您眼睛中的晶狀體會在您的視網膜上投射一個倒立的影像，但您看到的世界是正立的。儘管人們常常認為眼球中的倒立影像會在大腦的某個地方旋轉，使其看起來是正上朝下的，但這種想法是錯誤的。不會發生這種旋轉，因為大腦中沒有視網膜影像的複製品——只有神經衝動的放電模式，以某種方式編碼影像，使其被正確感知；大腦不會旋轉神經衝動。
即使拋開這個常見的誤解，看到事物正立的問題也比您想象的要複雜得多，魯特格斯大學的感知研究員歐文·洛克在 1970 年代首次明確指出了這一事實。
傾斜的視角
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讓我們用幾個簡單的實驗來探究這些複雜性。首先，將您的頭傾斜 90 度，同時看著您現在房間裡堆滿的物體。顯然，這些物體（桌子、椅子、人）仍然看起來是直立的——它們不會突然看起來是傾斜的。
現在想象一下將桌子傾倒 90 度，使其側臥。您會看到它確實看起來旋轉了，理應如此。我們知道，對直立桌子的正確感知並非由於對諸如桌子之類的東西的習慣性直立位置的“記憶”；這種效果對於藝術畫廊中的抽象雕塑同樣有效。周圍的環境也不是答案：如果將一張發光的桌子放在完全黑暗的房間裡，並且您在看著它時旋轉頭部，桌子仍然會顯得直立。
相反，您的大腦會透過依賴來自您耳朵中前庭系統的反饋訊號（該系統會發出頭部旋轉程度的訊號）到視覺區域來確定哪個方向是上方；換句話說，大腦在解釋桌子的方向時考慮到了頭部旋轉。“考慮到”這個短語比說您的大腦“旋轉”了桌子的傾斜影像要準確得多。大腦中沒有影像可以“旋轉”——即使有，誰會是看著旋轉影像的大腦中的“小人”呢？在本文的其餘部分，我們將使用“重新解釋”或“糾正”來代替“旋轉”。這些術語並非完全準確，但它們將用作簡寫。
前庭校正存在明顯的侷限性。例如，倒立的印刷品非常難以閱讀。只需將這本雜誌倒過來看看就知道了。現在，再次將雜誌正立，嘗試彎腰並從兩腿之間看它——這樣您的頭是倒立的。即使前庭資訊清楚地向您發出訊號，表明頁面和相應的文字與您頭部的方向相比，在世界上仍然是直立的，但頁面仍然難以閱讀。即使頁面的整體方向被糾正為看起來是直立的，但字母在感知上太複雜和精細，無法透過前庭校正來輔助。
讓我們更仔細地檢查這些現象。看看a中的正方形。將其物理旋轉 45 度，您會看到一個菱形。但是，如果您將頭旋轉 45 度，則正方形仍然看起來像正方形——即使它在視網膜（眼睛後部的組織，接收視覺輸入）上是一個菱形；前庭校正再次發揮作用。
大局觀
現在考慮b和c中的兩個中心紅色菱形。b中的菱形看起來像菱形，而c中的菱形看起來像正方形，即使您的頭部保持直立，並且顯然沒有前庭校正。這個簡單的演示顯示了由小正方形（或菱形）組成的“大”圖形的整體軸線的強大影響。將這種效果稱為“上下文”是具有誤導性的，因為在d中——一個被傾斜 45 度的面孔包圍的正方形——正方形仍然看起來像正方形（儘管可能不如孤立時那麼像）。
您還可以測試視覺注意力的影響。e中的圖形是複合圖形。在這種情況下，中心紅色形狀是模稜兩可的。如果您關注垂直列，它類似於菱形；如果您將其視為形成形狀斜線的組的成員，它似乎是正方形。
