【周光召颁奖词】周光召教授2004年颁奖礼介绍得奖人工作

2020-04-15 - 周光召

求是科技基金会经各位顾问的认真讨论一致同意,决定将2004年度"杰出科学家奖"授予陈霖教授。陈霖教授的学术成就集中地表现为在认知科学知觉领域原创性地提出和系统地发展了"拓扑性质初期知觉理论"。

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局部和整体的关系问题是各门科学关心的一个基本问题。迄今为止的视知觉科学二百年历史,一个仍然争论的中心问题就是:视觉过程究意是"从局部到整体"还是"从整体到局部"。要建立任何知觉的学说和理论模型,都必须首先回答这个基本问题。

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半个世纪以来在现代知觉研究领域,占统治地位的理论路线是初期特征分析。初期特征分析理论强调视知觉过程是从从局部到整体,认为视知觉过程类似化学的过程,首先知觉的是视觉分析的基本"原子",例如线段朝向、位置、大小等特征性质的"原子",然后再由这些特征性质的"原子"结合形成复杂的整体物体知觉的"分子"。

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在知觉过程从哪里开始(或什么是知觉信息的基本表达)的最基本的问题上,近代知觉研究中最有影响的理论都主张初期特征分析的理论路线。

例如,MIT的Marr的视觉计算理论体系就是局部到整体的思路的典型代表,根据计算复杂性的分析,图形的简单部分及其局部几何性质(典型的,一定朝向的线段)被看成是视觉信息的基本表达。由局部到整体的思路似乎是自然而合理的。

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陈霖教授分析知觉研究所面临的各种根本性的困难,认为物理的或者计算的简单并不一定意味着心理学的简单,或者知觉的简单。究竟什么变量是知觉的基本表达的问题不仅仅是逻辑推理或计算理论分析的问题,而是要靠实验科学来回答的问题。

目前视知觉乃至认知科学其它领域研究中所遇到的各种根本性的困难可能正是来源于由局部到整体的错误假设。陈霖教授在视知觉研究领域的独创性的贡献是,他原创性地提出了"拓扑性质初期知觉"的假说,向半个世纪以来占统治地位的初期特征分析理论提出了挑战,在20多年的时间里,在与持不同学术观点的学者的争论与交流中,用令人信服的实验不断完善和论证这一假说,使之成为被越来越多的国际同行所接受的学说,进而成为有国际影响力的理论。

与传统的初期特征分析理论根本不同,拓扑性质初期知觉理论认为视知觉是从大范围性质到局部性质,而且这种大范围性质可以用拓扑性质来描述;图形知觉有一个功能层次,其划分类似于克莱因纲领对几何学的按不变性的分类,由空间相邻关系决定的拓扑性质知觉较之其它局部几何性质的知觉,发生在视觉过程初期;拓扑性质为最基本层次的各个层次的几何(射影、仿射、欧氏几何)不变性质(而不是具体的图形的简单部分)是图形知觉的基本单元。

视知觉拓扑结构和功能层次的理论模型从大范围性质到局部性质的不变性知觉的角度,为理解知觉信息基本表达的问题,为理解知觉和认知过程的局部和整体的关系问题,为理解认知科学的理论基础-认知和计算的关系问题,提出了一个科学准确描述的、可以检验的理论框架。

正如一位海外同行评论的:"除了压倒性的支持视觉通路的层次结构的生理学的证据之外,‘局部到整体’的思路符合我们构成任何物体(不仅仅是视觉的物体)的质朴和直觉的想法。

在这样的意义上,陈的拓扑知觉理论提出的与此相反的主张非同寻常";"陈在过去20多年积累的令人印象深刻的实验证据毫无疑问地动摇了我们现在理解视觉过程的基础";"陈的理论的明确表述和实验证据迫使我们考虑不变性抽提对视知觉的重要性。

在这点上,拓扑知觉理论对我们最终理解视觉的贡献是很难估计过分的"。陈霖的"大范围到局部的知觉拓扑模型"应当被看成中国学者在认知科学领域的重大基础问题上的原创性的贡献。

求是基金会决定将今年的杰出科学家奖授予陈霖教授,不仅因为他立足国内,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,而且因为陈霖教授的成就给当前我国科技工作者,特别使青年以有益的启发。

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。他们不迷信权威,权威的正确性只反映在过去的研究中。对新开展的研究领域,各国科学家都处在同一起跑在线。

大家都在继承前人研究成果的基础上进行独立的创造性的思考,都在认真分析已有学说中的矛盾,提出新的看法和假说。他们也不急于求成,常常大部分同行开始时可能不认同,他们仍能冷静分析,正确对待,以精确的实验和计算证实或否定自己所提出的假说。

只有真正献身科学,求真唯实,不怕困难的科学家,才有可能在激烈的学术争论和学术竞争中作出原创性的重大贡献。陈霖教授开始在面对权威们的不同意见时,没有气馁,没有放弃,在频繁的学术争论中,经过二十多年的努力,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。

今天,在中国社会上存在急躁情绪和浮夸现象,在学术界缺少学术批评与学术争论,在一部分科学工作者身上出现缺乏自信,急于求成,追求论文数量而不重视质量以及向钱看的现象都使我们忧虑。

我们希望这次授奖能引起中国社会加深对基础科学工作性质的认识,大力开展学术争论和学术批评,对那些甘于奉献、艰苦奋斗、工作扎实而敢于挑战权威的科学家给以稳定的支持,为发展中国基础科学研究,获得更多原创性成果作出一点贡献。

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