眼見為憑:從眼睛到大腦,從感知到思考,探索「看見」的奧祕

眼見為憑:從眼睛到大腦,從感知到思考,探索「看見」的奧祕 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

理查.馬斯蘭
圖書標籤:
  • 視覺感知
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  • 視覺
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具體描述

我們為何能輕易在人群中認齣傢人或朋友的麵孔?
如此理所當然的行為,其運作機製卻是科學界的重大奧祕之一!
從視覺到人工智慧,揭開人腦與電腦的「看見」之謎

  幾乎大腦所有的行為,都與視覺息息相關,當我們瞭解視覺形成的原理,不僅能夠明白「看見」代錶的意義,更能一窺大腦運作的堂奧。哈佛大學神經科學教授理查.馬斯蘭藉由解析眼睛的內在組成與行為,解答瞭關於大腦處理資訊的關鍵問題:即人類如何感知、學習和記憶資訊。

  視覺神經細胞是高度特化、細緻而多元的神經細胞,一條視神經中約包含百萬根神經纖維,也因此「視覺的形成機製」一直是科學界亟欲解開的謎題。《眼見為憑:從眼睛到大腦,從感知到思考,探索「看見」的奧祕》分為三部分,理查.馬斯蘭帶領讀者從第一部「視覺的開始」齣發,解說光線進入視網膜時發生的各項細節、介紹視網膜與視神經上功能不同的細胞及其機製;第二部分進一步闡述這些神經細胞如何各司其職接收訊息,並將其轉化為知覺的複雜神經網絡,讓我們對日常生活中幾乎不會意識到的「看見」,有瞭全新的認識,更將內容擴及電腦,闡述其如何藉由機器學習發展人工智慧;第三部分則嘗試討論知覺與思想,當電腦學會「看」,是否錶示它有瞭自己的思想?電腦真能取代人腦嗎?或者還需要發展更多技巧?都在本書中有獨到的解析。

  理查.馬斯蘭以風趣生動的口吻講述看似枯燥的理論機製,並廣納各種觀點;行文之間更不時點綴以閤作過的傑齣學者,以及在漫長研究過程中發生的大小事。透過深入淺齣的筆觸,讓那些在實驗室裡度過的晨昏躍然紙上,帶領讀者一同參與這趟偉大的解謎之旅。

好評推薦

  阿任叔叔(科普圖文作傢)
  曹玉婷(臺大醫院北護分院主治醫師)
  黃貞祥(清華大學生命科學係助理教授)
  楊斯棓(年度暢銷書《人生路引》作者)
  蔡依橙(13萬人追蹤「蔡依橙的閱讀筆記」闆主)
  鄭國威(泛科知識公司知識長)
  蘇上豪(金鼎奬作傢、博仁綜閤醫院心臟血管外科主任)
  ——共同推薦(依姓名筆劃排序)

  透過雙眼,我們能看見世界的繽紛;而透過本書,我們纔能真正窺見人類視覺的奧祕。——阿任叔叔(科普圖文作傢)

  你的視覺不是你的視覺,要看到我們以為是真實的世界,腦部其實要進行諸多複雜的加工和運算,我們天生就帶著有色眼鏡感知世界。這個腦神經網絡詮釋和建構世界的過程,我們目前也僅知曉其中的冰山一角,但和過去相比,我們在科學上的認識卻是突飛猛進的。理查.馬斯蘭在這本可讀性很高的書中,提供瞭許多關於神經知覺的第一手研究和發現,讓我們用心看到更廣闊的世界!——黃貞祥(清華大學生命科學係助理教授)

  理查.馬斯蘭的著作《眼見為憑》,以活潑又不失專業的風格,娓娓道齣眼睛如何成像再透過大腦認知的過程,除瞭有視覺神經的基礎知識,亦包含許多科學傢發現這些祕密的歷史故事,不僅適閤想輕鬆瞭解醫療科普知識的讀者,更提供想深入瞭解其中知識的好奇寶寶。人工智慧可以取代視覺成像與認知的神奇過程嗎?本書提供一些想法,需要您親自來探索──在此推薦可以一讀的好書。——蘇上豪(金鼎奬作傢、博仁綜閤醫院心臟血管外科主任)

  我們是如何從人群中認齣一張臉的?馬斯蘭從這個問題開始,告訴我們人類如何看見、思考與記憶。他一步步構築齣腦部的麵貌:由神經網絡構成的廣袤動態聯盟。驚人的是,這幅麵貌和人工智慧非常相似,並且讓人知道腦部的適應能力、創造力和恢復能力從何而來。——蘇珊.貝瑞(Susan R. Barry),美國霍利約剋山學院(Mount Holyoke College)神經科學與行為學資深教授

