拓扑几何在知觉组织与空间概念形成中的运用——拓扑知觉理论与拓扑首位理论概述

陈霖的拓扑知觉理论运用几何性质解释知觉组织,并强调拓扑性质的优先性——拓扑知觉是其他几何知觉的基础,拓扑知觉先于其他几何知觉发生。皮亚杰的拓扑首位理论认为儿童的空间概念发展顺序为先发展拓扑几何概念,之后再发展射影与欧式几何概念。两大理论都运用拓扑性质来解释心理现象,其研究对象、研究方法存在很大不同,但它们在理论结构上具有高度一致性,对几何学在心理学上的运用有非常重要的启示意义。

全局显著结构主导下的知觉编组算法

提出一种建立在可靠的全局线索基础上的编组算法.编组线索为反映全局显著结构的拓扑特征闭合性和平行性以及局部规律邻接性和连续性.依据概率推理选择最显著的边缘作为种子,依据全局依赖性选择最有可能与种子属于同一编组的边缘.编组的形成中融入注意机制,一方面缩小寻优空间另一方面确定各编组被检测的顺序.在Berkley图像库上的实验表明,该算法至少具有与Ncut和mini-cut相当的准确率,特别对纹理少的图像能够有效地降低错编率与漏编率.同时由于对边缘进行编组降低了输入数据的维数,因此比Ncut和mini-cut更少地受到图像尺寸的限制.

“大范围优先”对象形成的神经关联：前颞叶

知觉对象是什么?这事看起来很简单,却是认知科学许多领域中最核心的问题,目前为止还没有公认的解答。"大范围优先"的拓扑学方法把知觉对象的定义严格地联系到拓扑变换下的不变量。知觉对象的直观概念—形状改变时其整体一致性得以保持—可以精确地被拓扑不变量,如连接组分和洞,所刻画。知觉对象的拓扑学定义已经被大量的行为学实验所验证。这些实验一致表明,虽然对象的一致性能够在非拓扑变换下得以保持,却会被拓扑变换所破坏,从而一个新的对象被感知到。特别是进一步的功能磁共振成像实验揭示,前颞页区参与拓扑知觉和知觉对象的形成,而这一脑区本来是形式视觉通路的终点。行为学上"大范围优先"的结果与视觉通路神经解剖学结果的悖逆,提示我们应该注意对象表征形成的问题和更广泛的意义上,知觉到底在何处发生的基本问题。

重读教与学的理论：科学纲领和图式理论结合的视角

任何科学理论体系都有一个科学纲领．即一个有机联系的、严密的、完整的内在结构．由硬核．保护带和正面、反面启示法组成；皮亚杰认为智慧即认知是有结构基础的．人类的认知是图式的发展与完善。拓扑性质知觉理论认为人们是通过知觉组织（即认知结构）实现对知觉对象（如科学理论）的理解与把握的。因此，在拓扑性质知觉理论基础上两个结构的契合将会是教与学实践新的切入点。