碎碎念

 

什麼叫視錯覺？
　　視錯覺就是當人或動物觀察物體時，基於經驗主義或不當的參照形成的錯誤的判斷和感知。我們日常生活中，所遇到的視錯覺的例子有很多：

　　上圖A與B是同樣大小的，下圖中間的圓圈也是同樣大的，但看到的卻是一大一小，這是不真的事實。
　　比如法國國旗紅：白：蘭三色的比例為35：33：37，而我們卻感覺三種顏色面積相等。這是因為白色給人 以擴張的感覺，而蘭色則有收縮的感覺。再比如把兩個有蓋的桶裝上沙子，一個小桶裝滿了沙，另一個大桶裝的沙和小桶的一樣多。當人們不知道裏面的沙子有多少時，大多數人拎起兩個桶時都會說小桶重得多。他們之所以判斷錯誤，是看見小桶較小，想來該輕一些，誰知一拎起來竟那麼重，於是過高估計了它的重量。這就是視錯覺。
視覺的形成

　　圖為人的視覺成像經過。當外界物體反射來的光線帶著物體表面的資訊經過角膜、房水，由瞳孔進入眼球內部，經聚焦在視網膜上形成物象（圖一）。物象刺激了視網膜上的感光細胞，這些感光細胞產生的神經衝動，沿著視神經傳入到大腦皮層的視覺中樞，即大腦皮層的枕葉部位，在這裡把神經衝動轉換成大腦中認識的景象（圖二）。這些景象的產生已經經過了加工，是“角度感”、“形象感”、“立體感”等協同工作，並把圖像根據攝入的資訊在大腦虛擬空間中還原，還原等於把圖像往外又投了出去（圖三）。虛擬位置能大致與原實物位置對準，這才是我們所見到的景物（圖四）。
　　當我們看某個物體時，大腦究竟是如何工作的呢？ 
　　儘管我們現有的關於視覺系統的知識量很龐大，已經有了視覺心理學、視覺生理學和視覺分子及細胞生物學等學科，但對如何看東西我們確實還沒有清楚的想法，對視覺過程仍然缺乏清晰、科學的了解。
　　　你可能對自己如何看東西有了一個粗略的想法。比如認為每隻眼睛就像一部微型電視攝像機，把外界景象聚焦到眼後一個特殊的視網膜螢幕上，每個視網膜有無數的光感受器，對進入眼睛的光子進行響應。然後，把由雙眼進入大腦的影像整合到一起，這樣就可以看東西了。但實際上，這把如何看東西想得太簡單了，甚至在許多情況下完全錯了。

　　為了研究“看”這個問題，我們必須了解看所涉及的任務及頭腦內完成該任務的生物裝置。
　　動物需要視覺系統去尋覓食物、躲避天敵和其他危險，交配、撫養後代等等也離不開視覺系統。進入眼睛的光子僅能告訴我們視野中某個部分的光度和某些波長資訊，但我們需要知道的是那裏有什麼東西，它正在做什麼和可能去做什麼。換句話說，我們需要看物體、物體的運動和它們的“含義”。但僅僅是這些還不夠的，我們還必須做到“即時”，在這些資訊過時之前，足夠迅速地采取行動。所以，必須儘快地提取生動的資訊。因此，眼和大腦必須分析進入眼睛的光資訊，以便穫得所有這些重要的資訊。

一、繆勒萊耶錯覺

看看帶箭頭的兩條直線，猜猜看哪條更長？
其實它們一樣長。
這就是有名的“繆勒萊耶錯覺”，也叫箭形錯覺。
對於這種錯覺有一種理論，叫神經抑制作用理論，它認為當兩個輪廓彼此貼近時，視網膜上相鄰的神經團會相互抑制，結果輪廓發生了位移，產生錯覺。

這種理論與側抑制相似。
但我們認為，箭頭起到了一定的透視作用，這種錯覺應當從屬於“大小恆常錯覺”。 

更有意思的是：
如果將兩條線錯開，不讓它們對齊，那麼錯覺效果會更明顯。
那是因為，在兩條線錯開的情況下，眼睛沒有了參照和對比。
二、深度錯覺
　　看看下邊的圖形，黑色表面是朝上還是朝下？
　　
　　你稍微注視這個圖形，你將會感受到深度的倒轉。這個圖形也許是所有深度不明確的圖形中最具代表性的，這種深度不明確的圖形還有很多。
　　
　　這就是深度錯覺。
　　 

