研究4 小心视崖
Gibson, E.J., & Walk, R.D.(1960).The “visual cliff.” Scientific American, 202(4), 67-71.
在心理学界，人们常常提起一则有关S.B.先生（为了保护他的隐私，用字母代替真名）的趣事。S.B.天生看不见东西，直到他52岁时，一种新出现的先进手术（即现在已很普遍的角膜移植术）才使他恢复了视力。虽然S.B.获得了视力，但并不意味着他自动地获得了和我们正常人一样的视知觉能力。这一点在手术后不久，他的视力还没完全恢复的时候，就变得十分明显。当S.B.从医院的窗户向外望时，他十分好奇地发现楼下的地面上一些小东西在移动着，于是他爬到窗边，想探下身子看个究竟。幸亏医院的工作人员及时阻止了他的行动。他当时住在四楼，下面移动着的小东西是汽车！尽管S.B.现在能够看见东西，但他不能知觉深度。
实验心理学家感兴趣的领域之一是我们用视觉感知和解释周围世界的能力。由此产生了一个重要的问题——这种能力是天生的还是后天习得的——先天—后天的问题再一次被讨论。许多心理学家认为，我们最重要的视觉能力就是深度知觉。你可以想象一下，一个人如果没有深度知觉能力，其生存将变得多么困难和痛苦。你会撞上东西、不能判断猛兽离你有多远，或者会从悬崖上掉下来。因此，从逻辑上可以假设人对深度的知觉能力是一种天生存在的机制，是不需要经验来发展的。然而，正像埃里阿诺·吉布森（Eleanor Gibson）和理查德·沃克（Richard Walk）在他们文章中写到的那样：“婴儿在爬行和蹒跚学步阶段，很容易从或高或低的地方跌下来。大人们必须很警惕，以防止婴儿爬到儿童床的床栏边或楼梯口。当婴儿的肌肉协调能力成熟后，他们开始能自己避免跌落。通常人们认为，孩子是从经验中学会认识容易摔跤的地方的，即从有过自己跌落和受伤的经验中学习”（P.64）。
在实验室里，研究者欲科学地研究深度视知觉能力。为此，他们构思并设计出了一种叫作“视崖”的实验装置。
理论假设
如果你想找到动物或人在发展过程中获得深度知觉的关键点，一种方法是把他们放在悬崖边上，看他们能否让自己不掉下去。这个建议十分可笑，因为从伦理上说，这可能伤害到无法知觉深度（特别是高度）的被试。“视崖”则解决了这个问题，因为它能造成视觉上的视崖，而实际上并没有真正的悬崖存在。他们是如何做的，我们将在后面详细介绍。这种装置的重要意义在于，可以把婴儿或小动物放在视崖上，观察他们是否能知觉到这种悬崖并进行躲避。如果他们不能这样做，而从“悬崖”上跌下来，他们也并没有真正落下的危险。
吉布森和沃克在这篇文章中持有“先天论”的观点，他们相信深度知觉和避免从高处跌落的能力是自动生成的，是我们生理机制的一部分，因此它们不是经验的产物。经验主义者则持相反的观点，认为这种能力是习得的。吉布森和沃克的视崖允许他们提出这样的问题：人或动物在发展的哪个阶段才能对深度和高度刺激作出有效的反应？对不同种类和生存环境不同的动物，这种反应出现的时间是否相同？
方法
视崖装置的组成：一张4英尺①高的桌子，顶部是一块透明的厚玻璃（见图1—6和图1—7）。
资料来源：引自Mark Richards/Pohto Edit Inc.。
①1英尺≈30.48厘米。——译者注
桌子的一半（浅滩）是用红白格图案组成的结实桌面。另一半是同样的图案，但它在桌子下面的地板上（深渊）。因此，从浅滩边上看，图案好像直接落到了地面，但实际上一块玻璃覆盖着整个桌面。在浅滩和深渊的中间是一块1英尺宽的中间板。使用这种装置对婴儿施测的过程十分简单。
这项研究的被试是36名年龄在6到14个月之间的婴儿。这些婴儿的母亲也参加了实验。每个婴儿都被放在视崖的中间板上，先让母亲在深的一侧呼唤自己的孩子，然后再在浅的一侧呼唤自己的孩子。
为了比较人类与小动物的深度知觉能力，对其他种类的动物也进行了视崖实验（当然没有母亲的召唤）。这些动物被放在视崖的中间“地带”，观察它们是否能区别浅滩和深渊，以避免摔下“悬崖”。你可以想象一下，将许多种小动物汇集到康奈尔大学的心理实验室做实验，是一个多么独特而有趣的情景。这些动物包括小鸡、小海龟、小老鼠、小绵羊、小山羊、小猪、小猫和小狗。有人可能会问：“这些动物是否是同一天接受测试的？”
请注意，这项研究的目的是检测深度知觉是后天习得的还是天生的。这个实验方法之所以巧妙，是因为可以回答或至少开始回答这个问题。毕竟，我们无法向婴儿或小动物询问他们是否知觉到深度，而且就像上面提到过的那样，他们也不能在真正的悬崖上进行试验。心理学上很多问题是随着新的实验方法的进步而得到答案的。吉布森和沃克早期研究的结果在这方面给我们提供了一个很好的案例。
