米诺鱼几乎没有什么大脑可言，可它能够看见东西（多少是这样）；一只蚂蚁也是这样，虽然它整个的神经系统只不过是由几百个神经元构成的；其它许多与思维沾不上边的物种也是这样的。由此看来，视知觉是一种生理功能，虽然它影响到许多的心理过程，但却不是任何生理过程本身。（鉴于大多数心理学研究都只涉及到视觉，我们将把其它的知觉先放在一边不谈。）
然而，几个世纪以来，大多数哲学家和心理学家都曾认为，至少在人类中，知觉基本上是一种心理功能；它是思维与外部现实之间的连系，我们对它的了解当然也只限于我们的感官所告诉我们的。知识从知觉当中偏移出来，因此也引出了一大堆有趣的问题（不是一般意义上的“吸引人”的意思，而是指科学上的“重要性”或者“有可能带来新思想”的含义）。然而，尽管哲学家们在2500多年里都曾考虑过知觉的问题，而且生理学家和心理学家曾经在将近400年的时间里研究过它，可是，有些最为有趣的问题仍然还是问题，而其它的许多问题已经以各种不同的方式解决了，不过，解决问题的方式本身又提出了无数同样麻烦的新问题。
请考虑这样一个事实，古希腊哲学家是第一个提出这么一个问题的：外部世界的图象是如何进入内部智性的？
柏拉图有个想法，认为人的眼睛在活跃地发出可以接触物体的探寻——可以说是从视觉上接触物体。德谟克利特不同意他的说法，认为感知的作用正好相反：每个物体不断地将其同等性印证在空气的原子中，而这些复制品在传达至接受者的时候可以与眼睛的原子相互作用，然后重新在眼睛里面重新构造这个同等性，因而就在这个时候传达到了思维。这个想法比柏拉图的稍强一点，可在所有的细节上都是错误的。
德国天文学家乔安尼·开普勒在1604年在对视力的理解上又产生了一个巨大的飞跃。开普勒时代刚刚出现的光学和光学仪器上的发展使他有能力看出，眼前的清晰物体是一个透镜，它可以弯曲来自物体的光线，再在眼睛里面像筛子一样的视网膜上形成有关一个物体的图象，从这里得到的神经脉冲再传递到大脑里面去。
从那以后，眼睛是一种相机这种看法就流传开来，这个比喻适合近视、远视和散光的现象，并且符合用眼睛能够对它们给以矫正这一点。可是，虽然从某些方面来说它是符合事实的，可从另外许多方面来说，它又与事实完全不合。拉尔夫·N·哈伯长期以来就是一位在感知研究方面出名的人物，他说，人眼像相机这种比喻“虽然是最有希望但同时也是心理学史上受到误导的一个比喻”，因而也造成了无数的“危害”。
哪一种危害？一方面，在相机里面，由透镜形成的图象是倒过来的，而在1625年，天文学家克里斯朵夫·申纳又证明，这对眼睛来说是正确的。他小心地剥开了牛眼后部的包层，并通过半透明的视网膜看见了一个倒置的东西。可是，如果我们看见视网膜上形成的图象，为什么我们不会看到一个倒置过来的世界？这个问题将会困扰心理学家，达300年之久。
随着摄影术的出现，把眼睛看作相机的比喻而引起的麻烦就更明显了。相机要生成一个清晰的图象，必须在曝光的时候抓牢它，如果是拍活动电影，则其快门在一秒钟内必须快速地开关许多次。可是，人眼却是不停地前后闪动的，就算是在紧盯住某东西看时也是如此，但人眼却不会看到模糊的影像。尽管我们没有意识到，而且一般也不会体验到这些移动，但是，我们却可以通过非常简单的办法来看到物体。我们可以盯着下图中心的黑点看约20秒钟，然后再快速地把眼睛移过去盯着白点看。你会看到由黑线条构成的一个错觉图案在前后晃动着。这些黑色的线条是一种余象，其成因是，白色线条落在视网膜接受器上约20秒钟，造成暂时的疲劳所致。晃动的原因就是本章所论的永不停息的移动。
这个演示的意义是，眼球可能会是某种相机，可是，察看事物却与摄像完全不同。
另一个有趣的问题：我们所看到的事物真的就在那里吗？进而推论一个问题：这个东西是我们所看到的那个样子吗？民间的说法是，我们看到什么，什么东西就存在在那里，而且我们看到的东西是真实存在的忠实反映。我们看到眼前有扇门，伸手摸门把手，门把就在我们认为它所在的地方，也作出我们期望它作出的反应。我们在椅子上低下身子来，椅子就真实而结实地存在着，就像它看上去的样子。我们叉一块食物到嘴里，它就是食物的丰美、肉感和汁液感，就跟我们预料的一样。常识和哲学都认为，知觉就是与现实的接触。只有极少数稀有的超凡出众者，如贝克莱大主教，才提出过一些怀疑，认为在我们的体外有一个世界，它只对应于我们的知觉。
然而，尽管几乎所有人都合理地假设知觉是真实的，但是，我们却经常会体会到一些我们明知是误导性的和有错误的东西。远在地平线上的月亮看上去硕大无比，我们都知道当月亮处于头顶的时候，它并不会改变其大小，可是，我们却无法让自己使它看上去比处在地平线上时一样大。我们紧盯着一根明亮的线条，扭开头时会看到一个余象——这是个知觉，它却不是存在于我们之外的任何东西。我们在梦中看到一些人，一些地方，还看到一些并不存在于我们面前的行动，这些东西看上去好像就在身边，可也许根本就不存在。
再说，在过去和目前这个世纪里，还有许多被心理学家们研究过的错觉。在下图中：
两个圆中间的灰度区看上去彼此有很大的不同，可是，它们的灰度实际上是一样的，可以在一张纸上剪下一个小孔，把小孔先对着其中一个的灰区，然后再对着另一个灰区，这样就可以确定其灰度是否有差别了。思维，或者至少大脑的皮质层是以对比来判断其亮度的，而不是依靠其绝对密度来判断。我们所看到的东西并不一定就是真实存在的。
还有好几个经典的例子，每一个都以其发明人的名字来命名的：（1）泽耳纳氏图形；（2）坡根多夫氏图形；（3）杰士托罗氏图形；（4）赫林氏图形：
第一幅图中的直线是彼此平行的，这与眼睛看到的情形不一样（可以用尺子量），第二幅图中的斜线是彼此对齐的，而不是彼此偏移的，第三幅图中的两个弯块也是同样大小的，而第四幅图中的粗黑线也是笔直的。
另一组错觉是由模糊的图形构成的，我们可以把它们看作两个不同事物之间的任何一种。这里两个例子：
在图（1）中，你可以让自己看到熟悉的纳卡尔氏箱，就好像你是在俯瞰它，X角离你最近；也可以让自己抬头看它，这时，Y角离你最近。在图（2）中，你可以看到提手紧贴在篮子里面的两面白壁上，也可以把它看作紧贴在黑壁上。
