利維坦按：正所謂障眼之法，其實是在欺騙我們的大腦——在漫長的進化中，大腦對於外界的任何風吹草動都形成了一套縝密的預警（預期）機制，不論是看到草叢中有什麼動靜，它都會告訴你要隨時準備逃跑，哪怕無數次預期失敗了（草叢中出來的只是刺蝟而非老虎），這就像本文中的鬼球實驗，而這種幻覺，正是來自大腦的“堅信”。
譯/莎欏雙鼠
校對/苦山
原文/nautil.us/issue/70/variables/a-magician-explains-why-we-see-whats-not-there
本文基於創作共同協議（BY-NC），由莎欏雙鼠在利維坦發佈
文章僅為作者觀點，未必代表利維坦立場
諾曼·特里普利特（Norman Triplett）是魔術心理學研究領域的先驅。早在1900年，他就發表了一篇優秀的科研論文，討論了一個有趣的魔術幻覺實驗以及其他一些內容。那個實驗是這樣的：在一群小學生的注視之下，一位魔術師坐在桌邊，一連數次把球扔到空中。在扔最後一次之前，他把手偷偷地放到桌子底下，讓球掉到自己腿上，接著再假裝把球扔到了空中。
這樣描述下來，這好像也不是什麼了不起的戲法，但真正令人驚奇的是，當時，超過一半的孩子聲稱自己看到了那個不存在的球（特里普利特稱其為“鬼球”）離開了魔術師的手，然後在魔術師與天花板之間的某個地方消失了。毫無疑問，這就是一種幻覺，因為魔術師最後一次做出扔球動作的時候，手裡根本沒有球：孩子們事先就構想出了一個從未發生的事件。
特里普利特利用這種幻覺開展了數項研究，並且得出了一些相當有趣（但不一定準確）的結論。他認為，這種幻覺肇始於視網膜餘像——用他自己的話說就是，“觀眾們看到的其實是一幅重複出來的圖像，它無疑是眼睛上殘留的視覺刺激和興奮的中樞神經共同作用的結果。”
你相信魔術嗎？正常人為什麼總是會被魔術“矇騙”？心理學家兼魔術師古斯塔夫·庫恩（Gustav Kuhn）表示，魔術反映了我們日常認知中的偏差和歪曲。
當時看來，這樣的觀點似乎很是合理。我在從事魔術科學研究的初期碰巧看到了特里普利特的這篇論文，並且迷上了這種幻覺。我也經常應用特里普利特的“鬼球幻覺”原理表演消失類魔術。因此，我對這種幻覺背後的原理也頗有想法——但我對特里普利特的解釋持懷疑態度。
實操經驗告訴我，這種幻覺的基礎是引導觀眾作出錯誤的預期，好讓他們下意識地預測你真的把球扔了出去。人類眼睛的凝視是促成這種誤導的最佳工具之一，於是，我開始著手進行我的第一個科研項目，目的是研究社交線索在驅動這種幻覺的過程中扮演了什麼角色。
我記錄了兩個版本的鬼球幻覺。在正常版本中，我先把球扔到空中兩次，接著偷偷把球攥在手裡，只是假裝把它扔到了空中（就像上面那幅插圖表現的那樣）。重要之處在於，無論是真扔還是假扔，我的眼睛始終盯著球（真扔的時候，眼睛盯著球的運動；假扔的時候則沿著想象中球的運行軌跡移動）。
在另一個版本中，我做出的動作完全一樣，只不過這一次，假拋時，我的眼睛不再沿著想象中球的運行軌跡移動，而是盯著那隻攥著球的手。如果特里普利特的視網膜餘像解釋是正確的，那麼這兩個版本的鬼球魔術取得的效果應該完全一致，因為兩組觀眾看到的這一連串事件完全一樣，因而也會擁有一模一樣的感官刺激。
在21世紀做科學研究有一個好處，那就是可以使用最新、最先進的科學儀器。為了深入瞭解為什麼人們會產生這種幻覺，我可以安排觀眾觀看這個魔術的視頻剪輯，同時使用儀器記錄他們的眼球移動。這項研究的結果令人驚奇：觀看這個魔術的正常版時，接近三分之二的成年觀眾產生了幻覺，聲稱自己看到了魔術師把球扔到空中，並且球最後一直向上，離開了屏幕的鏡頭範圍。
