Оптические иллюзии. Восприятие

Все мы когда-то сталкивались с таким понятием, как иллюзия или иллюзорное восприятие. И приблизительно догадываемся, что подразумевает это понятие. Но давайте разберемся подробнее в этом вопросе и узнаем о том, какие бывают виды иллюзий и что это значит на самом деле.

Что это?

Иллюзия - illusio, в переводе с латыни означает насмешку, заблуждение и обман. Это искаженное или ошибочное восприятие реальности, окружающих предметов и явлений, принятие мнимого за реальное. Здесь включается игра воображения и появляются ложные образы.
Это становится следствием таких факторов :

• создается оптический обман, когда при нормальной работе органов чувств искажается зрительный образ;
• при наркотических, патологических или аффективных состояниях человека;
• во время сильных болевых ощущений или чувства действительность воспринимается неадекватно;
• в период надежды и ожидания;
• при наличии важных потребностей и стремления их срочно удовлетворить происходит искажение видимого объекта. Например, уставшему и жаждущему путнику в пустыне постоянно видится мираж и исчезает;
• возникает как следствие нарушения одного из пяти органов чувств;
• уровень также влияет на появление иллюзий, поэтому, как известно, при отсутствии знаний появляются домыслы и легенды;
• проводилось много исследований, в которых социум влиял на реальное восприятие. Если у человека сложилось определенное мнение о чем-либо, то под давлением остальной массы людей восприятие действительности искажалось или уменьшалась его острота.

В повседневной можно часто услышать понятие иллюзии, которое заменяет собой мечтания и надежды, считающиеся нереальными и несбыточными. Это, скорее, полет творческой фантазии.

В нашей суровой действительности иллюзорное восприятие может быть методом спрятаться от реальности в и фантазиях, облегчающих существование человека в социуме и его психологическое состояние.

Важно! Следует отличать иллюзию от галлюцинации, так как первую можно легко отличить и понять ее появление, и ее могут видеть все без исключения люди. Галлюцинации - это скорее расстройство восприятия, когда разнообразные объекты появляются там, где их быть не может. И это специализация уже психологов и психиатров.

Иллюзии здоровых людей

Иллюзии далеко не всегда являются патологией, так, например, обычному человеку могут слышаться шаги за спиной, возвращаясь темной ночью домой, при отсутствии кого-либо вокруг. Рассмотрим, какие иллюзии могут быть у психологически и физически здоровых людей.

Физические

Физические нарушения сознания многообразны и наиболее распространены. Они не зависят от психологического состояния человека и время от времени появляются у большинства людей.
Это связано с оптическим обманом , когда глаза видят определенный предмет или явление, а мозг воспринимает эту информацию по-своему.

Так, например, пилоты рассказывают, что во время ночного перелета через , когда звезды и луна четко отражаются на водной глади, создается впечатление о полете в перевернутом состоянии.

При получении информации из внешнего мира в человека начинается множество процессов по обработке данных, и результаты могут оказаться неточными.
Немалую роль здесь играет и освещение. Например, все мы видели радугу, но это только обман , ведь к ней нельзя приблизиться, потрогать и почувствовать.

Когнитивные

Когнитивные иллюзии появляются из-за уже устоявшегося предположения о мире на бессознательном уровне. К ним относятся самые известные оптические обманы, такие как:

• геометрический зрительный обман;
• парадокс;
• фикция;
• упрощение мозгом информации, даже если правильный ответ кажется нерациональным.

Среди них различают :

• иллюзию искажения и восприятие размеров, над которыми работали Понцо, Геринг, Мюллер-Лайер и Орбисон. На плоскости искажаются изображения, связанные с перспективой. Если изображать их в пространстве, то иллюзия пропадает;
• невозможность фигур. Здесь искажается восприятие в связи с противоречивостью соединений фигуры, которая на первый взгляд кажется обычным трехмерным объектом;

• иллюзия восприятия лиц связана с уже устоявшимся взглядом на мир. С расстояния одного метра, при взгляде на вогнутую часть маски, она нам будет казаться выпуклой, потому что в жизни нам не встречаются вогнутые лица, и наш мозг принимает решение, что она выпуклая;

• рассмотрение фигуры и фона. Глядя на некоторые картинки, нужно самостоятельно принять решение, что из изображенного фигура, а что - фон. Здесь правильного ответа не существует;

• обман зрения, когда статические рисунки кажутся нам движущимися.

Физиологические

Физиологические иллюзии напрямую связаны с особенностями восприятия действительности при нормально работающих всех органов чувств.
При получении информации они не работают совместно, и каждый выдает свою информацию.

Именно это расхождение в работе мозга, вестибулярного аппарата и других органов приводит к появлению заблуждения.

Примеров достаточно много, например :

• если надавить на глаз, то предмет, на который вы смотрите, будет раздваиваться, что связано со смещением оси;
• если смотреть в окно из стоящего поезда на соседний, который движется, то создается впечатление, что движется именно ваш поезд;
• частое сопровождение пилотов и космонавтов - эффект противовращения, когда во время тренировок и испытаний, во время быстрого вращения, нарушается деятельность вестибулярного аппарата и создается эффект вращения в обратную сторону.

Аффективные

Аффективные или аффектогенные иллюзии возникают как следствие чрезмерной реакции человека, особенно страха, тревоги или мнительности.

Это состояние может появиться темной ночью, когда, проходя по парку или улице, каждый встречный человек может показаться маньяком.

Или под воздействием страха может появиться иллюзия, что у кого-то вместо случайного предмета в руках нож или другое опасное орудие.
Потому и действия, совершенные в таком состоянии, как правило, идут на собственную защиту, иногда с тяжелыми последствиями.

