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感觉的分析 作者: 恩斯特·马赫 第九章 从生物学目的论的观点考察空间 我们已经反复指出我们的空间感觉——我们的生理空间，假如我们可以这样说的话－－的系统是多么与几何学的空间（我们这里指的是欧几里得式空间）不同。与几何空间相比，不特视觉空间是这样，盲人的触觉空间也是这样。几何空间在一切地方和在一切方向都是同一性质的，是无边界的和无限的（照黎曼的意义）。视觉空间是有边界的和有限的，而且它的广延在不同方向是不同的，一瞥眼看展平的“天穹顶”就使我们知道这一点。物体在移到远处时就缩小；在挪近时就变大。就这些特点说，视觉空间象元几何学家的许多构形，而不象欧几里得的空间。“上”“下”的不同，“前”“后”的不同，严格地说，连“左”“右”的不同都是触觉空间和视觉空间所共有的。在几何空间，就没有这种不同。对于人，对于具有相似的构造的动物，生理空间与几何空间的关系很象三斜晶介体与等轴晶介体的关系。人和动物只要不具有运动和移向的自由，就会认为是这样。在加上移动的自由时，生理空间就近似于欧几里得空间，不过没有完全达到欧几里得空间特性的那种简单地步。三维的多样性和连续性是几何空间和生理空间所共有的。对应于几何空间内A点的连续运动，有生理空间内A’点的连续运动。我们只须记住对地说所要克服的困难，就知道生理空间会干扰几何空间观念的情况。就是我们最抽象的几何学，也不纯粹使用度量概念，而且也使用生理概念，如方向、左、右等等。 要把生理的因素和几何的因素完全分开，必须想到我们的空间感觉是由我们称为ABC…的这些要素对于我们身体的要素KLM…的依存关系所规定的，而几何概念则是由物体在空间方面的互相比较、ABC…的互相关系形成的。 假如我们不把空间感觉作为孤立的现象来考察，而是从它们的生物学的联系、生物学的功能来考察，那末，空间感觉就更容易理解了，至少从目的论方面更容易理解。一个器官或器官系统一被刺激，就有作为反射反应的动作发生，这些动作一般是有目的，按照刺激的性质，可能是进攻的或是防卫的。例如，可以先后在蛙皮的不同地方滴酸质作为刺激。蛙对每个刺激都以一个特殊的、对应于被刺激的地方的防卫动作作出反应，对网膜上各点的刺激，引起同样特殊的急速反射。就是说，由不同路径进入机体的变化，又由不同路径向外重现于动物的环境中。假定在比较复杂的生活条件下，这种反应也可以由于记忆而自发地发生，就是说，可以由轻微的冲动而发生，并且可以由记忆而改变，那末，与刺激的性质和被刺激的器官相当的痕迹必然会存留在记忆内。如我们由观察自己所知道的，无论烧灼在什么地方，我们不特认得烧灼的刺激的性质相同，并且同时我们会辨别被刺激的地方。因此，我们必须假定性质相同的感觉带有差异的成份，这个差异的成份是随着被刺激的初级器官的特殊性质，随着被刺激的地方，或者如赫林说的，是随着注意点而改变的。这样，每个感觉领域就得到它特有的记忆及其特有的空间次序。正是在空间知觉上，可以特别明显地看出多种多样的、相互联系的初级器官在生物学方面密切互相适应的现象。 我们假定只有一种意识要素，即感觉。就我们有空间知觉而论，按照我们的见解，这些知觉是依靠感觉的。这些感觉是什么性质的，以及这些感觉牵涉到什么器官的活动，我们必须认为是未解决的问题。我们要设想一个关于共同的胚胎起源的初级器官系统是这样自然地安排的，即相邻的器官表现出最大的个体发育方面的亲属性，但各个器官离得越远，这种亲属性就越小。器官感觉只依存于器官的个性，并且随着这种亲属性大小的变化而变化；这种感觉相当于空间感觉。我们把特感感觉从器官感觉中区别出来，特感感觉是依存于刺激的性质的。