編語：藝術是發現真實，還是發明真實？所有的認知都與我們的感官發育和神經系統演化有關，“真實”對應著我們的特定感官結構和大腦認知特性，只有在發明中我們才能獲得自由。藝術的核心就是用不同的方式和角度去感悟和呈現外界，這就是所謂藝術創造性。是藝術的創作自由，讓藝術獲得了真正的價值。此文系作者于2018年11月在金觀濤老師主持的中國美院中國思想史與書畫研究中心一次學術會議上的發言，由該中心的王嘉穎同學依據錄音整理，已收錄在《中國思想史與書畫教學研究集》/(第七輯/)，該書即將由中國美術學院出版社出版。本文經作者授權發表。大家好，我很高興能到中國美院跟各位做這樣一個分享。今天報告題目是:Art/ from/ a/ Neuroscience/ Perspective，從腦神經科學的視角看藝術。Figure1 《藝術三萬年》這是我今年剛譯完的一本書，是英國的費頓公司（PHAIDON）的《藝術三萬年》（30000/ Years/ of/ Art），這是一本按編年史方式編寫的世界藝術史。本書介紹的第一件作品是三萬年前在德國一個叫Hohlenstein-Stadel的洞穴中發現的猛犸象牙獅頭人身雕刻。Figure2 / 德國Hohlenstein-Stadel獅頭人身猛犸象牙雕刻第二件作品是一個彩繪的石灰石維納斯雕像，來自奧地利的Willendorf，距今大概兩萬五千年。Figure3 / 奧地利的Willendorf彩繪石維納斯石雕全書共介紹了世界各地的600個作品，時間從三萬年前一直跨越到20世紀末。下圖是書中的部分作品。Figure 4 《藝術三萬年》作品第一排的作品最古老，第一、第二個就是上面介紹的德國猛犸象牙雕和維納斯石雕，第三個是公元前15000年前西班牙的Altamira洞穴壁畫，第三個是公元前5000年前的羅馬尼亞赤陶雕塑，第四個是公元前5000年伊拉克的Samarra彩碟，最后一個是公元前3500年前意大利的十字架型女性雕塑，非常抽象寫意，材料是大理石。中間這層也很古老，第一個是公元前2450年前埃及的一個石灰巖雕塑，即便以現代標準看也算很具象和寫實。第二個是現藏于紐約的一個希臘大理石雕刻作品，時間是公元前585年。下一個是公元前540年前希臘的彩陶黑像畫，再下一個是公元前400年前塔吉克斯坦用黃金制作的二輪戰車，最后一個是公元前100年意大利的亞歷山大馬賽克壁畫。第三排是較為近代的作品，第一個是文藝復興時期的宗教繪畫（《哀悼基督》，意大利，公元1303年），第二個是伊朗的建筑馬賽克裝潢藝術米哈拉布神龕（公元1354年）抽象作品。后面三個作品，實際上在探求藝術的科學問題，特別是最后的那個光譜藝術（Fall,/ Bridget/ Riley,/ 1963），研究是人類視覺真實性問題。從三萬年以來的宏觀藝術史演化角度來看，“什么是藝術？”，這是每一位藝術工作者都應該思考的一個問題。Figure5 / Fountain,Marcel Duchamp, Dada, 1917, France如果我們用“美”來定義藝術，那么，杜尚的作品《泉》可以算作藝術么？它顯然已經不能用“美”來定義了，該作品已然成為現代觀念藝術的代表。我們來看看下面這張圖片，這是藝術么？Figure6 / HCP 大腦神經連接這是一張經過染色處理的大腦核磁共振圖片，展示的是人的大腦神經白質結構，即大腦信息傳遞的高速公路。下一組圖是美國“人類大腦神經連接組項目”（The/ Human/ Connectome/ Project,/ HCP）的圖片，從大腦神經連接網絡的各個角度拍攝而得:Figure/ 7/ / TheHuman/ Connectome/ Project,/ HCP：/ 大腦神經連接組在我看來，這些都非常藝術，是種很獨特的藝術。藝術與科學之間真有巨大而不可跨越的鴻溝么？同一物體給人以物質還是藝術的觀感其實取決于我們的觀察角度。比如大腦切片會給你非常物質的觀感，但大腦的神經網絡卻會給人以十分藝術的觀感，如下面這兩張圖。Figure 8 / 大腦的物質性和藝術性左邊的非常物質，右邊的十分藝術，所以不僅是藝術中有科學，科學中同樣也有藝術，兩者之間其實沒有嚴格的鴻溝。對藝術和科學的感知與人類大腦左右半球的分工很有些聯系。RogerWolcott/ Sperry先生是一位美國神經心理學家，他與另外兩位重要的腦神經科學家David/ Hubel和Torsten/ Wiesel（下面會專門介紹）共享了1981年的諾貝爾生理學醫學獎。他的貢獻就是關于大腦左右半球功能差異的研究。簡單說，人的左右半球是有分工的，右腦更多與情感、藝術和創造性關聯，而左腦更多與推理、數字和科學思維關聯，如下圖所示。/ Figure9 / 大腦左右半球功能差異最近上海大學林風生老師出了本書，叫《名畫在左，科學在右》，也是研究科學和藝術間的關系。藝術的物理生物層面都包括哪些要素？大約就是下圖中的顏色，構形、線條、對比、形狀和運動等。Figure10 / 藝術6要素而這些要素恰恰也是腦神經科學家所關心的東西。他們要研究視覺、顏色背后的機制究竟是什么？線條、形狀在大腦中是如何被建構的？動感在大腦中是如何形成的？簡而言之，科學和藝術所研究的對象都是相同的。舉個例子說，下面這張圖是16世紀意大利畫家Giuseppe/ Arcimboldo的一個作品，看上去似乎就是個普通的鮮花水果籃子，但如果我們把它調轉180度，就會發現它原來是一幅人物肖像畫：Figure11/ Giuseppe/ Arcimboldo:/ Reversals從這個例子中，我們會發現一個重要的腦神經學的圖像識別機制，即圖像識別其實與我們的觀看角度有關。對于圖像識別而言，并不是有了相同的信息就可以得出相同的圖像感知，信息相同，但如果這些信息的呈現方式不同（比如轉動一個角度），那么大腦對信息的建構方式就會不同，就會得到不同的圖像。