Важно! Аффективное расстройство опасно для окружающих, потому при первых его признаках нужно находиться подальше от такого человека и срочно вызывать скорую помощь.

Патологические иллюзии восприятия регулярно изучаются в психологии и психиатрии как нарушение ассоциативного процесса душевнобольного, его , и поведения.
Основными характеристиками и признаками патологических иллюзий являются:

• индивидуальный проявления, так как одна и та же иллюзия невозможна у нескольких человек;
• эксклюзивность фантома заключается в том, что он не повторяется у душевнобольного;
• абсолютно перцептивное искажение, то есть из одного реального видимого объекта появляется другой, без какого-либо сходства;
• непонятность ситуации, когда предмет воображения абсолютно выпадает из действительности, исключая возможность какого-нибудь объяснения;
• отсутствие критики и осознания факта иллюзии как таковой, стремления что-либо исправить;
• тенденция к превращению фантома в галлюцинацию;
• последующее нарушение поведения больного, дезориентация в пространстве, он может прятаться, разговаривать сам с собой, убегать или нападать.

Патологические нарушения сознания условно делятся на четыре вида: вербальные, органические, парейдолические и осознаваемости.

Во время вербальных иллюзий искажается восприятие звуковых раздражителей и разговоров окружающих.
Во время разговоров людей рядом, в советах и вопросах, обращенных к душевнобольному, ему кажутся только упреки, насмешки, укоры или даже угрозы.

Это касается также телевидения и радиовещания - все это только обращение к нему. При этом настоящее содержание разговора или информации абсолютно не доходит до человека.

При наличии тревоги, подозрительности и страха появляется такое понятие, как аффективная вербальная иллюзия.

Органические нарушения восприятия реальности еще называют метаморфопсиями. Под этими понятиями подразумевается извращенное или искаженное восприятие предметов в пространстве, их формы, цвета, расположения и величины.
Также меняется ощущение состояние покоя реального объекта или его движения. Такие фантомы делятся на два вида :

Этот вид иллюзии впервые выведен К. Ясперсом и заключается в том, что больному постоянно кажется, что рядом кто-то находится, хотя он совершенно один в помещении.
Это искажение является началом к возникновению галлюцинаций и бредового состояния.

Парейдолические

С греческого para означает около, а eidoles - образ. Это обман зрения фантастического или экзотического содержания.

В обыденной жизни вместо рисунка на обоях или коврового узора, вместо кроны деревьев, очертания облаков появляютсясказочные фигуры, образные персонажи.
Привычная и реальная картинка трансформируется в фантастических птиц, зверей, появляются красочные пейзажи и сцены различного содержания.

Этот фантом - достаточно частое следствие употребления наркотических веществ, таких как гашиш, ЛСД или опиум, а также в состоянии сильного алкогольного опьянения. Это свойственно больным с живым и сильным воображением. Такое часто наблюдается также у людей, которые страдают частой .

В отличие от других проявлений, это очень сложно остановить, и чем больше больной всматривается в объект, тем реальней для него он становится.

Иллюзии - довольно интересный предмет для изучения учеными, и с каждым годом становится все более популярным у простых людей. Поэтому лучше знать и отличать незначительные иллюзии здорового человека и психические расстройства.

Мир является иллюзией, в которой живут люди. Что это такое? Психологи называют иллюзией все, что не соответствует реальности. Поскольку человек может заблуждаться в чем угодно, то существует множество видов иллюзии.

Интересным является факт того, как психологи объясняют неспособность человека создать нечто такое, чего он никогда не видел, не слышал и не чувствовал. В пример приводятся корабли Колумба, которые не могли распознать аборигены Америки, пока те не подплыли к их берегам и из них не высадились люди.

Интернет-журнал сайт рассматривает феномен, когда человек видит то, что привык видеть, и не видит того, что не является объектом его желаний, интересов и прочего. Так, каждый человек живет в своем иллюзорном мире. По факту мир один на всех, он не может быть разным. Однако люди на него по-разному смотрят, накладывают на него свои желания, страхи и прочее, отчего один и тот же мир кажется разным людям неодинаковым.

Однако в психологии существует более приземленное понимание иллюзии, которую можно определить по тому, что человек видит, находясь в пустыне под палящим солнцем и длительное время не употребляющий еду и воду. Иллюзия – это картинка того, чего нет на самом деле, искаженное восприятие.

Что такое иллюзия?

У понятия иллюзия есть множество определений:

1. Это искаженное восприятие объекта, который реально существует, но кажется в другом ракурсе, обман чувств.
2. Это мечта, несбыточные желания.

Иллюзия – это видение некоего объекта в искаженном ракурсе. Это связано с особенностями строения и функционирования органов чувств, которыми обладает человек. Достаточно часто иллюзии являются зрительными. Изменение цвета, который одним кажется зеленым, другим синим. Малейшее передвижение элементов, которые делают объект уже другим предметом.

Иллюзия – это восприятие объекта не таким, каким он есть на самом деле. В примере с аборигенами Америки имелось в виду, что человек вообще не видит того, о чем не знает. А в примере с пустыней человек видит то, чего не существует в том месте, где он находится.

Иллюзии можно сравнивать с обманом, заблуждениями и даже галлюцинациями. Часто иллюзия является следствием неправильной работы органов чувств либо интерпретацией увиденного, услышанного или ощущаемого.

Если иллюзию можно отнести к заблуждениям здоровых людей, то бред и галлюцинации являются явлениями больных лиц. Хотя механизм один и тот же, как и состояние – человек видит одно вместо другого.

