【專欄】逃出你的肖申克（4）

仁者見仁智者見智？從視覺錯覺到偏見

我們再來回顧一個經典的視覺現象——色彩恒常性（Color Constancy）。我們已經知道，同一個物體，在不同光照條件下我們知覺到它的顏色是基本不變的。一個青蘋果在中午的白熾光線下看上去是青的，在斜陽西下暗紅色的光照下是青的，在清晨淡藍色的霧靄中還是青的。你可能覺得這很正常，青的本來就是青的，有什么好奇怪的。但問題是如果將我們的眼球換成一個光線接收器，從而客觀記錄下從蘋果表面反射出來的光線的RGB值（紅、綠、藍三色的比例），會發現在不同環境光照條件下，實際從蘋果表面反射出來的光線差異是很大的；例如環境光只有長波（紅色）的話，那么不管蘋果表面的反射比如何，反射出來的光也只能是長波，但為什么我們看起來仍還是青色的呢？

如果我們在一個封閉的箱子中放置一張白紙，讓觀察者透過暗箱上的一個孔洞來觀察這張白紙。那么當我們在箱子內用黃光照的時候，觀察者會看到黃紙，用紅光照的時候會看到紅紙。但如果打開箱子，則不管用什么光照，我們看到的還是白紙。

為什么會出現這種現象？目前為止已經有了一個理論解釋框架：盡管同一物體在不同光照條件下反射的光線差異很大，即視網膜接收到的光線差異很大，但視覺皮層對視網膜接收到的光線又進行了一層處理，這層處理就是從視網膜接收到的光線中“抽取”出物體的“真實顏色”。但我們的神經回路如何計算目前還并不最終明確，但有靠譜的逼近算法（被稱為retinex algorithm），其中一個簡潔版本是這樣的：假設目標物體周圍的鄰近環境中存在完全反射光線中的綠光成分的物體、也存在完全反射光線中的紅光成分的物體、也存在完全反射光線中的藍光成分的物體，那么只要將眼睛采集到的環境光線中最強的綠光成分Gmax，最強的紅光成分Rmax，最強的藍光成分 Bmax分別記錄下來，然后算一下目標物體所反射的光線的RGB對(Rmax、Gmax、Bmax)的比例即可。

這里，再一次，我們的大腦從一個具有多義性的信息源中抽取出了一種最靠譜的解釋。從物體表面反射出來的光線并不能唯一確定物體的反射比，一個方程無法解出兩個未知數（光照、反射比）。但我們的大腦仍然還是聰明地利用了環境中的evidence，靠譜地解決了這個問題。

然而，接下來的才是我真正想說的，在剛才提到的算法中，一個先驗假設是“目標物體周圍的鄰近環境中存在完全反射光線中的綠光成分的物體…...”，問題是如果這個假設不滿足呢？戲劇性的錯覺就出現了，見下圖：

（Mauro Vecchi/圖）

圖中白線所指的兩個小方塊的顏色一樣嗎？如果你覺得不一樣的話，不妨用軟件把這兩個色塊的像素摘取出來對比一下。（注：這里還有一個關于Color Constancy的不錯的視頻：多虧色彩恒常性，多彩世界不混亂。色彩恒常性只是我們體驗到的一系列主觀知覺恒常性中的一種）

以上這些錯覺與實際生活多少有點脫離，但我打賭以下這個現象每個人都看到過——只要你去過理發店，因為這個錯覺也被叫做（理發店門口的）“旋轉彩柱錯覺”：

透過條柱看到的黑白條塊在往下移動，而透過孔隙看到的黑白條塊則往右下方移動。然而，實際上孔隙背后的黑白條紋紙可能正在往下移動，也可能往左移動，實際上其移動的角度有無窮多種可能，為什么我們的大腦只看到了一種可能？

我們的視覺系統通過大量的先驗假設來解釋投射到我們視網膜上的二維圖像，從中推斷出三維結構，類似的例子還有：Kinetic Effect、Aerial Perspective、Parallax Scrolling等等。視覺系統感知到的三維圖像只是我們的大腦給我們玩的一個小