基于突破持續(xù)閃爍抑制范式的對(duì)稱形式認(rèn)知加工研究

宋 武 林芳富 詹 敏（通訊作者）

一、引言

審美是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，其涉及人類先天的生理因素和后天的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，由于人們所處的生活地域不同，擁有的文化背景、經(jīng)濟(jì)條件、教育程度、思想習(xí)俗迥異，導(dǎo)致審美觀念存在一定的差異，而這種差異深深地影響著藝術(shù)設(shè)計(jì)。李超德認(rèn)為人是感覺、享受、審美和創(chuàng)造性自我塑造的場所，設(shè)計(jì)美學(xué)研究的核心內(nèi)容應(yīng)該放到圍繞設(shè)計(jì)產(chǎn)品消費(fèi)者、接受者主體的“人”身上。只有對(duì)人有更深入的了解，才能更好地進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計(jì)，歌德曾說過“并非凡是合理的都是美的，但是凡是美的確實(shí)都是合理的，至少應(yīng)該合理。”也就是說美的東西是存在 “合理性”的。安簡·查特吉（Anjan Chatterjee）認(rèn)為人經(jīng)過演化，發(fā)現(xiàn)某些特征是美的，祖先們碰巧發(fā)現(xiàn)這些特征能給人帶來快樂，正是這部分人更有可能將他們的基因遺傳給后代，通過演化，這些美的特征被夸大。所以人們?cè)趯徝郎蠒?huì)存在著一定的共識(shí)。

從古至今，人們對(duì)于美的存在和形式一直爭論不斷，至今仍有大量的學(xué)者在不斷鉆研，在長期的思想碰撞中，為藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)，形成了許多形式美法則，而對(duì)稱就是最基本的法則之一，古今中外，出現(xiàn)了大量采用了對(duì)稱特征的作品，比如良渚玉琮、三星堆商銅縱目面具、埃及胡夫金字塔、希臘帕特農(nóng)神廟、梵蒂岡圣彼得教堂、北京紫禁城等等。是什么原因?qū)е铝巳藗冊(cè)诓煌瑫r(shí)空，不同地點(diǎn)卻對(duì)對(duì)稱特征有著相似的應(yīng)用，如果可以了解對(duì)稱特征之于人的影響，便可以從人的角度去揭開對(duì)稱特征對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)的影響。本文嘗試通過使用認(rèn)知心理學(xué)的研究方法，以客觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去研究對(duì)稱特征，從認(rèn)知科學(xué)的角度分析形式美法則形成的原因，從實(shí)證的層面對(duì)形式美規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證研究，同時(shí)也豐富了美學(xué)探索的方式方法。

二、對(duì)稱特征的研究現(xiàn)狀

澤基（Zeki）發(fā)現(xiàn)了大腦的許多視覺區(qū)域及其體現(xiàn)的不同的視覺屬性，如顏色、運(yùn)動(dòng)和形式的功能專業(yè)化。即人的視覺系統(tǒng)是有特定偏好的，或者說是有內(nèi)在規(guī)律的，掌握這些規(guī)律并將其運(yùn)用到藝術(shù)設(shè)計(jì)中，是許多優(yōu)秀的藝術(shù)作品之所以名垂青史的原因之一。而對(duì)稱就是在人們的長期的演化和發(fā)展過程中被探索出來的一種視覺特征，就此學(xué)者們展開了大量的研究。王（Wang）等人發(fā)現(xiàn)對(duì)稱性圖標(biāo)更能吸引用戶。洛赫（Locher）等人通過眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人們?cè)谶M(jìn)行視覺搜索的過程中會(huì)更快地被對(duì)稱特征吸引。對(duì)于這種偏好現(xiàn)象，羅德里戈（Rodrigo）等人認(rèn)為對(duì)稱設(shè)計(jì)可以保持平衡感并加強(qiáng)規(guī)律性，從而讓用戶更容易理解設(shè)計(jì)，幫助獲取整體構(gòu)圖，進(jìn)而增強(qiáng)審美感知。奇普曼（Chipman）等人認(rèn)為對(duì)稱可以降低復(fù)雜度，從而提高被感知的速度。馬金（Makin）等人根據(jù)流暢性假說（Fluency Hypothesis）理論，認(rèn)為人們更喜歡對(duì)稱形式的原因是對(duì)稱圖形可以被更流暢地感知和加工，而流暢的感知會(huì)產(chǎn)生積極的享樂情緒。其他研究也認(rèn)為對(duì)稱是視覺處理流程中早期提取的一個(gè)重要特征，有研究認(rèn)為當(dāng)人的面部是對(duì)稱時(shí)，會(huì)被認(rèn)為更具有吸引力，因?yàn)槿藗儠?huì)認(rèn)為有遺傳問題會(huì)產(chǎn)生身體不對(duì)稱，而對(duì)對(duì)稱的認(rèn)知過程可能是天生的，或者說是無意識(shí)的。