Можно вынести некоторую пользу из иллюзии, когда человек заблуждается в том, что он видит, слышит или чувствует. Немало нового было создано лишь потому, что человеку казалось. Многие картины, которые сегодня пользуются ценностью, являются либо эффектом иллюзии, либо следствием бреда их авторов. Многие открытия были сделаны лишь потому, что ученым что-то казалось или чудилось. Многие фантастические сюжеты являются следствием иллюзий. Невообразимые сюжетные линии снов, когда человеку его собственный дом кажется маленьким или когда он не может перейти на следующую ступеньку, поскольку она постоянно от него отдаляется, тоже можно назвать своеобразными иллюзорными явлениями.

Хоть иллюзия является ошибочным восприятием реальности, она все же отыгрывает важную роль в психической деятельности человека:

• Снимает напряжение.
• Дает четкость и понимание.
• Позволяет найти объяснение.
• Дает спокойствие.

Человек в любой ситуации нуждается в четком понимании того, что происходит. И если он чего-то не понимает или не знает, тогда в ход пускаются различные додумывания, фантазирование, домысливание. Все это помогает упорядочить ту реальность, в которой человек находится, даже если в итоге она является сильно искаженной.

На появление иллюзии влияет множество факторов:

1. – когда человек меняет свое мнение или восприятие под давлением других людей, которые не соглашаются с его начальным мнением и говорят, что он должен думать, видеть, чувствовать.
2. – бессознательные устремления и желания создают ложные образы того, что человек видит или слышит.
3. Прошлый опыт – когда человек воспринимает предмет именно так, как он уже привык его видеть, чувствовать, интерпретировать.
4. Эмоциональное состояние – когда человек интерпретирует, объясняет, видит мир в зависимости от своего настроения.
5. Психологическое состояние, самооценка, подверженность внушению и пр. – когда человек смотрит на мир в зависимости от своих состояний.
6. Убеждения и шаблоны мышления – когда мир воспринимается так, как человека научили его видеть.
7. Привычки – когда человек не задумывается, а шаблонно реагирует на происходящее, что лишает его гибкости, живости и свежести идей.

Виды иллюзий

Иллюзий существует очень много. Рассмотрим самые распространенные ее виды:

• Аффективная иллюзия, которая основана на эмоциональном восприятии объекта. Например, девушка под действием страха в темном переулке спутает мусорный бак со стоящим человеком. Стоит только подойти к предмету, чтобы получше его рассмотреть и развеять свою иллюзию. Однако страх и иллюзия будут сказываться на поведении девушки, которая убежит от мусорного бака, думая, что это маньяк.
• Иллюзия внимания (схожа с иллюзией установки) – бывает повышенной или сниженной. Повышенное внимание сказывается на том, что человек может слышать телефонный звонок, когда он его ожидает услышать. Сниженное внимание заключается в восприятии одного слова другим при нежелании изучать информацию. Можно по ошибке прочитать «Душевные установки» вместо «Душевые установки».
• Парейдолические иллюзии (парейдолии) – когда человек в некоем рисунке или даже наборе хаотично построенных деталей видит некий образ. Этот образ может быть не только статическим, но и динамичным, например, человек видит на картине стадо скачущих лошадей, что происходит в движении.

Парейдолические иллюзии являются самыми интересными, поскольку позволяют на примере увидеть, как человек искажает восприятие мира. На один образ, при таком же освещении, расположении и окрасе он накладывает другой образ, который практически первому ничем не противоречит.

На данной основе хорошо базируется такой известный всем психологический совет, как изменение своего отношения к происходящему. Когда человек от чего-то страдает, ему предлагается изменить свое отношение к происходящему, то есть:

• Увидеть реальность такой, какая она есть – избавиться от иллюзии того восприятия, из-за которого человек страдает.
• Придумать другую иллюзию, которая идеально накладывается на первую при тех же параметрах и обстоятельствах происходящего.

Выделяют другие виды иллюзий:

1. Вербальная – когда человеку слышится не то, что было сказано. Например, человек слышит «Как же ты ей надоел!» вместо «Дождь прошел». Такая иллюзия очень распространенная. Каждый может вспомнить, как вместо одного слова он слышал другое, из-за чего смысл сказанного искажался.
2. Культурная – искаженное восприятие мира из-за предрассудков, религии, политической позиции и пр.
3. Личностная — искаженное восприятие из-за опыта, уровня образованности, психических защит, эгоцентризма и пр.
4. Оптическая:

• Оптико-физическая – например, ложка, которую погрузили в воду, кажется надломленной из-за возникшего отражения на воде.
• Физиологическая – например, если поднять обеими руками два предмета одинаковой массы, а затем заменить один предмет на третий такой же массы, то в этой руке вещь окажется более легкой, нежели в той, где предмет не менялся.
• Метаморфопсия (органическая иллюзия) – искаженные зрительные восприятия в цвете, объеме, форме, расположении. Недвижущиеся предметы могут начать двигаться, когда в действительности остаются на месте.

1. Слуховая – когда искажаются звуковые сигналы: тональность, слова, расстояние.
2. Тактильная – искажение физических ощущений.
3. Вкусовая, обонятельная – когда неправильно воспринимается вкус, например, кислое кажется сладким.
4. Иллюзии восприятия времени – когда человек теряется во времени, датах, называет другое время.
5. Иллюзии осознаваемости – когда человеку кажется, что рядом с ним кто-то находится. Являются предвестником бреда или галлюцинаций.

Иллюзия жизни

Человек смотрит на других людей и сам додумывает, как они живут, чем развлекаются, какими являются. И поскольку человек думает хорошее о тех, кого плохо знает, то ему кажется, что они живут счастливее него. Человек плохо думает о тех, кого он хорошо знает. Но когда люди ему малознакомы (причем они показывают себя только с лучшей стороны), ему кажется, что у них жизнь лучше его.

