅哥，迟疑地问，“你明白我的意思吧？”

哈博帅哥哈哈大笑说：“明白明白，你这个问题提得太好了！这就是我们实验室研究的方向啊。”说到自己的研究，帅哥教授立刻眉飞色舞，“我们先来说这个认字的现象——不管是你的中文，还是英文，最开始进入我们眼睛里面的都是一个视觉信号，这个视觉信号抵达大脑以后，要从主管语言的区域提出相应的语义信息，我们才认识这个字，对吧？”看到seren若有所思的点头，哈博接着说，“也就是说，这里有三个步骤：视觉上产生图像，语言上产生意义，以及这个图像到意义的转化步骤。我们感兴趣的是，这种饱和现象，究竟是发生在图像这个层面，还是语义的层面，还是转化的层面呢？”说到这里，他顿了顿，像是卖个关子，“我们发现，这种饱和，发生在转化的层面！

“我们首先研究是否是语义层面的。我们让被试看一组单词，一个是物体，譬如苹果或者小狗，另一个则是类别，譬如水果或者动物，被试需要确定这两个单词是否互相吻合（苹果对应着水果，而不是动物）。我们发现，当被试看到的第一个单词一直是苹果、梨子、香蕉这些水果的词语，在随后做出正误判断的时候，一直速度都很快。第一个试验说明，即便一直在重复‘水果’这个语义概念，但只要出现的是不同的单词，被试并不会产生‘语义饱和’的现象，这说明，这种饱和并不是发生在意义的层面上。”

“但是，如果反过来，让被试第一个单词总是看到‘水果’，随后才出现具体名词，要不了多久，被试对水果就脱敏了，判断变慢了。也就是说，当“水果”这个单词重复出现，延时的现象就发生了。不过，究竟是水果这个词的外表变得陌生了，还是这个外表形象转化成意义的时候发生饱和了呢？”

“我们又作了一个实验。这个实验里面，我们进行简单的单词配对，也就是先出现‘水果’，接下来如果也出现‘水果’，就是吻合的，如果是任何其他词语，都是不吻合的。这个实验里完全只需要被试对单词的外形进行判断，而不需要考虑单词的意义。我们发现，在这个实验里，没有延时现象的发生。也就是说，视觉层面上的重复，不能导致语义饱和，”哈博激动的一挥手，“所以，语义饱和是发生在视觉和意义的转化步骤上的！”

seren听得入迷，心想这个实验设计得还挺巧妙，却听到哈博帅哥接着说：“还有别的证据说明我们是对的。测量脑电波的实验表明，通常图像识别时产生的饱和是400毫秒左右，而高层的单纯意义饱和需要好几分钟才能达到，而“语义饱和”的现象发生在十秒到几十秒这个时间段，跟前两种的时间不吻合，所以，应该是产生在转换过程的。”

只见帅哥教授从电脑上调出一个文档，指着它说：“这就是我们的文章，刚投出去，还在等消息呢！据我们所知，还没有别人提出过类似的模型，我们是第一个。”

seren点点头，心里把哈博帅哥刚刚说过的话梳理了一遍，说：“我明白了。您的意思是说，当我们盯着一个字看着，我们的大脑就得不断拿着这个字的模样去寻找它的意义，找的次数越多，找得就越慢了。因为变慢了，平常一看到这个字就认识的熟悉感觉就消失了，所以觉得这个字变得奇怪了。而且，如果我们大脑一直高速地对这个字形和意义配对的话，就会占有太多资源，再看到别的字的时候就没法高速地去寻找别的字的意思了，对吗？”

“没错，就是这个意思。”

Seren离开了帅哥的办公室，一面咀嚼着帅哥所说的有趣实验，另一方面却还是有许多问题挥之不去：虽然帅哥教授在宏观上找到了“语义饱和”的发生地，也明确告诉我们“语义饱和”是发生在字形与字义的转换过程，但具体在大脑里面哪里发生，还是没有线索。虽然帅哥说中文变得“不认识”和语义饱和都属于神经适应的范畴，但真的能够把他的理论完全平移么？面对这些问题，我们依然没有答案。

尾声

也许你会问我：“究竟为什么字变陌生了？”

