Дивовижна ілюзія. Вікно Еймса

Я збираюся стати частиною оптичної ілюзії, пролізши крізь це вікно ось тут.
- Аах (звуки напруження), ох...
Зі мною все добре, хоча, не зовсім.
Я збирався сказати, що зі мною все гаразд, але, схоже, це не так.
Отже, ви дивитеся на це вікно і вам здається, що воно обертається, але тут воно зупиняється.
Я продовжую обертатися далі, проте вікно обертається крізь мене!
Що відбувається?!
Подивімося на саме вікно.
Це — перша з трьох частин ілюзії.
Що ви бачите?
Ну, це вікно, і воно обертається, Проте тут воно зупиняється і починає обертатися в протилежний бік.
Вікно коливається праворуч і ліворуч.
Це те, що бачать більшість людей, коли дивляться на цю ілюзію.
Однак це не те, що відбувається насправді.
Вікно прикріплене до підставки, яка безперервно крутиться.
Ця ілюзія має назву "Вікно Еймса".
Я дізнався про неї з однієї старої австралійської телепередачі "Шоу цікавості".
І я справді зацікавився цим явищем.
У цьому відео я хочу з'ясувати суть цієї ілюзії глибше, ніж будь-хто досі.
Річ у тім, що вікно саме по собі не прямокутне.
Воно має форму трапеції.
Як ви можете побачити, ця сторона набагато коротша, ніж протилежна.
Це вкрай важливо для створення ефекту ілюзії.
Тіні також важливі для створення ефекту об'ємності.
Проте це насправді двовимірний об'єкт з однаковим зображенням на кожному боці.
Отже, зараз, коли ви точно знаєте, як виглядає цей об'єкт і що він робить, чи можете ви правильно сприймати саме обертання, а не коливання?
Я досі не можу.
Моєму мозку все ще здається, що частини вікна рухаються вперед і назад.
Гаразд, в мене є ідея.
Я прикріплю цей кубик Рубіка до короткої сторони трапеції, щоб ми могли відслідкувати, як вона обертається.
Ви готові?
Добре.
[музика] Гаразд, кубик Рубіка рухається по колу.
Нічого незвичайного.
Але зараз... Що... це... таке?..
Схоже, що кубик Рубіка продовжує обертатися, але вікно коливається туди-сюди.
Ось, кубик Рубіка позаду.
Я сам не розумію, що відбувається.
[музика] Ого, погляньте на це.
Усе так, ніби кубик рухається сам по собі перед самим вікном Еймса.
Що відбувається?
Гаразд, новий план. Я заберу звідси кубик Рубіка і покладу лінійку прямісінько в середину вікна.
Тепер нас не вдасться ввести в оману цією ілюзією, чи не так?
Добре, поїхали.
Отож, лінійка обертається, але заждіть, тепер вікно рухається назад. Неймовірно!
Лінійка проходить крізь вікно.
Її рух здається фізично неможливим, проте саме так все це бачить мій мозок.
Погляньте, ось знову.
Лінійка обертається разом з вікном, але ось тут вікно починає рухатися назад, а лінійка не змінює свого руху.
Що це взагалі таке? Як це взагалі можливо?
У цьому немає жодного сенсу.
Однак саме так мій мозок інтерпретує побачене.
Він вочевидь віддає перевагу ілюзії, а не тому, що відбувається насправді - неперервному обертанню.
Тож чому все так відбувається, і як саме працює ілюзія?
Цю ілюзію створив Адальберт Еймс у 1947 році.
І перш ніж стати вченим, він хотів стати художником.
Він захоплювався тим, як люди сприймають форми й світлотіні.
Еймс вважав, що ключем до цієї ілюзії є той факт, що ми звикли жити у прямокутних "коробках": будинках, квартирах і кімнатах, у яких майже всі кути, які ми постійно бачимо, мають по дев'яносто градусів.
Двері, вікна, столи й стільці "сповнені" прямими кутами.
Це називають "столярським" чи "прямокутним середовищем".
Але якщо ми не стоїмо просто перед такими предметами, то кути, які ми бачимо, не є прямими.
Я маю на увазі, що зображення на сітківці ока зазвичай є трапеціями різних форм і розмірів.
Але завдяки досвіду наш мозок "знає", що вони повинні бути прямокутниками з прямими кутами.
Отже, наш мозок використовує ці форми, щоб дізнатися про глибину.
І в нашому "перпендикулярному" світі це майже завжди працює.
Але не у випадку з трапецієвидним вікном, яке наш мозок вважає прямокутним, що й викликає ілюзію.
Якщо ця гіпотеза "прямокутного світу" правильна, то нам слід очікувати, що люди з меншим досвідом використання прямокутників менше піддаватимуться ілюзії.
