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現實總是不如想像那麼美好,虛擬畫面投射在現實世界可能還需要更多技術突破——《VR萬物論》

活躍星系核
・2019/12/25 ・3115字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 作者/傑容‧藍尼爾(Jaron Lanier);譯者/洪慧芳

我們周遭充斥的可笑錯誤?!

有一件事,我一直拖著不談:為什麼你在科幻電影、概念影片、電視節目中看到的多數 VR 是不可能實現的?原因說起來實在令人感傷。

我們一再看到他們讓虛擬的影像浮在半空中。《星際大戰》裡的莉亞公主(Princess Leia)就是那樣,這幾乎已經成了普遍的作法。

《星際大戰》裡的莉亞公主的求助 VR 影像。圖/IMDb
莉亞公主(Princess Leia)本人放大。圖/GIPHY

我不介意科幻片出現這種場景,但國防承包商及宣傳 VR 產品的公司也在影片中搞這種騙人的演示。還有人在「群眾外包」網站(Crowdsourcing)上用這種方式來欺騙大家投資。

更糟的是,這一切往往是以一種自欺欺人的方式發生!我常遇到軍方或科技業的高層人士深受那些影片中的浮動全像圖所吸引(而且那些影片還是他們自己委託製作的),並投入大量的資金去做那種實際上不存在的技術,至少到了現在都還不存在。

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這個問題代價不斐!多年來,由於大家認為虛擬的東西可以隨意投射在現實世界的半空中,而不是投射在特殊的光學表面上,或不需要配戴頭戴裝置或藉由其他的干預來實現,我們因此浪費了大量的資金。我隨便數幾筆,那些金額就高達數十億美元。

圖/GIPHY

那是不可能的!好吧,我也知道科幻大師亞瑟.克拉克(Arthur C. Clarke)的名言:當專家說某件事不可能時,最後幾乎都可以證明他是錯的。也許有一天我們可以操縱一個異常強大的人造重力場,讓它和光子互動,在房間裡把它們精確地折射,而且又不會撕裂旁觀者的肉體。或許不是絕對不可能,但是在現今可選擇的世界裡,是完全無法想像的。

原因在於:物理學家現在已經非常瞭解光子了。描述光子的量子場論在預測每個實驗的光子行為時,幾乎已經達到百分之百的完美預測。

我們確切知道的一點是:光子內部沒有任何記憶暫存器,無法記住未來的軌跡變化指令。它們一旦朝著某個方向行進,只會一直前進,直到遇到折射它們的物體。

這意味你不能把一個光子發送到一個房間裡,並要求它照著預先設定的那樣右轉,轉到你看得見的地方。你必須看著或看穿一個實體的東西,那是光子進入你的視網膜之前所碰到的最後一個東西。

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光子進入你的視網膜前所碰到最後一個光學物件,像是鏡面反射的光子波陣面。圖/GIPHY

這個最後一個光學物件,可能是最初產生光子的螢幕中某個像素(一般電視機或電腦螢幕就是如此);也可能是鏡面反射的光子波陣面(你看自己刷牙時就是如此);或是一些光子用力穿透玻璃鏡片,最終朝著修正的方向前進(一般的眼鏡就是如此,我們稱之為折射);或是光柵或全像圖中的微觀結構可能為光子指引方向(我們稱之為繞射)。

但是,在瘋狂科學家的目鏡或特務的槍管前,不會有虛擬的物體浮在空間中,像肉眼看到那樣。我知道揭露這樣的真相令人失望。1

第三十二個 VR 定義:一種常被誤解的科技,大家以為能利用它把全像圖投射在半空中,但實際上做不到。

你可以感受到我的無奈。為什麼投資人和軍事規畫者那樣的聰明人竟然難以理解這個道理呢?那感覺好像在說服大家別買昂貴的假藥。人類喜歡相信不可能的事情。

幸好,我們有很多方法可以為 VR 設計可行的顯示器。每當我覺得所有可能的 VR 策略都已經發明出來了,就會有人提出奇怪的新點子。只要你願意嘗試,你會發現那些可能的作法比不可能的作法還要有趣,也更好玩。

