伊莎贝尔·温、史蒂文·格罗斯、查兹·费尔斯通； “不可能”的躯体感觉和感知的（非）理性。开放思想 2021； 5 30-41。 doi: https://doi.org/10.1162/opmi_a_00040 不可能的数字以不可能的方式代表世界。从 MC Escher 的作品到任何流行的感知教科书，这样的经历表明，心理加工的某些原则是如何根深蒂固和不灵活的，以致于产生现实中不可能发生的荒谬甚至不连贯的结果。然而，这种不可能的体验大多仅限于视觉感知；其他感官方式是否有“不可能的数字”？在这里，我们将一个已知的魔术导入实验室，以报告和研究一种不可能的体感体验——一种可以用身体感受的体验。我们表明，即使在可以自由检查物体的全提示条件下，也可以让受试者单独体验单个物体比包含单个物体作为成员的一组物体感觉更重——这是不可能的，而且在现象学上是惊人的重量的经验。此外，我们认为这种现象——尺寸重量错觉的一个特例——反映了一种“反贝叶斯”感知更新，放大了对理性感知和认知模型的挑战。我们头脑中最引人注目和最令人费解的方面之一是它们允许“不可能”的体验：对世界的感知在物理上、几何上，甚至在概念上都是不连贯的。例如，当一个图像仔细地利用阴影和布局模式时，我们可能会将其视为具有三个 90° 角的三角形，或者是一个向各个方向下降的封闭楼梯（图 1），即使这样的对象实际上永远不可能存在.不可能的体验在直觉上是引人注目的，但它们在理论上也很重要：它们超越了普通的视觉错觉（例如，当刺激看起来比实际更大、更快或更暗时），揭示了心理处理的某些原则如何如此根深蒂固和僵化从而产生现实中不可能发生的荒谬甚至自相矛盾的结果。此外，它们以感知者体验本身固有的方式这样做，因此它们也超越了 (a) 潜在感知处理中的不一致（例如，Smeets & Brenner，2008，2019；Sousa 等，2011） (b) 感知与高级知识之间的冲突 (Firestone & Scholl, 2016a)。在许多不可能的人物中，单一的体验以一种不可能的方式代表了世界。尽管它们无处不在和流行，但不可能体验的范围和影响至少在两个重要方面受到限制。首先，虽然在所有感官模式中都发现了更传统的知觉错觉，但不可能的形象主要或仅出现在视觉感知中（试镜中可能有例外；Shepard，1964）；事实上，甚至可能难以理解其他感官不可能的体验（例如，不可能的味觉或嗅觉）。其次，所有已知的不可能人物都需要不自然或贫乏的观看条件，例如在二维表面上绘制的刺激，或精确排列的 3D 场景的意外视图（Deregowski，1969；Macpherson，2010；Penrose & Penrose，1958）。事实上，这些因素可能削弱了这些现象的科学价值，将它们视为生态上无效的技巧，而不是理解心灵的理论上重要的数据。与这些经典示例相比，这里我们报告了一种不可能的感知体验，可以通过身体感受（而不是看到或听到），使用感知者可以自由检查的普通现实世界对象（而不是限制性的呈现条件）。我们认为不可能体验的空间比人们想象的要大，延伸到另一种感官模式。重要的是，我们进一步表明，目前的现象不仅仅是一种现象学的好奇心，而是通过放大对贝叶斯感知和认知模型的突出挑战，与关于头脑中“理性”处理的讨论相互作用。最后，我们将这种现象与研究趋势联系起来，专业魔术师已知的原则可以为心理调查提供信息（Ekroll 等，2017；Rensink & Kuhn，2015）。我们在这里的工作利用了百年大小重量错觉的逻辑（Charpentier，1891）。在这种错觉的经典化身中，对象被展示了两个大小不同但重量相同的物体；令人惊讶的是，同时举起两个物体的受试者发现较小的物体比较大的物体感觉更重。