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神经探索:视觉错觉

了解视觉错觉如何欺骗您的大脑,使其看到一个不存在的光谱。

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来源:Zita/Shutterstock

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在美术课上,我了解到黑白严格来说并不是颜色:一方面,它们代表完全缺乏颜色,另一方面,它们是所有颜色的等量混合。我一直觉得这个解释不太令人满意。如果黑白不是颜色,我就会想,那么它们究竟是什么呢?

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那么灰色呢?您能通过混合等量的“无”(黑色)和“一切”(白色)来真正得到某种东西(灰色)吗?事实证明答案是可以的,但您得到的“某种东西”不一定是灰色。它可能是一种名副其实的颜色,正如您通过进行以下实验会发现的那样。

视觉错觉实验 1

将一张纸放在离您脸部 10 英寸处。将指尖放在上面图案左边缘的第二行和第三行之间,然后专注于您的手指,快速将其滑到图形的最右侧,然后再滑回左边缘。在从左向右扫描时,朝向右的黑色“锯齿”应呈现出棕褐色,而朝向左的锯齿应呈现出蓝色。当您的手指从右向左移动时,行中的颜色应该会反转。

从黑白图案快速穿过视网膜而产生的色调被称为主观颜色。这些令人费解的色调最早由 19 世纪物理学家古斯塔夫·特奥多尔·费希纳(Gustav Theodor Fechner)记录下来,他通过旋转图案化的圆盘(如下图所示)来形成它们。

视觉错觉实验 2

通过剪下圆盘,将其粘贴在纸板上,用牙签或图钉固定其中心,然后用力旋转,来重现费希纳的原始研究。当圆盘移动时,应会清晰地看到不同柔和色彩的色带。反向旋转将产生另一组颜色。(如果您没有立即看到颜色,请尝试以不同的速度旋转圆盘。)

一些研究表明,主观颜色可能由您眼部不同感光器响应的变化引起。色彩的感觉源于视觉感光器(称为视锥细胞)中的神经兴奋。视锥细胞有三种类型:对蓝、绿或红色波长的光最敏感。所有可见波长在不同程度上都会激发这三种视锥细胞,但当所有三种视锥细胞系统的刺激量相等时,我们就会看到白色。(当三种视锥细胞系统的相对刺激量保持相等但光的强度减弱时,白色会变暗为灰色或黑色。)

当呈现快速的黑白开关刺激时,三种类型的视锥细胞以略有不同的延迟开启和关闭,这种短暂的不平衡会触发对颜色的感知。例如,短暂的黑-白-黑序列需要比绿色和红色视锥细胞更长的时间来激活蓝色敏感的视锥细胞,从而产生最初的黄色或棕色感觉(两者都是红绿光混合),随后会迅速产生短暂的蓝色感觉。反转刺激顺序为白-黑-白会交换黄色和蓝色感觉发生的顺序(因此我们两个实验中的颜色反转效果)。

这些奇怪的效果证明,色彩视觉不仅仅是眼见为实!

观看费希纳颜色错觉的动画:dogfeathers.com/java/fechner.html

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