Norman Triplett是魔术心理学的先驱，早在1900年，他就发表了一篇关于魔术的精彩科学论文，其中讨论了一个有趣的魔术错觉实验。一位魔术师坐在一群学生面前的一张桌子旁，把一个球抛向空中几次。在最后一次投掷之前，他的手偷偷地钻到桌子底下，让球落在他的膝盖上，然后他开始把一个想象中的球抛向空中。
这样的描述,这听起来不像一个惊人的技巧,但真正令人吃惊的是,一半以上的儿童声称看到了一个虚幻的ball-what Triplett称为“幽灵球”绝不能魔术师的手,消失在中途魔术师和天花板之间。这显然是一种错觉，因为在最后一次投掷时，没有一个球离开他的手;孩子们感知到了一件从未发生过的事情。
Triplett利用这种错觉进行了几项研究，得出了一些相当有趣但不一定正确的结论。他认为这种错觉是由视网膜引起的后像，或者用他自己的话来说，“观众看到的是一种重复的形象，这无疑部分是眼睛中残留的刺激的影响，部分是中枢兴奋的影响。”
在当时，这似乎是一个合理的建议。在我研究魔术的早期，我偶然发现了Triplett的论文，我对这种错觉很感兴趣。Triplett的消失球错觉依赖于我经常使用的消失物体的原理，所以我有一些关于为什么这种错觉有效的想法。我对Triplett的解释持怀疑态度，我从经验中知道，这种错觉依赖于误导观众的预期，从而让他们预期你是在真的扔球。一个人的眼睛注视提供了误导预期的最有力的工具之一，所以我开始了我的第一个科学项目，研究社会线索在驱动这种错觉中的作用。
我录了两个不同版本的消失球错觉。在正常的版本中，我把球抛到空中两次，然后偷偷地把它握在手里，假装把它抛到空中(如上图所示)。重要的是，我的目光跟着球，在模拟投球时，我的目光跟着球的想象轨迹。在另一个版本的把戏中，我做了完全相同的动作，但这次，我的目光没有跟着想象中的球。相反，我盯着那只握着球的手。Triplett对视网膜后像的描述预测，两种版本的把戏应该是同样有效的，因为两组参与者观察的事件序列完全相同，因此有相同的感官刺激。
在21世纪从事科学研究给了我新的科学仪器的优势。我可以测量参与者在观看魔术视频剪辑时的眼球运动，以便了解他们为什么会产生这种错觉。这项研究的结果令人惊讶:在正常的魔术版本中，近三分之二的成年参与者经历了这种错觉，并声称他们看到魔术师把球抛向空中，球从屏幕上方离开了。当我问他们这个魔术是如何产生的时，这些参与者通常声称一定有人在球的顶部抓住了球，或者球粘在了天花板上。幻觉对我不起作用，因为我知道它是怎么做的;事实上，一旦你知道了这个秘密，它也不会对你起作用。然而，实验中的大多数参与者都完全相信他们看到了球向上移动，当他们再次观看视频时真的很惊讶。
一个球也没有离开他的手;孩子们感知到了一件从未发生过的事情。
我对眼睛作用的直觉是正确的，因为当我看我那把球藏起来的手时，这种错觉就不那么有效了。这些发现揭示了关于这种错觉的一些有趣的见解。他们说明，这种错觉主要是由预期驱动的，而不是感性的后像。最近，我们发现，即使你只是假装把球抛向空中，但实际上并没有扔过球，超过三分之一的人仍然会有这种错觉。在某些方面，我们的行为就像狗一样，追着主人假装扔的棍子跑。
眼球追踪数据揭示了一些非常有趣的关于错觉为什么会起作用的见解。参与者看完视频后，我们问他们在看哪里，大多数人都说他们只是在看球。然而，事实并非如此:尽管球一被抛到空中，他们就会看我的脸，但他们花了很多时间看我的脸，尤其是在球到达屏幕顶部之前。这表明，参与者用我的脸来预测我会把球扔到哪里，这是一个非常聪明的策略。
我们生活在一个动态的世界里，事物变化迅速，我们经常需要快速做出反应。例如，在开车的时候，预测别人在做什么很重要，这样你才能快速做出反应。新手和专家之间的主要区别之一在于他们预测他人未来行为的能力，眼球追踪研究表明，当你变得更熟练时，你开始看得更远。我是世界上第一批戴着眼动仪学习开车的人之一，这些数据显示，我第一次坐在方向盘后面时，我的眼睛几乎都粘在了汽车的引擎盖上。然而，凭借经验，我设法看得更远，并利用环境中的线索来预测未来事件。
看着我把球抛向空中远没有开车复杂，但感知一个快速移动的球比人们想象的要困难得多。看到一个小球需要我们看着它，但我们的眼睛不擅长追踪快速移动的物体。看到球需要你的眼睛在正确的时间看正确的地方，你有一个非常短的时间窗口来计划眼睛运动到正确的位置。只有当你能预测球的未来时，你才有可能看球，而这正是我们的参与者所做的。换句话说，他们是在用我的目光来预测我会把球扔到哪里。
眼动数据还揭示了另一个有趣的发现:尽管大多数参与者经历了一个幻觉事件，但眼睛并没有被欺骗。当球真的被扔出去时，大多数参与者都能在球到达屏幕顶部时看到它。在假扔球的过程中，参与者声称看到了屏幕上方的幻球，但他们的眼睛并没有移动到那里，这表明我们的眼睛对这种幻球有弹性。这个结果出乎我们的意料，但它与其他几个发现相吻合，并突出了视觉错觉的另一个真正惊人的特征。
你现在所感知的世界是你的视觉系统在过去所预测的现实世界。