Это называется иллюзией жизни, когда вам кажется, что другим людям лучше живется только потому, что вы не знаете, как дела обстоят на самом деле. Вы не знаете людей. Они показывают себя только с лучшей стороны (так делают все при первых встречах). И вам кажется, будто они счастливее, успешнее, умнее, гармоничнее вас. Но как часто оказывается, все, что вам казалось поначалу, было вашей фантазией. Вы додумывали ту информацию, которой вам не хватало. А оказывалось, что другие люди живут так же плохо, проблемно и несчастно, как и вы.

Все люди поначалу стараются казаться успешными, счастливыми и здравыми. Но чем больше с ними знакомишься, тем больше понимаешь, что у них тоже есть проблемы, нерешенные вопросы, комплексы, недостатки и т. д. Другие люди живут не лучше и не хуже вас, а просто по-своему. У них тоже есть ситуации, которые их раздражают, и проблемы, которые они не могут решить. Это ваши иллюзии, если вы думаете, что кто-то живет лучше вас. Несомненно, у кого-то может быть то, чего нет у вас. Но это еще не значит, что у этих людей нет проблем.

Не витайте в иллюзиях. Лучше узнавайте реальную историю людей, чтобы понимать, что она тоже полна тех же страданий и разочарований, которые имеются и у вас.

Итог разрешения всех иллюзий

Самой большой иллюзией, которой обладает практически каждый человек, является то, в каком мире он живет. Мы заблуждаемся в отношении самих себя (какими людьми являемся, какими качествами обладаем и на что способны). Мы заблуждаемся в отношении других людей (как они живут, кем являются, что думают и чувствуют). Мы заблуждаемся в отношении того, в какой стране живем. И вообще весь мир является неразгаданным для человека. Это только кажется, что мы все знаем и понимаем. А на самом деле мы знаем лишь то, что нам сказали другие люди, которые тоже ошибаются, основывают свои знания на полученной извне информации, сами догадываются, фантазируют и додумывают.

Человек живет в мире иллюзий, которые ему вменяют другие люди. И он им поначалу верит, а потом и сам становится творцом своих иллюзий.

Если говорить о том, что психически и физически здоровый человек что-то искаженно воспринимает, то речь идет об иллюзиях. Если же искаженное восприятие является следствием неправильной работы анализаторов, головного мозга или психических отклонений, тогда речь будет идти о других состояниях.

Под физическими иллюзиями медики понимают ошибки, связанные с ложным проявлением физических свойств некоего предмета или действия. Так, если смотреть на ложечку, помещённую в стакан с водой, то она кажется согнутой вследствие различного преломления лучей света разными по плотности средами - стеклом и водой. Особым образом влияет на зрительное восприятие, например, туман, являющийся нередкой причиной несчастных случаев и происшествий из-за того, что в тумане искажается восприятие реального расстояния до предмета. Обманы зрения, или оптические иллюзии, могут быть связаны также с влиянием контраста цветов, освещённости окружающих человека предметов, движения объекта, что учитывалось ещё древнеегипетскими жрецами при сотворении «чудес».

Физические иллюзии не надо путать с нарушениями зрения, когда человек может видеть туман или пятна перед глазами, появление которых нельзя объяснить физически. Тогда нужно обратиться к глазному . Узнать, какой специалист лучше, посмотреть рейтинг и каталог Москвы http://mosglaz.ru/our-staff.html можно на сайте мосглаз.ру.

Наиболее часто встречаются иллюзии, вызванные особенностями объекта восприятия: светлые предметы, например, кажутся больше, чем равные им по величине тёмные; зеркальная стена зрительно расширяет помещение, создаёт иллюзию простора; серая полоска на светлом фоне всегда кажется темнее, чем на чёрном (иллюзия яркостного контраста); на одинаковом расстоянии светлый предмет покажется ближе, чем однотипный тёмный.

Физиологические иллюзии обусловлены особенностями восприятия нормально функционирующих анализаторов. Например, если надавить сбоку на глаз, то предмет, на который человек смотрит, раздвоится из-за смещения осей зрения. Объект, на который направлено наше внимание, всегда кажется движущимся независимо от того, движется ли он сам или его фон (феномен «иллюзии движения», например, глядя через окно стоящего поезда на медленно проходящий мимо состав на соседнем пути, вам кажется, что движетесь именно вы). Учёт иллюзий движения важен в производственной деятельности, связанной с вращающимися деталями, поскольку их игнорирование может приводить к травматическим последствиям. К этой группе иллюзий относят и «иллюзию звезды»: если пристально и долго смотреть вечером на светящуюся звезду, станет казаться, что она движется; с такой иллюзией могут столкнуться лётчики во время полёта, иллюзорно приняв светящуюся звезду за движущийся самолёт.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург

Видео:

Полезно:

Статьи по теме:

1. Потребность в воде Вода абсолютно необходима для существования организма и по значимости уступает место лишь...
2. При планировании тренировочных занятий для здоровья у взрослых следует строго соблюдать регулярность занятий, чтобы избежать...
3. Впервые в 1986 г. L. Nelson установил, что физические нагрузки при гипертонии полезны — происходит...
4. Случаи нарушения восприятия чаще встречаются в форме некоторых субъективных иллюзий (искажённого восприятия объектов, возникающего по...
5. Мифы и иллюзии клятвы Гиппократа. «После принятия врачом клятвы Гиппократа на его шее «затягивается стетоскоп»,...
6. При длительной изоляции от внешних раздражителей (в авиации, космонавтике, в других профессиях, где люди подолгу...

Городская научно-практическая конференция

школьников и учащейся молодежи

Научное общество учащихся «Открытие»

МОУ «Лицей №1656»

Направление: ФИЗИКА

Оптические иллюзии

Выполнили: Грицай Дмитрий,

Колесов Дмитрий

9 класс МОУ «Лицей № 166»

Руководитель:

Пужульс Ирина Николаевна,

учитель физики высшей

МОУ «Лицей № 1656 »

г.Томск – 2007

Введение ...........................................................................................................3

Глава I . Объяснение оптических иллюзий с точки зрения

физики, биологии, психологии.

