耳、鼻和皮肤等,它们有一个共同点,那就是都富含神经细胞。能对刺激做出反应的神经细胞称为感受器,它们负责将刺激信号传送到大脑。
显而易见,你眼睛里的感受器对光敏感。视觉被认为是我们最主要的感觉,人体70%的感受器细胞位于眼睛。声音主要通过耳朵来感受,不过皮肤也能感觉到特定的声音震动。你鼻子和口腔的感受器则对化学物质很敏感。当它们直接接触到某些特定的化学分子时,就会向大脑传递信号。我们对气味和味道的化学感觉被认为是我们最原始的感觉。其他动物,包括狗和鱼,在这方面要比我们发达得多。许多低级动物的基本生存就依赖于此。最后,你皮肤和内脏的触觉感受器能对各种温度、压力以及疼痛做出反应,于是当一只苍蝇在你手臂上爬行,当你触摸着天鹅绒,或者当茶壶太烫手时,你立即就能感受得到。触觉的美妙促使伟大的希腊哲学家亚里士多德把它当作最重要的感官。对他而言,触觉是检验真实的终极手段。如果你能触摸到它,那它肯定是真实存在的。
最后,真实还包括你过去的经历以及所获得的知识。你的感官在过去如何应对刺激,你的大脑如何分析信息,你如何行动以及你的行动后果都在影响着你现在的感受。你花了大量的时间学习语文,然后学习阅读,然后体会到某些书会给你带来的愉悦,这些都构成了此时此刻你阅读本书的真实感。
声音定位取决于声音到达两只耳朵的细微时间差。当声音到两耳的距离稍有差异时,它到达一只耳朵的时间就会比到达另一只耳朵的时间慢。但如果声音的源头与两耳等距,同时到达,你就无法确定声源的位置。这时你只需转头或仰头, 改变声源到双耳的距离,就能帮助你发现它的方向。
视觉也能混淆你定位声音的能力。有一项科学研究证明了这一点。研究中的测试对象坐在凳子上,脚离开地面,头部以支架固定, 不能移动。四周围有竖条纹的浴帘。 移动浴帘,让竖条纹依次从测试对象的眼前经过。从测试对象正前方的浴帘后面发出的声音会让受试者感觉声音来自他的头顶上方。移动的浴帘造成了一种运动的错觉。眼前经过的竖条纹让你感觉似乎你正在沿条纹移动的相反方向运动,经过你眼前正对着的那个点。
经验告诉我们,声音会随着运动而改变。例如警笛或火车汽笛在它们经过你或者你经过它们时声音高低会发生变化。如果你在视觉上形成移动的错觉,你知道你经过的一个声音不可能一直不变。因此要解决这个矛盾,你会把来自你正前方的声音感知成来自你的头顶上方。
你或许听说过,在森林里迷路的人会不停地绕圈子,但他们却认为他们在走直线。他们认为正确的方向感其实是一种错觉。
事实上,在这种情况下,听觉要比所谓的方向感更有助于你找到出路。听觉对感知距离和方向都十分重要。找寻出路的最佳方法就是循着声音走,如小溪的流水声或高速公路上的喇叭声。当这些声音变得越来越响时,你离它们也就越来越近了。
我们的耳朵很神奇,能辨别大量不同的声音。耳朵里有一层薄薄的、十分敏感的膜(即鼓膜),能对声音做出反应。声音是通过物体振动产生的声波,而振动的空气能压迫鼓膜,促使它们产生运动。鼓膜的运动经过一系列十分复杂的过程被转换成神经冲动,传输到大脑。耳朵的敏感范围很大,我们能听到最简单的声音,如音叉发出的或高或低的音调,也能欣赏复杂有序的音乐以及语音的细微变化。我们的大脑还能专注于不同类型的声音。如果我们集中注意力,就能排除干扰我们的嘈杂的背景噪音,捕捉到一根针掉在地上发出的轻微声响。
但有些时候,我们也会被我们分析声音的方式所欺骗。如果你深夜独处,你可能会听到各种阴森怪异的声音。其实这往往是因为在那种情况下,你的想象力开始过度活跃,结果是你的大脑,而不是你的耳朵听到这些声音。
你的味觉和嗅觉的化学感官也可能被欺骗。味觉的感受器位于舌头、咽喉以及口腔上壁的味蕾。它们在接触到唾液中的食物分子时产生冲动。气味的感受器位于鼻腔上部的内膜,它们在接触到特定的化学分子时也会产生冲动。
嗅觉的特殊性体现在两个方面:一是它极为敏感。科学家估计嗅觉要比味觉敏感一万倍,嗅觉感受器能捕捉到极少量的分子。二是嗅觉在所有感官中适应能力最强。当你接触到一种强烈的臭味时,你会立即觉察到。然而,仅仅几分钟之后,你就适应了,甚至忘记了这种气味的存在。
声音定位取决于声音到达两只耳朵的细微时间差。当声音到两耳的距离稍有差异时,它到达一只耳朵的时间就会比到达另一只耳朵的时间慢。但如果声音的源头与两耳等距,同时到达,你就无法确定声源的位置。这时你只需转头或仰头,改变声源到双耳的距离,就能帮助你发现它的方向。
视觉也能混淆你定位声音的能力。有一项科学研究证明了这一点。研究中的测试对象坐在凳子上,脚离开地面,头部以支架固定,不能移动。四周围有竖条纹的浴帘。移动浴帘,让竖条纹依次从测试对象的眼前经过。从测试对象正前方的浴帘后面发出的声音会让受试者感觉声音来自他的头顶上方。
