本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
角逐2015年度最佳幻觉竞赛的前十名决赛入围者将很快公布!与此同时,不妨先了解一下去年前十名决赛入围者和获奖幻觉背后的神经科学和感知原理,以满足您的好奇心!
2014年一等奖
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动态艾宾浩斯错觉
作者:Christopher Blair、Gideon Caplovitz和Ryan Mruczek
美国内华达大学里诺分校
经典的艾宾浩斯错觉,以其发现者德国心理学家赫尔曼·艾宾浩斯的名字命名,表明被较小圆圈包围的圆圈看起来比被较大圆圈包围的同一个圆圈更大。大小是相对于视觉系统的。2014年一等奖得主,内华达大学里诺分校的Christopher Blair及其同事的幻觉,将传统的艾宾浩斯错觉进行了强化,使其成为动态显示,其中周围的圆圈扩大和缩小,而中心圆圈的大小保持不变。这个幻觉的发现源于共同创造者Ryan Mruczek的偶然观察。在使用Apple的QuickTime程序与他的孩子们观看电影时,Mruczek注意到当进入全屏模式时,控制栏的大小似乎发生了变化——尽管实际上控制栏的大小并没有改变。作者解释说,动态艾宾浩斯错觉至少是原始静态艾宾浩斯效应的两倍强。
更棒的是,布莱尔用苏斯博士的风格,为他5分钟的演示写了韵文
有种幻觉,名为艾宾浩斯或铁钦纳。 圆圈包围圆圈,画面就显啦。
大圈围小圈,它就变小啦,
小圈围一圈,它就最大啦。
这幻觉不错,但少了点花样。
我们C-Lab就给它加点动感。
不知结果如何,但我们有所期盼。
过程并非一帆风顺,也有烦恼在。
单一的排列,周围圈圈胀又缩。
效果不如最初所想。
事实是,我们注意到,大吃一惊啊,
我们的幻觉效果只有一半大。
但如果你看边缘,而不是中间看,
你会发现效果,不再那么小啦。
但我们想更进一步,肯定有办法。
如果我们的中心,能动起来不停留呢?
当整体沿着,对角线轨迹划过。
所产生的效果,令人惊叹不已啊。
当我们加入圆圈和眼睛的运动,
最终的幻觉效果增大一倍多!
不仅如此,它还让我们充满欢喜。
周边视觉看到的幻觉强度。
我能看到大家的表情,有些难以置信,
但我们绝无半点欺骗之意。
因为我们可以向您保证,以诚实的名义,
你所见的只是幻觉的增大而已。
外围在变化;它们在平面上移动,
但除此以外,中心始终如一。
如果你还不相信,我们会解释得更清楚,
在这里加上一些平行线。
这样你就能看到,当它们停留在两侧,
中心保持稳定,不会缩小,也不会变宽。
就像任何幻觉一样,我们可以添加更多,
虽然可能不是实质,但也还不错。
我们可能不需要颜色,像夏皮罗那样做,
但用上一点点,也无妨。
或者也许是光栅,周边漂移,
就是我们需要的全部,给艾比提提神。
或许还需要更多运动才能获胜。
我想我们可以试试,给它加点旋转。
当我们坐在这个大厅里,感到有趣时,
我们能从中学到什么呢?
经典的幻觉并未过时,
只要给它们加点变化,它们就能焕发新生。
所以不像狗狗不捡棍, 老幻觉可以教新招式。
2014年二等奖
灵活的色彩
作者:Mark Vergeer、Stuart Anstis和Rob van Lier
比利时鲁汶大学,美国加州大学圣地亚哥分校,荷兰内梅亨拉德堡大学
毕加索和其他艺术家的画作证明,在线条内着色并非我们视觉系统为形状分配颜色的能力的严格要求。即使形状仅用稀疏的线条描绘,我们的大脑也会将颜色归于相关的形状。Vergeer及其同事的幻觉也依赖于同样的原理,表明单个彩色图像可以产生截然不同的颜色印象。顶部的左右彩色图像是相同的,通过组合森林图片和曼哈顿天际线图片的颜色配置文件构建而成。当半透明的灰度森林和天际线图像叠加在彩色图像上时,我们的视觉神经元会将适当的颜色无缝匹配到相关的轮廓,而忽略不协调的颜色。
2014年三等奖
路口转弯
作者:Kimberley Orsten和James Pomerantz
美国莱斯大学
Orsten和Pomerantz利用比萨斜塔错觉背后的原理,表明物理上不同的两张图片看起来可能相同(称为同色异谱图像)。反之亦然,物理上相同的两张图片看起来可能不同(反同色异谱图像)。在下面的三张图片中,哪一张与众不同?提示:不是您首先想到的那一张。Orsten和Pomerantz解释说,人类视觉系统在解释真实的3D物体时通常做得很好,但在解释绘画等平面图像时会遇到问题。
2014年度前十名决赛入围者
年龄是一种错觉:一切都在你的头脑中
作者:Victoria Skye