尽管这种错觉背后的认知机制仍然令人惊讶地难以确定，但它发生的条件已被广泛编目，包括即使在仅使用触觉感知物体大小的盲人或蒙眼对象中也会出现错觉的变体（Ellis & Lederman , 1993) 甚至回声定位 (Buckingham et al., 2015)。在这些和许多其他情况下，较小的物体比同等重量的较大物体感觉更重（有关评论，请参阅 Buckingham，2014 年）。由经典大小重量错觉引发的体验当然很奇怪（甚至不可能），但并非完全“不可能”；毕竟，较小的物体可能（并且通常是）由比较大物体密度更大的材料制成。但是，是否有办法以真正产生不可能的——甚至概念上不连贯的——感知的方式来修改这种错觉？事实上，一种鲜为人知的“酒吧把戏”错觉变体可能就是这样做的。该变体不是将一个对象与不相关的对象进行比较，而是要求受试者将一个对象与包括第一个对象作为成员的一组对象进行比较。想法是，在这些情况下，受试者可能会认为单独的单个物体比包括单个物体的一组更重。当然，一组物体的重量永远不会小于该组中的一个成员；因此，如果这确实是受试者所经历的，他们将有一种不可能的重量体验。 1
据我们所知，后一种现象，如果发生的话，在科学文献中从未有过报道。 2 , 3 因此，我们 (a) 在这里介绍它，(b) 运行几个新的实验来探索它（并控制从未被讨论或测试过的替代解释），以及 (c) 表明它对理性模型提出了独特的挑战感知和认知，由于在生产过程中似乎发生了更新链。我们在一般性讨论中扩展了最后一种可能性，因为只有在描述了实验之后，这一挑战的性质才最清楚。支持本文中实验的所有原始数据都可以在材料档案中找到（参见 https://osf.io/g7kb8）。我们报告了我们如何确定我们的样本量、所有数据排除、所有操作以及研究中的所有度量。从约翰霍普金斯大学 (JHU) 社区招募了 30 名受试者。考虑到该效果对本文的每位作者来说主观上是多么明显，我们选择这个样本量是因为如果超过三分之二的受试者经历过这种错觉，它会产生统计上可靠的效果。这里的所有其他实验都使用这个样本量。受试者看到堆叠在一起的三个外观相同的不透明盒子，我们在这里将它们称为盒子 A、B 和 C。所有三个盒子都是 6.7 厘米 × 8.7 厘米 × 1.6 厘米，用蓝色 ABS 塑料 3D 打印。我们的材料档案中提供了创建这些盒子的说明。 4 受试者不知道的是，盒子 A（位于堆叠的顶部）装满了锌（250 克），而盒子 B 和 C 是空的（仅重 30 克；图 2）。受试者进行了两次举重，一个接一个。在一种情况下，他们一起举起了箱子 A、B 和 C；在另一个案例中，他们独自举起了 Box A。在实验 1 中，受试者以任何感觉自然的姿势简单地用手抓起箱子；后来的实验改变了这种抓握姿势。在两次提升之后（在受试者之间平衡的顺序），受试者被问到哪个提升感觉更重（或者，对于一半的受试者，哪个提升感觉更轻），并且实验者记录受试者的反应。绝大多数受试者报告说，单独的方框 A 感觉比方框 A、B 和 C 更重（90% 的受试者报告 A > ABC，二项式概率检验，p < .001；图 3）。 5 然而，这个结果应该是“不可能的”，因为一组对象的权重总和永远不会小于这些对象的一个子集的权重总和：除非盒子在电梯之间以某种方式发生变化，否则框 A 不能称重超过包括 Box A 作为成员的一组加权对象。
事实上，这种体验是如此惊人，以至于受试者经常自发地、震惊地评论说这是不可能的，甚至在会议结束后要求再次提起物体。有趣的是，这些受试者报告说，即使在这些重复的提升过程中，这种错觉仍然存在，包括当受试者将所有三个盒子放在他们的手掌上，然后突然取下两个较轻的盒子时——将这种现象提炼成一个不可能的“时刻”，其中移除重量会引起这种感觉的增加重量。因此，这些结果通过实验证实了随意提起箱子时主观上显而易见的事情：在这些条件下，单独一个箱子比包含单个箱子作为成员的一组箱子重的感觉是不可能的。