主题：254-Brendan Walker：科学地吓唬过山车乘客 -- 万年看客

https://www.youtube.com/watch?v=edT9bUbKId4&list=PL4i9YSoIJiPfAq5TCk7xdVrJlxRAMbay-&index=38&t=1050s

谢谢大家，我是布兰登.沃克教授，我所在的组织名叫刺激实验室，由一群艺术家、科学家、工程师组成。我们全都致力于设计、创造与研究令人感到刺激的体验。我认为过山车是工厂机器，作用是加工人类，产品是刺激。甜甜圈工厂的机器的效率可以得到评估，例如我们可以衡量机器给甜甜圈裹上糖衣的效率。同理，过山车加工人类产生刺激的效率也可以得到衡量。但是有一点问题：并不是所有甜甜圈都一样，不同口味的甜甜圈要裹上不同口味的糖衣，有些要撒糖霜，有些要撒巧克力碎。并不是所有的甜甜圈都能以相同方式处理。同理，坐过山车的人也是一样。

画面上是四个受试者，他们参加了奥尔顿塔游乐园的深渊过山车（Oblivion）项目测试，这是世界上第一座垂直坠落式过山车。因为每个人对于过山车的设计特点的反应不一样，要想理解人们如何反应，就必须理解他们的性格类型。可以看到四位受试者每人都端着一张图表，他们刚刚填过了马文.朱克曼（Marvin Zuckerman）的寻求刺激量表，这张测试表开启了后人对于寻求刺激行为的理解与研究。马文将寻求刺激行为分成四个分类。第一类不妨称作乔.沃克型，此人是第一位驾驶X-15飞机冲破音障的试飞员。他在寻求冒险的量表上得分必然冲破天际。第二种分类的人们喜欢前往不同的剧院或电影院，喜欢观看魔术，这些人在寻求体验一栏的得分很高。第三类人毫不介意在公共场合旁若无人地唱歌跳舞，他们在去抑制一栏的得分很高。最后一栏是对于无聊的易感性，了解这一类型至关重要，因为迪士尼乐园里排队两个小时才能坐三分钟过山车是司空见惯的现象。做完心理测试之后，四位受试者全都搭乘了同一列过山车——他们当中有一个人从来没有坐过过山车，我们来看看他的反应怎么样……他以后再也没坐过过山车。

几百年来，游乐场设计师在暗地里很了解他们的客户，为了取乐游客，营造刺激的效果。游乐场是一门很有钱可赚的大生意。那么科学与工程学能为创造刺激的行业带来什么？我首先关注了被媒体大肆报道的“找刺激基因”，或者说D4DR多巴胺受体调控基因，位于第11号染色体上。据说这个基因呈多态性的人们不能像其他人一样有效地处理多巴胺。D4DR这个基因的重要性在于，当我们感到兴奋的时候会产生多巴胺，因此你达成了了不起的成就之后才会感到飘飘欲仙。如果你无法有效地处理多巴胺，就会做出更极端的行为来创造更多的多巴胺。寻求刺激者的这个基因往往有缺陷。我本人也做了测试，我提取了自己的DNA，分离出了这个基因，可悲的是我的这个基因确实呈多态性。但是我并非反常，在英国，每三十个人当中就有一个人的D4DR基因存在异常，在中国是每六十人有一个，在美国与澳大利亚大约是每二十人当中有一个。这一现象可以在一定程度上解释为什么这两国的人们这么喜欢冒险，因为他们的先辈是率先奔赴新大陆的开拓者，其中大多数人肯定带有这个基因，然后就一代一代流传了下来。

但是基因并不能告诉我们如何设计更新的寻求刺激体验。科学对于刺激的定义是面对新的刺激物产生的兴奋之情，但是并没有规定刺激物究竟是什么，因此这条定义对于设计师没什么帮助。我们来看一个非常具体的例子，比如从空中自由下落。这是非常简单的高中物理问题：一个物体在重力作用下从高空加速坠落，下落距离是S1；然后该物体减速并且平稳落地，减速距离是S2。听上去很刺激，但是有多少种不同的方式来实现这个过程？比方说你可以将一位陌生人捆在你胸口，两人一起坠落；这位陌生人还是个一句英语都不会说的朝鲜人；而且你在一个小时之前刚刚亲眼看见你们两个要用的降落伞从缝纫机上拿下来——这是我的亲身经历。又好比墨西哥阿卡普尔科市的这位山崖跳水者，他全身上下唯一的科技装备就是三角泳裤。假如他在下落的过程中没有摔在石头上摔个粉身碎骨的话，或许还有一杯鸡尾酒在等着为他庆功。还有更吓人的例子，例如照片上这位女性，即将从着火酒店的四层楼跳窗逃生。照片的拍摄时间是1947年，地点是亚特兰大，照片是学生摄影师阿诺德.哈迪（Arnold Hardy）拍下来的，当时他手上只剩下了一个闪光灯泡和一张底版。这张照片在美国与欧洲广泛传播，使得观看这一幕的人们感到非常兴奋，尤其因为这个女人活了下来，只是两脚脚腕骨折而已。

