凝视a图中白色十字中央的微小黑色注视点。30秒后，将视线转移到中性灰色背景上。您应该看到一个深色—几乎是黑色—的十字架在逐渐显现和消失。如果您眨眼来恢复图像以减缓消退，效果会特别明显。
这种效应被称为负后像，因为十字架的持久鬼影与您所看到的内容相反—它是深色的而不是浅色的。当您注视白色十字架时，您通过漂白视锥细胞色素“疲劳”了视网膜光感受器。因此，当您看中性灰色时，对应于白色十字架所在区域的反应不如周围区域强烈，最终结果是它被视为深色十字架。
为什么十字架会消退？部分原因是疲劳的感受器会随着漂白的色素再生而缓慢恢复。相反，对于真实图像，我们的眼睛处于持续运动状态—当我们扫描房间、道路、文本或面孔以识别新颖或重要的部分时，图像会在视网膜上滑动和晃动。这种持续的运动防止了适应或疲劳，因为新的模式不断出现在任何视网膜区域上。通过高度集中注意力，您可以消除所有自愿运动，并且您应该注意到某些物体会缓慢消失，如b图所示（称为特罗克斯勒效应或特罗克斯勒消退）。这种消退是间歇性的，因为您的眼睛永远不会完全停止移动。即使在最稳定的注视期间，微观的非自愿颤动也是其特征。这种“生理性眼球震颤”使大脑的边缘检测神经元即使在注视期间也能通过提供瞬时刷新来避免疲劳。但是，与真实图像不同，后像会粘在视网膜上，因此神经元不会被刷新，疲劳会迅速开始。
支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
到目前为止，我们讨论的所有内容都是传统的故事。但是，后像远比眼睛看到的要多，正如已故的英国布里斯托大学的理查德·L·格雷戈里所展示的那样，他是世界著名的知觉心理学家。他1966年的著作《眼睛与大脑》启发了许多学生（包括我们两人）投身视觉心理学和神经生理学事业。“天才”这个词现在很少使用，但如果有人配得上这个头衔，那将是格雷戈里。
格雷戈里研究了正后像，因为它们消退得更慢，并且随着边界更加清晰而更加强烈，这使得它们更容易研究。在与我们实验室的伊丽莎白·L·塞克尔的合作下，我们证实了格雷戈里在1960年代后期对后像进行的许多鲜为人知的实验的结果。读者可能希望今天尝试一下。
黑暗中的一击
让朋友在昏暗的房间里用闪光灯对着您，同时您注视着固定在闪光灯中心的微小发光点。当他“给您拍照”时，您将获得正后像。光感受器的持续放电使您在实际闪光过后很长时间内仍能看到明亮的白色圆盘。
由于后像粘在视网膜上，如果您在房间里移动眼睛，后像会随之移动。现在，当您有后像时，观察不同距离的表面。当您注视每个表面时，后像将出现在每个表面上，并且令人惊讶的是，它的表观大小会根据注视表面的距离远近而扩大或缩小。多么有趣！将一张纸伸直手臂，将其移向您的鼻子，并观察其上的后像的表观大小从乒乓球变为豌豆。将您的视线移回到远处的墙壁上，后像立即变得像沙滩球般大小。
为什么会发生这种效应？考虑真实物体。例如，如果一个朋友站在离您五英尺远的地方开始走开，那么随着她的离开，她的视网膜图像大小会缩小。在10英尺处，它只有一半高（简单的几何学）。但是，当然，您不会看到她缩小—只是看到她走远了。感知大小与感知距离成正比（称为埃默特定律）。在判断距离时，大脑会权衡来自运动、立体、透视、辐辏角等信息，并应用必要的“校正”—这个过程称为大小恒常性。
通常，此过程是适应性的，因为它使您能够感知物体的真实面貌：大小恒定，而与距离和视网膜图像大小无关。但是在后像的情况下，处理会适得其反。后像的大小不会随着观看距离的变化而在视网膜上发生变化，但是您的大脑仍然将其解释为这样做。因此，当后像叠加在远处的墙壁上时，您的大脑会期望视网膜图像从近处的墙壁上的大小缩小。因此，您的大脑会扩大表观大小以进行补偿。重要的是要意识到所有这些都是在一种自动驾驶仪上发生的。没有有意识的推理或决策，例如：“如果物体很远，则它必须具有较小的图像；因此，物体大小必须为……”。那种类型的思考花费的时间太长，以至于无法有效。为什么整个过程导致图像看起来实际上很大，而不是仅仅知道它很大，这是一个价值64,000美元的哲学问题，称为感觉质之谜。（即使我们个人认为大小恒常性有一天可能比问“为什么红色是红色？”更容易帮助解决这个谜，我们也会在本专栏中避开这个问题。）
