趙思家

估計(jì)今年學(xué)視覺神經(jīng)科學(xué)（visual neuroscience）的小伙伴們會遇上這道題，因?yàn)檫@是標(biāo)準(zhǔn)的optical illusion（視覺錯(cuò)覺）的例子。但大多數(shù)網(wǎng)上的答案都是不全面的。

臉書（Facebook）上，本科一起學(xué)神經(jīng)科學(xué)、現(xiàn)在在世界各地當(dāng)科研狗或是醫(yī)學(xué)僧的小伙伴們都假裝苦惱、實(shí)則優(yōu)越感爆棚地比較誰被問的次數(shù)最多。班長大人及時(shí)地發(fā)了一張圖片，若有人再問，就把這張圖扔過去即可。

圖片地址：http：//xkcd.com/1492/

雖然這張圖片不太好看，但據(jù)我們所知，這張圖是最早出來的，一目了然地解釋了基本原因。左右兩邊的火柴棍小人，穿的裙子的顏色是直接用照片中原本的顏色。通過這張圖，就可以簡單地解釋，為什么無論你看成白金還是藍(lán)“屎黃”都和色盲色弱沒關(guān)系，對一個(gè)物體的顏色的感知，不僅僅只是“所見及所知”，也不是 “眼見為實(shí)”，而是通過與物體周圍環(huán)境的分析（包括背景色、光線等）一起考慮糅合而成“我看到的顏色”。這只是一個(gè)“正常”的視覺錯(cuò)覺而已。準(zhǔn)確說，是有史以來最夸張的一個(gè)。

我認(rèn)為，要從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度，來解釋這次裙子引起的爭論，需要抓住兩個(gè)重要的點(diǎn)，或說回答兩個(gè)主要問題：

一、為什么明明是藍(lán)黑色的裙子，怎么從“這張照片”來看，很多人“覺得”是白金色？

因?yàn)楹芏嗳硕加小鞍咨矬w在這種昏暗的光線下會看起來像藍(lán)色”的經(jīng)驗(yàn)。

首先，這條裙子本身是藍(lán)黑色的。因?yàn)?，此照一出，英國BBC第一件事兒就是去找這條裙子是哪兒買的，再次證明了，腐國媒體從來不會從正常人角度來討論問題。 雖然一共有4種顏色（包括白黑、紅黑、粉黑和藍(lán)黑），但并沒有白金款（我專門到賣這條裙子的牌子ROMAN的網(wǎng)店去看了一下，大多數(shù)號都沒貨了。）

那為什么“這張照片”里裙子會看起來像白金色？這差別也太大了吧。嗯，關(guān)鍵問題是白平衡沒調(diào)好，導(dǎo)致了這張照片本身對顏色就出現(xiàn)了很嚴(yán)重的誤差。但將每個(gè)顏色分割開來，實(shí)際上會發(fā)現(xiàn)，其實(shí)，還好。

圖片來自：Wired. ttp：//www.wired.com/2015/02/science-one-agrees-color-dress/

請注意，這張圖并沒有用Ps調(diào)顏色，只是把原照片裙子上不同位置的顏色，一個(gè)個(gè)挑出來，當(dāng)沒有背景、沒有花紋時(shí)，它的顏色是什么樣的，并沒有經(jīng)過編輯。所以請不要將這張圖片與其他用Ps調(diào)了色調(diào)的答案混為一談。

但為什么會覺得“藍(lán)色”的部分是“白色”呢？因?yàn)樵诓煌墓饩€、陰影情況下還能識別物體顏色，大腦的視覺皮層（準(zhǔn)確地說是在視覺皮層V4，所謂的色彩感知的中心）會對眼睛接受到的光線進(jìn)行分析和校正。