所以你没必要做某事才能感到刺激，你也可以看别人做这些事。你没有必要从着火大楼跳出来才能感到刺激——你还可以去另一家酒店，例如巴黎迪士尼乐园的恐怖塔。只要坐上电梯，你就进入了鬼屋，遇到各种各样可怕的的怪物，当然这比跳楼要安全多了。这并不是巴黎最早的惊险娱乐项目。实际上古斯塔夫.埃菲尔在设计铁塔的时候，还有一位查尔斯.卡隆（Charles Carron）也设计了一款与铁塔配套的游乐设施。他的核心构想是一个胶囊型的容器，里边可以坐人，座椅下面显然安装了减震弹簧。玩法是将这个胶囊从铁塔中间扔下去，然后通过地面上的香槟杯形状水池缓冲减速。当然这个设计从未成真，或许确实很刺激，但是乘客掉下去肯定得死。

理解自由下落如何刺激人是很来钱的行业。我参与过奥尔顿塔乐园设计第13号游乐项目的过程。他们很担心应该让游客在黑暗当中坠落多久。我来介绍13号项目：这辆过山车会咯吱咯吱地驶入漆黑的隧道，然后停下来；然后整列过山车将会突然原地坠落。游乐园方面问道：“我们应该让人往下坠落多大距离？给你四十八小时，告诉我们答案。”他们已经从工程师那里学到了不少常识：如果坠落距离不够高，乘客就感觉不到刺激；坠落距离太高听上去不错，但是每多坠落一英寸都要耗费几万英镑的钢材与工程设计费用，而游乐园方面又想省钱。所以我研究了其他人的统计数据与实验，发现对于95%的奥尔顿塔游客来说，他们遭遇了非同寻常的刺激源之后大约需要0.7秒的时间才能产生刺激的感受，我们大脑至少需要这么长时间才能理解究竟发生了什么。在这段时间里自由坠落的过山车会下降2.4米。游客大约需要1.2秒才能产生恰当的反应，比如尖叫或者举手过头，这意味着7米的下落距离。第13号项目的下落距离实际上是5米。我们怎样砍掉了两米的钢材结构？一开始我们先让过山车下坠30厘米，然后顿一下，然后继续下坠。这样首先能让大脑进入状态，从而缩短后之后的反应时间。只要深入了解了心理学，就能发现这门学科与过山车工程学的关系。

以上案例利用科学来调整过山车的特色以及理解过山车吓人的过程。但是这方面的知识并不能告诉我们，究竟是谁最早想出了垂直下落的主意，是谁想出了头朝下脚朝上的翻转轨道。我去效仿了一位加州大学洛杉矶分校的犯罪学家，名叫杰克.凯茨（Jack Katz）。他的专长是伦理犯罪学，具体来说就是研究仅仅为了追求刺激而犯下的罪行——不是为了钱，不是为了其他的原因，就是为了追求刺激，例如超市盗窃癖、飞车党以及街头涂鸦画家等等。我在2003年和他谈过，他认为要想理解人们如何构建刺激体验，不妨认为这些人其实是在设计自己的游乐园惊险项目。比如超市小偷往往会将他们周围的环境当成游乐场，游乐项目是躲开摄像头，保安是游乐项目的竞争者，项目的目的是躲过安保系统带走奖品——一块巧克力。超市窃贼通常不是为了巧克力而盗窃，而是为了所谓的体验。通过采访这些人，解构他们的故事，我们可以开始理解哪些事物会驱动人们寻求刺激。