　　為什麼會這樣？
　　
　　現實的立體物體，是以平面的形式反映在視網膜上。視覺系統強迫地將一個平面的圖形在感知為一個立體的圖形。
　　
　　然而，在視網膜上，不同的立體物體可能會有相同的平面圖像。這時，視覺系統就將平面圖形感知為其中一個立體圖形，但也可能會感知為另一個。
　　
　　同時，你的大腦在某個時間隻能感覺到一種圖像，而不可能同時感覺到兩種圖像。這一點跟“知覺模糊”類似。
　　 

　　視覺心理學家 Richard Gregory 指出：
　　
　　當你注視一個用金屬絲做成立方體時，你很難自發產生深度知覺的翻轉。
　　
　　這是因為你用兩隻眼睛看，能夠產生兩眼視差，利用兩眼視差就可以產生比較準確的深度知覺，而不發生翻轉。如果你閉上一隻眼，那麼你將失去深度的資訊而產生知覺的翻轉。
三、背景錯覺
　　在圖中，你看見了什麼？是兩個頭，還是一個花瓶的輪廓？
　　這個圖形在視網膜上是固定不動的，但你對它的感覺卻是在兩種可能圖形中動搖。
　　同時感覺到兩種有意義的圖形是很困難的！

　　這是怎麼回事？！
　　花瓶/人臉圖形是一個主體/背景可互換的兩可圖形。它既可以看成是白色背景上兩張對視的黑臉，也可以理解為黑色背景上白色的花瓶。
　　在這幅主體/背景可互換的圖形裏，線條有兩種外形。輪廓的外形取決於線條被認為圖畫的哪一方面－－背景還是前景。視覺系統依據物體的輪廓來對其進行編碼的。同時，視覺系統必須能夠將物體從它的背景中區分出來。在大多數的情況下，這是非常容易的。但是在某些時候，當有偽裝存在時，事情就變得困難了。
　　觀察者的知覺狀態和個人偏好也會有所影響。對輪廓或是外形的偏好會導致對某一方面的加強。對於同一圖形，一些人偏向於看做花瓶，一些人則更容易將其看成是臉龐。
　　這個兩可圖形非常重要，它表明了視覺並不是僅僅由視網膜上的影像決定的。大腦參與了這一過程。它對視覺資訊的組織是非常關鍵的一環。
　　花瓶/人臉兩可錯覺的起源
　　1915年，丹麥心理學家Edgar Rubin使這一花瓶/人臉兩可圖形大揚其名，但追溯這一兩可圖形的家譜卻遠早於1915年。我們可以在18世紀法國的印刷品中找到例證，那些印刷品中的肖像畫不僅描繪了通常自然狀態下的花瓶，而且兩個側面像是不相同的，每個側面像代表了一個特定的人。
四、知覺模糊
　　 在這幅圖中，你看見的是一個老婦人還是一個年輕的少女？她們都存在在於圖中，但你不可能同時看見老婦人和少女。
　　 

　　這是怎麼回事？！
　　
　　大腦對同一靜止圖像賦予了不同的意義。你對每一種圖形的知覺總是保持穩定，直到你的注意力轉移到了別的區域或輪廓上去。 
　　
　　當圖中少女的臉部輪廓變成了老婦人的鼻梁的輪廓時，臉部的其它部分也就隨之發生相應的改變。鼻梁之下的輪廓線就會被知覺為嘴巴，之下的輪廓線就會被知覺為下巴。這些局部的輪廓線的知覺彼此聯系，組成了一個穩定的知覺形象。對整體和局部的知覺將相應的發生聯系，最後對圖形產生具有一定意義的知覺形象。
　　
　　視覺系統總是趨向於將類似的或相關的圖形區域知覺為一個整體。在這兩種圖形（少女和老婦人）之間不會存在任何中間圖形。
　　
　　呈現在視網膜上的影像並沒有變化，但大腦高級神經中樞賦予圖像不同的意義，圖形的曖昧程度越高，意義越不穩定。這再一次說明大腦對圖像有一個加工過程。
　　 

　　圖例的歷史
　　
　　這張匿名的德國的舊明信片於（本頁面上部）1888年發行，是目前發現的最早的此類圖片。
　　
　　左邊這張圖片於1890年發表，它很明了地表現了它的聯想線索“妻子與她的母親”。
　　
　　這一圖形後來被許多人改編過，其中包括兩名著名的心理學家（R.W.Leeper 和 E.G.Boring）。1930年，他們在“心理旋轉”概念中描述這一圖形，並使之聞名世界。
五、偽裝錯覺

