视错觉是如何产生的

由:Meisa Salaita

赫尔曼格子最早是由Ludimar Hermann在1870年报道的,它关注的是在黑白方块的交叉处出现灰色斑点的现象。"width=
赫尔曼格子最早是由Ludimar Hermann在1870年报道的,它关注的是在黑白方块的交叉处出现灰色斑点的现象。
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看看这张照片。你看到了什么?方格网?太好了。现在再看看“十字路口”的空白部分。虽然这幅被称为赫尔曼网格的图像,实际上只是一个黑白方格网格,但它看起来似乎还有更多的东西——在白色线条的交点上有灰色的小圆盘,或黑色的斑点。这个网格是一个最经典的例子错觉,你的大脑被骗去看到不存在的东西。你可以看到白色空间中的黑色斑点,但当你盯着斑点应该在的地方时,它就消失了,因为事实上,它从一开始就不存在。

这只是眼睛欺骗大脑的无数例子之一。幻觉欺骗我们的原因有很多。邻近的物体会影响你看待事物的方式。改变透视可以改变你对物体的感知。有时,幻觉会起作用是因为我们的正常解剖存在缺陷眼睛.但我们不能只责怪那些“心灵之窗”。大脑也会让我们被所见所骗。有时候,对世界应该如何而不是世界的实际情况做出假设会过于迅速,导致我们错误地看待事物。

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你可能见过很多这样的例子,也被它们骗过视错觉你并不孤单。历史倒带回到古希腊。甚至亚里士多德(Aristotle)也提到,大脑很容易被它所看到的东西所欺骗。他注意到,当你看着瀑布,然后将你的目光转移到附近静止的岩石上时,看起来好像岩石在向相反的方向移动,而不是瀑布。

就连大自然也在耍这个把戏。我们并不完全了解当我们看到不同的视觉错觉时,我们的大脑会发生什么,但自19世纪以来,科学家和艺术家们一直在更多地了解这种现实和感知之间的脱节,以及它告诉我们的大脑的信息。

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欺骗的神经元

“旋转snakes"是由Akiyoshi Kitaoka教授在2003年发明的一种视觉错觉。在这种错觉中,尽管图像是静止的,但彩色条纹(“蛇”)似乎在永动机中。"width=
“旋转的蛇”是由Akiyoshi Kitaoka教授在2003年发明的一种视觉错觉。在这种错觉中,尽管图像是静止的,但彩色条纹(“蛇”)似乎一直在运动。
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我们对视错觉的感知是由大脑控制的。例如,大脑可以很容易地在物体的两种不同视角之间切换,将纸上的二维物体转换成我们认为的三维物体。但如何?

它是复杂的。的1981年诺贝尔生理学或医学奖大卫·休贝尔(David Hubel)和托尔斯滕·威塞尔(Torsten Wiesel)因为他们在大脑如何解读从眼睛发送到大脑的编码通信方面的发现而获奖。(那年,该奖项颁给了多位获奖者。)他们了解到,大脑在分析眼睛所看到的东西时有一个逐步的过程。每个神经细胞或神经元在大脑中负责视网膜图像模式的一个特定细节。但即使有Hubel和Wiesel的发现,以及我们对大脑中处理颜色、形状、运动和纹理的不同部位的了解,科学家们仍然无法真正理解所有信息是如何聚集在一起产生我们对一个物体的整体感知的。

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通过核磁共振成像扫描,科学家可以分析当我们看到幻觉时,大脑中发生了什么。他们已经了解到,神经元实际上可以相互竞争,以看到亮斑和黑斑。获胜的神经元会影响你的信息大脑获得,因此,你最终会感知到什么[来源:Hogenboom].

研究人员提出的一个理论是,一些幻想使我们被愚弄,因为他们利用大脑不断地试图使预测接下来会发生什么,以弥补之间的小滞后时间当一个事件发生时,我们的感知能力。有时,预测并不符合幻想所描绘的现实。

另一种理论试图解释“视运动”错觉,比如所谓的蛇错觉,物体在纸上似乎在移动。在这里,科学家们认为,我们的眼睛所做的微小而几乎察觉不到的快速运动(称为跳阅),通常会被大脑平滑,给我们一个单一的图像,负责我们感知运动时,没有。但另一些人说,错觉之所以有效,是因为它同时向我们的视网膜发送了如此多的信息,而同时向我们的视觉皮层发送的信息导致混淆。

显然,并不是所有的错觉都以同样的方式起作用,有些理论并不总是站得住脚,当对错觉进行微小的修改时。所以,简而言之,我们仍然对我们的大脑为何如此困惑感到困惑!

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现在你看到了,现在你看不到

在Müller-Lyer的错觉中,这些线看起来有不同的长度(因为箭头的方向),尽管它们都是相同的。"width=
在Müller-Lyer的错觉中,这些线看起来有不同的长度(因为箭头的方向),尽管它们都是相同的。
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视错觉无处不在。亚里士多德注意到瀑布中的视错觉。印第安纳琼斯在《印第安纳·琼斯与最后的十字军东征》中,当他满怀信心地跨越巨大的裂缝时,在岩石中看到了一个。我们到处都能看到他们,从m.c Escher绘画到流行的互联网表情包(那件衣服是蓝色的还是金色的吗?)

事实上,一旦我们看到了幻觉中的“把戏”,就几乎不可能再看不见它了。我们只是不能把我们的思想带回我们不知道我们刚刚学到的东西的时候。一旦有了先验知识,我们的大脑就会迅速获取它,并将其与你从实际观察错觉中获得的视觉线索结合在一起。许多人在看错觉时产生的“看不见”的感觉,是大脑不仅仅翻译我们眼睛看到的东西的完美例子。

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视觉错觉不仅仅是我们眼睛和大脑的功能;我们的认知也可能在很大程度上受到文化因素的影响。虽然视错觉的生物学基础在人类中是通用的,但当不同文化背景的人看到一些错觉时,并不是每个人都看到了相同的东西或错过了相同的视觉线索[来源:舒尔茨改变,更改].

