我们所有人都在电影或老电视剧中见过这样的情形——当汽车(或火车)加速时,它们快速旋转的轮子好像改变了方向,慢慢地向后倒转。我们偶尔也在现实生活中遇到这种情况,发生在旋转的汽车轮胎和飞转的吊扇上。
是什么引起这些倒转效应的呢?结果显示,答案取决于你是在哪里看到它们,在电影中、开着荧光灯的屋子里、夜晚的高速公路上,还是白天的公路上。
比如,电影中的一个汽车在加速。我们对于自己所看到的现象没有争议。电影摄像机在一秒钟内快照下展现在面前的场景,然后把这些单个的场景图片弄到一卷长长的胶片上。因为图片是一种紧密相连的连续场景画面,所以两张图片之间只有很少的场景动作没有被拍摄下来。
当你观看制作完成的电影时,快照下来的图片迅速地在大屏幕上播放。大脑还停留在前一幅图时,眼睛已经看到了下一幅图,所以你看到一种连续动态的画面。在看电影的过程中,这种现象从头到尾持续发生着,而展现在我们面前的场景就跟现实生活一模一样。
电影中的马车突然加速,车轮倒退的现象便发生了。这是为什么呢?若一根辐条在第一次快照中处于6:00方向,加速后第二次快照它可能处于5:59方向,再下一次快照,同一根辐条也许停在5:58方向。眼睛和大脑把这些图像叠加在一起,车轮看起来好像在缓慢地倒退。这个视觉假象是摄像频闪造成的。就像在舞厅,灯光一次又一次照在跳舞的人身上,我们看到舞蹈者一连串不连续的跳舞姿势。
同样地视觉假象也发生在现实生活中。比如,在晚上开着荧光灯的屋子里。根据得克萨斯大学神经学家大卫·伊葛门的研究,荧光灯每秒钟频闪60次,这样的频闪效应能够让天花板上的吊扇看起来在倒转。他说,高速公路上闪烁的纳气灯可以引发同样地效应,产生加速的汽车轮在倒退的视觉假象。
那么倒退现象在大白天是怎么发生的呢?有些科学家认为,人类的眼睛/大脑可能是一个单元一个单元地加工处理视觉信息——如同电影摄像机一个一个地快速摄下不同的动作。
不过,伊葛门认为上面这种大脑快摄观点是错误的。他已经完成的实验显示,在大白天倒退现象确实存在,并且用左右脑处理运动信息的方式解释得通。
伊葛门说,当大脑看到一个运动的图像时,左脑激活的感受器比右脑要多。不过,在这场神经元大战中,右脑的感受器偶尔能够胜出,这时候运动的图像看起来是反向移动的。
为了看到现实世界中的倒转现象,伊葛门建议打开家里的吊扇。在白天,把所有的人工照明关掉,并让吊扇保持低速旋转。然后找个舒服的地方躺下,比如长沙发上,因为视觉假象需要8分钟甚至更长时间才能出现。伊葛门说,耐心地等待,你最终应该能够看到吊扇先后倒转几秒钟。