最后，在下图中，好像有一个比周围的地方白得多的三角形。
可是，正是你本人创造了这个三角形及其亮度的。并不存在这样一个三角形，这张纸比周围其它地方也不是更白些。
再往下，我们会得到对这些错觉的解释。眼下，我们关心的是，人的知觉不是一个简单的生理过程，只把外部的刺激转移到中枢神经里面去。它常常还包括更高的精神过程，这些过程使通过光学神经传递的脉冲产生（或者使其毫无）意义。至少，许多知觉研究者现在都相信是这样的，尽管其他人也都坚持认为知觉并没有利用更高级的精神过程。
第三个有趣的问题——艾温·波林在他里程碑式的作品《实验心理学史》中称这个问题为“第一视觉疑团”——我们有两只眼睛，可是，人类看到每一种事物却都不会是双重的。加伦在很久以前正确地假设，这是因为两只眼睛里的神经细胞都到达同一个脑区。可是，这只不过是答案的一部分。除开较远处的物体外，两个视网膜接受到的所有物体的图象都稍有不同，两只眼睛轮流开闭看一个近处的物体就可以轻易地证明这一点。（每只眼睛看到的物体一侧比另一只眼睛多，而且，物体与周围背景中事物的相互关系也不一样。）可是，如果这些稍有不同的图象在大脑里面重合，其结果为什么又不会模糊呢？
知觉研究者回答说，不同图象的“重合”发生在视皮层中。得出一个三维的图象。他们甚至还精确地指出了皮层中被双眼差异激发的特别细胞。可是，这些细胞，或者其它一些由它们输送信息到里面去的细胞是如何将不同的图象重合起来，形成一个三维图景的，目前这还是个谜。
另一个有趣的，也是最令人困惑的问题之一是，视网膜上的图象是如何映照在大脑里面的？大脑里面并没有一个可供投射影象用的屏幕，那么，进入大脑里面来的数据流是如何被看见的呢？而且，如果图象是以某种方式投射到这个屏幕上，或者投射到大脑里面别的什么地方的，是谁，或者是什么东西看到这个图象的呢？这个问题又使人想起一个古老的说法，即，有一个侏儒或者小矮人——即思维的“我”——他在感知到达大脑皮层里面的信息。可是，如果是侏儒在察看图象，那么，它是在用什么东西看呢？也是某种眼睛一样的东西吗？那么，是谁或者是什么东西在察看到达侏儒视觉中心的东西呢？等等，等等。
与这个谜团紧密联系在一起的还有另一个视觉记忆的问题。每一位成人都在他的或者她的大脑里面储存着大量的图象：熟悉的面孔、房子、树木、草叶、云朵、曾经睡过的床。这些东西稍加观察后即以某种方式记录下来。我们虽然不能把所有这些一下子都调入大脑，可是，通过这些记忆，我们却可以辨认出第二次看到的东西。1973年，一位极有耐心的加拿大心理学家莱昂内尔·斯坦丁，让志愿者们观看了10000多张不同题材的快照，他显示照片的速度为每天2000张，一连进行5天。后来，当他把这些照片混在其它一些新照片里面让受试者看时，他们能把三分之二看过的照片认出来。他们是在什么地方存储所有这些仅仅掠过一眼的图象，又是以什么形式来存储的呢？当他们第二次看见图片时，他们是如何在记忆里面找到这个图象并将它与进来的这个图象进行比较的呢？肯定不是通过把存储下来的那一个投射在大脑屏幕里面来进行的，因为根本就不存在这样一个屏幕。而且，不管它们以什么方式显示出来，在里面的东西既会看存储下来的，也会看新来的图象——啊！又是这个令人头疼的小矮人。
这些只不过是有关视知觉神秘之中的少数几个例子，也许，在心理学中，没有哪个领域曾弄出这么多的数据而又只有少数一些确定的答案。不久以前，一位有争议但极受注意的知觉理论家詹姆斯·J·吉布森很平淡地说过，知觉研究者们在过去几百年时间里所学到的只是“对实践性的知觉业不相关和偶然的一些东西”。知觉心理学家斯蒂芬·M·科斯林和詹姆斯·R·波梅兰茨说得更轻巧些，他们说，尽管收集到了大量的数据，可是，人们对知觉的了解还是相当肤浅的。另外，他们还说：“我们的确了解一些情况。”的确，许多事情——许多足以开始了解它的问题，足以回答至少其中一些有趣的问题，去掉其它一些问题，从而让位给更有说服力的一些事情。
几百年以来，哲学家们一直在进行辩论，焦点在于我们是天生就有使看到的事物产生意义的精神能力（康德学派或者先天论者的观点），还是必须通过经验来学习，从而解释看到的事物（洛克或者实验论者的观点）。当心理学进入实验阶段时，知觉研究的发现不仅没有回答这个问题，反而给两者的答案增加了更多的证据。尽管今天，这些词已经被重新定义，一些假设也变得更为复杂，因此，这场争辩依然在进行之中。
如我们知道的一样，洛克和贝克莱以及其他一些哲学家和心理学家有时候会提出一些幻想的测试个案，以期最终一次解决这个问题：一个天生的盲人经过手术或者其它一些干预后突然复明。在不触摸正看着的物体时，他会不会知道这个物体是个立方体而不是球体，是一条狗而不是一只老鼠呢？或者，除非他学过物体的真实含义，否则，他的知觉是不是毫无意义的呢？这样一个人的经验把持着事情的关键。
最近几个世纪以来，事实上的确出现了这样一批个例。报道得最为详尽的就是一位英国人的例子。他天生患有白底角膜，60年代他52岁时终于得见天日。英国心理学家和知觉专家里查德·L·格雷戈里称他为SB先生，并对他进行了仔细的研究。SB是位活跃而且极聪明的人，他很好地适应了盲目消失之后的生活：他读布里叶盲文读得极好，会使用工具制造物件，经常喜欢丢弃常见的白色导盲杆而散步，哪怕有时候撞在别的东西上也无所谓。他还让朋友扶着他的肩膀帮他骑自行车。
到SB的中年时代，角膜移植已经成为可能，他去做了手术。按格雷戈里的报告，当绑带从眼睛上取下时，他听到外科医生说话的声音，并朝他转身，心想一定能看见一张脸。他只看见一片模糊。
然而，经验很快就使他的知觉清晰起来：在几天时间内，他就能够看清很多脸，不用扶着墙就可以顺着医院的走道走路了，他还知道窗外移动而过的东西是小汽车和大卡车。然而，空间知觉对他来说却困难得多。有一阵子，如果他双手抓住窗台，他以为从窗前到地面的距离是他可以用脚趾够到的，而实际上，那个距离有10倍之高。
