我們對世界的感知在很大程度上取決於大腦的智慧猜測。一個橢圓形的白色影像刺激你的視網膜可能是由一個雞蛋產生的,或者是一個完美的圓形、扁平的傾斜圓盤,或者無數箇中間形狀,每個形狀都以適當的角度傾斜。然而,你的大腦會立即“鎖定”對影像的正確解釋。它透過使用關於自然世界統計資料的某些無意識假設來實現這一點——這些假設可以透過視覺錯覺來揭示。
大腦處理視網膜影像中無法解釋的差距的方式——一個稱為填充的過程——為這一原理提供了一個引人注目的例子。你可以使用你眼睛的盲點來證明這一點。
檢視插圖a. 閉上右眼,看著下方白色方框的中心。將頁面放在離你臉大約一英尺遠的地方,然後慢慢地將它移近你和遠離你。在一定距離處,左側的圓盤消失了。它落在了你左眼的盲點上,那是視網膜上稱為視盤的一小塊區域,那裡沒有受體(這是視神經穿過視網膜離開眼球時造成的不完美之處)。
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維多利亞時代的物理學家大衛·布魯斯特爵士對圓盤消失時,你並沒有體驗到黑暗的陰影或 gaping hole 取而代之感到震驚。對應於圓盤的區域被背景顏色“填充”。他將這個過程歸因於上帝,即“神聖的工匠”。
即使一條穿過你盲點的直線也不會在中間被切斷,正如你可以透過做同樣的練習,但這次看a中較高的白色方框來看到的那樣。線的缺失部分顯得完整。就好像大腦認為兩條短線僅僅是偶然地位於盲點兩側是非常不可能的。因此,視覺中心的細胞會像條形是完整的一樣放電,因此你看到的是一條連續的線。你可以嘗試用不同的顏色(例如,紅色和綠色)給這兩個線段著色,只是為了好玩。你仍然會補全這條線嗎?
盲點出奇地大,幾乎相當於天空中九個滿月的大小。嘗試閉上左眼,然後用右眼環顧房間。透過一些練習,你應該能夠“瞄準”你的盲點對準任何小物體,使其從視野中消失。英國國王查理二世過去常常用他的盲點瞄準囚犯的頭部,以便在實際斬首之前“視覺上斬首”他。我們經常在教員會議上對競爭對手做同樣的事情。
填充過程有多複雜?如果十字的中心落在盲點上,它會被填充嗎?重複的桌布狀圖案呢?只需幾個彩色氈尖筆和幾張紙(或一個計算機圖形軟體包),你就可以探索填充的極限以及支配該過程的“規律”。我將在這裡描述幾個例子,但你可以發明你自己的。
在上一頁的b中,你的盲點落在由一條長綠線穿過一條短紅線組成的 X 的中心。如果你和大多數人一樣,你會看到只有兩條線中較長的那條線在盲點處被補全。(然而,如果短線單獨呈現,則可以輕鬆地填充短線的缺失部分。)這個簡單的練習表明,在某些條件下,填充是基於整合整條線的長度上的資訊,而不是空間上相鄰的資訊。
在其他情況下,大腦只填充盲點周圍的東西。如果你用左眼的盲點瞄準黃色甜甜圈的中心,你會看到一個黃色圓盤而不是環;黃色會填充進去。更令人驚訝的是,c 中也發生了同樣的事情;大多數人會看到黃色圓盤在黃色環的背景桌布中顯眼地彈出。你的視覺系統沒有推斷重複的環形圖案,而是執行了嚴格的區域性計算。它只填充圓盤周圍的均勻黃色。
然而,這並非總是如此,正如你將從d中看到的那樣。注意穿過平行水平線的垂直錯覺條紋。用左眼的盲點瞄準藍色圓盤使其消失。現在的問題是,你是填充穿過盲點的水平線的缺失部分?還是填充垂直錯覺條紋?答案取決於線的間距。
為什麼會發生填充?視覺系統進化出這種能力不太可能是為了專門處理盲點(畢竟,另一隻眼睛通常會補償)。填充可能是一種我們稱之為表面插值的表現,這種能力已經進化出來,用於計算自然世界中出現的連續表面和輪廓的表示——即使是那些有時部分被遮擋的表面和輪廓(例如,從柵欄後面看到的貓看起來像一隻完整的貓,而不是像一隻被切片的貓)。生理學家(特別是美國國家心理健康研究所的萊斯利·G·昂格萊德,里約熱內盧聯邦大學的裡卡多·加塔斯和洛克菲勒大學的查爾斯·D·吉爾伯特)已經透過監測視覺中心的單個神經元對部分被盲點或不透明遮擋物覆蓋的物體的反應方式,探索了這一過程的神經機制。
這些實驗表明,當你檢查世界時,大腦實際接收到的資訊是多麼少,以及有多少是由你的大腦提供的。我們個人體驗的豐富性在很大程度上是虛幻的;我們實際上“看到”的很少,並且依靠有根據的猜測來完成剩下的事情。