我们通常认为视觉只是看到事物，但大多数时候，我们在无意识地使用我们的视觉。例如，当你拿咖啡时，你用视觉信息来引导手臂的运动，调整你的握法，这样你就能成功地拿起杯子。早在1995年，大卫·米尔纳(David Milner)和梅尔文·古德代尔(Melvyn Goodale)就提出了一个很有影响力的知觉理论，该理论认为，我们感知物体所需的视觉过程，是由不同的视觉路径驱动的，而不是由视觉引导动作(如捡起物体)所驱动的视觉路径。这个理论的一些最令人信服的证据来自一个名叫“D.F.”的神经系统病人。d。f。的大脑腹侧部分受到严重损伤，这部分大脑负责物体感知。她现在患有一种叫做失认症的特殊疾病，这意味着即使她的视力完好无损，她也不能识别物体和简单的形状，甚至不能区分水平线和垂直线。
人们可以想象，即使是最简单的形状也不能识别，这将严重限制她的日常能力，但当我第一次见到D.F.时，我惊讶地发现她的行为看起来是多么正常。她完全有能力在杂乱的房间里游刃有余，在吃午饭的时候，她还能顺利地拿起刀叉。这怎么可能?d。f。的损伤已经损害了大脑中负责物体感知的部分，而负责视觉指导她行为的神经系统仍然完好无损。由于这两个系统在解剖学和功能上是独立的，D.F.完全能够使用她的视觉来指导她的行动，同时有意识地不知道她周围的物体。例如，尽管她不能有意识地区分不同的线条方向，但她完全能够拿起一封信并把它放进邮箱。
拿起物品和与我们的物理世界互动需要对我们周围的物品进行准确的表征，而我们的知觉错误意味着我们应该经常对自己的行为做出错误判断。虽然我的知觉系统经常被错觉所欺骗，但我很少误判该去哪里。我之所以不会犯这些错误，是因为负责协调这些动作的视觉系统部分不会被视觉错觉所欺骗。例如，理查德·格雷戈里(Richard Gregory)和他的同事已经证明，如果给参与者一个中空的面具，并要求他们指着鼻子，他们会指向面具外面的一个位置。这是因为他们有意识地认为脸是坚实的。然而，如果你让他们快速弹一下鼻子，他们的手就会在口罩内移动，触碰到正确的位置。这是因为轻拍是由背侧流驱动的视觉引导动作，背侧流是需要可靠空间信息的视觉系统，因此不会被错觉所欺骗。我们的眼睛也受背部流的驱动，所以即使你的意识被错觉愚弄了，你的眼睛没有。
我们的视觉系统已经进化到可以与周围的世界互动，但为什么我们如此容易被骗去看到一个虚幻的球?这个问题的答案就在我们感知系统中最令人惊讶，也可能是最令人不安的特征之一。
神经延迟意味着我们在事情发生后至少十分之一秒才感知到事情。
我每天早上的通勤要经过伦敦一些最繁忙的交通枢纽，但我完全有能力在人群中穿行，很少与其他通勤者相撞。我的另一项真正惊人的技能是把球抛到一米高的空中，然后接住它。“那又怎样?你可能会问。“大多数人都能轻松地做这些事情，所以我为什么要感到惊讶呢?”这些任务确实令人难以置信，但要充分理解，我们需要在感知我们这个动态世界的过程中看到挑战。
我们看到事物是因为物体反射的光线投射到我们的视网膜上，一旦我们的光感受器接收到光线，它们就会向视神经发送神经信号。正如我们之前所知道的，感知不是发生在眼睛里，在我们体验世界之前，需要进行大量复杂的神经计算。神经信号开始于视网膜，然后通过不同的神经中心传递到视觉皮层和更高的皮层区域，最终建立外部世界的心理表征。神经处理不是瞬时的，因为神经信号以有限的速度在神经元中传递。视网膜接收到的光在大脑中变成视觉需要大约十分之一秒的时间。这意味着我们的感知滞后于世界上正在发生的事情的十分之一秒。我会给你几分钟的思想来解决,如果你仍在努力达成协议,让我帮你做一个类比:在一场雷暴中,排放大量的电能,结果在一瞬间和一声巨响。当你从远处看暴风雨时，你在听到雷声之前看到了闪电。当然，这是因为声音的传播速度比光慢得多，所以我们在放电发生几秒钟后才听到雷声。知觉也是如此。 The neural delay means that we perceive things at least a tenth of a second after they have occurred.
你可能认为十分之一秒的延迟对你早上的通勤没有什么影响，但相信我，这是一个很大的延迟。让我来解释一下:如果你以大约每秒1米的适度速度行走，十分之一秒的延迟会让你觉得世界在你身后落后了10厘米。这很难让人相信，因为你根本就没有感觉到世界是滞后的，这种感知错误肯定会导致许多清晨的碰撞。同样地，这种感知延迟会让你不可能接住球，尤其是因为这种感知延迟并不能解释你的大脑需要的大量时间来计划和启动能够接住球的运动反应。
只有当你开始思考我们的视觉系统经常面临的一些巨大的日常挑战时，大脑的真正奇迹才会开始浮现。我们的大脑使用了一个非常聪明的，几乎是科幻小说的技巧，来阻止我们生活在过去:我们要展望未来。我们的视觉系统不断地预测着未来，而你现在所感知的世界正是你的视觉系统在过去预测的现实世界。这个想法需要一段时间来适应，当我第一次听到它时，我觉得它一定很疯狂。然而，除非我们预测未来，否则我们将永远经历过去。
古斯塔夫·库恩作者是体验不可能:魔法的科学．他是伦敦大学金史密斯学院的心理学讲师，也是魔法圈的成员。
这篇文章是由体验不可能:魔法的科学，由麻省理工学院出版社于2019年出版。
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