郑教授认为是汉字含义的饱和，日本老师认为是汉字图象的适应，加州帅哥认为是图象与含义上的转换。而我们，其实没有找到个确切的答案。

我们虚度了一季春光，试图用科学家们倾注毕生心血的各种理论来解释我们已使用千年的，甚至你正在阅读着、认知着的汉字的问题。但始终，这一个复杂的汉字认知问题，不是目前我们看到的几个理论、几个人、几个实验，便可以权威完整地回答的。

当人类已经可以翱翔太空，滑翔潜底，按照自己的意愿尽情去改变这个世界时，苏格拉底千年前的偈语犹在耳边：人啊，认识你自己。

我们期待着这个问题最终谜底的揭开，也期待着你加入到我们的探索行列中来。

（完）

（感谢悠扬，八爪鱼，anpopo，张撞鹿，猛犸对此文的贡献）

汉字的认知是语言学和心理学都很关注的问题

by Fujia, seren

二月，那个乍暖还寒的季节里，松鼠会亲友团里的靖三儿朋友，在“松下问答”里叩响了Dr You的大门：“字为什么看久了就变陌生了？”于是，我们有了一个奇妙的春天。

——是为序。

（一）汉字语义？

相比起弥漫千年烟尘的汉字，”陌生的熟悉字“这一研究还相当年轻。

1994年，台湾教授郑昭明与其同事最早撰文描述中国人所经历的这种现象，并将其称为“orthographic satiation”（字形饱和）。这两位教授发现，通常被试盯着一个字看上二三十秒钟，就会觉得“这个字变奇怪了”；进一步，他们发现，对于简单结构的汉字，譬如“日”、“月”，被试平均要过31秒钟才报告“变奇怪了”，而对于那些左右结构的汉字，譬如“明”，则只要平均26秒左右就变奇怪了。如此看来，汉字也确实会出现饱和，而且汉字的结构对这饱和的难易还很有影响。

2007年，爱丁堡大学(University of Edinburgh)一位同学Nien-Chen Lee在其硕士论文中重复了台湾郑教授的研究。他发现，即便同为左右结构的字，引发饱和的效率也不相同。他用的40个左右结构的字中，长得像乱麻一样的“擠”字需要较长时间才让人产生饱和，而左右结构匀称的“課”字则很快就让人觉得奇怪了。此外，女人会比男人更快地产生“字变奇怪了”的现象。可是当他进一步分析汉字的左右结构和表音和表意的部首对这一现象的影响时，却没有发现任何有说服力的结果。

20世纪的心理学家也纷纷将眼光投往汉字这一古老的活化石。虽然有学者提出，汉字的识别有着“整体优先”（global precedence）的原则，即汉字识别是一个从整体到局部认知的过程，郑教授也通过实验发现，随着对汉字熟悉度的增高，汉字认知的整体性有所增强，但越来越多的学者认为，识别汉字需要对其组成部分进行特征分析。最有说服力的实验结果是，当笔画数增加时，识别汉字所需时间也增长。

既然汉字的组成部分帮助识别，且让我们先把汉字的组成部分——部首，分为两种。一种使用频率高，另一种使用频率低。这种部首我们可以清楚从《现代汉语词典》中寻得。比如，“言”字旁可以组成160个汉字，“鸟”字旁可以有98个组合机会，而“身”字旁作为左边部首，却只能组成6个汉字，“瓦”字旁只有17次置于右侧的机会。

郑教授从最容易变“陌生”的左右结构开头，他发现部首使用频率低的汉字，比部首使用频率高的汉字，也需要更长时间来达到“变陌生”的效果。这是为什么呢？

郑教授猜想，组合频率高的部首可以让人联想到很多的字，所以“不认识”了？又或者，是这样的部首可以跟很多偏旁合作，于是部首与偏旁之间的联系弱化，所以“不认识”了？又或者，组合频率低的部首大部分都不单独成字，因为人们需要更多的时间去理解它，所以“变陌生”的时间更长？

既然，长时间注视汉字，可以使视线将汉字分割开来认知，从而导致语义模糊。那么，也许当我们注视一个汉字良久，我们就更会去注意部首的含义，如果此含义与汉字原意相去甚远，如“洞”之“水”与“同”，“的”之“白”与“勺”，我们就开始丧失对汉字原意的理解。字，也就变“陌生”了。

