喬丹·蘇喬夫眼睜睜地看著他的Macintosh筆記型電腦向地板墜落，迅速得出了三個結論。首先，大約在300毫秒內，他就要遇到麻煩了——這臺機器是他的論文導師，哈佛大學的喬治·阿爾瓦雷斯給他的。其次，他抱著一線希望，認為哈佛大學大概買得起一臺新電腦給他。第三，他意識到，他一生中最重要的一次觀察正在他眼前展開，當他的筆記型電腦加速墜向鑲木地板時：他程式設計讓其閃爍的螢幕甜甜圈似乎停止了閃爍。
蘇喬夫關於認知和注意力的博士研究專案要求他編寫一個視覺顯示程式，其中每個元素都持續變化，因此有了閃爍的甜甜圈。在家裡進行該專案時，蘇喬夫將他的Mac從咖啡桌上拉到腿上。在轉移過程中，他注意到甜甜圈顏色的迴圈似乎變慢了。他嚇了一跳，完全放開了機器，並著迷地看到，當甜甜圈掉落時，顏色迴圈完全停止了。
他的意外發現贏得了2011年年度最佳幻覺大賽的最高獎項。這場思想上的職業摔跤比賽，用感知上的重摔、精神上的蒙古式砍擊和認知上的鎖喉拋摔——旨在喚起一種實際上不存在的現實的招式，猛烈衝擊著觀眾的大腦。
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在您的大腦內部，您建立了一個世界的模擬，這個模擬可能與真實情況相符，也可能不相符。您的“現實”是您與該模擬進行獨家互動的結果。當您體驗到幻覺時，您的感知在很大程度上與物理現實不同。您可能會看到不存在的東西，或者看不到存在的東西，或者看到的東西與實際情況不同。蘇喬夫的視覺神經元沒有看到甜甜圈閃爍的顏色，即使它們確實在那裡。
然而，幻覺並非總是像人們通常描述的那樣是感知的失敗。相反，它們可能是進化適應的結果。有時，幻覺的發生是因為您的大腦為了幫助您生存和發展而採取了捷徑。它們使您能夠做出技術上是錯誤的，但在實踐中有幫助的閃電般快速的假設。例如，您可能會根據各種背景線索高估或低估距離。2007年，加州州立大學聖馬科斯分校的心理學家羅素·E·傑克遜和德克薩斯大學奧斯汀分校的勞倫斯·K·科馬克報告說，當從頂部向下看懸崖的高度時，觀察者估計的高度比從底部向上看時高出32%。考慮到事故更有可能發生在向下攀爬而不是向上攀爬時，這種誤判可能會使您在下懸崖時更加小心，從而降低您墜落的可能性。
幻覺也提供了一個視窗，讓我們瞭解神經迴路如何創造我們對世界的第一人稱體驗。蘇喬夫的甜甜圈只是今年頂級幻覺之一，這些幻覺都依賴於一種稱為沉默現象，在這種現象中，變化會被忽視，因為其他事物的運動吸引了觀看者的所有注意力。沉默幻覺讓人想起魔術師的格言：“大的動作掩蓋小的動作。”
與過去幾年大多數頂級幻覺一樣，2011年的大多數獲獎者都是“動態的”——也就是說，它們依賴於移動影像來發揮其魔力。這些影像很難在印刷頁面上覆制；相反，本文揭示了幻覺背後的秘密。我們鼓勵您在網路上觀看獲獎幻覺的動畫形式，包括此處無法展示的兩個幻覺，網址為http://illusionoftheyear.com/2011。
參加年度最佳幻覺大賽的幻覺必須是新穎的：即，以前未發表或在過去一年內發表。一個國際專家小組選出了10個最違反直覺、最壯觀、最美麗且對理解人類思想和大腦具有重要意義的幻覺。創作者被邀請在一個競賽活動中展示他們令人敬畏的燒腦謎題，觀眾投票選出第一、第二和第三名獲獎者：被譽為幻覺界的“奧斯卡”。