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各種形式的視覺 VR 儀器

底下那張圖是根據 VR 裝置為了創造虛擬幻象而介入的位置,整理了多種 VR 可行的光學演示方式(亦即相對於不可能的懸浮式全像圖)。我們剛創立 VPL 時,我畫了一張類似這樣的簡圖,以決定我們該製造頭戴裝置或其他種視覺裝置。

這張圖中列了九種 VR 顯示器,共有十七種方式可以顯示 VR 的影像,但這還不是完整的清單!我知道這張圖可能會嚇到沒有技術背景的人,但其實裡面只有幾個重點需要瞭解。

我最喜歡使用「近眼顯示器」(我們熟悉的 VR 頭戴裝置,例如舊式的眼機或現在的 HoloLens),所以我把那些選項框起來,但我幾乎用過這張圖中顯示的每種裝置。這個清單之所以不完整,有個原因在於我和同事都希望能再增添新的項目,故我現在還不打算透露這些資訊。

圖/大塊文化提供

為什麼這張圖要畫得這麼複雜呢?為什麼要列那麼多項?原因在於,任一形式的視覺 VR 儀器都不是終極的完美設計,每個 VR 顯示器各有其優缺點。我期待各種 VR 裝置都可以在世界上找到合適的定位。

VR 終究是跟人及大腦有關,所以我是以大腦為中心來整理各種 VR 的使用方式。

從 VR 科學家的角度來看,觀感是根據距離和位置的區域來區分,每個區域強調不同類型的注意力和觀感。例如,你觀看「可用手操控的現實」和觀看「遙不可及的東西」時,兩種觀看方式是不同的。例如,在兩者的分界上,在靠近你的那一邊,立體視覺最重要。

我們也會進一步區分「你聚焦的東西」(在你眼前)和「你周遭的東西」(外圍視覺),兩者需要的敏銳感不同。你對周圍的某些運動、地平線,甚至稍微不同的顏色會更加敏感,尤其是在黑暗中。設計良好的 VR 頭戴裝置會把這些細節都納入考量。

圖中有一條很長的水平線。線的下方是只能看到虛擬東西的 VR 裝置;線的上方則是混合實境,又稱為擴增實境,你會看到虛擬與現實交織在一起。

註解:

  1. 有幾種方法可以稍微偽造出不可能的狀況。你可以用強大的雷射加熱空氣,直到它離子化,藉此在半空中創造出發亮的藍色小星星。少量的那種閃光可以充分地協調及回補,以形成初步的 3D 浮動幻象。(這是一般人預期充滿活力的日本 VR 研究圈可能做出來的極端 VR 實驗。)參見連結
    空氣不是虛無的,它會稍微彎曲光線。協調密集的聲波時,有可能創造出密集的氣囊,把光線彎得更大,但還不足以把光子從房間的中央硬是轉向眼睛。但也許有辦法至少做出很炫的演示。據我所知,還沒有人初步利用這種方法來演示不可能的景象,但遲早可能會有人這樣做,那實在是非常不切實際的作法。
    目前為止,最接近讓全像圖浮在半空中的方法,可能是我那位充滿創意的朋友肯.珀林(Ken Perlin)創造出來的原型。肯的裝備使用不可見光雷射,掃描一個懸空小空間的灰塵,接著馬上以較強的可見光雷射來照亮那些灰塵粒子以製造效果。雖然讓灰塵亮起來的方法有點效果,但最後的結果難免是模糊、昏暗、斑點狀的。另外還有一些類似的方法:一台明亮的投影機可以把圖像投射到房間裡的任何實體物件上。微軟研究院的一些同事,尤其是安迪.威爾森(Andy Wilson),已經探索過讓投影的圖像配合房間裡已有的實體物件可以創造出什麼。那樣做可以營造出房間正在跳動的幻覺,以及其他有趣的效果。
    如果實驗者戴著 3D 眼鏡,就可以把 3D 圖像注入房間的體驗中,但那樣做就偏離了「無眼鏡」的幻想。如果你剛好特別喜歡光滑、但非亮面的純白室內裝潢,你可以把整個房間當成一般的投影表面。這種效果在舞台製作以及一些精心策畫的互動式藝術場景中很實用。藝術家麥克.奈馬克(Michael Naimark)是使用這種方法的先驅。這種方法有時稱為「投影擴增實境」(projected augmented reality),這方面有很多相關的文獻。

