动物的视觉是怎么模拟出来的（动物能产生哪些视觉错觉）

澳大利亚的雄性大亭鸟有一种叫做“强迫透视”的绝技，当可能的配偶来参观它们精心建造的求偶亭时，这项技艺会让它们在对方眼中看起来更高大。

撰文：MARY BATES

摄影：TAYLOR MAGGIACOMO

　　视觉错觉提醒我们，人类并非现实的被动解码者，而是主动阐释者。我们的眼睛从环境中捕捉信息，但大脑可能会在处理信息时“耍花招”。因此，我们的感知并不总是与现实相符。

　　几十年来，科学家们一直在利用视觉错觉探索人类视觉感知的心理和认知过程。最近，有证据表明，许多动物和我们一样，可以感知并产生一系列的视觉错觉。

　　了解这些错觉在不同物种大脑中产生的位置，可以帮助我们深入了解人类和动物是如何感知世界的。

　　例如，耶鲁大学的研究人员8月份发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中表明，果蝇和人类一样，也会被愚弄，在图像中看到根本没有的运动，比如神经科学家和心理学家熟知的旋转蛇错觉。此外，通过追踪和操纵果蝇大脑中视觉处理区域的神经元，他们确定了错觉是由不同类型的动作探测神经元作用的微小失衡造成的。

　　据该研究主要作者Damon Clark是耶鲁大学分子、细胞及发育生物学教授，他表示，当人类和其他物种产生视错动觉时，有可能是同样的神经机制在起作用。

　　“苍蝇和人类的最后一个共同祖先生活在5亿年前，但这两个物种已经进化出了类似的感知运动策略，”Clark说。“了解这些共享策略可以帮助我们更全面地了解人类的视觉系统。”

　　大量例子表明，许多动物不仅能感知到与人类相同的视觉错觉，它们还能制造并利用这种错觉来欺骗其他动物。

移动的图像

　　不只是果蝇和人类，研究表明，猴子、猫和鱼都能被诱骗看到根本不存在的运动。

　　一些科研人员正在研究是否能利用视错动觉来丰富动物园动物的生活。2019年，意大利研究人员向圈养的狮子展示了旋转蛇错觉。三分之二的狮子与这个幻象产生了互动，将它当成了一个移动的猎物，在围栏里撕咬、拖拽。研究人员还报告了动物福利的改善，比如母狮中出现了更多的亲社会行为，刻板行为则有所减少。

　　研究人员表示，他们想在更多的圈养动物身上进行试验，看看视觉错觉是否有助于帮它们减轻压力并提高它们的幸福感。

禽类视觉错觉艺术大师

　　在澳大利亚，每到春天，雄性大亭鸟都会建造并维护自己的“求偶亭”，以吸引雌性。求偶亭由一个茅草树枝搭建而成，通向庭院，庭院内摆满了骨头、贝壳和石头等装饰。当可能的配偶进入求偶亭通道时，雄性就会站在庭院里，逐一向她展示自己的物品。雌性在选择配偶之前会先拜访几个求偶亭，然后根据亭子的吸引力来选择配偶。

　　雄性大亭鸟对某些特殊物品的排列非常讲究，它们会利用一种被称为“强迫透视”的错觉来放大自己。“这听上去似乎没什么意义，但你要知道，求偶期间，雌鸟会站在求偶亭中间的设计好的位置上，这样雄性大亭鸟的目的就达到了，”埃克塞特大学的生物学家Laura Kelley说。

　　从雌鸟的角度来看，因为“强迫透视”的关系，距离和大小呈现了正相关性，这样一来庭院中的所有物体看起来都差不多大。因此，在雌鸟的感觉中，庭院可能比实际的更小，而雄鸟则更大。

　　强迫透视在艺术和建筑领域应用已经有几个世纪了。比如迪士尼世界的灰姑娘城堡和迪士尼乐园的睡美人都利用了强迫透视技术。

　　她说:“砖块和窗户越往高处越小，建筑就显得越高，所以当你站在地面仰视时，你的大脑就会产生这幢建筑比实际要高得多的错觉。”