這種建構機制，其實與藝術審美關系極大。1980年紐約大學心理學教授Peter/ Thompson發現，同一張照片正著放和倒置放對人會產生完全不同的心理觀感，他的研究可以用“撒切爾效應”來概括，即人們對撒切爾夫人的照片正放和反放會產生全全然不同的心理感受。Figure12/ 撒切爾效應這是一張前幾年風行網絡的圖片。圖中這個叫Adele的女孩的臉一個朝上，一個朝下，兩者含有的信息完全一致，但顛倒了180度。顯然，這兩張圖片所引起美、丑感受是截然不同的。單看左邊這張圖，你心想這一定是位美女，但倒過來一看，你一定會被嚇著。實際上圖像識別并不簡單，并不是在二維平面上含有的信息點相同，就能構成唯一的圖像識別。圖像識別與角度關系密切，下面會詳細介紹。美國哥倫比亞廣播公司節目“60分鐘”的著名女主持Lesley/ Stahl于2012年做過一期有趣的節目,內容是臉盲現象。臉盲癥（prosopagnosia，又稱面部識別缺失癥，在美國大約有2/%的人群在不同程度上患有此病）病人喪失了或具有較低的人臉識別能力，他們甚至無法識別自己的親人。這個現象是在二戰期間發現的，當時有些士兵從前線回家后，竟然認不出自己家人。Figure13 / 臉盲癥當Lesley采訪腦神經科學家Sacks博士時，Sacks博士給她看了一組倒置的人物照片，大多是美國人人皆知的各界名人，可Lesley一個也認不出。當Sacks博士將把照片反轉過來后，Lesley才發現她個個都認識，其中有一個竟然還是她的女兒。可見面部識別的背后大有學問。腦神經科學家已經弄清了大腦中負責面部識別的功能區，這個區域叫“梭狀回”（fusiform），請見下圖中黃色箭頭所指區域，這是一個梭型體，專門負責大腦的視覺識別。Figure14 / 梭狀回 Fusiform《藝術三萬年》中介紹了一位英國光效藝術家Bridget/ Louise/ Riley，她和另一位藝術家Harry/ Thubron一起專門研究美學的形式要素，特別是眼睛如何感知空間形式。她對什么是“視覺真實”極為關心，創作了許多能讓人產生視幻覺的圖像，這些圖像乍看是靜止的，但是隨著眼睛在畫面上的下意識運動會產生動態的感覺。下面是她的兩幅作品。Figure 15 / Bridget Louise Riley Op Arts這些藝術家其實在探討人類視覺的大腦神經學機制，不過他們的研究手段與腦神經科學家很不同，他們雖沒有辦法像科學家那樣用科學實驗的方式去研究，但是的確付出了許多努力。腦神經科學家現在已經弄清了負責視覺動感的大腦神經區域叫中顳視覺區（MT/ visual/ area）。其實，對同一對象完全可以有不同的呈現方式，這就叫建構。下圖是《藝術三萬年》中的另一幅作品，是藝術家Jasper/ johns于1961年創作的一個作品，名字叫《地圖》，看上去很像一幅美國地圖。Figure16/ / Jasperjohns：Map有評論家認為，這不是真正的“地圖”，而是對“美國地圖”的一種藝術表現，描繪的對象是地圖而非地球。可Jasper說，我表現的不是地圖而就是美國，我的作品本身就是一幅地圖。傳統地圖制作者的呈現方式與我的方式間并沒有本質區別，他們制作的地圖是對地球的一種呈現，而我的藝術作品也是對地球的一種呈現。同一個對象可以用不同方式來呈現，我和他們不過是處于不同的精神（腦神經）狀態。所以，這些不同的描述方法本質上都是對客觀現實的呈現。地圖本是一種科學呈現手段，但在Jasper那里，藝術呈現和科學呈現是等價的。現在我們來看一個相反的情形。有位名叫Greg/ Dunn同學于2011年讀完美國賓州大學腦科學博士后，開始嘗試一種全然不同的生涯。當他的同學們正忙著在顯微鏡下試圖弄清腦神經細胞的內部結構時，他卻試圖用畫筆在畫布上去表現這些腦神經結構，試圖以其獨特方式來展現腦神經網絡的美。Figure17/ / GregDunn:/ 大腦神經元結構上面這幅圖是他繪制的腦神經元結構，有樹突、軸突以及神經元之間的連接突觸。有意思的是，他還在圖中左下角模擬中國國畫蓋了個印章。這雖是腦神經科學家的創作，但其藝術性并不比許多藝術作品低。科學跟藝術之間的互動，在國際上已經發展出一門專門的學問，叫神經美學（Neuroaesthetics）。在這個領域有兩位先驅人物。一位是英國倫敦大學的SemirZeki教授，另一位是加州圣地亞哥大學的印度籍美國人Ramachandran教授。/ / Figure / 18 Prof.Semir Zeki / / / / / / / / Figure19 / Prof.Ramachandran他們寫了不少專業文章，也出了一些書，其中的兩本著作如下：/ / / Figure20 Inner Vision by Semir Zaki and The Tell-Tale Brain by Rmachandran神經美學所研究的問題，實際上是要搞清楚大腦各個區域的結構及其所對應的腦功能。他們想知道，是否能夠從各個藝術門類中提煉出美學的普適規則？審美經驗是否能用某種公式來表現？此外，我們在審美中獲得了快感是如何產生的，它們與大腦演化過程中的刺激反應回饋系統有什么關系？比如，吃到美食時會產生愉悅感，避開敵人后會感覺很開心，神經遞質在其中扮演了什么角色？所有這些是否與我們的審美有關？神經美學研究者還研究很多腦損傷病歷。研究腦損傷是腦神經科學家研究大腦的重要途徑之一。大腦在受到損傷后會改變腦神經網絡的連接方式，會導致患者產生許多奇妙的變化。有些患者在大腦受到創傷后可能會變成所謂的“學者癥候群患者”（savant/ syndrome），記憶力突然變得超強，特別是情景記憶能力，如像相機一般，看一邊就能記住。其中最著名的一位，是電影《雨人》中主人翁的原型人物Kim/ Peek，他出生時因巨頭畸形導致小腦受損，導致胼胝體發育不全，鏈接兩個大腦半球的神經束完全缺失，但這反而使得他獲得了非凡的記憶力。