是什么欺骗了我们的眼睛？

何怡

我们所看到的世界，是不是真实的世界呢？这个问题长久以来，似乎一直以一个哲学命题存在。我们所看到的世界，当然不能说是唯一的、真实的世界，而是取决于诸多因素，包括人类眼睛的结构、视觉回路，每个人不同的经验与对世界的认识，观察者的感情、偏见等等。人类的视觉，到“认知”世界的过程，又分为感觉（Sensation）和感知（Perception）两个部分。物体的影像经过晶状体投射到视网膜上，成的是倒像，而能处理色彩信息的视锥细胞一共只有三种，却能根据不同视锥细胞被激活的信号强度，通过神经传导，在大脑之中解析为五彩缤纷的世界，这“感觉”之后的世界。在浩瀚大脑之中，将倒像处理为我们知道且熟悉的那个世界的，便是不可或缺的“感知”过程。

人类对于世界的认识，来自于不同的感官，在各种感觉之中，视觉占据了最大的优势，所以大家都说“眼见为实”。但是眼见的是否为实呢？魔术师们利用视觉错觉和镜子，电影利用光影谜局和特效，让我们相信我们所见的即为真实。在感觉之上，将各种感觉信号组织起来，“翻译”成我们能理解的语言，以此来理解外界环境并与外界环境交互的过程，便是感知。可以说，我们从生到死的每一个清醒的时刻，都由感知过程组成。组成我们人生画卷的一幕幕场景，都由我们的感知所绘制。在每一个时刻，它根据我们当时的知识、记忆与情绪，绘制出或色彩绚丽或颜色黯淡的场景。万事万物不停地变迁，所以我们从不可能踏入同一条河。而即使这条河完全不变，不同时刻的我们，千差万别的我们，看到的河也并不相同。这便是感知的作用。感知包括自下而上的过程，是收集与汇总感觉信号的过程，也包括自上而下的过程，这个过程整合了我们过去的记忆、知识、对环境的理解。这个自上而下的过程，一方面方便了我们对外界事物的认知；另一方面，也造成了种种对于外界事物的错误认知，这些错误认知，便是视觉错觉的由来。

错觉的种类

错觉有很多种，不仅有视觉错觉，也有听觉与触觉错觉。而视觉错觉之中，又有由于人类的生理因素造成的错觉和认知过程带来的错觉。其中认知错觉（Cognitive illusions）最为有趣，因为它们来自于我们对这个世界所作的假设。这个概念最早是由德国著名的心理学家、生理学家荷姆霍兹（Hermann Helmholtz）提出的，叫作下意识的推断（Unconscious inference）。在日常生活之中，我们会经常无意识地对环境与外界事物作出各式各样的假设。这些假设来自于我们对于这个世界的一般性认识和知识，比如，阴影的部分应该黑于明亮的部分，闭合的线条应该可以组成一个能够理解的物体，近大远小，等等。这些假设在大多数时候可以方便我们对环境的观察，但是有些时候也正是它们造成了错觉。视觉错觉的例子有很多很多，各种各样的错觉可以粗略分为几种，下面找几个有趣的例子来分享一下。

一、似是而非的图形（Ambiguous image）

这一类例子里最有名的大概就是鸭兔错觉了，这张图既可以看成鸭子又可以看成兔子，是创作者将两种动物的特征融合在一张图中故意布下的陷阱。后来的艺术家们使用这种图形也是得心应手，比如说埃舍尔的画里就经常出现这样一个图形两种解释的情形。另一个例子是著名的鲁宾花瓶（Rubin vase），是由丹麦心理学家鲁宾（Edgar Rubin）在一九一五年创造的，这个图形既可以将背景看成两张相对的侧脸，也可以将主体看成一只花瓶。在处理外界芜杂的信息时，我们一般会下意识地寻找一个“主体”，而其他东西被当作“背景”。主体一般是由封闭的线条组成的一个有意义的轮廓，如此处的花瓶，剩下的线条则被处理为背景，而一旦背景的线条也可以组成一个有意义的物体，比如此处的侧脸，我们便可以同时认知到两种不同的主体—花瓶与侧脸。

