Иллюзии восприятия: оптические иллюзии, их виды и иллюзия Мюллера-Лайера

Иллюзии восприятия — это устойчивые расхождения между тем, что человек видит, слышит или ощущает, и физическими свойствами реального объекта. Раздражитель существует на самом деле, а ошибка рождается при его истолковании мозгом. Самые известные примеры — оптические, или зрительные, иллюзии: два равных отрезка кажутся разными по длине, два одинаковых круга — разными по размеру.

От случайного «померещилось» иллюзию отличает пара признаков. Во-первых, она повторяется у большинства здоровых людей в одних и тех же условиях. Во-вторых, знание разгадки её не отменяет: линейка доказывает, что отрезки равны, а глаз продолжает видеть разницу. Благодаря такой предсказуемости исследователи уже больше полутора веков изучают на иллюзиях правила, по которым работает восприятие.

Почему мозг ошибается предсказуемо

Возьмите маску лица и поверните её вогнутой стороной к себе. Здоровый человек всё равно увидит обычное выпуклое лицо. Знание о том, что нос выступает вперёд, оказывается сильнее сигналов о настоящем рельефе. Ричард Грегори описывал этот эффект ещё в 1970-х, и он хорошо показывает: зрение не снимает копию, оно делает вывод.

О том, что эти выводы бессознательны, писал ещё Герман фон Гельмгольц в 1860-х. Мозг дополняет сигнал органов чувств прошлым опытом и успевает сделать это раньше, чем мы о чём-то подумаем. Грегори в 1997 году сформулировал мысль резче: восприятие похоже на научную гипотезу о мире, с той разницей, что мы переживаем его как саму реальность.

Современные модели говорят о том же на языке вероятностей. В байесовском подходе, которым пользуются Шарль-Эдуар Нотрдам и соавторы в обзоре 2014 года, восприятие взвешивает свежие данные органов чувств и априорные ожидания. В обычной жизни такой расчёт даёт точную картину, а иллюзия становится платой за стратегию, которая в шумном и неполном мире выигрывает у буквального копирования сигнала.

Отчего же не помогает линейка? Грегори разделял знание, которым пользуется зрение, и знание, которое мы способны выразить словами. Первое встроено в автоматическую обработку, второе живёт в рассуждениях, и одно другим не перепишешь. Философы восприятия называют эту независимость когнитивной непроницаемостью. Разгадка меняет то, что вы думаете о картинке, а увиденное остаётся прежним.

Иллюзия, галлюцинация или парейдолия: где граница

Границу проводят по раздражителю. В иллюзии он есть и просто воспринимается искажённо: настоящая тень в тёмной прихожей на секунду кажется силуэтом человека. Рядом стоят явления, которые часто смешивают с иллюзиями, хотя механизм у них другой:

• галлюцинации — восприятие без раздражителя: человек слышит голос или видит фигуру, которой рядом нет;
• парейдолия — лицо в розетке, облаке или пятне на стене, то есть знакомый образ в случайном узоре;
• апофения — склонность находить связи там, где действует случай; это уже о мышлении, а не об органах чувств;
• иллюзия контроля — уверенность, что мы влияем на события, которые от нас не зависят; несмотря на название, это когнитивное искажение.

Классические иллюзии из учебника видят почти все, и о здоровье они ничего не говорят. Поводом для обследования становятся новые или частые искажения формы и размера предметов в обычной жизни, особенно после травмы головы или инсульта. Начать лучше с офтальмолога и невролога.

Случается, что глаза в порядке, а вещи по-прежнему выглядят странными, кривыми или незнакомыми. Тогда нейропсихолог для взрослых поможет понять, какое звено обработки даёт сбой — внимание, узнавание или оценка пространства, — и на что можно опереться в быту.

Иначе стоит действовать, когда появляются звуки или образы, которых другие не замечают, или ощущение, что мир стал чужим и ненастоящим. Единичный эпизод на грани сна или после бессонной ночи бывает и у здоровых людей, но повторяющиеся переживания лучше не объяснять себе в одиночку.

Начать можно с разговора: онлайн-консультация психолога поможет разобраться, что происходит, а при необходимости мы можем направить вас к врачу-психиатру, с которым сотрудничаем, и помочь договориться о приёме.