據說他讀書時每頁只需要約10秒鐘，而且可以將讀到的東西都記下來，其內容從歷史、文學、地理、數字到體育、音樂和年代。在他的記憶中存儲著約1.2萬本書，對125年內的文獻資料了如指掌。我們再回過頭來談Zeki教授，他的一句名言是：“...the artist is in asense, a neuroscientist, exploring the potentials and capacities of the brain,though with different tools.”（藝術家在此意義就是神經科學家，他們在探索大腦的能力和潛力，不過使用的工具有所不同。）腦神經美學研究者所使用的工具有多種，最常用的手段包括腦電極圖、MIR（核磁共振）和大腦損傷研究。他還說，“引起審美經驗的機制只能從腦神經科學中獲得根本的理解，我們現在已經獲得了這種理解能力。”他講大腦的視覺有兩個重要的能力，一個是所謂“不變性”（Constancy），另一個是所謂“抽象性”/ /(Abstraction/)。前者是說大腦具有一種把握事物穩定特性而忽略易變成份的能力，后者是講大腦對外界信號刺激具有一種根據實用原則抽取認知規則的能力。其實這兩者說的基本是一回事，不過角度不同。他還說，即所謂藝術就是把大腦里的抽象過程外置化，將其表現在媒介上。或者說，藝術就是大腦里的不變性的外部投射。他的這個講法我看有些偏頗，這對抽象藝術也許成立，但對于具像藝術而言并不適用。藝術表現的方面很多，并不只是把大腦的思維抽象物表現出來，或僅僅為了表示不變性或對外部刺激進行抽象。他倒是問了一個很好的問題：當我們在觀看抽象藝術和觀看具象藝術時，我們的大腦神經行為模式到底有什么不同？（后來還真的有人做了這個實驗）他對模糊性所做的分析也很有意思。什么叫模糊性？我們先來看看下面這個圖：Figure 21 / NeckerCube這就是著名的內克多面體。中間這個立方塊可以處于兩種狀態：一個是左邊的狀態，即從正前方看過去的狀態，另一個是右邊的狀態，即從右上方往左下方觀看的狀態，也就是說，內克立方體具有兩種不同的狀態，或者說具有某種“模糊性”。可是按照Zeki的說法，腦神經科學家所理解的模糊性跟字典中說的模糊性并不是一回事。對腦神經科學家而言，被觀察物的狀態取決于你的意識狀態，當某種意識狀態占據你的意識舞臺時，被觀察物就呈現A狀態，當另一種意識占據你的意識舞臺時，被觀察物就會呈B狀態。其實A、B兩種狀態都是很確定的狀態，并不存在什么“模糊性”。換言之，同一被觀察物可以具有多個確定狀態。這聽上去很象量子觀測的情形。加州圣地亞哥大學的拉馬錢德倫（Ramachandran）教授是神經美學研究的另一位先驅。他是位非常博學和風趣的教授。他將神經美學歸納成8個法則。第一個是所謂峰移效應（Peak/ shift）。例如在訓練老鼠吃食時，在老鼠前面裝兩個按紐，一個方形，一個長方形，按方形的不出食，按長方形出食，老鼠很快就掌握了竅門，每次都按長方形的按紐。下一步把方形按紐拿走，換成一個比現有長方形按鈕更加“長方”的按鈕，結果老鼠不去按早先記住的按紐，而是按那個新的更為長方的按紐。也就是說，老鼠在學習過程中學到的，并不是具體那個長方形按紐，而是學到了“長方性”。這就是老鼠按新按鈕找食吃的原因。峰移法則的另一個例子可以用下面這幅尼克松主題的漫畫來說明，漫畫家將尼克松面部的某些特征加以放大，增加了漫畫的藝術性。Figure22 / Nixon Cartoon第二個法則是“抽取法則”（Isolation），即將物體的特征提取出來進行描繪而非對物體進行寫實性的具象描繪，比如對物體的輪廓勾畫就比一張彩照更具藝術性。第三個法則是“要素組合法則”（Grouping），意思是說，好的藝術作品要能給觀者以想象力空間，能讓觀者通過想象把畫面上的相關要素進行有意義的組合。第四個法則是“對比法則”（Contrasting），說的是大腦視皮層對同質均勻的色彩的反應遠不如對有色彩梯度差異的反應強烈，所以好的藝術作品應該具有良好的色彩梯度對比。省略第5、6、7三個法則，說說第八個“對稱法則”。在生物演化中，非對稱大多與疾病和傷殘有關，自然會讓人產生不愉悅的感覺。匈牙利畫家T.K./ Csontvary1902年創作了一幅油畫叫《老漁夫》/ （The/ Old/ Fisherman），見下圖：Figure23 / T.K.Csontvary Old Fishman, 1902該作品中的人物性格非常復雜，經分析，漁夫的左臉和右臉其實是不對稱的，如果我們分別取左右半邊臉做鏡像對稱后合成一張臉，我們就會得到以下兩幅畫：可見，左臉的鏡像看上去是位非常溫和的老人，而右臉的鏡像看上去卻是相當陰險。這里是利用了人臉的不對稱性來表現人物復雜的內心世界。上個世紀的30年代有位叫Maksymilian/ Faktorowicz（綽號Max/ Factor/ Sr.）的美容師利用對稱性大做生意，設計了一個叫美容千分尺（beauty/ micrometer）的裝置，套在頭上測量腦袋和臉蛋哪里不對稱，算是把這個美的“對稱性法則”運用到了極致。見下圖：Figure24 / MaxFactor Sr.的美容千分尺某些神經科學家更加前衛，他們試圖在大腦里面找到美的模塊。有些腦神經科學家干脆試圖找到大腦中與審美創造性有關的神經網絡（包括內側前額葉皮質、后扣帶回皮層、楔前葉（Precuneus）和顳頂聯合區）。他們通過實驗（大腦功能造影）發現畫家在觀看藝術品時大腦中相關區域的活動程度明顯比常人要高（見2016年Nicola/ De/ Pisapia等人的《大腦視覺創造功能網絡》研究,/ https:////www.nature.com//articles//srep39185）Figure25 / 比較行家和普通觀眾觀看藝術時的大腦響應Figure26 / 后扣帶回皮層和楔前葉的位置神經科學家甚至在想，能不能根據大腦對美和丑的反應進行定量分析并畫出曲線？