任何人都可以向比賽提交幻覺——科學家、藝術家、軟體設計師、數學家或任何領域的創意人士。說明發布在http://illusionoftheyear.com/submission-instructions。年度最佳幻覺大賽第八屆年度盛會將於2012年5月14日在佛羅里達州那不勒斯的愛樂藝術中心舉行，免費向公眾開放。請加入我們，為您心目中的年度最佳幻覺投票！
沉默之環
就像彩虹糖屑甜甜圈一樣，蘇喬夫和阿爾瓦雷斯創作的引人注目的幻覺吸引了您的全部注意力。如果您從人群中挑選出一個點，您會看到它的顏色隨時間變化……直到整個甜甜圈開始旋轉。然後，顏色迴圈似乎停止了。事實上，顏色迴圈從未停止。某種程度上，甜甜圈的旋轉抑制了您對顏色變化的感知。如果您不旋轉甜甜圈，而是當您乘坐過山車飛速下降時觀看彩色顯示，或者當您思考螢幕上的影像和老闆的仁慈時，將筆記型電腦扔進重力井中，這種“沉默”效應也會起作用。
這種幻覺的生物學解釋尚不清楚，但它可能與我們在紐約州立大學視光學院的神經科學家何塞-曼努埃爾·阿隆索和康涅狄格大學的哈維·斯瓦德洛實驗室合作發現的注意力神經迴路有關。我們在2008年發表的結果表明，大腦視覺區域V1中對運動敏感的迴路與我們的注意力聚光燈緊密相連，因此當您關注視覺場景的特定部分時，周圍的運動會被抑制。在蘇喬夫和阿爾瓦雷斯的沉默幻覺中，運動可能比顏色交換更能吸引觀察者，從而導致後者被抑制。
http://illusionoftheyear.com/2011/silencing-awareness-of-change-by-background-motion
德國格式塔
英國約克大學的彼得·湯普森是視覺感知和幻覺領域的領導者，他主持了盛會。他宣佈一位參賽者時問觀眾：“如果沒有樂趣和歡笑，我們會怎麼樣？德國！這就是下一個幻覺的來源地。”心理學家艾麗卡·迪克森和阿瑟·夏皮羅都是來自華盛頓特區美利堅大學的美國人，而凱·漢堡是一位真正的德國人，來自吉森大學，他們將他們的幻覺稱為對比分組。它為最初由德國心理學家提出的格式塔定律引入了一個令人驚歎的新層面。
正如迪克森在她的舞臺演講中所解釋的那樣，其中兩條定律與她的團隊創造的幻覺有關：接近律，即彼此靠近的物體傾向於被歸為一組；以及相似律，即彼此相似的物體也被聚集在一起。迪克森和她的同事們發現了一個新的分組原則，它甚至比以前兩條定律的組合更強大。在他們的對比分組幻覺中，研究人員表明，大腦傾向於將具有相似絕對對比度的物體捆綁在一起，這種傾向以前是未知的。
絕對對比度是物體相對於其背景的對比度大小，而不管物體是淺色背景上的深色還是深色背景上的淺色。令人驚訝的是，大腦更喜歡按物體的絕對對比度而不是按它們的接近度或相似度，或者兩者兼而有之地對物體進行分組。當您看到四個點時，頂部一排中的兩個點從暗到亮一起閃爍，底部一排中的兩個點以相反的相位閃爍，背景是右側淺色，左側深色，大腦會沿著對角線對點進行分組——即使最接近和最相似的點都在行之間。大腦更喜歡對角線配對，因為這些點共享相同的對比度水平——每個點與其背景之間的亮度差異。這一新的、至關重要的觀察結果無疑將指導人們研究大腦如何計算物體分類。這項工作在2011年大賽中獲得二等獎。
http://illusionoftheyear.com/2011/grouping-by-contrast
尼斯湖後效
法國巴黎第五大學的馬克·韋克斯勒憑藉他的尼斯湖後效獲得了三等獎。他以一個古典幻覺命名，這個幻覺是古希臘人已知的，並在1834年由羅伯特·亞當斯在福耶斯瀑布重新發現，福耶斯瀑布是注入蘇格蘭尼斯湖的瀑布。亞當斯注意到，在他盯著瀑布看了一段時間後，靜止的表面，如落水旁邊的岩石和植被，似乎向上漂移。