SB很快就能够一眼辨认出他通过触摸了解的物体了，比如玩具，可是，对于从没有摸过的物体，除非有人告诉他那是什么东西，或者发现那是什么东西，否则，这些东西对他来说就是一些神秘的东西。格雷戈里和同事带他去伦敦，他在那里辨认出了动物园里的大部分动物，因为他曾养过猫和狗，还知道其它一些动物与这些猫狗有何不同。可在一家科学博物馆里，SB看到一架车床——他一直想要使用的工具——可是，除非他闭上眼睛用手四处摸它，否则，他无法用车床车出任何东西来。接着，睁开眼看着这东西后，他说：“现在我摸过它了，因此我就可以看见它了。”
有趣的是，当格雷戈里让SB看一些错觉时，他却没有受这些错觉的误导。比如，他没有把赫林氏图形错觉中的直线看成曲线，也没有把泽耳纳平行线看成偏斜线。这些错觉明显取决于一个人已经学到的提示，因为这些提示具有视角的含义，而通过错觉中的其它线条给定的提示对SB却没有任何意义。
从这个例子中，人们可以得出的结论是相当令人失望和混淆的；有些证据偏向于先天论，有些又偏向于经验论。另外，这个证据是混杂的：SB有一辈子的感觉经验和学习过程，通过这些东西，他能够解释他的第一次视知觉，而他的故事并没有显示出，思维在经验之前准备好理解视知觉的程度有多大。实验研究也没有通过婴儿回答出这个问题，因为婴儿知觉能力在任何时期的发育在多大程度上是因为成熟而造成的，或者在多大程度上是因为经验造成的，这一点目前尚不清楚。只有取消婴儿的知觉和其它感官经验这种不可能进行的实验才能分开彼此，并测量出其相对的影响。
还有一个问题会把这件事弄得更麻烦，即，知觉主要是一种生理功能，还是一种心理功能。
19世纪和本世纪早些年的科学心理学的奠基者们曾试图避开这个问题，他们说，思维是不可观察的，也许是一种幻觉，他们只好让自己局限于对生理现实的研究。那些对知觉有兴趣的人们调查了感觉系统的生理学，特别是视知觉，在一个多世纪的时间里，在欧洲和美洲的一些人收集了大量有关这个系统的工作机理的数据。到20世纪早些年，他们已经确定，每只眼的视网膜，即一种专司其职的薄薄的神经组织，里面包含有约一亿三千二百万个两种类型的视觉接受器细胞、柱体和锥体，这些东西都能将光转变成神经脉冲；柱体更常见于视网膜的外周，它更敏感，而且只对较暗的亮度有反应，而锥体却更常见于视网膜中心地带，它对较高级别的亮度产生反应。共有三种不同的锥体，一种里面主要包含有一种吸收短波长光的化学物质（因而对蓝色和绿色有反应），另一种里面主要包含一种吸收中等波长（绿色）的化学物质，还有第三种，里面主要包含能吸收较长的波长（黄、桔黄和红色）的化学物质。
他们还理清了大部分复杂的连接线路图，柱体和锥体就是通过这些线路图将脉冲传送入大脑的。一丛丛视神经纤维从视网膜一路行进至视觉皮层，这是大脑后部较低地方的一个区域。这些携带有来自每只眼睛的视觉区左右半区信息的纤维一路上被分类和分发。来自每只眼睛的右半边视觉区的信息在左视觉皮层中结束，左半边视觉区的信息在右侧视觉皮层中停止。（进化为什么要按这种交叉的方式进行安排，到今天为止，还没有人能说出一点皮毛。）
许多心理学家长期以来都不太愿意接受视觉功能定位在视皮层中这样一个证据；这样一种定位几近颅相学。可是，在19世纪晚期，大脑定位法又获得了一定的声誉——不是颅相学那种定位，而只是指部分功能——这是在维尼克和布洛克发现言语功能是在大脑左半球的两个小区域内进行的之后。这激发起研究者们寻找一个可以接收和理解信息的大脑区域，而且，他们通过对大脑受过损伤的人类进行的尸检和对猴子进行的手术发现了这个区域，按一般的话来说，就是人的后脑。
视皮层更为精确的定位，是1904-1905年俄日战争军备的副产品。在那次冲突中，俄国引进了一种新型来福枪，即毛瑟91型步枪，这种枪射出的子弹比以前小些，可射出的速度快些。子弹常常可以容进头颅而不会把头打开花，在有些情况下，这种子弹能部分或者全部摧毁受害者的视力但却不会使其致死。一位整治受伤士兵的年轻日本军医绘制出每位伤员每只眼睛的视觉区域受损害的程度，因而根据子弹的进口和出口确定了大脑受损害的部位，把这些数据综合在一起之后，他就辨认出了视皮层的准确部位。
他还发现，接受视网膜信息的视皮层区域与接受视网膜图象信息的区域的尺寸极不相称。有极大的一个部分接受来自视觉中心，即视网膜上视力最为清晰的那个部分的中心小区域，而只有极小的一个部分接受来自较大的周边区域的信息。（后来的研究发现，比例不协调的程度为35：1。）这就解决了一个大问题：到达大脑的东西在版面上并不是对应于视网膜上的图象的那个图象。
这位日本军医和其他人的发现的含义，不可避免地在接下来的几十年中慢慢为人所接受。其含义在于，视网膜细胞是“转换器”，它们可以将光信号转变成一种不同的能量——一阵阵的神经冲动——而且，这些“编了码的”脉冲或者信号在被大脑接受到的时候，不会退回到视皮层中的图象，尽管被“看见”在那里，或者在大脑别的什么地方。它们是怎样被看见的，这一点仍然是个谜，可是，知觉心理学家们逃开了这个问题。他们考查观看的方式只处理神经脉冲的流动，并在思维的边缘上突然打住。
另一种所谓的知觉研究的风格——它只是与知觉沾一点边——是冯特式的传统方法。它的实践者研究了感觉（对声音、光线和碰触的直接简单反应），他们认为这些感觉是反射型的、基本的和可以进行科学调查的。他们还研究了这些简单感觉的感知。可是，他们忽略了知觉所有复杂的解释性的方面，对此，他们正确地认为，这时思维对感觉进行处理的结果，他们还不正确地以为，是超出客观细察的范围的。这个方法在20世纪早期比较风行，它得出了有关感觉的大量资料，可是，它对知觉心理学的理解并没有增加任何新东西。
再有一种知觉研究风格。那就是心理物理学，它也只是研究心理过程而已。费希纳及其追随者如我们所见的，测量了感觉临界值（最微弱的声音、光线、或者一位受试者可以感觉到的其它刺激）和在两种刺激之间“仅仅能注意到的差别”。当这样一些研究接触到有意识的心理过程时，心理物理学家们并没有针对受试者如何注意到一个刺激，或者如何判断差别说点什么，他们只是紧贴着客观数据——刺激的强度和受试者在感觉或者没有感觉到一种刺激，或者两种刺激之间的某个差别时所说的话。因此，心理物理学在行为主义处于鼎盛时期时还可以接受，当时，感觉还为人们所忽视，因为它假设，对世界的重新存在于思维之中，这是行为主义者们所排斥的。