一切都是猜想，郑教授还在继续勤奋地研究。

（二）视觉适应？

无独有偶，在隔海相望的日本，汉字的问题也正在被研习。1996年，日本九州大学的二濑由理(Yuri Ninose)和东北大学的行场次朗（Jiro Gyoba）在日本的《心理学研究》期刊(Shinrigaku Kenkyu)里写道：“稳定注视某日本汉字几秒后，此汉字即难以作为一整体图案被辨认，且难以判断书写是否正确。此于日本人民为众所周知的经历。”他们给这个现象起名为“Gestaltzerfall现象”。

二濑老师和行场老师采取的是视觉适应的实验方法。他们发现，被测试者在被要求凝视“森”一字25秒后， 便有50毫秒时间（请注意这个时间）难以辨认其字。甚至在字体大小不变时，更替的“崩”字（同为品字形结构）依然让被测试者无法辨认。而且这种“陌生的熟悉字”现象，发生在如“村”这样的组合结构汉字，而并不存在简单结构中，如“木”。

如果我们把字形与字义分开理解，汉字便类似于一幅千变万化的图画，与象声的拉丁字母完全不同。那么是否，我们可以运用图象识别的理论来理解“陌生的字”这个问题？显然，二濑老师与行场老师也是这么考虑的。一年后，他们将这个研究继续扩展到如汉字般多层次的图形， 如与“森”字相似的“品”形结构方块图形。他们满意地发现，这个“陌生的熟悉字”现象，也可成为“陌生的熟悉图形”。他们更大胆地推断，这个现象也许与鼎鼎大名的心理学图象认知理论“均质连结性”(uniform connectedness)有关。

有了帕大师的“元素认知-整体组合”理论，师承加州一系的、如今为以色列海法大学(Haifa University)心理系主任的露丝(Ruth Kimchi)，将“均质连结性”理论更加发扬光大，并将此理论用于多层次图形的认知里，帮助我们解决“陌生的熟悉字”问题。

以下，请你放松心情，来追随露丝美女做个实验。

请先注视左边的图案，然后将视线移至右边的两个图案，然后判断一下，这两个图案的组成元素是否一样？组织的外形轮廓呢？

你已经发现这个题目太简单了。也许你一眼就能判断，第一行虽然两个图案都以矩形排布，但它们的组成元素并不相同，而第二行虽然组成元素都是矩形，但它们组成的是菱形与矩形排布，并不相同。恭喜你，你的视觉水平很正常。

那么请接受第二个挑战。同样的，请先注视左边的图案，再将视线移向右边的图案，判断一下他们的组成元素与外形轮廓是否相同？

你是否第一眼就判断出来了，第一行的外形轮廓都是矩形，而第二行则分别为菱形与矩形？再次恭喜你，你的视觉水平很正常。

那么组成元素呢？你花了多长时间来判别它们是否相同？当你尝试着去研究组成元素究竟是小圆点或小方块时，有没有感觉，整体的轮廓对你而言已经离解了，模糊了？

别担心，你的视觉水平依然很正常，而且你拥有的是正常人类所拥有的认知水平。

在第一组实验里，也许你最先注意到的是组成各个图形的小圆形或矩形，然后才是它们所组成菱形或矩形的图案。露丝美女告诉我们，在这样少元素的图案里，整体与局部同时被人认知，整体认知稍弱，但如果注视的时间达到400毫秒，整体与局部的认知同时主宰。此时你会同时了解图案的整体轮廓与组成部分。

而在第二组实验里，露丝美女总结，对于多元素图案，人们以整体认知图形轮廓开始，200毫秒后开始认知局部，而此时局部的认知比整体认知更强，700毫秒后两者同时主宰。另外在复杂结构的图形里，整体轮廓和局部元素间的组织关系是同时被感知的，但如果注视的时间超过了690毫秒，整体图案的感知要更迟缓些。

