导语：当伽利略在观察宇宙中旋转的天体时，他惊愕地发现：同样一颗木卫星会因为背景的或暗或明而变得忽小忽大——而现在我们知道那只是大脑在从中作梗。达芬奇与赫姆霍兹也在观察黑白相对的物体时经历过类似的错觉。我们在本文中描述了一些大脑对亮度的视错觉作用，它将作为我们在本月《科学美国人MIND》上刊登的幻觉类新文章的一个导读。
关键词:视错觉、大脑、亮度
我们刊登于2016年11月刊的《科学美国人MIND》的新文章将以“幻觉”为专题讲述一个与科学一样悠久的大脑之谜。被众多人视为现代第一个科学家的伽利略·伽利雷在观测天体时甚至无法相信自己的眼睛。他注意到，同样一颗木卫星，当以木星为背景观测时，它的体积看起来要比以夜空为背景观测到的要小。同样的，列奥纳多·达·芬奇也发现视觉的准确性在不同的明暗对比度下会发生变化（不过他是在画布上发现这个现象的）。德高望重的德国物理学家与生物学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹在思索“Irradiation Illusion（光照错觉）”理论时得出：这个现象一定与大脑认知有所关联。
“光照错觉”：亥姆霍兹发现，实际上同样大小的方块，黑色背景下的白色方块看起来要比白色背景下的黑色方块要大。
在文章中，我们不但解释了光学与神经作用对明暗对比下人眼所感知的物体优先尺寸大小的影响，同时也涉及了亮度对视觉的影响，上图中Barton Anderson（西澳大学）和Jonathan Winawer（纽约大学）提供的错觉图像就是一个例子。我们还研究了这些作用的神经基础，它是由纽约州立大学视光学院实验室的Jose-Manuel Alonso和佛罗里达朱庇特镇马克斯普朗克研究所的David Fitzpatrick一同发现的，而它们在我们日常感知中扮演的角色也成为了我们讨论的对象。
但仅仅是黑白对比作用还不是我们想说的全部。亮部与暗部在不同空间的相互作用也会对视觉造成影响，Edward Adelson（麻省理工大学）所发现的不可思议的菱形组合图就证实了这一点（见下图)。从图中我们可以看到，灰色阴影下的菱形图案会受周围影响而显得更亮或更暗，而与周围的距离也会对其造成影响。
不仅仅是对比
虽然对比作用会对视觉造成决定性的影响，但Adelson的理论证明物体的表面性质还会通过其他一些不明确的途径影响我们对明暗度的感知。Adelson的“菱形错觉”图显示a1和a2两个菱形图案虽然实际上一模一样，但看起来却大有不同，而b1和b2看上去则更加相似。可上下两张图像唯一的区别是下图在明暗相间的两列图案间存在一个缝隙，而它以某种不为人知的方式消灭了两者之间的视觉差异。
以上观点为作者个人持有，不代表《科学美国人》立场。
作者简介：Stephen L. Macknik同Susana Martinez-Conde 与 Sandra Blakeslee一起担任纽约州立大学州南部医学中心的眼科学、神经学、生理学及药理学教授，他是棱镜光子学创新奖获奖作品《Sleights of Mind》的作者。而他们即将发布的新书《Champions of Illusion》将由Scientific American/Farrar, Straus and Giroux出版。
（翻译：张爱因 审校：宋娅）
原文链接【科学美国人博客】：
https://blogs.scientificamerican.com/illusion-chasers/the-stars-in-your-eyes/
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