物體為什么會呈現(xiàn)不同的顏色？牛頓發(fā)現(xiàn)白光是由紅橙黃綠青藍(lán)紫的顏色光線組成。即，對“白色”光的感知是由整個(gè)可見光的光譜形成的。當(dāng)白色的自然光照到物體上，物體會反射某種顏色的光線，這種光線進(jìn)入人的眼睛、落到視網(wǎng)膜上，通過人的三種視錐細(xì)胞，把物理光線的波長，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號，這才是視覺的開始而已。

這些光線波長的信號，像是計(jì)算機(jī)里的10101010…的二進(jìn)制一般，快速地傳遞到位于后腦勺的大腦視覺皮層 （嗯嗯，還記得，還珠格格里紫薇后腦勺碰了石頭，然后盲了一段時(shí)間么？嗯嗯，在保護(hù)眼睛的同時(shí)，也要注意保護(hù)后腦勺喲），在那里，視覺皮層的不同區(qū)域又進(jìn)行更細(xì)致的分工，進(jìn)行對“形狀”、“距離（深度）”、”色彩”等等的圖像分析。

可以把整個(gè)流程當(dāng)成一個(gè)快遞公司的送貨系統(tǒng)。光線便如一個(gè)一個(gè)包裹，從外面不同的位置，送入眼球，視網(wǎng)膜上的視錐細(xì)胞就是收快遞的，然后打包，沿著固定路線送往配送中心（大腦視覺皮層），而在配送中心又分多層、每層又有不同的任務(wù)。

當(dāng)裝有光線信息的包裹送到配送中心門口時(shí)，包裹們會首先進(jìn)入V1，先拆開包裹，然后看每個(gè)物體原本是來自哪里的，然后分門別類地送往下一層。在下一層又會分析，每個(gè)包裹是什么顏色的，然后再下一層又看，這一堆包裹是個(gè)什么形狀，那一堆是什么花紋;一層層下去，完成最基本的視覺信息的識別，在你的大腦中畫出了看到的圖像，然后還需要根據(jù)圖像中物體和背景的關(guān)系，來進(jìn)一步分析，哪里有陰影、物體之間的位置關(guān)系等等。最后把分門別類好的視覺信號發(fā)到大腦的不同區(qū)域，去做更復(fù)雜的任務(wù)，譬如說，閱讀、識別人臉、看電視等等。

回到這條裙子上，在不同光線下，物體所反射的光線是不一樣的，所以眼球“看”到的不一樣。但大腦通過分析周圍環(huán)境來分析所看到的光線，這樣，一個(gè)物體在強(qiáng)光之下可能更偏白， 到陰暗之處就變成深色，你也知道它本身應(yīng)該是怎樣的顏色。譬如說，穿著紅色裙子，走進(jìn)昏暗的房間，會看起來像是深藍(lán)色，但你不會嚇一大跳。而是知道，它還是紅色的。這是因?yàn)榇竽X在過去的十幾年幾十年里，學(xué)習(xí)到了：啊，在這樣的光線下，這樣的顏色實(shí)際上是紅色！

換句話說，對于所看之物，我們每時(shí)每刻都在“腦補(bǔ)”。

倒不是因?yàn)椤把垡姴粸閷?shí)”，而是“腦見不為實(shí)”。因?yàn)槿说难劬Α翱础钡降念伾?，和我們”想”的顏色是不一樣的?/p>

視覺錯(cuò)覺不僅僅只有這樣的色彩錯(cuò)覺，還有其他各種各樣的。因?yàn)椋曈X不僅只是顏色，還有邊緣、深度 等等。而我們對大腦如何分析“深度”的理解，換句話說就是關(guān)于視覺深度的神經(jīng)科學(xué)知識，早已經(jīng)被藝術(shù)家應(yīng)用它來制作各種酷炫的立體錯(cuò)覺了：3D畫，相信很多人都在街頭看到過。