弗洛伊德（Sigmund Freud）提出的“冰山理論”形象地描述了無意識(shí)，個(gè)體的意識(shí)如同冰山，露出水面的是小部分可以看得見、感覺得到的各種意識(shí)活動(dòng)的領(lǐng)域，藏在水下的部分則是看不見的、無法意識(shí)到的潛意識(shí)，就像水下的冰塊大于水上漂浮的部分那樣?？艿拢↘ouider）等人的研究證明，無意識(shí)條件下簡單運(yùn)動(dòng)、空間朝向、空間頻率等簡單特征信息能夠得到加工。層級(jí)理論（Hierarchical Model）認(rèn)為大腦皮層是以層級(jí)的形式組織起來的，相關(guān)的知覺信息能在層級(jí)系統(tǒng)的每一水平都得以構(gòu)建出來， 魏斯克蘭茨（Weiskrantz）等人發(fā)現(xiàn)對(duì)于初級(jí)視覺皮層（V1）受損的患者，其損傷的區(qū)域范圍內(nèi)，雖然不能看見事物，但卻能在一些任務(wù)中正確辨別物體的位置和運(yùn)動(dòng)方向，也就是說意識(shí)不僅與內(nèi)容有關(guān)，還與內(nèi)容的特征有關(guān)。對(duì)稱特征作為一種認(rèn)知的早期特征，大量的研究表明其認(rèn)知過程可能涉及到無意識(shí)加工。

三、開展無意識(shí)研究

突破持續(xù)閃爍抑制范式（breaking Continuous Flash Suppression, b-CFS）是現(xiàn)在廣泛用于無意識(shí)研究的范式，對(duì)被試者的兩只眼睛呈現(xiàn)不同的刺激材料，給一只眼睛呈現(xiàn)測(cè)試圖片，給另一只眼睛呈現(xiàn)噪聲圖片（本實(shí)驗(yàn)使用的是蒙德里安風(fēng)格圖片），噪聲圖片會(huì)高頻閃爍，并一直處于優(yōu)勢(shì)狀態(tài)，因此測(cè)試圖片會(huì)是不可見的，處于完全無意識(shí)的處理狀態(tài)。而抑制時(shí)間（Suppression Time，ST）則作為無意識(shí)加工的指標(biāo)，如果具有對(duì)稱特征和不具有對(duì)稱特征的圖片都能存在潛意識(shí)破壞效應(yīng)，對(duì)二者的ST進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析即可確定二者在無意識(shí)加工下的差異性。

本研究挑選了華僑大學(xué)本科生、研究生20人（男女各10名，平均年齡23.4歲），視力或矯正視力正常，無精神類疾病，此前沒有參加過類似的實(shí)驗(yàn)，所有被試均為右利手，用Dolman法測(cè)定被試的優(yōu)勢(shì)眼，在實(shí)驗(yàn)前有充分的休息，實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀并簽署《實(shí)驗(yàn)知情同意書》，實(shí)驗(yàn)給予一定的報(bào)酬。

實(shí)驗(yàn)材料分為測(cè)試圖片和噪聲圖片，測(cè)試圖片為具有對(duì)稱特征的圖片和不具有對(duì)稱特征的兩種圖片，是采 用Visual Basic for Application， 在400pix×400pix（像素）的透明圖像上建立10×10的網(wǎng)格，形成100個(gè)小方格，將其中的隨機(jī)40個(gè)方塊替換為黑色，控制圖片的復(fù)雜度，最后形成測(cè)試圖片各八張，如圖1所示。

圖1：具有對(duì)稱特征（左4）和不具有對(duì)稱特征（右4）的測(cè)試圖片部分示例

噪聲圖片要能夠消除另一只眼睛接受測(cè)試圖片的可見性，本研究采用蒙德里安風(fēng)格的圖片，其具有輪廓豐富、對(duì)比度高的特點(diǎn)，利用 Matlab 6.0 軟件生成噪聲圖片20張，如圖2所示。