我由此提出了通过逆向工程学来分析刺激的主张。我在2003年提出，不妨采访一下这些自行设计游乐场的人们，解构他们的体验，理解其中各种心理机制并且将其分类，最后利用这套分类作为蓝图来设计新的刺激体验。这一年我采访了五十个此类人物，其中有人喜欢织毛衣，有人喜欢在非法航道激流泛舟，甚至还有一位变装爱好者秘密接受了我的采访。接下来我又花了十二个月整理采访记录并且写了两部小册子。第一本名叫《刺激的分类学》，我分析了刺激体验的各种因素：假设你想设计自己的刺激体验，可以采用什么因素？这些因素应当宏大惊人，刺激感官，富有挑战性，增强权力与控制，涉及我们的自我评估或者社会对于我们的评估，或者奖赏解渴解饿之类有助于生命增殖的行为。很多此类因素都曾在皇家科学院报告厅里发生过，上百年来这里见证过无数宏大惊人刺激感官的科学现象展示。在第二本册子《刺激设计学》当中，我利用分类学知识设计了许多全新的刺激体验构想。例如画面上这款游乐项目名叫《你来开飞机！》，让游客坐在运动模拟器里戴上VR头盔模拟开飞机，因为飞行员突发暴病飞不动了。

但是在《刺激分类学》的附表当中发生了非同寻常的事情。一开始我在思考刺激的时候主要从工程学角度出发，采取量化的思路，将营造刺激当成某种我在大学里遇到过的物理公式。令人着迷的是，我采访的大多数人在描述他们的体验时用得都是情绪化的词汇。我们可以将大多数体验浓缩成两个维度——这是非常简单的理解方式，但是非常有用。第一个维度是激发（arousal），指得是身体发动起来准备采取行动的感受，与肾上腺素以及刺激关系紧密；另一个维度是效价（valence）或者说享乐基调，这个词其实就是指代快感的科学术语，用来描述我们是否喜欢某事某物，这是更加主观的标准。我们可以绘制一张情绪图表，将激发与效价当成坐标，那么所有人类情绪都位于图表上的某个点位。比如说高效价高激发意味着兴奋，低效价低激发意味着无聊，等等。但是这张图表只是一张快照，任何人都不会这样体验世界。人类情绪并非发生在单一时刻，刺激与快感在我们的人生当中一直在此起彼伏相互纠缠。我们的情绪始终流动不定，甚至就连五味杂陈也不是什么稀罕事。我注意到所有的被采访者全都提到，当他们体验到效价与激发的大幅急剧增长时感觉尤其兴奋——增长幅度必须很大，增长速度必须很快，这一来你就会感到飘飘然的快感。

然后我开始试图摆弄这套公式。有了这些量化因素，我们或许可以测量刺激的强度。当我们被激发时，我们的自主神经系统被激活，我们的瞳孔扩大，心跳加快，呼吸加快且变浅。我们可以监控所有这些参数，因为这些生理现象全都会被电信号的微波动触发，而且很多医疗监控技术都能用来监控电信号。另一方面，快感的测量则要困难得多。人的面部有43个不同的肌肉群，这些肌肉群的组合可以表示不同的情绪。我在研究刺激时最感兴趣且经常监控的两组肌肉是颧大肌——也就是嘴部的肌肉，与快感关系密切——与面孔上半部分的皱眉肌。通过测量这两组肌肉可以很好地衡量人们沉浸在某种体验时的愉悦程度。

这方面的科学研究在十九世纪由法国科学家纪尧姆.杜胥内.德.波洛涅（Guillaume Duchenne de Boulogne）率先开展。他在精神病院的病人身上进行了非常著名的实验，用电刺激受试者面部的不同肌肉群，试图模拟与不同情绪相对应的可信表情。杜胥内的著作收集了大量实验照片，就连达尔文都在《人和动物的感情表达》一书中用过他的照片。不过达尔文的编辑要求达尔文在出版这本书之前去掉照片上的电极，因为看上去像是在施加酷刑。然后快进到二十世纪七十年代，保罗.艾克曼（Paul Ekman）开始将表情科学正规化。他编纂了第一套面部表情编码系统。他雇佣了上百位研究员一帧一帧地看视频，手工标注肌肉群：“这里微笑了一点，那里皱眉了一下。”然后通过照片或者视频分析构建了情绪量表。到了二十世纪九十年代，我们有了计算机视觉技术。计算机科学家用视频来记录面部肌肉群的状态，从而即时确定镜头前的人们的情绪状态变化。BBC曾经要求我做个实验，想要知道过山车“微笑”究竟能不能让人微笑出来。我与诺丁汉大学的科学家合作，创造了一套表情测量系统……可以注意到，根据表情量表，乘车人表现出了很多中立情绪，但是主要的情绪还是积极快乐的。奥尔顿塔方面对此非常满意——顺便说一句，在视频背景里尖叫的人是我。

