Ілюзії сприйняття: оптичні ілюзії, їхні види та ілюзія Мюллера-Лаєра

Ілюзії сприйняття — це стійкі розбіжності між тим, що людина бачить, чує чи відчуває, і фізичними властивостями реального предмета. Подразник при цьому справжній, а помилка виникає в тому, як мозок його тлумачить. Найвідоміші приклади — оптичні, або зорові, ілюзії: дві однакові лінії здаються різними за довжиною, а однакові кола — за розміром.

Від випадкового «здалося» ілюзію відрізняють дві ознаки. Вона відтворюється в більшості здорових людей за тих самих умов. І не зникає від знання розгадки. Лінійка показує, що відрізки рівні, а погляд уперто бачить різницю, скільки б разів ви не перевіряли. Через цю передбачуваність дослідники вже понад півтора століття розбирають на ілюзіях правила, за якими працює сприйняття.

Чому мозок помиляється передбачувано

Подивіться на маску обличчя з внутрішнього, увігнутого боку. Здорова людина все одно бачить звичайне опукле обличчя: знання про те, що ніс виступає вперед, перемагає сигнали про справжній рельєф. Цей ефект Річард Грегорі описував ще в 1970-х, і він добре показує, що зір не фотографує, а робить висновок.

Про такі висновки як несвідомі писав уже Герман фон Гельмгольц у 1860-х. Мозок доповнює сигнал від органів чуття тим, що засвоїв раніше, і встигає це зробити до того, як ми про щось подумаємо. Грегорі в 1997 році загострив цю думку. Сприйняття, на його думку, — гіпотеза про світ, схожа на наукову, тільки переживаємо ми її як саму реальність.

Сучасні моделі кажуть те саме мовою ймовірностей. У байєсівському підході, на який спирається огляд Шарля-Едуара Нотрдама з колегами (2014), сприйняття зважує свіжі дані органів чуття й апріорні очікування. У звичайному житті такий розрахунок дає точну картину. Ілюзія — ціна стратегії, яка в шумному й неповному світі працює краще, ніж буквальне копіювання сигналу.

Чому ж не допомагає лінійка? Грегорі розводив знання, яким користується зір, і знання, яке ми здатні висловити словами. Перше вбудоване в автоматичну обробку, друге живе в міркуваннях, і переписати одне іншим не вдається. У філософії сприйняття цю незалежність називають когнітивною непроникністю. Розгадка змінює те, що ви думаєте про картинку. Те, що ви бачите, лишається колишнім.

Ілюзія, галюцинація чи парейдолія: де межа

Межу проводять за подразником. В ілюзії він є, просто сприймається викривлено: справжня тінь у темному коридорі на мить здається людською постаттю. Поруч стоять явища, які в розмовах змішують з ілюзіями, хоча механізм у них інший:

• галюцинації — сприйняття без подразника: людина чує голос або бачить постать, якої поруч немає;
• парейдолія — обличчя в розетці, хмарі чи плямі на стіні, тобто знайомий образ у випадковому візерунку;
• апофенія — схильність знаходити зв'язки там, де діє випадок; це вже про мислення, а не про органи чуття;
• ілюзія контролю — віра, що ми впливаємо на події, які від нас не залежать; попри назву, це когнітивне упередження.

Класичні ілюзії з підручника бачать майже всі, і про здоров'я вони нічого не кажуть. Привід для обстеження — нові або часті викривлення форми й розміру предметів у звичайному житті, особливо після травми голови чи інсульту. Почати варто з офтальмолога й невролога.

Буває, що очі в нормі, а предмети й далі здаються дивними, кривими чи незнайомими. Тоді нейропсихолог для дорослих допоможе з'ясувати, яка ланка обробки дає збій — увага, впізнавання чи оцінка простору, — і на що можна спертися в повсякденні.

