Иллюзия эббингауза. Смотреть что такое "Иллюзия Эббингауза" в других словарях

Иллюзия Эббингауза (Эббингхауза) или круги Титченера - оптическая иллюзия восприятия относительных размеров. Самая известная версия этой иллюзии состоит в том, что два круга, идентичные по размерам, помещаются рядом, причём вокруг одного из них находятся круги большого размера, тогда как другой окружён мелкими кружками; при этом первый круг кажется меньше второго.

Иллюзия названа по имени открывшего её немецкого психолога Германа Эббингауза (1850-1909 гг.). В англоязычной среде она стала популярна благодаря опубликованному в 1901 году учебнику экспериментальной психологии Титченера; отсюда пошло другое название иллюзии - «круги Титченера» .

Хотя обычно считается, что этот обман зрения связан с восприятием размеров , недавно появилось мнение, что критическим фактором возникновения этой иллюзии является расстояние центрального круга от других кругов, окружающих его, и замкнутость кольца, что позволяет рассматривать иллюзию Эббингауза как разновидность иллюзии Дельбёфа. Если окружающие круги располагаются близко к центральному кругу, он кажется больше, и наоборот, если они находятся на большом расстоянии, центральный круг выглядит меньше. Очевидно, размер окаймляющих кругов определяет, насколько близко они могут находиться от центрального круга, приводя во многих исследованиях к путанице между двумя показателями (размеры и расстояние).

Иллюзия Эббингауза играет ключевую роль в современных научных спорах о существовании в зрительной коре двух отдельных потоков переработки информации, касающихся процессов восприятия (распознавания) и выполнения действий. Доказано, что иллюзия Эббингауза искажает восприятие размера, но когда субъект должен отреагировать на визуальный образ действием , таким как схватывание, размеры объекта воспринимаются без искажений. Тем не менее, относительно недавно появилась публикация, в которой утверждается, что оригинальные эксперименты были выполнены с большими погрешностями. В этих экспериментах стимулы ограничивали возможность ошибки при акте хватания, тем самым делая хватательный ответ более точным. К тому же, две версии стимула - визуально большая и малая - представлялись изолированно (то есть не было второго центрального круга, служащего для сравнения), в силу чего, по мнению В. Франца с соавторами, и были получены результаты, говорящие об отсутствии иллюзии . Авторы упомянутой публикации делают выводы, что иллюзия Эббингауза вносит искажения, независимо от конкретного канала (пути) обработки зрительной информации («распознавание » или «действие »).

В другой современной работе утверждается, что на восприимчивость к этой иллюзии, а также иллюзии Понцо, положительно воздействуют размеры первичной зрительной коры конкретного индивидуума.

Не верьте своим глазам: Путеводитель по оптическим иллюзиям

Попробуйте представить, что эволюция жизни на планете пошла другим путём и животные (в том числе и мы с вами) не смогли обзавестись таким чувством, как зрение. Не получается? Неудивительно - мы так привыкли полагаться на свои глаза, что даже не можем вообразить себе, каким бы был окружающий мир без оптической составляющей. При всей важности зрения, оно не так уж совершенно - скажем, некоторые сочетания сигналов способны «перехитрить» мозг (как известно, «видим» мы нейронами, а не глазами), заставив человека путаться в размерах предметов или угадывать «движение» в статическом изображении. Теперь, внимание! Сядьте поудобнее, «выключите» все чувства кроме зрения и сосредоточьтесь на экране - речь пойдёт об оптических иллюзиях .

Классические оптические иллюзии

История оптических иллюзий насчитывает не одну тысячу лет, ещё в 350 году до нашей эры Аристотель писал: «Нашим чувствам можно доверять, но их всё же легко обмануть». Великий мыслитель заметил, что если некоторое время смотреть на водопад, а затем перевести взгляд на неподвижный горный склон, может показаться, будто скалы движутся в направлении, противоположном потоку. Современные исследователи называют этот оптический феномен эффектом последействия движения или иллюзией водопада.