在韋克斯勒的幻覺中，觀看者盯著一個紅色圓點，周圍環繞著一個旋轉的短劃線環。突然，環以快速旋轉向相反方向跳躍，然後再次繼續以原始方向緩慢旋轉。等等——環實際上根本沒有向後猛衝——這都是你，寶貝！實際上，環的元素只是隨機重新排列。與亞當斯描述的幻覺運動不同，後者比誘導它的真實運動慢，韋克斯勒的虛假運動比誘導運動快100倍。
韋克斯勒的幻覺被稱為後效，因為您會在物理運動停止後感知到它——例如，當您在相機閃光燈後看到斑點時——但在這裡，它專門針對對運動敏感的神經元起作用。韋克斯勒說，這種幻覺與大腦如何將運動物體的起點與沿運動軌跡的下一個點進行匹配有關。當呈現出突發的隨機視覺噪聲時，大腦找不到一致的對應關係，並且不得不猜測最佳匹配，由於隨機化，最佳匹配恰好很遠，從而導致觀察者感知到快速運動。只有未來的研究才能確定這種效應的具體神經基礎。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-loch-ness-aftereffect
愛的面具
考特尼·史密斯展示了愛的面具幻覺，這是她與義大利熱那亞阿基米德實驗室專案的詹尼·薩科內和瑪麗-喬·瓦伯合作創作的。一個戴著威尼斯面具的年輕女孩渴望愛情。或者也許她已經超越了渴望期，轉而接吻。這種型別的幻覺被稱為雙穩態，因為就像經典的臉-花瓶幻覺一樣，您可能會看到一個女孩或一對夫婦，但不能同時看到兩者。視覺系統傾向於看到它期望看到的東西——只有一個面具存在，因此您在第一眼看到時更有可能看到一張臉。
這個幻覺是在一張寄給阿基米德實驗室的舊情侶照片中發現的。該小組的負責人薩科內看到了釘在牆上的影像，並且由於近視，他認為那是一張臉。戴上眼鏡後，他意識到自己看到的是什麼。該團隊後來將情侶的照片與美麗的威尼斯面具配對。運氣確實眷顧有準備的頭腦……和近視眼。
http://illusionoftheyear.com/2011/mask-of-love
他還是她？
荷蘭唐德斯研究所的羅布·範·利爾和阿諾·科寧要求觀眾將目光集中在疊加在臉上的一個圓圈紅色點上。當紅點在稍後消失時，臉從一個雌雄同體的男性面孔轉變為看起來更女性化的面孔，然後再變回男性。當紅點重新出現供觀眾跟隨觀看時，臉部停止了變形。實際上，臉部一直在持續變形，只有當觀看者專注於移動的紅點時，臉部才顯得不變。範·利爾演示了當他改變面孔的情緒和年齡，甚至當他使用名人例子時，例如巴拉克·奧巴馬的面孔在快樂和悲傷的表情之間變化時，這種幻覺也有效。
就像蘇喬夫和阿爾瓦雷斯的沉默效應一樣，這種幻覺的神經基礎尚不清楚，但可能植根於注意力在大腦中的運作方式。在這種特殊情況下，密切關注移動的點可能會抑制梭狀回的神經活動，梭狀回是大腦中處理面孔的部分。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-more-or-less-morphing-face-illusion
陷入困境