将这种效果解释为不可能体验的一个重要假设是，它不受受试者执行两次举重的方式差异的驱动。 （这对于解释大小重量错觉的其他实例也很重要。）例如，实验 1 中的受试者在举起所有三个箱子 (ABC) 和只举起一个 (A) 时不可避免地使用不同的抓握姿势，因为ABC 电梯需要在他们的手中容纳三倍的材料，因此需要更宽的抓握、更伸展的手指以及其他此类调整。这种差异能否解释感知重量的差异？实验 2 通过在盒子上附加类似手柄的“标签”排除了这种可能性，这样每次提升都是通过用手指捏住一个标签来执行的。如果这种影响在这些情况下持续存在，则不太可能用抓握姿势的差异来解释，因为两次举重都假定了相同的姿势。实验 2 与实验 1 相同，除非在此注明。三十个新科目参加。这一次，在箱子上系了两圈透明的钓鱼线——一圈环绕所有三个箱子（箱子 ABC），一圈只环绕较重的箱子（箱子 A），每个末端都以一个小“标签”固定电工胶带。受试者执行与实验 1 相同的提举，但在这里他们只是捏住拇指和食指之间的标签——并且在两次提举中以相同的方式这样做。与实验 1 一样，受试者报告说 A 感觉比 ABC 重（80%，p = .002；图 3），即使在整个升降机的抓握姿势相同时也是如此。这表明手形或手指伸展（等）的差异无法解释一个物体感觉比包含它作为成员的一组物体更重的不可能体验。尽管在自然抓握条件和等式抓握姿势条件下会出现这种现象，但在前两个实验中，进一步的可能性是，受试者对 ABC 举起的举力大于 A 举，这可能是因为他们预计 ABC 比举起重A. 在那种情况下，如果受试者在 ABC 上使用的力比在 A 上使用的力大得多，则 ABC 可能看起来比 A 轻（尽管参见 Flanagan & Beltzner，2000）。这能解释目前观察到的结果吗？一方面，我们在实验 1 中注意到，受试者观察到（轶事）多次举重尝试后幻觉仍然存在；在这种情况下，受试者应该对箱子有正确的期望，这反过来应该使他们在重复提升时不会严重错误地校准他们的提升力。此外，已知经典的大小重量错觉不依赖于提升力的差异，即使在某些情况下确实观察到了这种差异（Buckingham，2014）。
另一方面，即使在这样的条件下，内隐的或自动的期望也可能导致受试者在一种情况下比在另一种情况下施加更大的力量。因此，实验 3 甚至排除了这种可能性，根本不需要任何“抬起”，而是让受试者在双手放在桌子上时被动地感受盒子的重量。实验 3 与实验 1 相同，除非在此注明。三十个新科目参加。这一次，受试者没有抓住盒子，而是将手掌放在平坦的桌子上；然后，实验者自己将盒子（ABC 或 A，按平衡顺序）放在受试者被动张开的手掌上。这种方法不仅以另一种方式控制抓握姿势（因为受试者的手在两次抬起时都处于相同的姿势），而且还控制提升力，因为受试者施加的任何力都很小或不存在。在实验 1 中，受试者报告说 A 比 ABC 重（90%，p < .001；图 3），即使他们根本没有“提起”箱子，只是感觉到他们被动张开的手掌受到压力。这表明抓握姿势和提升力的差异都不能解释一个物体比包含它的一组物体感觉更重的不可能体验。在三个实验中，受试者单独感知单个物体比包含该物体的一组物体重。我们将这种体验解释为对视觉感知中出现的“不可能的数字”的体感模拟。重要的是，目前的现象超出了已知的体感幻觉或不寻常的身体体验。例如，在“亚里士多德的幻觉”中，用交叉的食指和中指触摸一个人的鼻子会产生有两个鼻子的奇怪感觉（Hayward，2008；Lackner，1988）。类似地，刺激二头肌肌腱可以让人感觉好像自己的手臂在伸展（Goodwin et al., 1972）——以至于在足够的刺激后，一个人的手臂必须伸展到暗示在肌肉上休息一下。弯头。 6 然而，诸如此类的触觉错觉（另见 Guterstam 等人，2011 年；Guterstam 等人，2018 年）虽然引人注目且不寻常，但可以说缺乏当前现象真正“不可能”的特征（并且往往只涉及奇怪的身体感觉，而不是与其他物体的相互作用）。