視覺錯覺提醒我們,我們不是現實的被動解碼器,而是主動的闡釋者。我們的眼睛從環境中獲取信息,但是我們的大腦會欺騙我們。感知並不總是與現實相符。幾十年來,科學家們一直在利用錯覺來探索人類視覺感知背後的心理和認知過程。最近,越來越多的證據表明,許多動物可以感知並產生一系列的視覺錯覺。
了解這些錯覺在不同大腦中產生的位置,不僅可以幫助我們了解我們如何感知世界,也可以幫助我們了解其他動物如何感知他們的世界。
例如,在8月份發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中,耶魯大學的研究人員表明,果蠅和人類一樣,也可以被視覺愚弄。此外,通過追蹤和操縱果蠅大腦中視覺處理區域的神經元,他們能夠確定錯覺是由不同類型的動作探測神經元作用的微小失衡造成的。
根據耶魯大學分子、細胞和發育生物學教授達蒙·克拉克的研究,當人類和其他物種看到虛幻的運動時,同樣的神經機制也可能在起作用。
「蒼蠅和人類的共同祖先生活在5億年前,但這兩個物種在感知運動方面已經進化出相似的機制,」克拉克說。「理解這些共同的機制可以幫助我們更全面地理解人類的視覺系統。」有大量的例子表明,許多動物不僅能感知和人類一樣的錯覺,它們也能創造和使用錯覺來欺騙他人。
不僅是果蠅和人類——研究表明,猴子、貓和魚都能被視覺欺騙。
一些研究人員正在研究虛幻的動作是否可以用來豐富動物園動物的生活。2019年,義大利研究人員向圈養的獅子展示了旋轉的蛇幻覺。三分之二的獅子與這個幻象互動,仿佛它在移動獵物,撕咬並拖著獵物在他們的圍欄周圍遊動。
研究人員說,他們想在更多的圈養動物身上進行試驗,看看幻想是否有助於減輕壓力,提高它們的幸福感。
每年春天在澳大利亞,雄性大園丁鳥都會建造和維護一種叫做「涼亭」的結構,以吸引雌性。涼亭由茅草和小樹枝搭建而成,雄性用骨頭、貝殼和石頭裝飾涼亭。當一個潛在的配偶進入涼亭時,雄性就會一個接一個地向雌性展示他的物品。雌性在選擇配偶之前會先拜訪幾個涼亭,然後根據它的涼亭的吸引力來選擇配偶。
雄性園丁鳥對特殊物體的排列非常講究,它們依靠一種被稱為「強迫透視」的錯覺來提升自己。幾個世紀以來,人類在藝術和建築中使用了強迫透視法。以迪士尼世界的灰姑娘城堡和迪斯尼樂園的睡美人城堡為例,兩者都使用了強制透視技術。
這個技巧似乎對園丁鳥很有效——那些能產生高質量的被迫透視錯覺的雄性會得到更多的配偶。
科學家們發現,更多的動物物種能夠感知和我們一樣的視覺錯覺。訣竅在於找到一種方法來了解他們看到了什麼。
義大利帕多瓦大學的心理學家克裡斯蒂安·阿格利羅決定尋找爬行動物存在視錯覺的證據。在他的團隊的第一個實驗中,他們調查了髯龍是否察覺到了德爾博夫錯覺。在那個著名的錯覺中,實心圓的大小取決於它周圍的圓的大小。(在一個真實的例子中,用小盤子吃飯的人傾向於認為自己的食量比實際要大。)
在測試蜥蜴是否也會產生這種錯覺時,阿格利羅說他利用了實驗對象對食物的熱愛。「你不需要訓練動物。你只需要觀察它對大量食物的自發偏好,」他說。「如果他們被這種錯覺愚弄了,他們應該更喜歡小盤子裡的食物,而不是大盤子裡同樣分量的食物。」這正是髯龍所做的,表明它們對幻覺很敏感。
研究人員隨後測試了長髯龍對其他與相對大小感知有關的錯覺的敏感性,例如繆勒-萊爾錯覺,在這種錯覺中,根據兩端箭頭的方向,相同長度的兩條線看起來是不同的長度,以及水平-垂直錯覺,在這種錯覺中,一條垂直線看起來比平分的同等長度的水平線更長。到目前為止,他們發現爬行動物和人類似乎有相似的感知。
阿格利羅說,如果兩種物種,如髯龍和人類,感知到相同的幻覺,它們很可能擁有相似的感知機制——要麼繼承自共同的祖先,要麼獨立進化來解決它們所處環境中的類似問題。
有些動物會產生視覺錯覺用來想偽裝。埃克塞特大學的生態學家馬丁·史蒂文斯說,有一種偽裝可以幫助動物適應環境,比如雪地裡的北極狐。另一種被稱為「破壞性色彩」的偽裝可以掩蓋身體本身的形狀和輪廓。
「破壞性的顏色破壞了形狀,破壞了動物身體特徵的輪廓,比如翅膀或四肢,使其更難被發現,」他說。斑馬的條紋和豹子的斑點都是很好的例子——不同的暗斑和亮斑幫助它們融入複雜的背景中。
史蒂文斯曾測量過海岸蟹的破壞性顏色,它們有各種各樣的顏色,生活在許多不同的棲息地。他發現,生活在潮汐池中的蟹類,與生活在外觀均勻的泥灘中的蟹類相比,具有更高的對比標記。更複雜的棲息地意味著螃蟹需要更極端破壞性的顏色來打破它們的身體輪廓。
具有破壞性色彩的大師可能是墨魚(烏賊),它可以改變皮膚的顏色和圖案。它可以創造出高對比度、破壞性的圖案,甚至在幾秒鐘內就能在實驗室的棋盤上顯示出黑白圖案。
對墨魚產生這些標記的研究表明了視覺標記的重要性,比如物體區域、對比度和邊緣。科學家們在實驗室和自然界中觀察得越多,他們就越能發現人類和動物感知世界的相似之處。這提醒我們,儘管我們可能像智人和果蠅一樣不同,但我們的主觀世界可能比任何人想像的更相似。