可是，心理物理学被一种长期的问题所困扰：受试者在他们的回答中前后不一。如果在好几次给定同样的临界值刺激，他们有时候会看见或者听到，有时候又看不到或者听不到。如果低于受试者临界值的某种强度的光线慢慢地增高强度，他可能开始在某个既定的水平上看到它，可是，如果是在这个临界值之上发出这种光线，然后减低光线强度，他可能在某个不同的水平上看不到这种光线。
为了解决这个问题，心理学家J·A·斯威茨于1961年提出，应把信号检测和信息论这些工程概念引入心理物理学，心理学家们在二战期间开始接触这些概念了。斯威茨及其同事甚至给他们的方法取了一个名称，它反应了工程学的非人格性和客观性——信号检测论。它首先认为，由任何信号激发的神经元的数量一定总是有一些随机的变化的，进入神经系统的“噪音”（无关和偶然的激发）数量也是有随机变化的，这种理论可能通过统计理论来纠正这些变量。第二，它认为，受试者在任何尝试中所作出的反应有一部分是由他的预期和尽量增大回报，尽量减少代价这种企图所决定的，这些变量可以通过决策理论加以解释。
尽管“决策”听上去像是心理活动，可是，“信号检测论”却是在思维之外的，它按照纯数学参数预测正确及不正确反应的或然性。信号检测论是心理物理学的重大进步，也是今天的实验方法中标准库中的一部分，可是，它只关心知觉的某些客观结果，对知觉如何形成没有投下理解之光。
然而，这期间，一小批心理学家却早已开始探索知觉的内部或者认知方面了。他们是唯心论者，但不是形而上意义上的唯心论者。反过来，他们遵循詹姆斯、弗洛伊德和比奈的传统，相信较高级的心理过程是心理学的中心所在，而且可以通过实验的方法进行了解的。
在1897年，就在桑代克及其他人开始转向动物实验学和后来成为行为主义心理学的东西时，一位叫做乔治·斯特拉顿的美国心理学家进行了一项人性化和明显是认知性质的知觉试验。在一个星期的时间里，他一刻不停地戴着一种可以使整个世界倒过来的眼镜。一开始，他四处走动和拿东西时非常困难，致使他经常闭起眼睛，依靠触摸和记忆力帮助他。可是，到第5天的时候，他已经开始自如地进行活动了，到这个星期末尾的时候，他感觉到事物就在他看见的地方，有时候，他觉得这些东西“就是正放着的，而不是倒过来的样子”。最终，当他取下眼镜时，一切都令人迷惑。有好几个小时，他发现自己取东西时是在朝错误的方向伸手；然后，他又重新掌握了这些东西实际上在正常看起来的时候是在什么地方的。实验很明显地显示，空间知觉，至少在人类中，有些部分是通过学习得来的，因此可以重新学习。
这些发现虽然令人惊讶，可是，本世纪初期的几十年中，大部分心理学家的世界观都是反唯心主义的，没有任何人去欣赏斯特拉顿的工作，几乎也不存在认知型的知觉研究，直到半个世纪以后。可是，到40年代，好几种不相关的、认知方向上的心理学分支——弗洛伊德心理学、格式塔心理学、性格研究和尚未成熟的社会心理学——也在不断地获取力量，一些认为这些理论很对自己心思的心理学家也对知觉采取了与心理生理学和心理物理学不同方法的研究。
在美国和其它一些地方，有些人重新发现了斯特拉顿的工作，并进行了新的视觉-扭曲实验。1951年，奥地利心理学家依沃·科勒尔说服志愿者花50天的时间透过棱镜眼罩看世界，这种眼罩可使他们的视野向右偏转10度左右，并使垂直线稍有弯曲。他的受试者在几天的时间里感觉到，世界很不稳定，走路和做一些简单的事情也有困难，可是，一星期至十天之后，大部分东西在他们看来都恢复正常了，几星期之后，一位志愿者甚至可以溜冰了。跟斯特拉顿一样，他们在取下眼罩后感觉到方向不明，可后来迅速恢复了正常现力。
其它一些心理学家把长期以来一直受到冷落的错觉研究又恢复起来了，到50年代，错觉研究又成了炙手可热的研究项目。图21中最为显眼的主观三角形是1950年由意大利心理学家吉坦罗·堪尼萨发明的。它只是用来调查视觉心理过程的许多新错觉图象中的一个。还使用了一种特别的错觉来探索心理对模糊人物的解释。下面这个经典的图案是1930年由波林发明的，人们可以按自己的意愿随便看这幅图，它可以是一个老巫婆朝观察者这里稍为侧了一点身，也可以是脸稍稍转开了的一位少妇。
人们能够在两种意义模糊的、不同的图象，或者在一些像鲁宾花瓶之类的人物——背景可反向模型中看到两种意义模糊的不同图象的能力，不能被已知的任何生理机械理论所解释，英国心理学家斯图尔特·安斯迪斯说，不过，它是较高级的知觉过程的结果。［有些知觉研究者把这种反向效果归结为神经饱和（视网膜对一种图象感到疲劳，因而另一种图象就替代了原来的图象）。可是，这无法解释为什么我们可以自由地在两种图象之间随意转换。」思维能够接受40和50年代由一些知觉心理学家发明的“不可能的事物”，或者会因此而感到惊讶也是同一个原因。我们在下面举几个这样的例子。是思维，而不是视网膜、视觉神经，也不是神经皮层的一些特殊细胞在解释这样一个提示，它认为这是一个物体的图片，同时又觉得在现实世界里不可能存在这样一个东西。
另一个对知觉的认知研究方法是由几位美国心理学家们想出来的，他们从40年代开始想办法发现需要、动机和心理设定对知觉产生影响的方式。在这方面比较出色的两位领头人，哈佛大学的杰罗姆·布鲁纳和里奥·波士特曼让小孩子们看一些玩具和简单的积木，这些积木的高度都是3英寸。然后，他们请孩子们判断这些东西的大小，孩子们认为玩具要高些。在这些实验的后面，他们对孩子们说，他们可以把玩具留下来，可过一会儿后又说不行。当这些玩具眼看着到不了手时，孩子们看这些玩具甚至比原来还大些。其他一些研究者请饥饿和不饿的受试者估计食品大小时，饥饿的人看到的食品比不饿的人看到的食品大些。这些实验以及类似实验表明，需要、欲望和挫折会影响知觉。
