书法艺术的视觉认知机制研究

朱永明

现代认知神经科学研究已经证实，人的一切认知基础都是由大脑神经元活动以及因此形成的思维与信息组织机制决定的。它可以有效揭示人类艺术活动中大脑思维工作原理及其对应的心理活动规律，特别是侧重视觉感知活动的脑神经认知机制对书法艺术研究具有难以估量的学术价值，是未来美学与艺术实践不可缺失的重要的科学论证基础。

一、视觉认知科学与书法艺术研究的关系

脑视觉认知系统有着极其精密复杂的组织结构与机制。由于外界信息的80%～90%是经由视网膜通过视觉神经通路传人大脑，而大脑内部视觉皮层与其他功能区的相互作用被认为是大脑知觉、意识与思维形成的核心区域，因此成为脑科学研究的重中之重。正是因为视觉神经机制配合下的大脑智能巨系统的协调运作，我们才得以形成心智感知、理解与创造的基础与条件，也是人类审美意识、艺术情感和精神价值产生的源头。上世纪90年代末以来，神经美学（Neuroaesthetics）、神经艺术史（Neuroarthistory）在艺术研究领域被提出，并很快获得广泛关注与重视。

显而易见，视觉认知作为大脑神经机制的核心基础与重要组成部分，也是书法艺术不可忽视的重要研究领域；我们知道，不论是形义相生中书法文化承载的博大精深还是笔墨书写中情境肆意的灵秀逸动，作为独具内蕴的表意文字形态，中国书法比任何艺术形式都更需要创作者与观看者的心性修养的支持。这种音、形、意、象的境界追求是中国书法艺术从古至今的文化传统，也突显其巨大的情感与精神力量。正因为如此，在传统书法艺术研究中除了历史和文献考据外，形式与审美问题早已成为毫无争议的核心内容，其重心几乎都指向了情感的、精神的与价值判断的层面。由于这些相关研究过去相当长的时间内主要是通过传统思辨哲学的逻辑分析、推理以及部分新兴的心理学实验数据获得，还没有真正从大脑内在机制研究人手，因此有着根本的局限和不足。正如泽基教授指出的：“一切视觉艺术活动不管是构想、创作或者欣赏都要经过大脑，也必须遵从大脑的规律，所以任何美学理论，若没有构建在脑活动的基础之上，是不完备也不可能深刻的”[1]。显然，“我们需要探索美、美感和移情体验、共鸣状态的神经相关物，以便借此确定人的心脑系统在审美过程中所发生的深刻显著的客观变化：并且唯有明确了这些客观变化，我们才有可能进一步解析人类在审美过程中的精神心理变化（拉马德拉语）”。[2]

然而，人类能否对自身情感与精神层面的内在机制进行深入揭示和描述，在过去似乎有着难以克服的悖论与障碍，因为研究者很难跳出自己的大脑（或者说脱离自己的体验）去研究大脑自身。但是，这并不意味被“感觉”操纵的视觉就失去了可以把握的内在规律和秩序，不意味我们无法深究自己大脑思维与审美意识形成的真相。

在客观、直接地“观察”人类大脑方面，上世纪中叶以来科学家取得了重大进步。人类已经可以通过更先进的设备、技术与方法，如非侵入式的脑电位技术（ERPS），磁共振成像技术（FMRI），正电子发射断层扫描技术（PET），脑磁图技术（MEG）等，跨越“黑箱”的阻碍深入到大脑内核开展研究，这直接带动了脑神经科学、认知心理学、人工智能等自然科学与技术科学领域突飞猛进。认知科学研究开始可以突破以往思辨表象的推理与分析，运用自然科学方法，将情感与思维，将人的脑功能结构、认知模式与语言形态等密切联系在一起，从多个跨学科视角共同探索心智与大脑关系的生物机制。