1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.......................................5

1.2. Психология зрения....................................................................................5

1.3. Физическая оценка окружающего...........................................................6

Глава II

2.1. Воображение и реальность......................................................................7

2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения..............................8

Глава III . Оптические иллюзии.

3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни… 11

3.2. История открытий ……………………………………………………..12

3.3. Классификация оптических иллюзий ……………………………..12-15

3.3.1. Иллюзия пересечения ………………………………………………..12

3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва» …………………………………..13

3.3.3. Иллюзия искривления ……………………………………………….13

3.3.4. Иррадиация ………………………………...………………………...14

3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета ………………………......15

Заключение …………………………………………………………………16

Научная литература ………………………………………………………17

Введение.

В настоящее время, несмотря на развитие науки и техники, человек продолжает пользоваться своими субъективными оценками по всем направлениям. Конечно, если это касается нематематических наук, то в этом нет ничего плохого, но когда речь идет об оценках, при ошибке в которых, может произойти непоправимое, то тогда следует забыть об интуиции и воспользоваться измерительными приборами. Это, безусловно, касается так называемой оценки «на глаз».

Выражение «обман зрения» очень распространено. К сожалению, наш глаз не точный прибор в мире, поэтому и ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Их известно очень большое количество и все они не однотипны, как и причины, их возникновения. Вот два жизненных случая:

В Калифорнии есть гора, о которой местные автомобилисты говорят, что она обладает магнитными свойствами. Дело в том, что на небольшом участке дороги длиной 60м у подножья этой горы наблюдаются необыкновенные явления. Участок этот идет наклонно. Если у автомобиля, едущего вниз по наклону, выключить мотор, то машина катится назад, т.е. вверх по наклону, как бы подчиняясь «магнитному притяжению» горы. Это поразительное свойство горы считалось установленным настольно достоверно, что в соответствующем месте дороги красуется даже доска с описанием феномена.

Нашлись, однако, люди, которым показалось сомнительным, чтобы гора могла притягивать автомобили. Для проверки произвели нивелировку этого участка дороги. Результат получился неожиданным: то, что все принимали за подъем, оказалось спуском с уклоном в 2 градуса. Такой уклон может заставить автомобиль катиться без мотора на очень хорошем шоссе.

Иллюзией зрения объясняются также рассказы путешественников о реках, вода в которых течет вверх по уклону. Привожу выписку об этом из книги одного физиолога, профессора Бернштейна «Внешние чувства»: «Во многих случаях мы склонны ошибаться при суждении о том, горизонтально ли данное направление, наклонено ли оно вверх или вниз. Идя, например, по слабо наклоненной дороге и видя на некотором расстоянии другую дорогу, встречающуюся с первой, мы представляем себе подъем второй дороги более крутым, чем на самом деле. С удивлением убеждаемся мы затем, что вторая дорога вовсе не так крута, как мы ожидали».

Это объясняется тем, что мы принимаем дорогу, по которой идем за основную плоскость, к которой относим наклон других направлений. Мы бессознательно отождествляем ее с горизонтальной плоскостью и тогда, естественно, представляем преувеличенным наклон другого пути.

Этому способствует то, что мышечное наше чувство совсем не улавливает при ходьбе наклонов в 2-3 градуса. На улицах Москвы, Киева и других холмистых городов часто приходится наблюдать иллюзию, о которой говорит ученый - физиолог. Еще любопытнее другой обман зрения, которому случается поддаваться в неровных местностях: ручей кажется нам текущим в гору!

При спуске по слабо наклонной дороге, идущей вдоль ручья, который имеет еще меньшее падение, т.е. течет почти горизонтально, нам кажется, что ручей течет вверх по уклону. В этом случае мы тоже считаем направление дороги горизонтальным, так как привыкли принимать ту плоскость, на которой стоим, за основу для суждения о наклоне других плоскостей.

Поэтому, чтобы люди допускали меньше ошибок, безоговорочно доверяя своим глазам, им необходимо учитывать некоторые особенности своего зрительного аппарата.

Цели работы:

1. Объяснить природу возникновения оптических иллюзий.

2. Объяснить с точки зрения биологии, психологии и физики возможность их появления.

3. Классифицировать оптические иллюзии.

4. Показать применение особенностей нашего воображения на примере невозможных фигур.

Задачи:

1. Изучить литературу.

2. Освоить методику анализа и синтеза.

3. Выделить существенные признаки рассматриваемых иллюзий.

4. Сгруппироватьиллюзии содинаковыми существенными признаками.

5. Сделать выводы.

Научная новизна:

Была проведена классификация оптических иллюзий.

Глава I . Объяснение оптических иллюзий

с точки зрения физики, биологии, психологии.

1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.

Глаз человека - сложнейший оптический прибор, с помощью которого человек воспринимает 90% окружающей нас жизни. Астроном и физик Иоган Кеплер в 19 веке рассмотрел устройство глаза с точки зрения оптики. Он показал, что на глазном дне формируется изображение окружающих предметов. По законам оптики такое изображение должно быть перевернутым. Именно поэтому перевернутым видит мир новорожденный младенец. Но постепенно мозг начинает переворачивать изображение и привыкает к этому. Интересно, что, если человек будет долго продолжать носить очки, переворачивающие изображение, то мозг опять поставит его «на ноги». А вот линзу, подобную хрусталику глаза люди не создали и по сей день. Ведь он может, становясь, то более выпуклым, то менее «наводить резкость» на ближние и дальние предметы. Но, если этот механизм нарушается, то у человека появляется, либо дальнозоркость, либо близорукость, поэтому ему в таком случае приходится носить очки.

