Why do we see illusions? I'm going to tell you about some of my research, where I provided evidence for a different kind of hypothesis than the one that might be in the book on your coffee stand. Alright, so let's look at one of the illusions here. And this is a stand-in for many, many kinds of illusions that are explained by this hypothesis. I'm just going to walk through it for this particular one. As usual in these things, these two lines are, in fact, parallel, but you perceive them to bow outwards at their centers. At the center where those radial lines are, it's wider in your visual field than the parts above and below. And this is remarkable, because it's a remarkably simple stimulus. It's just a bunch of straight lines. Why should one of the most complicated objects in the universe be unable to render this incredibly simple image? When you want to answer questions like this, you need to ask, well, what might this mean to your brain? And what your brain is going to think this is, is not some lines on a page. Your brain has evolved to handle the kinds of natural stimuli that it encounters in real life. So when does the brain encounter stimuli like this? Well, it seems a bit odd, but in fact, you've been encountering this stimulus all day long. Whenever you move, whenever you move forward, in particular. When you move forward, you get optic flow, flowing outwards in your visual field, like when the Enterprise goes into warp. All of these objects flow outwards and they leave trails, or blur lines, on your retina. They're activating mini-neurons all in a row. So, this is a version of what happens in real life and this another version of what happens in real life all the time. In fact, cartoonists know about this. They put these blur lines in their cartoons and it means to your brain: motion. Now, it's not that in real life you see blur lines. The point is that it's the stimulus at the back of your eye that has these optic blurs in them, and that's what tells your brain that you're moving. When you move forward, your eyes fixate like cameras, like snapshot cameras, it fixates, it fixates, little (Snapshot sound) camera shots, and each time it fixates when you're moving forward, you get all this flowing outwards. So when you take a fixation, you end up with this weird optic blur stuff, and it tells you the direction you're moving. Alright, that's half the story. That's what this stimulus means. It means that your brain thinks, when it's looking at the first image, that you're actually on your way, moving towards the center. It still doesn't explain why you should perceive these straight lines as bowed outwards. To understand the rest of the story, you have to understand that our brains are slow. What you would like is that when light hits your eye, then -- ping! -- immediately you have a perception of what the world is like. But it doesn't work that way. It takes about a tenth of a second for your perception to be created. And a tenth of a second doesn't sound very long, but it's a long time in normal behaviors. If you're moving just at one meter per second, which is fairly slow, then in a tenth of second, you've moved 10 centimeters. So if you didn't correct for this delay, then anything that you perceived to be within 10 centimeters of you, by the time you perceived it, you would have bumped into it or just passed it. And of course, this is going to be much worse -- (Laughter) it's going to be much worse in a situation like this. Your perception is behind. What you want is that your perception should look like this. You want your perceptions at any time T to be of the world at time T. But the only way your brain can do that, is that it has to, instead of generating a perception of the way the world was when light hit your retina, it has to do something fancier. It can't passively respond and create a best guess, it has to create a best guess about the next moment. What will the world look like in a tenth of a second? Build a perception of that, because by the time your perception of the near future occurs in your brain, the near future will have arrived and you'll have a perception of the present, which is what you want. In my research, I provided a lot of evidence -- and there's other research areas that have provided evidence -- that the brain is filled with mechanisms that try to compensate for its slowness. And I've shown that huge swaths of illusions are explained by this, this just being one example. But let me finish by saying, how exactly does this explain this particular example? So, the question, really, we have to ask is: how do those two vertical lines in that first stimulus, how do they change in the next moment were I moving towards the center, that all those optical lines are suggesting that I'm moving. What happens to them? Well, let's imagine. Imagine you've got a doorway. You've got a doorway. Imagine it's a cathedral doorway, to make it more concrete -- it'll be