Когда мы наблюдаем за потоком воды, часть нейронов в нашем мозге адаптируется к однонаправленному перемещению световых сигналов, в результате, глядя после водопада на статический объект, мы некоторое время продолжаем «видеть» движение, только в обратном направлении.

Иллюзия восприятия относительных размеров

Иллюзия Эббингауза

В XIX-м веке началось активное изучение свойств восприятия и особенностей органов чувств человека. Именно тогда исследователями были разработаны оптические иллюзии, которые сейчас считаются классическими, в первую очередь - иллюзия Эббингауза.

Даже если вы не слишком интересуетесь историей психологии, она вам наверняка знакома, взгляните на рисунок. Вы, конечно, понимаете, что размеры оранжевых кругов одинаковы, так как видели такие иллюзии тысячу раз, но глаза по-прежнему вам врут - на доли секунды возникает ощущение, они всё-таки разные. Мозг человека определяет размеры предметов и изображений, исходя из величины смежных объектов и неизбежно попадает в ловушку - на фоне крупных чёрных кругов оранжевый кажется меньшим, чем рядом с маленькими кружками.

Иллюзия восприятия глубины

Итальянский психолог Марио Понцо в начале XX-го века одним из первых среди учёных продемонстрировал миру, что на восприятие размеров предметов влияют не только смежные объекты, но и глубина фона. Итальянец разработал классическую иллюзию, которая сейчас носит его имя.

Иллюзия Понцо выглядит очень просто - между двумя наклонными линиями расположены две одинаковые горизонтальные, при этом одна из них воспринимается, как более длинная. Наклонные линии создают перспективу, мозг полагает, что верхняя горизонтальная линия расположена «дальше», чем нижняя и делает поправку на «расстояние» - за счёт этого и возникает любопытный эффект.

«Волшебные» линии Мюллера-Лайера

Другая хрестоматийная оптическая иллюзия, которой более ста лет - иллюзия Мюллера-Лайера. Её суть также достаточно проста - на рисунке изображены линии со стрелками на концах, большей кажется та, что обрамлена «хвостами» стрел.

Учёные до сих пор спорят о механизме возникновения иллюзии, в настоящее время наиболее популярна следующая трактовка. Три сходящиеся линии мозг интерпретирует в качестве части трёхмерного объекта, при этом линии, образующие «остриё» воспринимаются как более близкий объект (скажем, угол здания при взгляде снаружи). «Хвостовые» стрелки в свою очередь, создают иллюзию удалённого объекта («угол комнаты»). Как и в случае с иллюзией Понцо, мозг «компенсирует расстояние» до объекта, в результате чего линии видятся разными.

Загадка Гельмгольца

Сюрпризы мозгу преподносят не только сходящиеся линии, но и параллельные вертикальные или горизонтальные. В конце XIX-го века немецкий физик и физиолог Герман фон Гельмгольц показал, что расчерченный горизонтальными линиями квадрат выглядит шире и ниже, чем точно такой же, но составленный из вертикальных линий.

Открытый Гельмгольцем феномен широко используется в производстве одежды, однако вопреки распространённому заблуждению, горизонтальные полоски на свитерах и платьях не «полнят», а строго наоборот - зрительно делают фигуру уже и выше. В модных глянцевых журнала часто встречаются советы вроде: «Носите одежду с вертикальными полосками, чтобы выглядеть стройнее», однако наука безжалостно это опровергает. Взгляните на иллюзию Гельмгольца и сами убедитесь в том, что эффект прямо противоположен.

Стоит отметить, что этот оптический обман изучен вдоль и поперёк, однако учёные пока не могут прийти к единому мнению о механизмах его возникновения.

