1931年的初春,一位神秘人到访了奥地利西部小城因斯布鲁克。她是个非常有名的吉普赛占星师,凡是请占星师算过命的人都对他既恐怖又佩。说她不但能预言未来,还是一位神通广大的灵媒,可以代表死人与活人对话。
有一位老教授在朋友的怂恿下也去找占星师算命,虽然他并不相信这些,但是好奇心还是驱使他来到了占星师下榻的旅馆里,在昏暗的灯光下。
占星师取出了水晶球,她要求老教授全神贯注地盯着水晶球。在水晶球里将会出现上天的启示。老教授目不转睛地看着,突然就在某一个角度,水晶球里显现出一片倒影。老教授福至心灵豁然开朗,他再也顾不得算命,掏出一沓钱扔在桌上就走了。占星师大吃了一惊,连忙问:“你都看到了什么?”老教授大笑着回答说:“我看到了一个真实的世界。”
故事里的老教授叫做希奥多·埃里斯曼。他是因斯布鲁克大学的心理学教授。一直以来,老教授都在研究一个古怪的课题:我们所看到的一切都是真实的吗?眼睛会欺骗我们的大脑吗?
一开始,学生们都认为这个问题根本不成立,眼睛看到的当然是真实的了。眼见为实,这种古老的谚语在全世界的语言里都有。但是老教授却说:“你们再好好地想一想,真实的世界到底是什么样的?真实的世界应该是一个上下颠倒的世界。”
老教授开始解释他的设想。这个假设源于凸透镜成像的原理:人眼的晶状体相当于一个可变焦距的凸透镜,视网膜相当于可以成像的光屏。光线会透过晶状体的上部投射在视网膜的下部,同时也会透过晶状体的下部投射在视网膜的上部。所以在视网膜上的投影应该是一个缩小的、倒立的实像。也就是说,眼睛看到的应该是一个颠倒的世界。
但是问题来了,为什么我们的大脑却感觉不出图像颠倒了呢?老教授说,那很可能是因为我们的大脑太复杂了,会自动调整眼睛看到的图像。但他也承认这只是他的一个假想。
时间要回溯到1888年2月25日,在美国的肯塔基州,一位叫艾德沃德·迈布里奇的英国摄影师展示了一台可以从小孔中看画的新奇机器。
他在玻璃圆盘边缘排列了12张照片,使它们循环播放,看上去就像画面中的事物真的运动起来。这种设备很快就传播到全球,中国人称之为“西洋景”。不久之后,人们在这些设备中发现了一些令人迷惑的现象。说它是幻觉吧,但看的人明明非常清醒。说它不是幻觉吧,又没人能说清楚到底是怎么回事。
举一个非常著名的例子,,下面这张图片是英国歌手阿黛尔的照片。猛一看好像没毛病,人也挺漂亮。
但是当我们把照片翻过来的时候可能会有点吓人。
这下就看明白了,阿黛尔的眼睛和嘴唇画反了。但为什么一开始看这张图觉得没有什么问题呢?这种情况是一种视觉幻象。
还有一个例子,下面这张图片是两排按钮,左边的两列是凸出来的,右边的两列是凹进去的。
但是如果我们把这张图倒过来,大家会发现左边和右边居然没有变化。这些都是人类的视觉幻象。
回到老教授埃里斯曼,他一辈子研究心理学。他很早就有一个模糊的概念,认为眼睛看见的并不一定是真实的。大脑在主动调节眼睛看到的图像。为了证明这个理论,他自制了一个双筒倒像镜,要求学生连续戴着眼镜6-14天,中间不允许摘眼镜。睡觉的时候可以把眼镜拿掉,但是要戴上眼罩。在睡醒睁眼之前,要先把眼镜带上,保证大脑在实验的这些天里只能看到倒像。
一开始,学生们都很不习惯上下颠倒的状态。有人不分左右,有人会把水倒在杯子外,有人会做空椅子。老教授还与学生们练习了击剑,学生们挡剑的方向完全是反的。尽管图像是清晰的,但感觉不是真实,好像看到的是错位的、虚假的图像。
几天之后,情况发生了改变。有的人开始逐渐适应了眼镜里的世界。他已经可以出门去散步了,但是当小朋友放飞气球的时候,他还是下意识地往下面抓。这说明他的应激反应与眼前的画面还没有完全统一起来。