Аби перевірити це, у 1957 році Гарвардські психологи випробували ілюзію вікна Еймса на 80 (вісімдесятьох) дітях віком 10-14 років з Південної Африки.
Половина цих дітей жила в місті Дурбан з прямокутними будинками, дверима та вікнами.
Друга половина дітей була з навколишніх сіл, де вони мешкали в округлих хатинах з небагатьма помітними прямими кутами.
Коли учасники сиділи за три метри від вікна Еймса, що оберталося, з обома розплющеними очима, то шістдесят відсотків дітей з міської групи бачили коливання вікна.
Але в сільській групі лише сімнадцять з половиною відсотків бачили те саме.
Тож результати відповідали гіпотезі прямокутного світу.
Діти, в житті яких було менше прямокутників, рідше піддавалися впливу ілюзії.
Але це ще не кінець історії.
З відстані шести метрів і з одним заплющеним оком ілюзія була набагато переконливішою.
Цього разу 90% усіх учасників бачили вікно, що коливається, і не було значної різниці між міською та сільською групами.
Це означає, що має бути іще щось поза нашим "прямокутниковим" досвідом.
Насправді можна отримати схожу ілюзію взагалі без прямих ліній.
Це - кільце де Гіра.
Під час його рівномірного обертання нам теж здається, що воно хитається туди-сюди.
Що ж відбувається?
Обидві ілюзії задіюють прийом під назвою «анаморфоз», який використовували художники впродовж століть, або й тисячоліть.
Це - картина 1533 (тисяча п'ятсот тридцять третього) року під назвою «Посли» Ганса Гольбайна Молодшого.
На ній добре видно дві виразні постаті, але тут також зображена спотворена форма на підлозі.
Лише якщо дивитися з правильного напряму - згори-справа або знизу-зліва, - то стає помітно, що "спотворене" зображення є малюнком людського черепа.
Вважається, що картина мала висіти над сходами, де боковим зором можна було побачити чітке зображення черепа, і згадати про неминучість смерті.
Але якщо дивитися перпендикулярно до полотна, то череп побачити складно.
Анаморфоз - це змінена певним чином проєкція об'єкта.
Щоб побачити справжні пропорції, треба дивитися на об'єкт з певної точки або за допомогою певного приладу, наприклад, дзеркала.
Одним з найдавніших прикладів є "око Леонардо", створене Леонардо да Вінчі.
Воно набуває потрібної форми лише, коли дивитися на нього збоку.
Очевидно, Леонардо знався на поглядах скоса.
Існують навіть припущення, що першими прикладами анаморфного мистецтва є малюнки у печері Ласко, зроблені 17 тисяч років тому.
Оскільки поверхня печер нерівна, авторам малюнків доводилось думати про те, як їхні малюнки сприйматимуться з різних перспектив.
[музика] Анаморфоз також є центральним елементом найвідомішої з ілюзій Еймса - "кімнати Еймса".
Еймс створив першу "спотворюючу" кімнату в 1934 році.
Якщо дивитися на кімнату з певної точки, закривши одне око, то вона здається цілком звичайною.
Але коли люди рухаються по кімнаті, то стає зрозуміло, що щось тут не так.
Кімната Еймса влаштована так: у звичайній прямокутній кімнаті посередині додається діагональна стіна.
Тоді всі важливі частини кімнати - кути, вікна та інші точки - з'єднуються лініями з обраною точкою спостереження.
Позначте місця перетину цих ліній з діагональною стіною, додайте стелю та підлогу.
Якщо проєкція виконана правильно, то вони будуть не лише нахиленими, а й викривленими.
З'єднайте підлогу і стелю трапецієвидними стінами - і кімната Еймса готова.
[легка музика] Еймс зрозумів, що існує нескінченна кількість варіантів викривлення геометрії кімнати, які, якщо спостерігати з певної точки, створюють практично ідентичні зображення звичайної кімнати.
Таким чином, наше сприйняття не є об'єктивним відображенням навколишньої реальності, воно постійно має справу з неоднозначністю.
І наш мозок ще на підсвідомому рівні постійно вирішує, яку з нескінченних можливостей ми насправді розглядаємо.
Одна з форм такої неоднозначності - сприйняття глибини.
Яка з цих масок випнута назовні, а яка навпаки, втиснута всередину?
Лише завдяки руху стає зрозуміло, де з них яка.
Ми підсвідомо налаштовані на візуальні сигнали, які вказують, наскільки близько щось розташоване.
Ближчі об'єкти зазвичай більші та яскравіші; плюс вони затуляють об'єкти позаду себе.
