眼睛的屏幕不是感光剂，在它上面移动的图像并不是以静物的形式被清晰地捕获。反之，视网膜是一种由上百万个感受器所构成的庞大组织，当受到刺激时，任何一个感受器每秒钟便要活动许多次。当图像在视网膜上通过时，从一连串感受器上产生的连续脉冲流便一直进入视觉皮层。没有模糊不清的地方，因为这一系统生成的并不是一连串的静止物，而是一条不间断的、不断变化着的信息流。
的确，30年前所出现的一项关于运动知觉的戏剧性发现是，视网膜和视觉皮层里的某些神经元会对运动产生反应，而其他神经元却不会。运动的检测从单细胞水平展开。这种古老的进化性发展有助于一些猎物逃脱被吃掉的命运，也有助于捕食者发现并抓住猎物。一只青蛙会有效地捕捉任何较小的运动物体，但若只喂它已死的苍蝇或虫子，它就会饿死，因为它不会认为这些东西是食物。其他许多简单动物也显示出类似的行为。青蛙的视网膜和大脑显然具有一些可对运动（和大小）做出反应的神经元，这种能力具有远视觉意义更大的生存价值。
在60和70年代，胡贝尔和威塞尔等均展示了运动知觉器的存在。他们通过实验得出，当利用微电极技术记录老鼠和猴子的单细胞活动时，视网膜和视觉皮层中的某些细胞，且只有这些细胞，会对运动做出强烈反应。事实上，有些细胞只对一种方向的运动做出反应，另一些则对另一方向的运动做出反应。
其他研究者通过完全不同的方法确证了这一点。1963年，罗伯特·塞库拉（Robert Sekuler）及其同事通过投射一只向上运动的栅栏而确定了人类受试者看见物体运动的阈限值（最低速度），他们让每位受试者稳定地看着运动的物体。几分钟后，受试者在栅栏以原来的阈限速度慢慢走动时，再也无法看见它的运动。然而，如果速度提高一倍，他们仍能看见它的运动，且能在更慢的速度上看见它向下运动。结果表明，眼睛里存在着向上运动的检测器，不过它们已非常疲倦；也存在着向下运动的检测器，但它们仍未疲倦。在受试者观察向下运动的栅栏几分钟之后，实验者得到了以相反方向运动的类似结果。
大多数人都经历过运动检测器疲倦的现象，但对它们的神经元基础毫不知情。如果盯着一道瀑布长时间观看（或其他连续运动的物体，如生产流水线），然后扭过头去看静止物体，我们会看见静止物体向相反方向的运动错觉。对一个方向上的运动做出高速反应的细胞会暂时疲倦，且不再产生反应，这时，对另一方向的运动产生反应的细胞却会不断地以其正常的低水平保持运行，并以其喜欢的方向临时产生出运动的感觉。
然而，这些都未能解释其他两种运动知觉的未解之谜。如果运动眼睛或头去追随一只飞鸟或其他运动的物体，我们可感到运动，即使这个图像在视网膜的中心保持不动。反之，如果运动眼睛，图像会扫过视网膜，但我们看到的仍是一个静止的世界。
那么，一定有其他信息来源确认或纠正了来自视网膜的信息。自十九世纪以来，人们已提出了两种可能性：要么是大脑向眼睛和头发出了运动命令，以使运动物体的图像保持在视网膜中心位置，要么是眼睛和头的运动本身在视觉皮层里被解释为该物体的运动。同样，当我们扫描一个静止的背景时，要么是大脑的命令，要么是眼睛的运动在向视觉皮层发出信号，使其将运动视网膜中的图像看做一个未运动的场景。
这个问题尚未得到解决，用动物进行的实验室实验却为每种理论提供了证据。眼睛和头的运动可通过一种或另一种方式为运动知觉提供部分至关重要的信息，对后象的研究证明了这一点。如果受试者盯住一个明亮的光线看一会儿，再扭头看一个相对较暗的地方，他们将看到光线的后象。如果运动眼睛，后象会在同一方向上运动，尽管后象的来源，视网膜上已经疲倦的区域并没有运动。这句话的意思是，视觉皮层尽管接受到眼睛在动而图像并没有在视网膜上运动的信息，但它还是将其解释为眼睛对运动图像的跟踪。
50年代由一位名叫冯赫尔斯特（von Holst）的德国人进行的另一场试验也证明了这一点。他暂时使一位志愿者的眼肌瘫痪，使其眼睛不能向左运动，然后告诉这位志愿者，让他朝这一方向运动。眼睛并没有运动，观察者却看见物体在朝这一方向运动。接下来，研究者机械地使眼睛向左运动，果如所料，观察者看见视野在向右运动。最后，他告诉观察者将瘫痪的眼睛向左运动，同时机械地将它移向右边。此时，志愿者便完全看不到运动了，因为两种影响已在此互相抵消。
§§§第五节深度知觉
与实验室完全不同的是，在大自然中，所有的形状或运动都是三维的。要想理解日常生活中的形状及运动知觉，首先要理解深度知觉。心理学家一向认为，深度知觉是知觉的中心问题，因而，关于深度知觉的研究文献目录可编成一本厚书。
