本文发表在《大众科学》的前博客网络上,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
编者按: 此处关于《蒙娜丽莎》的一些信息此前曾在以下文章中描述过:Martinez-Conde, S. 和 Macknik, S.L. (2010年5月1日). 脸上的秘密?大众科学, 3-4. https://sciam.cn/article/whataposs-in-a-face/?page=4
也许《蒙娜丽莎》是历史上最著名的画作,因为她迷人的微笑是艺术界最神秘的谜题。当我们直接注视蒙娜丽莎的嘴唇时,我们会发现她的微笑很含蓄,几乎不存在。但是,当注视她的眼睛或头发的分界线(同时注意她的嘴)时,她的微笑变得更加灿烂。实际上,当我们环顾蒙娜丽莎的脸庞时,我们眼睛的移动会使她的微笑生动起来——一个随着我们感知而变化的舞动笑容。这些机制区分了我们视线中心和边缘的刺激,科学家们将其称为中心视网膜和周边视网膜。
在视觉领域,中心和边缘对感知产生不同的初始影响。我们视觉中心的神经元看到的世界很小一部分,从而为我们提供高分辨率的视觉,而外围的神经元则感知更大的视觉场景部分,因此分辨率较低。
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达芬奇的感知密码
蒙娜丽莎含糊不清的微笑因此可以用一个简单的视觉原理来解释:当图像在我们视觉的边缘变得模糊时,她的微笑也会变得模糊:哈佛医学院的玛格丽特·利文斯通教授首先通过模拟解释了这个难题。她想知道视觉系统在远边缘、近边缘和我们注视的中心是如何看到蒙娜丽莎的微笑的。该实验是在 Adobe Photoshop 中进行的。通过简单地模糊和清晰画面,以复制从我们视野中心到远边缘的分辨率变化,利文斯通得到了答案:如下所示,蒙娜丽莎的微笑随着向右变得更加模糊而加深。这也可以通过不同的视网膜神经元被调整来改变图像中空间尺寸信息的内容来解释,科学家们将其称为空间频率分布。据估计,莱昂纳多·达·芬奇将蒙娜丽莎画成了一幅融合画;一个快乐的蒙娜丽莎叠加在一个悲伤的蒙娜丽莎上,每个蒙娜丽莎都具有不同的空间频率。
随后涌现了大量关于蒙娜丽莎的科学研究。现在,一项新的研究考察了达芬奇的另一个神秘微笑,来自一幅直到最近才失而复得的画作。
美丽的公主
谢菲尔德哈勒姆大学的亚历山德罗·索兰佐和迈克尔·纽伯里研究了一幅名为《美丽的公主》的画作,这幅画作最近才被证实是达芬奇本人所画。这项发表在《视觉研究》杂志上的研究确定,这个微笑的神秘之处源于与蒙娜丽莎微笑相同的原理。他们证实了这一点,并且同一时期另一位艺术家创作的类似画作并非如此。他们认为,蒙娜丽莎自己的神秘微笑——它是在《美丽的公主》之后画的——因此不是侥幸,而是达芬奇在表达微妙情感方面精湛技艺的有意特征。

顶部:逐渐模糊的《美丽的公主》(达芬奇)。中部:《蒙娜丽莎》(达芬奇)。底部:《少女肖像》(皮耶罗·德尔·波莱奥洛,1470)。来自:Soranzo A., Newberry M. (2015) “达芬奇的《美丽的公主》画像中无法捉摸的微笑”。视觉研究。第113卷,第78-86页。