这为真正意义上的视觉的神经认知机制研究提供了坚实的基础。今天，艺术领域的视觉探索已经能够超越以格式塔为代表的知觉心理学传统，深入到大脑内部，使我们可能更深观测、思考人类意识、思想萌生与发展的内在生理机制，探寻立足生物学基础的更接近真理的书法艺术创作与审美真相。[3]

二、脑神经机制对书法艺术的深刻影响

不管我们是否愿意，神经认知科学发展对书法艺术研究已经产生冲击和影响，这种影响还会随着时间的推移在未来不断显现。

人类的视觉书写与表达能力如同其他认知活动一样，取决于大脑神经结构基础，取决于该基础之上的后天环境培育和成长。在人类脑神经机制中的视觉感知、认知体验和创作表达都与审美有着若隐若现的密切联系，而正是这种神秘的内在联系建构了视觉艺术的基本视觉策略与规则。

（一）视觉审美的大脑神经基础

正如前文所述，以往中国书法艺术研究多延续传统的哲理性思辨和情感性抒发来立论阐释，即使基于心理学的考察，也多是从知觉、个性、气质、情感、意图、意志、行为习惯等心理投射的外部测试展开，并未真正触及大脑内部机制形成的本源问题，尤其是中国传统文化偏重感悟的义理模式，难以透晰美感的心理动因，也难以探源审美深层问题，导致许多研究与结论不是缺少科学基础，就是过于情感化而流于表层。例如，在艺术研究中具有普遍影响的审美“客观论”“主观论”“主客观关系论”以及形式情感与意义表征关系等讨论，由于缺少对审美的主客观关系的心理验证方式，缺少大脑认知基础的有力支持，至今未能做出合乎现代认知科学的理论解释。至于书法创作中的内在动力机制以及书法艺术的抽象形态如何能引发人的美感乃至精神情操的升华迄今仍停留在感觉的逻辑推论与抽象分析上。

在两方，相关研究的变化发生在上世纪60年代以后神经科学领域的带动，尤其是近20年来相关研究突破性发展，学界越来越多地认识到审美的大脑神经机制涉及艺术与美学的重大命题，开始尝试脑科学与心理学相结合的模式展开跨学科的研究。

“精神”情感与价值的存在必然有其不可缺少的物质基础。埃德尔曼（GeraldM.Edelman）在《意识的宇宙》一书中指出：“你的脑的作用及其所有机制产生了一种与有意义的过程有关的精神……正是神经系统和肉体的极端复杂的物质结构产生了动态的精神过程以及产生了意义。”[4]越来越多的研究显示，移情体验、想象判断、理解共鸣等审美活动是基于脑神经作用的审美激发。进展是令人鼓舞的。泽基利用磁共振成像技术的一项研究发现，“美”的形成与大脑某些固定位置有关，譬如你观看一幅与美相关的艺术作品时，在眶额叶皮质有明显神经活动，而且你越是沉迷这幅作品，相关区域神经活动越强烈；塞拉。孔德通过接受与未接受艺术教育的两组大学生观看不同风格绘画的反应发现，当被试者产生了美感体验时，其右侧背外侧前额皮层被激活，同时伴随着左侧前额叶的腹内侧正中区有显著的抑制活动。[5]这种基于脑神经作用的审美激发在移情体验、想象判断、理解共鸣等审美活动研究上也得到越来越多的证明。这实际预示着，美是一种主观感受的客观测量.我们在艺术作品中所体验和虚拟实现的只是自己的情感状态，而不是对象的情感！

