乔丹·苏乔夫眼睁睁地看着他的Macintosh笔记本电脑向地板坠落，迅速得出了三个结论。首先，大约在300毫秒内，他就要遇到麻烦了——这台机器是他的论文导师，哈佛大学的乔治·阿尔瓦雷斯给他的。其次，他抱着一线希望，认为哈佛大学大概买得起一台新电脑给他。第三，他意识到，他一生中最重要的一次观察正在他眼前展开，当他的笔记本电脑加速坠向镶木地板时：他编程让其闪烁的屏幕甜甜圈似乎停止了闪烁。
苏乔夫关于认知和注意力的博士研究项目要求他编写一个视觉显示程序，其中每个元素都持续变化，因此有了闪烁的甜甜圈。在家里进行该项目时，苏乔夫将他的Mac从咖啡桌上拉到腿上。在转移过程中，他注意到甜甜圈颜色的循环似乎变慢了。他吓了一跳，完全放开了机器，并着迷地看到，当甜甜圈掉落时，颜色循环完全停止了。
他的意外发现赢得了2011年年度最佳幻觉大赛的最高奖项。这场思想上的职业摔跤比赛，用感知上的重摔、精神上的蒙古式砍击和认知上的锁喉抛摔——旨在唤起一种实际上不存在的现实的招式，猛烈冲击着观众的大脑。
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在您的大脑内部，您创建了一个世界的模拟，这个模拟可能与真实情况相符，也可能不相符。您的“现实”是您与该模拟进行独家互动的结果。当您体验到幻觉时，您的感知在很大程度上与物理现实不同。您可能会看到不存在的东西，或者看不到存在的东西，或者看到的东西与实际情况不同。苏乔夫的视觉神经元没有看到甜甜圈闪烁的颜色，即使它们确实在那里。
然而，幻觉并非总是像人们通常描述的那样是感知的失败。相反，它们可能是进化适应的结果。有时，幻觉的发生是因为您的大脑为了帮助您生存和发展而采取了捷径。它们使您能够做出技术上是错误的，但在实践中有帮助的闪电般快速的假设。例如，您可能会根据各种背景线索高估或低估距离。2007年，加州州立大学圣马科斯分校的心理学家罗素·E·杰克逊和德克萨斯大学奥斯汀分校的劳伦斯·K·科马克报告说，当从顶部向下看悬崖的高度时，观察者估计的高度比从底部向上看时高出32%。考虑到事故更有可能发生在向下攀爬而不是向上攀爬时，这种误判可能会使您在下悬崖时更加小心，从而降低您坠落的可能性。
幻觉也提供了一个窗口，让我们了解神经回路如何创造我们对世界的第一人称体验。苏乔夫的甜甜圈只是今年顶级幻觉之一，这些幻觉都依赖于一种称为沉默现象，在这种现象中，变化会被忽视，因为其他事物的运动吸引了观看者的所有注意力。沉默幻觉让人想起魔术师的格言：“大的动作掩盖小的动作。”
与过去几年大多数顶级幻觉一样，2011年的大多数获奖者都是“动态的”——也就是说，它们依赖于移动图像来发挥其魔力。这些图像很难在印刷页面上复制；相反，本文揭示了幻觉背后的秘密。我们鼓励您在网络上观看获奖幻觉的动画形式，包括此处无法展示的两个幻觉，网址为http://illusionoftheyear.com/2011。
参加年度最佳幻觉大赛的幻觉必须是新颖的：即，以前未发表或在过去一年内发表。一个国际专家小组选出了10个最违反直觉、最壮观、最美丽且对理解人类思想和大脑具有重要意义的幻觉。创作者被邀请在一个竞赛活动中展示他们令人敬畏的烧脑谜题，观众投票选出第一、第二和第三名获奖者：被誉为幻觉界的“奥斯卡”。