Semir/ Zeki和Tomohiro/ Ishizu在2011年就做了這樣一個研究，他們觀察藝術家在進行藝術創作時大腦中一個名為內眶額皮質區（mOFC）受到激發的情況，并用曲線把其表現出來。Figure27 / 內眶額皮質區對美丑的響應當然，藝術性其實與美丑之間并沒有正相關性。一個典型的例子是下面兩幅畫的對比。Figure28 / 大宮女（Grande Odalisque）這是現藏于盧浮宮的法國畫家安格爾1814年創造的一副油畫，畫的是拿破侖的妹妹。給人無限美好遐想。另一幅畫是著名精神分析學家弗洛伊德的孫子盧西安-弗洛伊德（Lucian/ Michael/ Freud）1995年創作的Benefits/ Supervisor/ Sleeping。Figure29 / Benefits Supervisor Sleeping這第二幅作品雖然在常人看來犯惡心，但居然在2015年拍賣了5600萬美元，可見其藝術性并不僅僅與美丑相關。作品的觀念價值在后現代社會中尤其顯著。為了弄清各類視覺刺激與大腦皮層各區域的關聯，加州伯克利大學Gallant實驗室做過一個非常有趣的實驗。他們使用功能核磁共振成像技術來記錄實驗對象在觀看電影時，對各種場景、物體和人物對象的反應。他們將大腦分為160個功能區，給實驗對象觀看2000多種不同的物體例如人物、老虎、大象、樹木時，或是在受到抽象概念，如戰爭、股票等外界刺激時，這160個功能區究竟如何反應。他們用核磁共振成像將大腦受刺激后的活動情況記錄下來，然后再用機器學習和大數據方法對其進行處理，找出物體、觀念與大腦不同功能區的對應關系，如下圖。Figure30 / fMRI Brain Mapping從以上介紹可看出，人類的視覺感受與我們的大腦息息相關，或者說，對大腦的認識是我們理解視覺的一把鑰匙，所有的視覺現象和藝術觀感皆可歸結于我們的大腦神經結構和狀態。高度概括地說，大腦是生物數十億年演化的結果，所以有必要簡略介紹一下人類大腦演化史。地球的歷史大約為45億年，而地球上的生命大約有35億年的歷史，現存的物種在陸地上有600多萬種，在水里有200多萬種。Figure31/ / Treeof/ Evolution:/ 3.5/ Billion/ Years我們來看看下面這張圖，這是大腦演化過程，我們依據這個過程來介紹大腦的幾個重要演化階段：Figure32 / 大腦演化過程生命的神經系統自打生命初期的單細胞生物就開始了。34億年前的細菌就有了離子通道和可以導電的膜蛋白，這就是最早神經系統的雛形。省去中間過程，讓我們快進到3億5千萬年前，那時出現了爬行動物，如蜥蜴那樣的古老生物。爬行動物的大腦和人類相比雖然簡單，但經過幾十億年的演化，已經變得非常復雜了，變得能夠控制生物的基本生存調節功能，如心跳、呼吸、出汗、體溫以及血糖和荷爾蒙水平等。又過了1億多年到了2.5/ -/ 2億年前，出現了哺乳動物。哺乳動物的大腦更加復雜，它在老的“爬行腦”之上又演化出了一個所謂“邊緣系統”（Limbic/ system）。爬行腦是非情感的，也就是說，爬行動物不會有恐懼感，也不會感到悲傷或高興。可是哺乳動物除了會有恐懼感（其實是對危險一種預測能力）、悲傷和高興外，還會有性欲、壓力感、焦慮感和群體安全感。哺乳動物大腦的差異極大，從早期的鴨嘴獸（見下圖左側下方）等初等哺乳動物一路演化到靈長類動物大腦，又經歷了大約2億年的時間（見紅線指示）。靈長類動物大腦的結構已經和人類相當接近了，也有復雜的具有6層結構的新皮層（neocortex）。Figure33 / 哺乳動物大腦演化大約20萬年之前，出現了所謂智人（Homo/ Sapiens），其標志就是大腦的新皮層比哺乳類動物更加復雜和發達。新皮層也可稱為理智腦。如果說邊緣腦（情感腦）是在爬行腦之上建立起來的某種反饋控制機制的話，那么同理可以說，新皮層是在邊緣腦之上建立起來的某種更為高級的反饋控制機制。邊緣腦使得大腦更加復雜，不僅可以進行生物基本調節，還可以預感危險和強化繁殖欲望，讓生物獲得更強的演化優勢。同理，理智腦的出現，使得生物的行為更為復雜，可以進行深度計算而不僅憑模糊的感情沖動行事，這就進一步強化了生物的競爭優勢。這是近代人類能夠快速演化最重要的驅動力。以此看來，人的大腦按演化的歷史來看，其實是分前后相關的三個層級的，從下到上逐級復雜并密切相關，三者之間有著復雜的互動依存關系。美國腦神經科學家Paul/ D./ MacLean將這個大腦的演化過程歸納成下面這個圖，稱為三重腦（Thetriune/ brain）：Figure34 / 三重腦理解這個三重腦，對于藝術家的藝術創作很有啟發左右。藝術作品究竟是與我們大腦的哪個部分在進行對話？我們的藝術在訴諸理性概念還是在與情感腦溝通，或是在直接刺激人類的深層本能？以不同的方式和大腦的不同部分進行對話構成了不同的藝術形式。為了下面關于視覺的討論，有必要介紹一下大腦的基本結構和性質。人類大腦是世界上最復雜的存在。先貼張圖：Figure35 / 海馬體這是大腦中的海馬體，只有手指頭這么點大，功能是管理記憶。大腦其實并不是太重，不到1.5公斤，但它含有大約860億個神經元，而每個神經元大約與1萬到1.5萬個神經元連接，這些連接點被稱為突觸（synapse）。大腦里的突觸數目達到了驚人的10的15次方這個數量級。這樣復雜的結構，最終能演化出很多復雜的情感和觀念，還能演化出意識以及對意識的意識。我們把新皮層，也就是大腦最外層的那部分稱作灰質（grey/ matter），其中包括神經元的樹突（Dendrite）與軸突（Axon）。軸突的功能是用來傳遞信息，樹突的功能是用來接受信息。