您眼睛中的晶狀體 將倒像投射到您的視網膜上，但您看到的世界是正立的。 儘管人們經常認為，眼球中的倒像會在大腦的某個地方旋轉，使其看起來是正立的，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副本——只有神經衝動放電模式，以使其被正確感知的方式編碼影像； 大腦不會旋轉神經衝動。
即使拋開這個常見的誤解不談，看到事物直立的問題也比您想象的要複雜得多，感知研究員歐文·洛克（當時在羅格斯大學）在 1970 年代首次清楚地指出了這一事實。
[break] 傾斜視角
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讓我們通過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，同時觀察您現在所在的房間裡雜亂的物體。 顯然，物體（桌子、椅子、人）仍然看起來是直立的——它們不會突然顯得傾斜。
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是旋轉的，正如它應該的那樣。 我們知道，對直立桌子的正確感知並非來自對桌子等事物習慣性直立位置的“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，並且您在看著它時轉動頭部，桌子仍然會顯得直立。
相反，您的大腦透過依賴從您耳朵的前庭系統（該系統發出頭部旋轉程度的訊號）傳送到視覺區域的反饋訊號來確定哪個方向是向上； 換句話說，大腦在解釋桌子的方向時考慮到了頭部旋轉。 “考慮到了”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，但它們將作為簡寫。
前庭校正有明顯的侷限性。 例如，倒置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，再次將雜誌正面朝上，嘗試彎腰並從兩腿之間看它——這樣您的頭就是倒立的。 即使前庭資訊清楚地向您發出訊號，表明與您的頭部方向相比，頁面和相應的文字在世界中仍然是直立的，但該頁面仍然難以閱讀。 即使頁面的整體方向被糾正為看起來是直立的，但字母在感知上過於複雜和精細，無法透過前庭校正來輔助。
讓我們更仔細地檢查這些現象。 看一下a中的正方形。 將其物理旋轉 45 度，您會看到一個菱形。 但是，如果您將頭部旋轉 45 度，正方形仍然看起來像一個正方形——即使它在視網膜（眼睛後部接收視覺輸入的組織）上是一個菱形； 前庭校正再次起作用。
[break] 大局
現在考慮b和c中的兩個中心紅色菱形。 b中的菱形看起來像一個菱形，c中的菱形看起來像一個正方形，即使您的頭部保持直立並且顯然沒有前庭校正。 這個簡單的演示表明了由小正方形（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——該正方形仍然看起來像一個正方形（儘管可能不如隔離時那麼明顯）。
您還可以測試視覺注意力的影響。 e中的圖形是合成的。 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； 如果您將其視為構成形狀傾斜線的組的成員，則它似乎是一個正方形。
更引人注目的是喬治·W·布什的錯覺，它是瑪格麗特·撒切爾錯覺的一種變體，最初由英國約克大學的心理學家彼得·湯普森開發。 如果您檢視此頁面上布什面孔的倒置影像 (f)，您看不到任何奇怪之處。 但是將相同的影像正面朝上，您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零碎進行的。 在這種情況下，對面孔的感知在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（儘管是倒置的），就像倒置的椅子很容易被識別為椅子一樣。 相比之下，特徵所傳達的表情完全取決於它們的朝向（嘴角向下，眉毛變形），而與感知的頭部整體朝向（“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而進化。 另一方面，對於僅僅將面孔識別為面孔的整體識別，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張倒置的面孔看起來正常而不是怪誕； 在您倒置面孔之前，特徵占主導地位。
卡通面孔 (g) 非常簡單地說明了相同的效果。 倒置時，即使您仍然將它們視為面孔，也很難看到它們的表情。 （您可以從邏輯上推斷出哪個在微笑，哪個在皺眉，但這並不是感知的結果。）將它們正面朝上，表情就會像變魔術一樣清晰地被識別出來。
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置的。 這種效果是因為前庭校正有選擇地應用於面部，但不影響對特徵的感知（這些特徵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——以及這種校正允許您的大腦計算的“以世界為中心”的座標。
[break] 深度線索
當前庭校正也無法在我們從陰影提供的線索中感知形狀（和深度）時發生。 在h中，您會看到沙漠中一個 550 英尺高的土堆。 參與計算陰影的大腦中心做出了合理的假設，即太陽通常從上方照射，因此山丘頂部會是淺色的，而凹面區域底部會是淺色的。 如果您旋轉頁面，您會發現這實際上是亞利桑那州隕石坑的照片。
您可以透過重複在頁面相對於重力正面朝上時從兩腿之間看的實驗來驗證這種效果。 土堆和隕石坑再次互換位置。 即使整個世界看起來正常和直立（來自前庭校正），但從關於陰影的假設中提取形狀的大腦模組也無法使用前庭校正； 它們根本沒有連線到它。 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。 進化的結果不是將您的感知機制微調到完美，而只是使其在統計上可靠，足夠頻繁且足夠快速，以使您能夠繁殖後代，即使採用這種啟發式方法或“捷徑”有時會使系統容易出錯。 感知是可靠的，但並非萬無一失； 這是一個技巧包。
[break] 點頭
最後一點：下次您躺在草地上時，看看您周圍走動的人。 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。 如果您可以做瑜伽，您可能想嘗試下犬式或其他倒立式。 或者只是側身躺著，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，但是突然您會看到他們在走路時上下點頭。 這種運動立即變得清晰起來，因為在多年頭部保持筆直地觀看人們之後，您已經學會了忽略他們頭部和肩膀的上下襬動。 再次，前庭反饋無法校正頭部擺動，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。