Виды иллюзий восприятия: классификация Грегори

В школьных презентациях иллюзии обычно делят по тому, что искажается: размер, цвет, движение. Грегори предложил схему с двумя осями, и обзоры воспроизводят её до сих пор. Первую ось он выстроил по аналогии с типичными ошибками речи, поэтому иллюзии у него бывают неоднозначностями, искажениями, парадоксами и вымыслами.

У неоднозначной фигуры есть два равноправных прочтения, и мозг переключается между ними. Ваза Рубина превращается в два профиля, куб Неккера «переворачивается», и даже тень, которая должна подсказать правильный вариант, не останавливает переключения. Искажение меняет размер, наклон или длину, как в иллюзии «стены кафе», где параллельные линии кажутся наклонными. Парадокс показывает фигуру, которой не может быть: каждый угол треугольника Пенроуза правдоподобен, а вместе они невозможны. Вымысел добавляет то, чего на бумаге нет, и в квадрате Канижи мы видим чёткие края, которые никто не рисовал.

Вторая ось — причина. Физические иллюзии возникают ещё до глаза: свет преломляется, и ложка в стакане воды «ломается», над раскалённым асфальтом дрожит мираж, в небе стоит радуга, до которой не дойти. Физиологические рождаются в самих каналах обработки, как послеобраз после яркой вспышки. Когнитивные Грегори делил ещё на две группы. Одни держатся на общих правилах, например перспективы; сюда относятся иллюзии Понцо и Мюллера-Лайера. Другие опираются на знание о конкретных предметах: так работают полая маска и иллюзия «размер — вес».

Сам автор называл схему предварительной, и она не единственная. Стэнли Корен с коллегами в 1976 году выделяли пять классов зрительных иллюзий, Жан Пиаже делил их на ослабевающие с возрастом и усиливающиеся. Нотрдам и соавторы признают, что стимулы, которые зовут иллюзиями, слишком разные и общий критерий подобрать трудно. Отсюда практический вывод: не стоит считать иллюзии одним явлением с одним механизмом.

Иллюзия Мюллера-Лайера: почему одинаковые линии кажутся разными

Нарисуйте две одинаковые линии. Одну закончите «вилками», раскрытыми наружу (>—<), другую — «стрелками» (<—>). Первая покажется заметно длиннее. Эффект описал немецкий исследователь Франц Карл Мюллер-Лайер в 1889 году в статье с говорящим названием «Optische Urteilstäuschungen» — «оптические ошибки суждения». Кэтрин Хау и Дейл Пёрвс (2005) назвали эту фигуру самой известной и самой спорной из классических геометрических иллюзий. Объяснений у неё как минимум три.

Первое предложил Грегори в 1963 году. Линия с «вилками» напоминает внутренний угол комнаты, уходящий вглубь, а линия со «стрелками» — наружный угол дома, выступающий к зрителю. Мозг привык «дотягивать» размер далёких предметов, чтобы мир не уменьшался с каждым шагом. На плоской бумаге это правило константности срабатывает не к месту, и «далёкая» линия выглядит длиннее. Статью в Nature Грегори так и озаглавил: искажение пространства как неуместное масштабирование константности.

Второе объяснение статистическое. Хау и Пёрвс взяли базу трёхмерных снимков природных сцен, где для каждой точки измерено расстояние, и посчитали, какие реальные объекты чаще всего дают на сетчатке такую же картинку. Распределения вероятностей предсказали и саму иллюзию, и её основные варианты. Мозг, по этой версии, оценивает не длину отрезка, а наиболее вероятный источник такого изображения, и стратегия эта сложилась в ходе эволюции.

Третье объяснение культурное. Маршалл Сегалл, Дональд Кэмпбелл и Мелвилл Херсковиц в 1966 году предположили, что жители «прямоугольного» мира, полного домов, мебели и прямых углов, чаще читают углы на рисунке как объёмные и поэтому сильнее поддаются иллюзии. Восприимчивость к ней действительно различается у людей из разных культур и сред.

Самый весомый довод против того, что иллюзии нужно «научиться», дал индийский проект «Пракаш». Тапан Ганди, Паван Синха и коллеги обследовали девятерых детей 8–16 лет, которые с рождения почти ничего не видели из-за плотной двусторонней катаракты: до операции они различали разве что движение руки у лица. В течение 48 часов после первой операции, с одним прооперированным глазом, дети уже видели иллюзии Понцо и Мюллера-Лайера так же, как зрячие сверстники.

