Как работает оптическая иллюзия
Неправильное восприятие предметов называют зрительной ошибкой или оптической иллюзией. В любом случае человек неадекватно воспринимает какой-то образ. К этому можно отнести видение фигур у облаков, «сплюснутость» Луны, сломанную ложку в стакане с водой, неподвижную струю текущей воды и много других случаев.
Оптическая иллюзия происходит из-за преломления света. Глаза воспринимают правильно объекты, находящиеся в одной среде, то есть воздухе. Когда нужно сравнить сразу два объекта в разных веществах, тогда начинается оптический обман. Это происходит на стыке воздух-вода, стекло, масло и других жидкостей. В масле преломление больше, поэтому предмет, находящийся в нем, будет казаться не просто отодвинутым в сторону, но еще и согнутым.
ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Волшебство природы: фата-моргана, огненный водопад и другие необычные иллюзии
Байесовский подход к восприятию
Что на картинке выше? Кирпичная стена, всё верно. Но не видите ли вы там ещё кое-какого объекта, которому в стене совсем не место? Я увидела почти сразу, а вот те, кому я показывала фотографию, нет. Посмотрите внимательнее, не торопитесь, как только вы увидите объект «развидеть» его уже не получится, вы всегда будете его замечать первым делом.
Да, там сигара с пеплом. Наш мозг устроен таким образом, что ему сложно её распознать в стене с первого раза. Во-первых, потому что она расположена прямо на линии соединения кирпичей, а во-вторых, потому что мы не ожидаем увидеть в кирпичной стене этот объект. Но самое интересное заключается в том, что теперь вы всегда будете замечать сигару в стене на этом фото, потому что у мозга появился такой опыт. Вероятность появления сигары в стене для вас увеличилась. Учёные называют это явление байесовским подходом к восприятию.
«Иллюзия Тэтчер»
Между изображениями Ангелы Меркель на картинке выше нет почти никакой разницы, верно? Кажется, что на них она просто смотрит в разные стороны, и на том, что справа улыбка какая-то странная. Всё сильно меняется, если их перевернуть.
Это те же самые картинки, но теперь Ангела справа выглядит жутко. Так устроен наш мозг, он воспринимает изображение целиком, если глаза, брови, нос и рот на своих местах, то, кажется, перед нами нормальное лицо. Поэтому к фото «вверх ногами» почти нет вопросов. Когда же оно переворачивается, все его несовершенства становятся очевидны. Эффект назвали в честь Маргарет Тэтчер, потому что на её фото впервые продемонстрировали это явление.
Иллюзия плавающего пальца
Если у вас два глаза, которые видят одинаково хорошо, то вы имеете возможность наблюдать «колбаску», плавающую перед вами в воздухе, выполнив следующие действия:
- Держите руки перед собой на уровне глаз на расстоянии 20–30 см от лица, как на картинке выше.
- Направьте указательные пальцы друг на друга, оставив расстояние между ними около 1 см.
- Теперь посмотрите на что-нибудь, находящееся за пальцами.
- В этот момент пред вами уже должна быть левитирующая колбаска. Вы можете сделать её длиннее или короче, изменив расстояние между пальцами. Если вы попытаетесь посмотреть на колбаску, она исчезнет.
Этот эффект объясняется тем, что всё поле нашего зрения складывается из двух картинок, той, что даёт левый глаз и той, что даёт правый. Когда вы фокусируетесь на кончиках пальцев перед собой, гипотетические линии взгляда каждого из глаз пересекаются. А когда вы начинаете смотреть вдаль, эти линии становятся параллельными. Из-за этого близкие объекты больше не объединяются для восприятия в одну картинку и могут выглядеть вот таким странным образом.
Иллюзии в XX-м веке
В «век войн и революций» человечество стало свидетелем множества прорывов в представлениях о природе оптических иллюзий. Достижения науки и техники дали специалистам возможность иначе взглянуть на проблему. Скажем, эксперименты Торстена Визеля и Дэвида Хьюбела доказали, что за восприятие различных зон зрительного поля отвечают разные нейроны — за это открытие исследователям в 1981-м году вручили Нобелевскую премию по медицине.
Дэвид Хьюбел и Торстен Визель
Чуть позже учёных за зрительные искажения взялись художники — в 1950-х годах появилось целое направление в искусстве, посвящённое оптическим иллюзиям, оно получило название оп-арт (от англ. optical art — «оптическое искусство»). Одним из основоположников оп-арта считается французский художник и скульптор Виктор Вазарели, его работы часто приводят в качестве ярких примеров оптических иллюзий.
Мужчина в бассейне «потерял» голову, когда его сфотографировала жена
Действия происходили в январе 2021 года. Одним из пользователей TikTok было опубликовано видео человека, который «потерял» голову в бассейне. Стенки бассейна были прозрачными, и на снимке оказалось, что туловище с руками и ногами находится возле края, а голова довольно далеко от него. То есть голове еще нужно было бы «доплыть» до своей шеи.