在二濑老师与行场老师的理解中，汉字便是美妙的图画。他们将这第二个实验类比为复杂结构的汉字。二濑老师与行场老师认为，在如“村”一般的有多重结构的汉字里，当人类完成局部元素（“木”与“寸”）感知后，汉字整体集合感知过程被长时间的注视所干扰，由此产生了“陌生的熟悉字”的现象，如同我们在注视小元素形状时，便对图案的整体轮廓失去了感知。

这个故事是否就此划上了句号？很遗憾，露丝美女认为，人类感知整体图象的问题发生在毫秒级，而“奇怪的字”，正如爱丁堡的李同学所阐述的，发生在20～30秒。这两者并不相符。更为不符的是，两位日本老师认为简单结构并不产生认知饱和，这与台湾郑老师的实验结果大相径庭。李同学更是认为，日本老师们所做的“视觉适应”实验，没有从语义着手，无法说明中文的“字形饱和”现象。

于是，视觉适应猜想折臂，我们对答案的追寻，还在继续。

（未完待续）

Reference

1. BRUNER, J. S. 1964. Interference in visual recognition. Science, 144, 424.
2. FELDMAN, L. B. 1999. Semantic radicals contribute to the visual identification of Chinese characters. Journal of memory and language, 40, 559.
3. HAN, S. 1999. Uniform connectedness and classical Gestalt principles of perceptual grouping. Perception and Psychophysics, 61, 661.
4. HSIAO, J. H. 2006a. A TMS examination of semantic radical combinability effects in Chinese character recognition. Brain Research, 1078, 159.
5. HSIAO, J. H. 2006b. Analysis of a Chinese phonetic compound database: Implications for orthographic processing. Journal of Psycholinguistic Research, 35, 405.
6. KANUNGO, R. 1963. Semantic satiation and meaningfulness. The American Journal of Psychology, 421.
7. KIMCHI, R. 1998. Uniform connectedness and grouping in the perceptual organization of hierarchical patterns. Journal of experimental psychology. Human perception and performance, 24, 1105.
8. MASTER, N.-C. L. 2007. Perceptual Coherence of Chinese Characters: Orthographic Satiation and Disorganization. Master of Science in Psychol inguist ics, The Universi ty of Edinburgh.
9. NINOSE, Y. 2003. The effect of prolonged viewing on the recognition of global and local levels of hierarchically constructed patterns. Acta Psychologica, 112, 233.
10. PALMER, S. 1994. Rethinking perceptual organization: The role of uniform connectedness. Psychonomic Bulletin &amp; Review, 1, 29.
11. SIOK, W. T. 2001. The role of phonological awareness and visual-orthographic skills in Chinese reading acquisition. Developmental psychology, 37, 886.
12. TAN, L. H. 1998. Phonological codes as early sources of constraint in Chinese word identification: A review of current discoveries and theoretical accounts. Reading and writing, 10, 165.
13. WANG, M. Y. 2009. Recognition intent and visual word recognition. Consciousness and Cognition, 18, 65.
14. 朱晓平 &amp; 顾泓彬 1992. 汉语字词识别研究的现状. 心理科学, 15, 40.

图片来源：Toward Chinese Characters by Danny Ku

by Fujia, 八爪鱼, seren

一切都要从科学松鼠会的Dr You栏目开始。

小鸡，鸽子，甚至一些会游泳的鸭子，为什么走路的时候要点头？当Dr Who抛出这个问题，江湖上便不平静了。有人说是为了保持身体平衡，有人说是为了使看东西更仔细，有人说是进化里的最优解，有人说是本性难移。后来又有人开始吵，Dr You是不是有科学性，思考科学思路重要还是方向重要…风云变幻，众说纷纭。

春风已欣欣然地吹绿了一河水。在每个阳光明媚的清晨，我都抱着paper去遍开黄水仙的河边喂鸭子。当各种五颜六色的鸭子（或不是鸭子），头一点一点或一点不点地围在我身边啄面包时，我猜是不是也曾有人，也从喂鸭子开始做科学。

于是当我看到奈克教授（Prof. Dr. Reinhold Necker），一位非常有爱的大胡子德国爷爷，在2007年发表的综述论文时，忍不住莞尔，小鸡小鸭也有大科学。奈克爷爷也许天生就是研究脖子的（Necker），他甚至还写了篇精彩纷呈的科普，告诉我们这个“点头yes摇头no”的故事。