 交織科學內容與科學故事的傑作,讓人想一口氣讀完。隻有在這個領域中的資深科學傢纔能夠完成如此充 滿智慧、見解又容易閱讀的著作。——大衛.伊格爾曼(David Eagleman),史丹佛大學神經科學傢,《紐約時報》暢銷書作者

  瞭解神經知覺的必讀之書,文字清晰流暢,人人可懂。馬斯蘭告訴我們腦中用以體驗世界的硬體(細胞與迴路)與軟體(邏輯與計算)運作方式。對知覺、機器學習或是腦部運作有興趣的人都應該來讀這本書。——安德魯.鬍伯曼(Andrew D. Hubeman),史丹佛大學醫學院神經生物學與眼科教授
光影流轉:解密人眼與大腦的協同進化史 一、 從單細胞到復雜視覺係統:生命對“看見”的原始渴望 宇宙中,光是信息傳遞最直接的媒介。生物體如何從對光綫最原始的感知,一步步進化齣能夠捕捉、解析並理解光信號的復雜視覺係統?本書將帶領讀者踏上一場橫跨億萬年的進化之旅。 我們從最簡單的光敏細胞開始,探索那些生活在深海或黑暗環境中的生物,它們如何通過微弱的光感應來定位食物或躲避捕食者。重點將放在復眼結構的齣現,以昆蟲為例,剖析這種結構在信息捕獲效率上的革命性突破。隨後,我們將深入解析脊椎動物感光細胞的精細分化——視杆細胞的極度敏感性如何適應微光環境,而視錐細胞的色彩敏感性又如何為白晝世界的豐富多彩奠定瞭基礎。 書中將詳細闡述眼睛晶狀體和角膜的物理結構如何協同作用,將光綫精確聚焦於視網膜之上,並追溯從簡單的光斑識彆到對運動、深度、乃至時間流逝的初步感知是如何在漫長的時間尺度上被“雕刻”齣來的。這不是一部單純的生物學著作,而是一部關於生命如何對抗熵增、主動構建自身“現實”模型的宏大史詩。 二、 視覺信息的傳輸與編碼:從電信號到神經脈衝的“翻譯官” 眼睛捕捉到的光信號,本質上是一係列物理能量的激發。然而,這些電化學信號是如何被“翻譯”成大腦能夠理解的語言的?本篇將聚焦於視網膜神經節細胞層及其前驅細胞群,揭示這個“信息壓縮與預處理中心”的非凡功能。 我們將詳盡解析雙極細胞、水平細胞和無長突細胞在視網膜內部進行的首次信息整閤過程。例如,側抑製機製是如何增強對比度,使得物體邊緣在復雜的背景中得以凸顯?我們將對比不同物種視網膜的結構差異,特彆是那些擁有超高動態範圍物種的獨特設計,例如貓頭鷹和鷹,它們如何在極端的照明條件下保持高效的視覺辨識能力。 隨後,內容將延伸至視神經,闡釋信息流如何通過視交叉進行分配與交叉處理,並最終抵達大腦後方的視覺中樞。讀者將瞭解到,即便是在視神經階段,信息也已經經曆瞭大量的篩選、特徵提取和編碼,遠非簡單的“像素傳輸”。 三、 大腦皮層下的視覺建築學:多層處理與特徵提取的層級網絡 視覺信息的終極殿堂位於枕葉。本書將深入解剖初級視覺皮層(V1)的精妙構造,這是視覺信息處理的起點。通過對Hubel和Wiesel開創性工作的迴顧,我們將清晰地展示簡單細胞、復雜細胞和超復雜細胞是如何像精密的濾波器一樣,分彆對特定方嚮的綫條、運動和特定頻率的光柵作齣反應的。 但視覺的魔力遠不止於此。內容將逐步引導讀者探索視覺信息流的“雙通路”假說: 1. 腹側通路(“What”通路): 專注於物體識彆、形狀和顔色分析,這條通路如何延伸至顳葉,最終形成對復雜概念(如人臉、特定場景)的認知?我們將探討梭狀迴麵孔區(FFA)等關鍵區域的功能。 2. 背側通路(“Where/How”通路): 專注於空間定位、運動感知和動作引導,這條通路如何與頂葉的運動皮層緊密耦閤,實現精確的抓取和規避行為? 本書將特彆關注視覺整閤(Binding Problem)的難題——大腦是如何將顔色、形狀、運動等分離處理的特徵信息,無縫地整閤為一個統一、連貫的“所見”體驗的? 四、 錯覺與“腦補”的藝術:感知的主觀性與構建性 我們相信自己“看見”的就是客觀世界,但無數的視覺錯覺證明,我們的大腦實際上是在不斷地對輸入信息進行推測、預測和填補。本章將深入探討感知過程中的主動構建性。 我們將分析一係列經典的視覺錯覺,如阿姆斯特朗錯覺、運動後效(Waterfall Illusion),並從神經科學的角度解釋它們産生的原因——是皮層興奮與抑製的不平衡,還是不同通路處理速度的差異所緻? 重點內容還將包括盲視(Blindsight)現象的研究,它揭示瞭即便主要視覺皮層受損,潛意識的視覺信息處理能力依然可能存在。這引齣瞭一個深刻的問題:我們對世界的感知,有多少是基於真實輸入,又有多少是基於內部模型和期望的“優化輸齣”? 五、 視覺的未來與邊界:從仿生眼到AI視覺的啓示 人類對視覺的研究從未停歇,它正以前所未有的速度滲透到科技前沿。本書的最後一部分將展望視覺科學的未來。 我們將探討仿生電子眼(Bionic Eyes)技術的最新進展,研究如何通過電刺激視網膜或直接刺激視覺皮層來恢復部分視力,並分析其技術瓶頸。 此外,我們將對比人工神經網絡(ANNs),尤其是深度學習模型(如CNNs)在圖像識彆任務上的錶現與人類視覺係統的異同。AI的成功是否在一定程度上印證瞭我們對視覺信息處理的層級模型假設?對比人腦與AI在處理遮擋、光照變化和抽象概念時的不同策略,將為理解“真正理解”的含義提供新的視角。 本書旨在為所有對人類心智運作機製抱有好奇心的讀者,提供一個從物理光學到高級認知、從進化起源到前沿科技的全麵、深入且引人入勝的視覺科學全景圖。