达尔文因为将人类表情与动物世界——尤其是灵长类——进行对比而受到了激烈批评。画面上是两张讽刺他的漫画，把他画成了猿猴。但是面部表情并不是我们与灵长类近亲之间的唯一相似之处。我们可以注意到，漫画当中的猿猴达尔文用脚抓住了一根棍子。当身体的自主神经系统启动之后，另一个器官也会启动起来，这就是皮肤。皮肤被激活意味着我们开始出汗。从进化角度来说这也能帮助我们要么在森林荡着树枝冲向我们的猎物，要么荡着树枝逃离危险。这就是所谓的战逃效应。在紧张时想要攥住什么东西的反应在游乐场里非常常见。过山车上的人们确实会紧紧抓住扶手，因为他们不知道接下来将会怎样。所以才会有人将惊险项目称作“白指节项目”，因为我们的本能是抓东西。

但是在新鲜与吓人之间存在最佳平衡点。过山车究竟应该跑多快？我要转向二十世纪五十年代唐纳德.赫布（Donald Olding Hebb）的科学论文，其中提出了最大程度激发理论。这一理论已经遭到了新理论的取代，但是它依然是非常有用的简洁理解方式。想象一座过山车或者旋转茶杯之类的娱乐设施，游乐园经营者应当将它们的运行速度设定得多快？我们可以将新奇刺激设为横轴，将激发设为纵轴。新奇刺激意味着游乐设施的运行速度，激发意味着游客感受到的刺激。两者之间的关系可以构成一条钟形曲线。一开始随着速度加快，我们获得的刺激越来越强，刺激到了一定程度我们的快感就会达到峰值。如果运行再快一些，我们则会感到不舒服，通过刺激得到的快感开始下降乃至消失。这张走势图对于每个具体个人来说形状都不一样，但是对于大约95%的人都适用。

新鲜感永远伴随着感知层面的危险。就好像爱德华时代的人们认为如果蒸汽火车的时速超过五英里乘车人的胳膊腿就会掉下来，坐过山车的人同样不知道接下来会发生什么，这也是快感的一部分。如果游乐设施足够快，以至于游客感知到的速度超过刺激兴奋带来的快感回报，他们就会非常害怕。但这只是感知当中的风险。游乐设施的真正安全风险远比感知风险低得多。游乐园一方面要让游客感到害怕，让他们觉得随时都可能粉身碎骨，实际上又要精心确保他们的安全。两者之间的灰色区域是许多设计师大展手脚的空间。不过当你与计算机科学家以及心理学家合作设计游乐项目的时候，会发现他们非常害怕这个领域，因为这其中的伦理含义一言难尽。假设我们打算设计一个科学实验，目的就是为了把人吓得魂飞魄散。你的实验计划在伦理委员会那边肯定很难通过——我们真的试过，而且费尽力气总算得到了批准。我与诺丁汉大学的前同事们在《计算机协会通信》期刊上发表过一篇论文，谈到了此类时刻的伦理问题。实际上问题很简单：当你前往主题公园或者游乐场时，你与游乐场之间存在一份我们从来不讨论的不成文契约：“请让我进入灰色区域，我允许你让我经受非同寻常的体验；但是你有责任确保我的安全。”

回头再说一下手脚出汗的问题。与身体其他部分相比，手脚上汗孔的密度更大。当我们的自主神经系统激活时，这些汗孔立刻打开，就好像可变电阻一样。如果在两根手指之间发送微弱电流，产生皮肤电反应，就可以监测皮肤电阻的变化，由此可以非常可靠地确定此人的兴奋程度。基于这一现象，我构想了一款自动成像机。我很想知道过山车乘客的表情与他们经历的顶峰刺激时刻之间的关系，于是我与麻省理工的科学家一起设计了这款机器。这款机器只有一个闪光灯与一张底片，只会在过山车乘客最兴奋的时候拍一张他们的照片。2006年我与乔治艾文斯游乐园达成协议，为游客们拍照。这些照片记录的表情从略微发疯到陷入内向自闭，从恐惧到快乐，从幸福到灵魂出窍——灵魂出窍的这位仁兄其实坐的不是过山车，而是摩天轮。这些照片体现了人类情绪的复杂之处。虽然乘坐同一辆过山车，人们的反应却千差万别，而且我们的刺激顶峰时刻与快感顶峰时刻未必重合。这些照片目前保存在谢菲尔德的国家游乐场档案馆。我一直在完善监测过山车乘客的技术。一开始我只能以拍摄快照的形式截取他们在某一时刻的生理数据，现在我则可以采用全新的视频处理技术来从头到尾地记录乘客的体验，还能将这些数据以无线方式即时发送出去，让科学家开展实时研究。