举个例子,Muller-Lyer错觉.在一项研究中,大多数欧洲南非人认为这些线的长度不同,但南非一些部落的布须曼人正确地指出它们的长度是相同的。科学家们的理论在西方社会,人们习惯看到直线和几何形状,并与其他文化体验人不暴露在相同的几何构型,所以他们的大脑不跳跃到同一个结论当暴露于幻想,是建立在几何诡计[来源:舒尔茨].

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“魔鬼音叉”是一种幻觉,一个三叉的乐器在一端变成了另一端的两叉。
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然而,当设计用来模拟大脑活动的测试电脑被赋予同样的错觉时,它们也被欺骗了。因此,文化对错觉感知的影响,如果它真的存在,仍然是一个大问题[来源:舒尔茨].

我们经常看到的大多数视觉错觉,比如“魔鬼音叉”,已经存在很长时间了。新的幻想很大程度上是对旧的经典作品的重复。即使是20世纪60年代和70年代的Op-Art运动(Op-Art movement),也将一系列全新的幻象作为艺术展示出来,使用了许多我们以前最喜欢的幻象使用的经典概念,比如相邻物体的视觉影响、表观运动和透视扭曲。然而,今天的人们仍然对视错觉有新的认识。视觉研究人员举行一年一度的比赛寻找最好的新幻象。这项比赛不仅有趣,而且有助于他们更多地研究大脑是如何感知这些图像的。

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不仅仅是心理游戏

心理学家埃德温·博恩介绍了《我的妻子和我的岳母》这幅画。在那里,形象似乎从年轻的女士变成了老妇人,在1930年成为了公众。随着时间的推移,“无聊的数字”简化为这里看到的版本。"width=
1930年,心理学家埃德温·博恩(Edwin Boring)向大众介绍了从年轻女子变成老女人的《我的妻子和岳母》(My Wife and My丈母娘)。随着时间的推移,“无聊的图形”被简化为这里看到的版本。
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视错觉可以是一种有趣的游戏。是一位老太太!是个年轻的女人!老妇人!年轻的女人!两个!都没有!但它们已被用于医疗目的。也有人认为它们可能在近代史上最严重的灾难之一中扮演了重要角色。

幻肢疼痛是指身体某个部位被切除后不再存在的疼痛感。当医生们试图用药物治疗这种幻痛时,物理治疗即使是外科手术,一些最成功的治疗也基本上是一种视错觉[来源:].为了让这个大脑戏法发挥作用,医生让病人把他们现有的手臂——比如右臂——放在镜子的反射面,然后他们的大脑就会被欺骗,误以为现存手臂的反射面实际上是他们被切除的左臂。虽然病人知道这不是真的,但大脑会被欺骗,认为手臂已经回来了。在多次使用这种镜像疗法后,疼痛通常会消失[来源:美国国家公共电台].

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这种视觉错觉不仅帮助了截肢者,还可能对人们造成一些伤害。历史学家认为沉船事件《泰坦尼克号》实际上可能是一种视觉错觉的结果。船沉没那天晚上的大气状况正是时候超折射或者光线的极端弯曲。这种轻微的弯曲可能导致与船相撞的冰山从视野中消失。不仅如此,在碰撞之后,泰坦尼克号本身也可能成为光线弯曲的受害者,使它无法被附近的货轮“加州号”所看到,而“加州号”本应能够营救它。Smithsonian.com].

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作者的笔记:视错觉如何工作

为这篇文章所做的研究让我确信,我可以盯着M.C.埃舍尔(M.C. Escher)的一幅画看上几个小时,但仍然无法理解它。我想这就是重点!

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更大的链接

  • 改变,亚当。“这些线一样高吗?”答案取决于你来自哪里。”受欢迎的科学。2013年3月20日。(2016年8月5日)http://www.popsci.com/science/article/2013-03/are-these-walls-the-same-size-your-answer-depends-on-where-youre-from
  • 克拉克,乔希。《10种纯粹的视觉错觉——以及它们是如何工作的》你应该知道的事情。(2016年8月5日)http://www.stuffyoushouldknow.com/blog/gallery/10-neat-optical-illusions-work/
  • 达尔,梅丽莎。“不能看不见”的心理学:一旦你看到了一个视觉错觉的揭示,为什么你不能停止看它?”《纽约》杂志。2016年7月25日。(2016年8月5日)http://nymag.com/scienceofus/2016/07/the-psychological-appeal-of-those-viral-optical-illusions.html
  • Hogenboom,梅丽莎。《你的眼睛如何欺骗你的大脑》英国广播公司的未来。(2016年8月5日)http://www.bbc.com/future/bespoke/story/20150130-how-your-eyes-trick-your-mind/
  • Keim,布兰登。“橡胶手魔术揭示了大脑和身体的联系。”《连线》杂志。2008年8月25日。(2016年8月5日)http://www.wired.com/2008/08/rubber-hand-tri/
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  • Smithsonian.com。“泰坦尼克号沉没是因为视觉错觉吗?”2012年3月1日。(2016年8月5日)http://www.smithsonianmag.com/science-nature/did-the-titanic-sink-because-of-an-optical-illusion-102040309/
  • 莱斯特大学。“视觉错觉是如何应用于医学和艺术的?它们在历史上扮演了什么角色?”2013年5月29日。(2016年8月5日)http://www2.le.ac.uk/offices/press/press-releases/2013/may/how-are-visual-illusions-used-in-medicine-and-arts-and-what-was-their-role-in-history

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