被欺騙的眼睛！科學解讀視錯的奧秘
神奇的視錯覺是怎麼形成的？
上圖中你是否覺得上下兩塊有顏色差？畫面的背景和陰影的特別組合欺騙了大腦造成視錯覺。當小撒用胳膊擋住中間，視錯覺就消失了，如下圖所示。
其實視錯覺也叫作錯視，又被稱為視覺假象。它並不是欺騙我們眼睛和大腦，但是看起來令人感到驚奇。「錯視」表面上看起來是由於我們的視覺系統的功能異常，實際並非如此。它本質上來源於我們的視覺系統與經歷長期以來的適應，這些經驗在一般視覺感知情況下是很有用的，能夠大大節省我們理解圖像內容的時間，但是在一些特定的、不同於常態的視覺圖像情況下，會導致我們對圖像信息的誤解。
錯視的原因可能在於神經系統的視覺通路的各處，有些在於眼睛的視網膜，但是大部分錯視的原因在於眼睛攝取到的圖像由大腦枕葉的視覺皮層重建的過程。跟我們直覺不同的是，我們意識到的東西並不等於我們感知到的東西。對於視覺來說，視網膜得到的圖像信息非常豐富，視網膜包含一億多個感光細胞，把這些信息都傳導到視覺皮層，對它們按照同樣的重要性進行分析，這給視覺皮層的負擔太大了，顯然我們的視覺系統不是這麼處理視覺信息的——它總是更重視視野中央的事物，同時更重視運動的事物和異常的事物（意料之外的事物）。我們的大腦皮層不能處理這麼豐富的信息，但是又要盡量的捕捉多我們重要的信息，因而發展出來一套感知方法，它僅需知道片段信息，就可以通過大量的認知經驗進行整合，讓我們「感知」到完整的圖景，而這圖景在大部分情況下跟真實情況相同，而在一些異於常見生活經歷的情況，大腦構建的圖景跟真實情況就可能發生衝突了。
滿月錯視：滿月在接近地平線附近時候，我們感覺月亮非常大。
這顯然是一種錯誤的認知，我們的理智告訴我們，因為我們離月球38萬公里，月亮在地平線附近和在頭頂時候，與我們眼睛的距離是幾乎一樣的，滿月在我們視網膜處的視角總是約0.5度。
滿月在地平線附近和在頭頂時候，在我們視網膜上形成的圖像是幾乎一致，那麼我們對滿月大小的感知差異的原因就只能在於地平線的存在是我們對滿月認知出現了變化，讓我們認為月亮變得更大了。為了方便的體驗這一差異，我們可以在紙上剪處一個洞，在滿月時候閉上一隻眼睛，手持這張紙將洞至於另一隻眼睛的前方，使得洞內視角盡量只包含滿月，這時候我們感知到的滿月的大小要比雙眼睜開並且沒有紙張遮蔽時候小得多了。在這個試驗中，造成認知差異的唯一因素在於紙張遮蔽了月亮的背景——地平線。而根據我們的經驗，雲朵、飛機、數目這些事物在接近體平線時看起來比它們在我們頭頂時候要小一些。我們的視覺系統看起來被演化過程塑造了，更加關注近的、對我們更可能有影響的事物，而對遠的事物——比如頭頂的月亮和地平線附近的樹木則會忽視一些，從而讓它們顯得小一些。
赫林錯視：兩條平行線因為背景中在「遠處」交集的斜線的影響而呈彎曲形狀。
在這個例子中，交集的直線給我們的是距離的感覺，而距離是我們的大腦皮層的解釋，一張二維圖像顯然是沒有垂直於圖像的「距離」的概念的。這種距離反應的是透視關係，在繪畫的歷史中，早期的繪畫都是沒有透視概念，古埃及的畫中一般把總要的事務畫的更大，而不在乎其遠近，直到文藝復興時期，透視技法才逐漸被廣泛採用，而透視就是利用了我們大腦對一般經驗性事物的解釋規律——近處的物體顯得更大，因為視角更大，遠處的物體顯得更小，因為視角更小。在這個例子中，兩條平行直線在圖中部分，背景的交叉線間距較大，這人我們以為這部分的圖像離我們更近，而平行直線遠離中央的部分離我們更遠，這種大腦皮層對圖像的加工使得我們將兩條直線理解得「彎曲」了。
明度/顏色恆常性錯視：明度恆常性是指我們對熟悉的物體，當照明條件改變時，人知覺到的物體的相對明度保持不變的知覺特徵。在不熟悉物體的背景中，明度或者顏色變化時候，物體相對於更暗的背景顯得更明亮一些，而相對於更明的背景顯得更暗淡一些。比如下圖中的棋盤，A和B的明度其實是一樣的，但是由於「光照」環境的差異，使得我們感知到的A和B的明度發生了變化，在下一張圖中，中間的橫條的明度是一致的，但是由於背景明度的變化，橫條的坐標顯得更亮，右邊顯得更暗了。
其實視錯覺在我們的生活中有非常多的用途
如果我們把斑馬線，給它加上一個黃色的左側和藍色的下側，大家會發現這個斑馬線好像凸出來了，這是一種深度上的錯視，讓我們產生了立體感。這樣的方式就讓斑馬線更加明顯，也提醒了人們遵守交通規則。
從司機的視角來看，會覺得前面有「幾個坎」阻擋著，提醒斑馬線的存在，司機自然會注意要減速。
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編輯：薛燕男
（解讀文章作者：DieEule 中國科學院博士、德國馬普學院博士，科普中國微平台原創首發）
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