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【聲音哲學】回應袁崇禮博士 哲學、物理學和認知科學該如何共處?

2018/4/1 — 15:44

袁崇禮博士的回應運用了認知科學的框架去理解聲波和聲音,這一點豐富了之前的討論。因此,我希望籍此機會,進一步釐清我的文章要做甚麼,另一方面亦點出,即使在科學界內,認知科學與物理學對「聲音」的看法,也不如袁博士所講般沒有異議。

1.細心的讀者不難發現袁博士提出的理解跟物理學的講法不太一樣。物理學一般都認為聲音是聲波,這點即使只是中學學過物理的讀者應該也會熟識,我們也不難在大學教科書找到例子:

The most general definition of sound is a longitudinal wave in a medium. (Young & Freedman, 2016, p. 529)

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At a physical level sound is simply a mechanical disturbance of the medium, which may be air, or a solid, liquid or other gas. (Howard & Angus, 2009, p. 2)

另外更常見的例子是,物理學的作者直接預設了讀者知道「聲音是聲波」,在文中把「聲音」和「聲波」交替互換而不作區分。當然,有些作者會統一只用「聲波」而不用「聲音」,這正顯示了物理學不必主張「聲音是聲波」。

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認知科學方面,則如袁博士般將「聲音」界定為大腦內的「感知 (perception) 」或「感覺 (sensation) 」。有趣的是, NASA 的一個網頁也把「聲音」界定成「感覺」:

Sound itself is a sensation created in the human brain in response to sensory inputs from the inner ear. (https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/sound.html)

也有些時候,科學家會明確地指出「聲音」可以指兩種不同的東西:

The word sound is often used to describe two different things: an auditory sensation in the ear, and the disturbance in a medium that can cause this sensation. (Rossing, 2007, p. 1)

表面看來,這兩種看法是不相容的:聲波是客觀的,而大腦內的感覺則是主觀的。舉個例,在同一場音樂會內,我和你在觀眾席可以接收到相同的聲波,但我腦中的感覺只屬於我,你腦中的感覺只屬於你,我們不能分享各自腦中的感覺。這樣看,科學界對「聲音」的定義,似乎說不上沒有異議。

不過,我相信物理學和認知科學之所以會以不同的方式定義「聲音」,是因為兩者的研究範疇不同,以致需要提出不同的定義。這兩門科學是否定義了兩個字面相同但內容不同的術語?還是給出了兩個不同的操作定義 (operational definition) ?我不敢為他們下判斷,亦沒打算介入相關討論。我只是想指出在科學上對於「聲音」的定義也不是明瞭且完全相同。

我之前在文章中所做的,只是透過討論都卜勒效應這個例子,展示出兩種聲音理論與日常概念的「聲音」有抵觸之處(注意有引號代表我講的是概念而不是概念所指的東西)。單就此而言,我所談的跟物理學和認知科學是不同範疇的事,互相沒有抵觸:物理學和認知科學不是要處理日常概念,日常概念亦無助我們瞭解聲波和大腦中的感覺。

然而,如果物理學和認知科學是要為日常概念中的「聲音」給出定義的話,那麼我的文章便有相關之處。物理學的看法對應了我所討論的波理論(聲音等同於聲波),故我質疑波理論的同時,便會同時質疑物理學對「聲音」的定義;至於認知科學對「聲音」的定義,在哲學討論中會劃入主觀主義,我在之前的文章沒有討論,日後有機會再探討一下。

物理學和認知科學都沒需要處理日常概念中「聲音」是甚麼意思,故與哲學沒衝突;而兩門科學之間亦可就各自的研究需要給出定義,兩者的定義不相容亦無傷大雅。只不過,沒衝突歸沒衝突,概念之間有沒有分別是另一回事。若因沒衝突而無視了概念之間的分別,難保不會不小心把不同概念混為一談,那便可能對科學研究和科學教育造成不必要的壞影響了。所以我相信無論哲學家還是科學家都有責任去把概念釐清。不同的概念便應分開,這不叫架床疊屋;明知概念不同還把它們混為一談,是知性的怠惰,是做學術不應有的態度。

如果袁博士所講「與科學脫軌」是指我比科學家做多一步,把概念的差異挖出來公諸於世,那麼這似乎只會是一件美事。不過若袁博士的意思是指哲學不去吸收科學研究的成果,只憑空想去對世界指三道四,那麼我便要問一問,究竟袁博士認識的「哲學」人讀的是哪門子哲學?他們不止跟科學脫軌,甚至跟當今哲學也脫了軌。

2. 袁博士舉了一個例子,說無論有沒有人聽到聲音,物理學家還是可以用儀器去測量聲波的頻率。根據他的說法,聲音是腦內的感覺,那麼我們可以推斷,沒有人聽到聲音的話,便沒有人腦內有這種感覺,亦即是說沒有聲音。可是,聲波仍然可以客觀地存在,可以用儀器測量得到。

