本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
錯覺令我們所有人著迷。它們向我們展示了我們的大腦在感知世界時,與物理現實以及我們對世界應有樣子的期望有何不同。在這裡,我將介紹2017年度最佳年度錯覺大賽中每個新錯覺背後的一些科學原理。您現在可以投票選出這些錯覺,投票截止到明天下午4點! http://illusionoftheyear.com/vote/
在上面的“天藍色咖啡館牆錯覺”中,Victoria Skye 以著名錯覺藝術家 Richard Gregory 和 北岡明佳之前的見解為基礎,表明我們對直線的感知是一種主觀意見。您透過大腦回路來判斷邊緣是否平行,該回路利用邊緣的明暗程度來幫助確定線條的相對方向。據推測,這是因為您的大腦很大程度上依賴陰影來觀察物體的位置以及它們如何與周圍表面相互作用。因此,在這裡,當 Skye 在表面之間關鍵過渡處加入一系列白色/黑色菱形時,這會在大腦回路中造成混亂,導致對邊緣的位置和角度產生感知上的誤判。
致謝:杉原厚吉
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這裡,往屆大賽冠軍杉原厚吉用這個驚人的強制透視錯覺,向我們展示了透視的關鍵性質。我們看到桌子上有三個相似的物體——真的是這樣嗎?在每個物體後面的鏡子中,我們看到每個物體都與其他物體非常不同,以驚人的方式不同(請注意:這不是攝影技巧……如果您親眼目睹,效果也會一樣)。透過顛覆我們的思維方式,我們看到了它是如何實現的。每個物體一部分由它所代表的 3D 結構構成,一部分由只有從特定角度觀看時才看起來像 3D 結構的變形繪畫構成。教訓是,如果您會被像視覺系統這樣基本的東西所愚弄,那麼您對生活中許多方面的認知視角也可能被誤解。
致謝: Joel Ydring
海灘上的 TILLA 錯覺也是強制透視的一個很好的演示,它源於最初的艾姆斯錯覺。一位慈愛的父親在海灘上和女兒玩耍,透過創作一個超乎尋常的片頭場景,製作了一部終生難忘的家庭電影。只有當我們看到這個小孩跑過她自己的名字時,我們才意識到我們需要強制透視才能看到這些字母對 Tilla 父親的意義。
致謝: Michael Pickard 和 Gurpreet Singh
腦海中的風車錯覺表明,電影中感知到的運動方向取決於運動元素如何被大腦分組。因此,剛性旋轉的點場可能看起來同時具有向兩個方向旋轉的元素,這取決於點之間的間距以及對每個點即時歷史的感知。
致謝:David Phillips 和 Priscilla Heard
在“收縮和膨脹”錯覺中,錯覺科學家 David Phillips 和 Priscilla Heard 向我們展示,感知到的運動不僅僅是邊緣位置隨時間變化的問題。相反,大腦中的運動是作為兩個表面之間的比較而發生的。透過偏向大腦比較表面的方式——作為彼此之間增長或收縮的物體,或相對於彼此滑入或滑出螢幕,或只是在孔徑後面移動——我們看到大腦將運動解釋為向左/向右、向內/向外,或根本不移動。
致謝:Hedva Spitzer
正如上面所述,運動方向不僅是移動目標形狀的函式,而且來自 Hevda Spitzer、Dana Tearosh 和 Niv Weisman 的這個錯覺表明,形狀同樣可以是運動的函式。運動和形狀的大腦回路相互作用,以幫助建立我們對周圍物體的解釋。
致謝: Juno Kim 和 Phillip J Marlow
材料反轉效應利用了這樣一種見解,即大腦對物體反射的光與透射的光的感知不同,這取決於觀看者感知到的光的方向。從視覺系統的角度來看,視覺系統在白天進化而來,目的是看到被太陽照亮的物體,所有物體或多或少都是鏡子。也就是說,每件事物的表面要麼反射光,要麼吸收特定的顏色,反射中散射的量也不同。這導致了具有不同紋理的不同顏色表面。材料反轉效應發生的原因可能是因為大腦將明亮的閃亮表面解釋為自然光源(即天空)的反射,並且我們的大腦部分地使用了明亮的光來自上方的假設來解釋表面的表面特性和紋理。因此,倒置的玻璃物體看起來像是由不透明的鏡面(即金屬)而不是像玻璃這樣的透射物質製成的。
致謝: Gianni A. Sarcone
Gianni Sarcone 的動態繆勒-萊爾錯覺建立在經典的長度錯覺之上,揭示了它有多麼強大。移動的線條相互作用會顯著改變長度,儘管它們的物理長度永遠不會改變。
致謝: John Post
互補後像錯覺使用顏色適應效應來削弱您的色彩感,讓您在短時間內體驗到色盲的感覺。
致謝: 田穀修一郎
填充是視覺中一種眾所周知的效應,它使我們能夠看到表面在顏色和亮度方面是穩定的,即使我們的視覺系統實際上只檢測到物體的邊緣。在這裡,田穀和他的同事們揭示,在正確的條件下,視覺系統會將這種人為的表面紋理感擴充套件到遠遠超出表面的邊緣,以填充可用的視野。
本次大賽獲得第1st 名錯覺將獲得 3,000 美元獎勵,第2nd 名將獲得 2,000 美元獎勵,第3rd 名將獲得 1,000 美元獎勵。
今年的大賽恰逢 《錯覺冠軍:令人費解的影像和神秘大腦謎題背後的科學》釋出。“冠軍”收錄了來自大賽的許多最佳錯覺及其神經基礎
致謝:《錯覺冠軍》書籍
《錯覺冠軍》 現已接受預訂。收益將用於支援未來幾屆年度最佳年度錯覺大賽。