换句话说，长出一个新鼻子或将手臂伸过断点当然是生物学上难以置信的经历。但目前的现象不仅仅是奇怪或不寻常——它在物理上甚至概念上都是不连贯的。我们在这里强调的正是这种不连贯性，因为在我们看来，正是这种不连贯性使这种现象成为图 1 中不可能的视觉图形的体感模拟。正如这些图像显示出一种全局不连贯性（即使图像的许多区域是局部连贯），目前的经验具有相似的特征。虽然目前的现象确实依赖于时间上的延伸（电梯一个接一个地发生，但不是同时发生），但即使是不可能的视觉形象，也可以说是这种情况，很难一下子全部吸收。例如，在“不可能的楼梯”（图 1，中间）中，人们可能会发现自己的注意力在楼梯周围掠过，直到注意到局部转换加起来是一个不可能的全局图形。此外，鉴于目前的现象有可能明显减轻堆栈的重量（通过去除 B 和 C），但仍会导致重量增加，因此很可能将目前的现象提炼成一个不可能的“瞬间”，也许因此是一次不可能的体验。 7 进一步注意，尺寸重量错觉会扩展到本案并非已成定局。例如，另一种可能性是，体感处理可以访问持有对象中的部分/整体关系（类似于视觉感知中基于部分的分解；Hoffman & Richards，1984；Lowet 等，2018；Singh 等al., 1999)，并且重量感知会尊重这种部分-整体关系的各种物理约束。没有发生这种情况的事实可能表明，触觉处理不会像视觉处理那样将对象分割成多个部分（或者至少可能不会将物理约束合并到它执行的任何基于部分的分割中，或者不能向前推进甚至在极短的时间范围内使用此类信息等）。
除了增加不可能的知觉体验清单之外，我们的思想在当前情况下产生这种不可能或不连贯的结果这一事实可能至少以两种方式与经典和当代关于心理处理“合理性”的讨论相互作用。首先，经典的大小重量错觉——较小的物体感觉比同等重量的较大物体更重——有时被描述为违反贝叶斯推理规范（Brayanov & Smith, 2010; Buckingham & Goodale, 2013）。通常，大脑对不确定数据的解释被其先验所吸引，这与广泛的贝叶斯建议一致。例如，如果遇到一个物体，它的圆形视网膜图像与它是 (a) 球体或 (b) 一个细长的椭球体以恰到好处的角度观看以向观察者投射一个圆，通常会将该物体体验为一个球体——可以说是因为这种体验反映了视觉系统对哪些形状和视图最有可能的先验假设。换句话说，数据中的歧义被解决“有利于”人们在遇到这些数据之前的假设。相比之下，大小重量错觉似乎涉及对此类先验的排斥：人们期望较大的物体比较小的物体重，然后人们会收到模棱两可的或模棱两可的感官证据，表明哪个真正更重（因为它们确实重量相同）；但后来人们不知何故感觉较大的物体比同等重量的较小物体轻。换句话说，大脑似乎解决了“反对”大即重先验的模糊感官证据，而不是倾向于它——这是感知和认知实施或近似贝叶斯推理的明显反例。在我们看来，目前的结果进一步放大了这一挑战，并使这种更新模式的“非理性”更加明显。显然，尺寸权重错觉中的反规范偏见是如此强大，以至于它不仅可以产生不可能的结果（如经典的尺寸权重错觉，以及有时被描述为反贝叶斯的其他现象；魏和Stocker，2015 年；另见 Rahnev & Denison，2018 年），但也有不可能的结果，其概率应该为零，因此对于理性的更新者来说应该是不可接受的——因为没有更新链应该以 A 比 ABC 重而结束（另见 Mandelbaum， 2019 年；曼德尔鲍姆等人，2020 年）。事实上，受试者在经历这种现象时所表达的惊讶——无论是在我们的研究中，还是在 Koseleff (1937) 中，受试者将他们的经历描述为“无逻辑的”——似乎与其他关于这种错觉的理性保留解释相反。例如，一个类......