器官感觉和特感感觉只能相伴着出现。但是，与变化着的特感感觉相对照，不变的器官感觉不久就构成一个固定的登记表，特感感觉排列在里头。我们对于同宗而亲属性大小不同的各个人，有我们觉得是自然的假定，我们这里只是对这些初级器官作这样的类似的假定。 空间知觉起于生物的需要，并且参照这种需要就能够把它理解得最透彻。一个没完没了的空间感觉系统对于生物不仅是无用的，而且在物理和生物方面也是不可能的。那种不是相对于身体来辨方定位的空间感觉，也会是没有价值的。从生物看，较近的物体是更重要的，较远的物体则不那么重要。所以，在视觉空间，对较近物体的感觉指标分度较细，而对较远物体则节约地使用储存数量有限的指标，这样也是有利的。并且，这种关系在物理方面是唯一可能的。 下列考虑使找们能理解视觉机构的动作部署。脊椎动物视网膜上的某一点具有更大的清晰度和较细的辨别力，这是个经济的安排。这样，眼睛随注意力的改变而转动就被认为是有利的；同理，眼睛的随意转动对于静止物体所引起的空间感觉的影响，假如会引入迷途的话，则被认为是不利的。可是，在静止网膜上视象移位，眼睛不动而看到正在动的物体，是生物的需要。对于生物来说，保证看到物体的静止状态，也只有在很少的情况下，在眼睛由一种未意识到的原因（例如，外来机械力或肌肉抽搐）所转动时，才是不必要的。以上两种相反的要求只有这样统一起来：当随意转动眼睛时，网膜上对应于眼睛转动的视象移位在空间量值方面可以由随意动作来补偿。但是，由此产生的结果却是：当眼睛固定不动时，仅仅有转动眼睛的意向，就必然会使静止物体在视觉空间中有些移位。我们已经用一个适当的实验（第106页）直接证明了这两个互补成份的第二个成份也是存在的。由于这些器官上的安排，所以我们在特殊情况下看到，眼睛不动时静止物体在动，空间量值在波动，运动的物体则相对于我们的身体而不改变位置，既不移得更远，也不来得更近。在这种特殊情况下显得奇怪的事情，在平常情况下，在自发移动的情况下，具有极大的生物学的重要性。 除了某些特别方面之外，触觉空间的关系很象视觉空间的关系。触觉感官不是长距离的感官；触觉对象并没有“透视”上的缩小和扩大。但是，在其他方面，我们从触觉所发现的现象和视觉的现象相似。指尖与黄斑相当。是指尖在不动的物体上移动，还是物体在不动的指尖上动过，我们能够完全分别清楚。旋转眩晕时也出现类似的奇怪现象。普尔基尼已经知道这些现象。 一般的生物学考察使我们必须认为视觉空间和触觉空间是同类的。一只新孵出来的小鸡看到一个小东西，立刻注视它，啄它。这个刺激引起某一区域的感官和中枢器官的兴奋，由于这些器官，眼肌的注现动作和头部与颈部肌肉的啄物动作都是完全自动地出现的。同一个神经区域的兴奋，一方面是由物理刺激的几何位置所决定的；另一方面则必须认为是空间感觉的基础。一个小孩看到一个发亮的东西，随即注视它，把握它；他行动的方式同小鸡一样。除了视觉刺激之外，还有别的刺激——听觉刺激、热的刺激、气味刺激——也能引起把握动作或防卫动作；这些刺激当然在盲人身上也起作用。相同的刺激部位和相同的空间感觉是对应于相同的动作的。一般说，激发育人的刺激只限于比较狭小的范围，并且被刺激部位辨别得不那么精细。因此，盲人的空间感觉系统比正常人更为贫乏和更为模糊，如果不施以特别教练，就永远是这样。例如，大家可以想想一个盲人企图赶走一只在他身边嗡嗡叫的黄蜂是什么情况。 按照一个物体制激我去转眼注视它或抓住它的具体情况，必须有一些尽管相邻而毕竟部分不同的中枢器官区域起作用。假如两个刺激同时发生，所牵涉的区域当然更大。不同感官区域的空间感觉，虽然不完全相同，但密切相关，引起了以保存机体为目的的动作。