5.3　视错觉

错觉是对客观实物的不正确的反映。各种感知觉中都有错觉现象，而以视错觉表现得最为明显。视错觉（Visual illusion）就是当人或动物观察物体时，基于主观经验或不当的参照而形成的对物体的错误判断和感知。其中人们研究得最多的是各种几何图形的视错觉，此外还有颜色错觉、明暗错觉、大小错觉、远近错觉、运动错觉等。

5.3.1　几何图形的错觉

当我们把注意力只集中于线条图形的某一特征，如它的长度、弯曲度、面积或方向时，由于各种主观因素的影响，有时感知到的结果是不与实际的刺激模式相对应的。这些特殊的情况被称为“几何图形错觉”。通常在有规则的线条图中表现得最明显，如图5‐19所示的A图；但是在不规则的图画中也可以得到表现，只是没有前者明显，如图5‐19中的B图。在这些图形中，线段1和2原本是在一条直线上的，可是在人眼看来它们在横向好像错开了。有些错觉甚至在日常生活环境中通过实物也可以得到表现。

图5‐19　横向位移错觉，线段1和2原本在一条直线上

图5‐20是一些常见的几何图形错觉。错觉图形是多种多样的，基本上可以根据它所引起错误的倾向性分为两类。一类是数量上的错觉，包括在大小、长短方面引起的错觉；另一类是关于方向的错觉，如平行线错觉等。图5‐21所显示的“拧绳”错觉也是一种方向错觉，左图中的圆圈看起来好像是向内部旋转的螺旋，而且这种错觉十分强烈，只有当得到这些圆圈其实都是封闭的同心圆的提示后，再用笔或尺子去比划圆圈，才能相信他们的真实结构形态。右图的英文单词“LIFE”中的每一个字母都是整齐排列的，只是由于受到背景的干扰，看起来都变成歪歪扭扭的了。

图5‐20　一些常见的视错觉几何图形

对于错觉的研究开始于一百多年前，但是到目前为止，人们对多数错觉的解释仍然不甚清楚。只是由于在错觉中有些一般规律是起作用的，研究它可以给我们提供了解一般知觉过程的线索，因此对它的研究有重要的理论意义。例如，当我们已经确定人们对视网膜像大小进行评定时是把距离考虑在内的，我们就能够预知，如果视网膜像保持恒定，只要距离信息发生变化，人们就会产生大小错觉，比如透视错觉。因此，有些错觉现象是可以用某种视觉规律来解释的。此外，对错觉进行研究可以有助于消除错觉的消极影响，或根据特殊需要有意识地引起他人产生错觉。

图5‐21　螺旋形与直线形拧绳错觉

目前，关于视错觉的解释主要有如下理论。

1.眼球运动说。这种学说认为关于物体长度的印象是以眼睛对该物体从一端到另一端进行扫描为基础的。由于通常眼球作垂直运动比横向运动较为费力，因此就产生垂直距离似乎比相等的水平距离更长一些的错觉，即横竖错觉。在观察图5‐20中的箭头错觉图形时，向内收缩的箭头使眼球移动的距离较小，而向外伸展的箭头使眼球运动超出了主要线段的长度，因而就得到第一条线比第二条线短一些的印象。这种理论的另一种表达方式是假定这种刺激模式只引起眼球运动的倾向，即使实际的眼球运动并不产生，这种倾向性就足以引起长度差别的印象了。

眼球运动学说是早期对于少数几种几何图形错觉的重要解释，但缺乏科学依据。有人曾证明在视网膜像固定的情况下，几何图形错觉仍然是存在的，因此不能单纯以眼球运动来解释视错觉。