又过了几天,学生们纷纷表示那种世界不真实的感受越来越小。眼睛与大脑似乎正在逐渐统一。大概过了十天左右,神奇的现象出现了:有一位学生认为自己已经完全适应,现在在眼镜里根本感觉不到是反的,他认为他看到的就是一个正向的世界。他不但可以去逛街看电影,还能骑车上街,骑车时毫无压力,又平稳又安全。简直就像他没戴眼镜一样,负负得正,他大脑里的世界又变成正的了。
当实验结束后,老教授得出了一个结论:外面的世界在视网膜上呈现了倒像,但是人的大脑早已自动地把图像给翻转过来了。大脑会将视觉与空间感匹配起来,这个结果就叫做知觉适应。拿掉了眼镜的同学,一开始觉得不适应,但是大概过了几分钟的时间,他们感觉大脑里轰了一下,就把空间调整过来了,视觉又回到了最初的状态。
埃里斯曼教授的实验得到了很多科学家的关注,在上个世纪60年代,还有很多机构都做了类似的实验。英国BBC广播电台的实验人员在第八天的时候还不能骑自行车,但是到了第13天,已经可以很熟练地骑车了。
英国牛津大学也做了同样的实验,实验对象在十天后完全适应了上下颠倒的图像。由此可见,大脑在一段时间后可以适应倒置的世界,这个结论是对的。于是一个听上去很完美的理论出现了:小婴儿在刚刚出生的时候,第一次睁开了眼睛,其实看到的世界是颠倒的,但是经过一段时间,大脑会自动地将图像翻转过来。只是那个时候我们还没有产生记忆,所以没有人知道图像翻转这件事。这个理论传播得很广,大家都觉得合情合理,但事实真的是这样吗?
时间来到1966年,美国著名儿科医生托马斯·布拉泽尔顿给新生儿做注意力测试,他突然发现所谓婴儿的世界是上下颠倒的,这根本就不可能。医生观察了几百个新生儿的眼睛,他们的眼睛都会跟随着移动物体上下左右的转动,没有一个小婴儿的视觉方向是反向的。这说明婴儿天生看的就是正向的世界。
还有一个实验也很有说服力:小婴儿喜欢看上部元素丰富、下部比较空旷的图片,这叫做“上多下少”。不对称的图片样式,经过测试发现成年人也是一样的,成年人也喜欢看上多下少的不对称图片,这表明被测婴儿与成年人看到的图像都是正像。我们生下来就没有看到过上下颠倒的世界,这就太让人迷惑了。真实的情况到底是什么样?
一切的一切还要在大脑中找寻原因。我们要再回到前面讲过的视觉幻想。阿黛尔的照片这种幻象说明,我们的大脑会忽视看上去很别扭的图像,自动地不足以认为是正确的图像。所以我们需要很仔细才能看出阿黛尔的眼睛与嘴巴画反了。至于两排按钮的幻想,是因为图像中的阴影模拟了光照下的明暗关系,给我们一种虚假的三维立体感。
这些实验说明了什么问题呢?说明我们大脑中的成像并不完全是眼睛看到的图像,大脑成像最少包含了先验假设、图像接收、感官补充三个部分。
老教授认为图像在视网膜上形成的是倒像,这个假定本身也许就是错的,因为我们的大脑从不会认为这是倒像。上与下的关系并不只由眼睛告诉我们,还有许多其他的器官也参与了这种感知。小脑就是控制人体平衡的重要器官,它会参与身体的平衡协调,人的重力感受器是前庭,长在头颅的颞骨部内,是内耳器官之一,总称位听器官。
当我们还在母亲肚子里的时候,这些器官就已经开始工作。他们会通过感应重力的方向告诉我们什么是上,什么是下。也就是说,当婴儿睁开眼睛的一瞬间,大脑与所有的器官协同合作,一个正向的世界自然而然地就出现在我们的面前。这是多么令人惊叹的一件事啊!
当然,我们所说的这些仍然只是科学的推论。人眼为什么没有看到颠倒的世界,直到今天也没有一个确切的答案。