——本文摘自《VR萬物論:一窺圍繞虛擬實境之父的誘惑、謊言與真相》,2019 年 11 月,網路與書出版

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活躍星系核
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia
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神經科學能看到大腦裡的「犯罪思想」嗎?──法科地史合作企劃
黃馨弘
・2020/08/20 ・2200字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

人類在甚麼時候會產生「壞念頭」,進而施行犯罪呢?可惜不能打開大腦直接看看,於是法官、警察或是神經科學家用盡各種辦法想一探究竟。例如早在十九世紀的義大利,就已經利用量測人類脈搏作為測謊的依據,後來也陸續加入呼吸、心跳、流汗等變化,這些指標一直以來都受到警察單位重視。但由於無法客觀地多次重現結果,測謊鑑定至今很難成為法庭上的關鍵證據。

人類的思想與行為跟大腦活動密不可分,隨著非侵入式的神經影像技術發展,越來越多的神經科學實驗,也試圖想要藉著新的研究技術,研究大腦結構、思想跟犯罪間,是否有明確因果關係。真的有「邪惡」的大腦嗎?研究大腦能幫助我們了解犯罪的思想從何而來嗎?

研究大腦,真的能找出犯罪思想從何而來嗎?
圖/pixabay

「邪惡」的大腦長的不一樣?

新墨西哥州立大學長期研究認知心理學和行為科學,也是少數鑽研犯罪和神經科學的 Kent Kiehl 教授,蒐集了大量受刑人的大腦掃描資料。研究團隊自 2000 年開始,建立將近 4000 多名囚犯的 fMRI 與腦波的資料庫。在分析近 800 名重刑犯的腦部掃描後,他們發現相較於其他暴力犯罪者,謀殺罪的重刑犯大腦眶額皮質和前額葉的灰質較少。

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Image courtesy of Sajous-Turner et al.
圖/參考文獻 3

灰質是大腦表層的神經組織,由神經細胞、膠細胞等腦細胞組成,相較於白質由神經纖維組成,灰質是掌管各種大腦功能的地方。腦部退化或失智患者也常常發現灰質會明顯變少,這意味著他們處理情緒、行為控制和社交等功能都比一般人要差,較不容易抑制衝動,也難以與人溝通,容易與人起衝突。

Kent Kiehl 進一步發現,如果邊緣皮質先天發育不正常,或是第一孕期遭受外傷,都可能會導致抑制力不足綜合症,對於道德問題的判斷較為冷漠,面對暴力犯罪,也會表現出異於常人的冷靜。心理變態型罪犯的邊緣皮質、腹內側額葉皮質、眶額皮質通常會全面弱化;衝動型的暴力犯罪者,則很有可能是某一個區域功能較差,其他都維持正常的狀況。

縱容犯罪意念,可能與缺乏同理心的特質有關

鏡像神經元的研究始於 1990 年代,這類神經元對人類的模仿行為和學習語言相當重要;有些科學家甚至推論,鏡像神經元與理解其他人的感情也有關係。當我們看到其他人傷心、快樂、痛苦的時候,內心能夠同理同類的情感,做出合宜的反應。因此鏡像神經元系統和腦島、眶額皮質和前額葉等控制情緒、享樂和壓力的區域都有相連,有助於個體間的溝通。鏡像神經元系統發展良好的人,較能同理他人,也能夠更加意識到自己與其他人的關係,進而學習抑制犯罪意念。

圖/pixabay

目前不少研究發現,很多犯罪者都具有社會病態人格(俗稱反社會人格)。社會病態人格者因為缺乏同理心,對周邊的人事物較不關心,通常能夠冷靜地為了自己的利益,刻意操弄他人情緒。但透過後天的教育和自我抑制,多數反社會人格者,很有可能終身都未意識到自己的反社會傾向。這些高度理性、自私與冷靜的特質,反而能夠讓他們成為高級主管和頂尖專業人士,從未意識到自己對別人造成的困擾。