軸突相當于大腦中的信息高速公路，它的外層被一層白色酯類物質包裹，所以被稱為白質（White/ Matter）。大腦中不同區域的信息傳遞就是靠這些成束的白質，可以用核磁共振成像顯示成絢麗的圖案，如圖7所示。大腦中的800億個神經元和10的15次方個突觸構成了一個超級復雜系統，其中的連接方式和刺激、反饋關系是目前的腦科學研究最前沿的內容。腦科學家將這個超級復雜系統稱為“腦神經連接組”MIT的科學家Sebastian/ Seung幾年前寫過一本書就叫Connectome。這書很值得讀讀，它不是用技術性語言寫的，算是有點燒腦的科普讀物。Figure36/ / Sebastian/ Seung:/ 《腦神經連接組》他在TED的演講中說過兩句話，第一句是：“我就是我的大腦連接組！”（Iam/ my/ Connectome!）/ 意思是說，我之所以是我，每個人的大腦連接組是獨一無二的，所以可以用大腦連接組來定義個人。/ 第二句話是：“我大于我的基因”（I/ am/ more/ than/ my/ genes），意思是說，基因并不能完全解釋大腦連接組，或者說，大腦連接組產生還有基因之外的原因。基因只能作為部分的解釋，但不能解釋全部。大腦連接組的某些東西并不是基因決定的，也不是所有的東西都是遺傳性的。除了基因之外，大腦神經的連接方式有不少是后天經驗決定的，這個后面再談。目前人類唯一能弄清楚的Connectome是秀麗蟲（C.elegans）的。這個秀麗蟲只有1毫米長，僅有302個神經元，構成7千種連接，就這么簡單一個生物，科學家還用了幾十年時間才把它的神經元及其連接方式畫出來。Figure37 / Connectome of C. elegans，White el al, 1986/ 我們自然會想問：那么什么時候能夠把人類的Connectome做出來呢？那個還太早，現在正在進行的是試圖做出老鼠的Connectome。哈佛大學有里奇曼實驗室（Lichtman/ Lab/ atHarvard），他就在做老鼠大腦的腦連接組。這個工作要比上面談到的秀麗蟲的Connectome困難太多倍。老鼠的大腦盡管跟人比只有千分之一，但也有7千萬個神經元，是秀麗蟲的20多萬倍。老鼠的大腦很軟，沒有辦法做切片，就用樹脂類的東西把它硬化，之后從中取出1毫米見方的立方體，將它切成33000多片，再高像素相機攝影，進行數字化處理，每張的像素為25000×25000，即每張圖片的信息量是62.5G，你用62.5G×33000片，總信息量是多少？是2000T，即一立方毫米的大腦皮層就有2000T（的信息數據）。如果想把整個老鼠大腦的Connectome做完，需要很多年。做完之后，就會得到一個老鼠大腦完整的Connectome數字模型，清清楚楚地看出神經元的連接方式。Figure38 / Lichtman Lab at Harvard這還是老鼠的大腦，再往下做人的大腦，是老鼠的1000倍，把人的Connectome做出來，可能需要幾十上百年，工作量非常巨大。但是這個工作很有意義，我自己的體會是，研究一個對象，當無法直接觀察對象時，理論就特別多，真正能看清楚的東西往往不需要什么理論。比如說日心說和地心說爭來爭去，后來伽利略用望遠鏡一看，發現木星的衛星并不繞著地球轉，地心說一下就破產了，也不需要什么理論了，直接看到了嘛，沒什么好爭的了。再比如細菌的發現也是這樣，當時關于致病的原因大家紛爭不已，后來列文虎克（Leeuwenhoek）用自制了高倍顯微鏡，弄滴水一看，發現了微生物和細菌。實際上很多難題隨著科學手段的發展，就自然迎刃而解了。說這些的用意是，當我們看清了大腦的連接方式并對其工作機制了解清楚后，我們今天的許多困惑，如記憶、判斷、意識以及情感等都會有更好的解釋。當我們對大腦的結構和功能有更清晰的了解后，會不會增加我們對藝術的理解？我想應該會的。介紹完大腦，該介紹下眼睛了，這才是重點。作為一個藝術家，對所有的色彩、線條等視覺要素的了解，不能停留在直觀層面，而應該在理論層面有更深的理解。眼睛的演化種類也是無奇不有，我們可以數出來幾百種眼睛的形態。Figure39 / 眼睛百態眼睛是種極為古老的器官，最早的原始眼從5.4億年之前就出現了，從眼點到視杯，從針孔眼到復雜眼，再到我們人類今天具有三種視錐細胞的眼睛，有著漫長而有趣的演化過程。Figure40 / 眼睛的演化過程但如果我問：視覺是什么？有誰能說清楚呢？大腦中有面鏡子嗎？里邊住著一位小人嗎？視覺的器官是什么？視覺在大腦中究竟是如何形成的？如果你回答說，我們是用眼睛在觀看，這是常識啊！不過這個回答只對了一小半。準確的說法是，我們是用大腦在觀看，視覺器官主要是你的大腦，而不是眼睛（所謂Mind’s/ eye）。也可以說，你的眼睛只是大腦的外延。Figure41 / 眼睛只是視覺系統的外延部分神經科學家Torsten/ Wiesel說：/ 眼睛和大腦并不像傳真機那樣工作，大腦中也沒有什么小人看著進來的信號。（The/ eye/ and/ brain/ are/ not/ like/ a/ fax/ machine,/ nor/ are/ there/ littlepeople/ looking/ at/ the/ images/ coming/ in）。給大家講個故事來解釋為什么說視覺的器官是大腦。美國上世紀50年代有個盲人叫邁克爾（Michael/ May），他在3歲時因事故而損傷了眼睛角，失去了視力。在他46歲之時，干細胞技術已經發展到可以做角膜替換手術讓盲人重見光明。醫生勸他做這個手術，他開始十分猶豫，說已經很習慣沒有視覺，生活一點不受影響，比如他在1984年的殘奧會上獲得了三枚銅牌，速滑速度是時速108公里。不過后來還是做了手術，之后神奇的事情就發生了：眼睛重見光明給他帶來了很多麻煩，恢復的視覺不僅沒有給他帶來便利，反而成了一種騷擾。