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如我们知道的一样，洛克和贝克莱以及其他一些哲学家和心理学家有时候会提出一些幻想的测试个案，以期最终一次解决这个问题：一个天生的盲人经过手术或者其它一些干预后突然复明。在不触摸正看着的物体时，他会不会知道这个物体是个立方体而不是球体，是一条狗而不是一只老鼠呢？或者，除非他学过物体的真实含义，否则，他的知觉是不是毫无意义的呢？这样一个人的经验把持着事情的关键。
最近几个世纪以来，事实上的确出现了这样一批个例。报道得最为详尽的就是一位英国人的例子。他天生患有白底角膜，60年代他52岁时终于得见天日。英国心理学家和知觉专家里查德·L·格雷戈里称他为SB先生，并对他进行了仔细的研究。SB是位活跃而且极聪明的人，他很好地适应了盲目消失之后的生活：他读布里叶盲文读得极好，会使用工具制造物件，经常喜欢丢弃常见的白色导盲杆而散步，哪怕有时候撞在别的东西上也无所谓。他还让朋友扶着他的肩膀帮他骑自行车。
到SB的中年时代，角膜移植已经成为可能，他去做了手术。按格雷戈里的报告，当绑带从眼睛上取下时，他听到外科医生说话的声音，并朝他转身，心想一定能看见一张脸。他只看见一片模糊。
然而，经验很快就使他的知觉清晰起来：在几天时间内，他就能够看清很多脸，不用扶着墙就可以顺着医院的走道走路了，他还知道窗外移动而过的东西是小汽车和大卡车。然而，空间知觉对他来说却困难得多。有一阵子，如果他双手抓住窗台，他以为从窗前到地面的距离是他可以用脚趾够到的，而实际上，那个距离有10倍之高。
SB很快就能够一眼辨认出他通过触摸了解的物体了，比如玩具，可是，对于从没有摸过的物体，除非有人告诉他那是什么东西，或者发现那是什么东西，否则，这些东西对他来说就是一些神秘的东西。格雷戈里和同事带他去伦敦，他在那里辨认出了动物园里的大部分动物，因为他曾养过猫和狗，还知道其它一些动物与这些猫狗有何不同。可在一家科学博物馆里，SB看到一架车床——他一直想要使用的工具——可是，除非他闭上眼睛用手四处摸它，否则，他无法用车床车出任何东西来。接着，睁开眼看着这东西后，他说：“现在我摸过它了，因此我就可以看见它了。”
有趣的是，当格雷戈里让SB看一些错觉时，他却没有受这些错觉的误导。比如，他没有把赫林氏图形错觉中的直线看成曲线，也没有把泽耳纳平行线看成偏斜线。这些错觉明显取决于一个人已经学到的提示，因为这些提示具有视角的含义，而通过错觉中的其它线条给定的提示对SB却没有任何意义。
从这个例子中，人们可以得出的结论是相当令人失望和混淆的；有些证据偏向于先天论，有些又偏向于经验论。另外，这个证据是混杂的：SB有一辈子的感觉经验和学习过程，通过这些东西，他能够解释他的第一次视知觉，而他的故事并没有显示出，思维在经验之前准备好理解视知觉的程度有多大。实验研究也没有通过婴儿回答出这个问题，因为婴儿知觉能力在任何时期的发育在多大程度上是因为成熟而造成的，或者在多大程度上是因为经验造成的，这一点目前尚不清楚。只有取消婴儿的知觉和其它感官经验这种不可能进行的实验才能分开彼此，并测量出其相对的影响。
还有一个问题会把这件事弄得更麻烦，即，知觉主要是一种生理功能，还是一种心理功能。