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《天生變態》一書的作者 James Fallon 教授,正是最好的例子。他是知名的神經科學家,也同時具備社會病態人格的特質。透過基因研究、大腦影像和病史研究,都證實他的大腦和思考模式都具備社會病態人格的特質。即便如此,他從未犯下嚴重罪刑,這證明了思考與犯罪行為的相關性可能很高,卻還不是那麼絕對。

宣稱大腦結構不容易抑制「犯罪的想法」,能夠因此減刑嗎?

綜上所述,即便研究認為濫用暴力者和一般人的大腦在解剖結構上存在差異,且可能影響對道德問題的思考與判斷,然而多數人在接受教育和學習社會規範後,並不會因為大腦抑制犯罪「思想」的能力較差,就真的全然無法控制地執行犯罪。因為大腦結構不容易抑制「犯罪的想法」,就給予減刑,似乎低估了教化的效果。

再者美國刑事訴訟,曾應用道伯特準則(Daubert standard)來限制引用科學證據。相關佐證,必需與案件高度相關且科學上可信外,也需經過法官的同意才能使用。一如測謊雖然行之有年,但因為其不確定性太高,至今還不能被作為刑案佐證使用。fMRI 、腦波甚至是基因圖譜等研究大腦的科學工具,尚未與犯罪行為間建立明確的因果關係,實務上要能將這一類的科學數據應用在審判中,也還存有很大的爭議與討論空間。

因此離科幻作品中用儀器就能測量犯罪意圖進而阻止犯罪的日子,還是有點遙遠啊。

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以儀器來測量犯罪意圖的日子還很遙遠。
圖/PSYCHO-PASS IMDb

本篇文章是《法科地史 Focus This》的合作企劃文章!

由【法律白話文運動】X 【PanSci 泛科學】X【地球圖輯隊】X【故事 StoryStudio】共同協力!

如果想看我們家的文章在法律白話文網站的樣子,點這裡
也快去看看法科地史 2020 年 8 月號:思想課

參考文獻

  1. .Soon, C., Brass, M., Heinze, H. et al. Unconscious determinants of free decisions in the human brain. Nat Neurosci 11, 543–545 (2008). https://doi.org/10.1038/nn.2112
  2. Kerri S. (2011). Neuroscience vs philosophy: Taking aim at free will. Nature,  477,  23–25.
  3. Jack W. (2019). Scientists studied the brains of more than 800 prisoners. Here’s what they found. 
  4. Wired (2006). Brain Scan Lie-Detection Deemed Far From Ready for Courtroom.
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黃馨弘
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非典型醫學人,既寫作也翻譯,長期沉迷醫療與科技領域,難以自拔。

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憂鬱症是因為不夠快樂?不,是大腦真的生病了——《情緒跟你以為的不一樣》
商周出版
・2020/05/28 ・3465字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 作者/麗莎.費德曼.巴瑞特博士 (Lisa Feldman Barrett, Ph.D.);
    譯者/李明芝

對許多科學家和醫師來說,憂鬱症依然是心理的疾病。它被歸類成情感疾患,通常歸咎於負面思考:你對自己太過嚴厲,或有太多自我挫敗、災難的思維。或可能是創傷事件觸發了憂鬱,特別是如果你的基因讓你比較脆弱。1

 

亦或是你沒有好好地調節你的情緒,使你對負面事件反應太大而對正面事件太沒有反應。所有解釋都假設,思考控制著感受,也就是老舊的「三重腦」想法。按照邏輯推理,只要改變你的思維或好好調節你的情緒,憂鬱就會煙消雲散。咒語似乎是「別擔心、要快樂;如果念了沒有用,那就試試抗憂鬱劑。」

大腦、身體表現地若無其事,卻被情緒給吞噬

在美國有 2,700 萬人每天服用抗憂鬱劑,但還是有超過 70% 的人持續經驗憂鬱症狀,而且心理治療也不是對每個人都有效。症狀通常始於青春期到成年初期,然後在一生當中重現。

