似动现象与机器学习的关联

似动现象是指一类物理系统中，由于大量微观粒子的运动而形成的宏观现象。这类现象通常具有随机性、复杂性和混沌性等特点，对于我们理解自然界的行为有很大的帮助。而机器学习，则是一种利用算法模型，从数据中学习规律，实现自主学习和智能推理的技术。虽然似动现象和机器学习看起来并没有直接的联系，但是它们之间存在着一些交集和相互影响的关系。本文将从多个角度分析似动现象与机器学习的关联。

似动现象与机器学习的关联

1. 复杂网络与神经网络

似动现象研究的一个重要领域就是复杂网络。复杂网络是指由大量节点和连接构成的系统，其中节点之间的联系可以表示为边。这类网络通常具有自组织、自适应、非线性和复杂等特点，是研究复杂系统行为的重要工具。而神经网络则是一种模拟人脑神经元之间相互连接的模型，它通过学习和调整连接权值，实现从输入到输出的非线性映射。可以看出，复杂网络和神经网络有很多共同点，例如节点之间的连接、自适应性和非线性等。因此，研究复杂网络的方法和技术可以为神经网络的构建和优化提供一定的参考和借鉴。

2. 混沌现象与深度学习

混沌现象是指一类非周期性、随机性和高度敏感于初始条件的动力学现象。混沌现象在物理、数学、生物和社会科学等领域广泛存在，是复杂系统行为的典型代表。深度学习则是一种利用深度神经网络进行学习和推理的技术，它可以对复杂的非线性映射进行建模和优化。可以看出，深度学习和混沌现象具有一定的相似性，例如非周期性、随机性和高维空间等特点。因此，混沌现象的研究可以为深度学习的理论和应用提供一些启示和思路。

3. 非线性动力学与支持向量机

非线性动力学是研究非线性系统行为的重要学科，它主要涉及非线性微分方程、相空间动力学和混沌等方面。而支持向量机则是一种利用核函数对高维空间中的样本进行分类和回归的技术，它可以有效地处理非线性映射和复杂模式识别问题。可以看出，非线性动力学和支持向量机之间存在着一定的关联，例如对相空间的描述、对样本空间的映射和对高维数据的降维等。因此，非线性动力学的研究可以为支持向量机的发展和应用提供一些思路和方法。

综上所述，似动现象与机器学习之间存在着一些交集和相互影响的关系，例如复杂网络和神经网络、混沌现象和深度学习、非线性动力学和支持向量机等。这些交叉学科的研究可以为我们深入理解自然界和人工智能的行为提供一些新的视角和方法。

不懂自己或他人的心？想要进一步探索自我，建立更加成熟的关系，不妨做下文末的心理测试。平台现有近400个心理测试，定期上新，等你来测。如果内心苦闷，想要找人倾诉，可以选择平台的【心事倾诉】产品，通过写信自由表达心中的情绪，会有专业心理咨询师给予你支持和陪伴。

