欣賞美的事物時，為什麼會有「心靈碰撞」的感受？

人對美的事物的認知，能用科學解釋嗎？

This Is Not Tina，CMU心理學博士在讀,香港大學(一等榮譽)學士

這個問題很有意思，也很宏大。如果我的理解沒有大的偏差，這個問題直指神經美學（Neuroaesthetics）的研究方法。這是一個相對比較新的研究領域，在此斗膽一答，拋磚引玉。

（我是不會告訴你文末有彩蛋的）

——

科學對於審美的研究主要集中在以下三個問題。

1. 主觀的審美體驗是否可以用科學方法來研究？

如果你問一萬個人關於這個問題意見，這些意見會大致正態分布在以下這個 continuum 上。

完全不可以———可能不可以———可能可以———當然可以

有的人會說，用科學研究藝術非常困難，就算可以有科學的解釋，也會破壞藝術的美感。

但是，也有科學家可以肯定地告訴你，審美是可以被科學研究的（Palmer，2013）。如果是這樣的話，那麼接下來這個問題就很關鍵了。

2. 如何用科學的方法研究對美的認知？（閱讀和理解這一部分至少需要 5 分鐘）

這個問題比較有爭議，這其中方法論上的大部分分歧，個人覺得在哲學層面居多。

還原論（Reductionism） 整體論（Holism）

Ａ．還原論認為：研究高級與複雜的系統，應將其分解為低層的、簡單的組成元素來研究。

在神經美學研究領域，研究一幅畫的時候，首先可以簡單而精確地將其還原成大腦對於感官信息的自下而上加工（Livingstone, 2002）

註：以下討論中的例子僅限於視覺領域。

A1: 視覺加工階段

明度視網膜的感光細胞接受光線後轉為視網膜神經節細胞的動作電位之後進入視覺皮層

線條、邊緣與朝向初級視覺皮層在符合這些屬性的一定條件下反應最強烈（Hubel & Wiesel, 1959）

色彩我們已知視覺皮層 V4 與色彩有關，但還不清楚 V4 對色彩的具體運算。另外 V4 也參與一些中級視覺，比如形狀知覺與深度知覺的加工。很早之前曾被告知 V4 是視覺研究者的墳墓，現在想來這句話不是不無道理的。有興趣的同學請移步這篇綜述, Roe et al. (2012）

空間頻率物理光學上， 空間頻率指每毫米具有的光柵數。視覺知覺上，我們對空間頻率的感知也與觀察者的距離有關。並且空間頻率的加工在大腦半球有著不同的空間頻率選擇性，e.g., 右半球偏好低空間頻率，左半球偏好高空間頻率信息)

如果畫中有人像，那麼我們也可以通過觀察此時大腦中的面孔識別區域的活動變化 Freiwald et al. (2012)就曾在猴子的 face patch 的記錄中發現不同的神經元對卡通人臉的不同 feature dimension 有 tuning 反應

A2: Beyond 視覺加工階段

從枕葉到顳葉進行的自下而上的視覺信息加工，接下來關鍵的一步，便是與額葉的負責注意和情感的腦區進行信息傳輸，引發觀賞者的情感體驗（Kawabata & Zeki, 2004; Kandel, 2016）

對美的認知伴隨著腦中的多巴胺系統的激活，多巴胺的分泌讓觀賞者覺得身心愉悅。

還有一些情感體驗較為複雜，或多或少與內啡肽、血清素、催產素、腎上腺素、乙醯膽鹼中一種或多種神經遞質的分泌相關，原理不一一贅述。

不過，近些年來隨著腦成像技術空間解析度的提升，也有研究發現這些與情感加工相關的腦區其實與大腦中的"默認網路"（Default Mode Network）多有重疊（Vessel et al., 2012, 2013)。當我們欣賞藝術的時候，與我們不關注外界刺激時大腦基線狀態差不多？ 雖然聽起來有些反直覺，但其實也不難理解。當我們不被外界打擾，進行自我認知、情緒監測、甚至是放空做「白日夢」的時候，默認網路會被激活。尤其是自我認知中的自傳體式記憶，大概就是一些好的電影或者歌劇能夠讓我們經歷並感同身受的吧。