世界衛生組織(World Health Organization)預計,到了 2030 年,憂鬱症造成的早逝和失能人數比癌症、中風、心臟病、戰爭或意外還多。2 這些都是「心理」疾病的恐怖後果。

許多研究企圖找到憂鬱症的普世遺傳本質或神經本質。但最有可能的是,憂鬱不只是單一的事。3

憂鬱(你應該猜到了)是一個概念。它是一群多樣的實例,因此通往憂鬱的退化路徑有許多條,其中許多始於不平衡的身體預算。如果憂鬱症是情感的疾患,而情感是你的身體預算好不好(答案:非常糟糕)的整合總結,那麼憂鬱症或許實際上是預算編列錯誤和預測的疾患。

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不,大腦,你沒有。圖/giphy

我們知道,你的大腦基於過去經驗,不斷預測你身體的能量需要。在正常的情況下,你的大腦也會基於來自身體的實際感覺訊息訂正自己的預測。但如果這樣的訂正沒有適當作用會怎麼樣呢?你的瞬間經驗是由過去建構,卻沒有被現在訂正。概括地說,這就是我認為憂鬱時發生的事。

你的大腦不斷錯誤預測你的代謝需要。

因此,你的大腦和身體表現得像是你在天下太平時,卻努力地擊退感染或從傷害中痊癒,就跟慢性壓力和疼痛一樣。結果是,你的情感出了毛病:你經驗到令人衰弱的悲慘、疲憊或其他的憂鬱症狀。

同時,你的身體快速代謝不必要的葡萄糖,滿足那些高但並不存在的能量需要,導致體重問題,並且使你更有可能罹患與憂鬱症同時出現的其他代謝相關疾病,包括糖尿病、心臟病和癌症。4

大腦的預算失衡讓人陷入憂鬱

憂鬱症的傳統觀點認為,負面想法造成負面感受。我認為是相反過來。

你此刻的感受,作為預測驅動你的下一個想法和你的知覺。因此,憂鬱的大腦根據過去的類似提取做出預測,無情地從預算中不斷提取。意思是不斷地再次經歷難熬、不愉快的事件。最終進入預算失衡的循環,因為預測失誤被忽略、調低或沒有進入大腦,所以無法打破這個循環。

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實際上,你被卡在預測沒有訂正的循環,深陷在代謝需要很高的有害過去。

憂鬱的大腦有效地讓自己陷入悲慘。它跟慢性疼痛的大腦一樣忽略預測失誤,但更大規模地讓你停止運作。它會讓你的預算長期舉債,因此你的大腦試圖削減支出。最有效的方法是什麼呢?停止運動,也不要關注世界(預測失誤)。這就是憂鬱時無法消除的疲勞。5

憂鬱症其實是一種失衡的展現。圖/pixabay

如果憂鬱症是長期預算編列錯誤造成的疾患,那麼嚴格來說,它不僅僅是精神疾病,它還是神經、代謝和免疫的疾病。憂鬱症是神經系統的許多交錯部分失去平衡,我們唯有探討整個人、而不是探討像機器零件的單一系統,才能真正了解這個病症。重鬱期的引爆點,可能出自許多不同的來源。

你可能長期承受壓力或遭受虐待,尤其是在兒童期,使你隨身攜帶用有害的過去經驗建造的世界模型。你可能出現像慢性心臟病或失眠的身體狀況,導致不良的內感預測。你的基因可能使你對你的環境和每一個小小問題敏感。

此外,如果你是生育年齡的女性,內感網絡的連結性在一整個月會隨時間改變,使你在週期中的某些時刻更容易受不愉快的情感、沉思影響,甚至可能有更高風險罹患情感疾患,像是憂鬱症和創傷後壓力症候群。6

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「正面思考」或服用抗憂鬱劑,可能不足以讓你的身體預算回到平衡,或許還必須加上其他的生活型態改變或系統調整。

