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瞳孔是人类思维活动的灵敏指示器(2)

比提和我很关注有节奏的任务,例如在加1任务中,我们能准确地了解受试者每时每刻的大脑活动。我们记录了跟着节拍器说出的一串数字,并指示受试者在保持节奏的情况下,逐一重复或是转换这些数字。我们很快发现,瞳孔的大小会逐秒发生变化,这也就反映了任务的难度在不断变化。瞳孔随时间变化的曲线图最后呈倒V字形。如果去做加1和加3任务,你会发现每听到一个新数字,任务难度就会加大一些,最后达到一个几乎令人难以接受的极限。那时,你会在节拍中或停顿时极快地说出转换后的数字,这就相当于“释放”了自己的短时记忆,然后,你才渐渐感到放松了一些。瞳孔大小的数据与受试者的体验非常吻合:数字位数越多,瞳孔扩散得越大;任务的难度与付出的努力相符合;瞳孔扩散到最大的时候也正是付出努力最多的时候。与立刻重复一个7位数相比,4位数的加1任务会使瞳孔扩散得更大。加3任务则更为困难,这项任务是我所观察到的要求最高的任务。仅仅在前5秒钟,瞳孔就扩散了50%,心跳每分钟增加了7拍。这是一个人能达到的最大工作极限—如果超过这个极限,人们就会自动放弃。当我们给实验受试者的数字超过他们所能承受的范围时,他们的瞳孔就会停止扩散或是收缩。

我们在宽敞的地下室套间里工作了几个月,套间里有相关闭路系统,可以将受试者的瞳孔投影在走廊的屏幕上;我们同时还可以听到实验室里的情况。投射出来的瞳孔直径大约是一英尺;观察受试者工作时的瞳孔变化是件非常有趣的事,引得那些来我们实验室参观的人纷纷驻足。我们预测受试者何时会放弃任务,自娱的同时也给参观者留下了深刻的印象。在心算一道乘法题时,受试者的瞳孔会在几秒之内变大并保持那样的大小,直到她算出答案或是放弃。我们在走廊里观察这些瞳孔时,时常会让受试者和参观者感到惊讶。我们会问受试者:“为什么你刚才停下来了呢?”实验室里的人经常会问:“你是怎么知道的?” 我们回答:“因为我们看见了你心灵的窗户。”

我们在走廊里随意的观察有时和正式的实验一样能说明问题。在两个任务的间隙,我随意看了一下某位女性的瞳孔。她把头放在了装置上,所以当她与实验人员进行例行谈话时,我能够观察到她的瞳孔变化。我惊讶地发现,她的瞳孔并没有伴随谈话和倾听而发生明显的扩散或收缩。与我们研究的任务不同的是,平常的谈话明显只需要一点努力或是完全不费力—不会比记住两位或三位数需要的精力多。这是灵感迸发的时刻:我意识到我们选择研究的任务全都是需要付出特别多努力的。我的脑中闪现一个想法:我们大脑的生活步调(现在我爱用系统2的生活步调来代替)大多像是在悠闲地散步,有时候会变成慢跑,只有在极少数的情况下,才会如短跑冲刺。执行加1和加3任务时,大脑就像是在短跑冲刺;而平时随意的聊天,大脑就如同在漫步。

我们发现,如果人的大脑正处于冲刺的状态,就有可能(对次要信息)产生有效的屏蔽。 前文提到的《看不见的大猩猩》一书的作者就是通过让观察者持续专注于数传球次数而对那只“大猩猩”视而不见的。我们通过加1任务提供了一个不那么夸张的例子。当受试者在执行加1任务时,我们会给他们看一串快速闪过的字母。我们要求受试者对加1的数字任务给予充分的重视,但是在这个任务即将结束时,他们也需要说出字母K是否在整个实验中出现过。这个实验的主要发现是,人们锁定和报告指定字母的能力在执行任务的10秒钟内发生了变化。如果字母K出现在加1任务的开始或结尾,几乎所有观察者都不会错过,但如果字母K出现在大脑活动最为频繁的中间时段,就算彼时他们正睁大眼直直地盯着这个字母,也会生生错过它。没能发现字母K的线形图与瞳孔大小变化所呈现的倒V形是一致的,这种一致性再次证明:瞳孔是衡量与思维活动形影不离的生理刺激的标尺,我们可以通过瞳孔了解大脑的运行状况。

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