南方周末记者 黄永明
一张裙子的照片,在不同的人看来,裙子的颜色截然不同:一部分人看它是由蓝色和黑色条纹构成的,其他人看到的则是白色和金色。这条裙子究竟是什么颜色,让无数人在互联网上争论得不可开交。
根据一项对社交网络的计算机数据分析,有42%的人看到的是蓝/黑色,另外58%的人看到的是白/金色。
正确答案是什么?裙子制造商的网站展示了这款服装,图片清楚地显示出裙子是蓝色和黑色的。那么,为什么有超过一半的人,会坚持认为自己看到的是白色和金色呢?
这件事情并不像表面看来是对裙子的争论,它实际上涉及人脑对色彩的感知规律,以及研究问题的方法。
南方周末记者访问了美国纽约大学的神经科学专家帕斯卡·华力士(Pascal Wallisch)和美国纽约州立大学的眼科学与神经学教授史蒂芬·马可尼(Stephen Macknik),他们提供了可能是迄今为止最接近科学真相的分析。
色彩恒常性
人们很早就注意到,一些图形是可以被人脑做双重解读的。比如同一张图片,你可以把它看成是一个花瓶,但也可以看出是两个人头。你对图形的解读可以在两者之间自由切换。这种现象被称为“双稳态刺激”。
在视觉上,华力士把人脑比作一个电话系统。只有眼睛是直接接触环境中的光信号的,这些信号在被大脑解读的过程中,至少有30个不同的脑区参与工作。很大程度上,大脑是在尽力猜出眼睛看到的究竟是一个什么东西。有些时候,答案不唯一,于是就形成了“双稳态”的情况。
华力士注意到,被人们热议的裙子照片可能是迄今首例在色彩上的双稳态刺激。它不是人脑对形状产生不同的解读,而是对颜色。
之所以会出现这种情况,可能涉及被称为“色彩恒常性”的原理。在生活中,同样一件物品可能会处在不同的光照和环境中。比如客厅里的一张桌子,早上阳光的照射和中午阳光的照射就会不同,那么为什么我们能够认出那是同一张桌子呢?这在于,人脑能够判断环境光,并将环境光从眼睛看到的图景中“剔除”掉,还原出物体的本来面目。这样,处在不断变换的光影环境中的物体才能始终被我们认作同一件物体。
华力士猜测,正是由于不同的人对照片上环境光的颜色做出了不同的判断,导致了人脑还原出不同的裙子颜色。
从照片上看,如果你着眼于照片顶部,环境光看起来偏蓝;如果你着眼于照片底部,环境光就是偏黄的。
“特别令人好奇的地方在于,在其他的双稳态刺激中,观察者能够在两种解读之间轻易地切换,但裙子却并非如此。”华力士指出裙子照片不同寻常之处。一些人完全不能切换,一些人能够切换,但需要较长的时间,而还有一些人一旦切换为另一种颜色,就切换不回去了。
每个人的判断
华力士提出了一些猜想。其中一种可能性是,每个观察者的视网膜上的椎体分布不同,这造成人们看到的图像不同。
美国犹他大学的研究者早先发现,不同的人,视网膜上用于感知不同波长的椎体的分布是不同的。不过,通常认为,这种差异对人们感知色彩的影响微乎其微。
另一种可能性,在于每个人对于当前的视觉刺激的处理是基于早先经验的。比如说,早睡早起的人,和习惯于夜间活动的人,他们在不同光线环境中被“训练”出来的对光的判断可能是有差异的。这可能造成他们在看到同一张照片时,会对光源产生不同的假设。
华力士还认为,某些人在观察这张照片时,可能有某种知觉上的快速学习过程。就像是在经典的“斑点狗”图片中,起初你可能看到的只是杂乱的黑白斑点,但只要有人给你指出其中“隐藏”的斑点狗,从此你就很难不再看到那只斑点狗了。
与此类似,有些人在他人指点下看到裙子的另外一种颜色之后,发生了快速学习,就很难再切换回去了。