结果和讨论
在研究中，9名婴儿拒绝离开中间板。虽然研究者没有解释这个问题，但这可能是因为婴儿太过固执。当另外27位母亲在浅的一侧呼唤她们的孩子时，所有的孩子都爬下中央板并穿过玻璃。然而只有3名婴儿，当母亲在深的一侧呼唤他们时，极为犹豫地爬过视崖的边缘。当母亲从视崖的深渊一侧呼唤孩子时，大部分婴儿拒绝穿过视崖，他们远离母亲爬向浅的一侧；或因不能够到母亲那里而大哭起来。婴儿已经意识到视崖深度的存在，这一点几乎是毫无疑问的。“通常他们能透过深的一侧玻璃注视下面的深渊，然后再爬向浅滩。一些婴儿用手拍打玻璃，虽然这种触觉使他们确信玻璃的坚固，但还是拒绝爬过去”（P.64）。
这些研究结果能证明人类知觉深度的能力是天生的而不是后天习得的吗？明显不能！因为在这项研究中，所有婴儿至少已经有了六个月的生活经历，在这段时间内，他们可能通过尝试错误而学会了知觉深度。然而，六个月以下的婴儿由于不具备自主运动的能力，所以不能接受实验。这也是吉布森和沃克用各种动物作为实验参照的原因。众所周知，大部分非人类的动物获得自主运动的能力比人类婴儿要早得多。动物测试的结果很有趣——不同种类动物知觉深度能力的发展与它们的生存需要有关。
例如，小鸡出壳后，就必须马上开始自己觅食。当研究者把出生不足24小时的小鸡放在视崖上接受测试时，它们从不会犯跌下深渊的错误。
小山羊和小绵羊在出生后很快就可以站立、行走。从能站立的那一刻起，它们对视崖的反应和小鸡一样准确而可预测，一次错误也没有。当研究者把一只出生仅一天的小山羊放在深渊的一侧玻璃板上时，它变得惊恐呆滞，表现出防御性姿态。随后，如果把它推向浅滩的一侧，它则变得轻松自在，并跳向看似坚实的表面。这说明视觉起着完全的控制作用，动物虽然能感觉到在深渊一侧的上面有坚实的玻璃，但这种感觉没能影响它们的反应。
而对于小老鼠则是另一回事了。它们对浅滩没有表现出明显的偏好。你认为这种差异为什么会存在呢？在你得出“小老鼠比较愚蠢”这样的结论以前，先来看看吉布森和沃克的解释：小老鼠对视觉依赖性不大。实际上，它们的视觉系统不够发达。因为它们属于夜间活动的动物，在黑暗中靠鼻子上坚硬的触须帮助其四处活动，靠嗅觉感知食物的方位。所以，当一只小老鼠被放在中间地带时，它不会被视崖所欺骗，因为它不是用视觉来决定走哪条路的。对小老鼠的触须而言，深侧和浅侧的玻璃在感觉上没有区别，所以小老鼠离开中间地带走向深侧的概率与浅侧是相同的。
你可能会猜测，小猫也有同样的结果。它们主要在夜间活动，而且也有触须。然而，猫是食肉动物，不像老鼠一样是食腐动物。因而它们更加依赖视觉。相应地，自从它们能自主运动起（约在出生后4周），小猫便具有极好的深度知觉能力。
尽管有时这篇研究文章（特别是讨论部分）听起来好像是给孩子讲的动物故事，但还要说明的是，各种动物中在视崖上成绩最差的是海龟。研究者选择的海龟是水栖类动物，因为研究者猜测由于海龟自然生活的环境是水，它们可能更喜欢深的一侧。然而，事实证明，聪明的海龟知道它们并不是真的在水里，它们中的76%都爬到浅的一侧。但是也有24%的小海龟“越过边界”。“数量相对较多的小海龟选择了深侧，这一事实可能表明这种海龟的深度知觉能力比其他动物要差，也可能是它的自然生活环境使它较少‘害怕’跌落的状态”（P.67）。很明显，如果你生活在水中，在防止跌落方面，深度知觉能力对于个体生存的价值将会减小。
吉布森和沃克指出，他们所有的观察结果和进化论完全一致。也就是说，所有种类的动物，如果它们要生存，就必须在能够独立行动时发展感知深度的能力。对人类来说，这种能力到6个月左右才会出现，但是对于鸡、羊来说，这种能力几乎是一出生（一天之内）就出现了；而对于老鼠、猫和狗来说，大约在4周时出现这种能力。因此，作者得出结论：这种能力是天生的。因为如果通过尝试错误而获得这种能力可能会带来过多潜在的、致命的危险。
那么，如果说我们在生理上已经具备了足够的能力，为什么仍有那么多儿童会摔跤呢？吉布森和沃克解释说，这是因为婴儿的深度知觉能力比他们的行动技能成熟得早。实验中，许多婴儿在中间带转身时，会借助深侧玻璃来转换支撑点，当他们开始转向浅侧并爬向母亲时，有的甚至倒在深的一侧。如果那儿没有玻璃，一些婴儿会真的摔下悬崖。
批评与后续研究
对于研究者所得结论，批评得最多的一点是它们是否能证明人类天生具备深度知觉。前面已经提到，当婴儿在视崖上接受测试时，他们已经学会了避免这种情况。后来，有研究把年龄在2到5个月之间更小的婴儿放在视崖深侧的玻璃上，这时所有的婴儿都表现出心率变慢。这种心率变慢是感兴趣的信号，而不是恐惧的信号，恐惧应伴随着心率加快（Campos et al.，1978）。这表明这些婴儿还没有习得对落差的恐惧，稍后他们将学会这种规避行为。这些发现与吉布森和沃克的结论恰恰相反。
