第二章 文獻探討…
第三節 觸動覺系統…
獻小結。
第一節 身體尺度
Gibson (1966, 1986) 認為動物可透過視覺管道來導引其行為，起因於環境中的物體
表面或事件能賦予動物產生行動的可能性，意即環境賦使是環境相對於動物的某一種特
定屬性，也是環境本質參照於動物體的特定關係，是故環境賦使以動物和環境的關係為
基礎，無強弱大小之分，行為產生的關鍵就在於動物能否透過知覺管道察覺兩者間的關
係。比方說某一條道路提供動物體移動的機會，例如地上表面結構（水、泥土、或石塊）
與人體重量的關係是通行道路與否的重要條件，道路上的硬度賦予人在其表面上行走的
可能性，反之水面若規劃道路則無法讓人通行，因此，動物若要採取某行動以達到其目
的，必頇覺知環境與行動系統之間的關係。Warren (1984) 在視覺引導登階動作的研究
中，採用內在固有的 (intrinsic) 單位，稱之為身體尺度來解析視覺訊息和登階者行動之
間的關係。
Gibson 假定環境中的物體 (objects) 有其完整而不可切割的特性，且得以被動物體
覺知，因為物質 (substance) 構成的表面 (surfaces) 具有下列幾項生態定律：
1. 所有維持在恆常狀態的物質都具有表面，且這些表面可形成環境佈局。
2. 物質具有黏性，故表面能抵抗變形與破壞。
3. 物質有凝聚與結合的特性，可防止表面的碎裂與瓦解。
4. 不同物質可組織或構成具有不同紋理的表面結構，泛指佈局的結構與呈現顏色。
5. 當表面被微弱或強烈的光所照亮，可形成不同的亮度與陰影。
6. 不同物質的表面除了具有特定的反射係數外，亦可吸收不同比例的光。
所以個體能自在地生存於環境之中，透過感官之看、聽、聞、與觸碰等活動，獲
取環境佈局中既存的特性，有助於持續地控制自身的動作行為。不傴如此，為了辨別環
境中無數的物質，個體亦頇藉由看見或觸碰的不同表面以獲知其特質。任何動物所處的
環境包括光、聲音、物質、物體、表面都具有其結構與固有的意義，即 Gibson 慣稱的
環境訊息。訊息處理觀點認為訊息只是單純的刺激，需透過認知介入來主觀評述，訊息
才具有價值與意義，然而 Michaels 與 Carello (1981) 指出環境訊息允許知覺系統產生既
豐富又精確的直接知覺，以下分別以知覺恆定性 (perceptual constancy)、生態物理學
(ecological physics)、與幾何學概念 (geometric concept) 進一步引述不變性的概念。
知覺恆定性意指個體附近的刺激產生改變時，依然能覺知物體恆常的特質；當個體
靜止但物體移動、個體移動但物體靜止、或個體與物體皆動的情況下，個體可從所擷取
視覺光流 (optic flow) 的改變，覺知尺寸 (size)、亮度 (brightness)、與形狀 (shape) 不變的
特質。比如由角球區飛往禁區的足球，儘管其影像逐漸擴大，守門員仍可覺知它正快速
地往球門接近，而非真正變大；穿著白襯衫打著黑領帶的上班族，不管在太陽底下或昏
暗的辦公室裡，仍可看出他白色與黑色具備鮮明對比的穿著；不管站在哪個角度看會議
桌，它的形狀都是維持恆定而不改變；簡言之，找尋環境中的不變性，即是在搜查由光
所建立之物體與知覺者的橋樑 (Michaels & Carello, 1981)。一般醫學或解剖生理學認為
人的眼睛之所以能看見色彩豐富且明暗分別的環境，主要是因為腦部與眼睛構成精密的
視覺系統，其虹膜 (iris) 中央的瞳孔 (pupil) 控制進光量的大小，入射光通過水晶體 (lens)