當我詢問觀眾，他們覺得這個魔術是怎麼變出來的時候，他們往往會回答：一定是有什麼人在正上方接住了球，或者球直接粘在了天花板上。這個魔術對我不起作用，因為我知道了它背後的原理。實際上，一旦知道了其中的奧秘，你也不會產生這種鬼球幻覺了。然而，實驗中的大部分觀眾堅信他們看到了球往上運動，並且在再次觀看這個視頻時大吃一驚。
“魔術師最後一次作出扔球動作的時候，
手裡根本沒有球：
孩子們事先就構想出了一個從未發生的事件。”
圖源：Giphy
之前我的直覺就告訴我，眼睛的凝視在這個魔術中扮演了很重要的角色。事實證明的確如此，因為當我在假裝拋出球時看向自己攥著球的手，在觀眾中引起的幻覺效果就要差得多。這些發現揭示了這種幻覺現象背後的一些有趣的地方。
它們表明，鬼球幻覺主要是由人類大腦的預期產生的，而不是視網膜餘像。最近，我們還證明了即便沒有真的扔幾次球的動作作鋪墊，而是直接假裝把球扔到空中，也還是有超過三分之一的觀眾會產生幻覺。從某些角度上說，我們表現得就像追逐著主人假裝扔出的木棍的狗。追蹤眼部運動得到的數據讓人對這類幻覺的原理有了一些深刻的見解。觀眾看完視頻後，我們問他們剛才是盯著哪看的，大部分觀眾都聲稱自己就是盯著球看的。然而，實際情況並不是這樣：雖然當球被扔向空中後，他們的確看向了球，但他們卻花了很多時間看著我的臉，尤其是當球快要達到屏幕頂端的時候。這個發現表明，觀眾其實是通過我的面部表情來判斷我把球扔到了哪兒，並且事實證明，這的確是個非常睿智的策略。
圖源：Gifer
我們生活在一個瞬息萬變的世界中，常常需要對各種情況作出快速回應。例如，開車的時候就很有必要提前判斷附近車輛的下一步行動，這樣才能快速作出反應。老司機和新手的一大重要區別就是他們對別人下一步動作的預判能力天差地別，而眼部運動追蹤研究也表明，當你開車開得越來越熟練時，你的預判能力也會越來越強。
我是這個世界上第一批在學開車時還帶著眼部運動追蹤器的人之一。這個儀器得到的數據告訴我，當我第一次坐在方向盤前面的時候，眼睛死死地盯在了引擎蓋的上方。然而，隨著經驗的增加，我也能看得越來越遠，並且也學會了運用環境中的線索來預判接下去會發生什麼。
比起開車來，看我把球扔到空中要簡單多了，但預測一個快速運動的球的軌跡要比我們想象的困難得多。要想追蹤一個小球，我們就得一刻不停地盯著它看，但我們的眼睛又不擅長追蹤快速運動的物體。要想追蹤一個尋常大小的球，我們的眼睛就必須在正確的時間盯著正確的位置，留給我們規劃眼部運動使視線對準正確位置的時間窗口非常短。
只有當你能夠預測球未來會出現在哪裡的時候，你才有可能追蹤到球的完整運動軌跡，而這正是我們這個實驗中的觀眾所做的事。換句話說，他們藉助了我眼睛的凝視方向來預判我會把球扔向哪裡。眼部運動數據還向我們揭示了另一項有趣的發現：雖然大部分觀眾都會產生鬼球幻覺，但這個魔術其實並沒有騙到他們的眼睛。當我真的把球扔向空中的時候，大部分觀眾都能在球到達屏幕頂端時看到它。但我假裝扔球的時候，觀眾們聲稱自己在屏幕頂部看到了那個根本不存在的球，但他們的眼睛其實根本沒有移動到那個位置，這表明眼睛並沒有被這個幻覺矇騙。這個結果令我們大吃一驚，但它和其他幾項發現相吻合，並且凸顯了視覺幻覺的幾項真的很令人咋舌的特徵。
