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不真实的触觉

 大科技杂志社 2019-11-08

视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉构成了人体的5大基本感觉,其中触觉似乎是最“乏味”的一种感觉,通过接触其他物体,我们感觉到它们粗糙程度、温度等的不同,如此而已。

其实不然。近年来,随着手机、电脑的触屏技术的发展,触觉研究越来越受到人们的重视,一个匪夷所思的幻觉世界开启了……

我们常说大脑在指挥着身体,但很多时候我们的身体同样可以反过来欺骗大脑,比如各种各样的幻觉。

对于视幻觉,我们并不陌生。理发店门口的旋转灯柱利用的就是视幻觉。灯柱里面绘有螺旋形条纹图案,当转起来的时候,给人感觉好像它在不停地往上飘。

现在该轮到触觉的幻觉表演了。尽管触幻觉比起视幻觉来不容易体验,但有许多触幻觉只需几件日常物品,加上稍许的耐心,我们还是不难体验到的。下面将介绍7种触幻觉,你不妨一边读,一边亲手试一试。

1、
亚里士多德幻觉

一种发现历史最悠久的触幻觉叫亚里士多德幻觉,是以古希腊哲学家亚里士多德的名字命名的。这很容易做。交叉你的两个手指(可以是同一只手的,也可以是不同手的),然后拿一支笔在交叉口来回拉动,你会感觉好像有两支笔在拉动。如果你用交叉的手指去摸鼻子,也会感觉好像有两个鼻子。

这就是“知觉分离”的一个例子。这一现象起因于在做这一切的时候,你的大脑无法考虑你的手指是交叉的这一事实。因为这种情况在生活中很少发生,于是大脑就把接触到的一个物体解释成了两个分立的物体。

还有一种与上述现象相反的幻觉:交叉你的手指,触摸一个盒子或者一间屋子的角落,你的两根手指明明触摸的是两个表面,但感觉好像摸到的是一个(也有人甚至会感觉在同时触摸三个表面)。

类似的效果还可以这样达到:伸出你的双手,手心朝下。闭上你的眼睛,让旁边的人轻轻敲打一下你的一只手背,再敲打另一只手背。然后你睁开眼睛,挥一下那只你认为最先被敲打的手。相信你每次都不会弄错。现在交叉你的手臂,再试。如果旁边的人敲打你手背的间隔足够短,比如说短于300毫秒,那么对于哪只手最先被敲打,你会经常判断错。神经生物学家认为,这可能跟你的大脑在同一时间内要干太多的事情有关:既要重新确定你双手交叉之后的位置,又要猜出敲打的先后。两项任务互相干扰,导致你判断出错。

有意思的是,这个实验还可以用木棍来演示。伸手拿两只木汤匙,一手一只,手臂交叉,让人快速敲击两只汤匙。一般来说,你能准确无误地判断哪只先被敲击。但要是交叉木汤匙(不是交叉手臂),你就会经常搞错。更奇怪的是,如果你交叉手臂,再交叉木汤匙,那么这两个交叉的效果就会抵消,你又能准确地做出判断了。

另一个简单的触幻觉是靠愚弄你对距离的感觉来实现的。拿一根回形别针,掰开来,使两个回形头相距大约一厘米。现在闭上你的眼睛,用它从你的食指指尖开始,轻轻划过手掌、腕,直到前臂。当别针从高度敏感的手指尖部位划到不敏感的前臂,你会感觉两个回形头之间的距离在逐渐缩短,到最后甚至合二为一了。这是因为你的前臂比起手指来,对精细结构的分辨能力不那么好了。

2、
知觉竞争

另一种新发现的触幻觉叫“触觉竞争”,这是一类更广的叫“知觉竞争”的触觉“版本”。

知觉竞争的最好例子是尼克立方体(Necker cube),尼克立方体是一种3维立方体的简单图形。通常我们在画一个立方体的时候,为了表现立体感,会把那些看不见的边都画成虚线,但在尼克立方体上,这些虚线一律都改成了实线。可是这样一来,究竟哪一面正对着我们,就搞不清了。当你盯住它看时,一会儿你觉得是这一面正对着你,可过了一会儿,又会觉得是另一面正对着你。这两种情况交替产生。

这就是一种视觉竞争。我们的大脑总是希望把所有看到的东西都给出一个明确的解释。可是对于尼克立方体,它就困惑了:“我看到的是什么?”在这里,这个问题并没有一个明确的答案。在这种情况下,为了不错过任何可能正确的答案,它就“耍滑头”了,一会儿尝试着做这种解释,一会儿又告诉你另一种解释,于是就产生了视幻觉。

