• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur optiska illusioner fungerar
    Hermann -rutnätet rapporterades första gången av Ludimar Hermann 1870 och gällde fenomenet grå fläckar som uppträdde i skärningspunkten mellan svarta och vita rutor. Wikimedia Commons

    Ta en titt på den här bilden. Vad ser du? Ett rutnät med rutor? Bra. Titta nu igen på det vita utrymmet i "gatukorsningarna". Även om denna bild, känd som Hermann Grid, är egentligen bara ett svartvitt rutnät med rutor, det verkar som om det finns något mer - små grå skivor, eller klumpar av mörker, i korsningarna mellan de vita linjerna. Detta rutnät är ett av de mest klassiska exemplen på en optisk illusion, där ditt sinne luras att se något som inte finns där. Du ser de mörka fläckarna i de vita utrymmena, men när du stirrar precis på den plats där klumpen ska vara, det försvinner eftersom, faktiskt, det var aldrig där till att börja med.

    Detta är bara ett av otaliga exempel på att ögonen lurar hjärnan. Illusioner lurar oss av olika skäl. Intilliggande objekt kan påverka hur du ser saker. Att röra med perspektiv kan förändra din uppfattning om ett objekt. Ibland fungerar illusioner på grund av brister i den normala anatomin i våra ögon. Men låt oss inte bara skylla på dessa "fönster mot själen". Hjärnan, för, är skyldig till att få oss att luras av det vi ser. Det kan ibland vara för snabbt att anta hur världen ska vara istället för hur världen faktiskt är, får oss att se saker fel.

    Du har förmodligen sett och lurats av dussintals exempel på optiska illusioner, och du är inte ensam. Spola tillbaka i historien till de gamla grekerna. Till och med Aristoteles refererade till hur lätt sinnet kan luras av vad det ser. Han noterade att när du tittade på ett vattenfall och sedan flyttade blicken till statiska stenar i närheten, det verkade som om klipporna rörde sig i motsatt riktning än vattenfallet.

    Till och med naturen är inne på detta knep. Vi förstår inte helt vad som händer i våra hjärnor när vi ser olika optiska illusioner, men sedan 1800 -talet, forskare och konstnärer har lärt sig mer om denna koppling mellan verklighet och uppfattning och vad den berättar om hjärnan.

    Innehåll
    1. Lurar neuronerna
    2. Nu ser du det, Nu gör du inte
    3. Mer än bara sinnesspel

    Lurar neuronerna

    "Rotating orms" är en optisk illusion som utvecklades av professor Akiyoshi Kitaoka 2003 där färgband ("ormar") verkar vara i ständig rörelse trots att bilden är statisk. Wikimedia Commons

    Vår uppfattning om optiska illusioner styrs av våra hjärnor. Till exempel, hjärnan kan enkelt vända mellan två olika vyer av ett objekt för att förvandla något som är tvådimensionellt på ett papper till ett objekt som vi uppfattar som 3-D. Men hur?

    Det är komplicerat. Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1981 delades ut, till viss del, till David Hubel och Torsten Wiesel för deras upptäckter i hur hjärnan tolkar den kodade kommunikationen som skickas till den från ögonen. (Det året, priset delades ut till flera vinnare.) De lärde sig att det sker en stegvis process i hur hjärnan analyserar vad ögat ser. Varje nervcell eller neuron i hjärnan är ansvarig för en specifik detalj i mönstret för näthinnebilden. Men även med Hubel och Wiesels upptäckter och vår kunskap om de olika delar av hjärnan som handlar om färg, form, rörelse och textur, forskare har fortfarande inte riktigt en känsla för hur alla meddelanden kommer ihop för att producera vår övergripande uppfattning om ett objekt.

    Med MR -skanningar, forskare kan analysera vad som händer i våra hjärnor när vi tittar på illusioner. De har lärt sig att neuroner faktiskt kan tävla med varandra om att se ljusa och mörka fläckar. De vinnande neuronerna påverkar budskapet din hjärna får och, därför, vad du slutar uppfatta [källa:Hogenboom].

    En teori som forskare har lagt fram är att vissa illusioner gör att vi blir lurade eftersom de drar nytta av hur hjärnan ständigt försöker göra förutsägelser om vad som kommer att hända sedan för att kompensera för den lilla fördröjningstiden mellan när en händelse inträffar och vår förmågan att uppfatta det. Ibland matchar förutsägelsen inte den verklighet som illusionen skildrar.

    En annan teori försöker förklara illusioner av "skenbar rörelse", såsom den så kallade orm-illusionen där föremålen verkar röra sig på sidan. Här, forskare föreslår att de små - nästan omärkliga - snabba rörelser som våra ögon gör (kallas sackader ) som normalt slätas ut av hjärnan för att ge oss en enda bild är ansvariga för att vi uppfattar rörelse när det inte finns någon. Men andra säger att illusionen istället fungerar för att den skickar så mycket information till vår näthinna på en gång, och de samtidiga meddelandena till vår visuella cortex orsakar förvirring.