改善憂鬱,從解決錯誤的預算編列開始

情緒建構理論指出,我們能藉由打破編列預算錯誤的循環來治療憂鬱症,亦即把內感預測改變成更符合周遭發生的事物。科學家已經找到證明這點的證據。

當抗憂鬱劑和認知行為療法開始作用使你感到較不憂鬱時,關鍵的身體預算編列區的活動回到正常程度,內感網絡的連結性也恢復正常。

這些改變相符於減少過度預測的想法。我們也能借用更多預測失誤來治療憂鬱症,比如說,請他每天寫下自己的正向經驗,這樣做能減輕體預算的負擔。當然,問題是,沒有哪一種治療對所有人都有用,有些人就是找不到有用的治療方法。7

作者認為最有希望的治療途徑之一是電療。圖/giphy

我曾見過最有希望的治療途徑之一,是海倫.馬伯格的開創性研究(第四章),她用電流刺激難治型憂鬱症患者的大腦。她的技術立即緩解憂鬱症的極度痛苦,不過只在電流打開的時候,這時患者的大腦從耗盡心力的內在聚焦切換到外在世界,因此大腦能正常預測和處理預測失誤。

希望這些初步但振奮人心的結果,終將使科學家對憂鬱症發展出更持久有效的治療法。至少,這些結果應該有助於讓大家知道,憂鬱症是大腦疾病,而不只是缺少快樂的念頭

註釋:

  1. 「心理的疾病」(a disease of the mind):為了比較哪些疾病是「神經」還是「精神」,有位匿名為神經懷疑論者(Neuroskeptic 2011)的神經科學家暨部落客,按主題清點了 1990 到 2011 年間發表在《神經學》(Neurology)和《美國精神醫學期刊》(American Journal of Psychiatry)的學術論文數量。另外參見 heam.info/neurology-1。「你的基因讓你比較脆弱」(your genes make you vulnerable):某些基因讓你對環境更敏感或更不敏感(Ellis & Boyce 2008)。關於豐富的講座內容,請見Akil 2015。另外參見heam.info/depression-1.
  2. 「也不是對每個人都有效」(not effective for everyone either):Olfson & Marcus 2009; Kirsch 2010。另外參見 heam.info/depression-5。「然後在一生當中重現」(and then recur throughout life):Curry et al. 2011。「戰爭或意外」:Mathers et al. 2008.
  3. 「不只是單一的事」(is not just one thing):這是真的,因為多數的人類現象和特性是由簡並的基因組合造成,即使它們的遺傳商數很高,但組合多變到不太可能對任何一個有詳細的遺傳解釋(涉及它們互相影響的確切基因和機制),意思是,從那個特性觀察到的變化,大多是因為遺傳變異性(Turkheimer et al. 2014)。
  4. 「來自身體的實際感覺訊息」(sensory information from you body):例如,你的肌肉包含能量感應器,會把關於能量使用的回饋送回你的大腦(Craig 2015)。「其他的憂鬱症狀」(or other symptoms of depression):Barrett & Simmons 2015。「心臟病和癌症」(heart disease, and cancer):你的新陳代謝在某種程度上控制你的免疫系統;脂肪細胞會分泌促發炎細胞激素(Mathis & Shoelson 2011),意思是肥胖使得慢性發炎加劇。例如,參見Spyridaki et al. 2014.
  5. 「規模地讓你停止運作」(scale that shuts you down):Kaiser et al. 2015。探究憂鬱症患者的腦部時,我們發現符合這個假設的活動和連結性改變,參見heam.info/depression-2.
  6. 「機器零件」(the parts of a machine):在憂鬱症中,失調相當廣泛,參見 heam.info/depression-3。「用有害的過去經驗建造」(built from toxic past experience):Ganzel et al. 2010; Dannlowski et al. 2010。一旦(大鼠的)葡萄糖皮質素基因在幼年時過度表現,大腦路徑就會變得固定,造成一輩子都容易罹患情感疾患,而且更不穩定,即使這些基因在成年時已經關掉(Wei et al. 2012)。有害的過去經驗也會導致在兒童期持續發炎,提高往後罹患憂鬱症或其他疾病的風險(Khandaker et al. 2014)。「環境和每一個小小問題」(environment and every little problem):有時稱為「神經質」或「情感反應性」,另外參見heam.info/depression-1。「創傷後壓力症候群」(post-traumatic stress disorder):卵巢荷爾蒙黃體激素的濃度高時風險最大。這可能有助於解釋,為什麼患有情感疾患的女性比例,比男性高了許多(Lokuge et al. 2011; Soni et al. 2013),例如 Bryant et al. 2011。另外參見heam.info/women-1.
  7. 「內感網絡的連結性也恢復正常」(your interoceptive network is restored):亦即,膝下前扣帶迴皮質的活動減少,而且它與內感網絡其餘部分的連結性增加,與視丘(攜帶預測失誤信號)的連結性也增加(Riva-Posse et al. 2014; Seminowicz et al. 2004; Mayberg 2009; Goldapple et al. 2004; Nobler et al. 2001)。關於統合分析的回顧,請見 Fu et al. 2013。「有些人就是找不到有用的治療方法」(for whom no treatments work):MaGrath et al. 2014.
    ——本書摘自《情緒跟你以為的不一樣──科學證據揭露喜怒哀樂如何生成》,2020 年 3 月,商周出版
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混合原料,放入烤箱。叮!情緒完成了——《情緒跟你以為的不一樣》
商周出版
・2020/05/27 ・2483字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 作者/麗莎.費德曼.巴瑞特博士 (Lisa Feldman Barrett, Ph.D.);
    譯者/李明芝
  • 編按:關於情緒的產生,巴瑞特博士跳脫過往舊思維提出「情緒建構論」,其中指出我們的情緒並不是被引發的,而是由自己所建構。