现在“触觉竞争”现象也被发现了。尽管视幻觉里的尼克立方体还没有找到它的触觉“版本”,但视幻觉中有一种叫“视运动”的,在触觉中有它的对应物。

让我们先来说明什么叫“视运动”幻觉。如上页图在一个正方形里有4个点,我们把对角上的2个点划为一组,这样就有两组点。这两组点交替闪烁。结果,我们看到这些点仿佛在做水平或者垂直运动。就像尼克立方体中的情景一样,当你注视足够长时间,这两种运动模式会自动从这一个跳到那一个。

美国麻省理工的研究人员最近在触觉中也发现了类似的现象。他们在志愿者的手指尖上按上一种网格状的刺激物,里面有4个刺激点,对角上的2个点同属一组。让一组先产生刺激,再让另一组产生刺激。结果,志愿者感觉到好像有东西在指尖上沿着水平或者垂直方向爬动,并且这种感觉差不多一分钟就自动轮换一次。在触觉的机制中也一样,当大脑无法确定它感觉到的是什么时,它就不停地把所有的感觉都告知给你,以免错漏了每一种可能。

3、哪
只箱子更重?

这个实验你可以在朋友或者家人中间表演。找两个大小不等的纸箱,每一个里面放进一块同等重量的砖头,然后让一个人分别抱一抱这两个箱子,并告诉你哪一个更重。大多数人会说小一点的那个箱子更重,并且即使让他们看过箱子的内部之后重新再试,他们还是会坚持这么认为。

这种所谓的尺寸-重量幻觉非常明显,甚至在事实上较小纸箱更轻的情况下,也会被人认为更重。或者,在两个一模一样的箱子上,一个贴上“重”,一个贴上“轻”的标签,也能达到同样的效果。

引起这种幻觉的确切原因依然是个谜。尤其让人奇怪的是,实验表明,即使人们一开始用来举大箱子的力比举小箱子的力更大(因为他们以为大箱子更重,所以用的力也大些),但在多试几次之后,他们会下意识地调整用力的大小,使之与箱子的重量相匹配。可是尽管他们的身体明显“知道”箱子同样重,大脑却仍然得出小箱子更重些的结论。

2008年,一名加拿大心理学家所做的一项实验又让事情复杂化了。他设计了一些越大反而越轻的箱子,让志愿者花了几天时间来熟悉这一情况。最后当他让志愿者举起两个实际上等重的箱子时,志愿者坚持认为较大的箱子较重。这个幻觉这样一颠倒,倒是更符合日常经验。因为一般说来,对于同样材料做的东西,经验告诉我们越大的往往越重。

4、你
的手指上当啦!

你的手指尖是身体上最敏感的部位之一,这使得它们非常容易上当。取一把普通的梳子和一支铅笔,把梳齿朝上放置,然后用食指按住铅笔沿着梳齿来回滚动(见下页图)。即使铅笔一上一下像波浪一样从梳子的一头滚到另一头,但你的食指却只简单地感觉到好像有一个凸起的点在梳子上来回移动。

这是因为铅笔的这种既上下又前后的运动对于我们是比较陌生的,其在皮肤上引起的形变跟一个凸起的点在皮肤上来回滑动相似,所以我们的大脑就解释成了后者。

另一个愚弄你的手指的游戏是:取一张单面胶纸,按上图指示剪下来粘在一张卡片上。注意中间留一条宽3mm的沟,在这条窄沟上粘贴的胶纸正反面与两边的要相反,即若两边的胶纸有胶的一面朝上,那么这一处有胶的一面要朝下;若两边的胶纸有胶的一面朝下,则这一处有胶的一面要朝上。这样沟被填平了,整张卡片表面完全是平整的。

现在请闭上你的眼睛,沿着中间原来沟所在的地方摸去,你会感觉那地方就像是有一条隆起的“岭”或者一条凹进去的“沟”。这是因为你的手指在没胶的地方滑动时更加自由,导致的皮肤变形跟你触摸一条隆起或者一条凹沟时的感觉一模一样。于是大脑就把它解释成了一条岭或者一条沟。

你的舌头也非常敏感,它同样也可以被愚弄。取一把餐叉,把舌尖压在叉齿上。你会感觉中间两个齿好像被压弯下去了。这是因为你舌头被压变形了,但这种变形非常罕见,所以你的大脑就认为是叉齿变形了,而不是你的舌头。

5、对
变化的麻痹

视幻觉的一个最惊人的例子是对变化的视而不见,即对视野里发生的很明显的变化毫无感觉。在电脑上给人显示一张图片,经过短暂的黑屏,再让他看另一张图片,这张图里除了中间明显多了一个红点,其余跟前一张完全一样。但绝大多数受试者会认为两张图片完全一样,看不出有任何变化。其实,我们对于事物的缓慢变化也很容易视而不见,哪怕这种变化事实上很大。比如你身边的某个女同事由苗条的小姑娘变成了胖墩墩一身富态的妇女,可是因为你跟她朝夕相处,很可能对她的变化一点都没注意到。

