Roger Newland Shepard

人物与实践

罗杰·纽兰·谢泼德1929年生于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托，在斯坦福大学和耶鲁大学接受心理学训练，1951年取得学士学位，1954年取得博士学位。1958年，他加入贝尔电话实验室，在那里度过了改变认知心理学面貌的八年（至1966年），随后转至斯坦福大学任教直至退休。

他在贝尔实验室最重要的贡献之一是发明了「谢泼德音调」（Shepard tone）：通过计算机合成一组音调，每个音调都包含多个跨越多个八度的正弦分量，且各分量的响度按照钟形曲线分布——最低八度和最高八度最安静，中间频率最响。当这些音调按照半音或全音阶梯上行时，每一步都感觉「更高」，但整体上没有任何音域的净增——形成一种永远上升但永远不会达到任何终点的听觉幻觉，被称为「听觉巴比伦塔」。这一发明1964年发表于《美国声学学会期刊》，此后被广泛用于电影音效（诺兰的《蝙蝠侠》和《敦刻尔克》均使用了这一技术）和音乐创作。

他的另一重要贡献是「心理旋转」（mental rotation）实验：在1971年与雅各布斯·梅兹勒（Jacqueline Metzler）合作的研究中，他用计算机生成的三维图形作为实验刺激，证明了人类在脑中「旋转」物体的速度与实际旋转角度成正比——这意味着大脑确实在执行某种类似物理旋转的操作，而非仅仅进行符号比较。这一发现是认知科学史上关于心理意象（mental imagery）最重要的实验证据之一。

他的工作与贝尔实验室的计算机艺术场景有直接接触：他使用与肯·诺尔顿、A.迈克尔·诺尔相同的计算机生成感知实验刺激，是将计算机「图像生成」用于科学研究（而非艺术创作）的并行案例。他2005年获得国家科学奖章。

作品记录