19世纪和本世纪早些年的科学心理学的奠基者们曾试图避开这个问题，他们说，思维是不可观察的，也许是一种幻觉，他们只好让自己局限于对生理现实的研究。那些对知觉有兴趣的人们调查了感觉系统的生理学，特别是视知觉，在一个多世纪的时间里，在欧洲和美洲的一些人收集了大量有关这个系统的工作机理的数据。到20世纪早些年，他们已经确定，每只眼的视网膜，即一种专司其职的薄薄的神经组织，里面包含有约一亿三千二百万个两种类型的视觉接受器细胞、柱体和锥体，这些东西都能将光转变成神经脉冲；柱体更常见于视网膜的外周，它更敏感，而且只对较暗的亮度有反应，而锥体却更常见于视网膜中心地带，它对较高级别的亮度产生反应。共有三种不同的锥体，一种里面主要包含有一种吸收短波长光的化学物质（因而对蓝色和绿色有反应），另一种里面主要包含一种吸收中等波长（绿色）的化学物质，还有第三种，里面主要包含能吸收较长的波长（黄、桔黄和红色）的化学物质。
他们还理清了大部分复杂的连接线路图，柱体和锥体就是通过这些线路图将脉冲传送入大脑的。一丛丛视神经纤维从视网膜一路行进至视觉皮层，这是大脑后部较低地方的一个区域。这些携带有来自每只眼睛的视觉区左右半区信息的纤维一路上被分类和分发。来自每只眼睛的右半边视觉区的信息在左视觉皮层中结束，左半边视觉区的信息在右侧视觉皮层中停止。（进化为什么要按这种交叉的方式进行安排，到今天为止，还没有人能说出一点皮毛。）
许多心理学家长期以来都不太愿意接受视觉功能定位在视皮层中这样一个证据；这样一种定位几近颅相学。可是，在19世纪晚期，大脑定位法又获得了一定的声誉——不是颅相学那种定位，而只是指部分功能——这是在维尼克和布洛克发现言语功能是在大脑左半球的两个小区域内进行的之后。这激发起研究者们寻找一个可以接收和理解信息的大脑区域，而且，他们通过对大脑受过损伤的人类进行的尸检和对猴子进行的手术发现了这个区域，按一般的话来说，就是人的后脑。
视皮层更为精确的定位，是1904－1905年俄日战争军备的副产品。在那次冲突中，俄国引进了一种新型来福枪，即毛瑟91型步枪，这种枪射出的子弹比以前小些，可射出的速度快些。子弹常常可以容进头颅而不会把头打开花，在有些情况下，这种子弹能部分或者全部摧毁受害者的视力但却不会使其致死。一位整治受伤士兵的年轻日本军医绘制出每位伤员每只眼睛的视觉区域受损害的程度，因而根据子弹的进口和出口确定了大脑受损害的部位，把这些数据综合在一起之后，他就辨认出了视皮层的准确部位。
他还发现，接受视网膜信息的视皮层区域与接受视网膜图象信息的区域的尺寸极不相称。有极大的一个部分接受来自视觉中心，即视网膜上视力最为清晰的那个部分的中心小区域，而只有极小的一个部分接受来自较大的周边区域的信息。（后来的研究发现，比例不协调的程度为35：1。）这就解决了一个大问题：到达大脑的东西在版面上并不是对应于视网膜上的图象的那个图象。
这位日本军医和其他人的发现的含义，不可避免地在接下来的几十年中慢慢为人所接受。其含义在于，视网膜细胞是“转换器”，它们可以将光信号转变成一种不同的能量——一阵阵的神经冲动——而且，这些“编了码的”脉冲或者信号在被大脑接受到的时候，不会退回到视皮层中的图象，尽管被“看见”在那里，或者在大脑别的什么地方。它们是怎样被看见的，这一点仍然是个谜，可是，知觉心理学家们逃开了这个问题。他们考查观看的方式只处理神经脉冲的流动，并在思维的边缘上突然打住。
另一种所谓的知觉研究的风格——它只是与知觉沾一点边——是冯特式的传统方法。它的实践者研究了感觉（对声音、光线和碰触的直接简单反应），他们认为这些感觉是反射型的、基本的和可以进行科学调查的。他们还研究了这些简单感觉的感知。可是，他们忽略了知觉所有复杂的解释性的方面，对此，他们正确地认为，这时思维对感觉进行处理的结果，他们还不正确地以为，是超出客观细察的范围的。这个方法在20世纪早期比较风行，它得出了有关感觉的大量资料，可是，它对知觉心理学的理解并没有增加任何新东西。