　　這圖畫的是什麼？
　　
　　在看到這幅圖時，開始人們說不出它是什麼意思，但經過仔細的觀察或給出提示後，把圖形的細節組織起來，就會發現它是一條狗。
　　
　　這是怎麼回事？！
　　
　　視覺系統始終是在關注一個物體，這種效果稱之為知覺的整體性。偽裝就是利用了這種整體性。人類發達的顏色辨認能力也是原始人在綠葉中尋找彩色果實上進化而來的，這也是源於反偽裝的作用。
　　
　　我們都是試圖把圖形從背景中分離出來，分離有一些規則：明暗、對比、線條等。當這些規則不起作用時，我們在分離圖形和背景時就會出現困難。
　　
　　當你看這幅圖時，你會極力試圖尋找它的意義。開始會很困難，經過一陣努力或給出提示後，視覺系統就有了足夠的線索認出它來。大腦在語言的刺激下，主動為圖像加上一些明暗、對比、線條。
　　
　　第二個實驗
　　
　　現在你已經看到這隻狗了，你會發現再把這幅圖理解成完全無意義的，簡直是難於上青天！對於你，這幅圖變得永遠有意義了。這與那種雙意義圖形正好相對，雙意義圖形永遠在兩種意義之間變化，你不能決定那一種更有意義。
　　
　　視網膜上的物象是不會改變的，但是你的大腦總是試圖給影像找出一個合理的解釋，直到找到某種有意義與之對應為止。這說明你的大腦對影像有一個主動加工的過程。
六、Fraser螺旋錯覺
　　 第一幅圖就是Fraser螺旋。黑色的一圈圈的弧看起來是一個螺旋，其實它們是由一組同心圓構成。
　　 

　　這是怎麼回事？
　　
　　背景上每一個帶有方向性的小單元格使之產生螺旋上昇的知覺。更重要的是，黑色內切的線條，它起到了引導的作用。
　　 

　　再看第二幅圖，這種幻覺就不明顯了。比較一下兩者的黑色線條，看看有什麼不同。
　　
　　第一幅圖中，每一小段黑線是內切螺旋的，但整體卻不是，許多小段的螺旋影響了大腦對整體的判斷，產生了Fraser螺旋錯覺。
　　
　　這種錯覺在視網膜及視神經細胞上的具體原理和成因尚在研究中。
七、側抑制
　　看看左邊的圖，是不是覺得，左邊的灰色方塊要淺一點，亮一點？
　　
　　其實，兩個灰色方塊是完全一樣的。不信？遮住周圍的區域你再看看。
　　
　　這就是典型的側抑制過程！
　　 

　　這是怎麼回事？！
　　
　　物理上，這兩個灰色方塊的明暗程度是一樣的，但它們鄰近的區域是不同的，被更亮的區域包圍的方塊顯得暗些，而被暗一些的區域包圍的方塊顯得亮些。
　　
　　生理學上的解釋
　　
　　視網膜由許多小的光敏神經細胞組成。許多科學家都認為，激活單獨一個細胞是不可能的，某個細胞的激活總會影響鄰近的細胞。他們發現，刺激某個細胞得到較大反應時，再刺激它鄰近細胞，反應會減弱。也就是說，周圍的細胞抑制了它的反應。這種現象被稱之為“側抑制”，它發生在視網膜上一種叫做側細胞叢的結構上。
　　
　　魔術師都用這種對比效應來隱藏道具。比如，想隱藏黑色的支援物時，魔術師就在周圍使用明亮的物體，金屬物或白布等等，這樣黑色背景下的道具顯得更暗。
　　
　　Hermann柵格
　　 

　　看到交叉處的灰點了嗎？仔細看看，它並不存在。這是一種更有意思的側抑制現象。
　　
　　交叉處四周都是明亮的白條，而白條的周圍只有兩處黑色區域。所以，注視交叉處的視網膜區域比注視白條的區域受到更多的抑制，這樣交叉處顯得比其它區域暗一些。在交叉處就能看到灰點。 
　　
　　這種效果在視野周圍更顯著一些，因為側抑制在更遠的距離上發生作用。
八、不可能的三角形
　　 這個三角形任何一個角看起來都是合情合理的，但是當你從整體來看，你就會發現一個自相矛盾的地方。
　　 

