錯覺——思維的漩渦
徐霞客(1586~1641)是我國明朝著名的地理學家。有一次,他到了雲南大理縣的點蒼山,看到了海拔2030米的雲弄山麓有一處“蝴蝶泉”。他在一篇遊記中寫道:“……又有真蝶千萬,連須鉤足,自樹巔倒懸而下,及於泉麵,繽紛絡繹,五色煥然。”
有一個姓趙的遊人來到泉邊觀賞,發現了一種奇怪的現象:在泉邊飛舞的蝴蝶軀體小,成串倒掛在樹枝上的軀體大;白天倒掛的晚上飛走了!他感到很奇怪,便去請教蝶類專家,專家說:白天倒掛的應該不是蝶,而是蛾。蛾晝伏夜動個體大;蝶晝動夜伏個體小。於是他寫下了《蝴蝶泉邊的發現》一文,證實了千百年來對“蝴蝶泉”的叫法是一個錯覺!
如果一個關於自然事物的命題是真實的,我們便稱之為事實。然而單憑直觀感覺來判斷,很可能會使人陷入錯覺的漩渦。直覺的偏見,而導致非科學的推理,在科學史上屢見不鮮!
最為生動的例子莫過於地心說。人們清晨看到太陽從東方地平線上冉冉升起,傍晚又見到太陽從西方地平線上徐徐下落。太陽的上升與下落使人類感覺到了白晝與黑夜。因此,有幾千年時間,人們以為地球是宇宙的中心,而星星和太陽都圍著地球運轉。這種假象所造成的偏見,是如此根深蒂固地植入那個時代人們的腦海,以致於當發現在地球上觀察一個行星,它好像是按回線運動時,依然對錯誤的偏見執信不移。在6~8周時間內,在地球上觀察到的著名行星在恒星圖案中仔細畫出的運動路線。這種路線正如大家看到的那樣,表現為極其美麗和規則的回線。所畫行星的名稱,從上到下依次是:水星、金星、火星、木星和土星。今天,“地心”的錯覺已經恢複了本來的麵目。大概沒有什麼人會懷疑地球是圍繞太陽轉的了。幾乎所有中學生也都知道由於地球的自轉帶來了黑夜與白天!
背景的幹擾,常常會產生光學的錯覺,下麵是一些有趣的例子。
當你注意上左圖的圖案時,你似乎會感覺到在白條的相交處有隱隱約約的陰影。這是因為離相交點較遠的任何交界點周圍黑色較多,因而顯得比兩白條相交處更為明亮的緣故。
四條水平線段其實是等長的,但看起來似乎各各長短不一。這種錯覺產生變形的原因。是由於你的眼睛隻注意箭頭內的終點,而不隨之到尖端。
下麵圖4圖5的黑框實際上是兩個正方形,由於背景線條的幹擾,很可能會產生變形的錯覺。
左下圖的七條斜向直線都是平行的,但在你的最初感覺中,一定會以為它們是歪歪扭扭的。
拋棄直覺的偏見,需要敏銳的觀察和科學的思維。隻有擯棄“想當然”,才能識別假象。
上一世紀中葉,德國著名化學家李比希(Liebig,1803~1873)到英國進行考察。有一天,他在一家製作“柏林藍”的工廠,看到了製作這種顏料的過程;把動物的皮和血與某種藥水調和放在鐵鍋中煮。在加熱的同時,用一根鐵棍使勁地在鍋裏不斷地攪拌,攪拌時發出極大的聲響。主人介紹說:“攪拌鍋裏溶液時,攬的響聲越大,柏林藍質量越好!”