历史上，意识和无意识视觉之间第一个有成果的比较来自“双目竞争”研究。当两只眼看到的图像不一样时，我们的大脑中就出现了这个有意思的“拔河比赛”。
意识其实完全不知道我们有两只在不停转动的眼睛。大脑让我们看到一个稳定的三维世界，却把这背后复杂的运算隐藏了起来。在任何时候，我们的每只眼睛接收到的外界图像都略有不同，但我们看到的却不是两个视野。在自然情况下，我们都不会注意到有两张图片，而是把它们结合为一个统一的视觉影像。大脑甚至能利用两眼之间的距离所带来的两张图像间的区别。就如英国科学家查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）在1838年首先发现的，大脑利用这种区别来定位物体的深度，赋予我们逼真的三维感觉。
惠斯通提出疑问：如果两只眼睛接收到完全不同的图像会发生什么？比如说一只眼睛看到人脸，而另一只眼睛看到的是房子。人们会看到这两张图片仍然被融合在一起呢，还是会同时看到这两个完全无关的场景？
为了寻求答案，惠斯通造了一台叫作立视镜的装置。很快，立视镜图片就在维多利亚时期掀起了热潮，从风景到色情图片都有。将两面镜子分别放在左右眼前方就能够给两眼呈现不同的图片了（见图1-2）。惠斯通惊奇地发现，当两张图片没有关系时，比如脸和房子，视觉就会变得极不稳定。观察者的视觉不停地在两张图片之间切换，而不是融合这两张图片，并且切换的过程非常短暂。有几秒，脸会出现；然后脸消失了，房子出现了。图片以大脑所创造的独特方式反复切换。正如惠斯通所说的：“两张图像的出现看起来不像是由意识所控制的。”大脑在面对这种不可能的刺激时，会在房子和脸这两种解释之间摇摆不定。这两张不相容的图片似乎在竞争意识知觉，这也是“双目竞争”这个词的由来。
双目竞争是查尔斯·惠斯通在1838年发现的强大的视错觉。尽管分别给两只眼睛呈现了不同的图片，但在任何时候我们只能看到一幅图片。这里左眼看到一张脸，右眼看到一幢房子。我们看到的不是融合起来的两张图片，而是看到脸和房子不断地交替出现。尼科斯·洛戈塞蒂斯和戴维·利奥波德训练猴子用控制杆来报告它们看到了什么。研究者展示了猴子和人一样也会体验到这个错觉，并且进一步记录了动物脑中的神经元活动。这个错觉在视觉处理的初期没有出现，大脑V1和V2区域中的神经元对两张图片进行了同样程度的编码。然而在高级皮质中，尤其是在下颞叶皮质和颞上沟，大多数细胞与被试的主观觉知表现出相关性：它们放电的频率可以预测动物主观上看到了哪张图片。脑示意图的百分比数字表示这样的细胞在不同脑区所占的比重。这种前沿的研究表明，意识知觉主要依靠高级联合皮质。
图1-2 双目竞争
双目竞争是实验者所梦寐以求的，因为这是一种纯粹对主观知觉的测量。虽然刺激物保持不变，但是观看者却报告自己的视觉发生了改变。此外，随着时间的推移，同一幅图的状态也会发生改变：有时候是完全可见的，有时候却完全从意识知觉中消失了。这里发生了什么？神经生理学家戴维·利奥波德（David Leopold）和尼科斯·洛戈塞蒂斯（Nikos Logothetis）通过记录猴子视觉皮质神经元的数据，首次发现了这些看得见和看不见的图像在大脑中的命运 15 。他们训练猴子通过一根控制杆来报告它们的感受。通过这种方法，他们发现猴子和人一样也感受到了两张图片交替出现。最终，科学家成功追踪到了单个神经元的活动，这些活动反映了猴子偏好的图片在不断进出它们的意识体验。
结果很清楚地表明：在最开始的加工过程中，在作为视觉皮质入口的初级视觉皮质中，许多细胞反映了刺激的客观状态。它们根据每只眼睛所看到的图像放电，而且在动物表明它的知觉发生变化时仍然保持不变。
然而在视觉加工进行到更高层次时，在所谓的高级视觉区，比如V4区和下颞叶皮质中，越来越多的神经元开始认同动物的反应。它们在动物看到偏好的图像时强烈地放电，而在图像被抑制时很少放电或者不放电。这可以说是人类第一次窥探意识体验与神经元活动之间的相关性。
如今，双目竞争仍然是窥探意识体验的神经机制的专用手段。上百种实验遵循这个研究范式，而且也出现了许多变式。比如说，随着一种叫作“持续闪烁抑制”方法的出现，现在的实验可以让两张图片中的其中一张永远消失。通过给另一只眼睛看不断闪烁的彩色方块，就能保证双眼只看到这个动态的刺激 16 。
这些双目错觉的重点是什么？这些实验表明：给眼睛长时间呈现图片，并且让图像信息进入大脑的视觉处理中，但是最终在主观意识中，图片却可能完全被抑制。若同时给两眼呈现看得见的图片，则最后只有一张图片被看见。所以双目竞争证明了对于意识来说，视觉知觉初期阶段并不重要（此时两个图像都仍然存在），而后期阶段更为重要（这个阶段只有一个图像出现）。因为意识无法同时理解两个物体，我们的大脑便成了激烈竞争的场所。虽然我们不知道，但是每时每刻不只有两个，而是有无数潜在的感觉在竞争意识的注意，但在某一时刻，只有一个能进入有意识的脑。竞争，确实是这种不断争夺意识通达的恰当比喻。