Общепринятого ответа нет, точный механизм до сих пор обсуждают. Статистическую версию данные о прозревших детях не опровергают: её авторы говорят о стратегии, сложившейся в эволюции, а не за годы личного опыта. Культурная хорошо объясняет различия между группами, но не саму восприимчивость.

Все ли видят иллюзии одинаково: культура, опыт, возраст

Нет, и разница порой поразительна. В 2015 году интернет раскололся из-за фотографии платья: одни видели его бело-золотым, другие сине-чёрным. Роза Лафер-Соуза с коллегами опросили 1401 человека, не предлагая готовых вариантов. Сине-чёрным платье назвали 57 %, бело-золотым 30 %, сине-коричневым 11 %. Женщины и участники постарше чаще видели бело-золотое, а 45 % тех, кто встречал фото раньше, говорили, что их восприятие хотя бы раз переключалось. Авторы объясняют раскол разными неявными допущениями об освещении: кто «подставляет» холодный дневной свет, видит белый и золотой, кто тёплый искусственный — синий и чёрный.

Различия между людьми устойчивы, но касаются каждой иллюзии по отдельности. Алин Кретену с коллегами (2020) измеряли иллюзии Мюллера-Лайера и Понцо у 76 человек от 6 до 66 лет. Восприимчивость каждого к одной иллюзии держалась стабильно в разных контекстах, а вот связь между двумя иллюзиями оказалась слабой. Тот, кто сильно «ведётся» на Мюллера-Лайера, не обязательно так же реагирует на Понцо, поэтому единой черты «податливость иллюзиям» не просматривается. С возрастом эффект в среднем немного ослабевал. Ещё в конце XIX века Альфред Бине заметил, что старшие дети поддаются Мюллеру-Лайеру меньше младших, а Дресслар обнаружил, что иллюзию веса взрослые ощущают сильнее детей.

Животные тоже видят иллюзии. В Лейпцигском зоопарке гуанако, ламам, овцам и козам (всего 17 животных) предлагали два одинаковых куска еды: один между «вилками», другой между «стрелками». Группа стабильно выбирала тот, что казался длиннее, а 11 животных из 17 делали это статистически значимо. Ту же иллюзию прежде находили у макак-резусов, капуцинов и лошадей, а дельфин поддавался похожей иллюзии размера Эббингауза. Похоже, иллюзия Мюллера-Лайера — древнее свойство зрения позвоночных, а не изобретение городской культуры.

Отдельный разговор — шизофрения. По данным обзора Нотрдама и коллег, восприимчивость к части иллюзий при ней изменена, чаще снижена, хотя вопрос остаётся дискуссионным. Полую маску люди с шизофренией чаще видят такой, какая она есть, то есть вогнутой. Снижение находили и у тех, кто ещё не получал медикаментозного лечения, и на ранней, продромальной стадии, тогда как люди с биполярным расстройством или депрессией поддавались иллюзии так же, как здоровые участники. Авторы связывают это с тем, что свежий сигнал органов чувств перевешивает ожидания.

Речь о средних различиях между группами в лаборатории. Видите вы иллюзию из интернета или нет — это ничего не говорит ни о психическом здоровье, ни об уме.

Иллюзии не только зрительные: слух, осязание, собственное тело

Зрение просто удобнее всего изучать: картинку легко напечатать и измерить. Те же закономерности действуют и в других каналах, а самое интересное происходит там, где каналы встречаются.

Канал	Иллюзия	Что происходит	Что она показывает
Зрение	Мюллера-Лайера, Понцо	Равные отрезки кажутся разными из-за «вилок» или сходящихся линий	Мозг учитывает глубину даже на плоском рисунке
Зрение	Эббингауза	Один и тот же круг среди больших кругов кажется меньше, среди маленьких — больше	Размер оценивается относительно соседей
Слух и зрение	Эффект Мак-Гурка	Звук «ба» вместе с губами, произносящими «га», слышится как «да»	Речь мы отчасти «слышим глазами»
Тело	Резиновая рука	Синхронное поглаживание спрятанной своей руки и резиновой перед глазами	Ощущение «это моя рука» собирается из нескольких каналов
Вес	«Размер — вес»	Из двух одинаково тяжёлых предметов меньший кажется тяжелее	Ожидания от размера настраивают оценку веса

Гарри Мак-Гурк и Джон Макдональд описали свой эффект в 1976 году. На видео женщина произносила «га», а звуковую дорожку заменили на «ба». Взрослые зрители слышали третий слог, «да», которого не было ни в звуке, ни в движении губ.