二、几何视觉错觉（Geometrical-optical illusions）

这一类的错觉一般是几何图形在感知过程中被扭曲了大小或长短。比如Müller-Lyer错觉，这个视觉错觉是由德国社会学家在一八八九年创造的。图上的三条线似乎是中间的最长，而最上的线条最短，其实三条线是一样长的。“中间的线条更长”这个错觉是由于两端的箭头造成的。向内的箭头造成了视觉上的伸缩性，而向外的箭头造成了延展性，使同样长的线条显得更长。说起来Müller-Lyer错觉有个有趣的现实例子，比如说女孩子穿的裙子，如果是上窄下宽的鱼尾裙，看起来会比穿着上宽下窄的束身裙显得腿部修长，这大概也是视觉延展性的作用。

类似的例子还有Ponzo错觉，图上两段完全相等长度的线条，上面那条看起来却比下面那条长一些。这也是因为创作者故意加进了背景中的铁轨。因为透视效果，铁轨上的枕木是越远显得越小的。由于铁轨背景的加入，我们根据平时的经验，自动“更正”了线条的长短，认为“远处”的线条其实更长，这也是背景或者说上下文的重要性。

其实在现实生活中，很多地方都会用到这种视觉错觉。记得当时去洛杉矶的环球影城参观好莱坞拍片的片场，有一处布景是旧金山街景，楼房其实都是假楼。当时导游就说，看这些楼上的窗户，你会发现高处的窗户都会比低处的窗户略短一点，这样根据透视效果，你会觉得它们离你更远一些，这样你也会自动“更正”这个窗户离你的距离（是不是就是Ponzo错觉的反向应用？），因此会觉得这幢楼比实际上高。如此道具假楼看上去就更接近真实的高楼而又节省了材料。类似的应用在电影和主题公园中很多，也叫强制性透视（Forced perspective），比如各处迪斯尼乐园的城堡也是使用了同样的错觉，使得它们看起来更高。

Ebbinghaus错觉是十九世纪的德国心理学家Ebbinghaus创造出来的。图中左侧中心的圆形实际上与右侧中心的圆形是一样大小的，创造者也是利用了背景中的暗示造成了对主体大小认知的错觉。在现实生活包括广告中，这样使用对比或者说参照物来影响我们认知的例子也不少，本身不高的人与一群较为矮小的人站在一起，会显得很高大，而至今我还记得在周星驰的《唐伯虎点秋香》里，秋香的美是怎样被一群男扮女装的“丑女”衬托出来的。背景的作用在视觉感知之中至为重要，不仅如此，说远一点，背景的添加在我们产生对他人的第一印象以及理解他人意图的时候也至关重要，像在画作或者电影之中，就经常使用不同背景环境烘托氛围。

三、自相矛盾的图形（Paradox illusions）

这一类不可能图形大概也是在埃舍尔的画里最常见了。它们一般都是在现实的3D世界中不可能存在的图形。比如图中这个Penrose三角形。这一类图形通常都是在2D的平面世界里实现3D空间之中不可能存在的物体。这一类“无法存在于现实世界”的物体引起了很多艺术家的兴趣，下文会提到埃舍尔画中的楼梯与瀑布，都是这样的不可能图形。

四、错觉轮廓（Illusory contours）

与不可能的图形形成对比的，是错觉轮廓。不可能的图形是我们明明看到了轮廓与线条，却明确地知道它们不可能存在于现实中。而错觉轮廓是分明并不存在明确的边缘或线条，但我们却“看”到了一个图形的存在。错觉轮廓在早期的艺术作品中便存在，一九七六年，Kanizsa在他的文章中创造了Kanizsa三角形。如图可见，利用三个锐角和三个扇形，我们便“看”到了一个白色倒立三角形的存在。其实所有这些错觉，都是我们“脑补”的结果。我们习惯于在现实世界中看到完整的物体，而不是碎片，因此与其将Kanizsa三角形看作一些分散的线条和扇形，我们更加习惯于将它看成一个倒立的白色三角形，正好遮住了其他图形。毕竟在现实生活中，我们更经常看到的是后者—一件东西重叠堆放在其他东西上。

这里就要讲到格式塔（Gestalt）心理学家了，Gestalt是德国一个心理学流派，在德语之中是形状、形式的意思，我们一般称他们完形心理学家。他们认为，人类倾向于将一些零散的元素认知成一个个整体或完形，整体高于部分。从进化上来说，正是这种能力使我们得以从芜杂的外界信息中，提取出有意义的信息。