基本问题一向是既明显又简单：我们的信息来源——视网膜上的图像——基本上是两维的，但我们又是如何看到三维世界呢？我们看到的为什么不是平面一个世界，就像在一张彩照里，每个物体的距离和三维特质只能通过其大小、透视、影子和其他线索来显示呢？
事实上，这些线索就是一组理论所提供的答案。这些理论的形式各种各样，但大都认为，深度知觉并不是自动和天生的。一些理论认为，它是经验的直接结果，经验使我们将深度与线索联系起来；另外一些理论认为，深度知觉是后天学习得来的心理过程，我们可通过这个过程从线索中推理出深度。
认为深度知觉是我们将线索与深度经验联系起来的产物这一观点始于洛克和贝克莱。从那时开始，联想一行为主义传统中的心理学家一直认为，我们在有意无意地将视网膜中二维图像的线索与物体离开我们的距离这一经验联系起来，从而产生出三维的线索。
另外一种观点认为，深度知觉是我们对所看到的事物进行逻辑推理的结果。这一观点首先由J·s·密尔于1843年提出。在提到知觉时，他说，在我们观察到的东西中，十分之一是观察，十分之九是推理。在该世纪的末期，亥姆霍兹进一步细化了这一理论，认为我们是根据视网膜上的二维图像无意识地推测出三维现实来的。从那时起到现在，前进在认知方向上的心理学家大多认为，知觉（包括深度知觉）部分或大部是高级心理功能的产物——“有点类似于思维的过程”，欧文·罗克如是说——在这些过程当中，从暗示中进行推理只是其中之一。
不管人们喜欢哪一种说法，对深度的线索在日常生活中大都为人所熟悉，其在知觉中所扮演的角色也已为数以百计的实验所证明。下面是一些主要线索及几个代表性的实验：
——表面上的尺寸：物体越远，看上去越小。然而，如果我们已经知道它有多大——比如一个人——我们就会从它所显示的大小上推断出距离，即使其位于一个毫无特点的平面上，我们从中得不出任何线索。在1951年进行的一项实验中，一位研究者制作出一些扑克牌，其大小从正常牌的一半到一倍不等，然后在无任何有关距离线索的实验室条件下请受试者观看这些牌。受试者认为，一倍大的扑克牌离他们较近，R有一半大小的牌则离他们较远。其实，所有的牌位于同一个距离。
——介入：当一物体被另一物体部分挡住时，我们会意识到，被挡住的物体要远于遮挡物体。我们远看城市风景时，可以非常容易地感受到某个遥远的高层建筑的距离。因为较低的建筑将高层建筑下面的楼层挡住了；但在海上，一个浮动物体的距离却很难判断。
——透视：从观看者角度伸展开去的平行线，比如铁轨或墙壁、地板和走道的边缘，会随着距离的增加而聚合起来。我们大多大程度上受到这些线索的影响。
透视而产生的距离感不可能将这些圆柱看做同样大小，尽管它们的大小确实相同。
——表面的质地——草原、水泥人行道——是不变的，但远处越来趱细的纹路却是重要的线索，我们可据此看出物体在其表面上的距离。
——与近处的建筑物或山网相比，远处的看上去暗淡而模糊，因为中间隔着大量的空气。
——运动视差：在我们运动的过程中，物体彼此之间不断变化的关系是重要的深度信息，特别是对近处的物体与相对较远的物体进行对比观察时。——聚合与适应：我们在看较近的物体时，眼睛会向内收拢，眼球旁边的肌肉紧绷起来以形成焦，点。看远处的物体时，眼睛为平行状，眼球处于放松状态。在判断10英尺之内的物体的距离时，随之而生的内在感觉是非常重要的线索。
——双跟视差：看相对较近的物体时，其图像会落在每只眼睛的中央窝，也即视网膜的中心，雨同样远的其他物体的图像则会落在两个视网膜相对应的地方。不管物体的远近，其图像总是落在视网膜的不同地方，如下图所示：
两个视网膜图像之间的差异（图29）通过大脑进行解释，以指明哪个物体离我们远些。从物体离我们比较近，到离我们100英尺，甚至1900英尺时，双眼视差的效果都是非常明显的。一些知觉理论认为，这是深度的最重要线索。
前述所有深度线索都可用先天机制或后天学习的行为加以解释。但深度知觉的先天要素，却是由另外一些更有说服力的证据加以证明的。