　　这个技巧似乎对大亭鸟很有帮助，那些能制造高质量的强迫透视错觉的雄性会得到更多的配偶。

被愚弄的蜥蜴

　　科学家们发现，能和人类一样感知视觉错觉的动物物种比以前多了很多。找到一种方法确认它们到底看到了什么是其中的关键。

　　意大利帕多瓦大学(University of Padova)的心理学家Christian Agrillo决定带领团队寻找爬行动物存在视觉错觉的证据，此前，这种动物在视觉错觉感知方面的研究较为匮乏。在第一个实验中，他们调查了鬃狮蜥是否察觉到了德尔博夫错觉。在这个著名的错觉实验中，实心圆的大小取决于它周围的圆的大小。(现实中，人们用小盘子吃饭时，往往认为自己的食物分量比实际更大。)

　　在测试蜥蜴是否也会产生这种错觉时，Agrillo说他利用了实验对象的特点——对食物的热爱。

　　“你不需要训练动物。它们喜欢分量更大的食物，你只需要观察就好，”他说。“如果他们被这种错觉愚弄了，它们应该更喜欢小盘子里的食物，而不是大盘子里同样份量的食物。”

　　最终鬃狮蜥选择了小盘子里的食物，这表明它们对视觉错觉很敏感。

　　此后，研究人员又测试了鬃狮蜥对其他同样涉及相对大小感知的视觉错觉敏感性，比如缪勒-莱尔错觉，即两条原本等长的线条因两端箭头的朝向不同而看起来长度不同；还有垂直中线错觉，即两条等长的直线，一条垂直于另一条的中点，那么垂直线看去比水平线要长一些。到目前为止，他们发现爬行类动物和人类似乎有着类似的感知。

　　Agrillo表示，如果两个不同的物种，比如鬃狮蜥和人类，能感知到相同的视觉错觉，那么他们很可能拥有相似的感知机制——要么继承自共同的祖先，要么是为了解决环境中的类似问题而独立进化出来的。

狡猾的乌贼

　　有些动物会自己制造视觉错觉。比如伪装。埃克塞特大学的生态学家Martin Stevens表示，有一种伪装可以帮助动物与环境色彩匹配，比如雪地里的北极狐，另一种被称为“混隐色”的伪装可以将体色断裂成几部分镶嵌在背景色中，掩盖身体本身的形状和轮廓，起躲避捕食性天敌的作用。

　　“混隐色伪装能消除体现动物身体特征的轮廓，比如翅膀或四肢，使其更难被发现，”他说。斑马的条纹和豹子的斑点都是很好的例子——深色和浅色的斑纹能帮助它们融入复杂的背景中。

　　Stevens已经测试了滨蟹的混隐色伪装，这种蟹的颜色非常多样，生活在不同的栖息地上。他发现，生活在潮池(一种视觉上复杂的环境)中的蟹类，与生活在视觉环境单一的滩涂中的蟹类相比，具有鲜明的对比色。更复杂的栖息地意味着蟹类需要更极端的混隐色来消除它们的身体轮廓。

乌贼，比如菲律宾宿务岛附近的这种白斑乌贼，可以改变皮肤的颜色和花纹，从而迷惑潜在的捕食者和猎物。

摄影：GEORGETTE DOUWMA, NATURE PICTURE LIBRARY

　　乌贼可以通过改变皮肤的颜色和花纹来躲避威胁，可谓是混隐色大师。它创造的图案对比度很高，一只被放在实验室棋盘上的乌贼只需几秒钟就能变幻出黑白格图案。

　　通过对乌贼何时产生这些斑纹的研究，我们了解到了视觉标志的重要性，比如物体区域、对比度和边缘。

　　不管是在实验室还是自然界，科学家们观察得越多，就越能发现人类和动物感知世界的相似之处。这提醒我们，尽管我们与动物有很大差异，但我们的主观世界可能比想象的要更加相似。

（译者：陌上花开）