醫生發現邁克爾的眼睛對他來說已經沒有意義了，并不是眼睛不能感受到光信號，而是外界光信號對他來說已經失去意義。他大腦中的視覺信號解釋系統徹底壞掉了，雖然眼睛視網膜上的感光細胞還在，雖然光信號也可以傳到視皮層，但是視皮層已經完全無法解讀這些信號了。比如說在他面前放一個立方體，放一個圓球，問他哪個是圓球，哪個是立方體，他必須拿手去摸，摸完以后才知道，用眼睛反而無法判斷。所以我們說，眼睛這個器官只是視覺系統在外部的延伸而已，真正的解釋功能都在大腦中。笛卡爾也研究視覺，他認為大腦中的視覺器官是松果體。他認為物質實體（Res/ Extensa）與思維實體（Res/ Cogitans）之間是不可約化的。他無法解釋外部的視覺刺激是如何變成腦內的思維形象的，于是干脆就認為兩者之間根本沒有任何關系，這樣就變成了二元論者。這說法其實還是有矛盾，如果干脆沒有關系，你還說松果體是視覺器官有何意義呢？松果體在兩者之間到底扮演什么角色？隨著現代腦神經科學的進展，我們知道他把視覺與松果體聯系起來的說法是錯誤的。我認為已經不需要這種二分法了，二元論過時了，這兩者間的鴻溝是可以被彌合的。Figure42/ / 笛卡爾的二元論：思維實體/ vs./ 廣延實體我們先來看看眼睛的結構。光線穿過角膜、瞳孔和晶體才能到達眼底。這眼底本身就是個復雜結構。簡單說，眼底上有一層感光細胞，上面有1億2千萬個感知亮度的視柱細胞和600多萬個三類感知色彩的視錐細胞，見下圖。Figure43 / 眼睛結構及視網膜結構外界物體的影像通過光線進入瞳孔后，并不是像傳真機那樣完整地將這些信息映射到眼底的視網膜上，而是一個經歷了一個非常復雜的過程才到達眼底的視網膜上。脊椎動物的眼睛在幾億年的演化過程中，眼睛的視網膜發生過180度反轉。本來的結構很合理，即視網膜（感光細胞）在前，視神經在后，結果反轉后變成視神經在前而感光細胞跑到后面去了。這樣一來，外界物體信息就被這些血管和視神經給遮擋住了，當物體的光線到達視網膜時，其實已經殘缺不全，成了非連續的破碎信息，就像陽光穿過一個樹林那樣。Figure44/ / 視網膜結構：光線從左側進入，先經過四種視神經細胞后到達右側黃色的視網膜如圖可見，視網膜的結構很復雜，里面有好幾層，本身也是分立的。/ 視錐細胞（C）和視桿細胞（R）接受到光信號后，并不直接傳入大腦，而是經過一系列復雜的排列組合后再傳入大腦。視覺信號C和R先經過水平細胞（H）進行組合，然后由雙極細胞（B）往下傳，這些雙極細胞又被無長突細胞（A）進行組合后傳給神經節細胞（G），再從這里通過視神經傳入大腦。G傳出的是什么？就是以上經過無數復雜組合后的動作電位（action/ potential），根本不是一幅圖像。所以不難想象，外界物體的信息只有部分被感知了，你所獲得的只是物體的信息片段。可是神奇的是，你并沒有破碎的感覺，這個我后面再解釋。Figure45 / 人類視覺的三原色組合我們人類的眼睛中的三種視錐細胞對應于三種感色細胞，分別對光譜中的紅（564納米）、綠（534納米）和蘭（420納米）3個波段進行響應。/ 這三色的組合讓人類可以感知100萬以上的不同顏色。所以人類被稱為三原色生物（Trichromates）。類人猿和舊大陸猴也屬于這類。不過大多數動物都不是三原色的，大多數胚胎類哺乳動物是二元色（Dichromat）的，如貓狗等，它們的色彩世界要單調許多，只能感知大約1萬種色彩。也有不少動物是四原色的（Tetrachromats），多了一種視錐細胞，可以感知445納米的波段，如金魚和一些鳥類。人類也有聲稱可以感知四原色的，特別是女性。有一位澳大利亞的女畫家Concetta/ Antico，聲稱自己的視覺是四原色的，她的繪畫看上去是這樣的：Figure46 / 四原色畫家Concetta Antico的作品不同動物眼中，世界的色彩甚至空間形式都是不同的。比如狗是兩原色動物，壁虎在夜晚能看到色彩鮮艷的世界。當然，這些說法所基于的假設是問題的，似乎色彩世界的豐富程度僅僅取決于視網膜上視錐細胞的多少和種類。但視覺形象并不僅僅取決于眼睛的構造和視錐細胞類型的多少，視覺成像更多地取決于大腦皮層中的視皮層性質和功能，所以上面的說法只有比喻和借鑒的意義。世界上最為復雜的眼睛可能要數一種叫螳螂蝦的生物，它能感知16種元色，甚至還可以感知偏振光。它的兩個復眼頂在兩個獨立操作的眼桿上，像這樣：Figure47 / 螳螂蝦有著世界上最復雜的眼睛所以說，視覺世界對于每種生物都是不同的。是生物的視覺器官（眼睛加上視皮層）決定了它們的視覺世界。或者說，視覺世界并沒有什么絕對性，它僅僅與具體的生物結構相對應。我們人類的視覺器官雖有個體差異，但卻是高度同構的，我們不能因為這種同構的眼睛感知世界差不多，就認為世界有個客觀的樣子。其實世界在不同的生物眼中是可以非常不同的。舉幾個例子：狗是二原色動物，它的視覺世界應該是這樣的：Figure48 / 狗的視覺世界是灰暗的壁虎的夜視功能要比人類強很多倍，它們在夜晚的視覺會很鮮艷明亮：Figure49 / 壁虎的夜晚視覺比人類要明亮鮮艷馬的左右兩眼視場沒有重合部分，所以視場是獨立的兩部分，也沒有景深3D的視覺能力：Figure50 / 馬的視覺世界是斷開的變色龍的視覺世界中，甚至空間也是彎曲的：Figure51 / 變色龍的視覺空間彎曲所以，色彩并不是一種絕對獨立的東西，它因接收者不同而不同（Coloris/ in/ the/ eyes/ of/ the/ beholder），如下圖所示。眼睛的結構也多種多樣，無奇不有。例如復眼是一種由很多單眼構成的視覺器官，數目從數千到數萬個，例如蜻蜓的復眼中含有近3萬個單眼。復眼對于運動物體非常敏感，是人的5-6倍，但對色彩感知能力差，聚焦能力也差。我常疑惑，如果人類是復眼，藝術創作會是什么樣的？