然而，应该注意到，对于我们什么时候开始能感知深度这一问题，学术界仍在继续争论（先天论者对经验论者），许多为寻找这一问题答案的研究都使用了吉布森和沃克的视崖装置。此外，另一使用视崖的相关研究得到了一些有趣的结果。
由索兹等人（Sorce et al.，1985）进行的研究是个很好的例子。他们把1岁的婴儿放在视崖上，落差不深也不浅，大约30英寸②。当婴儿爬向视崖时，他会停下来往下看。在另一边，与吉布森和沃克的研究一样，母亲在那里等待。有时母亲根据指令在脸上做出害怕的表情，有时则看起来兴高采烈和兴趣盎然。当婴儿看到母亲害怕的表情时，他们会拒绝再向前爬。然而，当看到母亲高兴的表情时，大部分婴儿会再次检查悬崖并爬过去。当落差被变得很浅时，婴儿不再观察母亲的表情而径直向前爬。婴儿这种通过非语言交流以改变行为的方式叫作“社会参照”。
②1英寸≈2.54厘米。——译者注
近期应用
吉布森和沃克发明的视崖装置，在如今研究人类发展、认知、情绪甚至心理健康等方面都发挥着重要的影响。
伯杰和爱波勒（Berger & Adolph，2003）最近的一项研究引用了吉布森和沃克的早期研究，他们关注初学走路的儿童是如何分析深度特征，特别是在过桥任务中。研究者哄着年龄较小的初学走路的儿童（16个月），走过不同宽度的桥，一些桥有扶手，而另一些没有。研究者发现，婴儿显然更有可能从较宽的桥穿过，而不是较窄的（16个月的婴儿非常聪明）。然而，更有趣的是，研究者发现，如果在有扶手的情况下，婴儿更有可能试着从窄的桥穿过。“在迈上桥之前，婴儿会试探桥和扶手，并且设计出另外的过桥策略的婴儿，更有可能成功穿过桥。”这些对传统的工具概念化提出了挑战：婴儿使用扶手作为保持平衡的手段，并执行在没有扶手的情况下不可能完成的目标导向任务”（P.594）。
如何使用技术性视崖的思想来帮助恐高症（一种非理性的恐惧高度）的人？在人群中，恐高症的流行率是1/20。假设你是一名治疗师，如果你想让恐高症患者“直面他们对于高度的恐惧”的话，你也许不会有太多客户了。为什么？因为他们实在太恐惧了！当一个人确实患有某种恐惧症，他会不惜一切地去避免接触害怕对象或情境。结合吉布森和沃克的一项研究发现，能引起恐高症者害怕的虚拟跌落，其治疗效果对患者的作用很小。研究提示我们考虑更有效、更便捷的治疗手段，来减少非理性的恐惧（Coelho et al.，2009）。
结论
由于吉布森和沃克的创造发明，行为科学家能够用一种明确、系统的方式去研究深度知觉能力。行为科学家对这种能力和其他认知能力到底是天生的还是后天习得的这一问题一直处于争论中，真相可能是一种折中的情况，即认为是先天与后天的交互作用所致。正如很多研究者指出的，深度知觉能力可能在婴儿一出生就已经具备了，但害怕跌落和避免危险是婴儿到了能够爬行的年龄并遇到危险后，通过经验习得的。
但是不管怎么说，像视崖这种优秀的方法，是一种研究方法学上的进步，它使我们得以继续去探寻答案。
Berger, S., & Adolph, K.(2003).Infants use handrails as tools in a locomotor task.Developmental Psychology, 39, 594-605.
Campos, J., Hiatt, S., Ramsay, D., Henderson, C., & Svejda, M.(1978).The emergence of fear on the visual cliff.In M.Lewis & L.A.Rosenblum (Eds.), The development of affect.New York: Plenum Press.
Coelho, C., Waters, A., Hine, T., & Wallis, G.92009).The use of virtual reality in acrophobia research and treatment.Journal of Anxiety Disorders, 23, 563-574.
Sorce, J., Emde, R., Campos, J., & Klinnert, M.(1985).Maternal emotion signaling: Its effect on the visual cliff behavior of 1-year-olds.Developmental Psychology, 21，195-200.