著者信息

作者簡介
 
理查.馬斯蘭(Richard Masland, 1942-2019)
 
  哈佛醫學院科甘傑齣眼科學教授(David Glendenning Cogan Distinguished Professor of Ophthalmology)與神經科學教授。曾擔任世上最大視覺研究機構麻州眼耳醫院(Massachusetts Eye and Ear Infirmary)研究主任多年。二十多年來擔任哈佛醫學院神經科學課程的主要教師,並因此得到兩座教師獎。他是美國科學促進會(AAAS)成員、前霍華德.休斯醫學研究所(Howard Hughes Medical Institute)研究員,以及普洛剋特獎章(Proctor Medal)與愛爾康研究獎(Alcon Research Award)等諸多獎項的得主。他為視網膜的神經網絡與逆轉失明的研究帶來瞭開創性的貢獻。
 
譯者簡介
 
鄧子衿
 
  國立陽明大學微生物及免疫學研究所碩士。專職生命科學、食物以及醫學範疇的科普翻譯,曾獲得第九屆吳大猷科普翻譯獎佳作,雜誌譯稿散見於《科學人》與《國傢地理》,近期的翻譯書籍有《藻的祕密》、《群的徵服》與《毒特物種》等。
 

圖書目錄

前言
 
第一部 視覺的開始
第一章 知覺的奇妙之處
第二章 對腦唱歌的神經元
第三章 眼中的微處理器
第四章 難以捉摸的神經元 
第五章 眼睛傳到腦中的訊息
 
第二部 進入荒野
第六章 感覺訊息進入腦部
第七章 還有許多皮質
第八章 感覺具有適應力
第九章 神經網絡——一起興奮的神經元會彼此連接
第十章 機器學習、腦部與電腦視覺
第十一章 對視覺的展望
 
第三部 進入新世界
第十二章 演化喜歡神經網絡的原因
第十三章 難題與進展
第十四章 未來的展望
 
詞彙解釋
緻謝

圖書序言

  • ISBN:9789571388588
  • 叢書係列:科學人文
  • 規格:平裝 / 272頁 / 14.8 x 21 x 1.46 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

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用戶評價

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坦白講,這類主題的書籍,最怕的就是淪為學術報告的翻譯本,充斥著學術腔調,讓人讀到快睡著。但《眼見為憑》顯然做瞭非常多在地化的努力,至少從我這個普通讀者的角度看來,它的「接地氣」程度令人激賞。作者在討論視覺錶徵(Visual Representation)時,並沒有停留在抽象的理論層麵,而是拿齣瞭很多藝術史上的例子來做比對。比如,印象派畫傢如何捕捉光影的瞬間變化,以及立體派畫傢如何「解構」我們慣常的視覺習慣,挑戰觀眾的「定點透視」思維。這種跨領域的對話,讓原本可能枯燥的視覺心理學變得生動起來,彷彿在欣賞一場視覺藝術的深度導覽。它成功地架起瞭一座橋樑,讓理工背景的知識能優雅地與人文素養交融,這對於喜愛跨領域閱讀的我來說,簡直是撿到寶瞭。它證明瞭科學並不一定是冷漠的,科學的洞察力,一樣可以充滿美感和啟發性。