Резиновую руку Мэтью Ботвиник и Джонатан Коэн показали в 1998 году. Настоящую руку человека прячут за ширмой, перед ним кладут резиновую и синхронно гладят обе кисточками. Вскоре прикосновение ощущается там, где его видно, то есть на резиновой руке. Название статьи в Nature говорит само за себя: резиновые руки «чувствуют» касание, которое видят глаза.

Иллюзию «размер — вес» изучают с 1891 года, с работы Шарпантье. Она очень устойчива: появляется и тогда, когда размер предмета человек только видит, и тогда, когда поднимает его через шнур и блок. Обратного эффекта нет: Йерун Смитс с коллегами (2022) давали поднимать в полной темноте светящиеся шары, и шар на 20 % тяжелее не казался больше. Отодвинутый же на 20 % казался на 15 % меньше. Механизм этой иллюзии, заключают авторы, специфичен именно для оценки веса.

Мифы и факты об иллюзиях восприятия

На самом деле	Распространённый миф
Знание разгадки не отключает иллюзию: линии Мюллера-Лайера кажутся разными и после измерения	Достаточно понять секрет, и иллюзия исчезнет
Восприимчивость к одной иллюзии почти не связана с восприимчивостью к другой, так что картинка не измеряет ни интеллект, ни характер	Тест с оптическими иллюзиями покажет IQ или тип личности
Макаки, капуцины, лошади, козы и овцы поддаются иллюзии Мюллера-Лайера	Животные иллюзий не видят
В иллюзии раздражитель реален, в галлюцинации его нет	Иллюзия и галлюцинация — одно и то же
Дети, впервые прозревшие после операции, видят иллюзию Мюллера-Лайера сразу	Иллюзии видят только те, кто вырос среди домов и прямых углов
Раскол из-за «платья» объясняют разными допущениями мозга об освещении	Кто видит «платье» иначе, тот плохо видит

Источники

• Gregory R. L. Knowledge in perception and illusion. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 1997; 352(1358):1121–1127. DOI: 10.1098/rstb.1997.0095 · PMID: 9304679 · Полный текст
• Notredame C.-E., Pins D., Deneve S., Jardri R. What visual illusions teach us about schizophrenia. Frontiers in Integrative Neuroscience, 2014; 8:63. DOI: 10.3389/fnint.2014.00063 · PMID: 25161614 · Полный текст
• Howe C. Q., Purves D. The Müller-Lyer illusion explained by the statistics of image–source relationships. PNAS, 2005; 102(4):1234–1239. DOI: 10.1073/pnas.0409314102 · PMID: 15657142 · PMCID: PMC544622
• Gandhi T., Kalia A., Ganesh S., Sinha P. Immediate susceptibility to visual illusions after sight onset. Current Biology, 2015; 25(9):R358–R359. DOI: 10.1016/j.cub.2015.03.005 · PMID: 25942545 · PMCID: PMC4863640
• Berardo C. и др. Perception of optical illusions in ungulates: insights from goats, sheep, guanacos and llamas. Animal Cognition, 2024; 27(1):40. DOI: 10.1007/s10071-024-01878-2 · PMID: 38789595 · Полный текст
• Cretenoud A. F., Grzeczkowski L., Bertamini M., Herzog M. H. Individual differences in the Müller-Lyer and Ponzo illusions are stable across different contexts. Journal of Vision, 2020; 20(6):4. DOI: 10.1167/jov.20.6.4 · PMID: 32511665 · PMCID: PMC7416885
• Lafer-Sousa R., Hermann K. L., Conway B. R. Striking individual differences in color perception uncovered by 'the dress' photograph. Current Biology, 2015; 25(13):R545–R546. DOI: 10.1016/j.cub.2015.04.053 · PMID: 25981795 · PMCID: PMC4921196
• McGurk H., MacDonald J. Hearing lips and seeing voices. Nature, 1976; 264(5588):746–748. DOI: 10.1038/264746a0 · PMID: 1012311
• Botvinick M., Cohen J. Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature, 1998; 391(6669):756. DOI: 10.1038/35784 · PMID: 9486643
• Smeets J. B. J., Vos K., Abbink E., Plaisier M. Size, weight, and expectations. Perception, 2022; 51(5):344–353. DOI: 10.1177/03010066221087404 · PMID: 35354343 · PMCID: PMC9014675 · Репозиторий VU Amsterdam