標題:網路追追追/旋轉的女人(2) 錯視原理完全解析
追追追小組/整理報導
上一篇旋轉的女人報告裡,我們留了一個尾巴,就是台大心理系陳建中教授的進一步解釋。事實上,為什麼有人看起來是順時鐘轉,有人看起來是逆時鐘轉,還有人看著看著會由順變逆,或是由逆變順,這中間的道理都是非常複雜的。
◎看原信:你看到順時針還是逆時針轉?
>>看第一篇:旋轉的女人(1) 你看到順時針還是逆時針轉?
報告刊出的下午就收到陳教授的來信,他對我們沒有找到Richard Gregory的版本很驚訝,也對我們在報告後附加的那些解釋感到很糟(說真的,我們也感到很糟,對陳教授還有讀者都覺得很抱歉,等大家看完陳教授對於這張圖的解釋後,就可以了解到其中似是而非的差異)。以下就話說從頭吧。陳教授的來信是英文的,為了方便讀者,我們先翻成中文)
首先是關於這張圖的出處,陳教授指出,應該是出自是由著名心理學家Adelbert Ames發明的Ames Window(參見:Wiki - Adelbert Ames, Jr)。而月脫胎自此的Richard Gregory版,就在Richard Gregory的網站(淡水河一號註:我們有找到這個網站,卻是見面不相識!=.=)。有興趣的朋友可以進一步參閱:Professor Richard Gregory on-line - Experiments,第一個檔案就是了。
接下來就是重點了,旋轉的女人是怎麼讓我們產生錯視的呢?
首先,請看圖1(陳教授提供的,非常感謝教授)。這張圖從俯視的角度來呈現觀看者(observer)光源(light source)、物體(object)與物體剪影(the silhouette of the object)的關係。從這張圖我們就可以看出,藉由左邊的光源(用紅色星號代表),中間的物體(用空心箭頭代表)在右邊的某個「表面」(surface)形成了剪影,這個「表面」不一定只是指我們的視網膜(retain),也可能是一面屏幕(screen)。
圖1
現在,假設這個物體逆時針轉45度(請看圖2標示為object1的空心箭頭),這將會產生一個比原本的剪影還要短的剪影,反過來,順時針轉45度(請看圖2標示為object2的空心箭頭),也會產生一個比原本的剪影還要短的剪影,如此,不管我們順時針轉還是逆時針轉,都會產生相同的剪影。
圖2
接下來,因為觀看者只能看到剪影,而看不到物體本身,所以觀看者將無法知道真正旋轉的方向,只能依據剪影的變化去猜。因為猜左和猜右都是同樣有效(valid),也就難怪有人看到是順時針轉有人看到是逆時針轉。這種圖有一個名詞叫「雙穩態」(bistable,這是教授原來的用詞,我們不確定中文有無正式譯名,姑且稱之),意思是,這種圖允許兩個同樣有效的解釋。以上,就是為什麼有人看到順時針,有人看到逆時針的真正原理。
至於我們在第一份報告中提到的,有人看著旋轉的女人,看著看著方向會變,陳教授也指出,這對「雙穩態」圖形來說很常見(例如Necker cube,參見:Wiki - Necker cube),甚至有人做實驗,測量一個人可以固定一個視角多久的時間。至於為什麼視角會自己變來變去,陳教授說,這個問題因為牽涉到複雜的神經元機制(neural mechanisms ),沒辦法在這裡做簡短的解釋,但粗略的說,會看到順時針或是逆時針轉,和大腦裡不同的神經元有關。但因為雙穩態圖的特性,兩種神經元都會做出大約相同的反應,不過,由於系統的噪音,其中一種神經元的反應可能會大過另一種。例如,如果順時針的神經元的反應比較大,那麼我們就會看到圖形往順時針轉,反之亦然。由於神經元在刺激過後需要時間去適應(adapt)(例如後像,afterimages),而在適應後神經元的反應會遞減,這時,另一種神經元的反應相對較大,我們就會看到方向轉變(註:這一段翻的有點不順,希望沒有誤解陳教授的意思)。
所以,都是一樣的,不管你是先看到順時針轉還是先看到逆時針轉,都是取決於視覺系統的噪音(the noise in your visual),而且是完全隨機的。此外,在你注視它幾秒後,你所感知的旋轉方向將會明確轉變。
最後,關於我們在第一篇報告中,提到幾種改變旋轉方向的方法,陳教授也提出解釋。他指出,已知可影響雙穩態圖(bistable)的效應有兩種,一種是脈絡(context)(可參考Ramachandran & Anstis 1985 年, Perception, 14, 135-143) ,另一種是凝視(fixation),在我們前一篇報告中所提到的第4種改變方向的方法就是一種脈絡效應,第1、2、3種方法和凝視效應有關,第3種方法同時也牽涉到認知的重置。
最後,陳教授再次強調,以他目前所知,沒有經驗證據可以支持雙穩態知覺與智商或思考模式有關。針對第一篇報告中第五個切換旋轉視角的說法,陳教授也指出,透過思考轉換認知極其困難(少數轉換成功,是由於注視的時間過久,或是前面提到的適應效果)。換言之,我們接收到左轉還是右轉與高級認知作用無關,而有沒有看到圖形轉換方向,也無關智力及思考模式。此外,雙穩態認知也許與性別也無關。可參考
(Determinants involved in the perception of the Necker cube: an application of catastrophe theory.)
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來源:http://www.nownews.com/2007/09/14/10846-2157718.htm
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