Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле - Марк Чангизи

Наконец что-то стало проясняться. В классических геометрических иллюзиях почти всегда присутствуют такие косые “спицы”, и после того, что мы узнали, хочется предположить: возможно, мозг видит оптические иллюзии отчасти потому, что эти линии кажутся ему возникшими благодаря движению вперед? Только что мы с вами сделали важнейший шаг к пониманию классических геометрических иллюзий. Но прежде чем подробно обсуждать их, мы разберем несколько иллюзий иного типа, которые становятся видны в тот момент, когда наблюдатель приближает лицо к изображению, и увидим, сколь мало они отличаются от классических, неподвижных оптических иллюзий.

Рис. 13.

Линии, расходящиеся из одной точки (иначе говоря, имеющие общую точку схода), формируют ту же структуру, что и линии “оптического шлейфа”, появляющиеся на сетчатке при движении вперед. а) Фотография, снятая во время движения: линии “шлейфа" на картинке направлены вовне, то есть от той точки, в сторону которой движется наблюдатель. “Шлейф”, подобный тому, который запечатлевается на фотопленке, возникает и на сетчатке. б) Локализация контуров в зрительном поле при движении вперед, изображенном на рисунке (а). в) Еще более абстрактный вариант явления, видимого на (а) и (б): обобщенное изображение радиально расходящихся линий.

Дэйв Уиддерс — автор песен, певец и гитарист с неуклонно растущим числом поклонников по всему миру. До того, как начать записывать альбомы, он использовал свои таланты, чтобы вместе со мной изучать оптические иллюзии. В 2001 году, когда Дэйв, будучи студентом Университета им. Дюка, пришел ко мне работать, он намеревался искать иллюзии, вызываемые движением вперед, и я был впечатлен тем, как быстро ему удалось открыть сразу две изумительные иллюзии, первую из которых я называю “шаром Дэйва Уиддерса" (один из вариантов показан на рис. 14). Если вы сфокусируете глаза на центре рисунка и сделаете головой быстрое движение вперед, вам покажется, будто светлая область распространяется к периферии шара, почти до самых краев. Любопытно, что это именно то, что было бы, будь этот рисунок трехмерной и реальной окружающей средой, цвет которой, по мере нашего движения вперед, постепенно менялся бы от черного к белому. Однако в данном случае черно-белый градиент изображен на листе бумаги, то есть видимый нами эффект иллюзия. Она работает и в обратном направлении: если вы резко отклонитесь назад, темная внешняя часть шара будто бы станет распространяться к центру, что также соответствует тому, как изменялась бы видимая вами картина, если бы вы в самом деле пятились.

Вторую иллюзию я назвал “Расплывчатые капли Дэйва Уиддерса” (рис. 15). Если вы действительно резко придвинетесь к центру рисунка, вам покажется, что капли разлетаются в стороны быстрее и дальше, чем должны бы (вот еще один пример “перескока” в восприятии). Как будто расплывчатость очертаний ошибочно истолковывается нами как шлейф на любительской фотографии движущегося объекта, и оттого при резком рывке вперед у нас возникает впечатление, что капли несутся с несоразмерно высокой скоростью.

Рис. 14.

"Иллюзия разрастания", придуманная моим учеником Дэвидом Уиддерсом. Когда вы приближаете голову к центру изображения, вам кажется, что яркость распространяется во все стороны, заполняя круг. А отклоняясь назад, вы видите, что идущий по краю темный обод увеличивается, как бы распространяясь в сторону центра.

В двух этих случаях мозг решает, что мы движемся вперед, потому что мы действительно придвигались к рисунку. Но изображения создавали ошибочное впечатление, будто мы перемещались дальше, чем на самом деле. А нельзя ли придумать такую статичную картину, которую мы воспринимали бы как движение вперед, ничего для этого не делая? Для этого картинка должна “притворяться” снимком, сделанным в ходе движения вперед, а очень надежным признаком таких снимков является размытый оптический шлейф. Из рис. 7 мы знаем, что добавление объектам “хвостов” заставляет нас видеть движение там, где его нет. Рис. 16 аналогичен рис. 7, однако он подразумевает движение вперед, и многим кажется, что изображенные объекты приближаются и расходятся к периферии, как если бы наблюдатель двигался им навстречу.

Рис. 15.

