Jak działa iluzja gumowego ołówka?

Jeśli chcesz zobaczyć, jak sztywny ołówek zamienia się w gumę, zapytaj ucznia szkoły podstawowej. W ulubionej sztuczce na placu zabaw mag-amator podnosi ołówek w pobliżu końcówki i lekko potrząsa nim w górę iw dół. Gdy iluzja zostanie wykonana prawidłowo, prosta linia zamienia się w falującą falę.

Jak więc działa iluzja gumowego ołówka?

Zacznijmy od prostego wyjaśnienia: Twoje oczy i mózg po prostu nie nadążają. Kiedy światło wpada do twoich oczu, receptory zwane pręcikami i czopkami przekazują sygnał wzdłuż nerwów do mózgu, który go przetwarza. Pomyśl o każdym z tych sygnałów jak o fotografii. Twój mózg wiąże te obrazy ze sobą, tak że wydają się poruszać płynnie, tak jak w kineografie.

„Oczy mają tendencję do sumowania światła w czasie” – powiedział Jim Pomerantz, psycholog poznawczy, który bada percepcję wzrokową na Rice University w Teksasie.

Ale ludzie mają niezwykle powolne drogi wzrokowe [ droga przenoszenia bodźców wzrokowych z siatkówki gałki ocznej do pierwszorzędowej kory wzrokowej na powierzchni przyśrodkowej płata potylicznego mózgu.], powiedział Pomerantz. Według badania z 2016 roku opublikowanego w czasopiśmie PLOS One, ludzie mogą przetwarzać od 50 do 100 pojedynczych klatek na sekundę, w zależności od rozmiaru tego, co widzimy – niektóre gatunki ptaków mogą przetwarzać 145 klatek na sekundę. Istnieją dowody sugerujące, że muchy domowe mogą przetwarzać do 270 klatek na sekundę, a najszybsze muchy mogą przetwarzać 400 klatek na sekundę.

Podczas śledzenia szybko poruszającego się obiektu droga wzrokowa w rzeczywistości nie wyczuwa ruchu obiektu w czasie rzeczywistym. Zamiast tego każda klatka ruchu pozostawia w przybliżeniu milisekundowe wrażenie na siatkówce, części oka, która wyczuwa światło. Dlatego jeśli szybko pomachasz ręką przed twarzą, zobaczysz rozmycie i dlaczego świetlówki wydają się rzucać stabilne światło. „Ludzie nie zdają sobie sprawy, że te świetlówki migoczą” – powiedział Pomerantz. Gdybyś był, powiedzmy, gołębiem, zobaczyłbyś światło stroboskopowe.

Tak więc, kiedy twój przyjaciel porusza ołówkiem w górę i w dół, twoja droga wzrokowa nie rejestruje szczegółowo tego ruchu – powiedział Pomerantz. Tutaj sprawy stają się nieco bardziej złożone. Kiedy Pomerantz opublikował pierwsze badanie iluzji gumowego ołówka w 1983 roku, użył komputera do szczegółowego nakreślenia każdej klatki ruchu ołówka.

Pomerantz wykreślił 32 różne scenariusze poruszania ołówkiem. W każdym z nich ołówek jest trzymany w innym miejscu lub poruszany pod innym kątem. Numer 16 stwarza idealną iluzję, powiedział Pomerantz. (Zdjęcie: James Pomerantz)

Jego wyniki, opublikowane w czasopiśmie Perception and Psychophysics, wykazały, że w symulacji, gdy ołówek jest trzymany w pobliżu końcówki i jest poruszany, pojedyncze klatki łączą się, tworząc wrażenie “falowania”. To właśnie odbiera twoja droga wzrokowa. Gdybyś był ptakiem lub owadem, zobaczyłbyś prostą linię poruszającą się w górę i w dół, ponieważ te stworzenia mogą przetwarzać więcej klatek na sekundę, powiedział Pomerantz.

Ale chodzi o coś więcej. Nowsze badania wykazały, że teoria Pomerantza jest ważną częścią historii, ale nie odpowiada w pełni na pytanie, dlaczego ołówek zamienia się w gumę. Pracując razem, zespoły naukowców z Niemiec i Ohio sprawiły, że uczestnicy poruszali oczami w określony sposób, zwracając uwagę na komputerowe symulacje drgających linii. Pomysł polegał na tym, że ruch oczu zmieni „migawki” uchwycone na siatkówkach. Jeśli Pomerantz miał całkowitą rację, powinno być możliwe częściowe „anulowanie” ruchu ołówka, poprzez śledzenie ołówka oczami, dzięki czemu będzie wyglądał bardziej prosto – powiedziała Lore Thaler, psycholog z Durham University w Anglii.

Badanie z 2007 roku, opublikowane w Journal of Vision, wykazało, że ruch oczu powoduje, że linia jest sztywniejsza; ale nie tak bardzo, jak powinno wynikać z teorii Pomerantza. Inny eksperyment dodatkowo potwierdził podejrzenie badaczy, że w tej historii było coś więcej. Kwadrat, narysowany wokół poruszanego ołówka zmienia postrzeganą gumowatość ołówka. Kwadrat zapewniało kontekst, pomagając mózgowi dostrzec ruch ołówka. W efekcie, kiedy machano razem kwadratem i ołówkiem, uczestnicy widzieli prostą linię poruszającą się w górę i w dół.

Teoria Pomerantza i te wyniki sugerują, że nie chodzi tylko o „migawki”, które przechwytują nasze oczy; ma to również związek z ich kontekstem i sposobem, w jaki nasz mózg przetwarza migawki.

Nie jest jasne, dlaczego nasze mózgi nie są w stanie przetworzyć prostej linii poruszającej się w górę i w dół, powiedziała Thaler. Ale naukowcy wiedzą jedno: ludzki mózg „robi wszystko, co w jego mocy” – powiedziała.

Źródło: Isobel Whitcomb

Ultra-Rapid Vision in Birds

Attractiveness of different light wavelengths, flicker frequencies and odours to the housefly (Musca domestica L.)

The rubber pencil illusion

Illusory bending of a rigidly moving line segment: Effects of image motion and smooth pursuit eye movements

Zdjęcie: James Pomerantz

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x