情緒建構理論不再使用的不只是身體指紋,還包括大腦的。它也避開了暗示有神經指紋存在的問題,例如「觸發恐懼的神經元在哪裡?」

「在哪裡」這幾個字內建了一個假設:每當你或地球上的任一個人感到害怕時,就有一組特定的神經元會活化。

大腦如果是廚房,情緒就是餅乾

在情緒建構理論中,悲傷、恐懼或生氣這樣的情緒種類,沒有明確的大腦位置,而情緒的各個實例,都是需要研究和了解的全腦狀態。因此,我們要問的是情緒如何、而不是在哪裡生成。比較中性的問題,例如「大腦如何製造恐懼的一個實例?」,並沒有假定其背後存在著神經指紋,只認為恐懼的經驗和知覺真實且值得研究。

建構情緒的複雜因素,就好像廚房裡的原料。圖/pxhere

如果情緒的實例像是餅乾,那麼大腦就像廚房,存放著一些常見的原料,像是麵粉、水、糖和鹽。1 我們從這些原料開始,可以製作出各式各樣的食物,像是餅乾、麵包、蛋糕、瑪芬、比司吉和司康餅。同樣的,你的大腦也備有核心「原料」,我們在第一章稱之為核心系統。

它們以複雜的方式(大約可類比為食譜)結合,產生快樂、悲傷、生氣、恐懼等等的多樣實例。原料本身的用途很多,不是專用於情緒,而是參與情緒的建構。

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兩種不同情緒,可以用相似的原料製成。圖/giphy

兩種不同情緒種類(例如恐懼和生氣)的實例,可以用相似的原料製成,就像餅乾和麵包都含有麵粉。相反的,相同情緒種類(像是恐懼)的兩個實例,其中的原料也會有些變化,就像有些餅乾含有堅果、其他的則沒有。

這個現象是我們的老朋友──簡並性──在作用:恐懼的各實例都是由整個大腦中不同組合的核心系統建構而成。

我們可以用大腦活動的模式,整體描述恐懼的所有實例,但這個模式只是統計總結,不需要描述任一實際的恐懼實例。就跟所有的科學類比一樣,我的廚房類比也有其局限。

情緒是大腦網絡交互作用下的產物

作為核心系統的大腦網絡,並不是像麵粉或鹽的「東西」。從統計上來說,它是我們視為一個單位的神經元集合,但在任何特定時間,都只有部分的神經元參與。2如果你有十種恐懼感受跟一個特定的大腦網絡有關,各種感受在大腦網絡中涉及的神經元可能不同。3 這是在網絡層次的簡並性。

