Kognitive illusioner
Sensorisk information er ofte tvetydig, men en effektiv styring af vores adfærd kræver, at vi hurtigt når frem til entydige perceptuelle fortolkninger. For at gøre dette supplerer vi de sensoriske oplysninger med forudgående viden og erfaringer fra lignende situationer. Vi kan betragte denne forudgående viden som en slags “bedste gæt”-antagelser om verdens sandsynlige tilstand. Denne strategi får os for det meste hurtigt frem til den rigtige fortolkning, men når vores antagelser er forkerte, vil vores opfattelser være fejlagtige. Kognitive illusioner forklares ofte ud fra sådanne forkert anvendte antagelser. Udtrykket “kognitiv” indebærer ikke, at antagelserne er bevidst opstillede: de er generelt under bevidsthedens radar, dybt rodfæstede og endda urokkelige. Dette forklarer, hvorfor kognitive illusioner kan fortsætte ufortrødent, selv efter at vi ved, at vi er blevet narret. Kognitive illusioner kan opstå for enhver sensorisk modalitet og for opfattelser baseret på flere modaliteter, men synet giver igen en overflod af eksempler.
Nogle slående visuelle illusioner skyldes perceptuelle konstansmekanismer. Disse konstansmekanismer holder os normalt indstillet på objekters sande egenskaber uanset ændringer i den stimulation, de præsenterer os for. Et overbevisende eksempel er konstans af lysstyrke, som illustreres godt af Adelsons ternede illusion (fig. 4A). Vi kan være tilbageholdende med at acceptere, at fliserne A og B har nøjagtig samme grå nuance, fordi B forekommer os så meget lysere, men vores opfattelse af flisens lysstyrke bestemmes ikke af den absolutte mængde lys, den reflekterer, men af et skøn over, hvor stor en del af det indfaldende lys den reflekterer. Flise B synes at være i skygge, så vi ser en lys flise, der reflekterer størstedelen af dens svage belysning. Flise A synes ikke at være i skygge, så vi ser en mørk flise, der reflekterer relativt mindre af den stærkere belysning. Vi foretager lignende justeringer for lyskildens farve for at kunne udlede overfladerefleksionsegenskaberne for objekter i scenen (farvekonstans). Jordbærrene i fig. 4B er gengivet i gråtoner, men vi ser dem som røde, fordi vi automatisk justerer for den tilsyneladende blågrønne belysning i billedet. Sådanne effekter illustrerer det perceptuelle systems forbløffende evne til at kompensere for store variationer i lysforholdene.
Figur 4. Illusioner, der opstår som følge af perceptuelle konstanter. (A) Ternillusion, der illustrerer lyshedskonstans, skabt af Edward H. Adelson. Flise A forekommer meget mørkere end flise B, selv om de er identiske gråtoner. Du kan bevise dette ved at se https://www.illusionsindex.org/ir/checkershadow eller https://michaelbach.de/ot/lum-adelsonCheckShadow for at bevise det selv. (B) Grå jordbær, der illustrerer farvekonstans, skabt af Akiyoshi Kitaoka. Jordbærrene ser røde ud, selv om de er gengivet udelukkende i gråtoner. (C) “Turning the tables”, der illustrerer formkonstans, skabt af Roger N. Shepard. De to bordplader ser meget forskellige ud i form, selv om den ene faktisk kunne lægges nøjagtigt over den anden (se https://michaelbach.de/ot/sze-ShepardTables). (D) Ponzo-illusionen, der illustrerer størrelseskonstanthed. Den øverste vandrette linje synes at være længere end den nederste linje, selv om de er lige lange. (E) En variant af Ponzo-illusionen skabt af Richard Wiseman. De hvide varevogne synes at blive gradvist større med afstanden, selv om de alle tre har samme størrelse i billedet.
En anden perceptuel konstans er formkonstans, som beskriver vores evne til at tilpasse os til variationer i form og størrelse af de billeder, der projiceres til vores øje, når vi ser et objekt fra forskellige synsvinkler. Den optiske projektion af en cirkulær mønt på et bord foran dig er en bred ellipse, men din perception kompenserer for det forkortede perspektiv, og du ser mønten som en cirkel. Formkonstans kan give stærke illusioner, når todimensionale (flade) billeder fortolkes ud fra antagelser, der er passende for faste genstande. Shepards bordplader i fig. 4C er identiske parallelogrammer – det ene kunne overlejres nøjagtigt på det andet – men fordi vi fortolker dem som faste objekter, der er roteret forskelligt i dybden, kompenserer vores opfattelse for en forkortelse af længden af det ene bord og bredden af det andet. Resultatet er, at de objektivt set identiske bordplader forekommer os radikalt forskellige, idet den ene er lang og smal og den anden kort og bred (Shepard, 1990).