圖2：蒙德里安風(fēng)格圖片部分示例

實(shí)驗(yàn)程序采用 E-prime 2.0 軟件編制和控制，在大小為14英寸，分辨率1920pix×1080pix，亮度 12 cd/m，刷新率60 Hz（赫茲）的顯示器上呈現(xiàn)。利用左右分屏觀屏眼鏡把顯示器兩側(cè)的圖片分別反射到被試者的左眼和右眼上，并用黑色隔板作為分隔，避免干擾問題的出現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)要求被試者放松地坐在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，桌面高度約73厘米，被試者雙眼距離顯示屏幕的觀看距離約為50厘米，雙手分別放在鍵盤的“F”和“J”鍵上。被試者準(zhǔn)備完畢后，按空格鍵進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)，首先隨機(jī)呈現(xiàn) 1000 ms（毫秒）的中央注視點(diǎn)，然后其優(yōu)勢(shì)眼會(huì)接收到高頻閃爍的噪聲圖片，而非優(yōu)勢(shì)眼會(huì)接收到一個(gè)在1000ms（毫秒）內(nèi)透明度從0%變化到100%的測(cè)試圖片，然后保持透明度不變持續(xù)9秒，測(cè)試圖片會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)在屏幕中的十字中心的左側(cè)或右側(cè)，如果被試者發(fā)現(xiàn)測(cè)試圖片，不需要判斷圖片特征和內(nèi)容，如果出現(xiàn)與噪聲圖片不同的圖像，就盡快判斷其出現(xiàn)的位置并相應(yīng)地按下“F”鍵（測(cè)試圖片在十字中心的左側(cè)）或“J”鍵（測(cè)試圖片在十字中心的右側(cè)），程序記錄被試者的反應(yīng)時(shí)間，即ST，然后進(jìn)入下一個(gè)試次，如果10秒后被試者還沒有做出判斷，則自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)試次，實(shí)驗(yàn)流程如圖3所示。

圖3：實(shí)驗(yàn)流程圖

實(shí)驗(yàn)前會(huì)有30試次的練習(xí)，被試者充分了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后進(jìn)入正式試驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)會(huì)有128個(gè)試次，采用完全隨機(jī)的方式呈現(xiàn)試次的順序，實(shí)驗(yàn)分為兩組進(jìn)行，每組之間閉眼休息兩分鐘。

四、分析無意識(shí)加工的指標(biāo)——ST值

對(duì)20名被試者的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先分析正確率，一名被試者出現(xiàn)了雙眼難以融合的情況，一名被試者正確率較低，剩余18名被試者的正確率都符合實(shí)驗(yàn)要求（對(duì)稱組：98.8%；隨機(jī)組：97.9%）。選取被試者正確反應(yīng)的數(shù)據(jù)，剔除部分偏移極大的數(shù)據(jù)，排除因走神引起的反應(yīng)超時(shí)、誤觸按鍵導(dǎo)致的反應(yīng)異常過快等對(duì)結(jié)果的影響。

對(duì)兩組的突破抑制時(shí)間（ST）進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：具有對(duì)稱特征的圖片其ST（M=1274.14ms，SD=218.58） 與不 具有對(duì)稱特征的圖片的ST （M=1367.26ms，SD=258.64）差異顯著（t=2.30，p=0.033<0.05），結(jié)果如圖4所示。

圖4：具有對(duì)稱特征與不具有對(duì)稱特征的圖片的ST差異

結(jié)果顯示，具有對(duì)稱特征的圖像比不具有對(duì)稱特征的圖像更快地進(jìn)入意識(shí)，具有對(duì)稱特征的圖像突破抑制的時(shí)間更短，在無意識(shí)的情況下得到了優(yōu)先的加工。這就說明對(duì)稱特征在無意識(shí)層面具有更大的優(yōu)勢(shì)，這也從另一個(gè)方面說明了人們對(duì)于對(duì)稱特征的偏好可能就是受到該機(jī)制的影響。