格式塔的学习理论

格式塔学习理论可谓是现代认知主义学习理论的先驱，于本世纪初由德国心理学家韦特海墨(M．Wetheimer，1880~1943)、苛勒(W．kohler，1887~1967)和考夫卡(K．Koffka，1886~1941)在研究似动现象的基础上创立的。该学派反对把心理还原为基本元素，把行为还原为刺激-反应联结。他们认为思维是整体的、有意义的知觉，而不是联结起来的表象的简单集合；是改变一个完形为另一完形。所谓格式塔，是德语Gestalt的译音，意即“完形”；他们认为学习的过程不是尝试错误的过程，而是顿悟的过程，即结合当前整个情境对问题的突然解决。
其著名的实验便是苛勒做的猩猩吃香蕉的实验：把香蕉悬在黑猩猩取不到的木笼顶上，笼中黑猩猩在试图跳着攫取香蕉几次失败后，干脆不跳了，它若有所思地静待了一会儿，突然把事先放在木笼内的箱子拖到放香蕉的地方，一个够不着，将两个箱子叠在一起，爬上箱子取下香蕉。格式塔学派重视知觉组织和解决问题的过程以及创造性思维，这些都为现代认知心理学奠定了基础。 格式塔心理学产生有深刻的社会背景。德国自1871年实现全国统一后，资本主义工业经过二、三十年的迅速发展，到20世纪初迎头赶上并超过了老牌的英、法等资本主义国家，一跃成为欧洲最强硬的政治帝国。德国以最新呢起的力量，要求重新划分势力范围，积极参与瓜分世界的罪恶活动。后来更是妄图称霸世界、征服全球，使全世界归属于德意志帝国的整个版图中。在意识形态中，强调主动能动、统一国民意志、加强对整体的研究。德国的政治、经济、文化、科学等领域的研究，都被迫适应这一背景和潮流，心理学自然也不可能例外，格式塔心理学不过是这一社会历史条件下的一种产物。
同时格式塔心理学的产生有还有其哲学思想渊源，我们大体可归纳为两个方面：第一是康德的先验论；第二是胡塞尔的现象学。
19世纪末20世纪初，科学界出现了许多思想潮流，对格式塔派心理学家产生了很大影响。特别是物理学界在这一时期抛弃了机械论的观点，承认并接受了场的理论。场可以用磁力现象加以解释：把铁屑撒到一张纸的上面，当纸下放有一块磁铁并移动时，铁屑会随着磁铁向同一方向移动．并排列成特殊的形状。铁屑很明显地受到了磁铁周围磁力场的影响，这个场不是个别物质分子引力和斥力的总和，而是一个全新的结构。格式塔心理学家试图用场论解释心理现象及其机制问题。考夫卡在《格式塔心理学原理》中提出了一系列新名词：“行为场”、“环境场”、“物理场”、“心理场”、“心理物理场”等。普朗克是现代理论物理学家，对场论有过重大贡献，他强调事件的自然属性及对量的测定背后特殊过程的探讨，他反对经验论和对量的测定的过分倚重。苛勒在1920年出版的《静止状态中的物理格式塔》一书的序言里专门向普朗克致谢。苛勒在此书中采用了场论，认为脑是具有场的特殊的物理系统。他试图说明物理学是理解生物学的关键，而对生物学的透彻理解又会影响到对心理学的理解。
就心理学本身而言，对格式塔心理学产生直接影响的主要有马赫和厄棱费尔这两个人物。而格式塔心理学的学术渊源可以追溯到上个世纪末叶的“形质学派”。著名的心理学史专家E·G·波林(Edwin G．Boring，1886~1968)明确指出：“格式塔心理学在系统上起源于形质学派，有些关于知觉的实验研究也由这个学派作一倡导”。 韦特海默
苛勒
考夫卡 格式塔心理学虽然与构造主义和行为主义有诸多的分歧和争论，可是在心理学的研究对象方面却不谋而合。它既不反对构造主义把直接经验作为心理学的研究对象，也不反对行为主义视行为为研究主题，声称心理学是“意识的科学、心的科学、行为的科学”。格式塔心理学家的研究对象主要是直接经验和行为。格式塔心理学家不反对把意识作为自己的研究对象，并认为行为主义不用意识建立一种心理学是荒谬绝伦的，但为了避免误解起见，他们尽量不用“意识”一词，至于完全与意识一词有同义的字，苛勒即用“直接经验”代之。行为也是格式塔心理学的主要研究对象。考夫卡指出，“心理学虽可成为意识或心灵的科学，然而我们将以行为为研究的中心点”，因为“从行为出发比较容易找到意识和心灵的地位”。
格式塔心理学家们在心理学的研究方法问题上，同样既不反对构造主义所强调的内省法，也不反对行为主义所依靠的客观观察法，认为这两种方法都是心理学的基本研究方法。不过他们做了一些改进和修正。