感知的一致性

我们每天看到大量运动的物体，而这些运动物体离我们远一些视觉上就变小了，但是我们并不会因此而认为这件东西变小了，而是明确地知道它只是离我们远了。这便是一致性。

同样的道理，我们对色彩与明亮度也有一致性假设。同一条裙子，在不同光照条件下，颜色和明亮程度都有不同，而我们并不会认为这条裙子变色了，而是根据经验，将视觉信号传递来的原本不同的颜色，按照颜色的一致性原则自动修正，因此我们看到的还是同一条裙子。前一阵微博上疯传的那条有些人看成蓝黑有些人看成白金的裙子，其实就是因为不同人对阴影下颜色的自我修正程度不同。

如图这个棋盘错觉，看上去A格比B格更加暗一些。实际上如果单独提取出来，A与B是完全一样的灰色。这个错觉产生的原因就在于圆柱体投下的阴影。因为一致性原则，我们的大脑倾向于认为在阴影中的物体“实际”上会比不在阴影中的物体更明亮一些，因此我们将与A格同样灰度的B格在我们的脑海里调亮了一些。棋盘错觉与Ponzo错觉一样，创作者利用了我们大脑的“自动更正”，设置了一些背景或者说暗示（cue），令我们产生了错觉。

当然感知的一致性绝对是对我们的生存有好处的，只有在少数情况下，会产生错觉。大多数物体并不会因为光照条件或者离我们的远近而改变，这种恒定性令我们得以从不断变动的外界世界提取出有用的信息，而不是时刻生活在恐慌中—怎么身边的东西在不停地变换颜色和大小。

关于面孔的错觉

对人类面孔的认知是我们认知过程中非常重要且特别的一环。不同于其他的物体，人类的脸对于我们有特殊的社会意义，能够辨别别人的面孔，认出熟悉的人，以及通过他们的面部表情判断他们的意图与情绪，对于我们的社会交往十分重要。因为人类的面孔如此特殊，我们对面孔的认知也十分特殊。通过脑电图（EEG）发现，在人类面孔呈现后仅仅一百七十毫秒的时间内，大脑就可以迅速探察出面孔的呈现，在事件相关电位（ERP）中，有一个标志性地显示出大脑探察到面孔的电位（N170）。而也有研究认为，大脑中的颞叶（Temporal lobe）有一个区域是专门负责处理人类面孔的，这个区域被称为梭状回面孔区（Fusiform face area），功能性脑成像（fMRI）研究发现，这一脑区在处理人类面孔时脑活动显著高于处理其他类别的物体。当然也有不同意见认为这个脑区主要负责的是分类（Categorization），而不仅仅是处理面孔信息。总之，正因为我们的面孔是如此的特殊而又重要，由面孔所带来的错觉也特别有意思。

试想一下，表情符号“?”，很多时候我们并没有意识到，用多么简单的线条替代面孔特征，我们仍然可以将它辨认为一张脸。其实面孔也是格式塔的一种，因为它传递如此重要的信息，我们将它们当作一种完形，有一位意大利文艺复兴时期的艺术家朱塞佩·阿尔钦博托（Giuseppe Arcimboldo）最喜欢用水果蔬菜等物体拼成一张人脸，我们看到绘画的第一眼，并不是看到了一些水果堆放在一起，而是一张由水果组成的人脸，这也是格式塔的作用。

人类的面孔还有一处特殊的地方，就是它永远是突出的。这也造成了另外一个错觉，叫作凹陷面孔错觉（Hollow face illusion）。如图所示，这张面孔或者说面具实际上是凹陷进去的，但是我们看起来它却像正常的面孔一样是凸面。这也是我们的经验和“自上而下”处理过程在起作用，现实中我们从未见过凹陷的面孔，因此我们的大脑也自动将凹陷的面具上的光影效果经过特殊处理理解成凸起的面孔。我们以前上课的时候，教授就曾经带来这样一个凹陷面孔的模型，看上去完全是凸起的，但是直到转换角度，或者你摸到它，才发现它其实是凹陷的（感觉挺可怕的）。

关于面孔还有一个挺有名的错觉或者说效应，叫撒切尔效应（Thatcher effect）。在这张有名的图里，可以看到当面孔倒置时，图上左和右的撒切尔似乎没什么区别，可是当面孔正过来的时候，图下左很清楚地能看出撒切尔的眼睛和嘴被倒置了。这也是因为我们习惯于处理正立的面孔，但面孔倒置时，我们丧失了这种整体处理能力，以至于连眼睛和嘴被反过来了都发现不了。这大概也跟进化中的学习有关，毕竟在现实生活中，我们极少看到倒立的脸。