Інакше варто діяти, коли з'являються звуки чи образи, яких інші не помічають, або відчуття, що світ став чужим і несправжнім. Поодинокий епізод на межі сну чи після безсонної ночі трапляється й у здорових людей, а от повторювані переживання краще не пояснювати собі самотужки.

Почати можна з розмови: онлайн-консультація психолога допоможе розібратися, що відбувається, а за потреби ми можемо направити вас до лікаря-психіатра, з яким співпрацюємо, і допомогти домовитися про прийом.

Види ілюзій сприйняття: класифікація Грегорі

У шкільних презентаціях ілюзії групують за тим, що спотворено: розмір, колір, рух. Грегорі запропонував схему з двома осями, і огляди відтворюють її досі. Першу вісь він побудував за аналогією з типовими помилками мови, тож ілюзії бувають неоднозначностями, викривленнями, парадоксами й вигадками.

Неоднозначна фігура має два рівноправні прочитання, і мозок перемикається між ними. Ваза Рубіна стає двома профілями, куб Неккера «перевертається», і навіть тінь, яка мала б підказати правильну версію, цього перемикання не зупиняє. Викривлення змінює розмір, нахил чи довжину, як в ілюзії «стіни кафе», де паралельні лінії здаються похилими. Парадокс показує фігуру, якої не може бути: кожен кут трикутника Пенроуза правдоподібний, а разом вони неможливі. Вигадка додає те, чого на папері немає, і в квадраті Каніжі ми бачимо чіткі краї, яких ніхто не малював.

Друга вісь — причина. Фізичні ілюзії народжуються ще до ока: світло заломлюється, і ложка в склянці води «ламається», над розпеченим асфальтом тремтить міраж, у небі висить веселка, до якої не дійдеш. Фізіологічні виникають у самих каналах обробки, як післяобраз після яскравого спалаху. Когнітивні Грегорі ділив ще на дві групи. Одні тримаються на загальних правилах, наприклад перспективи, і сюди належать ілюзії Понцо й Мюллера-Лаєра. Інші спираються на знання про конкретні предмети: так працюють порожниста маска й ілюзія «розмір — вага».

Сам автор називав свою схему попередньою, і вона не єдина. Стенлі Корен із колегами в 1976 році виділяли п'ять класів зорових ілюзій, Жан Піаже ділив їх на ті, що з віком слабшають, і ті, що посилюються. Нотрдам і співавтори визнають, що стимули, які звуть ілюзіями, надто різні, тож спільний критерій знайти важко. Звідси практичний висновок: ілюзії не варто вважати одним явищем з одним механізмом.

Ілюзія Мюллера-Лаєра: чому однакові лінії здаються різними

Намалюйте дві однакові лінії. Одну завершіть «вилками», розкритими назовні (>—<), другу — «стрілками» (<—>). Перша здається помітно довшою. Ефект описав німецький дослідник Франц Карл Мюллер-Лаєр у 1889 році в статті з промовистою назвою «Optische Urteilstäuschungen», тобто «оптичні помилки судження». Прізвище часто пишуть і як Мюллер-Лайєр. Кетрін Хау й Дейл Пурвс (2005) назвали цю фігуру найвідомішою і найсуперечливішою з класичних геометричних ілюзій, і пояснень у неї щонайменше три.

Перше запропонував Грегорі в 1963 році. Лінія з «вилками» нагадує внутрішній кут кімнати, що відходить углиб, а лінія зі «стрілками» — зовнішній ріг будинку, що виступає до глядача. Мозок звик «підтягувати» розмір далеких предметів, щоб світ не зменшувався з кожним кроком. На пласкому папері це правило константності спрацьовує недоречно, і «далека» лінія видається довшою. Статтю в Nature Грегорі так і назвав: спотворення простору як недоречне масштабування константності.

