一磅石頭和一磅泡沫塑膠,哪個更重?

這不是一個腦筋急轉彎:你的大腦的回答有所不同,取決於材料是否是同一物體的一部分

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


一個多世紀以來,科學家們認為他們知道一個奇怪問題的答案:為什麼 10 磅重的低密度物質(如泡沫塑膠)感覺比 10 磅重的石頭更重? 當然,它並沒有更重,但重複的實驗表明,它的感覺就是這樣。

現在心理學家表示,他們最初的解釋可能並不完整,新的解釋可能會產生深遠的影響,包括 Netflix 設計算法的方式,這些演算法會向其客戶推薦電影。

科學家們幾十年前就知道,當被要求舉起兩個看起來應該有不同重量但實際上同樣重的物體時,人們會說看起來較輕的物體感覺更重。 專家們認為,這種被稱為材料重量錯覺的現象,發生在當大腦對重量的預期與實際情況相矛盾時:在生活中,我們透過經驗瞭解到,有些材料很重,有些材料很輕。 隨著時間的推移,我們變得擅長僅憑物體的外觀來猜測其重量。


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但新的證據表明,大腦會根據重量在物體上的分佈情況進行一些猜測。 在最近的一項研究中,科學家們研究了人們如何感知由兩種材料製成的積木的重量。 由吉森大學的心理學家 羅蘭·弗萊明 領導的團隊,建立了由兩半組成的積木,這兩半看起來是由不同密度的材料製成的,因此可以預期具有不同的重量:石頭、木頭或泡沫塑膠。 該團隊要求人們舉起由兩種這些材料(例如石頭與泡沫塑膠配對)製成的積木,並評估積木每一側的相對重量。

但這裡有一個技巧:積木的兩半實際上具有相同的重量。 在實驗之前,科學家們秘密地挖空了積木的內部,並用鉛填充空腔,以建立均勻的重量分佈。 科學家們想知道人們是否會被材料重量錯覺所欺騙,並報告說看起來較輕的一側感覺更重。 結果讓科學家們感到驚訝:當處理這些雙材料積木時,人們說看起來較重的一側感覺更重。 這與科學家們根據他們對均勻物體的材料重量錯覺的瞭解所預期的相反。

那麼是什麼導致人們在某些情況下對重量的感知不同呢?

弗萊明的團隊表示,這一切都與背景有關。 在使用由一種材料製成的物體的傳統實驗中,大腦會根據其先前的知識進行猜測,並將猜測與身體在舉起每個物體時感受到的實際重量進行比較。 如果身體的體驗與大腦的猜測相矛盾,大腦就無法協調其預測與實際重量,因此它拋棄了身體的觀察。 大腦假設特定的泡沫塑膠塊一定特別重——實際上非常重,以至於大腦認為它比石塊更重,即使這些積木實際上具有相同的重量。

但弗萊明和他的同事認為,當人們關注由兩種材料製成的物體的重量分佈時,大腦會以另一種方式計算重量。 大腦不是拋棄身體的觀察,而是得出結論,每一側的重量都介於初始猜測和實際重量之間。 如果大腦預期石頭比泡沫塑膠感覺更重,但兩者實際上具有相同的重量,那麼大腦會將這兩條資訊結合起來,並認為石頭一側仍然感覺更重,儘管沒有最初想象的那麼重。

科學家們推斷,大腦這樣做是因為它在兩種情況下對身體的異議程度不同。 當一個人舉起一個具有欺騙性的重物時,大腦和身體會發生衝突,因為大腦在利用身體的感受來估計重量和重量分佈方面並不同樣擅長。 均勻重量和重量分佈任務之間準確性的這種差異,導致人們在兩種情況下對重量的感知不同。

瞭解大腦如何估計重量不僅僅是一個有趣的實驗——它實際上可以幫助科學家開發我們每天使用的更智慧的技術。 既然我們更多地瞭解了背景如何改變大腦的決策,程式設計師或許能夠更新技術,例如 Netflix,以更準確地模仿大腦,併為使用者提供更精細的推薦。 Netflix 已經根據使用者之前觀看過的內容推薦新節目,但現在開發人員或許可以告訴演算法在決定接下來推薦哪個節目時權衡幾個情境因素。

例如,Netflix 可以考慮諸如一年中的時間和自您上次觀看會話以來經過了多長時間等因素,以更可靠地評估您的觀看習慣。 這意味著更少的瀏覽時間,更多的時間享受符合您偏好的新節目。

因此,下次您坐下來享受一個晚上的流媒體播放時,請注意該網站的推薦。 您可能會看到背景在起作用的效果。

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