眼睛是心靈的窗戶。這就是為什麼我們要求人們看著我們的眼睛說實話。或者為什麼當有人給我們使眼色或心猿意馬時我們會感到擔憂。我們的語言充滿了關於人們看向哪裡的表達方式——特別是當他們碰巧看向我們這個方向時。
作為社會性靈長類動物，人類非常關注確定其他人類的目光方向。這對於評估他們的意圖至關重要，並且對於建立聯絡和協商關係至關重要。戀人們長時間凝視彼此的眼睛，嬰兒則專注地注視著父母的眼睛。即使是非常小的嬰兒，也會觀看簡單的面部影像，時間比觀看眼睛和其他特徵被打亂的類似卡通面孔的時間更長。
在本文中，我們研究了一系列利用大腦處理眼睛和目光方式的錯覺。事實證明，很容易欺騙我們，讓我們認為某人正在看別處。
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幽靈般的目光
不知道一個人在看哪裡會讓我們感到不安。因此，與戴著深色太陽鏡的人交談可能會很尷尬。這也是為什麼有人可能會戴深色太陽鏡來顯得“神秘”。
最近發現的一種視覺錯覺利用了目光方向不確定性帶來的不安效果。格拉斯哥大學的羅布·詹金斯在蘇格蘭創造了“幽靈般的目光”錯覺，並在佛羅里達州那不勒斯舉行的2008年年度最佳錯覺大賽中榮獲二等獎。在這個錯覺中（左圖和中間圖），從遠處看，雙胞胎姐妹似乎在互相看著對方。但是當您靠近她們時，您會意識到姐妹們正直接看著您！
這種錯覺是一種混合影像，它結合了同一位女性的兩張照片。重疊的照片在兩個重要方面有所不同：它們的空間細節（精細或粗糙）和目光方向（側視或直視前方）。彼此對視的影像僅包含粗糙的特徵，而直視前方的影像則由清晰的細節組成。當您靠近照片時，您能夠看到所有精細的細節，因此姐妹們似乎直視前方。但是當您移開時，粗略的細節佔據主導地位，姐妹們似乎在互相凝視。請訪問http://illusioncontest.neuralcorrelate.com/2008/ghostly-gaze觀看互動演示。
在另一個混合影像示例（右圖）中，當您將頁面保持在正常閱讀距離時，一張幽靈般的臉龐似乎看向左側。但是，退後幾米，她就會看向右側。
聚焦眼睛
大約50年前，俄羅斯心理學家阿爾弗雷德·L·亞布斯追蹤了志願者觀看人臉照片時的眼球運動，發現大多數觀察者主要對肖像中顯示的眼睛感興趣。但是，即使我們大多數人都密切關注面部眼睛周圍的區域，但在弄清楚某人正在看哪裡時，我們仍然不得不採取很多捷徑。這些感官捷徑使我們非常容易受到涉及目光的視覺錯覺的影響。
愛因斯坦的另一個自我
幽靈般的目光錯覺是基於奧德·奧利瓦和麻省理工學院的菲利普·G·希恩斯建立的混合影像技術。在一個令人震驚的例子中，混合影像的感知解釋隨觀看距離而變化，從近處看是阿爾伯特·愛因斯坦，從幾米外看則變成瑪麗蓮·夢露（左圖）或哈利·波特（右圖）。要檢視奧利瓦實驗室建立的更多混合影像，請訪問混合影像畫廊：http://cvcl.mit.edu/hybrid_gallery/gallery.html。
看到重影？
如果您複製肖像的一些特徵，但不完全重疊它們會怎樣？在Photoshop中建立眼睛和嘴巴（但沒有其他面部特徵）被複制的影像相對容易。結果簡直令人難以置信：當大腦努力（但失敗地）融合複製的特徵時，照片顯得不穩定和搖晃，觀察者會體驗到類似複視的感覺。
這種錯覺的神經機制可能存在於我們視覺系統中專門用於面部感知的迴路中。如果您在肖像中複製眼睛和嘴巴，大腦面部識別區域的神經元可能無法正確處理此視覺資訊。這種失敗可能會使面部變得不穩定且難以感知。