Друге пояснення статистичне. Хау й Пурвс узяли базу тривимірних знімків природних сцен, де для кожної точки виміряно відстань, і порахували, які реальні предмети найчастіше дають на сітківці таку саму картинку. Розподіли ймовірностей передбачили і саму ілюзію, і її основні варіанти. Мозок, за цією версією, оцінює не довжину відрізка, а найімовірніше джерело такого зображення, і ця стратегія склалася в еволюції.

Третє пояснення культурне. Маршалл Сегалл, Дональд Кемпбелл і Мелвілл Херсковіц у 1966 році припустили, що люди з «прямокутного» світу, повного будинків, меблів і прямих кутів, частіше читають кути на малюнку як тривимірні й тому сильніше піддаються ілюзії. Схильність до неї справді різниться між людьми з різних культур і середовищ.

Найсильніший аргумент проти того, що бачити ілюзію треба «навчитися», дав індійський проєкт «Пракаш». Тапан Ганді, Паван Сінха та колеги обстежили дев'ятьох дітей 8–16 років, які від народження майже не бачили через щільну двобічну катаракту: до операції вони розрізняли хіба рух руки біля обличчя. Упродовж 48 годин після першої операції, з одним прооперованим оком, діти вже бачили ілюзії Понцо й Мюллера-Лаєра так само, як зрячі ровесники.

Загальноприйнятої відповіді немає, точний механізм досі обговорюють. Статистичну версію дані про прозрілих дітей не спростовують: її автори описують стратегію, що склалася в еволюції, а не за роки особистого досвіду. Культурна добре пояснює різницю між групами, проте не саму схильність.

Чи всі бачать ілюзії однаково: культура, досвід, вік

Ні, і різниця буває разючою. У 2015 році мережу розділила фотографія сукні: одні бачили її біло-золотою, інші синьо-чорною. Роза Лафер-Соуза з колегами опитали 1401 людину, не пропонуючи готових варіантів відповіді. Синьо-чорною сукню назвали 57 %, біло-золотою 30 %, синьо-коричневою 11 %. Жінки й старші учасники частіше бачили біло-золоту, а 45 % тих, хто вже натрапляв на це фото, казали, що їхнє сприйняття хоч раз перемикалося. Автори пояснюють розкол різними неявними припущеннями про освітлення: хто «підставляє» холодне денне світло, бачить білий і золотий, хто тепле штучне — синій і чорний.

Відмінності між людьми стійкі, але стосуються кожної ілюзії окремо. Алін Кретену з колегами (2020) вимірювали ілюзії Мюллера-Лаєра й Понцо в 76 людей від 6 до 66 років. Схильність кожного до однієї ілюзії трималася стабільно в різних контекстах, а от між двома ілюзіями зв'язок виявився слабким. Хто сильно «ведеться» на Мюллера-Лаєра, той не обов'язково так само реагує на Понцо, тож єдиної риси «піддатливість ілюзіям» не видно. З віком ефект у середньому трохи слабшав. Ще наприкінці XIX століття Альфред Біне помітив, що старші діти піддаються Мюллеру-Лаєру менше за молодших, а Дресслар виявив, що ілюзію ваги дорослі відчувають сильніше за дітей.

Тварини теж бачать ілюзії. У Лейпцизькому зоопарку гуанако, ламам, вівцям і козам (17 тварин) пропонували два однакові шматки їжі: один між «вилками», другий між «стрілками». Група стабільно обирала той, що здавався довшим, а 11 тварин із 17 робили це статистично значуще. Ту саму ілюзію раніше знаходили в макак-резусів, капуцинів і коней, а дельфін піддавався схожій ілюзії розміру Еббінгауза. Схоже, ілюзія Мюллера-Лаєра — давня властивість зору хребетних, а не винахід міської культури.

Окрема тема — шизофренія. За оглядом Нотрдама з колегами, схильність до частини ілюзій при ній змінена, найчастіше знижена, хоча питання ще дискусійне. Порожнисту маску люди з шизофренією частіше бачать такою, якою вона є, увігнутою. Зниження знаходили і в тих, хто ще не отримував медикаментозного лікування, і на ранній, продромальній стадії, тоді як люди з біполярним розладом чи депресією піддавалися ілюзії так само, як здорові учасники. Автори пояснюють це тим, що свіжий сигнал від органів чуття переважує очікування.

