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埃姆斯梯形窗与幽灵铅笔

2016-05-23于金梅

科学之谜 2016年2期

于金梅

用硬纸板裁出一个梯形,在梯形硬纸板的两面都画上窗格,当然画出的窗格也是梯形的。画完这样一面梯形窗格后,用丝线把它悬挂起来,在不远处观察它,即使我们正面面对它,感受到的却好像是在斜着观察一面窗户一样。

顺时针旋转丝线,让梯形窗随着丝线旋转起来,这时,我们虽然心里明白梯形窗在旋转,但眼睛看到的感觉却是梯形窗在摇摆,也就是梯形窗在顺转一下,逆转一下。

之后,把一支铅笔垂直于窗格粘在窗棱上,再旋转丝线,让梯形窗和铅笔都旋转起来,这时更神奇的感受出现了:梯形窗在摇摆,但铅笔却在旋转,铅笔不断地从梯形窗来回穿越,却不留任何痕迹,就像幽灵一般。由于这种现象是在1934年被美国眼科专家阿尔伯特·埃姆斯发现的,因此这种梯形窗被赋予了一个专属的名字——埃姆斯梯形窗。

在埃姆斯梯形窗旋转过程中,其实铅笔是随着梯形窗一起旋转的,可为什么我们看到的景象却是梯形窗在摇摆,而铅笔在“玩穿越游戏”呢?

我们知道,窗户一般是长方形的,如果正对窗户观察,窗户在眼里的成像就是长方形,但是若是斜着观察窗户,那么距离眼睛近的那一侧窗棱在眼睛里显得更长更宽,而距离眼睛远的那一侧窗棱显得短而窄。于是原本长方形的窗户,当我们斜着观察时,在眼睛里的像就是梯形的,一侧宽,一侧窄。这是我们平时观察物体的经验。

正是这种经验让我们的大脑形成固有的思维定势,非要把梯形窗解读成眼睛在斜着观察长方形窗户,潜意识中认为,梯形窗窄的那一侧一定比宽的那一侧离眼睛更远。……

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