Але ми можемо, комбінуючи ці атрибути, створити ситуації, які суперечать нашим очікуванням.
У мене було непереборне бажання самому зробити вікно Еймса.
Погляньте, скільки різних вікон Еймса я зробив.
Я робив їх малими спочатку, а потім почав виготовляти більші.
Раніше у цій кімнаті висіла дискокуля.
От ніколи не думав, що кріплення стане в пригоді.
Тоді я задумався, чи можу я сам стати тією лінійкою, що проходить крізь вікно Еймса?
Звісно, для цього мені потрібне дуже велике вікно Еймса.
Різдвяний період минув, а у мене тут досі наче сюрреалістичний музей.
Його найдовша сторона повинна бути 2,5 (два з половиною) метри завдовжки.
Воно зроблене з шести склеєних і скручених шматків фанери.
[звуки інструментів] Найважче було зробити його справді тонким, оскільки в ідеалі воно має бути двовимірним.
Тож нам довелося сточити краї.
[спокійна музика, розмови] Тоді я під'єднав ці металеві троси до вікна і прикріпив його до стелі.
Потім я заліз у вікно, щоб троси випросталися.
Ох, хехе, гаразд.
Зараз я покажу вам кілька найвдаліших кадрів, а ви напишіть, наскільки добре мені вдалося.
Що ви бачите: коливання чи обертання, як це є насправді?
Неабияку роль відіграє освітлення.
Воно повинно бути рівномірним з обох боків - це дозволить досягти переконливого ефекту коливань.
Коли трапеція повернута довшим боком до нас, ми бачимо обертання конструкції в правильному напрямі.
Але коли довша сторона опиняється ззаду, ми її продовжуємо бачити більшою за передню меншу сторону.
Тож наш мозок сприймає довшу сторону як ближчу, і таку, що обертається в протилежний бік.
Ось чому нам здається, що вікно коливається.
Половину часу ми бачимо рух вікна таким, яким він дійсно є, а решту часу ми сприймаємо довшу сторону як ближчу, навіть якщо вона насправді далі.
То як ми розвинули цю здатність розпізнавати ознаки просторової глибини?
Схоже, що це вроджена здатність, яка формується на дуже ранніх етапах нашого розвитку.
Дослідники демонстрували ілюзію вікна Еймса немовлятам: п’яти з половиною, семи з половиною і дев’яти місяців від народження.
Чи бачать вони, що вікно коливається?
І як нам зрозуміти, який саме рух вони бачать?
Відомо, що дітям притаманна увага до нового.
Вони затримують погляд на нових об'єктах.
Отож, спочатку дослідники показали дітям звичайний круг, що обертався.
А потім дітям показали вікно Еймса і звичайне прямокутне вікно, що також оберталося.
П'ятимісячні немовлята не звертали особливої уваги на вікно Еймса.
А ось діти семи з половиною та дев’яти місяців значно більше зацікавились саме ним.
Можна припустити, що вони сприймають його рух як щось незвичне, - як коливання.
Я досліджував цю ілюзію з таким запалом, тому що вона мені нагадує одне з найбільших хибних уявлень щодо науки.
Нібито вчені пропонують конкуруючі теорії, і їм потрібно лиш подивитися на дані, щоб вирішити, яка теорія найкраща.
Насправді одні й ті самі дані можуть бути отримані з цілковито різних зовнішніх джерел.
Класичне запитання: Сонце рухається навколо Землі впродовж доби, чи Земля обертається навколо власної осі?
Саме лиш спостереження за рухом Сонця по небу не дозволяє дізнатися правильну відповідь.
Ось сучасніший приклад: квантове вимірювання викликає колапс хвильової функції, або ж інші результати реалізуються в інших всесвітах?
Чи справді швидкість світла однакова у всіх напрямках, або ж вона відрізняється, а ми бачимо лиш середню швидкість при русі туди-назад?
В наш час дані поки не дозволяють відрізнити ці теорії.
Мені здається, що ми можемо поширити це і за межі науки.
Я маю на увазі, що ілюзії Еймса - це чудова метафора життя.
Нам здається, що ми можемо безпосередньо сприймати навколишню дійсність.
Як і людині, що дивиться в кімнату Еймса.
Але насправді існує безліч різних геометрій, які матимуть ідентичний вигляд.
В наші дні мільйони людей отримують одну і ту ж фундаментальну інформацію, але приходять до цілковито різних висновків щодо реальності.
Тож нам варто зважати на це і пам'ятати, що навіть така проста річ, як картинка, що обертається, може обдурити наш мозок у найдивовижніший спосіб.
Ми повинні підходити до процесу пізнання світу з трохи більшою стриманістю і меншою (само)впевненістю.