Ці дані — середні відмінності між групами в лабораторії. Те, чи бачите ви ілюзію з інтернету, нічого не каже ні про психічне здоров'я, ні про розум.

Ілюзії не лише зорові: слух, дотик, власне тіло

Зір просто найзручніше досліджувати: картинку легко надрукувати й виміряти. Ті самі закономірності діють і в інших каналах, а найцікавіше відбувається там, де канали сходяться.

Канал	Ілюзія	Що відбувається	Що вона показує
Зір	Мюллера-Лаєра, Понцо	Однакові відрізки здаються різними через «вилки» чи лінії, що сходяться	Мозок враховує глибину навіть на пласкому малюнку
Зір	Еббінгауза	Те саме коло серед великих кіл здається меншим, серед малих — більшим	Розмір оцінюється відносно сусідів
Слух і зір	Ефект Мак-Гурка	Звук «ба» разом із губами, що вимовляють «га», чується як «да»	Мовлення ми частково «чуємо очима»
Тіло	Гумова рука	Синхронне погладжування схованої власної руки й гумової перед очима	Відчуття «це моя рука» збирається з кількох каналів
Вага	«Розмір — вага»	Із двох однаково важких предметів менший здається важчим	Очікування від розміру налаштовують оцінку ваги

Гаррі Мак-Гурк і Джон Макдональд описали свій ефект у 1976 році. На відео жінка вимовляла «га», а звукову доріжку замінили на «ба». Дорослі глядачі чули третій склад, «да», якого не було ні у звуці, ні в русі губ.

Гумову руку Метью Ботвінік і Джонатан Коен показали в 1998 році. Справжню руку людини ховають за ширмою, перед нею кладуть гумову, і обидві синхронно гладять пензликами. Невдовзі дотик відчувається там, де його видно, тобто на гумовій руці. Назва статті в Nature говорить сама за себе: гумові руки «відчувають» дотик, який бачать очі.

Ілюзію «розмір — вага» вивчають з 1891 року, від праці Шарпантьє. Вона дуже стійка: з'являється і тоді, коли розмір предмета людина лише бачить, і тоді, коли піднімає його через шнур і блок. Зворотного ефекту немає: Єрун Смітс із колегами (2022) давали піднімати в повній темряві світні кульки, і на 20 % важча кулька не здавалася більшою. Віддалена ж на 20 % здавалася на 15 % меншою. Механізм цієї ілюзії, роблять висновок автори, специфічний саме для оцінки ваги.

Міфи і факти про ілюзії сприйняття

Насправді	Поширений міф
Знання розгадки не вимикає ілюзію: лінії Мюллера-Лаєра здаються різними й після вимірювання	Досить зрозуміти секрет, і ілюзія зникне
Схильність до однієї ілюзії майже не пов'язана зі схильністю до іншої, тож картинка не вимірює ні інтелект, ні характер	Тест з оптичними ілюзіями покаже IQ або тип особистості
Макаки, капуцини, коні, кози й вівці піддаються ілюзії Мюллера-Лаєра	Тварини ілюзій не бачать
В ілюзії подразник реальний, у галюцинації його немає	Ілюзія і галюцинація — одне й те саме
Діти, які вперше прозріли після операції, бачать ілюзію Мюллера-Лаєра одразу	Ілюзії бачать лише ті, хто виріс серед будинків і прямих кутів
Розкол щодо «сукні» пояснюють різними припущеннями мозку про освітлення	Хто бачить «сукню» інакше, має проблеми із зором

Джерела

• 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 · Повний 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 · Повний 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. та ін. 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 · Повний 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 · Репозиторій VU Amsterdam