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浏览次数:101 时间:2020-01-04

原标题:为认知科学打开一扇新的门——中科院院士陈霖提出拓扑性质知觉理论30周年的启示

视觉过程是从哪里开始的?先看见树木还是先看见森林?——这是有着超过200年历史的视觉科学中一个仍被争论不休的基本问题。

长期以来国际主流观点都认为视觉是从点、线等简单图形开始的,从局部到整体。而30年前,一个名不见经传的中国人在国际权威学术刊物《科学》杂志上发表了一篇论文,独创性地提出了“大范围首先”的拓扑性质知觉理论,向主流的“局部首先”理论发起了挑战。

这是改革开放后中国学者在《科学》上发表的第一篇科学论文。论文的唯一作者陈霖,当时既没有学位也没有职称。30年时间里,在与持不同学术观点学者的争论与交流中,他用令人信服的实验不断完善和论证这一假说,使之被越来越多的同行所接受,成为中国学者对认知科学重大基础问题的原创性贡献。

11月12日,在中科院生物物理所举行的“拓扑性质知觉理论30年研讨会”上,已是中国科学院院士的陈霖讲述了自己30年来的经验和感受。

高屋建瓴,势如破竹——挑战世界主流观点

如何才能从极为错综复杂的心理现象中,从浩如烟海的文献中,形成有生命力的科学理论?陈霖说:“这需要敢于挑战教科书、敢于挑战直觉常识的勇气和魄力。”

在人们的常识中,一个物体是由部分构成的,局部先于整体似乎不容怀疑。近代知觉研究中,主流观点都认为视觉过程是从局部到整体。

基于巧妙的实验和深刻的思考,陈霖恰恰对人们根深蒂固的直觉常识发起挑战,提出视觉过程是从大范围性质到局部性质。

这一观点刚提出来的时候,几乎所有的主流科学家都反对他。他没有放弃,甘坐“冷板凳”,坚持自己的看法,并不断用科学方法加以验证。

与主流观点相抗衡的30年里,陈霖和他的团队成功地将“大范围首先”理论应用到视觉以外的其他认知层次,包括注意、学习、记忆、意识、情感等。

“经过30年的努力,我们可能做对了一件事,即开始找到认知的基本单元。”陈霖说。

精益求精,慎之又慎——30年专注一件事

陈霖告诉记者,在《科学》等权威杂志上发表文章一般可分为两种:一种是在热门大潮流中的重大发现,这样的文章是皆大欢喜;另外一种是反潮流的文章,越是原创性的思想,越容易遭到质疑。

面对国内外同行的各种质疑,陈霖用严谨的科学态度,用大量严格、细致的实验来不断论证、完善自己的理论。通常一篇心理学论文包括几个实验即可,而陈霖和他的团队单篇论文包含20个左右实验已成为标准。

30年来,“大范围首先”理论的证据来自十多种不同的心理科学实验方法,来自从视觉直到意识和情绪的几乎所有的认知层次,来自大脑损伤的病例,来自初生婴儿、高龄老人的发展实验,来自蜜蜂、斑马鱼、鼠、猴的进化实验,还来自磁共振成像、脑磁图、脑电图、透颅磁刺激、皮层直接记录、光遗传技术等各种脑成像方法的神经表达实验。

陈霖说,“大范围首先”理论的实验证据已使得说它“不对”比说它“对”还要困难。

一位海外同行这样评论:“陈在过去20多年积累的令人印象深刻的实验证据毫无疑问地动摇了我们现在理解视觉过程的基础”。

坚韧不拔,锲而不舍——直面学术批评

“大范围首先”理论走的是一条非主流的创新道路。敢为天下先,就必须敢于面对急风暴雨式的学术批评。

陈霖说,健康的学术批评是科学文化的重要组成部分,也是发展“大范围首先”理论的重要动力。他举例说,2003年发现“大范围首先”的脑成像证据的论文在《科学》杂志上发表,仅投稿过程就达4年以上,几个补充的更充分的对照实验都是在审稿者的推动下完成的。

“我们面对的都是世界上聪明的人,我们的理论就是在他们一次次的学术批评中完善起来的。”对此,陈霖心怀感激。

在心理科学领域,一个理论能够独领风骚10年就十分罕见了。今年,“大范围首先”理论已经提出30年了,依然充满生命力。

正如在陈霖获得“求是杰出科学家奖”时周光召院士的评价:只有真正献身科学、求真唯实、不怕困难的科学家,才有可能在激烈的学术争论和学术竞争中作出原创性的重大贡献。

刚刚度过自己67岁生日的陈霖仍在认知科学领域孜孜不倦的耕耘。对“大范围首先”理论的未来,陈霖充满信心。

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