Et aspekt af formkonstans er størrelseskonstans, som beskriver tendensen til, at fjernere objekter skaleres op i opfattelsen. Dette gør det muligt for os at se objekter som relativt stabile i størrelse på trods af ændringer i betragtningsafstanden. Det optiske billede af din afrejsende veninde halveres i størrelse, når hun kommer dobbelt så langt væk, men du opfatter hende ikke som værende mindre; din opfattelse af hendes skrumpende billede bliver gradvist opskaleret for at kompensere for den øgede synsafstand. En god måde at forstå kraften i denne perceptuelle omskalering på er at stirre på en stærk lyskilde, som f.eks. en pære i en lampe, i et minut eller to. Bagefter vil en mørk klat (det negative efterbillede af lyset) synes at blive projiceret på enhver lys overflade, som man kigger på. Den optiske størrelse af dette efterbillede er konstant, svarende til den del af nethinden, der er udsat for det stærke lys, men dets opfattede størrelse vil variere dramatisk med afstanden til den overflade, som du ser på. Klatten vil se meget mindre ud på et hvidt kort, som du holder i hånden, end på en fjern væg; du kan endda se den krympe og vokse, når du bevæger kortet mod og væk fra dit ansigt, eller går mod og væk fra væggen.
Som med Shepards bordplader kan størrelseskonstans skabe stærke illusioner, når vi fortolker et fladt billede, som om det var en scene i dybden. Tænk på Ponzo-illusionen i fig. 4D, hvor den øverste linje ser længere ud end den (identiske) linje under den. En vigtig kilde til denne effekt kan være, at vi ser de konvergerende sidelinjer som en projektion af parallelle linjer i verden, ligesom togskinner, der trækker sig tilbage i det fjerne. Den øverste linje fortolkes således som værende længere væk og bliver derfor perceptuelt opskaleret for at kompensere for dette. Den samme effekt kan fremkaldes i billeder af virkelige scener ved at gengive et billedelement fra forgrunden i en yderligere tilsyneladende afstand; den absurde forstørrelse af de fjerne hvide varevogne i fig. 4E viser os, i hvor høj grad vores opfattelse af størrelse normalt er skaleret efter afstanden. Selv i nogle scener i den virkelige verden kan fejlfortolkning af afstandsangivelser bidrage til illusioner om størrelse. F.eks. kan månen virke meget større, når den står lavt i horisonten, end når den står højt på himlen. Denne himmelske illusion har forvirret mennesker i århundreder, og der er blevet foreslået flere teorier for at forklare den (Ross og Plug, 2002). Et forslag går ud på, at når månen er i horisonten, er der normalt mellemliggende elementer som bygninger og træer, der indikerer afstanden, så den opfattede størrelse øges. Et andet er, at når vi ser månen højt oppe på en karakterieløs himmel, kan vores øjne rent faktisk fokusere og fiksere på en kortere afstand, så den opfattede størrelse mindskes. Men selv om vi uden problemer kan oplyse månens tilsyneladende størrelse, er vi måske mindre opmærksomme på de afstandssignaler, der påvirker den. Faktisk vurderer folk, hvis de bliver spurgt direkte, generelt, at månen er tættere på, når den er i horisonten, og måske ræsonnerer de (fejlagtigt), at hvis den ser større ud, så må den være tættere på.
