本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
错觉令我们所有人着迷。它们向我们展示了我们的大脑在感知世界时,与物理现实以及我们对世界应有样子的期望有何不同。在这里,我将介绍2017年度最佳年度错觉大赛中每个新错觉背后的一些科学原理。您现在可以投票选出这些错觉,投票截止到明天下午4点! http://illusionoftheyear.com/vote/
在上面的“天蓝色咖啡馆墙错觉”中,Victoria Skye 以著名错觉艺术家 Richard Gregory 和 北冈明佳之前的见解为基础,表明我们对直线的感知是一种主观意见。您通过大脑回路来判断边缘是否平行,该回路利用边缘的明暗程度来帮助确定线条的相对方向。据推测,这是因为您的大脑很大程度上依赖阴影来观察物体的位置以及它们如何与周围表面相互作用。因此,在这里,当 Skye 在表面之间关键过渡处加入一系列白色/黑色菱形时,这会在大脑回路中造成混乱,导致对边缘的位置和角度产生感知上的误判。

致谢:杉原厚吉
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这里,往届大赛冠军杉原厚吉用这个惊人的强制透视错觉,向我们展示了透视的关键性质。我们看到桌子上有三个相似的物体——真的是这样吗?在每个物体后面的镜子中,我们看到每个物体都与其他物体非常不同,以惊人的方式不同(请注意:这不是摄影技巧……如果您亲眼目睹,效果也会一样)。通过颠覆我们的思维方式,我们看到了它是如何实现的。每个物体一部分由它所代表的 3D 结构构成,一部分由只有从特定角度观看时才看起来像 3D 结构的变形绘画构成。教训是,如果您会被像视觉系统这样基本的东西所愚弄,那么您对生活中许多方面的认知视角也可能被误解。

致谢: Joel Ydring
海滩上的 TILLA 错觉也是强制透视的一个很好的演示,它源于最初的艾姆斯错觉。一位慈爱的父亲在海滩上和女儿玩耍,通过创作一个超乎寻常的片头场景,制作了一部终生难忘的家庭电影。只有当我们看到这个小孩跑过她自己的名字时,我们才意识到我们需要强制透视才能看到这些字母对 Tilla 父亲的意义。

致谢: Michael Pickard 和 Gurpreet Singh
脑海中的风车错觉表明,电影中感知到的运动方向取决于运动元素如何被大脑分组。因此,刚性旋转的点场可能看起来同时具有向两个方向旋转的元素,这取决于点之间的间距以及对每个点即时历史的感知。

致谢:David Phillips 和 Priscilla Heard
在“收缩和膨胀”错觉中,错觉科学家 David Phillips 和 Priscilla Heard 向我们展示,感知到的运动不仅仅是边缘位置随时间变化的问题。相反,大脑中的运动是作为两个表面之间的比较而发生的。通过偏向大脑比较表面的方式——作为彼此之间增长或收缩的物体,或相对于彼此滑入或滑出屏幕,或只是在孔径后面移动——我们看到大脑将运动解释为向左/向右、向内/向外,或根本不移动。

致谢:Hedva Spitzer
正如上面所述,运动方向不仅是移动目标形状的函数,而且来自 Hevda Spitzer、Dana Tearosh 和 Niv Weisman 的这个错觉表明,形状同样可以是运动的函数。运动和形状的大脑回路相互作用,以帮助创建我们对周围物体的解释。

致谢: Juno Kim 和 Phillip J Marlow
材料反转效应利用了这样一种见解,即大脑对物体反射的光与透射的光的感知不同,这取决于观看者感知到的光的方向。从视觉系统的角度来看,视觉系统在白天进化而来,目的是看到被太阳照亮的物体,所有物体或多或少都是镜子。也就是说,每件事物的表面要么反射光,要么吸收特定的颜色,反射中散射的量也不同。这导致了具有不同纹理的不同颜色表面。材料反转效应发生的原因可能是因为大脑将明亮的闪亮表面解释为自然光源(即天空)的反射,并且我们的大脑部分地使用了明亮的光来自上方的假设来解释表面的表面特性和纹理。因此,倒置的玻璃物体看起来像是由不透明的镜面(即金属)而不是像玻璃这样的透射物质制成的。

致谢: Gianni A. Sarcone
Gianni Sarcone 的动态缪勒-莱尔错觉建立在经典的长度错觉之上,揭示了它有多么强大。移动的线条相互作用会显著改变长度,尽管它们的物理长度永远不会改变。
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致谢: John Post
互补后像错觉使用颜色适应效应来削弱您的色彩感,让您在短时间内体验到色盲的感觉。

致谢: 田谷修一郎
填充是视觉中一种众所周知的效应,它使我们能够看到表面在颜色和亮度方面是稳定的,即使我们的视觉系统实际上只检测到物体的边缘。在这里,田谷和他的同事们揭示,在正确的条件下,视觉系统会将这种人为的表面纹理感扩展到远远超出表面的边缘,以填充可用的视野。
本次大赛获得第1st 名错觉将获得 3,000 美元奖励,第2nd 名将获得 2,000 美元奖励,第3rd 名将获得 1,000 美元奖励。
今年的大赛恰逢 《错觉冠军:令人费解的图像和神秘大脑谜题背后的科学》发布。“冠军”收录了来自大赛的许多最佳错觉及其神经基础

致谢:《错觉冠军》书籍
《错觉冠军》 现已接受预订。收益将用于支持未来几届年度最佳年度错觉大赛。