另一個有關視覺的流行誤解是以為我們的眼睛能同時看清視野中的物體，這是因為不了解眼睛的視網膜結構和我們“看”的方式。先說視網膜的結構。我們之所以能看清物體是因為視網膜上有個叫做中心凹（Fovea）的區域，這個區域的直徑雖然只有1.5毫米，但人眼600多萬感知顏色的視錐細胞絕大部分都聚集這里，這部分提供了所謂的“中心視覺”，（見下圖中心部分）。Figure52 / 中心凹（Fovea）及兩類感光細胞分布那1億2千萬個感知亮度的視柱細胞都分布在視網膜的其它部分，提供了所謂“周邊視覺”（peripheral/ visions）。視覺其實就是這個中心視覺與周邊視覺的組合。/ 人眼分辨物體的能力主要靠中心視覺，看的清楚不清楚，有無色彩，全部取決于中心視覺，它覆蓋的區域很小，用視角來測度的話也就是中心那不超過5度的區域，如果你把手臂伸直，拇指兩側與眼睛構成的夾角差不多就是5度。你看到的世界實際上是這樣的，只有眼窩中心5度是清晰的，其余部分都是模糊而無色的，如下圖：Figure53 / 中心視覺也就是說，你在每一瞬間感知到的清晰區域就是那么一點點。以閱讀為例，實際發生的情形大約是這樣的：Figure54 / 閱讀只有局部清晰閱讀的清晰部分隨著你的眼睛轉動而變，眼睛從左到右，每次只有局部是清晰的。那么為什么你會覺得外部世界是清晰的呢？這就與人“看”的方式有關。“看”也是個極為復雜的事，有5種以上的不同“看”法。第一種“看”法叫做眼跳，也稱掃視（Saccades），就是說眼睛看物體、場景時并不是穩定的凝視，而是每秒2-3次到處跳動不斷尋求關注點，找到關注點后立即進入所謂凝視（fixation）狀態。凝視時眼睛也在不停的運動，它其實是三種眼動的組合，一種是快速眼顫（tremor），第二種是所謂眼飄（drift），第三種是微眼跳（microsaccades），所謂“看”，就是以這種眼跳和凝視的組合方式不斷進行采樣，然后根據采樣的結果在大腦中構成圖像。Figure55 / 眼跳和微眼跳比如我們看這個人臉時，我們的關注點在臉上跳著取樣，找到關注點后就進入微眼跳。你可能會問，凝視就凝視好了，為什么需要微眼跳？因為人眼有一個很重要的特性，即眼睛對穩定的成像并不敏感，如果圖像穩定，那么視覺很快就消失了，只有通過不斷的微眼跳才能保持圖像的存在。動物的本能從一開始就是這樣，動的東西有威脅，靜止的東西沒有威脅，所以人眼對靜止的東西不反應。比如我們看下面這個圖中的A字，靠的就是微眼跳，否則A就不能穩定地呈現在那里：Figure56 / 微眼跳和圖像識別我們的閱讀其實也是這種眼跳和微眼跳的組合，大致像這樣進行：Figure57 / 閱讀中的眼跳和微眼跳組合我們在路上開車時，眼睛也是在進行不斷的眼跳，然后對關注點進行微眼跳采樣，像這樣：Figure58 / 開車時視覺的采樣方式眼跳還有一個有趣的特點，即眼跳從A點到B點的運動并不是自己能夠控制的，一旦眼跳啟動，就無法停止，最有趣的是，人腦對眼跳從A點到B點的過程完全不記錄不反應，也就是說，跳的過程中什么都看不見的，相當于沒有視覺。有人做過計算，說一個人一天大約有40分鐘是處于無視覺狀態，哪怕你整天睜著眼，你還是丟失了40分鐘的歷史。問題來了，如果視覺并不是連續而是間斷的，那么為什么我們并沒有間斷的感覺反而覺得是連續和清晰的呢？原來我們的大腦有種圖像重構的能力，雖然外界的信息是我們的眼睛到處跳動一塊一塊采樣采出來的，但大腦可以根據生物的實用目的將其進行重新構造，用預測或類似插值這類方式將不連續、不清晰之處的信息填補上，讓你得到所謂“連續清晰”的畫面。你以為你看到的場景物體是連續平滑的，但其中含有大量想象，連續平滑是大腦構造出來的。這方面最典型的一個例子是人眼的盲點。前面說過，人的眼睛演化實際上走了一個彎路，視網膜發生過一次180度的反轉。反轉的結果使得視神經跑到了視網膜的前面去了，那么視神經要進入大腦就不得不在視網膜上扎一個洞，這個洞就是盲點，這個地方是沒有感光細胞的。不過你的日常生活種并感覺不到盲點，這正是大腦的圖像填充功能將盲點給補上了。你看到的所謂完美的世界是你的想象，它的缺失部分都被大腦打上補丁了。傳入大腦的信號去了哪里？它們先是經過一個叫丘腦（Thalamus）的中繼站，這里有個神經核叫外側膝狀核（LGN），從這里再傳入大腦后部一個叫枕頁（Occipital/ Lobe）的區域，這里有塊專門負責處理視覺初級信號的皮層，叫初級視皮層（Primary/ Visual/ Cortex）。這個過程可以用下圖表示：Figure59 / 視通道、LGN和初級視皮層我們無法在這里詳細介紹視皮層的結構和特性，但是我不得不提視皮層的一個重要特性，即視覺信號的方向選擇性。這對我們理解視覺的意義極為重要。簡單點說，視皮層由許多功能柱構成，而每個功能柱只接受特定方向的光信號。這個特性被稱為神經調諧（neuronal/ tuning）。這個特性的發現要歸功于兩位著名的美國腦科學家DavidHubel和Torsen/ Wiesel的研究，這是人類視覺科學的重大里程碑之一。他倆因此與另一位腦科學家Roger/ Sperry（就是前面介紹的研究左右大腦功能差異的那位）獲得了1981年的諾貝爾生理學和醫學獎。他倆在1959年做了個非常著名的實驗。他們把貓的腦袋固定，給腦袋插上電極，然后觀察貓的某類神經元對不同的光刺激如何反應，像下圖這樣：Figure60 / 神經調諧實驗，1959年他們的實驗有個重大發現，即隨著光信號方向的調整，貓的神經元響應強度會隨之發生變化。比如在此圖中，當光信號是水平條時，貓的這組神經元完全不反應，只有當光條斜到一定程度時，神經細胞才開始反應，當處于垂直狀態時，神經細胞反應最強。其它類型的神經元則對垂直信號不反應，只對水平方向的刺激有反應，如此等等。