I flere af disse illusioner, især når vi bliver narret af billeder, virker det lidt uretfærdigt at sige, at vi virkelig tager fejl, fordi opfattelsen uvægerligt ville være korrekt i den virkelige verden. En flise, der er grå i skyggen, ville faktisk have en lys overfladefarve, et jordbær, der er gråt i blågrønt lys, ville faktisk være en rød frugt, og Shepards borde ville være to meget forskelligt udformede møbler. I betragtning af at vores perceptuelle systemer gennem evolutionen og i hvert enkelt liv har udviklet sig til at støtte engagementet med den virkelige verden, kan disse opfattelser snarere betragtes som succeser end som fejl. Vi er optimeret til at se objekters overfladeegenskaber og ikke de særlige bølgelængder, der reflekteres, og til at forstå formerne af faste genstande og ikke projektioner på et fladt plan (hvilket kan kræve mange års kunstnerisk træning). Når der opstår illusioner i virkelige scener i den virkelige verden, er det som regel fordi scenen er meget usandsynlig eller simpelthen ikke er en scene, som vores system er blevet designet til. F.eks. fejler vores sofistikerede mekanismer til at bedømme afstande og størrelser, når de anvendes på himmellegemer, fordi de pågældende afstande og størrelser ligger så langt uden for vores erfaring, og fordi det er ligegyldigt, om vi opfatter dem præcist eller ej. Det er sikkert at antage, at ingen nogensinde er døde, fordi de fejlvurderede månens størrelse.
Hvis vi er designet til et aktivt engagement med en jordisk verden af faste objekter, kan dette forklare, hvorfor vi ikke kan undgå at se en dybdefortolkning af et billede, når en sådan er mulig, selv om vi ved, at billedet faktisk er fladt. Vi er så vant til perspektiv og skygger i kunsten og til fotografier og video, at det er let at glemme, hvilke bemærkelsesværdige illusioner om dybde de giver os. Måske er den vigtigste grund til, at 3D-film, som tilføjer stereoskopisk dybde til biografoplevelsen, aldrig har fanget fantasien, at vi allerede får så stor dybde fra 2D-film. Når vi ser dem, gør vores syn kun det, der er naturligt (analyse af dybdestrukturen i en scene), men med en stimulus, der er meget usandsynlig i naturen (en flad gengivelse af en scene). Dette gentager den mere generelle pointe om kognitive illusioner: De antagelser, som vores perceptuelle systemer gør om de sandsynlige årsager til sansninger, er baseret på en velkendt verden af faste objekter, som opfører sig på (for det meste) forudsigelige måder. Når vi står over for usandsynlige situationer, hvor disse antagelser ikke holder, kan vores bedste gæt være forkerte, og illusoriske fejlopfattelser vil følge.
Over for billedplanet kan nogle overraskende illusioner fremkaldes af usandsynlige tredimensionelle strukturer, der indbyder os til at fejlfortolke deres form. Flere djævelsk smarte konstruktioner blev opfundet af Adelbert Ames Jr. Den mest berømte af disse er et rum, der ser normalt terningformet ud, når det ses gennem et kighul i den ene væg, men som i virkeligheden slet ikke har nogen rette vinkler og er geometrisk strakt, så det ene modstående hjørne er meget længere væk fra øjet end det andet (fig. 5A). Det visuelle indtryk er, at de modstående hjørner er lige langt fra hinanden, så der sker ingen størrelseskonstant omskalering, når vi ser en person gå fra den ene side til den anden, og de synes at vokse og skrumpe, mens de gør det. En nutidig mester i 3D-illusion er matematikeren Kokichi Sugihara, som blandt andre ekstraordinære objekter har konstrueret et sæt “magnetlignende skråninger”, hvorpå bolde ser ud til at rulle opad (fig. 5B) (Sugihara, 2014) (Sugihara, 2014). Sådanne omhyggelige konstruktioner primer vores antagelser om sandsynlige objektformer så stærkt, at vi er tvunget til at slække på vores intuition om, at bolde ikke ruller op ad bakke, eller at mennesker ikke på magisk vis ændrer størrelse. Disse effekter fungerer bedst, når de ses med ét øje – eller et kamera – fra en fast position, således at billedet svarer nøjagtigt til illusionistens hensigt, og der ikke er modstridende dybdeangivelser tilgængelige fra binokulært syn eller skiftende synsvinkel. Så snart beskueren får lov til at udforske scenen ved at bevæge sig rundt i den, afsløres den sande dybdestruktur, og fortryllelsen er brudt. Selv om disse illusioner er tredimensionelt opbygget, har de således i sidste ende stadig deres virkning fra de flade billedbilleder, de projicerer.