由于格式塔心理学家把自然观察到的经验作为研究对象，所以知觉结构原则就成了他们早期研究的重点。韦特墨早在1923年就指出人们总是采用直接而统一的方式把事物知觉为统一的整体，而不是知觉为一群个别的感觉。后来，苛勒又进行了进一步分析，指出华生的刺激一反应公式易使人产生误解。他认为反应很明显地依赖于组织作用，于是他提出了一个新的公式：刺激丛一组织作用一对组织结构的反应。格式塔心理学家通过大量的实验，提出了诸多组织原则，它们描述了决定我们如何组织某些刺激，以及如何以一定的方式构造或解释视野中某些刺激变量。 似动现象是指，两个相距不远、相继出现的视觉刺激物，呈现的时间间隔如果在1/10秒到1/30秒之间，那么我们看到的不是两个物体，而是一个物体在移动。例如，我们看到灯光从一处向另一处移动，事实上是这只灯息了，那只灯同时亮了。这种错觉是灯光广告似动的基础。在韦特墨之前，人们一般都认为这种现象并没有什么理论上的意义，只不过是一些人的好奇心罢了。然而，对韦特墨来说，这种现象正是不能把整体分解成部分的证据。这种现象的组成部分是一些独立的灯在一开一关，但组成一个整体后，给人造成这些灯在动的印象。
格式塔心理学家把重点放在整体上，这并不意味着他们不承认分离性。事实上，格式塔也可以是指一个分离的整体。例如，格式塔心理学家特别感兴趣的一个研究课题，就是从背景中分离出来的一种明显的实体。他们是用“图形与背景”这个概念来表述的。他们认为，一个人的知觉场始终被分成图形与背景两部分。“图形”是一个格式塔，是突出的实体，是我们知觉到的事物；“背景”则是尚未分化的、衬托图形的东西。人们在观看某一客体时，总是在未分化的背景中看到图形的。重要的是，视觉场中的构造是不时地变化着的。一个人看到一个客体，然后又看到另一个客体。也就是说，当人们连续不断地扫视环境中的刺激物时，种种不同的客体一会儿是图形，一会儿又成了背景。说明这种现象的一个经典性例子是图形与背景交替图。
事实上，这种图形-背景交替的现象在日常生活中到处可见。例如，当一位听众在聚精会神地听报告，报告人的讲话就成了“图形”，周围人的议论便成了“背景”。而当这位听众在与旁人讲话时，那么他俩的谈话就成了“图形”，而报告人的发言则成了“背景”。格式塔心理学家认为，图形与背景关系的这类变化，不仅在知觉中起作用，而且在学习和思维中也起作用。
1913年至1917年，苛勒在腾涅立夫岛的大猩猩研究站以大猩猩为被试，作了大量的学习实验研究。这些研究主要是给大猩猩设置各种各样的问题，并观察大猩猩解决这些问题的过程表现。由于他做的实验太多，篇幅所限，不能一一列举。兹仅举两项最有代表性和最有说服力的实验，并加以说明。
(1)“接竿问题”实验
实验时，大猩猩被关在笼内。大猩猩喜欢吃的香蕉放在笼外不远的地方(即用一根竹竿够不着，两根竹竿接起来可以够得着的地方)。笼内有一根较短的竹竿，笼外有一根较长的竹竿。
大猩猩为了取得香蕉，起初用那根较短的竹竿去够香蕉，但竹竿太短，够不到。猩猩常常将竹竿扔向香蕉，连竹竿也丢了。在用一只取名为“苏丹”的大猩猩做实验时，出现了一个戏剧性的场面：苏丹为了取得香蕉，用较短的竹竿拨到了另一根竹竿。当它玩弄这两根竹竿时，好像突然明白了什么，然后将两根竹竿接起来(用较细的竹竿插入较粗的竹竿)，用这根接起来的竹竿够到了香蕉。这个过程是缓慢的，起初把两根竹竿放在一起，苏丹一看到两根竹竿处于这种关系，就能够突然地发现这种关系，然后一次又一次地反复把一根竹竿插入另一根竹竿，从而移到远处的香蕉。
(2)“叠箱问题”实验 叠箱问题实验先是“单箱问题”实验。香蕉挂在笼子的顶棚上。笼内有一只木箱可以利用。要想够到香蕉，须将木箱搬到香蕉下面，然后爬上木箱，跳一下才能够到香蕉。这个问题对于大猩猩来说是一个难题。但是，苏丹在没有帮助的情况下就顺利地解决了这个问题。其他6只大猩猩也在人把箱子置于香蕉之下，或者观看到其他猩猩使用木箱之后解决了问题。叠箱问题就更加困难了。香蕉挂在高处，大猩猩必须爬上叠起的三只木箱的上面才能够到香蕉。
大猩猩解决这个问题表现出一定的困难。起初站在一只木箱上够，却够不到。大猩猩跳下木箱，对周围的木箱和高处的香蕉进行了“良久”的观察，突然，大猩猩终于表现出一种突然的理解，迅速地将三只木箱叠在一起，爬到箱顶，取下香蕉。 （一）知觉律或学习律
在韦特墨看来，学习即知觉重组，因此，知觉与学习几乎是同义词。他提出的一条最基本的知觉律是蕴涵律(1aw of pragnanz，又译包含律)。这就是说，人们有一种倾向，尽可能把被知觉到的东西呈一种最好的形式——完形。如果一个人的知觉场被打乱了，他马上会重新形成一个知觉场，以便对被知觉的东西仍然有一种完好的形式。需注意的是，这种“完好的形式”并不是指“最佳的形式”，而是指具有一种“完整性”。这个过程，也就是前面所说的知觉重组的过程。在这个过程中伴随着五条知觉律：
1．接近律(law of proximity)
人们对知觉场中客体的知觉，是根据它们各部分彼此接近或邻近的程度而组合在一起的。各部分越是接近，组合在一起的可能性就越大。
2．相似律(law of similarity)