這是很有意思的，說明兩件事，第一，視皮層上的神經元是有分工的，每類只接受特定方向的光信號刺激，第二，是視覺神經的反應特性決定了我們如何感知世界。世界以什么樣的方式呈現，和觀察者的視神經組成和類型有極大關系。世界是什么樣子，取決于生物的視神經，世界存在還是不存在，或以什么方式存在，得看視神經如何響應，就像收音機一樣，只有調諧到某個頻道，存在才有意義，而那些不響應的東西可以視為不存在。我們的初級視神經上的細胞就是這么呆板和簡單，無怪乎這些細胞也被稱為“簡單視細胞”（Simple/ Cells）或邊識別細胞（Edge/ Detector）。經過它們處理的信號會傳給所謂復雜細胞（complex/ cells），它們是由一組同類的簡單細胞構成的，具有更為復雜的視覺功能，如下圖：復雜細胞還可以繼續組合成超級復雜細胞（SuperComplex/ Cells），完成更為復雜的視覺功能，比如下圖中A、B這兩個字母先通過簡單細胞獲得“邊”信息，然后通過復雜細胞和超復雜細胞的處理進行后續處理，如下圖所示：Figure61 / 簡單、復雜、超復雜視覺細胞總之，視覺功能是通過大腦中視覺系統中分工不同的視細胞通過層層傳遞組合而實現的。視覺的形成是逐級進行的，從簡單的到復雜的圖形，包括動感，都在大腦不同的區域由不同類型的視細胞來完成的，這個系統大致可以用下圖來表示：Figure62 / 視覺感知的復雜過程這個系統是如此復雜，我無法在這里詳細解釋，只是想貼張圖讓大家有個直觀的感受：Figure63 / Fellemanand Van Essen/'s /(1991/) 視覺模型這是Felleman和Van/ Essen1991年做的一個猴子大腦視覺系統分析，圖中右側是大腦皮層展開圖，上彩的部分均與視覺系統有關，牽涉到皮層中30多個區域，而這些區域所組成的互動網絡（左側）的復雜度令人瞠目結舌。由于時間原因，我今天不得不略去另外幾個非常重要的話題，即“視覺填充”（visual/ filling-in）、“突觸修剪”（synapse/ pruning）、認知框架（perception/ framework）和大腦塑性（brain/ plasticity）。這些內容看似偏離了對藝術本身的討論，但如果我們想要回答“什么是藝術真實”這個問題的話，就不得不深入了解人眼和大腦的工作機制。今天的討論如果用一句話來概括的話，就是：真實相對生物結構而存在，它是大腦的建構。說起藝術和真實，我最后想提一個畫家MaurizioCattelan，他是藝術界的反叛人物，他說過一句話，“藝術與其說能夠讓我們發現真實，毋寧說能夠讓我們發明真實。”（/ Art/ doesnot/ lead/ to/ the/ discovery/ of/ truth,/ but/ rather/ allows/ it/ to/ be/ invented）。對他來說，所有的真實都是藝術家的發明。其實，所有的認知都與我們的感官發育和神經系統演化有關，“真實”對應著我們的特定感官結構和大腦認知特性。只有在發明中我們才能獲得自由。藝術的核心就是用不同的方式和角度去感悟和呈現外界，這就是所謂藝術創造性。是藝術的創作自由，讓藝術獲得了真正的價值。Figure 64 / La Nona Ora by/ / Maurizio Cattelan
各行各業都有內幕，樓市也是如此！如果你可以提前知曉行業的內幕，那么你將混得如魚得水。相反地，如果你不懂行業內幕，那你可就要多花冤枉錢了！在此，小編要提醒廣大購房者，2020年，買二手房存在以下5大內幕，你需要早知道！內幕1、合理避稅并不可靠稍有經驗的購房者都知道，在房產交易時，買賣雙方往往都是要繳納稅費的，而且房子價值越高，所要繳納的稅費就會越多。此外，與新房相比，買二手房要繳納的稅費會更多。為了所謂的“合理”避稅，買賣雙方往往會簽訂陰陽合同，殊不知，這種行為可涉嫌逃稅。根據我國刑法201條規定：納稅人采取欺騙、隱瞞手段進行虛假納稅申報或者不申報，逃避繳納稅款數額較大并且占應納稅額百分之十以上的，處三年以下有期徒刑或者拘役，并處罰金；數額巨大并且占應納稅額百分之三十以上的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。內幕2、賣方隱瞞房屋問題房子作為商品，要想賣個好價錢，自然不能有太多問題了。如果房子問題太多，那可就賣不了高價錢了。所以，一般來說，在買二手房時，賣方可不會主動告訴你房子所存在的問題，尤其是一些難以發現的細節毛病。因此，小編提醒廣大購房者，在買二手房時，一定要注意仔細檢查房子，千萬別漏掉任何細節，就比如壁畫后面、沙發下面，要知道越是遮擋嚴密的地方，往往越容易發生問題。內幕3、弱化賣方違約責任一般來說，購房合同多由賣方所提供，其內容條款必然會偏向于賣方。如果購房者在簽訂購房合同時，沒有及時發現合同中所存在的不平等條款，那么等到以后發生房產糾紛時，你可就難以維權了，就比如賣方弱化了自己的違約責任，當反悔不賣房時，只需退還購房款即可。這對于購房者來說，顯然十分不公平。內幕4、租客有優先購買權在同等條件下，租客往往享有優先購買權，尤其是那些長期租賃該房子的租客。如果租客沒有放棄優先購買權，那么即便簽了購房合同，那也是無效的。所以，大家在買二手房時，一定要注意租客問題。此外，“買賣不破租賃”。即便你買了房子，那么你也無權趕走租客，只能等租賃合同到期，除非你愿意賠償租客一定的損失。內幕5、低價房只是個噱頭在這個高房價時代，購房者都想買到低價房。于是，一些黑心中介就在網上發布各種低價房源，以此來吸引購房者。但是，你要知道“一分價錢一分貨”，就算你真的遇到了低價房，恐怕房子也會存在許多問題。辛辛苦苦好不容易買了一套二手房，結果從始至終都在花冤枉錢，這讓購房者怎么能夠開心呢？所以，小編提醒廣大購房者，2020年，買二手房存在以上5大內幕，你需要早知道！