在华力士看来,为什么每个人对环境光做出的假设会不同,以及为什么一些人一旦切换了颜色就切换不回去,“其根本原因在很大程度上是未知的”。“没有捷径可以走。需要有更多的研究来解答,也会有更多的研究。”他说。
最“透彻”的分析
美国纽约州立大学的史蒂芬·马可尼多年来以研究视错觉为方向,在他发起的视错觉大赛上,每年都会有科学家提交他们专门设计出的视错觉图片或动画。马可尼表示,裙子颜色这件事让他感到“特别有趣和激动”。而且他认为自己经过深思熟虑,已经找到了问题的根源。
起初,马可尼认为这件事跟神经科学没有什么关系。在贾斯汀·比伯、泰勒·斯威夫特、爱莉安娜·格兰德等娱乐明星都加入到裙子颜色的讨论中后,有美国媒体找到马可尼,马可尼当时说:“我不相信这是大脑的原因。我完全不认为这是一个有趣的神经科学问题——它只是照片成像问题。”简单来说,他认为就是显示器造成的差异。
这种论断看起来得到了美国《连线》杂志分析的支持。杂志编辑用电脑软件调节照片的白平衡,裙子的颜色就能够从白/金色转换成蓝/黑色。
一名中国的观察者向南方周末记者描述了他的奇妙经历:“我之前一直觉得是蓝黑,直到早晨坐在马桶上,盯着浴霸看,突然看出白金了,关掉浴霸,五秒后又渐渐变回蓝黑了,之后就可以(在两种颜色间)切换了。”
“来自浴霸的光线改变了浴室中的观察条件,就像《连线》杂志的分析中改变白平衡一样。”马可尼评论说。
不过,这种解释中存在一个问题:如果仅仅是白平衡的原因,那么在调节白平衡时,黑色为什么不是变成灰色,而是变成金色?
马可尼的助手马克斯·多尔夫曼(Max Dorfman)发现的一个细节解决了这个问题。多尔夫曼在裙子制造商的网站上,看到商家提供了一种放大图片的功能,当鼠标移到的裙子的图片上时,相应的部分会被一个半透明的滤镜覆盖(虚拟的放大镜)。透过这个半透明滤镜看过去,裙子就像是白/金色了。此时是不存在环境光变化这个因素的。
这让马可尼意识到,当黑色被蓝色环绕的时候,人脑是有可能产生金色错觉的。“从神经科学的角度来说,这说明我们的大脑的确把并不存在的金色给认出来了,这也就是色彩恒常性。”马可尼在他的博客中写道。
所以,马可尼告诉南方周末记者,他的结论是,“既有色彩恒常性的因素在起作用,也有图像显示的因素在起作用”。
马可尼对白平衡和显示器差异的强调在网络上引起不少人的质疑。这些人表示,他们用同样的显示设备、在相同的环境下给不同的人看相同的照片,人们报告的颜色是不同的。
对此,马可尼说:“人们的差异可能是由观测条件造成的,但先验概率(criterion)也起到作用。如果你控制好先验概率,我不相信观察者的个体差异能够造成蓝黑和白金这种差别。”
马可尼所说的“先验概率”,指的是观察者的预设信念,它可以强烈影响到一个人的知觉判断。比如你是贾斯汀·比伯的粉丝,你在看图片前可能就受到他的说法的影响。或者你是站在蓝天下看手机,你可能就会将照片的环境光预设为蓝色。诸如此类。
“没有任何轶事证据是足以得出一个知觉过程的结论的。这就是为什么视觉神经科学会存在;不然的话,我们靠常识就够了。”马可尼回应说。即便是专业的科学家,也常常会控制不好先验概率。在他不久前的一项研究中,马可尼就发现视觉神经科学的研究者们分歧了一个多世纪的问题,就是因为实验设计存在缺陷造成的。
马可尼认为,如果有一种办法能够将人们的先验概率控制好,让人们完全不知道自己要回答的是什么问题,那么你会发现,视错觉仍然存在,但大部分人报告的颜色都会是相同的了。相反,不太可能的情形是:地球上存在两类人,一类癖好蓝色和黑色,一类癖好白色和金色。