*****************************************************************
小鸟走路真的在“点头”吗？回答是否定的。

1930年，中子刚被发现，中微子与暗物质的假说正在被提出，美国约翰霍普金斯大学(John Hopkins University)的生物学家邓拉普(Knight Dunlap)和莫瑞尔(O.H.Mowrer)却在喂鸽子。他们找了个房间，在房间的一头放了些食物，然后在另一头放出鸽子，由其去追寻食物，同时用一个简陋得甚至不如现今许多手机的相机，拍摄得了鸽子们的行走图片。邓老师和莫老师，通过这个简单无比的实验与模糊不清的照片告诉我们，鸽子走路时，头部并不是有规律地前后移动，而是一直在往前伸。在行走时，鸽子脖子往前一顶，头先行。然后，头部静止在先前位置，等待着身体和脚跟进。只是因为身子往前移，头对身体的相对位置挪后，造成了先往前点头、再向后缩脖子的假象。

为什么鸽子走路不能如天鹅一般优雅娴静，而非得一顿一顿吃力地伸脖子？邓老师们提出了个假想：在等待身体跟进的阶段，暂时静止的头部有利于鸽子获得稳定的视野，使鸽子看清周围的事物。可是，他并没有提出证据，四十多年间，像我们今天的读者一样，科学家们为这个问题深深困扰，各自提出了不同的假设。

大体来说，江湖上分为三大门派：平衡说，运动说和视觉说。平衡说的大侠们认为是身体速度的变化，刺激内耳里面控制平衡的前庭器官，造成点头；运动说的高手们则强调小鸟行走时一举翅一投足，都可能造成脖子和脑袋的肌肉自然反射，所以头部不断运动；视觉说的好汉自然高举邓老师和莫老师的大旗，把“点头摇头，看得清楚才是好头”的理论发扬光大。

大家一吵就是四十五年，小鸡和鸽子依然还在一顿一顿地走路。嗷嗷待哺的婴儿变为哺育后代的母亲，活泼的少女成为老妪，意气风发的青年已被生活磨砺为沉默的老者，而这个问题始终悬而未决，谁都不知道答案。

*****************************************************************
在1975年的《自然》（Nature）杂志上，弗莱得曼（Mark B.Friedman）教授发表了论文，有力地支持了“视觉系”。从苏格兰的爱丁堡大学（University of Edinburgh）到美利坚的卡内基梅隆大学（Carnegie-Mellon University），弗老师一直在研究视觉控制的问题，可说是视觉派里的大牛。

弗老师设计了一组精妙的实验。他首先单挑平衡派，设计了一个四面封闭的箱子，将鸽子放置其中，推着箱子模仿鸽子的步行速度前进。此时，静坐在箱子中的鸽子没有迈步，不存在行走时的肌肉骨骼运动；鸽子与笼子一起被推行，鸽子也看不到周围环境有任何变化，即没有视觉上的刺激。但由于鸽子被推动了，速度的变化足以造成前庭器官的反应。而这只鸽子纹丝不动，完全没有点头的意思（图a）。由此证明，前庭系统不足以引发鸽子点头。

平衡派被放倒，弗老师接下来锁定了运动派。他在箱子底部开洞，将其置于一个轻巧的滑板上，鸽子站在箱底的洞里，滑板之上。当鸽子在箱子中自由前进时，滑板自动往后滑，造成箱子与鸽子的相对位置不变。此时，虽然鸽子在走路，但它看到的世界（箱子）没有任何区别（图b）。走路的鸽子，居然，不伸脖子了！

接下来，他把有破洞的箱子重新放到一个固定的台子上，鸽子依然站在洞里，弗老师自己来推着箱子缓慢运动。这时台上的鸽子没有行走，但它眼前的世界（箱子）却在弗老师的推动之下发生变化（图c）。此时，不走路的鸽子，脑袋居然又开始动了！弗老师发现，当箱子推动距离在20厘米以上，鸽子的头就会往前伸一些。在推动箱子的过程中，鸽子头部会时不时地动一下。

