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英国剑桥大学自闭症研究中心心理学家,著有《恶的科学:论同情与残忍的起源》(The Science of Evil, On Empathy and the Origins of Cruelty)。
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我 们都知道,男人和女人自颈部以下截然不同。越来越多的证据显示,在颈部以上,男女也有差别。随着对人类心智的了解愈发深入,我们发现,一般而言,女性更容易表现出同情;而男性对系统或事物的运作则会表现出更大的兴趣。主要原因是男女在认知风格和兴趣模式方面存在差异,而不是能力方面。这些差异不应该妨碍男女在社会上获取平等的机会,以及在各学科领域的平等表现,但政治抱负则属于单独的一个范畴,与科学观察领域的认知差异不同。
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随着对大脑的深入研究,我们就可以看出男女大脑的差异。比如说,男性即使加上身高和体重的校正,平均脑容量仍大于女性的脑容量;而女性平均比男性至少早一年达到灰质和白质的最大体积。男女的新皮质神经元的数量也有差异:平均而言,男性有2 300万个,女性有1 900万个,这之间存在16%的差异。其他脑区也显示出了性别差异:譬如男性具有较大的与情绪相关的杏仁核,女性则有较大的控制语言的颞叶平面。然而,说到这一切的性别差异,我们最终想知道的,还是究竟是什么造成了这些差异,于我而言,唯有对这个问题的阐释,方可称为是深邃、美妙而优雅的理论。
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我最心仪的阐释是胎儿睾酮,这个特殊分子只要多一点点,就会对大脑和性格发展产生“雄性化”的影响。这个简单的理念是堪萨斯大学的查尔斯·菲尼克斯(Charles Phoenix)和研究团队于1959年提出的,并由哈佛大学的诺曼·格施温德(Norman Geschwind)和阿尔伯特·加拉布尔达(Albert Galaburda)在20世纪80年代早期将其提取出来。胎儿睾酮不是唯一的雄性化机制(另一个是X染色体),但却是被优雅地剖析过的一个。
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但是,在科学家研究胎儿睾酮的因果关系时,有时会依靠残忍、不道德的动物实验。比如说,杏仁核的一部分被称为内侧杏仁核(MePD),公鼠的比母鼠大。如果你阉割了可怜的公鼠,它就失去了睾酮的主要来源,在短短的4周内,内侧杏仁核体积会收缩到母鼠大小。或者你也可以进行反向实验:给母鼠输入更多的睾酮,这会让它的内侧杏仁核体积增长到和普通公鼠一样大,这个时间也恰好在四周之内。
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对人类而言,我们会寻找更合乎道德的方式来研究胎儿睾酮是如何发挥作用的。你可以通过子宫内浸泡胎儿的羊水测量这种特殊的激素。这种激素会从胎儿体内排泄到羊水中,我们认为这反映了激素在胎儿体内和大脑的水平。剑桥的同事和我用这样的方式,测量了未出生男性胎儿的睾酮,在大约10年后,又邀请这些长大的男孩来做脑部的核磁共振成像扫描。最近我们在《神经科学期刊》(Journal of Neuroscience)发表了一篇论文,我们指出,若羊水中的睾酮较多,则颞叶平面的灰质就较少。
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这符合我们之前发表的研究成果:若羊水中的睾酮较多,则孩子在两岁时的词汇量就较少。这有助于我们理解一些存在已久的难题:为什么女孩子比男孩子较早开口说话,为什么男孩子患有语言发展迟缓和障碍的比例会较高。这是因为男孩子在子宫内时,睾酮至少是女孩子的两倍。
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这项研究成果还可以帮助解答儿童在语言发展的速率上存在差异的难题,无论其性别如何:为什么在两岁时,一些孩子有着极大的词汇量,而一些孩子甚至还没有开口说话。胎儿睾酮不是影响语言的唯一因素,但却是至关重要的一个关键所在。影响孩子语言能力的还有社会影响,第一胎的孩子的语言发展情况比后面几胎孩子快等等。胎儿睾酮已经被论证,它与许多其他与性相关的特征存在关联,从眼神接触到同理心,从细节关注到自闭症特征等。
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胎儿睾酮不易提取,因为科学家最不想做的就是干扰子宫环境的微妙平衡。近些年,有人已经提出了胎儿睾酮的替代品:食指和无名指的长度比,或称之为2D
:4D比率。人口中男性的这个比值比女性低,这个比率在子宫内就已经被设定,且伴随一生。所以,科学家不用再绞尽脑汁去测量子宫内胎儿的睾酮含量了。他们可以在一个人生命中的任何时候,只需简单地复印自己的手掌,就能测量到子宫内胎儿睾酮水平。
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我曾有很长一段时间,都对2D
:4D的测量持怀疑态度,因为把食指和无名指的长短与你的产前荷尔蒙进行关联,这种事情听起来实在是毫无意义。但就在前不久,郑惠珍和马丁·科恩(Martin J.Cohn)在《美国国家科学院院刊》发表了一篇研究论文,他们指出,即使是在幼鼠的爪子上,睾酮和雌性荷尔蒙受体的密度在第二和第四趾上,也颇为不同,“指长比例直接受到荷尔蒙的影响”,这成了一个美妙的理论。
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世界因何美妙而优雅地运行 100WHY DO MOVIES MOVE?为什么电影会移动?
