視覺錯覺?破案了,原來眼睛還為腦袋背了鍋!

2020-08-10     造就

原標題:視覺錯覺?破案了,原來眼睛還為腦袋背了鍋!

小球沿什麼方向移動?

請專心盯著圖片左邊的黑點看,此時在你的余光中,右邊的小球是沿什麼方向移動?上下?對角線?

似乎是沿著對角線方向移動。但如果你用手指跟著小球,就會發現小球其實是上下移動的。

「我們看到的並不是現實,」達特茅斯學院神經學家派屈克·卡瓦納(Patrick Cavanagh)說,「我們看到的,只是大腦為我們編造的故事。」

大多數時候,大腦講述的故事與現實世界沒有差別,但也有例外。大腦會利用過去的經驗填補空白,無意識地扭曲我們對現實的感知。有的時候,你以為是眼睛「看」錯了,其實是大腦「想」錯了。

錯覺從何而來?

為什麼會出現這種錯覺,有兩種可能:一是視覺系統「看」錯了。視覺系統位於大腦後部,直接處理來自眼睛的信息。另一種可能是視覺系統「看」對了,但大腦的其他區域越過視覺系統,自己編造出一個新的故事。

2019年,卡瓦納對大腦如何產生錯覺進行了深入研究。

他們比較了大腦處理兩張圖片的方式。第一張圖片是本文開頭的圖片,小球是上下移動;在作為對照組的第二張圖片中,小球沿著對角線移動。實驗中,參與者分別觀看兩張圖片,研究人員利用功能磁共振神經成像技術,繪製出參與者觀看不同圖片時的大腦活動地圖。

小球沿對角線移動

實驗發現,大腦後部的視覺系統並沒有被錯覺迷惑,在觀看兩張圖片時,視覺皮層產生了不同的激活模式。換句話說,「視覺系統認為它們是不同的,」卡瓦納說。

既然視覺系統「看」的沒錯,那我們為什麼會出現錯覺?因為觀看兩張圖片時,大腦中負責預測和決策的高級思維區域——額葉,產生的激活模式相似。也就是說,大腦額葉將兩張圖片混為一談,認為圖片中的小球都是沿對角線方向移動。

「所有視覺分析、計算和預測都發生在視覺系統之外的額葉中。」卡瓦納說。這就是關於現實的「故事」被構建的地方。(註:雖然眼睛為大腦背了黑鍋,但並不是說眼睛就是完全無辜的。視覺系統非常複雜,涉及大腦中30多個區域,有一些視覺錯覺的確是眼睛「看」錯了。)

「有趣的是,即使知道事實是怎樣的,我們仍然會產生錯覺,」史丹福大學神經系統科學家賈斯汀·加德納(Justin Gardner)說,「我們似乎無法有意識地推翻這樣的錯覺。」

棋盤陰影錯覺

例如,A和B是顏色相同的兩個正方形瓷磚。但是當A被淺色瓷磚包圍,B被深色瓷磚包圍時,B的顏色看起來比A淺。眼睛的物理構造不會導致這種變化,B的顏色變化是大腦告訴我們的故事。

眼見為虛

為什麼我們「看」到的是大腦告訴我們的故事,而不是現實?為了適應環境。

我們感知物體時,物體行反射或折射的光線先進入眼球後部的視網膜,被轉換成電信號後傳送到大腦後部的視覺處理系統,信號在大腦中繼續向前傳遞,構建出我們看到的圖像,並創造我們對它的感知。即使這個過程進行得非常快,但仍需要一定時間。

「感知系統是緩慢滯後的,描述的不是現在發生的事情,而是50毫秒或者幾百毫秒前發生的事情,」霍華德·休斯醫學研究所的神經科學家亞當·漢特曼(Adam Hantman)解釋說。

但是,如果只能依靠這些「過時」的信息,我們就無法躲開迎面飛來的籃球,或者把惱人的蚊子趕走。我們的動作會變得不協調,還可能會受傷。

所以為了更好地適應這種滯後性,幫助我們生存下來,大腦進化出了預測功能,能提前預測出物體的移動路徑,告訴我們一個關於物體走向的故事,然後這個故事變成了我們「看」到的現實。大腦講述的故事並不總是正確的,自然也給了錯覺可趁之機。

下面的閃滯錯覺,就揭示了我們視覺系統的滯後性。

閃滯錯覺

紅點在螢幕上移動,當紅點和綠點垂直時綠點閃爍。但是我們很難看到紅點和綠點垂直排列。當綠點閃爍時,紅點似乎總是已經向前移動了一段距離。

這是因為大腦在預測物體的移動軌跡,告訴我們它應該在哪裡。卡瓦納解釋說:「對於移動的物體,我們能提前看到它們處在運動路徑上的位置。」這種錯覺「實際上是功能性的」,幫助我們克服延遲,看清事物。

顏色的故事

除了物體移動的故事外,大腦還會告訴我們一些其他故事,比如顏色。

下面這張圖片出自日本心理學家、藝術家北岡明佳(Akiyoshi Kitaoka)之手。圖片中,正方形本身沒有發生任何變化,但隨著正方形移動,你會發現大腦為你講述了另一個版本的故事。

隨著正方形移動,它的顏色似乎發生了變化

我們對顏色的感知並不是絕對的,顏色只是我們做出的推斷。我們通過對物體周圍的顏色線索和照明條件的判斷,猜測一個物體的真實顏色。如果我們認為一個物體沐浴在藍光下,大腦就會直接過濾掉藍光。但大腦的判斷偶爾會犯錯,這就是顏色錯覺是怎麼發生的。

究竟是什麼顏色?

