陈霖:三十年改写认知科学权威理论
日期:2014-5-29 16:49:51| 作者: | 来源 :转载 | 阅读: 1869次

编辑部时间:2013-05-23

  就听说中科院生物物理所有位很“牛”的老师,不仅学问做得好,为人也堪称楷模。然而,约访陈霖却是缘于他刚刚当选为国际认知科学联合会主席。或许只有内行才清楚这一职位的特殊意义。国际认知科学联合会是全球认知科学界的学术组织,会员来自许多国家和地区,包括国际认知科学界诸多知名学者。

  早在1982年,陈霖就在《科学》上提出拓扑性质知觉理论,向近代占统治地位的“由局部性质到大范围性质”的理论提出挑战。20多年来,他用令人信服的实验不断地完善和论证着这一假说,使之成为具有世界影响力的理论,我国的认知科学研究也引起越来越多国外同行的关注和认可。

  2月23日上午,记者在中科院生物物理所见到他时,陈霖刚从医院回来,看起来有些憔悴,但对待我们的采访仍非常认真。

  ———非常事迹———挑战世界主流观点

  陈霖说,认知科学是心理科学发展的一个阶段,是对人类的心理和精神活动的科学的研究。如果说基础科学面临四大问题:物质的本质、宇宙的起源、生命的本质和智力的产生。前三大问题基本上是关于物质世界的。而认知科学要研究的第四大问题———智力的产生———却是关于心理和精神世界的。要在认知科学领域做出原创性的贡献,就是要提出不可由其他科学所替代的、适合描述心理和精神世界的特有的科学变量、概念和方法论。

  2003年陈霖被评选为中国科学院院士,成为著名心理学家潘菽院士去世15年以后,中国科学院选出的唯一的一位心理学院士。但是在80年代初期他发表《科学》论文挑战世界“权威”时,他还只是国际学术界的一个初出茅庐的“毛头小子”。

  1982年,陈霖在美国《科学》上发表题为《视知觉中的拓扑结构》(Topological structure invisual perception)一文,对于“知觉过程从哪里开始”这一根本问题,提出知觉拓扑结构和功能层次的理论。与半个多世纪以来一直占统治地位的“由局部性质到大范围性质”理论不同,他认为,知觉活动主要是由大范围向局部进行的,而且这种大范围性质可以用拓扑性质来描述,以大范围拓扑不变性质为基础的各级几何不变性质是图形知觉的基本表达。这样的“大范围首先”的拓扑性质知觉理论,为知觉组织研究提供了一个科学准确描述的不变性知觉的系统理论。

  他举例说,一块橡皮上有个洞,尽管反复揉搓变形,洞的形状发生变化,但人们依然会觉得橡皮上只有一个洞。洞就是一种典型的拓扑性质。我们近30年的研究表明,人的视觉过程是从知觉的大范围性质开始的。

  这在当时看来简直不可思议,不仅是因为它向世界主流观点发出挑战,更是因为该理论的提出者竟是一位名不见经传的“毛头小子”。

  让学术批评来得更猛烈一些

  “近30年,对‘大范围首先’理论的建立和系统的发展,是一条漫长而艰辛的道路。”

  面对记者的关于他的研究历史过程和体会的提问,陈霖引述这样一句话。最近国际刊物《视觉认知》为了“把拓扑学研究方向的重要性带给广大西方读者”(主编语),出版了关于“大范围首先”的拓扑性质理论的专辑。在这期专辑中,陈霖应邀撰写了主题论文,10余位国际同行发表了评论文章,陈霖写了“作者回答”的论文。陈霖告诉记者,在这篇“作者回答”的论文中第一句话就是上边这句话。

  上世纪80年代初,刚刚从美国加州大学学成回到母校的他,在一间由厕所改建成的不到10平方米的实验室开始研究工作。“别看那间实验室小,我可是经过一番‘竞争’才得到的。”回想起起步时的艰难,陈霖不由慨叹。然而,与二三十年间所开展的无数次实验相比,这倒更像是一件“轶闻趣事”。

  “在《科学》或者《自然》等国际上权威杂志发表文章一般可分为两种:一种是在热门大潮流中的重大发现,这样发文章可以说是皆大欢喜的事;另外一种是反潮流的文章,发表相对可能更困难,越是原创性的思想,越容易遭到质疑。”陈霖说。