人们在知觉时，对刺激要素相似的项目，只要不被接近因素干扰，会倾向于把它们联合在一起。换言之，相似的部分在知觉中会形成若干组。如，我们在小组辩论中，往往几个人争着发言，但我们仍然能从嘈杂的声音中听出某个人的讲话，这是因为这个人讲话的音质始终有相似性的缘故。如果他讲话的音质经常在变化，那就很难从噪音声中分辨出他的话来。
3．闭合律(law of closure)
闭合是指一种完成某种图形(完形)的行动。
4．连续律(law of continuity)
在知觉过程中人们往往倾向于使知觉对象的直线继续成为直线，使曲线继续成为曲线。
5．成员特性律(law of membership character)
在格式塔心理学家看来，一个整体中的个别部分并不具有固定的特性，个别部分的特性是从它与其他部分的关系中显现出来的。
（二）记忆律
格式塔心理学家沃尔夫(Wulf，1922，1938)对遗忘问题所作的经典性研究，是关于视觉图形——简单线条画——的遗忘。他在实验时，要求被试观看样本图形，并试图记住它们，然后在不同的时间里要求他们根据记忆把它们画出来。他发现，当初呈现的样本图形与被试后来相继复制的图画之间存在着许多不同。在有些情况下，再现的图画比原来的图画更简单、更有规则；在有些情况下，原来图画中的某些显著的细节在再现时被更加突出了；而在另一些情况下，再现的图画比最初的样本图形更像某些熟悉的物体了。沃尔夫把这三种记忆组织倾向称之为“水平化”、“尖锐化”和“常态化”。
1．水平化(leveling)
水平化是指人们在记忆中，往往趋向于减少知觉图形小的不规则部分，使其对称；或趋向于减少知觉图形中的具体细节。
2．尖锐化(sharpening)
尖锐化是在记忆中与水平化过程伴随而行的。尖锐化是指在记忆中，人们往往强调知觉图形的某些特征而忽视其它具体细节的过程。在有些心理学家看来，人类记忆的特征之一，就是客体中最明显的特征在再现过程中往往被夸大了。
3．常态化(normalizing)
常态化是指人们在记忆中，往往根据自己已有的记忆痕迹对知觉图形加以修改，即一般会趋向于按照自己认为它似乎应该是什么样子来加以修改的。
尽管这些样本图形并不清楚地表示某一物体，但被试都看到他们与自己所熟悉的物体的相似之处。在所有这类实验中，我们都可以看到被试趋向于画出一幅更清楚、更一致的图画。换言之，即趋向于形成一个更好的完形。因此，被记住的东西并不始终是学习知觉到的东西，而常常是比原来图形更好的完形。同样，遗忘不仅仅是失去某些细节，而是把原来的刺激连续不断地变为具有更好完形的其它某件东西。 格式塔心理学在美国的发展大体上可分为三个时期：
第一为初步接纳时期(1921~1930年)，在这一时期格式塔心理学家及其理论观点初步为美国心理学界所接受。早在1921年考夫卡和苛勒就先后前往美国许多大学讲学，并且，考夫卡于1922年在美国《心理学评论》杂志上发表文章阐述格式塔心理学理论，他与苛勒的一些著作也被翻译出版，苛勒的《格式塔心理学》也于1929年先期用英文出版，他们对行为主义的批评也受到不少心理学工作者的赞同。
第二为迁移时期(1927~1945年)，在这一时期三位格式塔学派的创立者和他们的一些学生相继移居美国，都在美国的一些大学担任教职并从事科研丁作。然而，出于三人所在的大学都没有学位授与权，因此无法培养自己的接班人。同时又因为格式塔学派的著作多为德文版，这无形之中阻碍了其理论的传播，削弱了他们 的影响。
第三为艰难的综合阶段(1945年至今)，尽管美国心理学家对格式塔学派的接纳是很缓慢的，不过它最终还是吸收了众多美国的追随者，他们发展着这一理论并把它运用到了一些新的研究领域，表明这“学派是比较富有生命力的，并且在美国心理学界确立了自己的地位”。
谢里夫在1935年发表了一篇重要的研究报告，这是由美国心理学家运用格式塔的方法和观点撰写的第一篇有分量的论文，探讨了游动现象，开了从众心理研究的先河。阿希继承了谢里夫的研究思路，设计出了更为精密的实验来研究从众心理和首因效应问题，并出版了一本重要的社会心理学教科书，发展了格式塔理论。赫尔森在使美国心理学界了解格式塔学派方面起到了很重要的作用，并通过自己的一些实验研究支持了格式塔理论，他还发表了一系列阐述格式塔理论的文章。考夫卡的学生哈洛关于母爱和同伴对幼小猴子的影响的研究，吉布森关于视知觉的生态学研究，都在一定程度上发展了格式塔理论。另外与格式塔学派有着密切关系的勒温及其弟子的大量的研究，阿恩海姆的美学心理探讨，更证明了格式塔原理具有极大的生命力。
本世纪50年代以来，格式塔学派的诞生地德国，由于有了适宜的政治、文化气氛，这一学派又有了复活的趋势，并对三位代表人物进行了中肯的评价。格式塔学派对日本心理学界的影响也是很大的，这种影响在30年代最显著，并一直持续到60年代。