艺术中的错觉

错觉是如此的有趣，以至于很多艺术家都沉迷于利用错觉进行创作。让我们来看看艺术家们是如何应用视觉错觉进行创作和“欺骗”我们的眼睛的吧。

首先自然要讲到埃舍尔（M. C. Escher），他的整个创作过程简直就是一场错觉的展示。埃舍尔是上世纪的荷兰艺术家，作品以木版、石版与铜版画为主。他十分热爱创作和描绘不可能的图形以及无限循环。比如他的《天空与水》描绘的是从图上部的天鹅渐渐过渡到图下部的鱼的过程，天鹅之间的空隙，慢慢由背景变成了主体的鱼，而天鹅则渐变为鱼之后的背景。这种背景与主体的转换不禁让人想起鲁宾花瓶。埃舍尔还喜欢创作不可能之场景，比如在《相对性》（Relativity）这张画中，地心引力似乎不再存在，人们生活在不同的平面上，各自遵循自己的重力规则，十六个人物分别存在于三个垂直的重力系统内。最近去看了《博物馆之夜3》，为了看看罗宾·威廉姆斯最后的银幕形象，这一次主角与纽约自然历史博物馆的同伴们（同时也是展品们）一起去了大英博物馆，里面有个有趣的情节，就是主角与骑士兰斯洛特一起掉进了埃舍尔的这幅画，因为重力系统不同，在无尽的自相矛盾的空间和台阶上追赶，从楼梯上跌下虚空又从头上的天空掉回来—十分好玩，一旦进入埃舍尔的画，一定像走进了世界上最不可思议的迷宫。同样的，一九六一年的作品《瀑布》也描绘了不可能的图形，仔细看来，瀑布的流向完全是自相矛盾的。埃舍尔一直以来潜心于表达的正是这种对透视的诘问，他所探求的正是将三维空间描绘于二维平面时所能造成的各种可能性，这种可能性正体现了艺术家的创造力与想象力。如果足够了解艺术史的话，你会发现比起精确地描绘现实，很多艺术家更喜欢描绘不可能的世界，包括神话中的世界，以及不可能到达甚至不可能在现实中存在的世界。这种对不可能世界的追求正是艺术的吸引力之一。

另外一位热爱使用错觉的艺术家是西班牙超现实主义画家萨尔瓦多·达利。达利非常喜欢使用似是而非的图形，也就是将不同的主体“组装”成为新的主体，使得在一幅作品中，我们能看到作为部件的主体，也能看到它们所组合而成的“主体”。而这部分与整体的主体大多时候代表对立的概念，如青春与死亡，体现出艺术家苦心孤诣想要制造出的矛盾感。比如这张著名而充满争议的照片《撩人的死亡》（In Voluptas Mors），达利本人和七个裸女组成的骷髅出现在一起，造成一种肉感而又恐怖的画面。一面是炽热的情欲，一面是冰冷的死感，丰腴的肉体也终将衰败，走上永恒的死亡，艺术家很好地在这幅照片里体现了这样的对立与矛盾。达利的其他很多画作里也出现了类似的图画之中叠着图画，有时是维纳斯像组成了斗牛士的脸，或者纳雪瑟思的倒影其实是一只手拿着鸡蛋（据说鸡蛋也象征欲望），大多数时候是一些物体组成了一张脸，比如这张《在海滩上脸与果盘的幻影》（Apparition of face and fruit dish on a beach），就是装着水果的高脚杯与背景组成了一张脸的轮廓。在热爱象征的达利画笔下，一件物体从来都不是单纯的物体，而是隐含着多种涵义，当一幅画中隐含着更多的物体，物体又组成新的主体，它所蕴含的象征就更加复杂，这些象征可能代表着时间、记忆、欲望、衰败、恐惧、爱等等。同样而言，比起探究现实世界，达利更加热爱探究人类幽深的内心—没有疆界的思想，无法抑制的欲望，漫长迂回的记忆，蓬勃生长的爱与蔓延而生的恐惧。