我还会利用这方面的技术来创造新颖的游乐体验。比方说我设计过一款“奔腾小马适应测试一号”。参与者可以操纵一台电动骑牛机的运动，目的是让他们视线之外的骑牛者尽可能感到愉悦——很像米尔格拉姆服从实验，不过善良得多。你能做到吗？就算计算机可以侦测骑牛人的快感程度，但是它会做出怎样的决定来控制骑牛人的体验，从而创造更强烈的快感呢？这个问题其实比你想象的更加复杂。快感并不像激发那样单纯，你只需要提高骑牛机的运动速度就能增强骑牛人的激发程度。我设计的另一个项目名叫“屏息”。我改造了北约毒气面具，用来监控进入与排出佩戴者肺部的空气体量，监控数据用WiFi发送出去。数据控制一台电动马达，马达则驱动防毒面具佩戴者乘坐的秋千。如果你的呼吸与秋千的摇摆保持和谐，秋千就会越荡越高；如果你开始害怕，开始大口喘气，秋千就会越荡越低。我想通过这种自我平衡的游乐项目营造某种稳态。既然每个乘坐者的快感峰值都不同，那还不如让游乐项目根据个人情况进行调整。听上去不错，可惜实验要由戴着面具的陌生人在旁边控制。我还与音乐家合作，利用我从游客身上收集的的医学数据创造现场音乐。尤其有趣的是我与基顿.汉森（Keaton Henson）在巴比肯艺术中心合作过。基顿是一名音乐家，也是作曲家，他为交响乐团创作了一首协奏曲，其中探索了他与焦虑症的斗争，共有六个乐章。我凭借医学数据为公演设计了舞台灯光，不仅用来反映接受监控的现场听众的焦虑状态，还用灯光效果来引发他们的焦虑。我还经常与工业领域合作，尤其是产品与追求刺激或者高强度情绪反应的各种品牌。我不仅会采用生物医学监测技术来监测他们的顾客以及潜在顾客，还会监控他们的工程师，从而确定他们的工作——比方说设计某款汽车的驾乘体验——是否已经做到了尽善尽美。我的许多试验都会被别人拿来当做科普材料。

我们继续来看过山车的科学。BBC要求我研究英国的大部分过山车项目，确定哪一座过山车最刺激。我们坐了很多过山车。画面上这座过山车名叫“愤怒”（Rage），位于伦敦南区的冒险岛游乐园。这座过山车获得了最高的刺激得分，不因为它高度最高，或者车速最快，或者转圈次数最多，而是因为它的占地面积很小。这座过山车属于所谓的“欧洲战机流”，由我的个人偶像、德国工程师维纳.斯坦格（Werner Stengel）设计——他今年已经八十多岁了。维纳为很多需要过山车的场所工作过。他的设计理念就是极小的地盘内投入了大量设计特色。尽管各项特色单列出来都不算突出，但是挤在一起的密度却很高，在短时间内迅速且接二连三地发生，由此创造了步步高升并且不断相互强化的刺激时刻。奥尔顿塔与索普游乐园这样的园区往往对于我给出的刺激评分感到不满意——实际上“愤怒”的得分仅仅是14%。但实际上这个得分并不低。你们应该还记得刚才我讲过人体在感受刺激时的生理反应，我们需要极大极快的情绪变化来获得刺激。但是如果停留在高涨的情绪状态，我们就就无法感到刺激，所以我们必须重置人的情绪。因此人的受刺激程度会呈现发作-衰退的轨迹。我们目前认为，情绪起伏转化为刺激感受的最高理论效率大约是20%，所以14%已经很不错了。对比一下，现代内燃机将化学势能转换为机械能的热效率也就是20%而已。这样看来，过山车将高度势能转换成情绪的效率也很有可能达到20%上下。