根据生物学的理由，我们可以预期，这些空间感觉会通过这些动作的联系，互相联合起来，溶为一体，互相支持；而实际情况也正是这样。 但是，这个结论并没有穷尽我们所论的现象。一只小鸡可能注视一个物体，啄这个物体，也可能为刺激所驱使，转向这个刺激，奔向这个刺激。一个小孩向某个目的地爬行，随后有一天他站起来，跑几步就到达这个目的地；他的行动同小鸡恰恰相似。这一切情况逐步地互相转化，我们必须把它们认为是方式相同的。大概总有脑子的某些部分，它们以相当简单的方式受到刺激，一方面产生空间感觉，另一方面则引起自动的动作（这种动作有时是极复杂的）。光的、热的、声音的、化学的和电的刺激引起大量的走动和定向的转变，甚至在本来盲目的或由于器官退化而盲目的动物那里，这些结果也能产生。 当我们观察一只千足虫（Julus）整齐地爬行时，我们不能不想到有一串彼此一律的刺激从这只虫的某一器官发出，按前后顺序引起虫身的前后各环节所有的运动器官作有节奏的自动的动作。这些动作，由于在前环节与在后环节有相位的不同，从而形成纵波。这个纵波好象以机械的规律性传过虫身两旁的那些小脚。我们在高度组织起来的动物中可能看到类似的过程，并且事实上也有这种过程。我只须提到刺激迷路器官所引起的现象，例如，主动旋转和被动旋转所引起的人们熟知的眼球震颤。假如存在着象千足虫有的那种器官，这些器官受简单刺激就引起一定种类的移动的复杂动作，那末，我们可以认为在这个简单刺激被意识到的场合，它就是作这种移动的意志，或者说，就是对这个移动的注意，这个注意引起其后的移动。同时，我们认识到机体必须以相当简单的方式感觉到这个移动的结果。事实上，视觉和触觉的对象也是以变化的波动的空间量值出现的，这些对象的空间量值不是稳定不变的。即使我们尽可能排除一切视觉和触觉，还会剩下加速度的感觉，这些感觉由于联想而引起常常与它们相连的各个空间量值的映象。在这个过程的最初的和最后的环节之间存在着四肢的动作感觉；但是这些感觉通常只在发生障碍因而有必要改变动作时，才完全被意识到。 整个不动的人所得到的空间感觉只是有限的、具有个人位置的和相对于他自己的身体定向的，移动和变更定向时发生的空间感觉则具有规则性和不可穷尽性的特点。形成一种近似于欧几里得空间的空间观念，需要所有这些经验作为基础。除了前一组经验只给予我们以符合和差异，而不给予量值和度量规定以外，后一组经验由于在垂直线方面经久的纷繁的错乱方向所生的障碍，也没有达到绝对的齐一性。 对于动物机体来说，它自己的身体的各部分之间的相互关系首先具有最大的重要性。外物只有在和动物身体的各部分有关时，才获得价值。对于最低级的机体，感觉（包括空间感觉在内）就足够使它适应简单的生活条件。可是，当这些条件变得更复杂时，它们就推动了智力的发展。这样，由要素（感觉）所构成的那些函数的复合体——我们所谓的物体——的相互关系就受到了我们的间接关切。几何学就是由于在空间方面互相比较物体而产生的。 我们直接关切的不是单纯的空间特性，而是对满足我们的需要有重要性的物质特性所构成的整个永久的复合体。这个观察可以帮助我们了解几何学的发展。但是，物体的形式、位置、距离和厂延对于满足需要的方式和分量是有决定性作用的。当我们要对物体彼此的空间关系作出准确判断时，事实证明，单纯的知觉（估计、视测和记忆）受到不容易控制的生理情况的影响太大，因而不能予以信赖。所以我们不得不从物体本身求得可靠的标志。 日常经验使我们认识到物体的永久性。在通常情况之下，这种永久性也是诸如颜色、形状和广延之类的特殊性质所具有的。我们熟悉刚体，这种物体不管在空间内怎样移动自如，一经与我们的身体发生确定的关系，在被看见、被触摸时，总是产生相同的空间感觉。这种物体表现出空间的实体性；在空间上，它们始终是恒定的、同一的。