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匠白光(Alvy Ray Smith)
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计算机科学家,皮克斯动画工作室共同创始人,数字影像先驱。
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电 影并非像我们所看到的那么平稳流畅。帧与帧之间的时间其实是空的。摄影机每秒只能记录这个时间内的24幅快照,而帧与帧之间的原来存在的画面都没有捕捉到,但我们还是感知到了。我们看到的是静止不动的,但我们感知到的是动态的、移动的。我们该如何解释这一现象?在包括数码电影、录像带和视频游戏方面,我们可以提出相同的问题,事实上,对所有现代数字媒体,我们都可以提出这个问题。于是,对这个问题的阐释就变得至关重要了,同时这也是让我最为心仪的阐释。
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古老的“视觉暂留”不能回答这个问题。尽管这个解释并没有错,但它仅仅回答了为什么看不到画面之间的空白。如果演员或动画人物在画面之间移动,那么按照视觉暂留的解释,你应该看到他在两个位置上:两个亨弗莱·鲍嘉(Humphrey Bogart),两个巴斯光年。(16)事实上,你的视网膜的确会看到两个,当一个淡出时,另一个进入,每个画面需要放映得足够长才可以确保这点。正是你的大脑对视网膜信息做出的处理,决定了你是否能感觉到两个鲍嘉在两个不同位置,或是一个鲍嘉在移动。
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就其本身而言,大脑感知的是边缘的移动,但仅限于第一个画面到第二个画面、且边缘移动不太远也不太快的情况下。就如同视觉暂留一样,这是真实的效果,即表观运动。尽管这个阐释挺有意思的,但这并不是我所心仪的。经典手绘动画片,即老式油墨画印在电影胶片上,就是依赖表观运动现象完成的。有经验的动画师可以凭借直觉让一个动作的连续画面保持在“不太远且不太快”的界限内。如果需要突破这些限制,他们会使用一些技巧来帮我们感知移动,比如用画出来的速度线和“噗”的一下扬起沙尘,来表现当歪心狼猛追真正狡猾的BB鸟时,意外地从平顶山上掉下来的场景(17)。
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要是不使用这些动画师的招数,结果就是惨不忍睹。你可能看过古老的单格拍制的动画片,譬如定格动画大师雷·哈利豪森(Ray Harryhausen)在《阿尔戈英雄传》(Jason and the Argonauts)中的经典骷髅斗剑,影片中那些抽搐的动作,着实不能让人感到赏心悦目。在同一时间里,你会看到一具骷髅有双重、甚至多重的边缘,要是这些画面解释为动态的移动,真是有些过于勉强了。这些边缘在屏幕上,如口吃般的卡顿,或“抖动”或“闪烁”,光用这些形容词,就足以反映画面的不连续性会让观众多么苦不堪言。
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为什么实景电影不会抖动?为什么皮克斯用电脑制作的动画不会抖动?为什么视频游戏会闪动得如此恐怖?所有的都是一帧画面接一帧画面地播放的。对于这三种情况,有一个统一的解释:动态模糊,这个解释真的是既简洁又美妙。
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现实中的一部电影摄影机是这样做的。一帧画面记录的不是某个瞬间的样本,像歪心狼或哈利豪森的画面一样。摄影机快门打开的片刻时间,我们称之为曝光时间。运动物体在那段间隔中处于移动的状态,所以在曝光时间中它会出现轻微的模糊。这就像你用很长的曝光时间来拍你孩子扔球的静照一样,结果就是他的手臂糊成了一团。但是静照的缺点却成了电影的优点。如果没有这些模糊的镜头,所有的电影看起来就会像哈利豪森的骷髅那样神经兮兮的。
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通常情况下,科学的阐释可以转为一个技术的解决方案。比如《玩具总动员》这部数字电影,避免频闪的解决方案就源自对实景的解释:刻意地沿着移动物体,将一帧画面的运动路径弄模糊。所以一个角色的挥臂必须绕着肩关节的支点,将他挥臂的弧线痕迹模糊掉。而另一只手臂,必须沿着它的圆弧使之模糊,与前一只手臂的方向相反。所有要做的就是让电脑做出如摄影机一样的效果,但尤为重要的是,如何有效地做到这一点。实景电影的移动模糊是不花钱的,但数字电影要做到这点则要增加很多成本。如今被称为皮克斯动画工作室所提供的解决方案,为第一部数字电影开辟了道路。移动模糊是至关重要的突破。
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事实上,移动模糊让你的大脑明白移动的路径和幅度,因为模糊距离越长,移动速度也越快。我们并未丢失画面与画面之间运动的时态信息,而是转换为空间的方式,利用模糊将信息存储在画面之中。这些一帧一帧连续的影像会出现部分重叠,因为视觉暂留的缘故,从而以足够与众不同的方式呈现出移动的效果,让大脑可以对并未捕捉到的画面进行完全的推论。
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皮克斯动画工作室在制作一部动画片时,会使用上千台电脑,有时制作一幅画面的时间会超过30个小时。而电子游戏,基本可以算是一部对画面要求更高的数字电影,每1/30秒就要有一幅画面。只是在17年前,电脑每单位美元的计算速度的持续增加(由摩尔定律所描述),才能够制作出移动模糊的数字电影。而电子游戏完全无法达到这样的速度。它的计算速度无法快到能生成移动模糊。有些游戏勉强做了尝试,但游戏的感觉严重衰减,玩家宁愿忍受抖动也不使用这个效果。但摩尔定律依然适用,在不久的未来,5年内?10年内?电子游戏也能做到全面的移动模糊,并最终步入现代世界。
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移动模糊不过是一个颇具说服力的通用阐释,是一个被称为抽样定理的例子。抽样定理是这样开始生效的:当采样是画面时,该定理就按照时间采样,形成电影;当采样是像素时,该定理就规律地按照空间采样,形成图像。这也同样适用于数字音频。总而言之,并不平稳流畅的电影为何会有平稳流畅的动作,这样的阐释可能同样适用于当今的媒体世界。但这将需要更为详细、深入的阐释。
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