接下来我们专门关注一项过山车设计特色，看看能不能加以改善。我说得就是倒转回环。我们可以将这个特色设计得多么精彩？最早的倒转回环出现在十九世纪。画面上这条单回环轨道被称作“调转离心”（Flip-Flop），于十九世纪末兴建于纽约科尼岛。这个倒转回环呈完美圆形，游客乘车从轨道一端猛冲下来，在回环里绕一圈，然后在另一端停下。这个项目非常吸引人也非常刺激，但是乘客进入圆环时受到的离心力超过了12G，人们下车之后都会感到严重头痛，以至于项目附近驻扎了一个护士站，直到项目关停为止——要记得如今的健康安全监管人员不允许兴建离心力超过5G的游乐项目。这并不是科尼岛上唯一一个驻扎了护士的游乐项目，实际上世界上第一个育婴箱也出现在科尼岛上，社会公众只需花钱买票就能观看躺在育婴箱里刚出生的早产婴儿。应对早产婴儿的医学事业最早正是通过娱乐行业来资助的。

接着说倒转回环。我很有幸并且有点害怕地受邀为ITV的科普节目设计全世界第一架倒转回环滑梯：能不能做一架滑梯，可以让人头朝下转一圈，就像过山车一样？我说当然可以做到，问题是能不能安全地做到。我介绍一下我应对这个课题的工作方法，也是我设计过山车的一般方法。滑梯的最高处是势能最大的位置，随着游客从滑梯最高处往下滑，势能转化成动能——并且因为摩擦力而损失一点点能量——动能带来了我们创造离心力所需要的速率。随着我们进入回环，离心力与速率的平方成正比，与回环的直径成反比，所以速度要快，半径要小，但是不能太快，不能让离心力超过5G。另一个问题在于假如回环太大而离心力太小，那么游客在回环当中冲不到顶端就会获得势能且失去动能，换句话说就是减速。如果速度太慢，那么回环顶端的离心力将无法克服重力，导致游客从回环最高处掉下来。我们测试滑梯的视频从未在电视上播出过。最终这一期设计滑梯的节目被取消了，但是毋庸置疑我们那天玩得都很开心。拍摄时间是半夜，地点是一个冰冷的机舱。ITV总裁前来检查现场之后很不高兴，于是叫停了这期节目。但是这样的滑梯确实可以造出来。我真希望电视台高管不要这么厌恶风险。

设计这架滑梯时我们采用了一项特殊技术，也就是回环的形状。回环其实并非完美圆形，而是由两段圆弧拼接而成。进入回环的前半截圆弧取自半径较大的圆，因而产生的离心力较小；随着游客接近回环顶点，势能逐渐耗尽，而我们则缩短了顶点附近的上半截圆弧的半径，加大离心力，让游客顺利冲过去；离开回环的后半截圆弧同样取自半径较大的圆。这种标志性的羊角螺线回环或者说泪滴状回环如今可以在很多过山车上看到。当科尼岛的离心过山车在十九世纪末关闭之后，他们也意识到了这一点。替代离心过山车的另一个项目名叫“兜大圈”（Loop the Loop），采用了泪滴形状的回环设计。此外“兜大圈”还有另一个安全特色，也就是下摩擦轮。画面上是这项发明的专利申请结构图，由一位约翰.米勒（John A. Miller）提报——实际上此人当年申请了一百多项关于过山车的专利，如今依然得到广泛应用。下摩擦轮意味着过山车冲过回环的时候速度不需要太快也不至于掉下来。就算速度过慢导致过山车倒挂在了轨道上也不会掉下来，因为过山车用两副轮子夹住了轨道的上下两边。

但是上述内容只是从一维角度来审视过山车，只是将过山车作为一个向前冲然后回环的物体。我们的身体还会从很多其他角度来感受运动与速度带来的刺激。比方说最首要的器官是内耳当中的前庭系统，这个系统很像是游戏机里的手柄，包含三个半规管，可以感受三维方向的旋转加速，也可以感受前后方向的线性加速。维纳.斯坦格的“眼镜蛇”过山车（Cobra）极其高明地利用了前庭系统的全部方面。我对前庭系统产生兴趣的同时也非常气闷，因为人体极限如今已经成了局限过山车设计的首要因素。我们要怎么办呢？我读到一项技术名叫内耳电刺激技术。科学家会刺激前庭受损的人们，在他们的头部两侧射入一道电流。如果电流的频率与强度都恰到好处，就能让受试者的前庭系统相信他们的身体正在往右边倒或者往左边倒，换句话说他们感受到了其实并不存在的加速力。我主张在游乐行业使用这种技术。想想吧，过山车需要两三千万英镑才能造出来，而且游乐效果还要受到人体对于加速力的承受力的限制。现在我们可以直接攻击乘客的前庭系统，用虚拟系统来模拟加速力。过山车的实际加速力或许只有5G，而乘客却可以额外感受到几个G的刺激。当时我的团队里有一位研究内耳损害的神经学家劝我打消了这个念头，然后三星就申请了这方面的专利。他们现在将内耳电刺激技术用在虚拟现实当中，让人们在虚拟世界感到更加真实。