一个刚体A可以在空间方面直接地或间接地与另一个刚体B重叠起来，或部分地重叠起来，这个关系时时处处都是一样的。于是我们说，可以用物体A测量物体B。当物体依这个方式互相比较时，问题就不再是关于所涉及的空间感觉的种类了，无宁说，是我们关于这些物体在类似情况之下的相同性的判断，而这种判断是以高度的准确性和确实性形成的。事实上，这样测量物体所得到的结果中的偏差，与关于彼此并列的或先后相继的物体的直接空间判断所含的误差相比，是微不足道的；这种测量方法之所以有利和有理，其原因也正在于此。于是，很快就不使用每个人随身带着的个人手脚了，这种个人的手和脚注意不到显著的空间变化，而是选择了一个普遍接受的度量标准，这个标准高度地满足了不变性这个条件，从而开辟了一个具有更大的精确性的时代。 几何学的一切任务都在于用性质一律的已知物体算出所要量的空间含有多少这样的单位。量各种液体或一大堆几乎相同的密集物体的空容器，大概是最古老的量具。我们注意或把握我们熟悉的一个物体时，心上对这个物体的体积会本能地有个表象，这个体积就是这个物体的质科所占的位置的总和。这个体积被认为是一定量的满足我们需要的物质特性，并且由这种性能构成一个争论对象。其实，测量一个面的意思，原来也无非要确如盖在这个面上的性质一律的密集物体的总数。量长度——就是说，用均等的线段或链条计数——是要决定那种能够以唯一的方式接在两点（或两个很小的物体）之间的最小体积。假如在这个过程中我们抽去用作量具的物体的一个或两个量纲，或假定这些物体在一切地方都恒定不变，但可以任意小，那末，我们就达到几何学的理想化的概念了。 度量的经验是与物质的对象相联系的。空间的直观不能够自己获得这种经验。因此，用物质对象所做的试验就丰富了空间直观。这样，我们就认识了诸如直线、平面和圆形之类久已熟悉的形式的度量特性。如历史所证明的，又是经验最初导致对某些几何学命题的知识。并且表明，假如一个物体有某些度量，由此就可以同时断定它的某些其他度量。科学的几何学以下列经济性任务为己任，即探知各度量如何互相依存，省去多余的测量，以及发现最简单的几何事实，从而给定其余的事实，作为这种几何事实的逻辑后果。因为我们对自然界没有心理的控制，只是对自己的简单逻辑结构有心理控制，所以为达到上述目的，我们根本的几何经验就必须从概念上理想化。从此以后，向着那种被设想为与理想化的几何经验相联系的直观表象前进，以“思想试验”再发现几何学命题，就不会有什么阻碍了。这种进行方式完全类似于一切自然科学的进行方式。但是，几何学的根本经验简化到这样的最小限度，以致人们极容易忽视这些经验。我们想象物体在其影子或幻影上面移动过去，并且在思想上坚决地认为，假如量这些物体，它们的度量是不会变的。就物理的物体满足了这些假定而论，它们是与这种结果相符合的。 因此，直观、物理的经验和概念的理想化是在科学的几何学中合作的三个因素。对其中的这个或那个因素估计过高或过低，都会使不同的研究家对于几何学的性质的见解发生巨大的分歧。只有把这些因素中的每个因素在建立几何学中所起的作用精确地区分开，才可能有达到正确见解的根据。例如，我们为了快速移动的便利而获得了解剖学上对称的运动组织，这种组织使我们的直观感到一个空间上对称的结构的两半似乎是等值的，但从物理几何学的观点看来，绝不是这样，因为这两半不能互相重合。在物理方面，这两半同两个方向相反的运动或转动一样，不是等值的。康德关于这个题目的悖论就是产生于没有很充分地区别所涉及的这些因素。参看附录13。 ------------------ |
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