Дно, на которое попадает и формируется изображение в уменьшенном виде, передает изображение сетчатке, которая воспринимает его. Между хрусталиком и сетчаткой лежит прозрачное стекловидное тело, похожее на студень. Благодаря тому, что внутри сетчатки есть зрительный пурпур, выцветающий под действием света, мы можем его воспринимать. Сетчатка состоит из клеток, называемых палочками и колбочками. Благодаря палочкам мы воспринимаем черно-белое изображение. Колбочки различают цвет: одни - синий, другие - зеленый, третьи - красный. Все остальные цвета являются для человеческого глаза смешанными.

1.2. Психология зрения.

Вместе с тем известно, что изображение, попав нам в глаз и дойдя до сетчатки по специальным мозговым каналам, попадает в головной мозг, где и формируется. При этом импульсы зрительной системы ничем не отличаются от импульсов нервных клеток носа, кожи уха. Мозг воспринимает их сообщения зрительными образами только потому, что знает, откуда они пришли. Там человек и представляет изображение. Но почему мозг способен представить изображение. Этим вопросом с недавнего времени занимается психология.

Мозг человека, помимо восприятия, мышления, памяти и ряда других психических процессов имеет особенную форму психики, присущую исключительно людям - воображение.

Ни в чем другом, кроме воображения, не проявляется идеальный и загадочный характер психики. Можно предполагать, что именно воображение, желание понять и объяснить привлекло внимание к психическим явлениям в древности, поддерживало и продолжает его стимулировать в наши дни. Что же касается загадочности этого феномена, то она состоит в том, что до сих пор нам почти ничего ни известно о механизме воображения, в том числе о его анатомо-физиологической основе. Даже то, в каком отделе головного мозга локализовано воображение, науке не известно.

Благодаря воображению человек творит, разумно планирует свою деятельность и управляет ею. Почти вся человеческая материальная и духовная культура является продуктом воображения и творчества людей, а какое значение эта культура имеет для психического развития и совершенствования вида «гомосапиенс», мы все уже достаточно хорошо знаем. Воображение выводит человека за пределы его сиюминутного существования, напоминает ему о прошлом, открывая будущее. Обладая богатым воображением, человек может «жить» в разном времени, что не может позволить себе никакое другое живое существо в мире. Прошлое зафиксировано в образах памяти, произвольно воскрешаемых усилием воли, будущее представлено в мечтах и фантазиях.

Воображение во многом помогает человеку в тех случаях жизни, когда практические действия или не возможны, или затруднены, или просто нецелесообразны (бесполезны).

От восприятия воображение отличается тем, что его образы не всегда соответствуют реальности, в них есть элементы фантазии, вымысла. Если воображение рисует сознанию такие картины, которым ничего или мало чего соответствует в действительности, то оно носит название фантазии.

1.3. Физическая оценка окружающего.

Физика, в свою очередь, является точной наукой, поэтому, чтобы не вгрызаться в полемику - фантазия важнее и нужнее или реальность, скажем, что и реальность несет немаловажную роль. Человек видит все вокруг себя в уменьшенном размере, воспринимает только солнечные лучи. Из биологии известно, что глаз - орган неидеальной точности. На глаз влияют мышцы различной силы, у сетчатки глаза есть некоторая кривизна, оба глаза расположены горизонтально, в них есть слепые пятна, да и вообще: область бинокулярного зрения у человека мала и видит он только перед собой, в то время как муха со своими фасеточными глазами способна видеть и сзади и воспринимать более 300 изображений в секунду!

Поэтому доверие такому варианту субъективной оценки как «на глазок», особенно в физике, не оправданно. Следовательно, то, что есть на самом деле, мы воспринимаем с искажениями.

Глава II . Особенности человеческого воображения.

2.1. Воображение и реальность

Воображение может быть четырех основных видов: активное, пассивное, продуктивное и репродуктивное. Сталкиваясь с оптическими иллюзиями, люди без воли обманывают свой разум, чаще всего даже не замечая этого и, лишь прибегнув к помощи измерительных приборов, обнаруживают несоответствие. Некоторое время назад вы смогли убедиться в этом. Посмотрите на рисунок 1: на нем две перпендикулярные друг другу палочки, которые пересекаются.

Они равны, но кажется что вертикальная заметно длиннее горизонтальной. Когда наблюдателей просили нарисовать на самом деле равные палочки, то от реальных размеров результат отличался на 33%! Образы пассивного воображения возникают помимо воли и желания человека. Но никакая фантазия не способна изобрести нечто такое, что не было бы человеку известно, следовательно: человек сознательно будет изображать эти палочки с несоответствием в 33%, так как уверен в своей правоте и, даже узнав об ошибке, он и в дальнейшем будет ее совершать, ведь именно в таком виде они будут для него равными, к тому же это закоренелая привычка, избавиться от которой практически невозможно.

Как было написано выше, именно благодаря воображению человек способен творить. Но чаще всего, импульсом творческого процесса является активное (усилием воли), продуктивное (сознательное конструирование без воспроизведения созданного до…) и репродуктивное (копирование) типы воображения.

Гораздо реже таким толчком служит пассивное воображение. Хотя известно на примере поэзии, как автор непроизвольно сочиняет стихи, при этом стремится найти возможность записи новой рифмы, чтобы не потерять ее. Говорят: появилось вдохновение. Кроме того, творческий процесс, начинаясь, как правило, с волевого усилия, т.е. с акта воображения, постепенно настолько захватывает автора, что воображение становится спонтанным, и уже не он творит образы, а образы владеют и управляют художником, и он подчиняется их логике.

2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения.