任何人都可以向比赛提交幻觉——科学家、艺术家、软件设计师、数学家或任何领域的创意人士。说明发布在http://illusionoftheyear.com/submission-instructions。年度最佳幻觉大赛第八届年度盛会将于2012年5月14日在佛罗里达州那不勒斯的爱乐艺术中心举行，免费向公众开放。请加入我们，为您心目中的年度最佳幻觉投票！
沉默之环
就像彩虹糖屑甜甜圈一样，苏乔夫和阿尔瓦雷斯创作的引人注目的幻觉吸引了您的全部注意力。如果您从人群中挑选出一个点，您会看到它的颜色随时间变化……直到整个甜甜圈开始旋转。然后，颜色循环似乎停止了。事实上，颜色循环从未停止。某种程度上，甜甜圈的旋转抑制了您对颜色变化的感知。如果您不旋转甜甜圈，而是当您乘坐过山车飞速下降时观看彩色显示，或者当您思考屏幕上的图像和老板的仁慈时，将笔记本电脑扔进重力井中，这种“沉默”效应也会起作用。
这种幻觉的生物学解释尚不清楚，但它可能与我们在纽约州立大学视光学院的神经科学家何塞-曼努埃尔·阿隆索和康涅狄格大学的哈维·斯瓦德洛实验室合作发现的注意力神经回路有关。我们在2008年发表的结果表明，大脑视觉区域V1中对运动敏感的回路与我们的注意力聚光灯紧密相连，因此当您关注视觉场景的特定部分时，周围的运动会被抑制。在苏乔夫和阿尔瓦雷斯的沉默幻觉中，运动可能比颜色交换更能吸引观察者，从而导致后者被抑制。
http://illusionoftheyear.com/2011/silencing-awareness-of-change-by-background-motion
德国格式塔
英国约克大学的彼得·汤普森是视觉感知和幻觉领域的领导者，他主持了盛会。他宣布一位参赛者时问观众：“如果没有乐趣和欢笑，我们会怎么样？德国！这就是下一个幻觉的来源地。”心理学家艾丽卡·迪克森和阿瑟·夏皮罗都是来自华盛顿特区美利坚大学的美国人，而凯·汉堡是一位真正的德国人，来自吉森大学，他们将他们的幻觉称为对比分组。它为最初由德国心理学家提出的格式塔定律引入了一个令人惊叹的新层面。
正如迪克森在她的舞台演讲中所解释的那样，其中两条定律与她的团队创造的幻觉有关：接近律，即彼此靠近的物体倾向于被归为一组；以及相似律，即彼此相似的物体也被聚集在一起。迪克森和她的同事们发现了一个新的分组原则，它甚至比以前两条定律的组合更强大。在他们的对比分组幻觉中，研究人员表明，大脑倾向于将具有相似绝对对比度的物体捆绑在一起，这种倾向以前是未知的。
绝对对比度是物体相对于其背景的对比度大小，而不管物体是浅色背景上的深色还是深色背景上的浅色。令人惊讶的是，大脑更喜欢按物体的绝对对比度而不是按它们的接近度或相似度，或者两者兼而有之地对物体进行分组。当您看到四个点时，顶部一排中的两个点从暗到亮一起闪烁，底部一排中的两个点以相反的相位闪烁，背景是右侧浅色，左侧深色，大脑会沿着对角线对点进行分组——即使最接近和最相似的点都在行之间。大脑更喜欢对角线配对，因为这些点共享相同的对比度水平——每个点与其背景之间的亮度差异。这一新的、至关重要的观察结果无疑将指导人们研究大脑如何计算物体分类。这项工作在2011年大赛中获得二等奖。
http://illusionoftheyear.com/2011/grouping-by-contrast
尼斯湖后效
法国巴黎第五大学的马克·韦克斯勒凭借他的尼斯湖后效获得了三等奖。他以一个古典幻觉命名，这个幻觉是古希腊人已知的，并在1834年由罗伯特·亚当斯在福耶斯瀑布重新发现，福耶斯瀑布是注入苏格兰尼斯湖的瀑布。亚当斯注意到，在他盯着瀑布看了一段时间后，静止的表面，如落水旁边的岩石和植被，似乎向上漂移。