按照同一时代的其它一些研究，性格方面的有些特点也是如此。在维也纳接受过教育然后来到美国的心理学家艾尔丝·弗兰克尔-布兰斯维克给一组孩子评定了种族偏见的级别，她认为这种特点与生硬的“权力主义人格类型”有紧密联系。然后，她给孩子们看一幅画着狗的图片，然后是一系列过渡性的图片，狗的图象慢慢变成了一只猫。在偏见上评得高分的孩子倾向于在更长时间内认为这些图片是一只狗，不像那些偏见得分低的孩子更有弹性。当她请孩子们辨认一系列颜色发生了从一种深度到另一种深度的变化的图片时，情形也是这样。
40年代和50年代对知觉进行的另外一些认知研究还探索了“知觉型防御”——对看见某些令人倒胃的东西产生的心理抵抗。研究者利用速转实体镜在屏幕上很快地闪动一些单词（百分之一秒左右），然后发现，受试者能够辨认出来的中性词多于禁忌词。当实验者为男性，受试者为女性时，效果最为明显。有一个小组用速转实体镜显示出一些与成就相关的词汇，如“竞争”和“掌握”，还有一些中性词，如“窗户”和“文章”；通过亨利·默里tAt法测试为极想成功的受试者认出与成就相关的词汇的速度，比认出一般中性词汇的速度快些。
心理设定，或者叫人们对可能看到的物体的预期，是这种研究的另一个课题。布鲁纳和波斯特曼利用速转实体镜让受试者们快速地看一些扑克牌，大部分牌都是标准的，可其中一些不是标准的，比如红色方块四。习惯和预期使28位受试者中的27位认为不正常的那些牌也是正常的，可是，一旦受试者了解情况后，他们的心理设定就发生了改变，辨认扑克牌时出错的机会也减少了。
到1949年，这类的研究非常之多，心理学家们从当时的流行女装中借来了一个词，他们谈到了知觉研究中的“新面孔”。在约10年的时间里，新面孔红极一时，收集了大量资料，涉及需要、动机和心理设定对知觉产生影响的范围。然后，因为缺少详细的理论，以解释这些东西发生的过程，这场运动最后也偃旗息鼓了。
可是，一种更新、更有威力的理论，即信息处理，也已经开始转变认知心理学了。这种理论认为，有一系列有序的过程，感觉是通过这些过程传递到思想，思想也是这样传递到行动中的。这种理论假定（并提出了实验证据）有一系列步骤的感觉输入变形，包括在感觉器官中暂时的记忆存储，编码变成神经冲动，在思维中短期存储，再用熟悉的物质进行检索或者连接，长期记忆力存储，检索等等。这个理论使心理学家能够具体地处理思维如何处理进入的感觉材料，而且，它还恢复了对知觉采取认知方法的兴趣。到70年代，这在认知领域里的研究已经结出了丰硕的成果。
可是，这时候，对于知觉的生理学已经有许多有意义的发现。从那以后，观察看这个动作的两种风格，即生理学和认知法，就并存一起了，它们表面看上去彼此对立，实际上都集中于同一些现象的不同方面，从现在起，我们会看到这些情况。
我们是怎样看见物体的外形的？这个问题好像根荒谬——我们怎么能不看见事物？可是，对外形的知觉既不是自动的，也不是完全不出错的。我们在晚上看见黑暗中一个阴影般的东西，不知道它是一片草丛还是潜伏在那里的一个人；我们看着一个签得十分潦草的签名，不知道这个签名到底是以C，G还是以O开头的。我们坐了很长时间的飞机后疲惫地回家，看见空荡荡的机场停车场里停着我们的车，然后拖着疲惫的身体朝它走出去，可到跟前时才发现，这只是跟自己的车看上去差不多的另一个牌号的车。我们很喜欢玩拼图游戏，就是因为我们觉得这游戏很难做，当我们把最后一片东西装到自己刚刚空下来的一个边子上的时候，我们会感到愉快。
对外形知觉进行的研究是想辨认出一些机械原理，既是神经学上的，也是认知理论上的。它会帮助我们辨认各种外形——而这一点却时常使我们感到为难。在过去的半个世纪里，这方面进行的很多研究都采取了认知的方法。格式塔学者们及其追随者探索了思维的倾向，如将有关联的元素集中在一起，变成一个连贯的整体；在我们看到的间隔之间填入衔接材料，从背景中辨别物体等。他们，还有其它一些人都还说，是人天生的高级心理过程在解释“恒定现象”——我们看事物的时候倾向于不变，哪怕视网膜的图象已经发生了扭曲，正如我们看见一本书从某种角度斜躺在我们面前，就好像它还有一些方方正正的角，哪怕在视网膜或者照相机里，这书看上去一定是一个偏菱形的东西，有两个锐角和一个钝角。
可是，这些知觉是结果，而不是过程。思维是通过什么样的一些步骤看到这些东西的呢？我们说，我们会把我们看到的一些很熟悉但不完整的形状之间的间隔填满，这是一回事，但是，要确定我们是通过哪些具体的办法来做到这一点的，这却又是另外一回事。以很详细的细节探索视觉信息的认知过程的最新研究已经找到了一些过程。下面就是这些发现的例子：
——对主观轮廓现象的研究（如上述图21中的错觉三角形）表明，我们一方面是通过联想（这三个角使我们想起以前见到过的某些三角形）来分析出这个想象的周边的，还有一部分是通过提示，即经验告诉我们要加以插补的的地方（一个物体挡住我们看见另一个物体的视线）。如知觉研究者斯坦利·科伦在1972年进行的一项研究中指出的，圆圈和图21已经存在的三角形中的间隔表明，某些别的东西——即错觉的三角形——挡在视线里，挡住了它们。由于明显的插入，思维“看见了”想象的三角形。
——有些实验探索了我们如何辨认一个我们正在寻找的东西的外形，特别是当这个东西丢失在其它有外形的东西里面时。有一个重要的过程是“特征检测”——有意识地寻找某个特定的外形已知和可辨认的一些元素，以从类似的物体中区分这个东西。在下面这两栏字母中，各有一个Z在里面。如果你用秒表计时，看在哪一栏里找对象词快些，你会发现，在第二栏里找到这个词比在第一栏里快多了。
XEIMV ODRUQC
XIEMV QCURDO
VXIEM OQCURD
MVXIE DOQCUR
MVXIE RDOQCU
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XIEMV QUCRDO
VZXIE DOZQUC
MVXIE DOQUCR
MVXIE RDOQUC