还有其他设计创意。比方说索普公园问我能不能为他们新开业的酒店设计一款游乐特色，我很感兴趣。你们在酒店干什么？大部分时间都在睡觉。那你在睡觉的时候能干什么？做梦。在做梦时人们会将感官刺激整合到梦境当中，尤其是在快速眼动阶段。那么我们要不要做一张床，将其当成运动模拟器。人们白天坐了坐过山车，晚上做梦时大脑会处理白天的内容。他们躺上床之后，我们用床来再现他们白天乘坐过的过山车的运动模式，非常轻微地抖动几下，他们或许会在梦中以为自己还在过山车上。这张床并没有造出来——这种事我都习惯了——但是我确实和密德萨斯大学一起合作设计了运动模拟装置。实际上我们创造的运动模拟装置非常便宜，仅仅相当于市场上同类产品售价的四分之一，而且造起来很容易。有些中学生甚至将制造这种机器当成了科学课的手工作业，利用它们来进行编程，来创作各种模拟游戏，来探索前庭系统。实际上今年我们特地为索普公园制作了一批模拟器，专门用来招待坐轮椅的游客。比方说一家人去公园，可能其中有一个人是残疾人，其他人坐过山车的时候他只能干看着。现在有了这种设备，坐轮椅的人也能体验一下过山车是什么感觉，这样全家人的前庭系统都会受到刺激，可以一起开开心心地离开。

但是在当时，我对快速眼动的兴趣其实演变成了关于神经反馈的更深兴趣，尤其关心监控大脑的新技术的设计与可得性。画面上是一台14信道EEG大脑监测仪。当时电影院请我做一项试验来监测观众在观看2D电影与3D电影的时候大脑的参与程度有什么不同。他们想要量化数据来评估3D电影的价值能高出多少。一方面我设计了一个运动平台，另一方面我掌握着大脑数据，该怎么利用这两者呢？我可以设计一架根据乘车人的大脑活动而高低起伏的过山车。这个设想在2016年得到了国家科技艺术基金会（NESTA）的资助。我们的设想是让乘客来到架子最高处，戴上EEG大脑监控仪，我们开始监控他们大脑的数据并且给乘客戴上VR眼镜。他们看到的图像根据他们大脑的实时监控数据生成，他们要穿过这个自己大脑创建的虚拟世界，他们身边是灯光、音乐以及上百名观众，这是一场庆祝大脑监控技术的大型活动，也是世界上第一场基于大脑监控的游乐刺激项目。

但是上面这些内容都挺复杂——大脑监控，运动平台，虚拟技术什么的。还有更简单的玩法吗？有，而且还应和了我读到过的内容。我喜欢阅读历史上的科学论文，比方说1895年的《心理学评论》期刊发表了一篇论文，其中提到了一款发明于1893年的游乐设施，名叫“闹鬼秋千”。游客来到一间房间，坐在一架大秋千里面。乍一看一切都很正常，但是头顶天花板上却用胶水固定了许多家具，看上去就像地板。然后秋千开始缓缓地前后摇摆，但是游客们并不知道房间本身也会旋转，而且旋转方向一定与秋千摆动的方向相反。于是人们难免感到秋千的摇荡高度要比实际高度高得多，甚至还会相信他们正在进行360度大回环。发表这篇论文的心理学家写道，有些游客感到胃里恶心，还有一位绅士“呕吐出了他的晚餐”。这是完全通过机械创造出来的视觉幻觉。