此外,餅乾和麵包是個別的實質物體,但情緒的實例卻是連續大腦活動的瞬間片段,我們僅僅是把這些片段知覺成個別事件。儘管如此,或許你會發現,廚房類比有助於你想像互動的網絡如何產生多樣的心智狀態。

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建構心智的核心系統以複雜的方式交互作用,沒有任何總管或負責人主導一切。然而,這些系統如果分開就無法理解,就像機器拆下來的零件,或像所謂的情緒模組或器官。那是因為,它們之間的交互作用,產生了光是零件本身並不存在的新屬性。

這些原料經過複雜的化學作用產生迥異的口感。圖/pxfuel

用我的類比來說,當你用麵粉、酵母、水和鹽烤麵包時,這些原料經過複雜的化學作用出現新的產品。麵包有自己新興的屬性,像是「脆脆的」和「QQ 的」,光是原料本身並沒有這些屬性。事實上,如果你試圖在吃烤好的麵包後認出所有的原料,你很快會遇到困難。4

就拿鹽來說,麵包嘗起來其實不鹹,但鹽絕對是不可或缺的原料。同樣的,恐懼的實例無法化約到只剩原料。恐懼不是一個身體模式(就像麵包不是麵粉),而是從核心系統的交互作用中顯現。

恐懼的實例具有在原料本身找不到的新興屬性且無法化約,像是不愉快(你的車子在濕滑的高速公路上打滑失控)或愉快(坐在高高低低的雲霄飛車上)。你不可能倒著食譜的步驟,還原恐懼實例的恐懼感受。

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想了解情緒的生成?絕對不能只討論「鹽」

即便確實知道情緒的原料有哪些,但倘若只單獨研究這些原料,我們會錯誤地理解原料如何共同作用來建構情緒。

如果我們藉由嘗一嘗和秤一秤來單獨研究鹽,不會了解鹽如何有助於製作麵包。因為鹽在烘烤的過程中,會跟其他原料產生化學作用:控制酵母生長、緊實麵團裡的麵筋,還有最重要的是增添風味。

若想了解鹽如何改變麵包的食譜,你必須在做麵包的脈絡下觀察它的作用。同樣的,若想研究情緒的各種原料,那就不能不考慮造成影響的大腦其餘部分。

這就是為什麼每次照書煮,味道還是會不一樣的原因。圖/giphy

名為整體論的這種哲學,解釋了為什麼每次我在自己的廚房烤麵包時,即使用的是完全相同的食譜,卻做出不同的結果。

  • 每一種原料我都秤重;我揉麵團的時間相同;
  • 我的烤箱設定在相同溫度;
  • 我計算往烤箱噴水的次數,好讓麵包表皮酥脆。

一切都非常系統化,結果卻是有時比較發、有時不太發、有時比較甜。因為烤麵包還有其他食譜沒提到的背景因素,像是我揉麵團的力道有多大、廚房的濕度有多高,以及發麵團的精確溫度是多少。

註釋:

  1. 「糖和鹽」(sugar, and salt):Barrett 2009.
  2. 「在任何特定時間,都只有部分的神經元參與」(participate at any given time):Marder & Taylor 2011.
  3. 如果你偏好用運動來類比,可以把大腦網絡想像成一支棒球隊。在某個特定時刻,全隊 25 個人中只有 9 人上場比賽,每次參加比賽的 9 個人可能不同,但我們會說「這一隊」獲勝或失敗。
  4. 「你很快會遇到困難」(in for a difficult time):請你想像在吃完可頌後試著逆向製作一個可頌,參見heam.info/croissant。逆向工程的問題在於你只處理浮現的線索(Barrett 2011a),亦即那個系統有成分總和以外的屬性。參見heam.inof/emergence-1.

——本書摘自《情緒跟你以為的不一樣──科學證據揭露喜怒哀樂如何生成》,2020 年 3 月,商周出版

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