說了這麼多原理，還沒說道最讓我驚嘆的事。那就是，早在 20 世紀視覺神經科學家著手了解視覺認知的神經機制之前，很多藝術大師早已深諳這些原理。

比如野獸派大師馬蒂斯，早已知道運用不協調的顏色、不按常理的配色在繪畫中表達狂熱的情感。下面黑白色的版本是我自己做的，瞬間」性冷淡「。

原創圖片系列 （嚴禁盜圖或轉載）

達利也是視覺高手，將空間頻率的概念玩轉地非常妙。

這幅Gala Contemplatingthe Mediterranean Sea，遠距離看小圖，是林肯的畫像。但是近距離放大一看，啊，有裸女（而且是達利的妻子加拉）

原創圖片組合系列 （嚴禁盜圖或轉載）

先舉這兩個例子，不過癮的同學可以移步之前另一個回答：神經美學（ neuroaesthetics ）在目前為止有哪些有趣的研究成果？

Ｂ．整體論反駁：將一個複雜系統打碎成為它的組成部分的做法是行不通的，總體大於局部之和，因此我們應該以整體的系統論觀點來考察事物。

這一類的神經美學研究者，認為美的體驗不僅僅是大腦自下而上對感官信息的加工，而更多是一種自上而下的解讀與構建。美的認知所喚醒的回憶與觸發的天馬行空想像，不是簡簡單單用大腦中的感官加工腦區、獎勵迴路、記憶系統等來單獨解釋的，而是這些系統之間的交互聯接形成的一種「湧現」狀態（emergent property）。換句話說，審美在這些腦區在聯接與交互中湧現，而這種美得認知並不存在於任何單個要素當中，而是這些要素形成更高層次的時候才表現出來。

聽起來是不是有點玄乎？其實在寫這篇回答之前的很長一段時間內，我甚至以為整體論的觀點在操作層面等同於與對藝術的不可知論。

進化與文化含義

也許對美的認知，不僅是生理產物，更是一種文化產物。Zaidel （2010）認為，美與藝術不僅與進化相關，也與我們的複雜文化符號與語言交流相關。我很同意這個觀點，但是所受的科學訓練讓我儘可能的希望遵循還原論的方法進行實證研究。

圖片出處： Zaidel (2010)

3. 接下來的問題，從科學角度說，美的認知是不是有一些共性呢?

定義美的共性，這是讓視覺科學家比較為難的一個問題。這類的嘗試也不是沒有，比如神經美學的開山鼻祖 Semir Zeki 曾提出了兩條原則：知覺恆長以及抽象原則（Zeki, 2001）

3.1 Semir Zeki s laws of the visual brain

3.1.1 Constancy 知覺恆長

在不同角度、距離、和光線條件下，同一物體在我們視網膜落下的物理屬性有很大差異。但是我們強大的腦補能力能夠糾正並將其還原成這一物體本身的形狀。說的反直覺一點，作為觀察者，我們的大腦無時無刻不是將同一場景或物體看了"兩次"。

第一次是自下而上的「看」的過程，從視網膜開始，到初級和中級視覺皮層，再到顳葉的高級視覺皮層以進行物體識別（bottom-up processing）。另一次「看」的過程，是自上而下對第一次「看」的結果進行猜測與重新解構的過程，從高級視覺皮層對物體的初步認知回溯到中級以及初級視覺皮層（top-down processing），影響我們對於事物的解讀。

這兩次"看"的過程發生的非常快，快到正常人在一般情況下幾乎無法感知。

這兩種"看"的區別，有兩種方法可以區分。

- 某些視錯覺，比如又可以看成鴨子又可以看成兔子的"兩可知覺"，展示出大腦的視覺猜測依賴於第二次「看」

- 某些腦損傷病人，在 Oliver Sack 的書有描述，我也有幸見到過這類病人（身處 neuropsychology lab 的福利），無法識別在特殊角度或背景下的日常物體。

3.1.2 Abstraction 抽象原則

基於我們大腦的選擇性注意以及記憶的遺忘，我們不可能記住出生以後每一分每一秒經歷的所有視覺場景。不可避免的，大腦需要進行抽象加工。那我們的大腦怎樣進行抽象加工的呢？

視覺研究中有一個領域叫 "視覺心像（visual imagery）"，簡單的說，你在腦海中回想一位故人的音容笑貌的時候，此時所發生的便是視覺心像。視覺心像和真實視覺圖像比起來，是較為模糊的（比如你就是不能閉眼數清斑馬條紋），在想像複雜事物的時候視覺心像遵循著抽象的原則。

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