（二）契合书法形态的脑神经认知功能

在传统观念里，中国线性的书画语言形态被认为是人类后天修养所创造的高度抽离概括的认知与审美价值，书法艺术更是“囊括万殊，裁成一相”的抽象美学典范。许多学者认为，中国书法的审美观来自于中国原始社会自然生活和后来特殊的文化发展进程。然而，视觉神经通路研究发现，人对线性形态的感知能力来源于大脑枕叶神经元对视网膜点状信息的抽离与转换，也就是说，视觉皮层区的神经元细胞更注重边缘的、轮廓的线性特征的捕捉，导致外形的、轮廓的、形体转折节点信息捕捉与记忆成为大脑形态认知的典型特征，形成对线性的事物形状、轮廓极强的敏感性与识别能力，也促成人类最早的视觉记录方式之一，是由轮廓的、线性的方式来进行的，这可以从远古人类符号文化的历史遗迹中得到有力的证明。线性的视觉语言对人的视觉而言具有先天的生理需要和后天的感知基础，并随着人类经验与认识的积累越来越丰富和深厚。在中国，线性的描绘表达语言得到高度发展，尤其是书法成为其中最独具特色的艺术奇葩。

同样，由于人的视网膜中司掌明暗的视觉杆状细胞占据全部125亿个感光细胞近95%的绝对优势，人类对黑白明暗关系的分辨极其敏锐，加上大脑神经感受性局限造成的选择性注意的生理机制，往往需要用最简化的方法典型化复杂的对象。这种策略性的生物视觉机制往往使一幅单色艺术作品更能引起观赏者强烈的神经反应.并在感知与记忆储存上获得先天条件的支持，这也是为什么只有黑白两色的中国书法如此具有超凡魅力、盛行不衰的重要原因。

（三）视觉抽提、整合与可塑的强化神经机制

魏布尔、罗斯卡通过对动物视觉神经系统实验论证了人类的视网膜也同样具有投射功能的多条特化神经细胞（神经元），这些特殊的神经细胞可以将视网膜摄取的完整光觉影像转化为形状、轮廓、明暗、颜色、运动、深度等不同特性的分解信息，通过不同的特化神经束传人大脑，并由视觉皮层中不同区域分别处理。在此基础上它们被重新筛选整合为高度简化、特征鲜明的影像模式供大脑各功能区感知、计算与分析，这是一个极具“创造”性的生理感知机制，也是为什么我们的幼儿不需专门训练就可以具有线性表达对象的初步绘画能力的重要原因，那些过去被认为必须经过后天学习才可以获得的分类与抽象能力实际是人的生物性天赋本能。[6]

更令人惊奇的是，大脑皮层区对视觉形象的生物性编解码，只是为大脑智能系统参与视觉数据分析提供兼容与链接的基础准备，其本身并不具备意识范畴的知觉判断能力。视觉皮层19区乃至更广泛的大脑区域，在被17、18基础视觉皮层区编码信息激活后，通过经验和逻辑的神经元网络复杂计算，才最终获得知觉对象的认知判断，形成从知觉情感到复杂心理状态的综合印象。这充分验证了艺术作品的感知与阅读不仅是美的生理愉悦，更是以心理经验与判断为基础的，是链接了丰富认知与情感信息的形式体验活动。[3]

有证据表明，大脑额叶、颞叶的综合智力因素，并不能决定大脑视觉皮层感觉能力的高低。单纯的视觉皮层接受能力以及技巧性的表达能力可以在一定条件下局部地获得高度发展。即使一个智能低下的智障者或者局部脑损伤患者，也可能通过形色方面的训练获得惊人的审美感觉能力。另外，从一些精神患者研究案例可以看到，由于患者独特的病史导致的大脑某些近乎异常的感觉变异，其创作的视觉作品也可能出现极具个性的、非常规的和不可思议的神奇效果。这说明，艺术的感觉与表现能力并不天然地与人的智能成正比关系，视觉艺术能力与思想深度的关系是可能断裂的，一些美的作品并不必然拥有高远的精神和情感内涵。

