又到周日了，这周小编依然在家勤勤恳恳地科（摸）研（鱼）。只不过有时（大部分时间）会网上冲浪（找沙雕图）一阵子。于是乎就发现了下面这个有趣的动图。

图1：正常速度版

你看到的是两个点在水平还是竖直振荡？还是两个点在顺时针或者逆时针地旋转？又或者是两个对角线的点在互相闪烁？还是其他的情况呢？

麻省理工学院甚至是给出了一些查看gif的说明：

水平方向振荡 [1]

竖直方向振荡 [1]

1：首先选择上图中两个图的任意一个，然后确保你看到这些点确实是在水平/竖直方向跳跃。

2：盯着圆点数到10。

模棱两可的四重奏 [1]

3：然后不要移开眼睛，看上图‘模棱两可的四重奏’。[1]

此时你会看到“四重奏”看起来是沿着与你一开始相反的方向—竖直/水平跳跃的。或者你凝视“四重奏”两分钟，它一会儿水平振荡、一会竖直振荡，甚至还有可能旋转？这是为什么呢？

为什么不问问神奇海螺呢？

车轮效应

Wagon-wheel effect

上面的gif仅仅显示四个闪烁的点，而点的闪烁恰恰会使你的大脑感到困惑，会自认为看到的是不同类型的运动。

企图通过活动手掌减肥的小编在运动

对于这种混乱，一般要归咎于频闪效应。这是一种现象，是你观看一系列静止的图像时产生运动的错觉。基于眨眼或者频闪的速率，我们的大脑可能会将点的闪烁感知为运动的不同阶段（比如左右横跳或者旋转等）。我们就会觉得两点之间在运动，虽然事实上根本没有运动发生。[2]

比如频闪液滴就是一个很通俗的例子。一个类似滴漏的装置会在相同时间内滴下一滴液体。如果此时是在普通摄像机下观察，这就是一个很普通的滴漏。但是如果你用将摄像机快门频率与滴漏频率相同时拍摄的话，你在相机中看到的液滴就好像一直没有下落，悬浮在半空中一样。

仿佛不动的螺旋桨 来源：wiki

尽管车轮一般不可能每秒24转转动，但是如果车轮有12个辐条，每秒转两圈的话。这时以每秒24帧的速度进行拍摄，每帧中的辐条将会出现在完全相同的位置。看上去车轮就是完全静止的了。

看电影

如果轮子的旋转速度稍微慢一点，你就会看到辐条在每个连续的帧中向后倾斜，轮子看上去就是在向后旋转。

运动的点可能会产生错觉，那运动的线（面）呢？答案当然也是肯定的，比如好玩的贝汉圆盘（Benham's disk）也会让你产生错觉，只不过此时不是运动的错觉，而是对于颜色的错觉。

旋转的圆盘Spinning disk

无论你怎么旋转一张黑色、白色混合的纸，它都会保持黑白颜色不变吗？小编既然这么问了，那答案当然是不会不变。一百年来，大家都被一种黑白圆盘所困扰，因为它虽然是黑色和白色混合颜色的，但是当它在旋转的时候竟然会变色。有时候是红色、蓝色、黄色、绿色甚至是紫色。

贝汉圆盘 图片来源：wiki

贝汉圆盘错觉其实已经存在很长一段时间了。1895年，一个名叫查尔斯·贝汉（Charles Benham）的业余科学家和发明家将他的特殊圆盘作为儿童玩具开始出售。[3] 该圆盘的一半被涂成黑色，而另一半则是白色背景，将其沿着直径方向分为四个部分，并在每个部分上面绘制了多个45度的同心圆弧。旋转圆盘，颜色就会出现在圆圈中。他们会根据速度和方向的变化而变化。

下图很闪，请注意护眼并紧张的往下看

旋转的贝汉圆盘 来源：YouTube

即使是在一百多年后的今天，圆盘的形状和角度可以做的非常精确。然而，目前为止似乎还没有人真正知道这种错觉是如何产生的。在一篇《Nature》论文中写道：“这些现象的起因似乎并未得到确切解决。” [4] 换句话说，你找到一个很有趣的现象，即使解释不了，也能发一篇《Nature》（逃）。该现象今天依然吸引着我们去探索和讨论，所以，你能想象1895年大家看到这个现象时会觉得这是多么神奇的事情嘛。

利用贝汉原理制作的陀螺仪

贝汉似乎很擅长推销这种玩具，但是他并不是第一个注意到这种错觉的人。在贝汉圆盘问世的前几年，古斯塔夫·费希纳（Gustav Fechner）和赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）就发现：旋转的黑白圆盘可以显示出其他颜色。这种当观察某些快速变化或者移动的黑白图案时看到的色彩错觉，被称为费纳希色彩效应。

这是什么原因呢？What is the reason for this?

虽然我们现在可能还不太确定贝汉圆盘中额外的颜色是怎么产生的，其中的原理是怎么样的。但是科学家确实有基于我们的眼睛是如何感知图像的理论。一般来说，我们的视网膜有两种不同类型的接受光的受体：视锥细胞与视杆细胞。视锥细胞主要负责的其实是我们感知到的彩色视觉与强光视觉。视杆细胞可以帮助我们在弱光下看到事物，并且以单色感知事物。

三种不同的视锥细胞

一共有三种不同类型的视锥细胞：一种对蓝色敏感，一种对绿色敏感，另一种对红色敏感，也就是对我们常说的对三原色（RGB）敏感。视锥细胞会根据不同的速度和不同的时间分别作出相应的响应。比如蓝色视锥细胞需要很长时间才会响应，但是它保持响应的时间要比绿色和红色视锥细胞长。[5]

下图很闪，请注意护眼并紧张的往下看

另一种形状的贝汉圆盘 来源：YouTube

旋转的贝汉圆盘有可能以交替的方式激活不同的视锥细胞和视杆细胞。当你仅观察圆盘上的一个位置的时候，你会看到白色的闪烁（激活视网膜中所有的视锥细胞）和黑色闪烁（激活了视杆细胞）。由于某些视锥细胞的响应速度比其他视锥细胞快，并且闪烁不断，此时你的眼睛就可能错误的把这种闪烁视为不同的颜色。[6]

四个不断闪烁的点就可以达到左右横跳、旋转的效果，而旋转的以黑白色为底的贝汉圆盘竟然可以在视觉上感知到新的颜色，而且，虽然机制还没有完全了解，但是也是可以发一篇《Nature》哦。

启动网页准备学习制作方法的小编

虽然解决这个难题有一定难度，但是，是不是可以在家做一个贝汉圆盘玩玩呢？

部分图片来源于网络

参考文献：

[1] Ambiguous quartet-mit

[2] Stroboscopic effect-维基百科

[3] Benham's disk-维基百科

[4] Nature，1894：51：113-114

[5] rods and cones-罗切斯特理工大学

[6] Fechner color-维基百科

编辑：井上菌

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