2.透视说或常性误用说。某种特定的视觉模型可以造成深度的印象。例如由一条向远方延伸的铁轨所产生的视网膜像会引起深度的印象，甚至是它的照片或图画，虽然是平面的，也能引起人们的深度印象。将某些大小尺寸相同的目标放在不同距离上，虽然其视网膜像逐步缩小，但在客观上它们的大小必然一致，例如立在铁轨两侧的树木或电线杆；反过来，如果几个物体位于主观上不同的距离，而画成了相同的大小，它们将被视为大小不同，图5‐22中的三个人可以显示这种错觉效应。图5‐23也显示了类似的情况:其形状受到表面斜线条的影响。在图中正面中央的一条直线被看成是伸向前方的折线，而最上方的两个钝角和两个锐角又被看成了四个直角。这种效应产生于我们在评定大小和形状时，把距离和倾斜都计算在内了。透视错觉也可以认为是根据下述情况产生的，即人们倾向于把线条的模式看成日常经验的三维物体。图5‐24的房间错觉，左图的中央竖线看起来比箭头部分距离观察者更远，它处于扇形部分的最远端，即房屋内部最远的墙角。与此相反，右图中央竖线所代表的墙角离我们最近。根据这种未明确意识到的逻辑推理，或者说透视暗示，左图中的竖线就显得比右图中的竖线长一些。

图5‐22　大小错觉图

图5‐23　立方体错觉图

图5‐24　房间错觉

3.对比和同化说。虽然对比本身也可视为一种有待解释的现象，但许多心理学家愿把错觉归于对比效应。在图5‐25的错觉中，由于左边的主体圆圈的大小和面积被外部或内部的圆圈对比同化了，因此它们看起来分别比右边等大的圆圈显得大些和小些。右图的圆形则由于背景线条的对比参照而变得扭曲。

图5‐25　对比或参照造成的错觉

4.混淆和错误比较说。有些错觉用上述几种理论都不能解释。比较学说认为，人眼观察图形时，不仅仅对主体部分作比较，而且还比较整个图形，有时即使想去比较主体部分，但事实上很难做到，因而造成错误的知觉。当人眼观察图5‐26的图形时，左边箭头中间的线段看起来比右边的高一些。这里没有长度错觉，但箭头的向上和向下的扩展形态，给人造成了中间线段高低不一的印象。另一个例子是图5‐27的图形，从a圆的最右侧到b圆的最左侧的距离，实际上与b圆的最左侧到c圆的最右侧的距离是相等的，但看起来前者明显大于后者，而且人们也许根本无法有意识地对此进行比较。(www.daowen.com)

图5‐26　上下位置错觉

图5‐27　距离错觉

5.神经移位说。除了上述学说外，神经移位说认为，神经系统中一定部位上的活动能够抑制其临近区域的活动。因此，被抑制部位接收到的图形刺激就弱一些，反映在大小、长度或面积上，就显得比实际值小一些。这种学说可以解释一些视错觉现象，但在解释其他许多错觉现象时是不能成立的，在此不作赘述。

5.3.2　日月大小错觉

千百年来，人们总在争论为什么初升或下山的太阳和月亮总显得大一些，但至今没有明确的答案。如果用照相机把初升的月亮和处在天顶的月亮拍下来，就会发现它们其实是一样大的，甚至天顶的月亮反而可能更大一些。这是因为天顶的月亮亮度更大，使得照相底片上的影像边缘出现弥散的缘故，此外，天顶的月亮离我们实际更近一些。因此，天顶的月亮比地平线上的月亮大百分之二左右，只是人眼无法觉察出这一区别。就我们的觉察能力而言，月亮在一天中的任何时刻与我们的距离几乎都是不变的。对于太阳来说，这一说法可以说是十分精确的。

