神经科学的一个事实是，我们经历的一切都是我们想象力的产物。尽管我们的感觉感觉准确且真实，但它们不一定再现外部世界的物理现实。当然，日常生活中的许多体验都反映了发送信号到大脑的物理刺激。但是，解释来自我们眼睛、耳朵和其他感觉器官输入的相同神经机制也负责我们的梦境、妄想和记忆失灵。换句话说，真实和想象在脑海中共享一个物理来源。所以，从苏格拉底那里吸取一个教训：“我所知道的就是我一无所知。”
神经科学家用来理解大脑如何创造其现实感的最重要工具之一是视觉 illusion。从历史上看，艺术家和研究人员都使用 illusions 来深入了解视觉系统的内部运作。早在科学家研究神经元的特性之前，艺术家们就设计了一系列技术来欺骗大脑，使其认为平坦的画布是三维的，或者一系列笔触是一幅静物画。
Illusions 的定义是物理现实与我们对物体或事件的主观感知之间的分离。当我们经历视觉 illusion 时，我们可能会看到不存在的东西，或者看不到存在的东西。由于感知与现实之间的这种脱节，illusions 证明了大脑无法重建物理世界的方式。通过研究这些失败，我们可以了解大脑用来构建体验的计算方法。
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亮度、颜色、阴影、眼球运动和其他因素会对我们“看到”的东西产生强大的影响。在本系列图像中，我们展示了几个基本类别的视觉 illusions 以及它们可以教给我们关于大脑感知的知识。
运动 ILLUSORY
由秋吉北冈立命馆大学提供
一些静止的图案会产生运动的错觉感知。如果您在图形周围移动眼睛，这种令人不安的效果通常会更强。例如，在这个由日本立命馆大学心理学教授秋吉北冈创建的 illusion 中，“蛇”看起来在旋转。但除了您的眼睛之外，没有任何东西在真正移动！
如果您将视线稳定地放在每条“蛇”中心的黑点之一上，运动将会减慢甚至停止。由于保持眼睛静止可以阻止错误的运动感，因此必须通过眼球运动才能看到它。视觉科学家已经表明，illusion 运动会激活与真实运动激活的大脑区域相似的大脑区域。
3-D ILLUSIONS
安德烈·杰莫洛科比斯（左）；达里恩·托巴文提供（中）；RMN-大皇宫/艺术资源，纽约（右）
视觉艺术家经常试图模仿现实。画家通过直观地运用透视、色彩、光线和阴影来传达体积或距离的 illusion。当他们成功时，有时很难区分艺术品和主题本身。
老普林尼在他的《博物志》百科全书中，叙述了古希腊两位著名画家：宙克西斯和帕拉西奥斯之间的传奇比赛。两位艺术家都带着一幅盖着的画作参加比赛。宙克西斯揭开了他的作品：他画的葡萄非常逼真，以至于鸟儿从天而降啄食它们。宙克西斯确信自己获胜，试图揭开帕拉西奥斯的画作，以确认自己作品的优越性。然而，他失败了，因为他试图拉开的幕布是帕拉西奥斯自己的画作。
艺术复制在 trompe l'oeil 中被发挥到了极致，这是一个法语术语，意思是“欺骗眼睛”。这种摄影写实主义风格最初出现在文艺复兴时期，并在 17 世纪在荷兰蓬勃发展。栩栩如生的图片有时看起来真的要从画框中跳出来。在科内利乌斯·N·吉斯布雷希茨的 17 世纪作品《画家的属性》中，一幅画作似乎从艺术家的画架上卷下来（右）。
罗马圣依纳爵·罗耀拉教堂的圆顶（中）是巴洛克式 illusion 主义的绝佳例证。教堂的建筑师奥拉齐奥·格拉西最初计划建造一个圆顶，但在教堂完工前去世，这笔钱被用于其他用途。三十年后，即 1685 年，耶稣会艺术家安德烈亚·波佐被要求在祭坛上方的天花板上绘制一个假圆顶。尽管波佐当时已经被认为是透视艺术大师，但他所取得的成果简直令人难以置信。即使在今天，许多参观教堂的游客仍然惊讶地发现，壮观的圆顶不是真实的，而是一个 illusion。
建筑师很快意识到，他们也可以通过扭曲透视和深度线索来操纵现实，从而创造出挑战感知的 illusion 结构。在一个小空间里需要一个大房间？没问题。弗朗切斯科·博罗米尼在罗马斯帕达宫（左）就做到了这一点。
人物
英国博物馆理事会©
这束紫罗兰花的细节中包含着拿破仑·波拿巴、奥地利的玛丽·路易丝和他们儿子的面孔。您能在花丛中找到它们吗？拿破仑的崇拜军队给了他“小军士”或“小伍长”的绰号：他们的领导人身材矮小，但这并没有阻止他在他的第一次战役中击败了四支比他自己的军队更大的军队。多年后，当波拿巴被流放到厄尔巴岛时，他告诉他的朋友们他将带着紫罗兰花回来，因此赢得了“紫罗兰伍长，春天归来的小花”的绰号。当他打破强加给他的流放返回法国时，妇女支持者聚集起来出售紫罗兰花。她们会问路人，“您喜欢紫罗兰花吗？”回答“oui”表示该人不是同盟；“eh bien”表示答复者坚持拿破仑的事业。拿破仑的支持者还分发了这幅 1815 年版画的复制品。
在像这样的模棱两可的 illusions 中，大脑以两种不同的方式解释同一张图片，这两种解释是相互排斥的。您可以看到两种可能的图像之一，但不能同时看到两者。
这些所谓的模棱两可的图形是分离主观感知与物理世界的特别有力的工具。物理对象永远不会改变，但我们的感知会在两种（或更多）可能的解释之间交替。因此，许多实验室使用模棱两可的 illusions 来寻找意识的神经关联。
背景中的颜色
由伦敦大学学院的 R. 博·洛托和杜克大学的戴尔·珀维斯提供
这张由伦敦大学学院的 R. 博·洛托与杜克大学的戴尔·珀维斯共同创作的图像是另一个例子，说明当在不同的背景下观看时，大脑如何以不同的方式感知相同的颜色。立方体顶部的中心棕色方块与面向观看者的立方体侧面的中心橙色方块颜色完全相同。后一个方块看起来是橙色的，因为光线和周围的方块使它在脑海中看起来比棕色方块更亮。