Классические ранние иллюзии перевернули представления людей об окружающем мире - как оказалось, «верить своим глазам» можно далеко не всегда. Николас Уйэд, специалист по истории оптических иллюзий из университета Данди (Шотландия) уверен, что обманы зрения сыграли заметную роль в изучении свойств восприятия: «Создавая иллюзии, учёные осознали, что даже понимание механизма работы глаз не даёт целостного представления о природе зрения». Уэйд отмечает, что пионеры создания оптических иллюзий делали попытки объединить их одной общей теорией, однако они не увенчались успехом. Как позже обнаружилось, реакции человеческого мозга на оптические иллюзии гораздо сложнее и разнообразнее, чем виделось исследователям на рубеже XIX-го и XX-го столетий.

Иллюзии в XX-м веке

В «век войн и революций» человечество стало свидетелем множества прорывов в представлениях о природе оптических иллюзий. Достижения науки и техники дали специалистам возможность иначе взглянуть на проблему. Скажем, эксперименты Торстена Визеля и Дэвида Хьюбела доказали, что за восприятие различных зон зрительного поля отвечают разные нейроны - за это открытие исследователям в 1981-м году вручили Нобелевскую премию по медицине.

Чуть позже учёных за зрительные искажения взялись художники - в 1950-х годах появилось целое направление в искусстве, посвящённое оптическим иллюзиям, оно получило название оп-арт (от англ. optical art - «оптическое искусство»). Одним из основоположников оп-арта считается французский художник и скульптор Виктор Вазарели, его работы часто приводят в качестве ярких примеров оптических иллюзий.

Иллюзии нашего времени

В начале XXI-го века интерес к зрительным искажениям продолжает расти - появляются новые научные теории, с помощью которых учёные пытаются объяснить механизмы возникновения оптических иллюзий. Согласно одной из них, искажения происходят из-за того, что человеческий мозг постоянно «предсказывает» изображение, чтобы компенсировать задержку между самим событием и моментом его восприятия. Для примера - пока вы читаете эту статью, ваш мозг обрабатывает световые сигналы, поступающие от компьютерного монитора или экрана гаджета. На это требуется определённое время, поэтому вы в некотором роде видите не настоящее, а прошлое.

Нейробиолог Марк Чангизи полагает, что именно попытками мозга «предвидеть» картинку объясняются некоторые зрительные искажения.

Эксперименты Чангизи и его коллег из Калифорнийского технологического института показывают, что этой теории не противоречит ни одна из классических оптических иллюзий. В числе наиболее показательных примеров «предсказания» изображения мозгом Чангизи называет знаменитую иллюзию Геринга. Когда человек движется вперёд, видимые им объекты движутся по радиальным линиям, поэтому мозг склонен воспринимать подобные изображения как признак перемещения в пространстве. «Эти механизмы отлично работают в реальной жизни, но они же заставляют мозг ошибаться, когда человек видит радиальные линии и при этом остаётся на месте» - отмечает исследователь.

Куб Неккера и другие «капризы» мозга

Изобретение магнитно-резонансной томографии стало настоящим подарком для исследователей оптических иллюзий - наука наконец-то смогла хотя бы в общих чертах понять, что происходит в мозге человека при их восприятии. Так, изучая мозговую деятельность человека, глядящего на куб Неккера, учёные сделали вывод, что мозг неоднозначно воспринимает глубину изображения. Нейроны будто «спорят» между собой, какую картинку следует считать «истинной», в результате наблюдатель видит куб то в одном положении, то в другом.

Схожим образом дело обстоит и с другой известной оптической иллюзией - так называемой сеткой Германа. Взгляните на изображение - боковым зрением вы «видите» серые точки на пересечении белых линий, но стоит сфокусировать взгляд на одной «серой точке», как она тут же «исчезает». Согласно одному из наиболее популярных среди учёных объяснений этого явления, среди нейронов идёт непрерывная «борьба» за обработку тёмных и светлых участков изображения, что и заставляет человека «замечать» мерцающие точки.