埃默特定律在完全黑暗中也有效。这是因为当您看不同距离的假想物体时，两只眼睛视线之间的角度（辐辏角）会发生变化，并且大脑会测量眼睛位置的这种变化。因此，后像在黑暗中会缩小和扩大，具体取决于您的凝视距离。
接下来尝试以下实验。用另一个闪光灯产生后像。然后，在黑暗中，完全站直，并将头向前和向后移动，远离您面前（不可见的）墙壁。当您伸出脖子时，您会发现后像缩小了，因为大脑“假设”它是真实物体在扩大，因此施加了（错误的）校正。也许来自颈部肌肉的信号被发送到视觉中心以放大感知大小。或者，当大脑中的运动命令中心向颈部肌肉发送命令时，它们可能会向视觉中心发送一种抄送（如电子邮件中的抄送）。
幽灵般的显现
关于埃默特定律的这些事实非常简单明了，但最好的还在后头。
将一个微小的发光点贴在您右手的掌心中央，并在完全黑暗中，将您的手伸直手臂，并注视该点。让朋友从您的肩膀上方看，然后用对准您伸出的手的闪光灯拍照。
现在直视前方。您会看到您手的生动幽灵般的后像。保持向前凝视，使手的图像悬停在您面前—到目前为止，没有什么令人惊讶的。但是现在将您的真手移向您的鼻子，您会感觉到手的图像正在缩小。即使只有一个眼睛有图像，这种小型化也会发生，因此距离信息的来源不可能是辐辏角。
格雷戈里的巧妙想法是，来自手臂肌肉和关节感觉的本体感觉信息一定一直传递到大脑的大小感知中心；这些信息不必源自眼部肌肉。这种效果感觉很诡异，因为您会期望您的真手图像随着它靠近您的鼻子而变大，但是（在完全明亮的房间中尝试一下）由于本体感觉，在埃默特定律的驱动下，它实际上会缩小。手臂肌肉告诉您的大脑，发光的手正在靠近您，但它看起来却在扩大。因此，您会感到惊讶。而且，如果您将手移得太靠近自己，鬼影的扩大就会停止。发生这种情况可能是因为您通常不会将手带到或看到离您如此近的位置，因此您的大小恒常性机制并未为此“布线”。有趣的是，可以安装一个长长的假手臂来人为地延长您的手臂，看看会发生什么。
崩溃的图像
这是另一个具有相同设置的实验。将您的手移离其后像，以便后像保持在前方，但手不在。如果您像我们大多数人一样，您会看到后像突然开始破碎，这就是1973年当时在苏格兰阿伯丁大学的P.戴维斯报告的所谓崩溃效应。这种破裂的发生是因为大脑面临后像的视觉位置与手臂的本体感觉位置之间的差异。由于厌恶差异，大脑只是开始“关闭”一个图像。停止转瞬即逝的、本质上不稳定的后像比关闭手臂的肌肉和关节感觉更容易。因此，图像开始褪色和破碎。（我们的同事，加州大学圣地亚哥分校的斯图尔特·安斯蒂斯向我们指出，这种效应也发生在其他身体部位。）
如果将您的右手伸到您面前的完全黑暗中，以便重新建立一致性，并且手的后像再次强烈地重新出现，则会发生另一种令人惊讶的效果。现在将您的左手在您的鼻子和伸出的右手（及其后像）之间移动。您通常不会期望发生任何事情，因为与真实的、发光的右手不同，真实的右手会被插入的左手遮挡，后像不应被遮挡—它仍然粘在视网膜上，现在应该被视为“叠加”在（即使是看不见的）左手上。令人惊讶的是，至少在某些试验中，后像变得“被遮挡”，就像真手会发生的那样—好像仅仅是期望就足以使其褪色。
这些效应仅发生在手上，还是会发生在整个身体上？通过在您面前合适的位置放置闪光灯，同时您俯视自己的身体，可以创建您整个身体的后像。穿白色衣服会有所帮助，这样后像会更亮。（我们与塞克尔合作进行了此实验。）如果您现在向上倾斜眼睛和头部以直视前方，则您身体的幽灵般的显现将开始向上漂浮，远离您的真实身体，从而产生短暂的不稳定感。更令人惊讶的是，当我们在患有慢性间歇性身体疼痛的患者身上尝试该实验时，这种差异似乎改变了疼痛—有时会短暂地增加疼痛，但大多数时候会减轻疼痛。该效果仅仅是如愿以偿的暗示性还是真实的感官现象，仍有待观察。
使用功能强大的闪光灯，读者可能希望尝试其他关于该主题的巧妙变体。如果您将手的后像叠加在您的手上并摆动手指会怎样？玩得开心！