二、為什么大腦不能避免這種錯(cuò)覺？

大腦不能避免這種錯(cuò)覺，而且這種錯(cuò)覺對我們來說很重要。實(shí)際上，神經(jīng)科學(xué)家對人看到是白金還是藍(lán)黑都不感興趣，一方面，視覺錯(cuò)覺在本科都能教很多了，另一方面，要是拿出學(xué)究的態(tài)度來看這條裙子的照片，大家會有這樣的錯(cuò)覺很有可能連和神經(jīng)科學(xué)都沒什么關(guān)系，只是因?yàn)檫@張照片照得太差，然后人們通過不同的屏幕、看屏幕時(shí)的光線不同，而導(dǎo)致錯(cuò)覺的 （這只是一小部分的可能原因。有很多人用同樣屏幕同樣環(huán)境也有明顯不同的判斷。這就又回到人與人之間的區(qū)別了）。

讓神經(jīng)科學(xué)家覺得有趣的是 （并不是心理學(xué)家），為什么會有人一會兒覺得是白金、一會兒覺得是藍(lán)黑？

上百萬人在“藍(lán)黑”和“白金”這兩對完全不相似的顏色中搖擺不定，這應(yīng)該是有史以來最極端的一個(gè)案例了。這才是真正最有爭議、讓科學(xué)家現(xiàn)在也覺得不太確定的點(diǎn)，同時(shí)也才是最有趣的根本原因。

在認(rèn)知科學(xué)中，對人類的大腦研究，我們常用心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn) （Psychophysics） 來研究，簡單來說就是通過這類會讓大腦產(chǎn)生錯(cuò)覺或是很容易犯錯(cuò)的情況，來了解大腦認(rèn)知的“弱點(diǎn)”，進(jìn)而層層剖析、猜測，然后再用其他實(shí)驗(yàn)測試這個(gè)猜測是否靠譜。

大腦需要錯(cuò)覺。而且，你已經(jīng)無數(shù)次地應(yīng)用了錯(cuò)覺，因?yàn)?，每次大腦遇見新的感知信號的時(shí)候，錯(cuò)覺就會出現(xiàn)，并帶來“疑惑”這種感覺。疑惑時(shí)，大腦會嘗試不同的預(yù)測，然后推送到前臺，讓你去check是不是對的。當(dāng)你得到正確答復(fù)后，大腦就會學(xué)習(xí)到這一點(diǎn)。

因?yàn)槊總€(gè)人經(jīng)歷不同、以前所見所想皆為不同，所以每個(gè)大腦給白金和藍(lán)黑兩種猜測打分的數(shù)值都有些不同，恰巧在這個(gè)情況下，對于大多數(shù)人來說白金分值明顯比藍(lán)黑高，可能以前曾經(jīng)歷過“白色在這種光線下看起來會像藍(lán)色”的情況，譬如說，照白色的物體時(shí)白平衡、曝光都沒調(diào)好，導(dǎo)致白色物體在照片里呈現(xiàn)這種藍(lán)色。而有些人，像我，可能兩邊打分差不多，大腦先推送了白金，過了一會兒，再看，覺得有點(diǎn)怪怪的，又想是不是藍(lán)黑呢。

就是通過不斷地猜測“是A還是B”，大腦才能夠不斷學(xué)習(xí)新知識、應(yīng)對新情況。而這次，只是不小心，讓你覺察到了。

這樣解釋很膚淺、同時(shí)也漏洞百出，一方面因?yàn)閷W(xué)習(xí)是一個(gè)非常復(fù)雜也是我們了解不多的大腦功能，另一方面，大多數(shù)讀者也不需要為此而去深入理解其神經(jīng)科學(xué)的機(jī)理。更重要的是，我們對大腦功能的了解還任重而道遠(yuǎn)?，F(xiàn)在說的一切科學(xué)，都只是“看起來很科學(xué)”罷了。

希望借這次的裙子事件能提醒大家，“不要相信自己的眼睛”。對于我來說，這就是神經(jīng)科學(xué)的魅力所在。