Новейшие представления об иллюзиях

Благодаря современным методам исследований человечество знает, что за восприятие оттенков цвета, форм предметов и их перемещения в пространстве отвечают разные участки мозга, но каким образом мы получаем целостное изображение, во многом остаётся загадкой. Энтузиасты разрабатывают всё новые и новые способы обмануть зрение, переосмысливая и дополняя классические иллюзии. Глядя на них, мы прилежно «позволяем» собственному мозгу ввести нас в заблуждение, а в итоге появляется больше вопросов, чем ответов.

В наше время интерес к проблеме столь высок, что на протяжении вот уже десяти лет специалисты ежегодно проводят конкурс на лучшую оптическую иллюзию. Скажем, в 2014-м году эту награду получила динамичная иллюзия Эббингауза, которая гораздо убедительнее обманывает зрение, чем классический статичный вариант. По словам невролога Сюзанны Мартинес-Конде, входящей в состав жюри конкурса, за счёт постоянного изменения размеров смежных объектов эффект новой иллюзии в несколько раз сильнее, чем у неподвижного изображения, предложенного Германом Эббингаузом.

Мартинес-Конде признаёт, что большая часть современных исследований оптических иллюзий основывается на работе, проделанной учёными XIX-го века. Скажем, Герман Гельмгольц первым понял, что человеческие глаза постоянно совершают быстрые согласованные движения, так называемые саккады. Чтобы понять о чём речь, закройте один глаз и слегка надавите пальцем на нижнее веко другого - «картинка», которую видит ваш мозг тут же придёт в движение. В обычной жизни мы не замечаем этих микроскопических «подёргиваний», потому что мозг давным-давно научился сглаживать изображение, но когда он сталкивается с непривычной ситуацией (механическое воздействие на глазное яблоко), саккады проявляют себя во всей красе.

По мнению Сюзанны, именно саккады играют ключевую роль в знаменитой иллюзии «Вращающиеся змеи», которую разработал японский психиатр Акиоши Китаока. В ходе экспериментов со «Змеями» Мартинес-Конде и её коллеги выяснили, что при взгляде на иллюзию активизируются те же нейроны, что и при взгляде из окна быстро движущегося поезда, когда кажется, что пейзаж «едет мимо», а не наоборот. При этом, если с помощью некоторых ухищрений заставить наблюдателя прекратить саккады, иллюзия исчезает.

Два оранжевых круга имеют совершенно одинаковые размеры; тем не менее, левый круг кажется меньше.

Иллюзия названа по имени открывшего её немецкого психолога Германа Эббингауза (1850-1909). В англоязычной среде она стала популярна благодаря опубликованному в 1901 году учебнику экспериментальной психологии Титченера; отсюда пошло другое название иллюзии - «круги Титченера» .

Хотя обычно считается, что этот обман зрения связан с восприятием размеров , недавно появилось мнение, что критическим фактором возникновения этой иллюзии является расстояние центрального круга от других кругов, окружающих его, и замкнутость кольца, что позволяет рассматривать иллюзию Эббингауза как разновидность иллюзии Дельбёфа (англ. Delboeuf illusion ). Если окружающие круги располагаются близко к центральному кругу, он кажется больше, и наоборот, если они находятся на большом расстоянии, центральный круг выглядит меньше. Очевидно, размер окаймляющих кругов определяет, насколько близко они могут находиться от центрального круга, приводя во многих исследованиях к путанице между двумя показателями (размеры и расстояние).