人因为神经系统对外界环境刺激表现出适应与改变的特性，我们称为神经可塑性。过去，许多人曾坚持认为，早期的感知皮层，特别是初级感知皮层只有在婴幼儿和儿童时期具有可塑性，实际上，知觉学习是一个持续不断，贯穿始终的过程。它反映了感知系统，包括初级皮层，都会不断调整自己以适应外界环境变化的需要。因为可塑的大脑神经元镜像活动对环境的感应与投射能力，人的视觉认知受到所在环境的深刻影响与塑造。它意味着人类能够在社会化条件下很好学习前辈与环境的知识经验，并在前人文化与自身所处的生存境遇基础上建构自己的认知体系。今天中国书法艺术依然具有的顽强的生命力和文化力正是数千年来文明延续和环境养育的结果。

尽管人具有神奇的抽象分类与综合本能，但这种能力所体现的还只是人类基因性质的神经认知基础，必须通过后天的培育才可能得到有效提高。艺术的学习和训练实质是提高人的神经阈限的过程，阈限值越高，对象的体验与分辨能力越强。高质量的艺术创作就是通过高感觉阈限值对视觉形态的敏感与捕捉，强化与调控所表现对象的感觉阈限度，使受众置之不顾心理与感觉常态被打破，从而获得强烈的心灵感受。

通常，一个经过严格训练而从事艺术创作的人对形状、色彩、空间、风格、情感意味等会有特殊的敏感和识别能力，如同一个杂技名家相对普通车手的能力一样，这种敏感是其进行视觉创造与表现的基础能力和素养。例如，普通人是难以做到运用画笔准确传神描绘对象形态、色彩和光影的，而经过专业训练的人，因为大脑皮层区相应神经元功能得到高度开发与拓展，感觉能力会异常敏锐，不论是样态的提炼、构图与平衡能力都高于常人。一个优秀的画者可以用简练的笔法就把对象神貌与特征表现出来，对于事物的生动表情也有惊人的捕捉能力。索尔索在对专业画家与业余画家进行绘画创作的对比脑成像实验发现，业余画家的纺锤体区的活动比画家强，这说明业余画家需要更多的努力才能获取观测的特征以把它们表现出来；实验同时发现，专业画家的右脑额区的活动比新手的强烈，额区是创造力活动的关键区，这说明专业画家在创作过程中比业余画家更多地进行更高级的思维活动，而不是如后者那样集中于对具体特征的分析和表现。71专业画家的创作超越了常人的视觉水平。

神经元成长和习得研究已经揭示，艺术的能力可以在不断学习和训练中获得惊人强化与提高。感觉迟钝还是敏锐，往往在于神经元传导速度与逻辑关系的链接能力，感觉单一还是丰富，在于信息俄积累与广博程度，在于健全的大脑系统是否全面发展，也可能获益于大脑部分功能的超常能力。这提示我们，通过一定的技能训练和修养提升可以大幅度提高人的视觉敏感度与表达能力，这是可塑的神经机制培育下的可能达到出神入化境界的认知素养。

（四）视觉神经镜像与审美心理空间的建构

如果说可分解与综合的抽象理解能力与生俱来，是否说明人具有先验的艺术创造才能呢？从上世纪90年代开展的神经镜像元研究给我们提供了一个特别的解答。研究发现，人类大脑神经系统具有神奇的镜像能力，它不仅可以使我们的视觉感受与经验在大脑中得到很好的复制与留存，作为一种对外界活动产生的内在体验，也可以给予了我们直接理解他人或社会的行为与意图的能力，也是模仿他人与学习的基础。

神经镜像功能促使人类在可塑的社会环境与个体条件下不断建构神经世界的信息网络，这种“心理力场”的信息网络体系最早是得到格式塔心理学实验的证实。由于人的神经镜像能力，大脑会通过视觉环境比较和生活累积来镜像与抽离事物属性特征，获得不同的感觉经验，这种生理体验一旦转化为恒常性的心理经验，就会移情到对其他事物的感应与判断上。由于人对物的视觉体验存在着心理空间建构基础，具有整体性的关联类比能力，为人类运用视觉模式分类理解事物提供了生物学的条件。