再有一种知觉研究风格。那就是心理物理学，它也只是研究心理过程而已。费希纳及其追随者如我们所见的，测量了感觉临界值（最微弱的声音、光线、或者一位受试者可以感觉到的其它刺激）和在两种刺激之间“仅仅能注意到的差别”。当这样一些研究接触到有意识的心理过程时，心理物理学家们并没有针对受试者如何注意到一个刺激，或者如何判断差别说点什么，他们只是紧贴着客观数据——刺激的强度和受试者在感觉或者没有感觉到一种刺激，或者两种刺激之间的某个差别时所说的话。因此，心理物理学在行为主义处于鼎盛时期时还可以接受，当时，感觉还为人们所忽视，因为它假设，对世界的重新存在于思维之中，这是行为主义者们所排斥的。
可是，心理物理学被一种长期的问题所困扰：受试者在他们的回答中前后不一。如果在好几次给定同样的临界值刺激，他们有时候会看见或者听到，有时候又看不到或者听不到。如果低于受试者临界值的某种强度的光线慢慢地增高强度，他可能开始在某个既定的水平上看到它，可是，如果是在这个临界值之上发出这种光线，然后减低光线强度，他可能在某个不同的水平上看不到这种光线。
为了解决这个问题，心理学家J·A·斯威茨于1961年提出，应把信号检测和信息论这些工程概念引入心理物理学，心理学家们在二战期间开始接触这些概念了。斯威茨及其同事甚至给他们的方法取了一个名称，它反应了工程学的非人格性和客观性——信号检测论。它首先认为，由任何信号激发的神经元的数量一定总是有一些随机的变化的，进入神经系统的“噪音”（无关和偶然的激发）数量也是有随机变化的，这种理论可能通过统计理论来纠正这些变量。第二，它认为，受试者在任何尝试中所作出的反应有一部分是由他的预期和尽量增大回报，尽量减少代价这种企图所决定的，这些变量可以通过决策理论加以解释。
尽管“决策”听上去像是心理活动，可是，“信号检测论”却是在思维之外的，它按照纯数学参数预测正确及不正确反应的或然性。信号检测论是心理物理学的重大进步，也是今天的实验方法中标准库中的一部分，可是，它只关心知觉的某些客观结果，对知觉如何形成没有投下理解之光。
然而，这期间，一小批心理学家却早已开始探索知觉的内部或者认知方面了。他们是唯心论者，但不是形而上意义上的唯心论者。反过来，他们遵循詹姆斯、弗洛伊德和比奈的传统，相信较高级的心理过程是心理学的中心所在，而且可以通过实验的方法进行了解的。
在1897年，就在桑代克及其他人开始转向动物实验学和后来成为行为主义心理学的东西时，一位叫做乔治·斯特拉顿的美国心理学家进行了一项人性化和明显是认知性质的知觉试验。在一个星期的时间里，他一刻不停地戴着一种可以使整个世界倒过来的眼镜。一开始，他四处走动和拿东西时非常困难，致使他经常闭起眼睛，依靠触摸和记忆力帮助他。可是，到第5天的时候，他已经开始自如地进行活动了，到这个星期末尾的时候，他感觉到事物就在他看见的地方，有时候，他觉得这些东西“就是正放着的，而不是倒过来的样子”。最终，当他取下眼镜时，一切都令人迷惑。有好几个小时，他发现自己取东西时是在朝错误的方向伸手；然后，他又重新掌握了这些东西实际上在正常看起来的时候是在什么地方的。实验很明显地显示，空间知觉，至少在人类中，有些部分是通过学习得来的，因此可以重新学习。
这些发现虽然令人惊讶，可是，本世纪初期的几十年中，大部分心理学家的世界观都是反唯心主义的，没有任何人去欣赏斯特拉顿的工作，几乎也不存在认知型的知觉研究，直到半个世纪以后。可是，到40年代，好几种不相关的、认知方向上的心理学分支——弗洛伊德心理学、格式塔心理学、性格研究和尚未成熟的社会心理学——也在不断地获取力量，一些认为这些理论很对自己心思的心理学家也对知觉采取了与心理生理学和心理物理学不同方法的研究。