眼見不能為憑!各式各樣的錯覺為何能欺騙我們的大腦?

圖/Pixabay

日常生活中,大腦會持續藉由人體的各種感知來認識世界。

大腦得不斷地接收龐大的資訊量,因此它經常會抄捷徑,以簡化所見所感,同時賦予這些資訊最可能的詮釋。這麼做有助於讓大腦專注在重要的事情上,而非兼顧一切。大腦也相當擅長預測,因此能彌補在接收並處理感官所傳來的訊號,與實際產生視覺或觸覺之間的些微時間差。然而,抄捷徑及預測也可能導致大腦受騙上當。

數千年來,人類不斷發現能欺騙心智的新方法,在石器時代岩洞壁畫中所發現的視錯覺繪畫即為一例。

古希臘哲學家亞里斯多德曾表示:「我們雖能信賴感官知覺,但它們也極易受騙上當」

──這種產生錯覺的狀況即現今所稱的「瀑布效應」(waterfall effect)。亞里斯多德發現,觀看瀑布時,若將目光從流水移至靜止的石頭上,便會覺得石頭好像往水流的反方向移動;此錯覺現象稱為「運動後效」(motion aftereffect),為大腦中負責偵測運動的特定神經元太過疲累所致。當視線從瀑布移至石頭上時,其他神經元過度補償了那些疲累不堪的神經元,因此造成了石頭移動的錯覺。

「瀑布效應」是當視線從瀑布移至石頭上時,其他神經元過度補償那些疲累的神經元,因此造成了石頭移動的錯覺。

比起亞里斯多德的時代,現今要研究大腦的錯覺反應可簡單多了。透過功能性磁振造影(fMRI),科學家得以分析人們看到特定景象或經歷某些事件時的腦部處理過程,並研究大腦的即時反應。但大腦仍有許多待探索之處,因為人們對某些錯覺所產生的反應目前仍無合理的解釋。

我們如何看見外在的世界?

眼睛是窺探世界的窗,且能幫助大腦精細地建構出周遭環境的彩色 3D 動態景象。眼球的運作原理類似相機:光線從水晶體進入,聚焦在稱為視網膜的感測器上。雙眼甚至能如相機般改變焦距──眼部肌肉能將水晶體拉成扁平狀,以利望遠;或把水晶體變厚,以便觀近。

眼睛視覺。圖/《BCC 知識 2017 年 9 月號》

光線一抵達視網膜,即會被感光細胞(桿狀細胞與錐狀細胞)偵測到。黑暗中的視覺由桿狀細胞負責,使人能看見黑白的單色影像;錐狀細胞則能讓人在較亮的環境下看見色彩與細節。光線照在感光細胞上時,細胞中的化學物質會產生變化,以將電子訊號傳至大腦。

大腦會結合並比對兩眼所接收到的資訊,以正確重建有豐富景深及色彩對比的周遭影像。成像過程僅需百分之一秒左右,讓我們幾乎能即時看見外界。

大大小小?艾賓豪斯錯覺、龐氏錯覺

當看著兩個相鄰的物體時,每個人大概都能自信地分辨兩者的大小是否相等;但有些錯視的例子已證實,人們其實並非每次都能正確地分辨。辨識出錯的原因為:大腦通常會透過鄰近的物體來估算目標物的大小,因此極易受周遭環境所誤導。

艾賓豪斯錯覺(Ebbinghaus illusion)即為一例。許多人會覺得右邊的橘色圓圈比左邊的大,但事實上兩者的大小相等。大腦會藉由灰藍色圓圈的尺寸來判斷橘色圓圈的大小;左邊的灰藍色圓圈尺寸較大,所以其中心的橘色圓圈看起來就相對較小。

艾賓豪斯錯覺(Ebbinghaus illusion)。圖/《BCC 知識 2017 年 9月號》

周遭環境也會影響大腦的縱深感受,使物體看起來比實際上來得近或遠。如同龐氏錯覺(Ponzo illusion)圖解,縱深感受的錯覺也會連帶影響我們對於物體大小的判斷。正是這種錯覺,讓月亮在接近地平線時看起來比較大。

圖/《BCC 知識 2017 年 9 月號》

閃爍的螢幕

若用錄影機錄下液晶螢幕的畫面,會覺得螢幕似乎常在閃爍。這是因為螢幕其實真的不斷地閃爍,只是我們誤以為看到了連續的影像。錄影機在拍攝螢幕的畫面時,其實是快速地拍下一系列照片,再把照片接合,創造出動態影像。因此,若錄影機的幀率(frame rate)與正在錄製的螢幕畫面不一致時,就會錄下畫面閃爍的影像。另一方面,由於人眼會不斷地將資訊傳至大腦,所以眼中會持續留著螢幕光線所投射出的後像(afterimage),以便填補閃爍時的空白。

圖/Pixabay


 

 

本文摘自《BBC知識國際中文版》第 36 期(2017 年 9 月號)

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