我们对世界的感知在很大程度上取决于大脑的智能猜测。一个椭圆形的白色图像刺激你的视网膜可能是由一个鸡蛋产生的,或者是一个完美的圆形、扁平的倾斜圆盘,或者无数个中间形状,每个形状都以适当的角度倾斜。然而,你的大脑会立即“锁定”对图像的正确解释。它通过使用关于自然世界统计数据的某些无意识假设来实现这一点——这些假设可以通过视觉错觉来揭示。
大脑处理视网膜图像中无法解释的差距的方式——一个称为填充的过程——为这一原理提供了一个引人注目的例子。你可以使用你眼睛的盲点来证明这一点。
查看插图a. 闭上右眼,看着下方白色方框的中心。将页面放在离你脸大约一英尺远的地方,然后慢慢地将它移近你和远离你。在一定距离处,左侧的圆盘消失了。它落在了你左眼的盲点上,那是视网膜上称为视盘的一小块区域,那里没有受体(这是视神经穿过视网膜离开眼球时造成的不完美之处)。
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维多利亚时代的物理学家大卫·布鲁斯特爵士对圆盘消失时,你并没有体验到黑暗的阴影或 gaping hole 取而代之感到震惊。对应于圆盘的区域被背景颜色“填充”。他将这个过程归因于上帝,即“神圣的工匠”。
即使一条穿过你盲点的直线也不会在中间被切断,正如你可以通过做同样的练习,但这次看a中较高的白色方框来看到的那样。线的缺失部分显得完整。就好像大脑认为两条短线仅仅是偶然地位于盲点两侧是非常不可能的。因此,视觉中心的细胞会像条形是完整的一样放电,因此你看到的是一条连续的线。你可以尝试用不同的颜色(例如,红色和绿色)给这两个线段着色,只是为了好玩。你仍然会补全这条线吗?
盲点出奇地大,几乎相当于天空中九个满月的大小。尝试闭上左眼,然后用右眼环顾房间。通过一些练习,你应该能够“瞄准”你的盲点对准任何小物体,使其从视野中消失。英国国王查理二世过去常常用他的盲点瞄准囚犯的头部,以便在实际斩首之前“视觉上斩首”他。我们经常在教员会议上对竞争对手做同样的事情。
填充过程有多复杂?如果十字的中心落在盲点上,它会被填充吗?重复的壁纸状图案呢?只需几个彩色毡尖笔和几张纸(或一个计算机图形软件包),你就可以探索填充的极限以及支配该过程的“规律”。我将在这里描述几个例子,但你可以发明你自己的。
在上一页的b中,你的盲点落在由一条长绿线穿过一条短红线组成的 X 的中心。如果你和大多数人一样,你会看到只有两条线中较长的那条线在盲点处被补全。(然而,如果短线单独呈现,则可以轻松地填充短线的缺失部分。)这个简单的练习表明,在某些条件下,填充是基于整合整条线的长度上的信息,而不是空间上相邻的信息。
在其他情况下,大脑只填充盲点周围的东西。如果你用左眼的盲点瞄准黄色甜甜圈的中心,你会看到一个黄色圆盘而不是环;黄色会填充进去。更令人惊讶的是,c 中也发生了同样的事情;大多数人会看到黄色圆盘在黄色环的背景壁纸中显眼地弹出。你的视觉系统没有推断重复的环形图案,而是执行了严格的局部计算。它只填充圆盘周围的均匀黄色。
然而,这并非总是如此,正如你将从d中看到的那样。注意穿过平行水平线的垂直错觉条纹。用左眼的盲点瞄准蓝色圆盘使其消失。现在的问题是,你是填充穿过盲点的水平线的缺失部分?还是填充垂直错觉条纹?答案取决于线的间距。
为什么会发生填充?视觉系统进化出这种能力不太可能是为了专门处理盲点(毕竟,另一只眼睛通常会补偿)。填充可能是一种我们称之为表面插值的表现,这种能力已经进化出来,用于计算自然世界中出现的连续表面和轮廓的表示——即使是那些有时部分被遮挡的表面和轮廓(例如,从栅栏后面看到的猫看起来像一只完整的猫,而不是像一只被切片的猫)。生理学家(特别是美国国家心理健康研究所的莱斯利·G·昂格莱德,里约热内卢联邦大学的里卡多·加塔斯和洛克菲勒大学的查尔斯·D·吉尔伯特)已经通过监测视觉中心的单个神经元对部分被盲点或不透明遮挡物覆盖的物体的反应方式,探索了这一过程的神经机制。
这些实验表明,当你检查世界时,大脑实际接收到的信息是多么少,以及有多少是由你的大脑提供的。我们个人体验的丰富性在很大程度上是虚幻的;我们实际上“看到”的很少,并且依靠有根据的猜测来完成剩下的事情。