而投射在眼底的視網膜 (retina)；而視網膜上散布著無數的感光細胞負責將光轉變為電脈
衝，其中桿狀細胞 (rod) 對於光線的明暗極敏感，而主要生長在中央小窩（或稱中央視
區，macula）的錐狀細胞 (cone) 則對於色彩、輪廓的辨別較敏銳；透過多樣的收集細胞
將感受刺激後傳至枕葉的視覺皮層，做進一步的辨認，然而屬於帄面 (2-D) 的視網膜上，
如何能在腦部中型塑出我們眼中的三維 (3-D) 立體世界，關鍵在於視網膜上並非成像我
們所看到的事物，（瞿錦春、張芬芬，2006）。Gibson (1961) 提出生態光學 (ecological optics)
的概念來解釋有關動物與環境間光的物理量，換句話說，充滿光的環境即在動物體眼前
形成具有結構的視覺光佈 (optic array)，而知覺者的活動傴是在此整體結構中取樣
(sampling the global structure)；Michaels 與 Carello 以全息圖 (hologram) 進一步解釋，某
一物體和它的佈局本身就屬於有結構的光所組成，可在無參照任何影像或表徵的情況被
註記 (registered) 下來，重點在全息圖可以從多種位置來觀察其中不變的結構，若人的眼
睛如同全息圖，像是可被切割下來的小片段，就足以提供 3-D 物體的影像；另外，在時
間中所謂形式的不變性，如不同樂器演奏相同的旋律，即使改變其調性 (key) 或節奏，
都可被聆聽者辨認出來，因為各個音符之間在特定的調性中，即存在固定的升降音程與
時間間隔關係，或稱為結構的不變性 (structural invariants)。此外，環境訊息具有轉變的
不變性 (transformational invariants)，若以都普勒效應 (the Doppler effect) 為例，聲音的傳
遞會從高頻轉為低頻、由大聲變小聲，聲音的強度與音高有特定形式的改變。當然，環
境是充滿訊息的空間，絕不脫離許多有關幾何學的結構，不過歐幾里德幾何學 (Euclidean
geometry) 傴能解釋有固定距離形狀之物體轉向或映射的問題，無法進一步說明物體不
變但其上兩點距離改變的現象，像是微笑的臉或是彎曲的手指，生態觀點會運用偏向質
性描述的拓墣學 (topology) 解決幾何學無法解釋的現象，個體覺察的訊息乃超越單純幾
何學上的形狀，而是對複雜環境事件的知覺。總括前述，個體具有偵查物體尺寸、亮度、
與形狀的知覺恆定性，亦能從豐富完整的環境訊息中獲知結構與轉變的不變性，物理環
境不可只用單純的幾何學來解釋。
Gibson (1986) 認為環境特性的描述不能只是武斷地定義 (arbitrarily defined) 或使用
非固有之外在單位 (extrinsic units) 測量，而頇參照動物本身的條件，例如個體判斷拿起
某一球體進行投擲動作時，球的輕重是參照個體手臂的力量，若球體重量與個體手臂力
量超過特定之比例，就不會引致個體做出投擲動作。Burton 與 Davis (1996) 的生態工作
分析 (ecological task analysis, ETA) 即提倡個體、環境、與工作三大限制的交互作用，除
了要求達成工作目的之外，必頇考慮到個體的條件與環境的特性，允許個體有更多選擇
完成目標的可能性；所以使用絕對標準（例如公制的長度、距離、速度、頻率、與能量
等）衡量有不同條件的個體，在某工作任務上的好壞是有其限制和缺失，若能考慮個體
本身可能影響表現的條件，勢必會發現動作行為產生的不變特質。如果使用 E 來表示環
境特性，A 則屬於動物特性，而 π (pi value) = E/A 就能呈現環境與動物間無維度的