然而,物理學把「聲音」定義成「聲波」正正是否定了袁博士的例子:聽不到聲音只代表沒有人的腦子有對應的感覺,但聲音(即聲波)仍然客觀地存在。

不知道讀者會覺得哪個結論比較可信 — 究竟沒有人聽到聲波時有沒有聲音?沒有的話,你的判斷便比較貼近認知科學的講法;有的話,你的判斷則比較貼近物理學的講法。

無論你的判斷如何,這也反映了我嘗試證明的一點:日常概念的「聲音」和科學家所定義的「聲音」是不同的概念,不應混為一談。

3. 袁博士認為我講的直覺和錯覺都屬感知的範疇,也許這顯示了不同學科對「直覺」有不同的理解。

我們討論哲學時所提的「直覺」,雖然沒有劃一的定義,但大概意思是泛指「不經有意識的推論過程而下的判斷」,而一般都會將之與感知區分開來。例如我們會有道德直覺,不經推論地判斷傷害無辜的人是不道德的行為。我們也有邏輯的直覺,如不用推論證明便知道「 A or not-A 」是真確的。我們對日常概念的掌握亦讓我們能夠直覺地判斷一個日常概念是否適用於某事物,例如我要判斷某件東西是不是一張椅子,過程中我不用在腦海中找出椅子的定義或典型特徵,然後逐一比對 — 不,我直接一看便會判斷出那東西是不是一張椅子。

我討論日常概念的「聲音」時,便是訴諸最後這種直覺。我不是說直覺能夠作出準確無誤的判斷,這點相信沒有哲學家會同意。我只是想要通過直覺的判斷去追溯日常概念的內容。畢竟,日常概念這東西是我們小時候在生活中不經不覺中便學會,爸媽不會教我們「椅子」、「聲音」的定義,但我們還是能夠掌握這些概念。這表示我們不可能在記憶深處找出一個日常概念的定義,亦講不出一個日常概念如何形成,而只能在應用這些概念的過程中整理出一條理路。這是研究目標給研究方法所下的限制。

4. 袁博士給「錯覺」提出了一個操作定義,大意是將錯覺歸因於大腦的感知機制的干擾。嚴格來說,這只能適用於部分認知科學討論的錯覺。且讓我再用在之前的回應引用的心理學家 Richard L. Gregory 的著作《 Seeing through Illusions 》作例說明。 Gregory 把錯視 (visual illusion) 的原因劃分成物理和認知兩大類,而物理一類之下,再細分為光學 (optics) 和訊號 (signals) 兩類。光學一類的例子包括了微弱的光線 (dim light) 、低對比度 (low contrast) 、水中的木條 (stick-in-water) 、彩虹等等 (Gregory, 2009, pp. 90-91) 。我們實際觀看到這些例子時,大腦只是正常地解讀映射在視網膜上的光影,沒有去干擾甚麼。

當然,你可以說這只是一家之言,不代表整個認知科學,但我主要想提出的只是認知科學對錯覺的定義沒有共識,以及沒有明確的定義。若有認知科學家提出不同的定義,那便印證了前一點。至於後一點,我們要留意有沒有一個定義可以適用於認知科學家討論的所有錯覺例子(不會過窄),而又不會包括他們不認為是錯覺的例子(不會過闊)(我們暫時假設認知科學家一致同意錯覺的例子有甚麼)。暫時我還未找得到這樣一個定義,但必須承認我閱讀過的文獻數量始終有限,我找不到不代表甚麼。若袁博士找到的話,還望能跟讀者分享,並證明該定義沒有過闊和過窄的毛病。

5. 袁博士指大腦會主動將感官訊息補漏,並舉我們一般不會留意到眨眼和眼速動 (saccade) 去說明。我不知讀者會否認同這些是錯覺,但值得一提的是,大腦的這些主動機制其實是幫助了我們更準確有效地獲取外界的資訊。試想像眼睛每一下速動都在經驗中呈現成影像的跳動,這會對我們的日常生活造成多大影響。這樣看,大腦將眼速動和眨眼的負面影響排除掉,效果是令我們的感知經驗更符合客觀現實。把這種現象稱為「錯覺」,恐怕連認知科學家都不會一致同意。

6. 幸好,我們有比感官更精確的儀器去測量外界的事物。如果要依賴聽覺經驗的話,我們恐怕再過一千年都沒法認識都卜勒效應的原理。物理學讓我們認識到聲波,從而讓我們可以根據物理學家的研究成果去反思我們的日常概念,並發現日常概念與真實的物理世界不相容之處。無論是物理學還是認知科學,都為哲學家提供不少哲學討論的根據,令不少哲學家都渴求着更多的科學知識,亦可見科學對哲學的發展有很大幫助。當科學家以為哲學家與科學脫軌時,其實倒是反映了科學家與當今哲學討論脫軌。

References

Gregory, R. L. (2009). Seeing through illusions. New York, NY: Oxford University Press.

Howard, D. M., & Angus, J. A. S. (2009). Acoustics and psychoacoustics (4th ed.). Oxford, UK and Burlington, MA: Focal Press.

Rossing, T. D. (2007). In T. D. Rossing (Ed.), Springer handbook of acoustics (pp. 1-6). New York, NY: Springer.

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2016). Sears & Zemansky’s university physics with modern physics (14th global ed.). Harlow, UK: Pearson.

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