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神經(jīng)科學(xué)揭秘魔術(shù)師如何欺騙你的大腦(圖)
 

青島新聞網(wǎng) 2009-02-11 13:01:04 環(huán)球科學(xué)

  現(xiàn)有新聞評論 新聞報料

??? 魔術(shù)師能熟練地操縱人的注意力和認(rèn)知能力,將觀眾的注意力從關(guān)鍵的保密動作上轉(zhuǎn)移開。學(xué)習(xí)這些魔術(shù)手段,神經(jīng)科學(xué)家有望設(shè)計出更巧妙的實驗,利用視錯覺和認(rèn)知錯覺來揭示注意力和意識的神經(jīng)機(jī)制。

????魔術(shù)師佩恩和特勒表演的升級版經(jīng)典魔術(shù)“電鋸驚魂”,讓人產(chǎn)生不可思議的錯覺(佩恩操作電鋸,特勒扮演那個被“切”為兩段的“受害者”)。神經(jīng)科學(xué)家正把一些魔術(shù)方法應(yīng)用到某些類型的實
驗當(dāng)中。其中一類實驗研究大腦為什么會產(chǎn)生錯誤的理解,即使這種錯誤的理解違反了以前所有的現(xiàn)實經(jīng)驗。

????燈光聚焦到魔術(shù)師的助手身上——那是一個身穿白色緊身衣的女子,聚光燈下,她艷光四射。魔術(shù)師“偉大的湯姆森”( The Great Tomsoni)宣布,他要把這位美人身上的白衣變?yōu)榧t色!在座的觀眾都不由自主地把身子往前探,緊緊盯著這個女人,似乎要把她的形象深深地烙在視網(wǎng)膜上。湯姆森拍了拍手,燈光暗了下去,下一個瞬間,紅光亮了起來,先前的白衣女郎現(xiàn)在是一身紅色,流光溢彩。

????一切就發(fā)生在一瞬間!觀眾們沒想到,魔術(shù)師只是變換了一下聚光燈的顏色而已。魔術(shù)師開心地瞧著這一切,對自己的這個小玩笑非常滿意。是的,他承認(rèn)這只是個拙劣的小把戲——他調(diào)皮地解釋說,這是自己最喜歡的一類小把戲。但是你不得不承認(rèn),他的確把女助手的衣服變成了紅色——當(dāng)然同時也把她整個人變成了紅色。湯姆森請大家原諒他開的小玩笑,把注意力再次集中到美麗的女助手身上,因為他將為大家表演下一個小把戲。湯姆森拍了拍手,燈光再次短暫地一暗,緊接著整個舞臺上亮起了耀眼的白光……等一下!女助手的衣服確實是紅色的!“偉大的湯姆森”的確把女助手的衣服變成了紅色!

????約翰·湯普森(John Thompson,也就是“偉大的湯姆森”)對這個魔術(shù)的揭秘,使我們能夠深刻而直觀地了解,觀眾的大腦在觀看魔術(shù)時到底發(fā)生了什么樣的神經(jīng)活動。對于我們這些神經(jīng)科學(xué)家來說,這非常有利于推進(jìn)神經(jīng)科學(xué)的研究。

????當(dāng)湯普森介紹女助手時,她身上那件白色緊身衣自然而然地誘導(dǎo)觀眾作出這樣的假設(shè):在它下面不可能藏有任何東西——當(dāng)然也不會藏有另外一件衣服。這個假設(shè)看似有理,卻是錯誤的。這位魅力十足的緊身衣女郎同時也吸引了觀眾的注意力——這正是湯普森所希望的。觀眾越是盯著她看,就越不會注意到藏在地板下的機(jī)關(guān),而且他們的視網(wǎng)膜神經(jīng)元也就越來越適應(yīng)當(dāng)時的光線強(qiáng)度和所感受到的色彩。

????在湯普森打開紅色聚光燈給大家開了那個“小玩笑”之后,每個觀眾的視覺系統(tǒng)其實都經(jīng)歷了一個“神經(jīng)耐受”(neural adaptation)過程。這個過程是指,神經(jīng)系統(tǒng)對一個恒定持續(xù)刺激的應(yīng)答能力(由被激活的相關(guān)神經(jīng)元的比例來衡量),隨著刺激時間的延長而下降。就好像神經(jīng)元會主動忽略那些持續(xù)恒定的刺激,以保持它們對變化信號的反應(yīng)能力。持續(xù)恒定的刺激被撤除后,耐受的神經(jīng)元會產(chǎn)生一個應(yīng)答反彈,這就是所謂的后放電(afterdischarge)。

????在這個魔術(shù)表演中,使視覺系統(tǒng)耐受的恒定刺激就是將衣服映紅的紅光。湯普森知道燈光暗下去后,觀眾視網(wǎng)膜神經(jīng)元會有瞬時的反彈放電,他們看到的依然會是一個女人輪廓的紅色余像。也就是在這一剎那,一個隱藏在舞臺地板上的活門打開,女助手身上的白色緊身衣被迅速剝離并收到小門內(nèi)——她身上的白色緊身衣只是靠尼龍搭扣輕輕粘在身上,并且和一根從小門里伸出的透明纜繩相連。接著燈光再次亮起,人們看到的就是一個身穿紅衣的女子了。