Иллюзия Эббингауза играет ключевую роль в современных научных спорах о существовании в зрительной коре двух отдельных потоков переработки информации, касающихся процессов восприятия (распознавания) и выполнения действий (более детально см. Two Streams hypothesis (англ.)). Доказано, что иллюзия Эббингауза искажает восприятие размера, но когда субъект должен отреагировать на визуальный образ действием , таким как схватывание, размеры объекта воспринимаются без искажений. Тем не менее, относительно недавно появилась публикация, в которой утверждается, что оригинальные эксперименты были выполнены с большими погрешностями. В этих экспериментах стимулы ограничивали возможность ошибки при акте хватания, тем самым делая хватательный ответ более точным. К тому же, две версии стимула - визуально большая и малая - представлялись изолированно (то есть не было второго центрального круга, служащего для сравнения), в силу чего, по мнению В. Франца с соавторами, и были получены результаты, говорящие об отсутствии иллюзии . Авторы упомянутой публикации делают выводы, что иллюзия Эббингауза вносит искажения, независимо от конкретного канала (пути) обработки зрительной информации («распознавание » или «действие »).

Большинство из нас знакомы с феноменом оптических иллюзий благодаря развлекательным сайтам, научно-популярным книгам и творчеству художников, например, гравюрам знаменитого Маурица Эшера. Но оптические иллюзии способны не только удивлять - они помогают ученым лучше понять, как наше чувственное восприятие окружающего мира соотносится с объективной физической реальностью. Американская организация Neural Correlate Society способствует подобным научным исследованиям: каждый год она проводит конкурс, куда каждый желающий может отправить открытый им оптический обман с иллюстрацией и небольшим описанием. T&P выбрали пять иллюзий - победителей разных лет из опубликованных на сайте конкурса и описали их действие.

Механизмы, ответственные за возникновение оптических иллюзий, располагаются в разных частях нервной системы человека: от сетчатой оболочки глаза до зрительной зоны коры головного мозга. Изображение, попадающее на сетчатку, содержит в себе огромное количество информации, и далеко не вся она передается в мозг. Пусть цифры говорят сами за себя: в сетчатке находится в среднем 125 миллионов фоторецепторов и в сотню раз меньшее количество ганглионарных клеток, генерирующих нервные импульсы. Нашему мозгу приходится использовать абстрактные модели, чтобы дополнить и собрать воедино разрозненные фрагменты поступающей визуальной информации. Иногда он справляется с этой задачей слишком успешно: формирует ощущение цельности там, где его нет - другими словами, создает оптическую иллюзию. На примере нескольких из них мы покажем, как именно наш мозг вводит нас в заблуждение.

Иллюзия «невозможного движения»

Кажется, что деревянные шары в этом видеоролике катятся вверх по уклону, как если бы их притягивали магнитом. Их поведение необъяснимо, так как противоречит законам физики. Изображение не является компьютерной 3D-моделью, просто расположение желобов воспринимается наблюдателем «наоборот» - таким образом, что нисходящее движение объектов по ним принимается за восходящее. Примечательно, что иллюзия, созданная Кокичи Сугихара из японского Meiji Institute for Advanced Study of Mathematical Sciences, использует материальные трехмерные объекты и физическое движение вместо обычного двухмерного изображения. В данном случае обманчивый эффект достигается с помощью выстраивания определенной перспективы: очевидно, что если бы мы смотрели на эту конструкцию под любым другим углом, то иллюзия не сработала бы. По тем же законам работает материальная модель треугольника Пенроуза или «невозможного треугольника», которую придумали молодые ученые-энтузиасты. Правда, чтобы обмануться, нужно будет приложить усилие, ведь иллюзия будет работать «правильно», только если смотреть на нее с определенной точки.