按照科伦及其同事（这两个栏目就是从他们的书中找出来的）的说法，将Z这个从记忆里面找出来的模式与我们正在寻找的东西相比较这个任务，当藏起来的Z这个字母是在圆形字母中时，找起来比它藏在由像Z本身一样的直线和角构成的字母中时容易得多，也快得多，因为在后者的情况下，我们得注意一些细小的差别。或者，如另一种解释所言，我们在寻找视觉图象时，经常会以“预注意”过程来进行，即与总体的图象相关的自动过程，可是，如果这个不行，我们就转移到“集中的注意力”上来，并有意识地寻找要找的这个东西细小的区别性特征。
——1954年，俄勒岗大学的弗雷德·阿特尼夫请一些受试者用10个点来表示一些图形，他们倾向于把这些点放在一些使轮廓的方向转变最明显的地方。阿特尼夫的结论是，我们辨认模式的一个方法是通过对其“变化点”的分析进行的。他还画了一些图，这些图与现实中的实物相比已经做了极大的简化，是从一个变化点向另一个变化点来画直线的。尽管这使曲线变成直线，可是，图形还是立即能够辨认出来，如在下列中：
——懂技巧的阅读者把词汇当作一个整体看，而不去一个字母一个字母地辨认，而刚开始读书的人却是一个字母一个字母地看的。可是，哪怕是在快速的阅读中，还是有很多高速特征检测活动在进行着，如由艾林娜·J·吉布森（上述提及的詹姆斯·吉布森的妻子）和同事60年代在康奈尔大学进行的一些实验所显示的一样。他们生造了一大批根本不存在的单音节，其中一些符合英语拼音规则，因此是有可能发音的（“glurck，”“clerft”），然后把辅音组调来调去以生造另外一些音节，虽然字母是同一些，可违反了发育规则，因此无法发音（“rckugl，”“ftercl”）。当有技巧的阅读者在快速实体镜中看到这些词时，他们辨别合法组合比非法组合容易得多，尽管这些字母组都是不认识的词。一种可能的解释是，他们自己给这个词发音，因而更有可能将可发音的一些音节放入短时记忆中，而不可发音的音节就不行。可是，吉布森在加罗戴学院的聋哑儿童中进行试验，因为他们从来没有听到过人念单词，她得到的结果还是一样的。这只能意味着，在感知一个假词时，阅读者区分了这些字母，并且立即辨认出，哪些组遵守了合法的英语拼写模式规则，哪些没有。
——在50年代晚期和60年代早期，欧文·罗克，一位后来成了知觉研究领袖人物的心理学家给受试者看一个倾斜了45度的方框，然后问他们说看上去像什么；他们说像钻石。然后，他让这些受试者也倾斜45度，使图象在他们的视网膜上呈方框图形。可是，他们是在一间屋子里，在屋子的参照下，知道哪一个被倾斜了。有了这两个信息来源，经过大脑的处理以后，使他们还是把方框看成一块钻石。这个简单的实验极大地影响了罗克对于知觉的认识，并使他得出结论说，除非知觉现象在一个心理视点上经过了分析，否则，在一个神经生理学的水平上来做这个工作是不成熟的。
可是，从40年代起至以后，神经生理学家们已经得出了有关视知觉的大量发现，这些发现对认知学家们也同样有着重大的意义。早在30年代，他们就已经能够记录小组神经细胞的电活动了，到40年代，实验室研究者们已经完善了装有电极的玻璃探针，其程度如此之精细——其顶端细如发丝，其直径兴许只有千分之一厘米——它们可以插入视网膜的单个细胞、膝状关节或者经局面部麻醉后插入猫或者猴子的视皮层里面去。有了这种仪器，研究者们就可以观察单个细胞在给动物照光或者进行其它显示时的电子释放情况。
这种技术给外形知觉带来了历史性的发现。50年代晚期，哈佛医学院的两位极聪明的神经生理学家大卫·胡贝尔和托恩斯顿·威塞尔测试了猫的视皮层细胞反应。他们把微电极埋在猫的视皮层中的细胞里，尽管他们不能选择某个特定的细胞，可是，他们可以把电极以大约正确的方式插在它们大约正确的地方，因此可以了解它们到达了什么地方。威塞尔有一次把这个过程比作用牙签在碗里刺樱桃。你可能不知道要刺中哪一只，可你知道一定会刺中一个。研究者在屏幕上打出一阵光或者一些光栅或者其它图形时，猫会用带子束好。把猫的头用东西固定好，研究者们就可以知道视网膜上的哪一个部分是图象落在上面的地方，并把这个与被刺进的皮层区域进行连接。通过放大器和扬声器，他们可以听到细胞启动的声音。安静的时候，细胞每秒可能会发出几声“卟卟’声，可是，当它受到刺激时，它会以每秒50或100个卟卟声不停地响。
由于视网膜和皮层都有比较复杂的结构，发现哪些细胞，在什么地方和在皮层的哪一层对来自视网膜的不同区域的信息产生反应，是一件极费耐心的事情。1958年的一天，这项令人极为痛苦的精细工作终于得出了令人惊讶和半是偶然的结果。胡贝尔和威塞尔已经把一根电极插在一个细胞里面了，可是，在几个小时的时间里，它并不能引发快速的启动。如胡贝尔几年以前回忆的：
为了让细胞启动起来，除了用脚踩我们自己的头以外，我们尝试过了无数的办法。（不时会有一阵间歇性的响动，因为大部分皮层细胞都会这样，可是，我们花了很多时间来证明，是我们施加的刺激引发这些活动的。）为了刺激细胞，我们使用的大部分都是白色和黑色的圆点。可是，在5个小时的斗争之后，我们突然产生了一个印象，上面带有「黑」点的玻璃偶尔会产生一种反应，可是，这种反应好像与这个点没有什么关系。最终，我们想到这一点了：在我们把幻灯片插入槽中时，是玻璃[幻灯]片边子上很尖锐但又很模糊的阴影在作怪。我们很快使自己相信，这条边只有在其阴影扫过视网膜上一个较小的部分时才起作用，扫描时应该让边子对着某个特定的方向才行。
简而言之，细胞对一个横向的线或者边有强烈反应，但对一个点、一条斜线或者一条竖线只有非常微弱的反应，或者根本就没有反应。
胡贝尔和威塞尔（及其他研究人员）继续表明，有些其它的细胞对某些处在一个角度上的线条、或者对垂直线条或者对直角或者对明显的边际都有特别的反应（在这里，一个物体与其周围的东西有一种对比）。很明显，视皮层的细胞是非常专业化的，它们只对视网膜上的图象的某些特定的细节有反应。胡贝尔和威塞尔为这项研究，以及其它相关的大脑研究而获得了1981年的诺贝尔奖。
有可能通过一个简单的试验来体验一个人自己的线条检测器神经元。支起这本书来，看着下面三个图案，然后慢慢朝后退。约在6英尺远的地方，你仍然能看见竖线和横线，可是，中间圆里的横线会成为一块模糊的灰色。知觉研究者把这叫做“斜线效应”。