电影是如何成为可能的：电影的成像原理

文/江寒园

我们经常讨论到的一些电影话题，哪怕是我前几篇从技术角度探讨电影叙事结构的文章，也大多仅仅停留在探讨电影功能的层面，尚未触及到电影的本质属性。那么什么才是一个事物的本质属性？我们研究一个对象时，一般会从两方面入手，即功能和属性。所谓功能，即事物在具体环境下展示的作用与能力；所谓属性即是一事物区别于其他事物的特征。

我们说电影是时空的艺术，是建筑、绘画、雕塑三种空间艺术和音乐、舞蹈、诗三种时间艺术的融合。这些都只是阐述了电影与其他艺术形式在功能上相似的话题，即电影像什么？但并未提到电影区别于其他艺术形式的本质属性，即电影是什么？

事物的本质只有通过功能与属性才能够显示出来。然而我们以往对电影的研究讨论大多集中于它的功能层面，即它作为一则文本所生发出的结构和内容，表现手段和思想感情，而忽略了电影之所以能够区别于其他事物而成为电影，即它的根本属性这一课题。

所谓电影的属性，即是指作为其记录与还原媒介的光波和声波，以及他们所制造出的时空结构。

这就涉及到了电影是如何成为可能的。

我们常以为的，在影院或电脑上看到的电影是他们自动放映的结果，我们只需要机械的接受就好了。其实不然，电影实际上是在我们的大脑中完成的。从电影的放映再到我们的接受中间还有一道大脑的转译程序。