Еще одна иллюзия, выдуманная Дейвом Уиддерсом. Если приближаться по направлению к центральной точке (лучше всего короткими и резкими рывками), то кажется, будто нарисованные кляксы разлетаются в стороны быстрее, чем должны.

Рис. 16.

Если пристально всматриваться в эту картинку, иногда возникает впечатление, будто изображенные предметы приближаются к вам и перемещаются на периферию вашего поля зрения. Это именно то, чего следует ожидать, если исходить из того, что наш мозг пытается воспринимать настоящее, поскольку данное изображение соответствует зрительным ощущениям, которые мы испытываем при виде приближающихся объектов в реальной жизни. Художник Акиеси Китаока создал похожую иллюзию в форме цветка, названного им “крезантемой".

Таким образом, никуда не двигаясь, мы можем создать иллюзию, как нечто на нас надвигается! В определенном смысле данный каламбур заключает в себе суть разгадки классических геометрических иллюзий вроде тех, что изображены на рис. 1, 2 и 10. Однажды я понял, что если узор из расходящихся лучей действительно обманывает наши глаза и мозг, заставляя их думать, будто они имеют дело с “сетчаточным фотоснимком”, сделанным в ходе движения вперед, то я могу объяснить эти иллюзии, а также огромное многообразие других классических геометрических иллюзий. Моя гипотеза основывается на предвидении будущего.

Рис. 17.

а) Решетка кажется искривленной, выгнутой по направлению к вам. б) При приближении к этому рисунку он тоже кажется выпуклым и искривленным наподобие решетки (а). Эту иллюзию, возникающую в момент приближения, впервые обнаружили Крис Фостер и Эрик Л. Альтшулер. Сходство между двумя данными иллюзиями наводит на мысль, что мозг введен в заблуждение и полагает, будто решетка на рисунке (а) движется навстречу, хотя в действительности она является статичным изображением.

Взгляните на рис. 17. В верхней его части классическая геометрическая иллюзия: вертикальные и горизонтальные линии в центре картинки кажутся выгибающимися вовне. Кроме того, центральная часть данной решетки многим кажется слегка выпуклой.

Теперь взгляните на шахматный узор на рис. 17б. В отличие от классической геометрической иллюзии, представленной на рис. 17а, здесь отсутствуют лучеобразно расходящиеся линии, и поэтому иллюзии движения нет. Однако попробуйте резко приблизиться к рисунку (при этом может быть полезно сфокусировать взгляд на каком-либо одном черном квадрате), и сразу обнаружатся две вещи. Во-первых, как и в случае с неподвижной иллюзией на рис. 17а, прямые вертикальные и горизонтальные контуры кажутся выгибающимися в стороны от точки, на которой сфокусирован взгляд. Во-вторых, и это будет даже заметнее, шахматный узор будто выпячивается вам навстречу (этот эффект обнаружили Крис Фостер и Эрик Альтшулер в 2001 году).

Иллюзии, возникающие при наложении статичной прямоугольной решетки на фон из радиально расходящихся линий (рис. 17а), обладают качественным сходством с иллюзией, вызываемой динамическим приближением наблюдателя к шахматному узору (рис. 17б). Из данного сходства напрашивается вывод: в обоих случаях зрительная система ведет себя так, будто думает, что вы движетесь по направлению к рисунку. В сущности, ошибки восприятия, совершаемые в этих иллюзиях, — это именно те ошибки, которые вы должны совершать, если ваш головной мозг старается видеть настоящее.

Вернитесь к фотографии магического кристалла на рис. 1 в начале главы. Обратите внимание на видимые сквозь шар разделительные полосы между экранами. На самом деле они вертикальны, но сквозь магический кристалл они выглядят иначе: в центре кажутся удаленными друг от друга, а вверху и внизу будто сближаются. Несмотря на то, что в реальности эти линии параллельны, и даже несмотря на то, что они параллельны друг другу в центральной части получаемого при помощи магического кристалла изображения, во всех прочих частях рисунка дело обстоит совершенно не так. А теперь снова посмотрите на геометрическую иллюзию на рис. 1 под магическим кристаллом. Как две разделяющие жраны вертикальные перегородки не кажутся вертикальными из-за стеклянного шара, так же и две вертикальные линии на рисунке не кажутся вертикальными вследствие оптической иллюзии.