“你現在正在感知的這個世界，
其實是你的視覺系統
在過去的某個時刻對現在這個世界的預判。”
我們通常都會認為，視覺只不過就是看到東西，但大多數時候，我們其實都是在 下意識地使用自己的視覺系統。例如，當你伸手拿咖啡的時候，你就在使用視覺信息引導手臂的運動，並且調整抓握的方式，好讓你成功地拿起咖啡杯。早在1995年，大衛·米爾納（David Milner）和梅爾文·古德爾（Melvyn Goodale）就提出了一個非常有影響力的感知理論，該理論認為人類感知物體所需的視覺過程和完成視覺引導動作（比如拿起某個物體）所需的視覺過程是由彼此獨立的視覺通路驅動的。
圖源：British Psychological Society
支持這個理論的最有說服力的一些證據來自一名姓名縮寫為“D.F.”的神經病病人。D.F.的大腦腹側（也就是負責感知物體的通路區域）遭受了嚴重損傷。她現在患有一種稱為“失認症”的特殊病症，也就是說，雖然她的視覺系統仍舊完整，但她什麼物體、什麼簡單的形狀都認不出來，甚至都無法區分垂直線和水平線。
（citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.554.3266&rep=rep1&type=pdf）
你可能會覺得連最簡單的形狀都認不出來一定會嚴重限制D.F.的日常行為能力。然而，當我第一次見到她的時候，她的行為看上去非常正常，這令我大吃一驚。她完全有能力在一間亂糟糟的房間裡四處走動，吃飯時也能輕鬆地拿起刀叉。這怎麼可能呢？D.F.的病症使得負責感知物體的部分大腦受到了損傷，但負責通過視覺引導動作的神經系統仍舊完整。由於這兩個系統在生理上和功能上都是獨立的，D.F.就能在無法辨認出周遭物體的情況下，還能妥帖地利用視覺引導行動。例如，雖然她無法區分線條的朝向，但她還是能夠輕輕鬆鬆地拿起一封信，並把它投遞到信箱裡。
要想拿起物體並與我們身處的物理世界產生互動，就得精確表達周遭事物，而我們的感知錯誤則意味著，我們理應時常對自己的動作產生錯誤的判斷。雖然我的感知系統時常為幻覺所愚弄，但我很少拿錯自己想要的東西。這是因為視覺系統中負責引導實際動作的這部分區域並沒有被視覺幻覺愚弄。
理查德·格里高利的另一經典錯覺：空心麵人。圖源：New World Encyclopedia
例如，理查德·格里高利（Richard Gregory）及其同事的研究表明，如果給被試帶上一個中空的面具並要求他們指著自己的鼻子，他們都會指向面具外面的某個地方，而不是直接點到自己的鼻子上。這是因為他們的潛意識告訴自己，臉是牢固厚實的，是戳不進去的。然而，如果你要求他們快速地彈一下自己的鼻子，他們的手就會直接在面具內移動並且觸碰準確的位置。這是因為彈是一種視覺引導的動作，由背側流驅動，而這個視覺系統需要可靠的空間信息，因此並不會被幻覺愚弄。
我們的眼睛也是由背側流驅動的，因此，哪怕你的感知意識被幻覺蠱惑了，你的眼睛還是明察秋毫。（譯者注：初級視覺皮層的信息通路分為背側流和腹側流。背側流常被稱為“空間通路”，參與處理物體的空間位置信息以及相關的運動控制；腹側流常被稱為“內容通路”，參與物體識別。上文提到的病人D.F.的腹側流受到了損傷。）
我們的視覺系統進化到了讓我們可以和周遭世界產生互動的程度，但是我們為什麼又會如此輕易地上當受騙，在鬼球魔術中看到了那個根本不存在的球呢？這個問題的答案隱藏在人類感知系統最令人驚異，同時也可能是最令人難解的一大特質之中。