  2003年,陈霖和他的同事们再次在《科学》上发表有关拓扑知觉理论的脑成像的生物学证据的论文,文章题目是《视腹侧通路在长距离似动中的贡献》(Contributions of the Visual Ventral Pathway to Long-RangeApparent Motion)。为了发表这篇论文,陈霖和他的同事们花了整整近5年的时间,其中包括《科学》杂志的严格审稿过程,跟审稿人的多次讨论,甚至补充新的实验。但是陈霖认为这种严格、健康的科学批评文化对于科学的发展是至关重要的。他说没有这样的学术批评,这篇《科学》论文不可能写到这个水平。“竞争对手都是世界上最聪明的人,我们的理论就是在他们一次次的学术批评中完善起来的。”陈霖对此心存感激,他说,如果不是一开始就进入到国际水平的学术批评环境中接受严格甚至严酷的锻炼,可能就没有“大范围首先”的拓扑性质知觉理论的今天。

  30年做对一件事

  如果说能从纷繁复杂的现象中总结出一个理论,需要的是“高屋建瓴、势如破竹”的勇气和魄力,那么能在近30年的时间里,面对国内外同行的各种质疑,仍不断论证完善自己的理论,没有“坚忍不拔、锲而不舍”的精神肯定不行。

  与主流观点相抗衡了近30年,坚持下来的陈霖和他的同事们、研究生们,已经把这个理论应用到不仅视觉问题,而且成功地应用到注意、记忆、学校、意识乃至情绪等广泛不同认知层次的研究。陈霖认为这样广泛的实验证据可能说明我们做对了一件事,这就是经过近30年的努力,我们找对了一个适合描述认知心理过程(属于精神世界)的基本变量,即拓扑性质定义的“知觉物体”可能是认知过程操作的基本单元。他认为如今自己的理论已进入到“说它不对比说它对还要困难”的阶段。

  ———非常对话———

  只强调论文数量的倾向正在成为历史

  记者:您为了完善一篇论文,花了三四年的时间,在现在的论文考核体系下似乎不太可能。您是怎么坚持下来的?

  陈霖:应当看到我们国家的科研评价体系正在完善和发展。应当说那种只强调论文数量的倾向在我国科技界正在成为历史。例如说,这些年科技部关于国家重点实验室的评价标准就说得非常明确,不单纯强调论文的数量,而且不仅是要求发表单篇高影响因子的论文,而是要求要有原创性的、系统性的贡献。

  记者:在您看来,科学家应该具备什么品质?

  陈霖:我想用3个方面来概括我自己的体会。第一方面是“高屋建瓴、势如破竹”,这就是在错综复杂的心理和精神活动的现象中,在浩如烟海的文献历史中,凝练好的科学问题的能力和气概。第二方面是“坚忍不拔、锲而不舍”,这就是求是、追求科学真理的超常毅力。第三方面是“精益求精、慎之又慎”,这就是严格再严格的科学态度。“慎之又慎”是引用自周恩来总理的一个题词。这种严格的科学态度是在基础科学的重大基础理论问题上有原创性的、系统贡献所必需的态度。

  造假就是断送科研生命

  记者:您对目前炒得沸沸扬扬的“院士课题组涉嫌学术造假”事件怎么看?

  陈霖:对于这件事情本身的原委,我不清楚,无法评价。我只想说,造假就是断送一个科学工作者自己的科研生命。另外一点,学术评价的问题是一个复杂的问题,要下“学术造假”的结论应当慎重。

  记者:学生和导师论文联合署名呢?

  陈霖:原则上署名是一个严肃的事情。署了名的人,都对该论文有责任。特别是作为研究生的导师,更有不可推卸的责任。

  ———非常评价———

  陈霖立足国内,在认知科学领域,提出并以大量实验证明了他提出的新理论,培养和凝聚了一支具有国际竞争力的科研团队,建设了具有国际影响力的认知科学基地。同时,陈霖教授的成就给当前我国科技工作者,特别是青年以有益的启发。在快速发展的科学前沿研究中,一个成功的科学家必须要有自信和科学的怀疑精神。在面对权威们的不同意见时,陈霖教授没有气馁,没有放弃,在频繁的学术争论中,经过20多年的努力,一步一步地证实了自己的假说,最后赢得了国际科学界的承认。———周光召

  ———人物档案———

  陈霖

  中科院生物物理所脑与认知科学重点实验室主任,北京磁共振脑成像中心(国家大型科学仪器中心)主任。

  1982年在《科学》杂志上原创性地提出了“大范围首先”的拓扑性质知觉理论,向半个世纪以来占统治地位的“局部首先”的理论提出了挑战。随后近30年的时间里,在与国际上持不同学术观点的学者的争论与交流中,他以令人信服的系列科学实验不断地完善和论证着这一假说,进而成为有国际影响力的理论。

  他的成果也被《科学》(2003)、《美国科学院院报》(2003,2007)等著名学术刊物多次刊登。2005年,国际知觉杂志《Visual Cognition》以专辑的形式刊载了陈霖的成果并配发了大量国际著名学者的肯定性评论的文章。

  2003年,当选为中科院院士。2004年,获“求是杰出科学家奖”。

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