五、研究結(jié)論

審美是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，正如楊震所說的，審美經(jīng)驗(yàn)不是一種客觀現(xiàn)象，而是一種發(fā)生態(tài)，對(duì)審美不確定性的體驗(yàn)為我們指出了一種美好生活的可能性，如果一切都是確定的，生活也許不再值得欣賞。本文只是從無意識(shí)角度證實(shí)了人對(duì)對(duì)稱特征有更快的加工過程，從一個(gè)方面支持了萊德（Leder）等人的研究成果，以無意識(shí)的視角去探究人類更加喜歡具有對(duì)稱特征的原因。這種機(jī)制的形成可能來自于本能，甚至是生物之間的共性，伯恩斯坦（Bornstein）等人發(fā)現(xiàn)嬰兒時(shí)期就已經(jīng)存在對(duì)對(duì)稱特征的偏好行為。格拉默（Grammer K）等人從進(jìn)化的角度推測(cè)人類會(huì)認(rèn)為越對(duì)稱的身體或面部意味著攜帶的基因越良好。默勒（M?ller）、威格納爾（Wignall）等人甚至發(fā)現(xiàn)在自然界中，蜜蜂、鴿子、劍尾魚等其他物種的求偶和覓食中也存在著對(duì)對(duì)稱特征的偏好。

對(duì)稱特征一直伴隨著人類的歷史發(fā)展，人們也在不斷的探索中發(fā)現(xiàn)對(duì)稱特征存在著特殊性。對(duì)稱特征被廣泛地運(yùn)用在各種設(shè)計(jì)中，其具有的規(guī)律性和裝飾性，會(huì)給人帶來穩(wěn)定的視覺和心理感受。馬麗敏在對(duì)左右對(duì)稱的感知分析中提出人類的視覺軸線與重力線一致，均為垂直方向，故可以營造出莊重、穩(wěn)定的感覺。對(duì)稱特征隨著人類社會(huì)的發(fā)展，其延伸出來的各種更加深層次的含義，不只在潛意識(shí)層面具有優(yōu)勢(shì)，在更為復(fù)雜的審美機(jī)制中也有著特殊的地位，蒂尼奧（Tinio）和克勒森（Creusen）等人的研究發(fā)現(xiàn)人們對(duì)于對(duì)稱的認(rèn)知是一個(gè)積極的過程，與審美呈現(xiàn)正相關(guān)聯(lián)系。人類在不斷的發(fā)展過程中，通過大量的實(shí)踐賦予了對(duì)稱特殊的寓意，這些寓意有一部分是由人先天的生理因素決定的，也有一部分可能是來自于人類的社會(huì)歷史發(fā)展的積淀?？死丈热税l(fā)現(xiàn)對(duì)稱特征除了對(duì)作用于產(chǎn)品的審美機(jī)制，還對(duì)產(chǎn)品功能有著積極的影響。對(duì)稱特征在人的認(rèn)知層面可能還存在更多的機(jī)制，對(duì)于這些機(jī)制的不斷探索，可以提供更多的理論基礎(chǔ)，再反饋到藝術(shù)設(shè)計(jì)中。

對(duì)稱特征作為藝術(shù)設(shè)計(jì)語言的一種外在表現(xiàn)形式，與人類的視知覺系統(tǒng)是密不可分的。在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，越來越多的研究從更為客觀的角度分析美學(xué)特征對(duì)人的認(rèn)知所造成的影響，以及形式美感的認(rèn)知機(jī)制的具體過程，隨著這些研究的深入，人們能清楚地了解長久以來所形成的形式美感其背后深層次的內(nèi)在的視覺認(rèn)知規(guī)律，這些規(guī)律可以為藝術(shù)設(shè)計(jì)的外在表現(xiàn)形式提供更多的理論基礎(chǔ)，提供更廣闊的思路。通過采用各種新的研究手段，拓展美學(xué)研究的方法，越來越多的理論與實(shí)踐研究會(huì)更全面地剖析各種美學(xué)規(guī)律，更好地指導(dǎo)藝術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐，從而助力藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

六、討論與展望

從生物學(xué)角度來說，人們的行動(dòng)及思考是受大腦所控制的，而大腦中很重要的三個(gè)組成部分分別為“腦干”“中腦”和“新腦”。其中腦干關(guān)注著生存和繁衍，中腦控制著情緒，新腦負(fù)責(zé)存在目的性的活動(dòng)，例如分析和推理。人們?cè)诮?jīng)歷某個(gè)事件時(shí)，在新腦發(fā)出指令信號(hào)之前，首先透過潛意識(shí)來進(jìn)行反應(yīng)，也稱作無意識(shí)反應(yīng)。對(duì)此，心理學(xué)家榮格在其著作《本能與無意識(shí)》中描述道：“無意識(shí)定義為所有那些未被意識(shí)到的心理現(xiàn)象的總和”。當(dāng)遇到某個(gè)事件時(shí)，人們的“無意識(shí)”行為更能體現(xiàn)出心理對(duì)此事最直接的態(tài)度，也稱為條件反射。因此對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)來說，應(yīng)該更重視人的本能反應(yīng)，以此促進(jìn)人、產(chǎn)品及環(huán)境的融合。