    Självklart, inte alla illusioner fungerar på samma sätt, och vissa teorier håller inte alltid kvar när små ändringar görs i illusionerna. Så, kortfattat, vi är fortfarande förvirrade över varför våra hjärnor är så förvirrade!

    Nu ser du det, Nu gör du inte

    I Müller-Lyer-illusionen, linjerna verkar ha olika längder (på grund av pilarnas riktning), även om de är desamma. Wikimedia Commons

    Optiska illusioner finns överallt. Aristoteles märkte optiska illusioner i vattenfall. Indiana Jones såg en i klipporna när han gjorde sitt trosprång över den gigantiska sprickan i "Indiana Jones and the Last Crusade". Och vi ser dem överallt, från M.C. Escher ritningar till trendiga internet memes (var den klänningen blå eller guld?).

    Faktiskt, när vi väl sett "tricket" i en illusion, det är nästan omöjligt att se det. Vi kan helt enkelt inte förflytta våra sinnen tillbaka till en tid då vi inte visste det vi just lärt oss. När förkunskaperna är tillgängliga, vår hjärna kommer snabbt åt den och sätter den tillsammans med de visuella signaler som du har fått från att faktiskt titta på illusionen. Den "kan inte se" -känsla som många människor har när man tittar på illusioner är ett perfekt exempel på att hjärnan gör mer än att bara översätta vad våra ögon ser.

    Och optiska illusioner är inte bara en funktion av våra ögon och hjärnor; vår uppfattning kan också i hög grad påverkas av kulturella faktorer. Även om den biologiska grunden för hur optiska illusioner kan fungera är universell för människor, när vissa illusioner visas för människor i olika kulturer, inte alla såg samma sak eller missade samma visuella signaler [källor:Schultz, Ändra].

    Ta till exempel, Müller-Lyer-illusionen. I en studie, de flesta europeiska sydafrikaner tyckte att linjerna var av olika längd men bushmen i vissa sydafrikanska stammar noterade korrekt att de var lika långa. Forskare har teoretiserat att människor i västerländska samhällen är vana vid att se raka linjer och geometriska former, och människor med andra kulturella upplevelser utsätts inte för samma geometriska konfigurationer, så deras hjärnor hoppar inte till samma slutsatser när de utsätts för illusioner som bygger på geometriska knep [källa:Schultz].

    "Djävulens stämgaffel" är en illusion där ett tretappat instrument i ena änden förvandlas till två stift i det andra. Wikimedia Commons

    Dock, när testdatorer utformade för att efterlikna hjärnans aktiviteter fick samma illusion, de luras också. Så det kulturella inflytandet på uppfattningen av illusioner, om det faktiskt finns, är fortfarande en stor fråga [källa:Schultz].

    De flesta av de optiska illusionerna vi är vana vid att se, till exempel "djävulens stämgaffel", har funnits länge. Nya illusioner är till stor del riff från de gamla klassikerna. Även Op-Art-rörelsen på 1960- och 1970-talen, som visade upp en helt ny serie illusioner som konst, använde klassiska föreställningar som det visuella inflytandet från intilliggande objekt, skenbar rörelse, och vrider sig på perspektiv som många av våra gamla favorit -illusioner använder. Människor idag, dock, kommer fortfarande med nya tagningar av optiska illusioner. Visionforskare håller en årlig tävling för att hitta de bästa nya illusionerna. Tävlingen är inte bara rolig, men det hjälper dem att studera mer om hur hjärnan uppfattar dessa bilder.

    Mer än bara sinnesspel

    Psykologen Edwin Boring introducerade målningen av "Min fru och min svärmor" där figuren verkar förvandlas från ung dam till gammal kvinna, till allmänheten 1930. Med tiden har "Tråkig figur" förenklades till den version som ses här. Wikimedia Commons

    Optiska illusioner kan vara roliga spel. Det är en gammal dam! Det är en ung kvinna! Gammal dam! Ung kvinna! Både! Varken! Men de har använts för medicinsk behandling. Och det har också antagits att de kan ha spelat en roll för att orsaka en av de största katastroferna i den senaste historien.

    Fantomsmärta är känslan av smärta i en kroppsdel ​​som har amputerats och inte längre existerar. Medan läkare har försökt behandla denna fantomsmärta med medicin, sjukgymnastik och till och med kirurgi, några av de mest framgångsrika behandlingarna har varit med vad som i huvudsak är en optisk illusion [källa:Kim]. För att det här hjärntrycket ska fungera, läkare får patienter att placera sin befintliga lem - till exempel deras högra arm - på spegelns reflekterande sida, och deras hjärna luras att tro på illusionen att reflektionen av deras befintliga arm faktiskt är deras amputerade vänstra arm. Medan patienten förstår att detta inte är sant, hjärnan luras att tro att armen har återvänt. Smärtan försvinner ofta efter flera sessioner som leker med denna spegelbehandling [källa:NPR].