????在這個魔術(shù)表演中還有另外兩個要素。首先,緊身衣剝脫前舞臺上的光線很強(qiáng)。當(dāng)強(qiáng)光突然暗下去的時候,觀眾就看不見纜繩的迅速移動以及白色衣服剝脫并隱藏的過程。這跟我們從陽光直射下的大街突然轉(zhuǎn)進(jìn)一家昏暗的商店時,會暫時什么也看不清是一個道理。其次,湯普森是在觀眾都以為表演已經(jīng)結(jié)束時才開始真正的表演。從認(rèn)知的角度來說,這使他獲得了很大的優(yōu)勢。觀眾們沒有在最關(guān)鍵的時刻去尋找他表演中的破綻,此刻他們稍稍忽略了對細(xì)節(jié)的審視。

????湯普森的小魔術(shù)很好地闡明了舞臺魔術(shù)的本質(zhì)。魔術(shù)師首先應(yīng)該是一個塑造注意力和意識的藝術(shù)家,能夠隨心所欲地操縱人們注意力的焦點和強(qiáng)度。對于人們知道什么和不知道什么,也要了如指掌,并隨時掌控。為此,魔術(shù)師會綜合運用一些迷惑手段,包括利用人的視錯覺(例如余像)、煙霧或鏡子造成光錯覺、特技(爆炸、模擬槍擊、高度同步化的燈光控制)、熟練的手法,以及秘密裝置和機(jī)關(guān)等等。

????不過,對于一個魔術(shù)師來說,讓人們產(chǎn)生認(rèn)知錯覺的能力或許才是他的終極法寶。和視錯覺類似,認(rèn)知錯覺蒙蔽了人們對真實世界的感受。然而,與視錯覺不同的是,認(rèn)知錯覺從本質(zhì)上來說并非由感官造成的。換句話說,認(rèn)知錯覺涉及人腦的高級功能,比如注意力、記憶力和因果推理能力。有了這些手段和工具,一個老練的魔術(shù)師在舞臺上就能夠得心應(yīng)手,讓看起來完全違反物理規(guī)律的現(xiàn)象上演,讓觀眾們覺得,唯一的解釋就是——魔力!

????神經(jīng)科學(xué)家現(xiàn)在也開始利用魔術(shù)師的手段來操縱人的注意力和認(rèn)知能力。當(dāng)然,他們這么做的目的,跟魔術(shù)師們截然不同。神經(jīng)科學(xué)家是為了探索人類認(rèn)知功能的大腦和神經(jīng)基礎(chǔ),而魔術(shù)師主要是為了利用人們認(rèn)知能力的弱點。不過,魔術(shù)師們幾個世紀(jì)以來所創(chuàng)造的這些舞臺技巧方法,也能成為神經(jīng)科學(xué)家手中靈敏而有力的“探針”,能夠補(bǔ)充甚至拓展現(xiàn)有的神經(jīng)科學(xué)實驗手段。

????通過研究魔術(shù)本身,神經(jīng)科學(xué)家漸漸熟悉了魔術(shù)的技巧和方法,有的研究甚至第一次揭示了某些魔術(shù)方法如何在人們頭腦中造成不可思議的印象。迄今為止,對魔術(shù)的研究再次驗證了人們從早期實驗心理學(xué)研究中獲得的、一些關(guān)于認(rèn)知和注意力的知識。也許有人認(rèn)為這么做是徒勞的——何必?fù)Q個花樣去重復(fù)驗證大家都已熟知的理論呢?但是批評者們忽略了這些研究的重要性和目的。通過對魔術(shù)技巧的研究,神經(jīng)科學(xué)家可以更深入了解,并更有針對性地運用他們自己的研究方法。我們相信,如果科學(xué)家早一些開始對這些魔術(shù)師憑直覺就能運用的知識進(jìn)行研究,認(rèn)知科學(xué)的進(jìn)展會比現(xiàn)在更為迅猛。就算到現(xiàn)在,魔術(shù)師們還有一些不為外人所知的技巧,神經(jīng)科學(xué)家還沒能用上它們。

????學(xué)習(xí)和利用這些魔術(shù)手段,神經(jīng)科學(xué)家有望設(shè)計出更巧妙的實驗,創(chuàng)造出更有效的視錯覺和認(rèn)知錯覺,來揭示注意力和意識的神經(jīng)機(jī)制。這些技巧不僅使認(rèn)知研究中所使用的實驗方法更為巧妙和精準(zhǔn),還可以為一些患有特定認(rèn)知障礙[如腦外傷性注意力缺陷、注意力缺失多動癥(ADHD)、阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease)等]的病人提供診斷和治療的方法。也許我們可以利用這些魔術(shù)手段,幫助患者抑制造成混亂和迷惑的干擾,從而專注于治療的關(guān)鍵部分。

