黑底“白洞”，和部分其他颜色背景之上的“白洞”（图片来源：原论文）


而当研究团队把白色背景的“黑洞”图片进行反色处理，变成黑色背景的“白洞”后，再让人们来凝视它，被试者的瞳孔就不再是逐渐放大，而是缩小——这次大脑可能以为，人正在朝着一个明亮的环境走过去。



大脑为什么会产生误解


科学家认为，人们之所以产生这样的错觉，是因为大脑会自动预测光照条件即将发生怎样的变化。


参与这项研究的布鲁诺·朗教授说，当黑色的椭圆形旁边出现逐渐变淡的阴影，很可能让人想起了一些熟悉的场景，比如从白天走进一条隧道或是一处山洞。在这样的情况下，大脑可以预测出下一刻环境会变得更暗，然后提前扩大瞳孔，作为一种补偿机制。


而我们利用的预测工具叫“光流”（optic flow），指的是空间运动的物体在观察平面上，像素运动的瞬时速度。举个例子，假如有人拿着相机，在按下快门的瞬间往前迈一大步，我们会从他静止的照片里看出“动态”，这种动态便是由各个像素点的“瞬时速度”共同组成的。


从一张静态图中，可以看出动态，因为每个像素点都表现出瞬时速度（图片来源：MPIN/Schorner）


这个概念，最早是由一位名叫詹姆斯·吉布森（James J. Gibson）的心理学家，在上个世纪40年代提出。在自然界，许多动物都有可能利用“光流”，来判断自己与环境之间的相对运动关系，从而做出有利的决策，避免冲撞等危险状况，帮助自己生存下去。


到了21世纪的今天，甚至有不少机器学习研究者，利用光流来开发AI算法，让它们补全一些视频里被遮挡的信息，例如水印（或马赛克）后面的内容；或者把某个事物从影片里抠掉，露出背景。


图片来源：Gao et al., 2020


而对人类来说，假如大脑为“黑洞”图像计算出的光流，与坐车进入隧道时脑海里计算出的光流相近，也比较合理。很大程度上，这并不是bug（漏洞），而是feature（特征），是我们在漫长的演化历程当中保留下来的、有益生存的一项技能。


可能只有在面对精心设计的视错觉图的时候，我们才会感慨大脑为何这样容易被骗。所以，要怪就就怪那些有才华的研究者。比如“不断扩大的黑洞”，是一位叫做北冈明佳的学者设计的图像。他是日本立命馆大学的心理学教授，也是这项新研究的作者之一。


除此之外，他还创作过一幅更有名的作品，就是“旋转的蛇”视错觉图。当然，这也不是一张动图。



看久了可能会上瘾。