有趣的是，尽管这是生理学上的，可有一部分也是后天学习得来的。在1970年进行的一项实验中，把一窝猫放在一个竖直的笼子里面养着，里面贴满竖条，从不让它们看见横条。5个月后，当对它们进行视力测试时，它们看不见横条或者横向的物体。神经学解释是，对横向线条作出反应的皮层细胞在小猫早年生活的阶段停止了发育。同样地，在城市长大的人在童年早期看见坚线和横线的机会多些，而看见其它方向线条的机会相对就少些，因而，他们对前者的反应就灵敏一些。一个研究小组对一组在城市长大的大学生，和一组在传统的帐逢和房屋里长大，很少看见横向和竖向线条的克里印第安人进行测试。在城市长大的大学生表现出了斜线效应，而克里人却没有。
固定不变地看着下面这个图案的中心，也可以体验你的视网膜上竖直、横向和斜向检测器细胞的专业性：
你看到的旋转和抖动，也许是因为，当你看着中心时，不同角度的光线都靠得很近，眼睛不断的移动使视网膜上的图象从一种角度的线条跳到另一根线条上，从而发出一大堆信号，使专业化的、有方向性的敏度皮层接受器产生了混乱。
微电极法使神经生理学家们能够解释视皮层的建筑——神经元是竖向排列着的，一栏里面约有100个，而且分层排列，一层层地穿过各栏——并能测量视皮层里面每一个部分的神经元对广泛刺激的反应。结果，人们得出了视皮层各个不同部分的不同细胞详细的图景，它们如何区分各种外形，亮度、色彩、运动和深度提示的对比。极为复杂的神经元对神经元，神经栏对神经栏的突触连接，把所有这些细胞的反应连接起来，给大脑提供视网膜上的图象这样一个复杂的编码信息。
这个集中起来的信息是在什么地方和怎样被思维“看见”的，这一点尚不太清楚，不过，从认知型知觉研究中可以明显地看出，视觉皮层专业化的反应不是最终的产品，至少在人类中不是如此。在简单动物中，神经反应也许足以产生合适的行动（要么逃跑，要么攻击）。在人类当中，神经信息经常是毫无意义的，除非这些信息得到认知过程的解释。在错觉三角形的例子中，观察者的思维，而不是皮层细胞，可以提供这个图象缺少的部分。其它许多不完整或者降级的图象也是这样的，观察者有意识地唤起较高级的心理过程，填入缺损的部分，然后看到一个根本就不在那里的东西。这里有一个例子：
一开始，大部分人会把这个图案看作一个毫无意义的黑块排列。反向的白色部分和里面藏着的那个字是怎样看出来的，这一点尚不清楚，可是，一旦看出来以后，思维几乎就再也不能认为这个图形是一些无意义的黑块了。
把眼睛当作照相机这个比喻的意思是，我们是以快门的方式来观察事物的，可是，我们的视觉经验是一种不间断运动的体验。的确，通过环境和环境中移动的物体来感知我们的运动，这是观察当中最为重要的一个方面。没有运动知觉的视力几乎是无价值的，也许比没有视力还要糟。这可以从1983年《大脑》期刊报道的一例罕见的个案中看出来。
病人是位妇女，因为严重的头疼、晕眩、恶心，最严重的是失去了运动感，这使她处处不便，因而住院。做脑电图和其它体检显示，她主要的视觉接受区域外的大脑皮层的一个部分有损伤，这个区域已知是对运动感觉至关重要的。报告摘抄如下：
（她）失去了所有三个层面的运动视觉。比如，倒茶和咖啡时都有问题，因为这些液体看上去都像结了冰，就像一层冰块。另外，她也掌握不了倒水的时间，因为水快要倒满时，她不能够感知杯子（或壶）里面的运动……在有别人走动的屋子里，她感觉很不安全，很不舒服，而且很快就离开房间，因为“人们很快地走到这里或者那里，可是，我看不见他们的移动”……她不敢走过街道，因为她无法判断车辆的速度，可是，她可以很轻松地看到汽车本身。“当我首先看到车辆的时候，它好像在很远的地方。然后，当我准备穿过街道时，汽车突然就在很近的地方。”
哪怕没有这些证据，我们都可以判断出，运动视觉是极为重要的。我们对自身移动的感觉指导我们在环境中走动；对向我们移动而来的物体的感觉，使我们能够避开危险；我们对手的移动的感觉，给我们提供对何时伸向物体或者做一些精细手工活至关重要的数据；站着的时候，对我们身体精细运动的感觉使我们知道挥舞双手或者不要失去平衡。（如果你双脚并在一起站着，然后闭上眼睛，你会发现很难站得极稳。）
在过去的半个世纪里，很多对动知觉的研究都是处理外部的变量的：移动物体的大小、速度、位置和其它特点是如何影响它们在我们看上去的样子的。这样一些研究与心理物理学是差不多的：它获取一些客观数据，但对于经验的内部过程却只字不提。尽管如此，它提供了这些过程的重要提示，一方面是天生的神经过程，另一方面是获取的认知过程。
一项有关天生的低水平过程典型的发现：研究者在婴儿面前把一个阴影或者盒子样的图象打在屏幕上，然后让阴影或者图象快速地扩张。当图象扩大时，婴儿朝后靠一靠，就好像要避免被撞上一样。这个反应不是经验的作用，一个从没有被快速接近的物体撞上过的新生儿会以这种方式作出反应，就跟许多没有经验和新生的动物一样。这种对“快速放大”的物体作出的避开姿势，很明显就是一种保护性的反射，它是通过进化传达给我们的；一个快速接近我们的物体的视觉图象会触发回避的行为，它不涉及到任何更高的精神过程。
有关获取的高级过程的典型发现是：1974年，心理学家戴维·李和埃里克·阿伦森做了一个没有地板的小房间，它可以通过一块不能移动的地板从这里或者那边溜过去。当他们把一位13一16个月大的、刚刚学会走路的婴儿放在里面，然后偷偷把这个房间朝着婴儿面对的方向溜过去时，也就是说，从孩子面前溜走——这个孩子会向前扑过去，或者跌倒；如果他们把房间朝另外一个方向溜过去，孩子会朝后跌倒。这个解释是，当墙壁移走时，孩子感觉到，好象他或者她在朝后倒，因此自动地通过向前倾倒而加以补偿，反过来亦是一样。这好像是一种获取的行为。孩子在开始走路时，会学会使用“光学流动”信息。（光学流动是我们移动时反映在我们视野范围内的任何东西的移动。比如，当我们走向某个点时，其周围的任何东西会向外扩大，直到视野的尽头。）
