图中的小球有几种颜色？99%的人都答不对！

中科院物理所

图片来源：David Novick

当你看到封面图的时候，是不是觉得图片上的小球颜色各异：有橙色，有绿色，还有蓝色。如果你把图片缩小，这种现象会更加明显。但实际上，这些小球的颜色都是一样的。更加令人惊讶的是，出现这种错觉的原因是什么，现在科学界依然没有公认的解释……

撰文丨杨心舟

这幅能给你带来颜色错觉的图出自得克萨斯大学埃尔帕索分校计算机科学家David Novick之手。Novick本身研究的是人机交互，因此经常需要测试机器的视觉感知，也正是这一契机让他接触到了这类错觉图，最终一发不可收拾设计了很多年。

过去几年，Novick经常会将类似的图发布在自己的推特账号上，当然一般来说，很多人都能找到破解这种幻觉的方法。比如在上面那张图片的评论中，就有人把覆盖在球上的彩色线条给去除了，我们瞬间就能看到这些小球的原本颜色——所有的球都是棕色的。

Novick最早在2018年就发布了这类错觉图的首个版本，他将这些图称作confetti（五彩纸屑），图形展示的主要特征就是一种颜色的圆点和不同颜色线条的组合。Novick将不同颜色的线条压在圆球上，便能让我们看到不同颜色的圆点。

这种类型的图其实都与一种名叫怀特错觉（White illusion）的现象有关。Michael White并不是凭空创造出这一错觉的，他曾在1976年阅读了艺术家Rene Parola撰写的《光学艺术》，书中一幅出自高二学生所作的画引起了他的注意。

左右的灰色亮度看起来并不一样。（图片来源：Optical Art /Rene Parola）

这幅画的元素其实很简单，就是一些黑白灰的线条组合搭配在了一起，其中带有黑白灰三种元素的圆圈仿佛压在了黑白栅栏上。不过奇怪的是，夹在白色竖线之间的灰色要更明亮一些，而夹在黑色线条之间的灰色则要更暗。这与以往观测到的视觉错觉图都不一样，White意识到他可能看到了一种全新的效应。他将画作里的图进行了简化，完成了第一幅怀特错觉图，并在1979年正式发表。

图片来源：Michael White

White曾试图用“同化理论”对这种错觉进行解释，即处于中间的灰色会被周围的其他颜色所同化，所以灰色周围是黑色时，灰色会更黑。除了光线同化，White还认为，这种同化具有特定的模式，当中间的颜色和周围的颜色更相似的时候，会更容易被同化。

当然，这一理论仍然只是非常初步地推测了怀特错觉的可能原因。而其他一些比较经典的错觉效应已经有了一些合理解释，比如赫尔曼栅格错觉。在这种情况下，黑色背景上布满灰色的栅格，这时线条交叉的白点看起来也会变灰，甚至闪烁起来。这种错觉已经有了多种经典理论，比如侧抑制假说认为激活较弱的光感受细胞信号被旁边的强激活细胞的信号所覆盖，因此不集中注意力，一些白色光源信号会被灰色的所覆盖。

另外，科学家还发现有一类特殊的神经元——S1简单细胞——和赫尔曼栅格错觉有关，这种细胞专门负责“亮和暗”信号，并且具有方向选择性（水平和垂直最多），因此方正的格子产生的视觉假象会更明显。

尚无解释的错觉

但至今视觉领域的研究者们并没有就怀特错觉的机制达成一致，取决于涉及的神经系统的深度，目前主要有3种解释：比较初级的假设认为这种现象仅仅与视网膜相关，即当视网膜感受到光线时，错觉就已经形成了；而中级假设认为这种光线处理涉及大脑深度处理过程的一部分；更进一步的则认为高级认知处理过程修改了初级过程的一些信息，是大脑让我们看到这种错觉。但大家都拿不出更多的实验证据说服彼此。

尽管理论没有达成一致，这并不会阻碍大家探索怀特错觉的更多形式，比如White就自己多次对错觉图进行了更新，他发现这一错觉不仅仅只是局限于简单的线条图，点状图同样存在怀特错觉。

图片来源：The Early History of White’s Illusion/Michael White

你可能以为黑白的有了，彩色的应该不远了。但实际上，彩色版本早在怀特错觉公布之前十几年就已经存在了。1964年，《颜色测量》一书中就展示了一张彩色的怀特错觉图，此图的作者是一名博士生，他在设计此图时，自己描述“被这种分散在各处的光所吸引”，并且方块的颜色似乎被线条给同化了，或者像加了蓝色，或者像加了黄色。

图片来源：The Early History of White’s Illusion/Michael White

在这一版本的基础上，随后又涌现出了更多的彩色版本，Hans Munker在1970年设计出了效果最明显的彩版错觉图，他挑选的是黄蓝相间的横条，其中放入了红色和绿色。我们可以明显看到原本一样的颜色，现在色彩变得完全不一样了。

图片来源：Hans Munker

设计花里花哨的新图

当然，科学家寻找机制的速度远比不上把图玩到花里胡哨的速度。Novick就非常沉迷于设计各类怀特错觉图，他的目的是找到将这一错觉放大到最大的搭配方式，比如改变背景颜色，改变测试的形状。

图片来源：David Novick

2018年，他在推特上发布了精心设计的彩色怀特错觉，也就是第一代confetti。图中有12个彩球，并被不同颜色的横线穿过。就和我们开头看到的那张图类似，只是初代confetti是2D的，而最近发布的5代confetti则升级到了3D。我们也可以发现，2D或者3D都不影响怀特错觉的产生，这些球依然会被周围的其他颜色同化。

初代confetti。图片来源：David Novick

不过，如今Novick能更新和发布这么多错觉图，广大推友可谓功不可没。Novick当时发出这张错觉图之后，收到了1.7万多个赞，要知道他平时发一些错觉图最多也就40个赞。“我完全没预料到这张图有这么大的影响，”Novick回忆道，是自己妻子过来告诉他上了报纸才意识到这类图引发了如此大的讨论。于是，他决定每周都成上传两张错觉图。

照片也可以产生怀特错觉。图片来源：David Novick

值得一提的是，相比于广大网友的点赞转发，Novick认为日本立命馆大学的心理学教授Akiyoshi Kitaoka的称赞带给他的意义更大。Kitaoka不仅启发了Novick创作了怀特错觉系列图，他本人更加是错觉图的制作大师。他专门创作了一个网站，用来展示各类错觉图，这里也可以说是当下最大的错觉图库。

其中类型远远不只包括怀特错觉的光线错觉，还有自动运动错觉、旋转错觉、扩展&收缩错觉等各个类型。看完这些图，是不是觉得需要洗下眼睛了呢？