Figur 5. (A) Ames-rummet i Camera Obscura og World of Illusions i Edinburgh. (B) Magnetlignende skråninger skabt af Kogichi Sugihara, der viser det ideelle syn for den illusoriske effekt, og et sideblik, der afslører konstruktionen. Den fulde effekt kan ses ved at se https://www.youtube.com/watch?v=hAXm0dIuyug. Andre demonstrationer kan findes på http://www.isc.meiji.ac.jp/∼kokichis/impossiblemotions/impossiblemotionse. (C) En udstilling af hulemasker på Edinburghs Camera Obscura og World of Illusions, set fra en sidevinkel. Bemærk, hvordan de hule masker ser ud til at være konvekse og til at hælde mod beskueren. For en dynamisk demonstration, se https://michaelbach.de/ot/fcs-hollowFace.
Mere tolerant over for flere perspektiver, og også lettere at opstille, er illusionen med hulemasker. En maske set bagfra ser slet ikke hul ud, men derimod konveks (buet udad) (fig. 5C). Denne illusoriske dybdeomvendelse er ret robust, især hvis man ser med det ene øje lukket og med den hule maske belyst nedefra, således at skygger og højlys falder som på en konveks maske, der er belyst konventionelt oppefra. Selv med begge øjne åbne kan man nærme sig en hulmaske med en afstand på ca. halvanden meter, før kikkertsynet ophæver illusionen. Den sædvanlige forklaring er, at vi på baggrund af tidligere erfaringer har en stærk forventning om, at ansigter er konvekse, og at vi derfor holder fast ved denne fortolkning. Men forventninger er kun en del af historien; det er også nødvendigt, at de tilgængelige sensoriske signaler giver plads til tvetydighed. Illusionen forstærkes derfor, når binokulære dybdesignaler reduceres (ved at lukke det ene øje eller ved at se på afstand) eller når der tilføjes vildledende signaler (ved at ændre belysningsretningen). Hvis dybdeangivelserne er tilstrækkeligt tvetydige, kan der opnås illusoriske omvendinger for mange andre former, f.eks. hule geléforme eller trådmodeller af geometriske former (f.eks. en trådkubus). Ikke desto mindre er effekten mest robust for meget velkendte objekter, såsom opretstående ansigter, som vi stærkt forventer, at de er konvekse (Hill og Johnston, 2007). Jo stærkere vores forudgående forventninger er, jo mere vil de have tendens til at tilsidesætte de sensoriske beviser og omvendt.
Sådan som vores opfattelse opstår af en proces, hvor vi integrerer forudgående forventninger med sensoriske beviser, skal vi også integrere beviser fra flere sensoriske kanaler. Saucen, der bobler i din gryde, har farve og konsistens, laver bløde poppende lyde, yder fysisk modstand mod omrøring og dufter (forhåbentlig) lækkert. Disse sensoriske facetter kombineres for at skabe en samlet perceptuel oplevelse af madlavning og er mere afhængige af hinanden, end du måske tror. Denne indbyrdes afhængighed kan demonstreres ved at skabe kunstige mismatches mellem de sensoriske kanaler. Under sådanne omstændigheder har informationerne fra synet en tendens til at dominere de andre sanser. Ventriloquisme er kendt som “at kaste sin stemme”, fordi bugtaleren får sin egen stemme til at se ud til at komme fra et andet sted, men tricket ligger først og fremmest i den præcise kontrol af, hvad publikum ser. Ventriloquisten skjuler sine egne talebevægelser, mens hun bevæger en attrapmund sammen med talen for at antyde en alternativ kilde, som hun betragter, som om det var en person, der talte. Selv uden et så omfattende bedrag lokaliserer vi automatisk stemmer i film til skuespillere, selv om lydsystemet kan være flere meter fra skærmen.