　　三角形的三條邊兩兩垂直。但是，不知何故，它們組成了一個不可能的結構！我們很難設想它是怎麼構成一個看似非常真實的三維物體的！ 
　　
　　這是怎麼回事？！
　　
　　其實，造成“不可能圖形”的並不是圖形本身，而是你對圖形的三維知覺系統，這一系統在你知覺圖形的立體心理模型時強制作用。在把二維平面圖形知覺為你三維立體心理圖形時，執行這一過程的機制會極大地影響你的視覺系統。
　　
　　正是在這一強制執行的機制的影響下，你的視覺系統對圖形中的每一個點都賦予了深度。換句話說，一幅圖像的某些二維結構元素和你三維知覺解釋系統的某些結構元素相對應。二維直線被解釋成三維直線。二維的平面被解釋為三維的平面。在透視圖像中，銳角和鈍角都被解釋為 90°角。外面的線段被看作是外形輪廓的分界線。這一外形分界線在你定義整個心理圖像的外形輪廓時起著及其重要的作用。這說明，在沒有相反資訊的影響下，你的視覺系統總是假定你從一個主要視角觀看事物。
　　
　　三角形的每一個頂角都產生透視，三個90°的角，而且，每條邊的距離變化不同。把三個頂角合成一個整體，就產生了一個空間不可能圖形。
　　 

　　不可能的三角形的現實模型
　　
　　在現實生活中，我們可以構造出這個不可能三角形的物理模型，但這個模型隻能從某一個角度看才是不可能的。看一看左邊的這個例子！其中，在鏡子中顯示的才是真實的結構！
九、不可能的三叉戟

　　在所有不可能圖形中，最著名也是最有意思的當數“不可能的三叉戟”。
　　
　　圖形的上半部分，是兩根方形的柱子。而圖形的下半部分，是三根圓形的柱子。
　　
　　把這兩部分分開看時，對於它們的形狀就出現了不同的解釋。把這兩部分結合在一起時，上半部分的物體成分漸變成了下半部分的背景。圖形也就違反了物體成分與背景間關係的基本特性。 
　　
　　這是怎麼回事？！
　　
　　當你看這個圖形時，你首先考慮的是它的輪廓或是等高線，你會去注意它的邊界。由此你的視覺系統發生了混亂，因為圖形的輪廓線間的關係是不明確的（被紅線標出的）。同一條線，兩種解釋都符合。
　　
　　這種幻覺正是建立在這樣的事實上：每兩條線在一端形成一個圓柱，而每三條卻在另一端形成矩形框的基礎上的。
　　
　　這種不明確還違背了另一種基本特性，即在平面與曲面之間平面被扭動成曲面。兩個突出的邊緣也可以解釋成是三個直角面的邊緣或者說是圓柱表面的無滑動邊緣。
　　 

　　“不可能的三叉戟”的歷史
　　
　　這幅圖形是藝術家Norman Mingo在1965年三月的MAD雜誌上摘錄的。它還有另外的名稱：“魔鬼的餐叉”、“三個U形棍”、“不可能的圓柱”等等。 
　　
　　沒有人知道誰最先設計了這種圖形，儘管它最開始是在1964年5月和7月同時出現在幾個很流行的工程學，航空學和科幻小說類出版物上的。同年，D.H.Schuster在《美國心理雜誌》發表了一篇文章，第一次提出了不可能圖形在心理學界的重要性。早在五十年代中期，一位MIT工程師就率先提出了這一觀點，隻是當時沒有能夠得到證實。
十、不可能的樓梯
　　在這個樓梯中，哪一個是最高的台階？最低的呢？
　　
　　順時針走的時候，會發生什麼呢？逆時針，情況會怎麼樣呢？
　　
　　這個樓梯在概念上是不可能，但看上去卻很真實。
　　 

　　這是怎麼回事？！
　　
　　其實，隻是看的角度特殊而已。實際上每一級台階都有輕微的傾斜。
　　 

　　M.C. Escher 、 Lionel 和 Roger Penrose使這個不可能樓梯圖形很有名，但是它是多年前瑞典的藝術家 Oscar Reutersvard 獨立發現的。不過 Penroses 和 Escher並不知道他的發現。
　　
　　在20世紀60年代，斯坦福大學心理系家 Roger Shepard 制作了一個關於這個不可能樓梯的聽覺版本。