????魔術(shù)師把觀眾的注意力從關(guān)鍵的保密動作上轉(zhuǎn)移開的方法,歸根結(jié)底就是誤導(dǎo)。用魔術(shù)的行話來說,這種誤導(dǎo)就是要把觀眾的注意力從“方法”轉(zhuǎn)移到“結(jié)果”上,而“ 方法”才是隱藏在“結(jié)果”背后的秘密。我們借用認(rèn)知心理學(xué)(cognitive psychology)的術(shù)語,把誤導(dǎo)分為“顯性”和“隱性”。魔術(shù)師把觀眾的視線從他的方法上引開,多半只是很簡單地讓觀眾去看某些特定的目標(biāo),這種誤導(dǎo)就是“顯性”的。當(dāng)湯普森介紹那位迷人的女助手時,他確信所有的目光都集中在她身上了。相對來說,“隱性”的誤導(dǎo)是一種更微妙的技巧,魔術(shù)師同樣會把觀眾的注意力或懷疑的焦點從他的方法上引開,但不一定引開觀眾的視線。在隱性誤導(dǎo)的影響下,觀眾往往對眼前的魔術(shù)方法視而不見。

????認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到至少存在兩種類型的隱性誤導(dǎo)。一種叫做變化盲視(change blindness),它是指觀察者面對存在多樣事物的情景時,無法注意到情景中的某些事物與此前的有所不同。這種變化既可能是可預(yù)期的,也可能是不可預(yù)期的。它的主要特征是,除非觀察者把變化前后的狀態(tài)直接進(jìn)行比較,否則在任何時刻觀察整個場景,這種變化都不會被發(fā)現(xiàn)。

????許多研究表明,不一定是很微小的變化才會引起變化盲視。一些較大的變化如果在眨眼、快速掃視、場景閃爍等視覺短暫中斷時發(fā)生,也一樣不會被注意到。英國赫特福德大學(xué)(University of Hertfordshire) 的心理學(xué)家兼魔術(shù)師里查德·懷斯曼(Richard Wiseman)所表演的“變色撲克牌戲法”就是絕佳的例子(在線視頻鏈接)??催^那段視頻,你不得不承認(rèn),懷斯曼的確證明了,觀眾并沒有注意到鏡頭挪開時發(fā)生的顏色變化。需要一提的是,這段視頻雖然名字叫變色撲克牌戲法,但實際上并沒有使用任何魔術(shù)手法。

????還有一種隱性誤導(dǎo)叫做無意盲視(unattentional blindness), 它與變化盲視不同,并不需要人們把現(xiàn)在的場景與記憶中的場景進(jìn)行比較。無意盲視是指人們對一些出乎意料的事物視而不見。心理學(xué)家丹尼爾·J·西蒙斯(Daniel J. Simons)設(shè)計了一個無意盲視現(xiàn)象的經(jīng)典例子:他和同在哈佛大學(xué)的另一位心理學(xué)家克里斯多弗·F·沙布里艾(Christopher F. Chabris), 要求受試者只為某個三人籃球隊隊員間的傳球計數(shù),而忽略其他球隊隊員間的傳球。當(dāng)這些受試者專心數(shù)數(shù)的時候,半數(shù)受試者都沒有注意到一個打扮成大猩猩的人走過球場(這個“大猩猩”甚至在場中央停了一會兒拍他的胸脯)。造成這種“盲視”,不需要突然中斷視線,也不需要分散觀察者的注意力。有意思的是,許多受試者雖然直接看著“大猩猩”,卻并沒有意識到他的存在。

????魔術(shù)中的視錯覺

????并非所有魔術(shù)都在認(rèn)知水平起作用。利用視覺系統(tǒng)的特點,運用相應(yīng)的道具也可以產(chǎn)生非同尋常的效果。這其中有:

????彎曲的勺子:魔術(shù)師晃動一把勺子讓勺柄看起來好像是柔軟的。

????原理:視皮層里有些神經(jīng)元對移動的影像和線條末端的影像都很敏感,但它們對振動影像的反應(yīng)不同于其他視覺神經(jīng)元。結(jié)果就是,神經(jīng)系統(tǒng)對振動物體的末端和中段的反應(yīng)有差異,堅硬的物體在這種情況下看起來就好像中間變?nèi)彳浟恕?/p>

????視覺殘留:魔術(shù)師已經(jīng)把物體從視野中移除,但在很短的一段時間內(nèi)看起來好像物體還在那里。

????原理:當(dāng)刺激撤除后,由于神經(jīng)后放電會導(dǎo)致產(chǎn)生大約100毫秒的余像。

????杰里·安德勒斯(Jerry Andrus)的三維空間扭曲:觀眾先盯著一個旋轉(zhuǎn)的碟子看一段時間,這個碟子有三個區(qū)域會發(fā)生擴(kuò)張和收縮的運動。再讓觀眾看靜止物體時,他們會感覺靜止物體也在擴(kuò)張和收縮。

????原理:神經(jīng)元分別適應(yīng)了視野中三個區(qū)域產(chǎn)生的運動影像。

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