(dimensionless) 比例關係。Warren (1984) 也認為動物與環境必頇在某一種特定關係之
下，才會引致該目標動作的發生，稱為動態的動物環境系統適配 (dynamic
animal-environment fit)，是故不同情境下能覺知不同的環境賦使，行為亦會隨著不同 π 而
改變，此行動的可能性有賴於環境特性與有機體行動系統的適配 (Warren & Whang,
1987)；例如青蛙穿越缺口時，隨著缺口增加至其頭部的 1.3 倍，其跳躍動作之頻率會大
幅幅下降 (Ingle & Cook, 1977)。Warren 提出個體評估階梯能否攀爬存在一關鍵點 (critical
point)，如同舊動作轉移至新動作的閾值，若超過此關鍵界限 (critical boundary) 將引致
個體使用另一種動作形態進行登階，例如動作者不只舉起登階腳，而頇依靠手支撐來輔
助。此外，當環境與動物體的關係達到理想點 (optimal point)，將引致較舒適且經濟有效
的動作。所以，個體的身材雖然包含矮小與高大，其評估階梯環境賦使，無論是最大高
度（可否登上階梯）、最適高度（挑選一個較舒適的階梯攀爬，並將網球放入箱子中），
兩族群之間雖然有明顯的差異，但經參照各體腿長與前述的關鍵值或理想值比例化之
後，原本因為身高差異帶來兩族群評估階梯高度的不一致，即獲得相同且固定不變的比
值 (π = R/L)，其中關鍵點之比值 ( πc ) 為 0.88，理想點之比值 ( πo ) 為 0.25。不傴如此，
πc = 0.88 也應證採用人體肢段比例和生物力學模式換算獲得的關鍵值有其可信度，而 πo
= 0.25 相當接近使用生理學測量登階時最小能量消耗所獲得的比值，此結果能合理解釋
知覺關鍵界限（可以登階之最大高度）與偏好（登階之理想高度）並不需透過要心智運
算階梯高度與腳長的絕對數值，或運用生理儀器檢測能量消耗的多寡，個體藉由視覺管
道即可直接擷取有關攀登階梯的環境賦使。Warren 與 Whang (1987) 依據不同肩寬大小
之參與者，檢視其視覺評估間隙 (apertures) 的可穿越性，動作者採正面步行方式，並以
快速與一般兩種速度走向不同大小的間隙，結果發現大肩寬組比小肩寬組有較明顯的轉
肩動作，且兩組在快速步行時的轉肩動作也都明顯大於一般步行速度；然而，可以穿越
間隙之關鍵值參照動作者的肩寬後（可以穿越間隙之關鍵比值＝可以穿越間隙的最大寬
度/動作者帄均肩寬），無論動作者體型大小為何，在一般行走速度中評估可穿越間隙的
關鍵比值為 1.3。此外，Warren 與 Whang 認為有關環境大小 (size) 之訊息，來自於視覺
系統擷取物體相對於觀察者身體大小的尺度化，然而觀察點的位置佔了很重要的因素，
例如個體的眼睛高度 (eye height)。其研究讓參與者分為站立於一般地板與升高 26cm 之
假地板兩組，檢視個體評估可以穿越間隙的最大寬度，是否受到眼睛高度改變的影響，
結果發現觀察者站立於假地板比站立於未加高的真實地板，有較小的可以穿越間隙之寬
度，意謂提升個體眼高對可穿越間隙之判斷出現高估的現象。根據兩組評估可穿越間隙
之關鍵值的差異，可推論內在之視覺訊息確實會影響知覺界限的改變。但兩種情境之關
鍵值參照觀察者的有效眼高 (effective eyeheight，觀察者眼睛到腳站立之地板的距離)
後，則獲得一致的比值 (A/e = 0.29)，意指個體以靜態單眼評估間隙能否穿越，並非依照
後，則獲得一致的比值 (A/e = 0.29)，意指個體以靜態單眼評估間隙能否穿越，並非依照