參與了對比分組幻覺的夏皮羅開發了第二個幻覺，這次是與裡諾大學的吉迪恩·卡普洛維茨合作開發的。首先，夏皮羅展示了兩個垂直條，一個紅色和一個綠色，在螢幕上左右掃動。當條在螢幕中間相遇時，它們改變了顏色並相互反彈，條紋回到螢幕邊緣並彈回中間。夏皮羅要求觀眾在關注彈跳條的同時，看著螢幕上方的某個點。當人們看到條再次碰撞時，他們“哇”了一聲，但條現在似乎彼此穿過並保留了它們原來的顏色，而不是反彈。夏皮羅繼續展示了穿透效應也適用於紋理條而不是彩色條。他甚至用哈利·波特和他的小精靈朋友多比的樂高人仔演示了這個幻覺，這些樂高人仔是從他孩子的衣櫥裡拿來的。
這個小小的幻覺有助於我們挑剔神經科學家所謂的繫結問題的角落。大腦的皮層（拉丁語中的“樹皮”或“外層”）被組織成處理特定型別資訊的區域。運動和認知過程發生在大腦的額葉中，視覺在後部，等等——特定的視覺區域處理運動、顏色、紋理和麵孔。如果您照鏡子並像眼鏡蛇一樣左右移動頭部，那麼您的大腦必須以某種方式將參與觀看您移動的面孔的所有不同區域的輸出繫結在一起。夏皮羅和卡普洛維茨的戲劇性幻覺表明，繫結到一個物體的特徵可以重新繫結到另一個移動的物體。幻覺隨著物體在視網膜上的位置變化而變化的這一事實為科學家研究這種效應的神經基礎提供了有價值的線索。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-exchange-of-features-textures-and-faces
兩個三角形
舊金山史密斯-凱特威爾眼科研究所的克里斯托弗·泰勒發明了20世紀90年代風靡一時的魔眼幻覺。當然，按照真正的學術傳統，他從未從中賺到一分錢。在2011年的大賽中，他首先展示了彭羅斯三角形，這個典型的“不可能物體”，它由牛津大學的羅傑·彭羅斯於1958年以其最常見的形式繪製。泰勒還展示了另一個著名的三角形，義大利心理學家蓋塔諾·卡尼扎於1955年首次描述了該三角形，該三角形表明大腦可以透過填充缺失的資訊來建立完整的物體。泰勒想知道他是否可以將這兩種感知傳統結合起來。當他將彭羅斯三角形的輪廓和內部橫條放在構成卡尼扎三角形的三個紅色球體上時，他發現大腦甚至會填充不可能的圖形。
泰勒的幻覺揭示了我們的大腦透過將多個區域性感知縫合在一起來構建全域性感知——特定專案的整體影像的感覺。只要表面和物體之間的區域性關係遵循自然規律，我們的大腦似乎並不介意全域性感知是不可能的，或者其區域性特徵僅包含最稀疏的資訊。
http://illusionoftheyear.com/2011/impossible-illusory-triangle
魔力觸感
大賽上展示的第一個觸覺幻覺給您一種非常奇怪的感覺。日本慶應義塾大學的仲谷正志身穿魚叉捕魚服裝，分發了印有程式化魚形墨水的名片。仲谷像魔術師一樣瀟灑地走上舞臺，對主持人湯普森說：“用手指上下摩擦魚的脊柱。上下摩擦脊柱。您感覺到那裡有凹槽嗎？但是……那裡……沒有……！”湯普森按照指示摩擦了魚的脊柱。“感覺如何？”仲谷問。“我感覺摸這條魚讓我感到噁心，”湯普森冷幽默地說。“但我確實在這裡感覺到了凹槽。”
仲谷對大腦不僅可以填充視覺資訊，還可以填充觸覺感到好奇。他認為他可以創造一種不是圓形但感覺像圓形的紋理。魚骨圖案（沒有頭或尾）是眾多失敗的嘗試之一。仲谷感到失望，便將樣品帶給一位資深同事，館智彥，向他描述了他的失敗。館智彥同意這種紋理感覺不像圓形，但他注意到中央有一個凹槽，但那裡實際上沒有凹槽。他鼓勵仲谷更改他的論文專案，改為全職研究魚骨幻覺。透過測試各種配置和紋理，仲谷和他的同事們能夠確定，這種幻覺的產生源於您皮膚中的觸覺感受器如何比較光滑和粗糙的紋理：您的大腦將光滑的脊柱解釋為低於魚的粗糙肋骨——您被迷住了。