神經延遲意味著事情發生後至少過了0.1秒，我們才能感知到它們。
圖源：WiffleGif
早晨的上班時間，我總要穿過倫敦最繁忙的一些交通樞紐，但我總能妥帖地在擁擠的人群中找到自己的路並且很少和其他趕著上班的人相撞。我的另一項驚豔的技能則是把球扔1米高，然後接住。“那又怎麼樣呢？”你或許會如此反詰。“大多數人都能輕而易舉地做到這些事，又有什麼好驚訝的呢？”能做到這些事其實真的很了不起，但要想充分認識到其背後的意義，我們就得詳細看看自己在感知這個瞬息萬變的世界時面臨的諸多挑戰。
我們之所以能夠看到物體，是因為它們會反射光，把光投到我們的視網膜上。我們的光感受器一接收到光信號，就會向視覺神經發送神經信號。正如我們在前文中瞭解到的那樣，感知並不發生在眼睛裡，並且，在我們能夠體驗到這個世界之前，還需要進行大量神經計算工作。神經信號在視網膜上產生，然後通過不同的神經中心傳送到視覺皮層和更高的皮層區域，最終形成了我們對外部世界的心理表徵。其中的神經處理過程並不是瞬時完成的，因為神經元中的神經信號是按有限速度傳遞的。光從被視網膜接收開始，一直到在大腦中形成一個視覺感知大概需要0.1秒。
這就意味著，我們的感知總要比這個世界上真實發生的事延遲大約0.1秒。說到這裡，我會給你一點時間好好地消化一下這件事，並且為了防止你在努力思考過後仍舊搞不明白這件事，我來打個比方：在一場雷暴雨之中，大量電能被釋放出來，並且形成了“電閃雷鳴”。當你從遠處觀察這場雷暴雨的時候，會先看到閃電再聽到打雷。這當然是因為聲音的傳播速度要比光慢許多，因此，當放電現象出現後幾秒鐘，我們才能聽到打雷聲。感知過程也是一樣的。神經延遲意味著事情發生後至少過了0.1秒，我們才能感知到它們。
圖源：Giphy
你或許會覺得區區0.1秒的延遲對你趕早高峰影響甚微。然而，請相信我，這種延遲會產生本質區別。讓我用一個具體情境來說明這點：如果你以正常速度行走，大概是1米每秒，0.1秒的延遲就會導致你感到這個世界落後了你10釐米。這個結果相當難以置信，因為你根本不覺得這個世界有什麼延遲現象，並且這樣的一種感知誤差應當會導致早高峰時段的大量人群相撞事故。類似地，這種感知延遲還應該會導致你完全接不住拋出的球，尤其是除了這點感知延遲的時間外，要想接住球，大腦還需要足夠長的時間規劃並啟動相應的運動反應。
只有當你開始思考我們的視覺系統時刻面對的一些巨大日常挑戰的時候，你才會意識到大腦創造出的奇蹟有多麼令人驚歎。我們的大腦使用了一種相當睿智，甚至堪稱科幻的花招防止我們生活在過去，那就是：讓我們預判未來。我們的視覺系統每時每刻都在預判未來，並且，你現在正在感知的這個世界，其實是你的視覺系統在過去的某個時刻對現在這個世界的預判。你需要花上一點時間才能適應這個說法。我第一次聽到這個觀點時，覺得這實在是太瘋狂了。然而，事實就是如此：除非我們能夠預判未來，否則就會永遠生活在過去之中。
本文摘自《體驗不可能：魔術的科學》（Experiencing the Impossible: The Science of Magic，麻省理工學院出版社，2019年出版）一書，有改動。該書作者古斯塔夫·庫恩是倫敦大學金史密斯學院心理系準教授，也是“魔法圈”的成員。
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