今天我们可以怎么玩？我们并不需要建造整个房间以及旋转房间与摆动秋千的全套机械，我们现在可以直接将图像射入人们的眼里。所以我想我们可以怎样将秋千这项历时千年的简单游乐项目与VR眼镜结合起来？假如我能监控荡秋千的人感受到的力，并且确定秋千的实时摆动幅度与角度，或许我可以重现闹鬼秋千的效果。所以我在2016年的谢菲尔德游园会上创建了一个项目名叫“震荡”（Oscillates）。VR眼镜里投射的是一个空房间，一旦戴着VR眼镜的游客开始荡秋千，VR眼镜里的摇荡幅度总比秋千的摇荡幅度大一点。用不着荡几下游客就会尖叫起来。我并没有就此止步，我记得希区柯克在《眩晕》当中通过摄影技巧营造了地板突然往下掉的感觉，所以我在虚拟空间中也让地板下突然往下掉，于是人们的尖叫声更大了，这就越来越好玩了。我在不同的场合营造了上述效果。维多利亚与阿尔伯特博物馆也将这台虚拟秋千摆在他们的挂毯展厅里。这个展厅非常寂静，挂毯作为声学屏障创造了非常安静的空间。根据我的经验，刺激性项目如果一个人玩的话尤其吓人。回顾一下维纳.斯坦格的设计思路与前庭系统的生理特质，就会发现我其实仅仅重现了当年维多利亚时代的人们用机械实现的效果。当年的闹鬼秋千只能一个轴上来回摇荡，但实际上还有五个轴可以利用，全新的游乐场就这样突然对我打开了大门。如果我仅仅限制某人来回摇荡的话，在另外五个轴上我们可以做什么？我既然理解了秋千上的力的改变，那么我也能想象基于这些力的新体验与新运动。

过去三年我一直带着我设计的游乐设施到处巡游，走遍了英国、欧洲、韩国、北美以及罗瑟汉姆，基本走遍了全世界。我们创建的游玩经验一共包括四个项目。第一个名叫“大翻滚”，你坐在秋千上。VR眼镜则让你相信你正在一个大号仓鼠球里。秋千向前摆动，仓鼠球就减缓转速；秋千向后摆动，轮子就加速前进，因此秋千每来回荡一次都会将更多能量注入仓鼠球，使之越冲越快。第二个项目名叫“水母”，秋千的摇荡被VR眼镜转换成了从深处上浮的过程。第三个项目叫做“羽毛球”，秋千的运动与VR虚拟环境里的运动180度异步，让人感觉自己就像跑酷运动员，脚下踩着蹦床，从一座建筑跳到另一座建筑。最后一个项目叫“步行者”，VR采取了巨大机器人的视角，机器人随着秋千摆动而一步一摇地走过城市。精神学家告诉我不应当在这个领域乱搞，这话我听过很多次。他们说如果视觉刺激与身体体验不一致的话，人们肯定会眩晕呕吐。我却认为大脑可塑性非常强——当然大脑也有极限，弦绷得太紧也会断，但是大脑确实有能力理解非常抽象的信息。这些游乐项目的用意就在于探究大脑的理解力究竟能达到什么程度，以至于会被愚弄，相信人们正在进行不同于实际的运动。很快，我的秋千跟前就排起了长队。人们一旦看到其他人都正在尖叫，那难免要排队看看究竟。

我为今天讲座做准备的时候回顾了我自己的笔记，想看看我之前想过什么主意，是什么激励了我。很多时候我的计算都是手算——尽管我作为工程师受训，经常用计算机，但是许多创意依然要倚靠手工计算来验证。画面上这一页笔记记录了我在设计“步行者”时的思路。我想理解人们对于作用力的感受，不仅要确定六个维度的力——前后，左右，上下与旋转——还要确定运动以外的因素。别忘了过山车不仅有加速度，而且加速度本身也会变化；或者说不仅速度要变化，就连变化的幅度本身也要变化，再进一步说就连变化幅度的变化都要变化。如果说速率是位置矢量的一阶导数，加速度是二阶导数，那么加速度的变化就是三阶导数，变化的变化以及变化的变化的变化则是四、五阶导数——如果全都考虑进去的话，整套系统就会变得非常复杂。我的设计只能实现一些非常基本的运动，但是我曾经试图设定一套基本规则来创建运动。例如康威的生命游戏设定了非常简单的规则，然后棋盘格上就出现了会动的图形，就好像数字化的动物通过这些规则涌现出来一样。此外二十世纪九十年代还有过著名的Soda Constructor物理引擎，也创建了一套规则，使得运动从规则中涌现出来。但是对我影响最大的是谷歌的Deepmind。我认为运动与情绪的关系如此复杂，或许我们需要依赖人工智能才能够设计下一个层次的游乐项目。