在韦克斯勒的幻觉中，观看者盯着一个红色圆点，周围环绕着一个旋转的短划线环。突然，环以快速旋转向相反方向跳跃，然后再次继续以原始方向缓慢旋转。等等——环实际上根本没有向后猛冲——这都是你，宝贝！实际上，环的元素只是随机重新排列。与亚当斯描述的幻觉运动不同，后者比诱导它的真实运动慢，韦克斯勒的虚假运动比诱导运动快100倍。
韦克斯勒的幻觉被称为后效，因为您会在物理运动停止后感知到它——例如，当您在相机闪光灯后看到斑点时——但在这里，它专门针对对运动敏感的神经元起作用。韦克斯勒说，这种幻觉与大脑如何将运动物体的起点与沿运动轨迹的下一个点进行匹配有关。当呈现出突发的随机视觉噪声时，大脑找不到一致的对应关系，并且不得不猜测最佳匹配，由于随机化，最佳匹配恰好很远，从而导致观察者感知到快速运动。只有未来的研究才能确定这种效应的具体神经基础。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-loch-ness-aftereffect
爱的面具
考特尼·史密斯展示了爱的面具幻觉，这是她与意大利热那亚阿基米德实验室项目的詹尼·萨科内和玛丽-乔·瓦伯合作创作的。一个戴着威尼斯面具的年轻女孩渴望爱情。或者也许她已经超越了渴望期，转而接吻。这种类型的幻觉被称为双稳态，因为就像经典的脸-花瓶幻觉一样，您可能会看到一个女孩或一对夫妇，但不能同时看到两者。视觉系统倾向于看到它期望看到的东西——只有一个面具存在，因此您在第一眼看到时更有可能看到一张脸。
这个幻觉是在一张寄给阿基米德实验室的旧情侣照片中发现的。该小组的负责人萨科内看到了钉在墙上的图像，并且由于近视，他认为那是一张脸。戴上眼镜后，他意识到自己看到的是什么。该团队后来将情侣的照片与美丽的威尼斯面具配对。运气确实眷顾有准备的头脑……和近视眼。
http://illusionoftheyear.com/2011/mask-of-love
他还是她？
荷兰唐德斯研究所的罗布·范·利尔和阿诺·科宁要求观众将目光集中在叠加在脸上的一个圆圈红色点上。当红点在稍后消失时，脸从一个雌雄同体的男性面孔转变为看起来更女性化的面孔，然后再变回男性。当红点重新出现供观众跟随观看时，脸部停止了变形。实际上，脸部一直在持续变形，只有当观看者专注于移动的红点时，脸部才显得不变。范·利尔演示了当他改变面孔的情绪和年龄，甚至当他使用名人例子时，例如巴拉克·奥巴马的面孔在快乐和悲伤的表情之间变化时，这种幻觉也有效。
就像苏乔夫和阿尔瓦雷斯的沉默效应一样，这种幻觉的神经基础尚不清楚，但可能植根于注意力在大脑中的运作方式。在这种特殊情况下，密切关注移动的点可能会抑制梭状回的神经活动，梭状回是大脑中处理面孔的部分。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-more-or-less-morphing-face-illusion
陷入困境