魔术师、摄影师和幻觉创作者Victoria Skye在拍摄她父亲青少年时期的照片肖像时遇到了困难。强烈的顶灯破坏了拍摄效果,因此她倾斜相机以避开眩光。当她这样做时,她看到她的父亲从青少年变成男孩,然后变成成年人。Skye的幻觉是变形透视的一个例子。当她来回倾斜相机拍摄父亲的照片时,她创造了两个相反的消失点,产生了年龄增长和衰退的错觉。在年龄增长的情况下,头顶变窄,脸的下半部分扩大,形成更强壮的下巴和更成熟的外观。在年龄衰退的情况下,情况恰恰相反:额头扩大,下巴变窄,产生孩子般的外观。
Skye认为她的幻觉可能解释了为什么当我们照镜子时,有时会看到我们的父母,有时却看不到。“[我]想知道当我照镜子看到我的妈妈时,是否也发生了同样的事情。我看到她是因为我像用相机和我爸爸一样,倾斜了头,让自己显得老了吗?”她说。

请看下面Victoria Skye倾斜她父亲照片的视频
2014年度前十名决赛入围者
吃豆人的无限迷宫
作者:Sebastian Mathôt和Theo Danes
法国国家科学研究中心,艾克斯-马赛大学
这款受吃豆人启发的视频游戏演示了变化盲视现象,即人们由于缺乏注意力而未能注意到发生在他们眼前的显著变化。您可以像玩吃豆人一样享受这款游戏,但有一个关键的区别。乍一看像是普通的吃豆人迷宫,实际上每次移动都会随机重新生成!图像始终以吃豆人为中心,迷宫随着吃豆人的移动在显示屏上滚动,因此即使迷宫不断变化,大多数人也需要很长时间才能意识到这一点。如果迷宫像普通的吃豆人游戏一样变成静态的,则这些变化很容易被注意到。
您可以在这里下载游戏。
2014年度前十名决赛入围者
脉动的心脏
作者:Gianni Sarcone、Courtney Smith和Marie-Jo Waever
阿基米德实验室TM项目,意大利
这种受欧普艺术启发的幻觉从完全静止的刺激中产生扩张运动的感觉。具有适当对比度混合的静态重复图案可以欺骗视觉系统的运动敏感神经元,使其发出世界中运动的信号。在这里,相对的针状黑白线的平行排列使我们感知到一个不断扩张的心脏。以类似方式划分的任何其他轮廓也会显得脉动和膨胀。

2014年度前十名决赛入围者
旋转的麦克撒切尔错觉
作者:James Dias和Lawrence Rosenblum
美国加州大学河滨分校
在经典的麦格克效应中,听到“ba”的声音,同时看到一张嘴唇发出“va”音的脸,通常会导致观察者感知到“va”的声音。另一个经典的幻觉,玛格丽特·撒切尔效应,表明我们的视觉系统被设置为正视人脸,因此在倒着看人脸时无法注意到怪异之处。去年,Dias和Rosenblum将麦格克效应和撒切尔效应结合成一个单一的幻觉,表明我们无意识的唇语能力取决于面部朝向。随着面部旋转并变得“撒切尔化”,“ba”仍然是“ba”:听觉感知变得不太容易受到视觉(即面部)背景的影响。
2014年度前十名决赛入围者
消失的面孔幻觉
作者:Stuart Anstis
美国加州大学圣地亚哥分校
我们的视觉神经元会适应——对不变的刺激反应较弱。已知对图像中对比度的适应专门作用于物体的边缘或轮廓。基于这一原理,Stuart Anstis推断,适应特定的照片应该使视觉系统对该特定图像不太敏感,但对类似的未适应照片则不然。在下面的幻觉中,两张相同的叠加的低对比度阿尔伯特·爱因斯坦和玛丽莲·梦露的照片之后,是对左侧闪烁的高对比度爱因斯坦和右侧梦露的适应。一旦闪烁停止,两张相同的图像看起来不再相同,而是左侧显示梦露,右侧显示爱因斯坦。Anstis说,偶然性在他发现(“偶然发现”)新幻觉方面起着重要作用。“如果你走得足够多,你就会偶然发现一些东西,所以继续走下去,”他说。“巴斯德说过,机会眷顾有准备的头脑。我发现机会也眷顾没有准备的头脑[重点是后加的]。”
2014年度前十名决赛入围者
鸽颈幻觉
作者:Jun Ono、Akiyasu Tomoeda和杉原厚吉
日本明治大学,JST,CREST
我们的视觉神经元很容易对运动方向感到困惑。Jun Ono及其同事的幻觉表明,一个以恒定速度在垂直条纹网格前移动的矩形,看起来反而像是前后移动。这种运动类似于行走鸽子的颈部动作。
2014年度前十名决赛入围者
混合运动和运动元素的整合
作者:Arthur Shapiro和Oliver Flynn
美国美利坚大学
Shapiro和Flynn的幻觉是另一种模糊的运动效果,它由一系列矩形组成,这些矩形随着时间的推移从黄色变为蓝色再变为黄色……。矩形的物理位置从未改变,但它们看起来会朝相反的方向(左与右)移动,具体取决于观察者是靠近显示器还是远离显示器。您也可以靠近显示器并眯起眼睛或不眯起眼睛以获得相同的效果。Shapiro和Flynn解释说,这种幻觉是由于大脑中对图像中的粗尺度信息与精细尺度信息敏感的运动处理机制之间的冲突造成的。