Иллюзия «вращающейся маски»

Смотрим ли мы на выгнутую или вогнутую сторону маски, мы не можем визуально отличить одну от другой и всегда будем воспринимать каждую из них как лицо. Как уже говорилось, все, что мы видим, - это результат электрических сигналов, передающихся от глаза к мозгу по зрительному нерву. Именно мозг обрабатывает эти сигналы и конструирует определенное изображение, которое может воспринять наше сознание. Более того, нейробиологи считают, что в нашем мозгу есть определенные зоны, отвечающие за распознавание лиц. Из нашего опыта мы знаем, что лица выпуклы, и мозг выдает соответствующее нашим ожиданиям и сложившимся моделям изображение. Привычка так сильна, что игнорируется даже трехмерная модель реальности, которая создается нашим стереоскопическим зрением. Интересно, что люди, страдающие от шизофрении, не могут обмануться и способны визуально распознавать вогнутую сторону маски. Необработанная визуальная информация в их случае не «переписывается» высшими когнитивными процессами, происходящими в мозгу. Некоторые психологи считают, что подобная дисфункция в обработке сигналов (когда чувственное восприятие доминирует над сознанием) усиливает у больных ощущение диссоциации с реальностью.

Иллюзия «падающей башни»

Несмотря на кажущуюся простоту, эффект этой иллюзии впервые был описан в 2007 году учеными канадского Университета МакГилла. Два изображения Пизанской башни идентичны, однако у наблюдателя возникает стойкое ощущение, что наклон правой башни больше, как если бы она была сфотографирована с другого угла. Дело в том, что расположенные рядом фотографии воспринимаются нами как одно изображение. Обычно из-за законов перспективы, учитываемых нашей зрительной системой, контуры двух расположенных рядом башен стремятся к одной точке по мере их удаления из поля зрения. Но в случае, если их контуры параллельны, наш мозг предполагает, что башни должны расходиться в разные стороны. Главным открытием ученых стал тот факт, что наша визуальная система трактует два одинаковых изображения как единый пейзаж: как бы мы не старались воспринимать их отдельно, мы всегда будем видеть «Пизанские башни-близнецы», чья перспектива может быть объяснена только тем, что наклон одной из башен гораздо больше.

Динамический эффект Эббингауза

Геометрическая иллюзия Эббингауза возможна благодаря нашему восприятию отношений между размерами объектов. Человек среднего роста будет казаться выше или ниже в зависимости от того, будет он стоять рядом с профессиональным баскетболистом или с хоббитом. Так и центральный круг будет казаться больше или меньше в зависимости от размера окружающих его объектов. Этот феномен можно объяснить следующим образом: наше восприятие подстраивается под определенное отношение между объектом и его окружением и извлекает из него некий критерий, который затем переносится на новую ситуацию. Для простоты это можно сравнить с восприятием звуков: если ваш ноутбук вдруг перестанет гудеть, вы мгновенно осознаете наступившую в комнате тишину, хотя до этого могли и не обращать внимания на издаваемый им шум. В классической иллюзии Эббингауза объекты статичны, но оказалось, что визуальный эффект значительно усиливается в динамике: согласно ученым Университета Невады, авторам иллюзии, погрешность в восприятии размера увеличивается почти вдвое.

Мультисенсорная иллюзия «исчезающей руки»

Эта иллюзия, изначально задуманная учеными Ноттингемского Университета как симуляция потери чувствительности у переживших инсульт пациентов, использует зрение, осязание и чувство положения тела. Участник эксперимента не замечает, как постепенно изменяется его восприятие положения собственных рук: после специальных манипуляций, запрограммированных учеными, руки оказываются гораздо дальше друг от друга, чем кажется испытуемому. Когда правая рука исчезает с экрана, он тянется к ней своей левой рукой, но все, что он находит, это пустой стол. Сочетание потери видимости и физического контакта со своей рукой создает полную иллюзию ее отсутствия. Подобные эксперименты доказывают, что ошибки восприятия могут происходить не только при просмотре оптических иллюзий - весь наш аппарат рецепции и интерпретации реальности сильно ограничен абстрактными моделями, выработанными нашим мозгом в процессе эволюции. Мы не знаем, как на самом деле выглядит и звучит реальность, мы не знаем точно, какова она на ощупь, нас легко ввести в заблуждение, но именно благодаря научным исследованиям мы сможем приблизиться к наиболее полному восприятию окружающего мира.