这些，以及其它一些有成果的移动知觉研究，把长期以来认为眼睛是照相机的这个观点里更多的缺陷暴露了出来。其中一种缺陷是，尽管眼睛没有快门，可是，移动的物体并不会引起模糊，如我们在照相时，照相机在曝光时的移动并不会使我们看到一个模糊的东西。相应地，很多对移动感觉的研究已经在寻找发现为什么没有模糊的原因。一种不断得到同意的假设是以乌尔里克·赖塞尔和其它一些人的研究为基础的，即，当我们看到一个图象通过速转实体镜在屏幕上闪动哪怕多少分之一秒时，我们事后可以在思想里面粗略地看到它。1967年，赖塞使用“图标”这个词来形容这个非常短暂的视觉记忆，他测量它的持续约为半秒钟（后来的研究报告说只有四分之一秒）到2秒，并发现，如果新的模式在它完全消失以前出现的话，它就会被擦掉。其它一些视觉研究者们因此而认为，由于眼睛扫过视野或者以一系列叫做“飞速扫视”的跳跃方式跟踪物体，它在物体移动时什么也看不到，可是，在每一次短暂停留时，它会发出一个图标式的快照给大脑。这些快照都汇集在一起，变成了一种运动知觉，有点像看电影。
这种假设在70年代和80年代早期被广为接受。可是，一些处于先进行列的调查者开始怀疑，图标只是在不自然的实验室条件下观察到的，它不一定存在于正常的知觉之中。果真如此，有关移动知觉的飞速扫视——图标假设就会崩溃。拉尔夫·哈伯是这样看的：
在自然状态下是没有这样一些表现的，除非你想在闪电中阅读。没有自然的一种情形是视网膜可以在约四分之一秒的时间里受到静态刺激的，因为它的前后都是一片黑除……从来没有一个固定的、像快照一样的视网膜图象固定在时空中，而只有持续变化着的图象……图标是在实验室里诞生的，且只存在于实验室，而不可能存在于别的任何地方。
眼睛的屏幕不是一种感光剂，它上面移动的图象并不是以静止物的形式被捕获而不模糊的。反过来，视网膜是一种由成百万接收器构成的组织，当受到刺激的时候，每一个接收器每一秒钟启动的次数有好多次。当一个图象在视网膜上通过时，从一连串接收器上产生的连续脉冲流会向前进入视觉皮层。没有模糊不清的地方，因为这个系统生成的不是一连串静止的东西，而是一种不间断的、不断变化的信息之流。
的确，仅只在30年前才有的一项有关移动知觉问题的戏剧性发现是，视网膜和视觉皮层里的有些神经元会对移动作出反应，可是，其它的许多神经元却不会有反应。移动的检测在单细胞水平上开始。这个古老的进化性发展有助于一些猎物避免被吃掉，也有助于一些捕食者发现和抓住猎物。一只青蛙会有效地捕捉住任何小的移动物体，不过，如果只给它喂死苍蝇或者死虫子，它就会饿死，因为它不会认为这些死东西是食物。其它许多简单动物显示了相类似的行为。青蛙的视网膜和大脑明显具有一些可以对移动（和大小）作出反应的神经元，这种能力具有比视觉方面意义更大的生存价值。
在60年代和70年代，胡贝尔和威塞尔及其它人都显示了移动知觉器的存在。他们显示，当他们利用电极法记录老鼠和猴子的单细胞的活动时，视网膜和视觉皮层中的某些细胞，而且只有这些细胞，会对移动作出强烈反应。事实上，有些只对一种方向上的移动作出反应，有些对另一方向上的移动作出反应。
其他一些调查者通过完全不同的方法确证了这一点。1963年，罗伯特·塞库拉及一位同事将一只向上移动的栅栏投影，他们确立了人类受试者可以看见物体移动的临界值（最低速度），然后让每位受试者稳定地看着移动的物体。几分钟以后，受试者在栅栏以原来的临界速度慢慢走动时再也不能看见它移动了，不过，如果速度提高一倍，他们仍然能够看见它移动，而且还能够在更慢的速度上看见它向下移动。结果表明，有向上移动的检测器，它已经疲倦了，还有向下移动的检测器，而这些检测器却没有疲倦。比较结果以相反的方式得到，受试者这时候观察一个向下移动的栅栏有好几分钟。
我们大多数人都经历过移动检测器疲倦而不知道它的神经元基础。如果我们盯着一道瀑布长时间地看（或者其它长时间连续移动的物体，如生产流水线），然后扭过头去，我们会看见向相反方向的移动错觉。以高速对一个方向上的移动作出反应的细胞会暂时疲倦，而且不再产生反应，这时，对向另一个方向的移动产生反应的细胞却会不断地以其正常的低水平这样做，并以它们喜欢的方向临时产生一个移动感觉。
然而，这些都没有解释清楚其它两种移动知觉的未解之谜。如果我们移动眼睛或者头脑去追随一只飞鸟，或者其它移动的物体，我们会感觉到移动，哪怕这个图象在视网膜的中心保持不动。反过来，如果我们移动眼睛，图象会扫过视网膜，可是，我们会看到一个静止的世界。
那么，一定就是一些其它的信息来源来确认或者纠正来自视网膜的信息。自上个世纪以来，已经提出了两种可能性：要么大脑向眼睛和头脑发出了移动命令，以便使一个移动物体的图象保持在视网膜中心位置，要么眼睛和头的移动本身延缓进入视觉皮层，并在那里被解释为这个物体的移动。同样，当我们扫瞄一个静止的背景时，要么是大脑的命令，要么是眼睛的移动在向视觉皮层发出信号，以使它把移动视网膜图象当作一个末移动场景的图象。
这个问题尚没有得到解决，用动物进行的实验室实验为每种理论提供了一些证据。通过一种或者另一种方法，眼睛和头移动会提供一部分对于移动知觉至关重要的信息。对余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～会儿，当扭开头去看一个相对黑暗的地区时，他们会看到光线的余象。如果他们移动眼睛，余象会在同一个方向上移动，尽管余象的来源，视网膜上已经疲倦的区域并不会移动。这意思是，视觉皮层尽管接受到眼睛在动而图象并没有在视网膜上移动的信息，可是，它还是会解释它们，并把它们当作眼睛在跟踪一个移动图象来解释。
另一项实验也证明了这一点，是在50年代由一位名叫冯赫尔斯特的德国人进行的。他暂时使一位志愿者的眼肌瘫痪，这样，眼睛就不能向左移动，然后告诉这位志愿者，让他朝这个方向移动。眼睛并没有移动，可是，观察者却看见物体在朝这个方向移动。接下来，他机械地使眼睛向左移动，果如所料，观察者看见视野向右移动。最后，他告诉观察者将瘫痪的眼睛向左移动，同时机械地将它移向右边，志愿者完全看不到移动，因为两种影响互相抵消了。