你還記得這條裙子嗎?2015年,這張乍看普普通通的照片,在網際網路上引起了巨大爭議,把人們分成了涇渭分明的兩派:一派堅持認為這件衣服是藍黑相間的,另一派則堅持認為它是白金相間的。

紐約大學神經學家帕斯卡爾•沃利斯奇(Pascal Wallisch)認為,人們之所以看到不同的顏色,是因為他們對投射在物體上的光有不同假設。通過無意識地過濾掉我們認為落在物體上的光的顏色後,我們對裙子的顏色作出了判斷。

威爾斯利學院研究顏色與視覺的神經科學家比維爾·康威(Bevil Conway)表示:「看這張照片時,大腦會根據日光矯正色差。如果你認為光源是藍色,大腦就會忽視藍色的部分,所以會看到白色和金色;如果大腦忽視金色的部分,就會看到藍色和黑色。」

通過對13000人進行的在線調查,沃利斯奇還發現了一種乍看很奇怪的相關性:晚睡晚起的夜貓子更有可能看到黑色和藍色;喜歡早睡早起的百靈鳥則更容易把裙子看成白色和金色。

作息時間會影響你看到的顏色

沃利斯奇認為,百靈鳥比夜貓子在白天呆的時間更長,對陽光更熟悉。所以他們會下意識地認為裙子是沐浴在明亮的陽光下,陽光中有很多藍色,然後他們的大腦會直接過濾掉藍色,辨認出裙子的「真實」顏色。「如果你認為是白天,你會看到白色和金色。」

夜貓子更有可能認為裙子周圍的光線來自人工照明,過濾掉人工照明,裙子就會變成黑色和藍色。

沃利斯奇承認,這樣按照時間類型的簡單劃分有點粗糙:理想情況下,他希望估算一個人一生中暴露在日光下的時間。

但是他解開裙子的謎底了嗎?

貓頭鷹和百靈鳥的數據似乎很有說服力,可以解釋很大一部分的個體差異。但還有很多其他因素肯定也會產生巨大影響,可能是相關經驗,或者是性格。總而言之,「這條裙子仍然很神秘。」

經驗決定所見

雖然裙子的謎題並沒有完全解開,但我們知道大腦面對模稜兩可的不確定性時——比如照片中裙子周圍的光——會用我們最熟悉的東西來填補空白。

但我們不知道經驗是如何引導感知的。「大腦會做出很多無意識的推斷,但它不會告訴你這是一個推斷,」沃利斯奇解釋道。「你看到什麼就是什麼。大腦不會告訴你,『我考慮了我這輩子見過的多少種光。』」

大腦用不同的經驗填充了不確定性,把我們的生活經歷帶到感知中。另一種教科書式的錯覺,卡尼莎三角形,也是同樣的原理。

卡尼莎三角形

在上面的圖片中,我們能看到許多三角形。因為我們習慣看到三角形,只需要一些暗示,大腦就會自動填充畫面的缺失部分。我們會在自己的想像中,去設法將沒有看到、不完整的圖形加以補充,成為完整的三角形。

2003年,《自然神經科學》雜誌發表了一篇文章,主人公3歲失明,40多歲才通過外科手術恢復了視力。

在實驗中,他沒有被卡尼莎三角形迷惑,無法看見並不存在的三角形。也許是因為我們一輩子都在盯著三角形看,才能如此清楚地看到三角形。而實驗中的男子,因為多年失明的緣故,並沒有建立起這樣的視覺經驗來預測他看到的東西。

手術兩年多後,他告訴研究人員:「今天和兩年前的區別在於,我能更好地猜測我看到的東西。相同的是,我還在猜測。」

錯覺的思考

上面的例子看起來可能很無聊。一件衣服在不同人看來是不同顏色,又有什麼關係呢?

神經科學家認為,我們大腦處理所見事物的基本原則,也是我們大部分思維的基本原則。特別是當我們接收到的信息不清楚的時候,我們看到的,只是我們想看到的。

就像我們看到一幅圖像時,看到的東西並不真實一樣,我們也可以帶著對現實的曲解來看待這個世界。因此,神經科學可以幫助解釋我們的文化和政治中頑固的兩極分化。

長期以來,政治科學家和心理學家一直在研究,政治黨派如何根據他們的政治信仰來看待時事。錯覺和政治思考並不涉及相同的大腦過程,但它們遵循大致相似的工作方式。

在某種程度上,你可以把偏見看作是一種社會錯覺。研究發現,許多人認為黑人男性看起來比實際塊頭更大(因此,可能更具威脅性),或者通常將深色皮膚和某些面部特徵與犯罪聯繫在一起。

這並不是說所有的偏見都是盲目的,它們也可能是在一個不公平的社會中多年積累的經驗,或者是系統性種族主義的結果。

我們的大腦努力扭曲現實,以滿足我們之前的經歷、情緒和我們對不確定性的不適。這發生在視覺上,也發生在更複雜的過程中,比如政治思考。

當一幅圖像、一件事情或其他刺激不是很清楚的時候,我們會用經驗或假設來填補空白,這就導致了對圖像或事件的不同看法。

「我們有一種樸素的現實主義,認為我們看待世界的方式就是它真實的樣子,」巴爾塞蒂斯說。天真的現實主義認為,我們對世界的看法就是真理。

但錯覺提醒我們,事實並非如此。引導我們發現真相的神經系統也能引導我們感知錯覺,而我們的大腦並不總是告訴我們其中的區別。

如何駕馭這一切,是一個有生命、有思想的人所面臨的挑戰。但是承認錯覺,並試著把與錯覺鬥爭,是一個好的開始。

(本文未經造就授權,禁止轉載。)

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-sg/Aeoz2HMBd8y1i3sJwWiS.html