弗老师大展拳脚，给出了视觉派昂首期待的漂亮的结论：平衡和行走不足以让鸽子点头，而鸽子“点头”与保持视野稳定有很大关系。此实验自出山以来，三十多年来无人得以推翻。这样具有想象力且严谨论证的实验，如今读来依然让人拍案称绝。

*****************************************************************
差不多同时，在冰天雪地的加拿大皇后大学（Queen’s University）里，弗洛斯特教授（B.J.Frost）也在做着同样的事情。也许这位弗老师二号喜欢健身保持身材，他很有创意地把鸽子放上了跑步机。相同的结论在诞生。当跑步机轨带往后退的速度与鸽子走路速度一定时，鸽子虽然在迈步，相对周围环境却没有改变位置，此时，鸽子的头部并不移动。

弗老师二号还在他发表于1978年的论文描述了一个乌龙实验。某次当实验结束后，他突然发现正襟危坐在跑步机上的鸽子脖子不断地往前伸，直到最后失去平衡，“啪”一声摔倒在跑步机上。

弗老师二号很是惊奇：难道鸽子走路多了，连神经都被影响了？为了不背负上虐待动物的罪名，他遍查原因，最后突然发现，是自己忘了关掉跑步机，轨带依然在以十分缓慢的速度移动。由于速度不足以促使鸽子行走，为了保持视野的稳定，鸽子头部不移动，身体随着跑步机往后运动，脖子只得越伸越长，直到狼狈地摔个鸽啃屎。

沐浴在河边宜人的阳光下，冷不丁读到这么一段，我忍不住爆笑。身边正安静觅食的鸭子们惊起，点着头或展起翅膀跳入河里，打散了粼粼树影。

*****************************************************************
光阴的故事进入了21世纪。日本东京大学（University of Tokyo）的富田同学（Masaki Fujita）在研究，为什么鸽子走路时，伸头与伸脚是几乎同时发生？

日本人做事就是认真。为了找出鸽子重心的位置所在，他捉了七只鸽子，每只都用绳子吊起来十四次（七的倍数是不是他的幸运数字？），用相机记录并计算出了鸽子的平均重心，眼部到胸部的距离，合起翅膀的长度等等。然后用一高速索尼相机（科技终于进步了），记录了鸽子行走的步骤，再计算出其头部，脚部与重心运动的时间差。

他得到了详细的鸽子运动过程。当鸽子抬起后脚往前走，重心随着身体紧跟着前移。脖子前伸，短暂停顿后，后脚着地，变为前脚，脖子缩短，继续短暂静止。随后原为前脚的后脚起，身体重心紧跟着前行，重复以上步骤。无论头部与脚如何移动，鸽子的重心相对于身体基本不偏移。

富田同学于是在2002年发表的论文广而告之：头部的伸长与重心移动无关，仅用以影响视觉。但视觉的变化对于运动时控制身体的平衡有很大作用。这个结论极好地呼应了三十多年前，两位弗同学对于视野，平衡与鸽子“点头”之间的充分必要条件的分析。

****************************************************************
似乎鸟类因视力而点头的现象自此变得越来越清晰，点头的故事，就如此走到了尾声？实际上，这个故事正等待着浓墨重彩的又一章。

弗老师雄辩的实验研究，将其后大量此类研究的方向指向了视觉因素。随着科学家们对鸟类研究的愈加深入，鸟类视觉系统的机制也渐渐变得清晰：视动反馈、视网膜感光细胞分布、视神经传导通路、中枢视动信号处理机制……种种发现，似乎让点头现象的机理变得越来越清晰。

事实上，点头问题正愈发地纠结迷离。

尽管在弗老师的研究中，平衡派与运动派已经被否定了，工作于加拿大萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）的科学家缪尔(Gillian D. Muir)却并没有因此而放弃对步态和点头现象之联系的探索。他另辟蹊径，从点头现象的生理发展入手，对视觉派后人的理论形成了猛烈冲击。2005年他发表的实验结果表明，在雏鸟步态发育时，如果剥夺其某种决定性的视动反馈能力，点头受到的影响并不大；而如果雏鸟步态受到限制，功能发育不够完善，成鸟的步伐变小，脖子伸缩幅度则会随之降低。