После того как оператор изменил ракурс, голова и туловище воссоединились, и все стало выглядеть прилично. Произошел оптический обман зрения, который получился из-за искажения воды и лучей света.
ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Ученые могут объяснить эффект движения колеса в обратную сторону на высокой скорости
Новейшие представления об иллюзиях
Благодаря современным методам исследований человечество знает, что за восприятие оттенков цвета, форм предметов и их перемещения в пространстве отвечают разные участки мозга, но каким образом мы получаем целостное изображение, во многом остаётся загадкой. Энтузиасты разрабатывают всё новые и новые способы обмануть зрение, переосмысливая и дополняя классические иллюзии. Глядя на них, мы прилежно «позволяем» собственному мозгу ввести нас в заблуждение, а в итоге появляется больше вопросов, чем ответов.
В наше время интерес к проблеме столь высок, что на протяжении вот уже десяти лет специалисты ежегодно проводят конкурс на лучшую оптическую иллюзию. Скажем, в 2014-м году эту награду получила динамичная иллюзия Эббингауза, которая гораздо убедительнее обманывает зрение, чем классический статичный вариант. По словам невролога Сюзанны Мартинес-Конде, входящей в состав жюри конкурса, за счёт постоянного изменения размеров смежных объектов эффект новой иллюзии в несколько раз сильнее, чем у неподвижного изображения, предложенного Германом Эббингаузом.
Мартинес-Конде признаёт, что большая часть современных исследований оптических иллюзий основывается на работе, проделанной учёными XIX-го века. Скажем, Герман Гельмгольц первым понял, что человеческие глаза постоянно совершают быстрые согласованные движения, так называемые саккады. Чтобы понять о чём речь, закройте один глаз и слегка надавите пальцем на нижнее веко другого — «картинка», которую видит ваш мозг тут же придёт в движение. В обычной жизни мы не замечаем этих микроскопических «подёргиваний», потому что мозг давным-давно научился сглаживать изображение, но когда он сталкивается с непривычной ситуацией (механическое воздействие на глазное яблоко), саккады проявляют себя во всей красе.
По мнению Сюзанны, именно саккады играют ключевую роль в знаменитой иллюзии «Вращающиеся змеи», которую разработал японский психиатр Акиоши Китаока. В ходе экспериментов со «Змеями» Мартинес-Конде и её коллеги выяснили, что при взгляде на иллюзию активизируются те же нейроны, что и при взгляде из окна быстро движущегося поезда, когда кажется, что пейзаж «едет мимо», а не наоборот. При этом, если с помощью некоторых ухищрений заставить наблюдателя прекратить саккады, иллюзия исчезает.
Иллюзия «Вращающиеся змеи»
Невролог объясняет это следующим образом: видимость движения во «Вращающихся змеях» создаётся за счёт большого количества оптической информации, поступающей в разные участки сетчатки глаз. Определённое сочетание световых сигналов обманывает мозг, заставляя его воспринимать статическое изображение, как динамичное. Саккады постоянно обновляют «картинку», не давая мозгу адаптироваться к ней, если же они приостанавливаются, через некоторое время уходит и иллюзия движения.
Как и многие другие специалисты по оптическим иллюзиям, Сюзанна Мартинес-Конде уверена — далеко не все механизмы зрительного восприятия открыты, а те, что уже известны, пока не слишком хорошо изучены. Это значит только одно — не стоит слепо верить своим глазам, они вас ещё не раз обманут.
Еще:
- Почему мокрое кажется мокрым?
- Учёные доказали, что микропластик накапливается в человеческих тканях
- Человеческий разум — единственный на Земле? А может, мы плохо искали?
- Что такое «когнитивная стена»
- Учёные всего мира в рамках проекта по борьбе с комарами выращивают и выпускают в природу комаров, заражённых бактерией Wolbachia
Обратная перспектива (реверспектива)
Кажется, что картине нарисованы три уходящих в даль коридора. Когда меняется угол, с которого мы смотрим на неё, создаётся впечатление, что изображение оживает. Оно начинает двигаться, и пока не подойдёшь к такой картине вплотную, не будет понятно, что происходит. На самом деле на ней хитрым образом нарисованы три объёмных усечённых пирамиды. То есть картина не плоская, пирамиды несколько выступают вперёд. Конец коридора — это и есть усечение вершины. Попробуйте посмотреть на видео ещё раз и постарайтесь увидеть на картине выпуклые пирамиды, а не коридоры. Тогда всё станет гораздо яснее.
Какие заболевания имеют такой симптом?
Вспышки, молнии и другие неприятные ощущения в глазах могут указывать на наличие различных болезней в организме человека:
Артериальной гипертензии.При высоком давлении происходят спазмы сосудов, которые расположены в глазной сетчатке. Происходит кровоизлияние, из-за чего зрительная функция снижается.