日月大小错觉的记载最早见于两千多年前的中国古籍。《列子》中记载“孔子东游，见两小儿辩斗。一儿曰，我以日始出去人近而日中远也。一儿曰，日初出远而日中近也。一儿曰，日初出大如车盖而日中则如盘盂，此非远者小而近者大乎？一儿曰，日初出苍苍凉凉及日中如探汤，此非近者热而远者凉乎？问于孔子，孔子不能答。”后来，有人解释为什么初升的日月看起来大一些，是因为地平线附近有建筑、树木或山川的映衬而造成的。另有一种理论是以人对高空缺乏经验来解释这一错觉。这一理论认为，一般人在高度方面的实际经验不过是登高山或乘坐飞机，最多也不超过几公里的范围，而在远近方面的知识和经验却非常丰富，如几十甚至数百公里远的山川、广阔的田野等。在这种情况下，人们就容易将天心的日月用较近的距离来判断，最远不过几公里，而对地平线上的日月则用较远的距离来看待，看成是比原有经验过的几十或几百公里以外的目标。这样，由于两者的视角几乎一样大，主观距离远的，就被看成大一些，即初升的日月看起来比天顶的大一些。

对日月错觉比较完善的解释于20世纪40年代提出。研究者根据实验提出这一错觉是由于眼睛上仰观察造成的，当上仰观察高空的太阳或月亮时，双眼视轴会向内转动，使得两者的交点不是在无限远处，给人造成的暗示是天顶的月亮位于较近处；而当观察地平线上的日月时，双眼视轴不会向内转动，两者交点在无穷远处。根据人们对距离的经验，视角相同时，距离较远的物体大一些，距离较近的小一些。因此，双眼视轴转动所造成的距离暗示，是导致日月错觉的主要原因。这一理论也可以用普通的实验加以证实，如果我们仰卧在桌子上，把颈部放在桌子的边缘，头向后仰望地平线上的月亮，便会产生和通常的经验相反的知觉，即初升的月亮比运行到天顶的月亮小。还有一个事实是，天生一只眼睛的人，由于不存在双眼视轴的转动，因而是没有日月大小错觉的。

5.3.3　不可能图形

不可能图形觉是一种视觉上看起来封闭和完整，却不可能在实际中成立的图形，因此也可归结为一类视错觉。图5‐28左边的立体结构视觉上是完整的，在现实中也可以制作出来，只要用于制作的材料足够柔软，而右图是不可能图形，之所以在视觉上看似完整，是因为观察该立体时眼睛总是只注意到某一局部，事实上，这是一种错觉。

图5‐28　可能图形和不可能图形

当目光注意图5‐29的下半部分时，看起来有几个工人在庭院里劳动，如果把目光移到图像的上半部分，则是几个人站在阳台上极目远眺。在这里，无论从哪个局部观看此图都是合理的，但整幅图像中出现的情形显然不可能存在于现实中。类似的例子还有很多，不一一枚举了。

图5‐29　不可能图像

5.3.4　其他视错觉

除了上述的错觉外，还存在明暗错觉、颜色错觉、位移（运动）错觉等视错觉。图5‐30由两块相同的明暗渐变的区域拼接而成，看起来却显得左边区域淡一些，右边区域深一些。这是由拼接处两边的明度对比所造成的错觉。

图5‐30　明暗错觉

图5‐31为颜色错觉实例。左图中两个灰色半圆环的实际明度完全相同，而在视觉上看来下面的半个显得灰暗一些，上面半个明亮一些。将圆环的灰色替换为彩色，错觉效果类似，即上面的圆环看起来颜色鲜艳，下面的稍显灰暗。同样，右图的四个心形的灰度完全相同，但看起来很不一样，换成彩色后错觉效果完全类似。这类颜色错觉的产生原因，大体上可归结为目标色与背景色的交互作用，参见第七章。

图5‐31　颜色错觉

位移或运动错觉是另一种常见的视错觉。当你用眼睛去看图5‐32时，会发现图中的点阵在蠕动，在电脑屏幕上观察同一图案时蠕动更明显。我们认为这是由于眼动和调节微波动造成的，看这些点阵时，双眼在不由自主地作微小移动，造成视网膜像位置的微动，并伴随晶状体调节的微波动，从而导致蠕动错觉。如果注视图中央的白点，这种蠕动会随之消失。有关运动视错觉及运动后效的问题，将在第八章作进一步阐述。