    Så mycket som denna optiska illusion har hjälpt amputerade, illusioner kan också ha varit ansvariga för att orsaka vissa skador på människor också. Historiker har antagit att Titanics sjunkning faktiskt kan ha varit resultatet av en optisk illusion. De atmosfäriska förhållandena på kvällen som fartyget sjönk var mogna superbrytning eller den extrema böjningen av ljus. Denna lätta böjning kan ha orsakat att isberget som fartyget kolliderade med visuellt försvann ur sikte. Inte bara det, men efter kollisionen, Titanicitself kan ha offer för denna ljusböjning, gör det dolt för ögonen på det närliggande fraktfartyget, den kaliforniska, som borde ha kunnat komma till undsättning [källa:Smithsonian.com].

    Mycket mer information

    Författarens anmärkning:Hur optiska illusioner fungerar

    Att undersöka den här artikeln bekräftade bara för mig att jag kunde stirra på en M.C. Escher ritade i timmar och kunde fortfarande aldrig räkna ut det. Jag antar att det är poängen!

    relaterade artiklar

    • Hur din hjärna fungerar
    • Hur man ritar i perspektiv
    • Hur Vision fungerar
    • Hur Mirages fungerar
    • Hur speglar fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Årets bästa illusionstävling
    • 25 Mind Bending Optiska illusioner som du bara kan hitta i naturen

    Källor

    • Ändra, Adam. "Är dessa linjer samma höjd? Svaret beror på var du kommer ifrån." Populär vetenskap. 20 mars 2013. (5 augusti, 2016) http://www.popsci.com/science/article/2013-03/are-these-walls-the-same-size-your-answer-depends-on-where-youre-from
    • Clark, Josh. "10 snygga optiska illusioner - och hur de fungerar." Saker du borde veta. (5 augusti, 2016) http://www.stuffyoushouldknow.com/blog/gallery/10-neat-optical-illusions-work/
    • Dahl, Melissa. "Psykologin" Kan inte avse ":När du har sett en optisk illusion avslöjas, Varför kan du inte sluta se det? "New York Magazine. 25 juli 2016. (5 augusti, 2016) http://nymag.com/scienceofus/2016/07/the-psychological-appeal-of-those-viral-optical-illusions.html
    • Hogenboom, Melissa. "Hur dina ögon lurar ditt sinne." BBC Future. (5 augusti, 2016) http://www.bbc.com/future/bespoke/story/20150130-how-your-eyes-trick-your-mind/
    • Keim, Brandon. "Gummihandtrick avslöjar hjärnkroppslänk." Trådbunden. 25 augusti, 2008. (5 augusti, 2016) http://www.wired.com/2008/08/rubber-hand-tri/
    • Kim, Sae Young; Kim, Yun Young. "Mirror Therapy for Phantom Limb Pain." Korean Journal of Pain. Vol. 25, s. 272-274. 2012. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3468806/
    • Madrigal, Alexis C. "Saker du inte kan se (och vad de säger om din hjärna)." Atlanten. 5:e maj, 2014. (22 augusti, 2016) http://www.theatlantic.com/technology/archive/2014/05/10-things-you-cant-unsee-and-what-that-says-about-your-brain/361335/
    • NobelPrize.org. "Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1981." 9 oktober, 1981. (12 augusti, 2016) http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1981/press.html
    • NPR. "VS Ramachandran's Tales of the 'Tell-Tale Brain.'" 14 februari, 2011. (5 augusti, 2016) http://www.npr.org/2011/02/14/133026897/v-s-ramachandrans-tales-of-the-tell-tale-brain
    • Schultz, Colin. "Är optiska illusioner kulturella?" Smithsonian.com. 21 mars, 2013. (5 augusti, 2016) http://www.smithsonianmag.com/smart-news/are-optical-illusions-cultural-6633978/?no-ist
    • Smithsonian.com. "Sjönk Titanic på grund av en optisk illusion?" Mars 1, 2012. (5 augusti, 2016) http://www.smithsonianmag.com/science-nature/did-the-titanic-sink-because-of-an-optical-illusion-102040309/
    • University of Leicester. "Hur används visuella illusioner inom medicin och konst och vad var deras roll i historien?" 29 maj 2013. (5 augusti, 2016) http://www2.le.ac.uk/offices/press/press-releases/2013/may/how-are-visual-illusions-used-in-medicine-and-arts-and-what-was- deras roll i historien
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com