Поэтому появилась цель подробнее рассказать об особом виде иллюзий и рисунков: невозможные фигуры и объекты. Первую невозможную фигуру создал в 1934 году шведский художник Оскар Ройтерсверд, изобразив девять кубиков в особом порядке (рис.2).

Перу Ройтерсверда принадлежат сотни вариантов. Три из них, в том числе кубики, были воспроизведены на серии почтовых марок, выпущенных в Швеции в 1982 году.

Но, пожалуй, самая известная из невозможных фигур - это треугольник Пенроуза, (рис.3) опубликованный в 1958 году в «Британском психологическом журнале» Л. и Р. Пенроузами.

Они основывались на рисунке Ройтерсверда. Присмотревшись к треугольнику, мы видим, что все три угла этой рамы являются прямыми, хотя ясно, что этого быть не может. Здесь вступают в конфликт между собой усвоенные нами с детства правила изображения предметов на плоском листе бумаги.

Еще больше подливает масла в огонь конфликта между воображением и здравым смыслом - чертеж, показывающий, как можно сделать треугольник Пенроуза (рис.4).

Как вы видите для этого нужно всего то три деревянных кубика и три брусочка, соединенных палочками, как показано здесь или клеем - и готово!

Несмотря на всю простоту этого треугольника, можно нарисовать невозможную фигуру из меньшего количества элементов. Обратите внимание на этот пример из двух брусков (рис.5): справа они лежат друг на друге, а слева - рядом друг с другом.

Поняв принцип рисования простых невозможных фигур, можно рисовать и более сложные. Обратите внимание на эту трапецию (рис.6) - принцип ее рисования заключен в том, что углы её, если к ним приглядеться, на самом деле прямые, аналогично углам в невозможном треугольнике Пенроуза.

А этот кубик (рис.7) примечателен тем, что, если вспомнить из геометрии его определение - все грани равны между собой, это совсем не кубик, хотя три средние грани, образующие перевернутый значок «Мерседеса», равны, но остальные, видимые нам шесть граней, нет. Вот объяснение его невозможности.

Известны фигуры, в которых пропадает один элемент или промежуток между элементами. Они близки по принципу начертания к «полуторабрусковым» рисункам. Попытайтесь сосчитать количество брусков на этом рисунке 8.

Неверно предполагать, что «невозможность» - удел лишь геометрических фигур. Такими эффектами пользовались и продолжают пользоваться художники сюрреализма, футуризма и ряда других направлений в живописи.

Вот продукт воображения некоего художника (рис.9). Это невозможный камертон, от которого исходит вполне нормальная тень, от которой отходят вполне нормальные, звуковые волны.

Как известно, к телескопу часто прикрепляют меньшую телескопическую трубу, так называемый искатель, позволяющий более или менее точно навести основной телескоп на тот участок неба, который мы хотим рассмотреть. Тогда сколько дополнительных подзорных труб пристроено к этому телескопу (рис.10).

И, если вы их обнаружите, где, собственно, основная-то труба!?

Вилка Дьявола (рис. 11) была таковой названа одним из увидевших за «феномен» превращения из четырехугольника с двумя отходящими прямоугольными параллелепипедами в трехштырьковую вилку с цилиндрическими концами.

Но на самом деле принцип вилки Дьявола очень прост - элементарен. Как известно, у части прямоугольного четырехугольника сбоку видно лишь три грани, а у цилиндра при наблюдении сбоку - две линии завершения, следовательно - три плюс три и разделить на два - три цилиндрика.

По принципу «вилки Дьявола» нарисовано множество картинок на другие темы и сюжеты. К примеру, на этой картинке (рис.12) три человечка слева несут три трубы, а два справа им помогают нести два… бруска.

А на этой картинке (рис.13) использованы свойства тени и, конечно, эффект исчезновения элемента.

Глава III . Оптические иллюзии.

3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни

Ряд очень важных особенностей человеческого зрения позволил нам создавать изображения на плоскости, а воспринимать в объеме. А ведь это обман зрения. Смешение цветов на холсте мы бы восприняли пятнами, и картина была бы для нас множеством клякс на бумаге. Поэтому, то, что мы видим на картине лишь иллюзия повседневности.

3.2. История открытий.

Впервые исследование в области оптических геометрических иллюзий было сделано физиком Оппелем. Затем было более 200 научных работ на эту тему, где все авторы пытались найти свое объяснение этой проблеме. Каждый ученый долго разыскивал свою теорию на этот счет, однако, видимо, никто так и не догадался, что эти иллюзии, скорее являются правилом, нежели исключением и что эти особенности зрения и восприятия накладывают свой отпечаток на всю нашу повседневную жизнь, а не только на отдельные картинки. С особенностями зрения были очень хорошо знакомы древние греки - расстояние между колоннами Парфенона были разными, а зрителями воспринимались как одинаковые - иллюзия. Но один архитектор, более близкий нашему времени спроектировал здание с очень высокой точностью, а когда его построили, то оказалось, что если наблюдать спереди, то линия крыши вогнута наружу, если сбоку, то - вовнутрь. Все расстояния были четко промерены, но неточности не нашлось - особенности человеческого зрения. Иллюзия. Как одну из задач этой научной работы мы попытались классифицировать наиболее известные оптикогеометрические иллюзии и объяснить возможность появления некоторых из них.

3.3. Классификация оптических иллюзий.

3.3.1. Иллюзия пересечения.

Вновь обратимся к картинке, на которой изображены горизонтальная и вертикальная линии (рис.1). Как было замечено - горизонтальная линия кажется гораздо короче вертикальной, если не прибегать к помощи измерительных инструментов. Одной из причин такой ошибки является пересекающая вертикальная линия. Причина нашей ошибки в том, что у человека есть бинокулярное зрение - серединка от общей картины, воспринимаемой глазами; по мере удаления от середины взгляда зрение перестает быть таким же четким, как в радиусе бинокулярного. Поэтому взгляд человека «приковывается» к пересекающей линии, а то, что левее и правее падает за радиус наиболее четкого зрения. Горизонталь поделена надвое, поэтому и кажется меньше, попадая в слабые фланги рисунка.