虹膜錯覺
蘇黎世大學視覺認知研究小組的視覺科學家Jisien Yang和Adrian Schwaninger提出的這個錯覺，是2008年年度最佳錯覺大賽的前10名決賽入圍者之一。它表明，諸如眼瞼和麵部形狀之類的背景會影響虹膜之間的表觀距離。考慮一下此處顯示的亞洲面孔對：右側面孔的左眼和左側面孔的右眼之間的距離似乎很短。在高加索人面孔中，分隔看起來更寬。請注意每個面孔下方的眼睛和虹膜重建：在沒有面部和眼瞼形狀的背景下，很明顯虹膜之間的間距是相等的。訪問http://illusioncontest.neuralcorrelate.com/2008/yangs-iris-illusion瞭解更多詳情。
看著你呢，孩子
麻省理工學院的視覺研究員帕萬·辛哈透過這個錯覺向我們展示，我們的大腦具有專門的機制來確定目光方向。在亨弗萊·鮑嘉的正常照片（左圖）中，這位演員似乎在看向他的左側，但在底片照片（右圖）中，他似乎在看向相反的方向。然而，鮑嘉的臉並沒有向後看；只有眼睛是相反的。為什麼？答案是，我們大腦中有專門的模組，透過比較眼睛的黑暗部分（虹膜和瞳孔）與白色部分來確定目光方向。當面部是底片時，白色和虹膜似乎交換了位置。我們知道虹膜在底片中是淺色而不是深色，但這並不會改變我們對這種錯覺的感知。
跟著我的手指
繪製這些第一次世界大戰招兵海報的藝術家瞭解一些關於眼球追蹤的知識。無論您如何看待山姆大叔（右圖）或英國陸軍元帥基奇納勳爵（左圖），眼睛和手指似乎都直接指向您。今天，您可以在藝術博物館中體驗到相同的現象，肖像畫中畫的眼睛有時似乎會跟隨您在房間裡走動。
這種眼球追蹤不僅是B級恐怖電影的陳詞濫調，而且也是一種強大的錯覺，它繼續激發視覺科學研究。2004年，荷蘭烏得勒支大學的視覺心理學家揚·科恩德林克、安德烈亞·範·多恩和阿斯特麗德·卡珀斯與俄亥俄州立大學的詹姆斯·託德得出結論，與普遍的看法相反，這種引人注目的錯覺並不需要畫傢俱備特殊的藝術才能。令人驚訝的是，所需要的只是被描繪的人直視前方，視覺系統就會處理其餘的事情。
這個看似簡單的解釋是，當我們觀察真實的人臉或三維物理世界中的任何其他事物時，指定近點和遠點的視覺資訊會隨著我們的視角而變化。但是，當我們觀察牆上懸掛的二維繪畫或照片或上面的海報時，定義近點和遠點的視覺資訊不會因我們的視角而改變。然而，大腦會將此資訊解釋為它與3D物體有關。這種解釋正是造成肖像畫的眼睛在跟隨您的怪異感覺的原因。
背景線索
背景線索，例如面部和頭部的位置，也會影響感知的目光方向。在日本立命館大學心理學教授北岡明佳創造的這個錯覺中，左邊的女孩似乎直視著您，而右邊的女孩似乎在看向她的左側。實際上，兩個女孩的眼睛是相同的。這種錯覺最早由英國化學家和博物學家威廉·海德·沃拉斯頓於1824年描述，他還發現了元素鈀和銠。
動物“眼睛”
對眼睛的迷戀不僅僅是人類的特性。許多種類的魚、昆蟲甚至鳥類都在它們的翅膀、莖甚至頭部後方炫耀著虛假的（可以說是一種錯覺的）眼睛。這些引人注目的圖案不一定模模擬實的眼睛，但它們可以起到勸阻、迷惑或驚嚇潛在捕食者的作用。欣賞一下這些帶有眼斑的動物（從左上角順時針方向）：帶有四個假眼的皇帝蛾、頭部後方有“眼睛”的北方侏儒貓頭鷹、帶有假眼以將注意力從頭部移開的蝴蝶魚、一種名為眼斑叩頭蟲的昆蟲和香料灌木燕尾毛蟲。