另外想讲的是福田繁雄（Shigeo Fukuda），他是日本的装置与视觉艺术家。第一次看到他的作品时觉得十分震惊，甚至怀疑自己的眼睛。他善于利用视觉错觉，将凌乱的零件重新组合，而从某一个特定角度看，似乎是一件完整的物体，可以说，他是“欺骗”人眼睛的大师。如他在一九八四年创作的这件装置作品《地下钢琴》，打碎的钢琴碎片在镜子之中以特定的角度来看，则是一架完整的钢琴，这也是利用了三维物体在二维空间投射之时，我们只能依靠片断的细节组成图像，反向使用透视原理，在一个恰好的角度，如同垃圾的钢琴碎片在镜中的投影使我们产生了完整钢琴的错觉。他还有很多阴影雕塑（Shadow sculpture），与钢琴相似的作品还有《戴着头盔的午餐》（Lunch with a helmet on），艺术家使用八百四十八把餐刀、叉子和勺子创造了这件作品，看起来是一堆凌乱的废铁，以恰好的角度打光，投影在地上却是一辆摩托车。如果不看上面的刀叉只看倒影，一定会以为影子的主体就是一辆摩托车。

其他的热爱使用视觉错觉的艺术家还有很多，如在《下楼的裸女》之中以一连串几何图案描绘运动中的人物的杜尚（Marcel Duchamp），还有之前说过的热爱使用水果蔬菜等物体组成人物肖像的朱塞佩·阿尔钦博托，他有一幅著名的《鲁道夫二世肖像》，细看之下可以找到葡萄、梨子、樱桃、洋葱、豆子和各种花朵，十分有趣。艺术家们沉迷于视觉错觉，一是因为它们有趣，可以欺骗我们的眼睛，另一个原因也是他们得以在作品之中隐藏更多的图像，从而表达隐含的意义。使用视觉错觉，他们得以不断打破我们感知的疆界，将不可能的世界呈现在作品之中，他们所探求的，正是在感觉之后，更加广大而浩瀚的我们脑海之中存在的世界。

被称为错觉的艺术家的，并不仅仅是画家和雕塑家。国外的街头艺术家在用粉笔作画，画出3D效果的人行道画，看起来如入奇幻世界。中国艺术家刘勃麟将自己当作画布，画上与背景完全一致的图案，得以“隐身”于背景之中，他尤其擅长使用一些中国标志性的场景（如古典建筑或者拆迁的街景），或者纷乱有趣的超市货架背景，来表达“隐身”之后的涵义。再比如最擅长欺骗我们眼睛的电影《指环王》系列中，为了让身材矮小的矮人和霍比特人与身材高大的人类和精灵站到一个舞台上去，就使用了各种背景道具以及变幻摄影机角度的花招。还有摄影师也擅长使用错觉造成种种奇幻效果。其实一般人在摄影中也热爱使用视觉效果，比如低角度广角镜拍摄可以令模特的腿变长，一方面因为广角畸变，另一方面因为近大远小。还有大家经常看到的借位摄影，恰好将比萨斜塔放在手中，或者远处的人推动近处一个巨大的可乐罐—这都是利用了透视产生的错觉。错觉在艺术与生活之中，其实无处不在，我们每个人都可能是错觉的艺术家。

是什么欺骗了我们的眼睛？

因此，到底是什么欺骗了我们的眼睛呢？应该说，正是我们的大脑与感知过程欺骗了我们的眼睛。我们需要依靠感知过程从芜杂的世界里找到有用的信息，从细节和线条中提取整体，在鸡尾酒会混乱的对话中，我们一下可以听到自己的名字，在广大的世界中，我们一眼可以认出自己所爱的人。这是我们赖以生存的能力。我们的感知作出了各式各样的假设，包括假设我们看到的应该是完整而有意义的物体，比如透视原则，比如感知一致性，比如假设连续播放的画面代表着运动，这些“脑补”与自动更正，使我们得以有效而连续地感知外部世界，同时经过人为的精妙设计，也导致了各种奇妙的错觉与幻觉。这些在日常生活之中看似毫不费力、我们一无所觉的过程，其实是何等的重要而又奇妙。我们在每一刻对这个世界的感知，都包含着我们之前全部的经验、知识、记忆与情感，因此，我们人生之中的每一个断面，就像树木的年轮一样，其实都蕴藏着我们之前全部的人生。我们每个人，都是自己过去的倒影，而我们同时也是其他所有人的倒影。在人类认知浩瀚的海洋之中，在感觉之后浩淼的内部世界，存在着无穷无尽未经探究的功能和机制，它们使我们得以存在、交流、生活，使我们每个人各不相同，每一刻都各不相同，它们帮助我们也欺骗我们，使我们的世界更加精彩奇妙。