一系列具有历史意义的实验指明，深度知觉是本能行为。这些实验是50年代和60年代初由康奈尔大学的艾林娜·吉布森完成的。我们在前面已经谈到过她在可发音和不可发音词汇的高速阅读上所进行的探索。这一次的合作伙伴是同事里查德·沃尔克（Richard Walk）。吉布森终生害怕崖壁，沃尔克却在二战期间让受训的伞兵从高台上向下跳，两人可以说是珠联璧合，创立出一种“视崖”，以验证老鼠的深度知觉是来自先天本领还是来自后天经验。视崖是一块大的玻璃，下面的一半贴着瓦形墙纸，另一半也贴着墙纸，但其位置在几英尺以下的地方。问题在于，没有深度经验的动物——即从未在任何形式的高度上往下跳过的生物——是否自动避开看上去似乎要摔下去的地方。
研究者在黑暗中养鸡、鼠和其他动物，不让它们产生任何的深度经验，然后将其放在视崖上的一块木板上。木板的一侧看上去很深，另一侧看上去较浅。结果富有戏剧性。动物尽管从未经历过深度，但总会避开较深的一边，并跳向较浅的一侧。
然后，吉布森和沃尔克开始对人类婴儿加以实验。吉布森不久前回忆道：
我们不能在黑暗中哺育婴儿，只好等其能自行移动时，将他们对边缘的躲避当作我们的深度辨别力指标。结果是，只会爬行的婴儿的确会避开“很深的”一边。他们可能在学会爬行之前就已学到了某些东西，但不管是什么，他的深度知觉绝不会从外部得到强化，因为父母从未报告说，有婴儿从高处摔下。
每位婴儿的母亲总是站在该装置的一边或者另一边向孩子招呼。当婴儿的母亲站在较浅一边时，婴儿们几乎无一例外地立即朝母亲爬去。但当她们站在较深的一边时，27个婴儿中只有3个敢向她所在的地方爬。
（最近由其他人所做的实验对吉布森与沃克的结论有所削弱。这些实验证明，人类婴儿对高度的害怕是后天得来的——不是通过摔下来的体验，而是通过一般的运动经验。）
认为深度知觉内置于神经系统的极有说服力的证据出自1960年的一个不可思议的来源，美国电话电报公司的贝尔实验室，和一位同样不可思议的研究员，当时作为电视信号发射专家的年轻电气工程师贝拉·朱莱茨（BeIa Julesz）。
贝拉出生于匈牙利，并在那里接受教育。1956年的大革命失败后，他来到美国，被新泽西默雷山的贝尔实验室录用，工作职责是解决压缩电视线号所占用频道宽度问题。但朱莱茨为一些更为有趣的现象所吸引，于是，自1959年始，他在贝尔实验室的默许下，决心专攻人类的视觉。虽然他从未得过心理学学位，但很快就成为一位广为人知并获得许多荣誉的知觉心理学家，并在贝尔实验室视知觉研究处和麦克阿瑟基金会担任主任。1989年，他成为鲁杰斯大学视觉研究实验室的主任。
朱莱茨刚刚踏入视觉领域，就因为一个突然萌生的念头而在心理学界大出风头。他在阅读实体的深度知觉方面的有关书籍时惊讶地发现，人们一般认为实体深度知觉的产生是由于大脑对来自双眼的形状和深度线索的匹配。他们认为，这种结果形成了图像和深度知觉的重合。曾在匈牙利当过雷达工程师的朱莱茨感到，这个说法显然是错误的。
为打破空中侦察的伪装，人们会通过实体镜观察空中图像（从两个稍有不同的位置），从而使伪装起来的目标以极其鲜明的深度跳出来。当然，在现实生活中并不存在理想的伪装物。但观察过实体镜以后。人们可罱一只眼检测到可从其背景中将一个目标区分出来的微弱线索。因此，我利用刚运到贝尔实验室的最大计算机，IBM704，来模拟理想的伪装实体图像0这些是由随机黑白点产生的图像，如下面两个：
如果单独观看其中一个图案，两个图案中均没有深度线索。然而，尽管它们的大部分相同，但中心部分的一个小区仍被计算机处理得稍稍偏向一边，因此，当人们用两只眼睛各一个图像并使这些图案重合在一起时，这个小区会产生双眼视差，看上去要从背景中漂浮起来似的。（要看到这个惊人的效果，可用一块4×6英寸的纸板或一张纸竖直放在面前，并与本页垂直，这样做时，每只眼睛便只能看到其中一幅图案。看着图案的一角，过一会儿，两个图案会向彼此移动并重合在一起。这时，中心的方块似乎要从纸页上腾起约一英寸高。）
这种随机点构成的立视图远不止逗人好玩的把戏。它证明，实体视觉并不依靠每个视网膜上的线索形成三维特质的体验；反过来说，大脑可将无意义的图像重合起来，从而显示出三维特质中隐藏起来的线索。它不是认知过程，也不是学习如何解释深度线索的问题，而是一个天生的神经生理过程，发生于视觉皮层的某个特别层面中。一些组织严密且相互作用的细胞就是在这里发生出图案中点的相关作用，得出重合后的三维效果知觉。
（实体效果并不是我们获取深度知觉的惟一途径。朱莱茨的工作并不排除其他办法，包括那些涉及学习的方法。）
朱莱茨自豪地看到，他的发现导致胡贝尔和威塞尔等将注意力从形状知觉的研究转向对双眼视差的调查之上。他谦虚地说：