移动的浴帘造成了一种运动的错觉。眼前经过的竖条纹让你感觉似乎你正在沿条纹移动的相反方向运动,经过你眼前正对着的那个点。
经验告诉我们,声音会随着运动而改变。例如警笛或火车汽笛在它们经过你或者你经过它们时声音高低会发生变化。如果你在视觉上形成移动的错觉,你知道你经过的一个声音不可能一直不变。因此要解决这个矛盾,你会把来自你正前方的声音感知成来自你的头顶上方。
尽管胶带在做圆周运动,但它看起来却像在以Z字形路径上上下下快速移动。
这是因为,使你看到胶带所做圆周运动的视觉线索不够,因此产生了错觉。如果你想消除这种错觉,只要在轮子的中央再贴一小块正方形的发光胶带就可以了。此时你会看到两个参照点,而不是一个,结果轮子边缘的光点看起来就像在绕着轮子转圈了。
如果频闪观测器的速度与风扇的速度不一致,你就会看到风扇似乎转得越来越慢。频闪观测器被用来测定快速移动物体的时间,如汽车的引擎。乎变得透明,于是你看到后面的叶片似乎静止不动了。
如果你透过频闪观测器看荧光灯,你会看到灯在一闪一闪。荧光灯的闪烁频率是每秒60次。频闪观测器刚好打断了闪烁的频率,使你能够看到它的闪烁。
在电视屏幕上也能看到频闪。一束光线沿水平方向扫描屏幕,以极高的速度闪烁一系列的暗点和亮点,于是形成了图案。如果透过频闪观测器看电视,你能看到屏幕上有一条条的水平线在上下移动。
车轮转动的辐条以及电影的画面也能形成频闪效应。因为车轮的所有辐条看起来都一样,你无法跟踪它们旋转的方向。这些因素结合在一起就产生了奇妙的效果:电影中马车在前进,而马车的车轮辐条却似乎在朝后转动。你有时在电视的汽车广告上也能看到同样的效果。汽车朝前开,而车轮的内侧却在朝相反方向转动。
一个大的移动的物体占据了你的整个视野,于是出现了这种错觉。火车或飞机的窗户把你的视野局限在窗外的移动物体上,你的眼睛跟随着这个移动的物体,似乎你自己也在移动,结果产生了这种整个身体都在移动的错觉。
邓克尔效应与此错觉类似。当你通过一个移动的框架或环境,观察一个包围在其中的物体时,就可能出现这种错觉。一个例子就是透过云层看月亮,此时月亮被云层包围,月亮似乎正在穿过云层,但实际上移动的是云层而不是月亮。以移动的云层为参照,高大的树木的顶端似乎也在移动。
压力并不是产生光幻视的唯一途径。在18 世纪,参加派对的人们有一种特别的娱乐方式:他们手拉手, 闭上眼睛, 一起承受一次来自刚刚发明的发电机产生的电击。麦角酸二乙酰胺(LSD)等药品能产生幻觉,乙醇(酒精)已经被证明可以导致曾有药瘾和嗜酒史的患者产生光幻视。在脑手术中刺激视觉神经也能引起光幻视。通常,患者在脑手术过程中可以保持清醒是因为大脑本身没有痛觉感受器, 因此只需要局部麻醉来控制头皮以及颅骨的痛觉。
不过,最有趣的还是在一段时间内处于黑暗状态下的人们自发产生的光幻视。曾经生活在地牢里的囚犯说他们看到过光幻视,因此人们戏称它为“ 囚犯的影院”。光幻视会对长时间在暴风雪中开车的卡车司机构成危险。飞行员在白天穿过高海拔的云层时,也容易被光幻视困扰。
如今, 光幻视已经成为科学研究的热点。光幻视通常是由对光刺激敏感的视觉神经产生神经冲动而引起的。在没有光的情况下,这些感受器也会产生神经冲动,这或许为研究视网膜上的神经细胞提供了线索。
测量一下缪勒莱耶图形中的两根竖线。你会发现这两根竖线一样长。
心理学家说线条的长度信息并不仅仅取决于其长度,线条末端的角度也会影响我们的判断。步骤2中两个形状一样大。上面的图形看起来似乎要小些,因为它的短弧线紧靠下面图形的长弧线。这种独特的位置使得上面的图形在视觉上显得更小。
而在步骤3中,当你握住书页的一边,靠近一只眼,闭上另外一只眼睛,沿长线的方向看下去时,你会看到两条平行线。此时,附加的线条将变得不明显,从而无法干扰你,错觉也随之消失。
艺术家也会利用这点来创造出画面的纵深感。他们画一些看起来平行的线条,如铁轨,但这些线条却以一定的角度在某一点相交。这个似乎在很远的距离之外的点被称为“消失点”,它能产生水平线的错觉。
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——美国《学校图书馆杂志》
“清晰而生动……将人体错觉与科学事实联系起来。”
——美国《亚拉巴马州书目》
“语言简单而直接,又不失趣味性……这种朴实无华的叙述未来可能会赢得一些研究人员的支持!”
——《科学美国人》