Visuel information kan gøre mere end blot at flytte den opfattede placering af en stemme, den kan omforme de talelyde, som vi hører. I McGurk-effekten hører vi en lydoptagelse af en person, der gentager en stavelse, “ba-ba”, ledsaget af en synkroniseret video af en person, der taler en stavelse med en anden indledende konsonant i munden (f.eks. “da-da”, “va-va”).3 Den stavelse, vi hører, afhænger af de talebevægelser, vi ser, og vores auditive opfattelse skifter fra “ba” til “da” til “va”, når den samme lydoptagelse er parret med forskellige videoer. Synet kan også ændre vores smagsindtryk, og det er derfor, at udseendet af en ret er så afgørende for spiseoplevelsen. Det rapporteres, at grøntsager smager friskere, hvis de er mere farvestrålende, og at æblejuice smager af hindbær, hvis der er tilsat en smagløs rød farvestof. Den samme røde farve kan, når den tilsættes hvidvin, narre eksperter i vinsmagning til at rapportere smagsnoter, der er typiske for rødvin (Spence, 2010). På samme måde kan vores balancesans bogstaveligt talt blive svinget af synet: Hvis vi placeres i et “svingende rum”, hvor vi står på et fast gulv, og væggene svinger lidt omkring os, vil vi føle, at vi falder mod en nærmende væg, og vi vil læne os korrigerende bagud for at kompensere (og yngre børn vil typisk falde om) (Lee og Aronson, 1974).
Multisensoriske illusioner involverer ikke alle synet. Pergamentskindillusionen beskriver en foruroligende virkning, som lyd kan have på vores følesans. Hvis vi gnider vores hænder mod hinanden og hører den lyd, de laver, videregivet gennem hovedtelefoner, men remixet for at fremhæve de høje frekvenser, vil vores hænder føles tørre og skællede. Den samme lydbehandling har mere behagelige virkninger på oplevelsen af at spise chips, som vurderes som friskere og sprødere, når vi hører flere høje frekvenser, når vi bider i dem. Disse virkninger opstår, fordi vores perceptuelle system, når det skal nå frem til en fortolkning af en begivenhed, integrerer beviser fra alle tilgængelige sansekilder og trækker på forudgående viden om, hvad der er mest sandsynligt. Hvis McGurk-effekten eller pergamentskindillusionen virker overraskende, skyldes det hovedsagelig en misvisende opfattelse af, at vores sanser er adskilte og adskilte i stedet for at være rigt blandet sammen i oplevelsen. Ligesom andre kognitive illusioner er det tvivlsomt, om det er rimeligt at betragte disse multisensoriske effekter som værende fejl i opfattelsen, når de i virkeligheden er ret gode gæt om det samlede stimuleringsmønster.
En multisensorisk illusion, som har fanget mange forskeres fantasi, er gummihåndsillusionen (Botvinick og Cohen, 1998). En person sidder foran en attraphoånd, som en forsøgsperson stryger og prikker til. Eksperimentatorens anden hånd anvender en synkroniseret serie af strygninger og prikninger på personens rigtige hånd, som er skjult bag en skærm. Personen ser derved et mønster af berøringer af attraphoven, mens han/hun føler de tilsvarende berøringer. De ved, at hånden er falsk, men kan alligevel ikke undslippe det indtryk, at den på en eller anden måde er en del af deres krop; sammenfaldet mellem syn og berøring er for usandsynligt til, at det kan tolkes på anden måde. Hvor levende denne illusion er, viser sig tydeligt ved personens automatiske forsvarsreaktioner, hvis de ser hånden truet, f.eks. af en kniv eller en hammer. Dette er blot et eksempel på en række “legemliggørelsesillusioner”, som omfatter opsætninger, der kan få os til at føle, at vi befinder os i kroppen af en dukke eller en legetøjsdukke som Barbie eller Ken, eller at vi står uden for vores krop og ser på (Petkova og Ehrsson, 2008). Denne rede omformning af vores selvforståelse tyder på, at selv dette mest personlige aspekt af vores perceptuelle virkelighed er en indirekte slutning, vores hjernes bedste forsøg på at fortolke de tilgængelige beviser.
Embodimentillusioner, der afhænger af integrationen af syn og berøring, kan være overbevisende, men er typisk ret begrænsede, fordi de er passive. Hvis personen beslutter sig for at foretage en bevægelse, men dummyhånden ikke efterkommer den, er dette i modstrid med personens følelse af ejerskab, og illusionen er forbi. Det ville være en mere overbevisende, aktiv oplevelse, hvis personen kunne bevæge attraphoven efter behag og føle og manipulere de genstande, som den rører ved. Moderne virtual reality med panoramasyn i høj opløsning, surround sound og handsker og dragter med taktil feedback bevæger sig i retning af sådanne fordybende oplevelser. Et tilstrækkeligt avanceret system af denne art ville ikke kunne skelnes fra en fysisk verden; så uanset om vores virkelighed er en illusion eller ej, kunne en tilstrækkelig komplet illusion blive vores virkelighed.