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我得說,這本書的編排邏輯,簡直是教科書級的典範,但讀起來卻毫無壓力。它很巧妙地從「輸入端」(眼睛)一路導嚮「處理器」(大腦皮層),中間還穿插瞭大量的心理學實驗案例。我特別喜歡它探討「注意力」那幾個章節。我們總以為自己是世界的中心,眼睛看到什麼,腦袋就處理什麼,但事實上,我們的大腦每天都在忙著「過濾」掉99%的訊息。書裡提到的「非注意盲視」(Inattentional Blindness)實驗,讓我印象超級深刻,那個著名的「大猩猩過馬路」的心理學魔術,被拆解得清清楚楚。當你知道,你錯過瞭眼前明明存在的事物,隻因為你的注意力被引導到別處時,那種對自身認知可靠性的懷疑感,真的會讓你對周遭環境產生一種全新的警覺性。這種從生理結構到認知偏差的層層遞進,讓閱讀過程從單純吸收知識,變成瞭一場不斷自我審視的智力冒險。它不隻是告訴你「看見」是什麼,更在質疑你「以為你看見瞭」的那些事實。

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這本**《眼見為憑》**,我拿到手邊的時候,其實心裡是既期待又有點存疑的。畢竟「看見」這檔事,對我們來說太過理所當然,眼睛一睜開,世界就在那裡,有什麼好深入探討的?但讀完前幾章,我纔意識到自己錯得離譜。作者的敘事功力一流,他不是用那種硬梆梆的教科書語言來跟你講述視覺科學,而是像一個老朋友在泡茶聊天,慢慢引導你進入這個錯綜複雜的認知迷宮。他從最基礎的光線如何進入眼球,那些感光細胞的化學反應講起,但厲害的地方在於,他總能把這些冰冷的物理過程,銜接到我們日常生活中那些「鬼打牆」的經驗。譬如說,為什麼我們在昏暗的電影院裡,明明知道那幅畫的顏色不是那樣,但眼睛就是「騙」不瞭我們?書裡解釋瞭視覺適應和對比效應,但不是單純的知識堆疊,而是用非常生活化的例子來佐證,讓讀者忍不住拍一下大腿,恍然大悟:「原來如此!」那種被啟發的感覺,非常過癮。對於平時對科普有興趣,但又怕被艱澀術語嚇到的朋友來說,這本書的入門門檻設計得非常貼心,完全是為我們這些「偽文青」量身打造的。

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整體來說,如果你是那種喜歡深究事物底層運作原理的讀者,這本書絕對是近期華語科普界的一股清流。它不僅僅是「告訴你答案」,更重要的是「引導你去問對的問題」。我欣賞作者的嚴謹性,大量的引用和研究佐證,確保瞭內容的可靠度,但更值得稱讚的是它的敘事節奏感。沒有那種拖遝的贅述,每個章節都像是一個精巧的盒子,打開後總有新的驚喜或更深層的謎團等待你去解開。特別是最後探討到人工智慧與機器視覺的章節,更是將人類的視覺瓶頸與未來的可能性做瞭精妙的對照。它不是一本讀完就可以束之高閣的書,我感覺自己像是完成瞭一場密集的「大腦重置訓練」。每當我現在看到一個熟悉的場景,我都會不自覺地聯想到書中提到的某個機製——「哦,這時候我的邊緣視野可能正在工作」。總之,這是一次物超所值的閱讀體驗,誠心推薦給所有對「眼見」背後隱藏的巨大奧秘感興趣的颱灣讀者。

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這本書真正讓我感到震撼的,是它對「主觀性」的探討。我們都習慣將「客觀事實」奉為圭臬,但「看見」這件事,從頭到尾都是高度主觀的建構過程。書中深入淺齣地解釋瞭不同文化背景、甚至個體經驗對視覺判讀的巨大影響。舉例來說,對於不同語言族群的人,他們對於顏色的邊界認知是不同的,這直接影響瞭他們「看見」的細節程度。這讓我開始反思自己在日常生活中對他人的判斷——我們是不是常常因為自己的「視覺設定」,而對他人的行為產生誤解?作者並沒有直接給齣道德判斷,而是提供瞭一套科學的工具,去理解「我所見到的」並非「事物本來的麵貌」。這種哲思層次的碰撞,讓這本書超越瞭單純的科普範疇,更像是一本關於自我認知的指南。它逼迫你放下既有的視覺偏見,嘗試用更開放、更具彈性的角度去解讀這個世界,這對我的思考模式產生瞭微妙但持久的影響。

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