这种让人难以置信的事情之所以发生,是因为你必须对变化之处集中注意力,才能使你能够注意到它。然而短暂的黑屏会阻止变化之处吸引你的注意力。同样,因为逐渐发生的变化不能抓住你的注意力,所以你也容易对它视若无睹。

最近人们在触觉上发现一个类似的现象——对变化的麻痹。演示这个现象需要特殊的仪器,但亲身体验过的人事后都十分震惊。

2006年,英国牛津大学的科学家招募了一群志愿者。科学家在他们身上7个部位安置了7个共振器。先让其中的2~3个共振器同时工作大约200毫秒,接着把7个共振器同时打开,工作几十毫秒,然后再只留下2~3个共振器工作,但刺激部位较一开始有了变化。可结果是,大约30%的受试者以为没有任何变化。在本实验中,打开7个共振器同时工作几十毫秒就相当起到分散你的注意力的作用。

6、运
动后效应

另一个经典的视幻觉是“瀑布幻觉”,这产生于一种叫“运动后效应(Motion after-effects)”的现象。在你凝视一挂瀑布(或者任何整体上静止但细节在运动的物体)之后,再看别的物体。你会发现,你看到的任何物体都在朝着相反的方向运动。

2000年,有位加拿大科学家声称发现了听觉上的类似现象。他发现,当你反复听从右侧向你靠近的声音之后,同样一个声源,当它静止的时候,听起来却好像正从左侧靠近你。

最近,日本科学家又发现了这一现象的触觉版。他们发明了一种刺激指尖的仪器。当把这种仪器套在受试者的手指尖上,它可以产生三组短暂的刺激:第一组发生在靠近指尖的部位,第二组在中间,第三组在靠近第一个指关节的部位。如果让这三组刺激按一二三的次序工作,受试者会感到好像有东西在往下爬。而要是让中间的一组刺激先工作,然后再让两边的两组刺激工作,则不会产生有东西在爬的感觉。现在科学家先让这三组刺激按一二三的次序工作,紧接着打乱次序,变成先中间后两边的方式工作,受试者最后感到的是仿佛有东西在往下爬。

触觉运动后效应还发生在当你摸一种形状的物体习惯之后再去摸另一种不同形状的物体的时候。譬如你先用手掌摸一口碗的底部,你感觉到那是一个圆凹面,大约20秒之后你把手放在平坦的桌面上,这时你会感觉桌面仿佛是一个圆凸面了。

7、不
同感觉之间的相互作用

如果你手边有块黑板和两个耳塞,不妨试试这个实验。在黑板上写点东西,擦去,然后戴上耳塞再写。你会发现,当你没听到粉笔在黑板上写字的“吱吱”声时,黑板仿佛要光滑些,虽然是同一块黑板和同一支粉笔。

这就是一个“交感作用”的例子,说明你的触觉深受听觉的影响。演示这一现象的另一种办法是轻敲一下某人的皮肤,在这同时播放2~3个快节奏的电子嘟嘟声。于是,他就会觉得自己被你敲了2~3下。

另一些感觉也会相互影响从而产生幻觉。其中最著名的是麦克效应(the McGurk effect)。听同样音节的几个发声,当你闭上眼睛时,听到的是“ba ba ba ba”,可是当你看着某个人的嘴巴时,你可能听到的是“ba da la va”。视觉和听觉的互作用还以另一种方式工作。当你在电脑屏幕上给某人显示一个闪烁的点,与此同时伴着2个噼啪声,那么他一般来说会告诉你,他看到了两个闪烁的点。

近些年来,心理学家发现交感作用在听觉和触觉之间尤为强烈。一个最近发现的例子是羊皮纸皮肤幻觉。

科学家让一群志愿者对着一个麦克风摩擦他们的手掌,然后让处理过的摩擦声通过耳机传进他们的耳朵。当研究人员加强高频部分声音的音量时,志愿者报告说他们感觉手更光滑和干燥了,就仿佛像羊皮纸一样。而减小高频部分声音的音量,会让他们感觉手更湿、更粗糙。

2005年,英国牛津大学的科学家发表了非常相似的报道。报道说,马铃薯片脆与否跟咬它时发出的声音很有关系。当删掉咬马铃薯片时发出的声音的高频部分,人们抱怨说感觉马铃薯片不那么脆了。

同样的道理也可以应用在苏打水和电子牙刷上。拿一个麦克风放在一瓶苏打水跟前,然后让麦克风跟你的耳机相连。戴上耳机,当提高高频部分的音量时,你的舌头会感觉到似乎有更多的气泡,喝起来也更凉爽。如果降低电子牙刷高频部分的音量,顾客用起来就会感觉更软、更平滑。

你瞧,在最后一个例子中,触幻觉还有商业应用的价值呢。

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