富田同学也在2004年更进一步证明了，步伐大的鸟类，伸脖子的幅度也远比步伐小的鸟类要大。尽管他们的研究多少显得局限甚至片面，不争的事实暗示我们，这个问题的答案并不只是视觉，而且视觉因素在点头现象中的地位还需要重新评估。

同时，尽管生物力学因素被证明和鸟类点头现象无直接关联，但其对“点头”机制的形成，以及在成鸟“点头”中发挥的作用，得到越来越多的注意。

答案变得越来越扑朔迷离。德国大胡子奈克爷爷在2007年的综述里说：“尽管头脚的合作，不是维持平衡的必须条件，但的确让鸟走的更稳；尽管视觉似乎是点头作用的主要方面，至今仍然没有清晰的解释，来为我们确切解释鸟类点头的作用。”

*******************************************************************************
这个故事还远远没有结束。

世界各地许许多多科学家，带着不同肤色，说着不同语言，用着不同鸟类，继续勤奋地探索这个问题的所有未知。种种看似矛盾冲突的结论，广泛分布于科学家所研究的多达三百多种鸟类之中。此起彼伏的各类假说似乎预示着，这个现象的研究仍然会继续下去。

为此项研究所辛劳的，有无数的硕士，博士，研究员，教授，有他们背后所有默默或不默默支持的朋友家人，以及三百多种的鸟类参与者；更有在数十年间对这项研究不吝投入的支持科学探索的纳税人和政府。

我试着抛了颗果仁给水里一只点头的鸭子。这只红嘴的小黑鸭开心地咬着，嘴里格崩格崩地响。

我知道，此时，在加州的阳光海岸，有一位松鼠正在海滩上观察海鸥；在纽约的水泥森林，有一位松鼠正在阳台上赶着鸽子；在已渐渐入秋的新西兰，有一位松鼠正在沙滩上研究天鹅；在春意逐渐弥漫的法国，有一位松鼠正在端详盘中的烤鹅；这个美好的三月里，有许多松鼠会的读者正在电脑前，书桌边，田野里，溪流上，思考行走鸟类为何在“点头”。我们，正与遍布地球的科学家一样，努力理解这个奇妙的世界。

亲爱的朋友，在追求真理的路途上，我们永不孤独，但更愿有你的陪伴。

（完）

延伸视频材料：

1．跑步机实验的人工演示，布满了校内观光团

http://www.youtube.com/watch?v=_dPlkFPowCc
2．奈克爷爷写的鸽子点头的科普文章，有视频
http://www.reinhold-necker.de/seite10.html

（感谢所有给过此文意见的朋友们）

Reference

Dunlap K, Mowrer OH (1930) Head movements and eye functions of birds. J Comp Psychol 11:99–113
Fujita M (2002) Head bobbing and the movement of the centre of gravity in walking pigeons (Columba livia). J Zool (Lond) 257:373–379
Fujita M (2003) Head bobbing and the body movement of little egret (Egretta garzetta) during walking. J Comp Physiol A 189:53–58
Fujita M (2004) Kinematic parameters of the walking of herons, ground-feeders, and waterfowl. Comp Biochem Physiol A, 139:117–124
Fujita M (2006) Head-bobbing and non-bobbing walking of blackheaded gulls (Larus ridibundus). J Comp Physiol A 192:481–488
Frost BJ, Wylie DRW (2000) A common frame of reference for the analysis of optic flow and vestibular information. Int Rev Neurobiol 44:121–140
Troje NF, Frost BJ (2000) Head-bobbing in pigeons: how stable is the hold phase? J Exp Biol 203:935–940
Friedman MB (1975) Visual control of head movements during avian locomotion. Nature 255:67–69
Muir GD, Chu TK (2002) Posthatching locomotor experience alters locomotor development in chicks. J Neurophysiol 88:117–123
Muir GD, Gowri KSV (2005) Role of motor and visual experience during development of bipedal locomotion in chicks. J Neurophysiol 94:3691–3697
Necker R (2006) Specializations in the lumbosacral vertebral canal and spinal cord of birds: evidence of a function as a sense organ which is involved in the control of walking. J Comp Physiol A 192:439–448
Necker R (2007) Head-hobbing of walking birds. J Comp Physiol A 193:1177-1183