心理學(xué)家弗洛的精神分析理論表示，意識(shí)可以分成三個(gè)層次，除了意識(shí)之外，還包括無意識(shí)和前意識(shí)。一般來說，無意識(shí)指的是在觸發(fā)到意識(shí)之前形成的一種意識(shí)，類似于人們心中的秘密與欲望等不被意識(shí)到的事物。而本文提到的無意識(shí)，正是對(duì)這種前意識(shí)的直觀感受的重視，在沒來得及進(jìn)入意識(shí)中而形成的本能反應(yīng)。對(duì)于“無意識(shí)”來說，并不是一件可以感觸到的事物，而是在我們腦海里出現(xiàn)的感受。

若將無意識(shí)結(jié)合到設(shè)計(jì)中，是一件不容易的事情，這要求設(shè)計(jì)師不僅擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，還需關(guān)注細(xì)節(jié)，最重要的是要把自己設(shè)想成用戶，了解其需求及操作習(xí)慣，解決用戶的“痛點(diǎn)”?？梢姛o意識(shí)設(shè)計(jì)是“將無意識(shí)的行動(dòng)轉(zhuǎn)化為可見之物”的設(shè)計(jì)，因此又被稱為“直覺設(shè)計(jì)”。對(duì)于設(shè)計(jì)而言最早提出無意識(shí)設(shè)計(jì)（Without Thought Design）的是日本工業(yè)設(shè)計(jì)師深澤直人先生，他主張通過有意識(shí)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)無意識(shí)的行為。即在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注重整體的細(xì)節(jié)，同時(shí)又能夠考慮到認(rèn)知情感方面，在力求簡潔明了的基礎(chǔ)上體現(xiàn)出“象以圜生、簡潔細(xì)膩”的特色?！盁o意識(shí)”并非字面意義上的“沒有意識(shí)”，而是用戶雖然明確知道自己的訴求，但是大腦沒有及時(shí)匹配信號(hào)做出反應(yīng)。無意識(shí)的概念源于對(duì)人類日常生活簡單的觀察：我們的頭腦中裝有某種東西，但大多數(shù)時(shí)候，我們并不知道它的存在。如在騎自行車時(shí)，可以毫無困難地思考其他的問題，或與別人交談，但是沒有意識(shí)到自己是如何維持車的平衡的。當(dāng)人物、事物和周圍環(huán)境達(dá)到和諧統(tǒng)一后，便呈現(xiàn)出無意識(shí)設(shè)計(jì)的價(jià)值。這一設(shè)計(jì)理念促使設(shè)計(jì)師不應(yīng)按照自己的角度去思考、設(shè)計(jì)產(chǎn)品，而應(yīng)該站在用戶的角度，最大程度地了解用戶需求與使用環(huán)境，把控好產(chǎn)品細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)出符合用戶愿景和良好交互體驗(yàn)的產(chǎn)品。

總之，積極探索用戶的認(rèn)知、情感和審美背后共性的規(guī)律，結(jié)合人類歷經(jīng)幾千年凝結(jié)的智慧，以多元的視角來研究形式美感的認(rèn)知機(jī)制，對(duì)于設(shè)計(jì)美學(xué)來說是一條充實(shí)傳統(tǒng)理論的有意之路。

注釋：

① 李超德：《設(shè)計(jì)美學(xué)研究不同理論向度的現(xiàn)代性思考——從堯斯的“接受美學(xué)”到舒斯特曼的“實(shí)用主義美學(xué)”》，《藝術(shù)設(shè)計(jì)研究》，2021年第4期，第97-106頁。

②（美）安簡·查特吉著，林旭文譯：《審美的腦：從演化角度闡述人類對(duì)美與藝術(shù)的追求》，杭州：浙江大學(xué)出版社，2016年，第47頁。

③ 丁峻、崔寧：《當(dāng)代神經(jīng)美學(xué)研究》，北京：科學(xué)出版社，2018年，第1頁。

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