长久以来人们一直以“视觉暂留原理”来解释这道转译程序。所谓视觉暂留，即指影像在人眼视网膜上持续约十分之一秒之后才会完全消失。

举个通俗易懂的例子，应该都有过这类生活体验吧，我们发呆长时间注视某个东西如花纹，眼睛移到别处之后一段时间还会出现这个花纹的影子。这就是影像在视网膜上持续的1/10秒，也就是视觉暂留原理的具体体现。

幻盘也是用这个原理完成的：

一张旋转的圆盘只画有空鸟笼的一面在视网膜上留下影像，根据视觉暂留这一人体的生理现象，这一影像将在视网膜上持续1/10秒后才会消失。如果在这1/10秒内圆盘上画有鸟的那面翻转过来也在视网膜上留下了影像，那么他们将重合在一起，人的眼睛就“看见”了一个鸟在鸟笼里影像，但实际上这个影像并不存在。由于幻盘一直被认为是电影成像的起源，而幻盘是视觉暂留原理的产物，因此人们往往把视觉暂留原理当作运动幻觉的全部解释。

然而在1912年，马克斯·韦特海默（Max Wertheimer）所做的实验对运动幻觉提出了新的解释：

韦特海默用速示器通过两条细长的裂缝先后在幕布上投射两条光线，一条是垂直线，另一条则与这条垂直线成20°或30°角。如果先后投射的这两条线时间间隔很长（如1秒），那么我们看到的是两条 先后出现 的光线，他们各自独立。如果两条光线出现的时间间隔很短（如0.02秒），那么这两条会被看做是同时出现的。可如果这两条线出现的时间间隔在两者之间，则被我们看做是光线从一处向另一处移动。

第一种情况中并未产生运动现象，而第二种情况，我们认为起作用的仍然是视觉暂留原理。而第三种情况实际上并未产生运动，我们却知觉到了运动，韦特海默称其为似动现象（phiphenomenon）。

在这个实验中，我们注意到之所以会出现三种不同的情况，关键在于时间间隔。而第三种似动现象的所包含的时间间隔是处于一种相对较大的时间上下限范围内（0.02s—1s），其时间间隔的范围大于第二种视觉暂留。如果我们将电影以每秒三格或二格的慢速来放映（这种慢速是在视觉暂留所要求的0.1秒之外的，实际是以时间而将两者区分开的控制变量法），尽管非常慢，尽管有闪烁，但是人们仍然会看到影像的运动，这就排除了视觉暂留是运动幻觉这一说法。

似动现象是不以人的意志为转移的，即使清楚的知道并不存在物理运动，人们也同样会这么感知。这源于人的心理因素，这种心理因素我们归纳为现象认同，即人具有把一种几个客体的运动看成是一个单元的倾向，数个分离的静止画面之间的现象认同性的接受使观众把那一过程看做运动。

好了，我知道这种学术性的枯燥语言没人想看，美赞臣那个广告应该都看过吧，那个小孩画了一个图册，每一张都是静止的画面，然后他把画册卷起来从第一页快速翻到最后一页，就出现了蛹虫变蝴蝶的小动画。这就是因人们现象认同的心理因素而产生的似动现象。

视频地址： /show/JqFl-mmdb-7i47K9w5kUyQ...html

现在回头再看哪个幻盘，他只有这一个画格，利用视觉暂留这一生理现象达成两个静态影像的重叠而产生幻觉，但并不能产生运动幻觉。换句话说视觉暂留只能让我们看到鸟在笼子里这一静态画面，并不能让我们看到鸟飞进了笼子里这一动作。而电影是一连串静止画格的运动，超越了幻盘的局限，利用现象认同这一心理现象使我们产生了运动幻觉，这才解释了开头我们所提到的观点——电影是在观众大脑中完成的。视觉暂留仅仅保证了产生运动幻觉的质量，即避免使我们看到电影前后画面间隔中的黑屏，而似动现象才是产生运动幻觉也就是电影的根本原因。可以说，正是由于现象认同才使电影成为可能。

电影的成像正是基于人们的认知错觉，然而这是人类迄今为止最美丽的错觉。

声明： 我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本站部分文字与图片资源来自于网络，转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们(管理员邮箱：daokedao3713@qq.com)，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!