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核心概念
神經科學
感光器
後像
光學幻覺
引言
萬聖節是分享鬼故事和觀看恐怖電影的時候。但你有沒有想過這些神秘體驗背後的一些科學原理？例如，鬼屋就利用了你的大腦使用感官資訊的方式。它們通常包括昏暗的燈光和令人困惑的聲音效果，讓你感到迷失方向和緊張不安，為驚嚇做好準備。在這個活動中，你將創造一個光學幻覺，並瞭解到你的眼睛可以對你玩一些詭異的把戲——即使在光天化日之下。你還將發現這種奇特的幽靈現象有一個簡單的科學解釋。
背景
你的眼睛有許多不同的部分，包括眼球后部的感光視網膜。視網膜透過稱為感光細胞（photo 來自希臘語“光”）的特殊細胞收集光訊號。你的視網膜感光細胞分為兩組：視杆細胞和視錐細胞。視杆細胞感知從亮到暗的變化，視錐細胞接收顏色訊號。很像你皮膚中的受體、你嘴裡的味蕾或你耳朵裡的毛細胞，你眼睛的受體收集關於外部世界的視覺資訊，並將其傳送到大腦進行解碼和解釋。
材料
• 幾張白紙
• 彩色筆
步驟
• 在其中一張白紙的中心用彩色筆畫一個幽靈（或其他你選擇的形狀）。確保你的輪廓粗體，或者用顏色填充影像。
• 當你的繪畫完成後，將你的圖片與一張白紙並排放置。
• 盯著你的繪畫中心看 20 秒，不要眨眼——可以大聲數到 20，或者請朋友幫你計時。
• 20 秒後立即看向白紙。你看到了什麼？
• 拿另一張紙，再畫一個形狀，這次使用幾種不同的彩色筆。
• 再次，將你的繪畫放在一張白紙旁邊，盯著影像看 20 秒，然後看向白紙。現在你看到了什麼？你注意到任何不尋常的顏色嗎？
• 回到你的第一張幽靈畫。將它放在一張白紙旁邊，這次只用你的右眼盯著影像中心看 20 秒。
• 閉上左眼，用右眼看向白紙。你看到了什麼？ 現在快速閉上右眼，睜開左眼看向紙張。這次你看到了什麼？
• 在兩隻眼睛之間來回切換。兩隻眼睛看到的影像相同嗎？ 然後重複上一步，這次從你的左眼開始。
• 額外： 使用雙眼重複此實驗，並計時幽靈影像消失需要多長時間。再次嘗試，但凝視更長或更短的時間。如果你凝視更長時間，你對影像有什麼發現？ 如果你凝視更短時間會發生什麼？
觀察和結果
當你看向白紙時，你看到幽靈或形狀了嗎？你是否注意到顏色反轉為它們的互補色——紅色變成綠色，藍色變成橙色等等？
幻覺可能很可怕——特別是如果你沒有學習它們背後的科學原理。但它們也揭示了你的眼睛和大腦如何協同工作來處理視覺資訊。當你一次只用一隻眼睛時，你可能注意到只有盯著看的眼睛才能看到幽靈般的幻覺。你可能還觀察到幽靈般的影像以不同的顏色出現。那是為什麼呢？你在白紙上看到的影像稱為後像。當你長時間盯著一個影像時，你眼睛中的視錐細胞會過度刺激並失去敏感性。因此，當你看，例如，一個紅色幽靈時，你對紅色敏感的視錐細胞變得非常活躍，最終——如果你不眨眼——就會疲憊。當你然後看向白紙時，你的眼睛仍然接收到許多不同的顏色訊號。但不是你的視錐細胞傳送相等的訊號並平衡以感知白色頁面，你疲憊的紅色視錐細胞不傳送訊號，而藍色和綠色視錐細胞傳送訊號，讓你看到藍綠色的後像。
更多探索 來自《大眾科學》的約裡克的幽靈和其他後像的神經科學 來自《大眾科學 MIND》的幽靈手幻覺 來自 Eric H. Chudler，“兒童神經科學”的視覺（視覺）活動
來自 Science Buddies 的你的眼睛在對你開玩笑嗎？
來自 IllusionWorks 的色彩後效