Гипотонии.
В сосуды поступает недостаточное количество крови, что приводит к появлению мерцания.
Шейного остеохондроза.
Из-за смещения позвонков ущемляются нервные окончания, к которым не поступает необходимое количество крови.
Анемии.
Снижение гемоглобина провоцирует беспрерывное мерцание, головокружение, нечеткость зрения.
Сахарного диабета.
Из-за повышенного уровня глюкозы поражается сетчатка глаза, вызывая мерцание.
Заболеваний зрения.
Спровоцировать мерцание могут катаракта, глаукома, близорукость.
Мигрени.
Вспышки перед глазами являются предвестниками скорого появления сильной головной боли.
Эклампсии.Это поздний токсикоз, который наблюдается на поздних сроках беременности
При первых признаках симптома важно не затягивать с посещением гинеколога, так возникает большая вероятность гипертонического криза.
Авитаминоза или несбалансированного питания.
Мерцание проходит после приема витаминных препаратов и корректировки рациона питания.
Интоксикации организма.
Происходит поражение зрительного нерва.
Иллюзии нашего времени
В начале XXI-го века интерес к зрительным искажениям продолжает расти — появляются новые научные теории, с помощью которых учёные пытаются объяснить механизмы возникновения оптических иллюзий. Согласно одной из них, искажения происходят из-за того, что человеческий мозг постоянно «предсказывает» изображение, чтобы компенсировать задержку между самим событием и моментом его восприятия. Для примера — пока вы читаете эту статью, ваш мозг обрабатывает световые сигналы, поступающие от компьютерного монитора или экрана гаджета. На это требуется определённое время, поэтому вы в некотором роде видите не настоящее, а прошлое.
Нейробиолог Марк Чангизи полагает, что именно попытками мозга «предвидеть» картинку объясняются некоторые зрительные искажения.
Иллюзия Геринга
Эксперименты Чангизи и его коллег из Калифорнийского технологического института показывают, что этой теории не противоречит ни одна из классических оптических иллюзий. В числе наиболее показательных примеров «предсказания» изображения мозгом Чангизи называет знаменитую иллюзию Геринга. Когда человек движется вперёд, видимые им объекты движутся по радиальным линиям, поэтому мозг склонен воспринимать подобные изображения как признак перемещения в пространстве. «Эти механизмы отлично работают в реальной жизни, но они же заставляют мозг ошибаться, когда человек видит радиальные линии и при этом остаётся на месте» — отмечает исследователь.
Куб Неккера и другие «капризы» мозга
Куб Неккера
Изобретение магнитно-резонансной томографии стало настоящим подарком для исследователей оптических иллюзий — наука наконец-то смогла хотя бы в общих чертах понять, что происходит в мозге человека при их восприятии. Так, изучая мозговую деятельность человека, глядящего на куб Неккера, учёные сделали вывод, что мозг неоднозначно воспринимает глубину изображения. Нейроны будто «спорят» между собой, какую картинку следует считать «истинной», в результате наблюдатель видит куб то в одном положении, то в другом.
Схожим образом дело обстоит и с другой известной оптической иллюзией — так называемой сеткой Германа. Взгляните на изображение — боковым зрением вы «видите» серые точки на пересечении белых линий, но стоит сфокусировать взгляд на одной «серой точке», как она тут же «исчезает». Согласно одному из наиболее популярных среди учёных объяснений этого явления, среди нейронов идёт непрерывная «борьба» за обработку тёмных и светлых участков изображения, что и заставляет человека «замечать» мерцающие точки.
Как с помощью оптической иллюзии «ломаются» или «исчезают» предметы в воде
В стакане соломинка, ложка, ручка или другой предмет кажутся поломанными так же, как получилось на видео с мужчиной в бассейне, у которого голова и туловище находились в разных местах.
Искажение также зависит от выпуклости емкости и ее прозрачности. А если поместить один предмет в другой, и залить жидкостью, у которой преломление будет совпадать со стеклом, то один станет невидимым для глаз. Такой фокус можно провести с двумя прозрачными стаканами, поставленными один в один, и потом залитые подсолнечным маслом.
Вода может казаться неподвижной даже тогда, когда она течет. И это снова оптическая иллюзия. Она возникает от того, что жидкость течет слоями, не перемешиваясь. Из-за этого и создается ощущение ее неподвижности. Это получается из-за равномерного и неспешного движения. Такое можно наблюдать даже дома, открыв кран с водой, но чтобы вода бежала без давления.
Вода не только искажает предметы, но и увеличивает их. Нарисовав стрелку на листке бумаги и посмотрев на нее через стакан с водой, она покажется в несколько раз толще. Точно такое же происходит и с рыбаками на рыбалке. Рыба всегда кажется ближе в воде, чем это есть на самом деле.