В результате получаются очень большие ошибки, но утешает одно - они возникают лишь тогда, когда экспериментатор довольствуется только оценкой на глаз, не прибегал к помощи масштабной линейки.

3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва».

Иллюзия, которую вы сейчас наблюдаете (рис. 14) известна вот уже более ста лет. К концам двух равных по длине линий пририсованы стрелки, к одной - расходящиеся в разные стороны, к другой - сходящиеся навстречу друг другу. Правая линия кажется короче левой. Наиболее ярко такая иллюзия проявляется, если стрелки делят точно пополам, но нижняя кажется намного длиннее верхней. После того, как наблюдатель нарисовал «действительно равные» линии, то несоответствие с реальностью составило 33%. Все дело в том, что стрелки направления служат в одном случае как ложное удлинение, а в другом - укорачиванием. Стрелки, направленные навстречу друг другу, являются «продолжением» вертикальной линии, а стрелки, идущие в разных направлениях, наоборот - «ограничителями» длины.

3.3.3. Иллюзия искривления.

С искривлением прямых существует множество всевозможных иллюзий. На этой картинке (рис.15) из-за заднего плана создается впечатление, что эти линии вовсе не параллельные линии, а дуги.

В данном случае визуальное искривление связано в первую очередь с задним планом. Дело в том, что, если вы заметили, на первый план как бы выходят не две линии, а пятно с исходящими от него лучами. Пятно «приковывает» бинокулярное зрение, и две линии выходят за его пределы. У глаз есть еще одно очень интересное свойство: прямые линии под пестротой цветов становятся дугообразными. Обратите внимание на эту картинку: на ней через каждую вертикальную кривую изображена прямая, но под действием черных и белых зигзагов и чередованием кривых и прямых, кажется, что здесь-то прямого ничего нет.

Известно, что черные и белые цвета могут вызывать у человека множество иллюзий - так устроена сетчатка. Поэтому существует множество способов игры со слабостями зрения. На этой картинке (рис.16) создается впечатление искривленных горизонтальных линий потому, что смещены между собой черные и белые квадратики.

На самом деле горизонтальные линии параллельны.

3.3.4. Иррадиация.

Уже более века известно, что на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и темных областей, свет от ярко освещенных участков как бы перетекает на темные участки. Это называется иррадиацией. Наблюдать такое последствие контраста можно на этом рисунке 17.

На пересечении белых линий, между черными квадратами образуются так называемые вспышки серого цвета.

Темные предметы всегда кажутся меньшими светлых предметов того же размера. Если рассматривать одновременно черный круг и белую окружность одинаковых размеров на светлом фоне, то площадь окружности будет нам казаться на 20% больше площади круга.

В темной одежде люди кажутся тоньше, чем в светлой. Солнце на закате образует «выемку» в линии горизонта.

Иррадиация зависит только от несовершенства нашего зрительного аппарата.

3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета.

У человеческого мозга есть одно потрясающее свойство сравнения. Так, говоря о величине слона, мы мысленно сравниваем его с другими объектами, и он кажется нам гигантским. Но мало кто из людей видел синего кита в полный размер. Но, если сравнивать синего кита со слоном, то слон покажется глазу величиной с собаку. Этим объясняется еще один тип зрительных иллюзий.

Посмотрите на эти кружки (рис.19). Вам ясно видно, что правый кружок заметно меньше левого, но на самом деле это не так.

Оба кружка по размеру одинаковы. И виною этой иллюзии является все то же сравнение. Левый объект окружают круги большего диаметра, чем левого и из-за этого создается впечатление, что правый кружок больше. В реальной жизни ребенку воспитатель в детском саду кажется гигантом, но дети растут и, когда ребенок станет такого же роста, как и воспитатель, он перестанет ему казаться таким.

У треугольника (рис.20) в этом параллелограмме стороны АВ и АС равны, хотя под действием внешних объектов создается впечатление, что АВ длиннее.

Заключение.

В этой работе были рассмотрены и изучены особенности зрительного аппарата, благодаря которым возникают оптические иллюзии, с точки зрения физики, биологии и психологии. Были найдены и прочитаны статьи на эту тему. В работе были сделаны попытки классифицировать на несколько основных типов оптические иллюзии. Было выяснено, что виною их возникновения являются не только особенности глаза, но и головного мозга. Поэтому эту проблему нельзя изучать однобоко, пользуясь лишь физикой.

Хочется напомнить еще раз: искажения зрения, о которых было написано выше, присуще каждому из нас. Поэтому ошибки, связанные с ними присущи как простым смертным, так и профессионалам-художникам, архитекторам и многим другим. Помните: наши глазомерные оценки геометрических величин находятся в непосредственной зависимости, как от физических параметров, так и от психологических особенностей.

Даже в самых серьезных научных работах и проектах можно допустить ошибку, которая может привести к ужасным последствиям, пользуясь даже в малой доле оценкой на глаз.

Научная литература.

1. Аксенова М., Измайлова С. Энциклопедия для детей. Том Биология. М.,

«Аванта+» 1994. с.29.

2. Перельман Я.И. Занимательная механика. 1979, с.123.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. М. 1981, с.73.

4. Иванов П.С. Журнал «Наука и жизнь». М. 1989, № 4, с.116.

5. Трайтака Д.И. Биология. Справочные материалы. М., «Просвещение» 1994,

6. Рассел К., Картер Ф. Улучши свой интеллект. Минск, «Попурри» 1996, с.45.