参与了对比分组幻觉的夏皮罗开发了第二个幻觉，这次是与里诺大学的吉迪恩·卡普洛维茨合作开发的。首先，夏皮罗展示了两个垂直条，一个红色和一个绿色，在屏幕上左右扫动。当条在屏幕中间相遇时，它们改变了颜色并相互反弹，条纹回到屏幕边缘并弹回中间。夏皮罗要求观众在关注弹跳条的同时，看着屏幕上方的某个点。当人们看到条再次碰撞时，他们“哇”了一声，但条现在似乎彼此穿过并保留了它们原来的颜色，而不是反弹。夏皮罗继续展示了穿透效应也适用于纹理条而不是彩色条。他甚至用哈利·波特和他的小精灵朋友多比的乐高人仔演示了这个幻觉，这些乐高人仔是从他孩子的衣橱里拿来的。
这个小小的幻觉有助于我们挑剔神经科学家所谓的绑定问题的角落。大脑的皮层（拉丁语中的“树皮”或“外层”）被组织成处理特定类型信息的区域。运动和认知过程发生在大脑的额叶中，视觉在后部，等等——特定的视觉区域处理运动、颜色、纹理和面孔。如果您照镜子并像眼镜蛇一样左右移动头部，那么您的大脑必须以某种方式将参与观看您移动的面孔的所有不同区域的输出绑定在一起。夏皮罗和卡普洛维茨的戏剧性幻觉表明，绑定到一个物体的特征可以重新绑定到另一个移动的物体。幻觉随着物体在视网膜上的位置变化而变化的这一事实为科学家研究这种效应的神经基础提供了有价值的线索。
http://illusionoftheyear.com/2011/the-exchange-of-features-textures-and-faces
两个三角形
旧金山史密斯-凯特威尔眼科研究所的克里斯托弗·泰勒发明了20世纪90年代风靡一时的魔眼幻觉。当然，按照真正的学术传统，他从未从中赚到一分钱。在2011年的大赛中，他首先展示了彭罗斯三角形，这个典型的“不可能物体”，它由牛津大学的罗杰·彭罗斯于1958年以其最常见的形式绘制。泰勒还展示了另一个著名的三角形，意大利心理学家盖塔诺·卡尼扎于1955年首次描述了该三角形，该三角形表明大脑可以通过填充缺失的信息来创建完整的物体。泰勒想知道他是否可以将这两种感知传统结合起来。当他将彭罗斯三角形的轮廓和内部横条放在构成卡尼扎三角形的三个红色球体上时，他发现大脑甚至会填充不可能的图形。
泰勒的幻觉揭示了我们的大脑通过将多个局部感知缝合在一起来构建全局感知——特定项目的整体图像的感觉。只要表面和物体之间的局部关系遵循自然规律，我们的大脑似乎并不介意全局感知是不可能的，或者其局部特征仅包含最稀疏的信息。
http://illusionoftheyear.com/2011/impossible-illusory-triangle
魔力触感
大赛上展示的第一个触觉幻觉给您一种非常奇怪的感觉。日本庆应义塾大学的仲谷正志身穿鱼叉捕鱼服装，分发了印有程式化鱼形墨水的名片。仲谷像魔术师一样潇洒地走上舞台，对主持人汤普森说：“用手指上下摩擦鱼的脊柱。上下摩擦脊柱。您感觉到那里有凹槽吗？但是……那里……没有……！”汤普森按照指示摩擦了鱼的脊柱。“感觉如何？”仲谷问。“我感觉摸这条鱼让我感到恶心，”汤普森冷幽默地说。“但我确实在这里感觉到了凹槽。”
仲谷对大脑不仅可以填充视觉信息，还可以填充触觉感到好奇。他认为他可以创造一种不是圆形但感觉像圆形的纹理。鱼骨图案（没有头或尾）是众多失败的尝试之一。仲谷感到失望，便将样品带给一位资深同事，馆智彦，向他描述了他的失败。馆智彦同意这种纹理感觉不像圆形，但他注意到中央有一个凹槽，但那里实际上没有凹槽。他鼓励仲谷更改他的论文项目，改为全职研究鱼骨幻觉。通过测试各种配置和纹理，仲谷和他的同事们能够确定，这种幻觉的产生源于您皮肤中的触觉感受器如何比较光滑和粗糙的纹理：您的大脑将光滑的脊柱解释为低于鱼的粗糙肋骨——您被迷住了。