更引人注目的是喬治·W·布什的錯覺，這是由英國約克大學的心理學家彼得·湯普森首創的瑪格麗特·撒切爾錯覺的變體。如果您檢視此頁面上布什面孔的倒立影像（f），您看不到任何奇怪之處（除了他通常的空洞表情）。但是將相同的影像翻轉過來，您就會看到他看起來多麼怪誕。為什麼會發生這種效果？
原因是，儘管感知具有無縫的統一性，但大腦對影像的分析是逐步進行的。在這種情況下，對面孔的感知很大程度上取決於特徵（眼睛、鼻子、嘴巴）的相對位置。因此，布什的面孔被感知為一張面孔（儘管是倒立的），就像倒立的椅子很容易被識別為椅子一樣。相比之下，特徵傳達的表情完全取決於其方向（嘴角向下，眉毛扭曲），而與感知的頭部整體方向（“上下文”）無關。
您的大腦無法對特徵進行校正；它們不會像面孔的整體影像那樣被正確地重新解釋。某些特徵（嘴角向下、眉毛等）的識別在進化上是原始的；也許重新解釋所需的計算技能根本沒有為此能力進化出來。另一方面，對於僅僅作為面孔的整體識別，系統可能對所需的額外計算時間更加“寬容”。這種理論可以解釋為什麼第二個倒立的面孔看起來正常而不是怪誕；特徵占主導地位，直到您倒轉面孔。
卡通面孔（g）非常簡單地說明了這種效果。倒立時，即使您仍然將它們視為面孔，也很難看到它們的表情。（您可以邏輯地推斷出哪個在微笑，哪個在皺眉，但這並非感知的結果。）將它們翻轉過來，表情就會清晰地識別出來，彷彿魔術一般。
最後，如果您彎腰並從兩腿之間看f，表情會變得非常清晰，但面孔本身仍然看起來是倒立的。這種效果是因為前庭校正有選擇地應用於面孔，但不影響對面部特徵的感知（現在在視網膜上是正立的）。重要的是視網膜上特徵的形狀——獨立於前庭校正——以及這些校正允許您的大腦計算的“以世界為中心”的座標。
深度線索
當我們從陰影提供的線索感知形狀（和深度）時，前庭校正也會失效。在h中，您會看到一組凸起的“雞蛋”散落在凹陷之間。參與計算陰影的大腦中心做出了合理的假設，即陽光通常從上方照射，因此凸起物體的頂部會是淺色的，而凹陷區域的底部會是淺色的。如果您旋轉頁面，雞蛋和凹陷會立即互換位置。
您可以透過重複在頁面相對於重力正立時從兩腿之間看的實驗來驗證這種效果。即使世界整體看起來正常和直立（來自前庭校正），大腦中從關於陰影的假設中提取形狀的模組也無法使用前庭校正；它們根本沒有連線到前庭校正。這種現象在進化上是有道理的，因為您通常不會頭朝下在世界各地走動，因此您可以避免每次解釋陰影影像時都進行頭部傾斜校正的額外計算負擔。進化的結果不是微調您的感知機制以達到完美，而是僅使其在統計上足夠可靠，足夠頻繁且足夠快速，以使您能夠產生後代，即使採用這種啟發式方法或“捷徑”會使系統偶爾容易出錯。感知是可靠的，但並非萬無一失；它是一個“技巧包”。
點頭的頭
最後一點：下次您躺在草地上時，看著周圍走動的人們。當然，他們看起來是直立的並且正常行走。但是現在當您倒立時看著他們。如果您可以進行瑜伽，您可能想嘗試下犬式或其他倒立式。或者只是側臥，一隻耳朵貼在地面上。人們仍然會像預期的那樣看起來是直立的，但突然您會看到他們在行走時上下晃動。這種運動立刻變得清晰起來，因為在多年以頭部保持筆直的方式觀看人們之後，您已經學會忽略他們頭部和肩膀的上下晃動。再一次，前庭反饋無法糾正頭部晃動，即使它提供了足夠的校正以使人們看起來是直立的。您可能正在竭盡全力理解這一切，但我們認為這是值得的。