例如，在意象空间的表达上，艺术作品中的视觉差异是空间中远近距离与状态的感觉投射。因此，任何有视觉衰落现象的形态都能产生空间的深度效果，如大小、虚实、覆叠、聚散、渐变、曲折、冷暖、破坏等等。正因为这个缘故，单纯的书法形态的结构组织，笔意转换往往比那些多样化描绘自然景色的图形更显示出戏剧化的深度与变化的意象，笔触的大小，墨色的厚薄浓淡，笔墨组织中的转折错落以及趋势，都可以营造跌宕起伏、变化万千的空间与动感。中国的书法与水墨图像将这一艺术手法运用得出神入化。越来越多的证据说明运动感知和立体深度感知在大脑中是一起进行处理的，MT区和V5区对由运动而产生的深度结构感觉有着重要的作用，也因此在具有精神空间特征的图式框架内，作品是否具有动态与生命的意味经常是作品成败的重要因素。传统书法所追求的笔墨意味与“气韵生动”的逸品境界正契合了这种大脑内在的精神动力。[3]无论是大气磅礴，还是行云流水，或者充满禅意的心移意动，恰是中国书法艺术撩动心灵的精妙之处。

心理网络空间不仅有着自然环境物理力的意象充盈，也是个体环境、社会环境、文化语境等众多因素互动共生的精神宇宙。这意味着，艺术作品不仅是一种自然对象和社会的建构，还有着丰富深刻的精神世界的内生机制。这种复杂生存环境与经验的镜像、复制、模仿、转换与再造，使人类可以对外界各类事物、事件与现象产生反应，包括建立对外界观察的内部思想与行为表征，使得我们能够居身模仿，也使得学习者能够从一个比之前更加整体、系统的内核出发来了解各种纷繁复杂的社会认知活动[8]，使得我们能够通过书法形态与意义的观看、体验获得情感经验的联想、共鸣与升华，因为“外师造化”而可能“中得心源”。这是扎根于心灵的大脑土壤的“道”的感悟与联通，为我们对书法艺术从形式到意涵的领会把握提供了精神的源泉与可能。

三、书法艺术的神经机制研究意义与展望

当然，我们必须承认，由于借助新科技手段开展的脑神经机制研究仅有几十年的短暂历史，而艺术领域的相关研究也只有十年左右的时间，神经认知研究视野下的视觉艺术探究还处于初始阶段，还缺少更为显性的研究成果，但正为如此我们更需要客观辩证看待神经认知科学研究对于我们的意义。可以定论的是，今天神经认知研究所取得的部分成就已经足以改变许多今天依然盛行的艺术观念与思想，我们许多习以为常的知识与经验已经面临着挑战。尽管我国书法艺术领域的脑神经机制研究尚未起步，其价值与意义已经毋庸置疑。

我们确实需要适时改变感性直觉的传统研究模式与方法，需要更深入研究大脑视觉感知的内在原理和机制，探寻书法艺术审美形成与创造的活水源头，对唯形式论或精神至上论的观念传统进行必要的反思，特别是形式本体主流观念下，极易产生盲目神话形式内涵与表现，玄虚化精神情感与价值，割裂书法形式所呈现的话语艺术情感与精神内涵的问题，无益于我们客观理解与深度阐释书法艺术独特的文化创造。我们确实需要解放思想，转换观念，勇于突破传统书法研究可能的束缚和瓶颈，立足于中国文化发展全局，以中国人的聪明智慧创造性地开拓书法艺术研究之路。

结合脑神经研究的书法艺术探索，是一个人文科学与自然科学交互融会的跨学科领域，也是具有文化战略高度的重要的学术研究方向。这种以自然科学方法导入的综合艺术研究模式，不仅可以为我们拓展一个崭新的领域，开启一个全新的视界，也昭示了未来学术研究的必然趋势与走向。【本文为2012年教育部人文社会科学研究规划基金项目《传统汉字图像艺术研究》（项目编号12YJA760101）阶段性成果】