helpful in a second. When you're very far away from it, the sides are perfectly parallel. But now imagine what happens when you get closer. It all flows outwards in your visual field, flowing outwards. But when you're really close -- imagine the sides of the doorway are here and here, but if you look up at this cathedral doorway and do your fingers like this, the sides of the doorway are going up, like railroad tracks in the sky. What started off as two parallel lines, in fact, bows outwards at eye level, and doesn't go outwards nearly as much above. So in the next moment, you have a shape that's more like this next picture. The projective geometry -- that is, the way the things project, in fact, change in this way in the next moment. So when you have a stimulus like this, well, your brain has no problem, there's just two vertical lines and no cues that there'll be a change in the next moment, so just render it as it is. But if you add cues -- and this is just one of many kinds of cues that can lead to these kinds of illusions, this very strong optic blur cue -- then you're going to perceive instead exactly how it will appear in the next moment. All of our perceptions are always trying to be about the present, but you have to perceive the future to, in fact, perceive the present. And these illusions are failed perceptions of the future, because they're just static images on the page, they're not changing like in real life. And let me just end by showing one illusion here. If I can, I'll quickly show two. This one's fun. If you just fixate at the middle there, and make stabbing motions with your head, looming towards it like this. Everybody do that. Make short, stabbing motions. Because I've added blur to these optic flow lines, your brain says, "They're probably already moving, that's why they're blurry." When you do it, they should be bursting out in your visual field faster than they should. They shouldn't be moving that much. And a final one I'll just leave in the background is this. Here are the cues of motion, the kinds of cues that you get on your retina when things are moving. You don't have to do anything -- just look at it. Raise your hand if things are moving when they shouldn't be. It's weird, right? But what you have now are the cues that, from your brain's point of view, you have the stimulus on your eyes, like, "Oh, these things are moving." Render a perception of what they'll do in the next moment -- they should be moving and they should have shifted. Alright, thank you very much. (Applause)
目の錯覚はなぜ起きるのでしょう? 今日ここでお話しするのは私の研究の一部で それは私が証明した 錯視の仕組みに関する新しい理論で 一般の本に書かれているものとは 違う考え方です では ここにある錯視の例を見てみましょう これは この理論で説明できる 様々な錯視の一例です これを例に詳しく見てみましょう よくある様に 2本の線は平行線のはずですが 真ん中は外側に広がっているように見えます 放射状の線が集まる中心部では 上下に比べ広がって見えます 上下に比べ広がって見えます 驚くのは この視覚刺激が実に単純だということです 単なる直線の集まりなのに 世の中で最も複雑だとも言える器官を使って この単純なイメージを解釈できないのはなぜでしょうか? このような疑問を明らかにするには 次の問いが必要です 「これは脳にとって何を意味しているのか?」 このイメージは 脳にとっては 単なる紙に描かれたランダムな線ではありません 人間の脳は身の回りに存在する刺激を処理するために 人間の脳は身の回りに存在する刺激を処理するために 進化してきました では 脳は どんな時にこの様な刺激を受けるのでしょう? 意外にも 実は我々は一日中この刺激を受けているのです 動く時 前方に動く場合は特にです 前方に動くと 私たちは視覚的な流れを感知します 視野の外側に流れていくものです 宇宙船エンタープライズ号がワープに入ったようになります 全ての物体は外に流れていき 人間の網膜に軌跡やぼけた動線を残します それによって一連の微小な神経細胞が活性化されます つまりこれが実生活で起こっている事で これは実世界で常に起こることの別の見方です 実際 漫画家もこれを理解しています 彼らが漫画に「動線」を使うと 脳は「動き」として認識します 現実に このような動線が見えるわけではありません 眼球の後ろ側で感ずる刺激に このブレが生じるわけです これが脳には動きとして伝わります 前に動くとき眼はカメラのように焦点を合わせていきます スナップショットカメラの様にです 焦点を合わせて ピントを合わせて 何枚もの写真を撮ります 前進している場合は焦点を合わせるごとに 前進している場合は焦点を合わせるごとに 全てのものが外側に流れていくのです ピントを合わせても このような 変な視覚的ブレが生じ これで動く方向がわかります さて ここで半分話は終わりました これが この刺激の役割です つまり頭脳が 最初のイメージを見たとき あなたが実際 中心部に向かって 進んでいると思うわけです でも二本の真っ直ぐな線が 外側に広がって見える説明にはなりません 残りの話を理解するには 私たちの頭脳の「鈍感さ」を理解しなければなりません 光が眼に届いた瞬間に ピピ!っと 即座に何を見ているのか 理解できるに越したことはありませんが そう上手くはいきません 頭脳の認識が生まれるのに 約10分の1秒かかるのです 10分の1秒は長いように聞こえませんが 普通の動作では長時間です 毎秒1メートルで動いていたら これはかなり遅いですが 10分の1秒では10センチも動いたことになります この遅れをカバーしないと 10センチ以内のものを感知しても 10センチ以内のものを感知しても それを認識できる頃には それにぶつ かった後 又は通り越した後になります もちろん事態は深刻になりかねます 例えばこのような時 例えばこのような時 認識が遅すぎるわけです 認知はこのようであって欲しいですよね ある時間”t”に起こった出来事は その時間 ”t” において認識出来れば良いのですが 頭脳がその様に受信できる唯一の方法は 光が網膜に当たったとき見たとおりに世界を認識するかわりに 光が網膜に当たったとき見たとおりに世界を認識するかわりに 光が網膜に当たったとき見たとおりに世界を認識するかわりに ちょとしたワザが必要です 待っていても 次の瞬間に何が起こるかわからないので 最適な予測をつくりだす必要があります 10分の1秒後に何が起こるか予測し その認知を組み立てます その予測が頭の中に出来上がる頃には その予測が頭の中に出来上がる頃には 丁度その未来になっていて 現在の認識として使えるわけです 現在の認識として使えるわけです 私の研究の結果や 他の分野の研究からも 頭脳には鈍感さを補うための メカニズムが沢山あることが分かっています この理論を使って様々な錯覚が説明できるわけです これは単にその一例です 最後に この理論を使って この例を 実際 どう説明できるかお見せします ここで考えなければいけないのは 最初に見た二本の平行な線が 次の瞬間にどう変化するかということです 背景のラインが示唆するように中心に向かって進んでいたら 背景のラインが示唆するように中心に向かって進んでいたら 何が起きるでしょう? では 想像してみてください ドアがあるのを想像してください ここにドアがあります わかりやすい様に大聖堂のドアにしましょう わかりやすい様に大聖堂のドアにしましょう あとでわかります ドアから遠く離れているとき 両側は完全に平行しています でも近づくと どうなるでしょうか 両縁は視野の外側に動いていき 両縁は視野の外側に動いていき どんどん外に流れていき ドアの目の前まで来ると ドアの両サイドがこことここにあるのを想像してください ドアの上を見上げ 両手をこのようにすると ドアの両サイドは線路が空に 伸びていっているように見えます 最初は2つの平行線だったのが 目の高さでは外に膨らみ 上の方ではそれほど広がっていません さらに近づくと この絵にあるような形になります 射影幾何学の話になります 物体の投影像が 次の瞬間には こんな風に変わる場合があるのです このような刺激に対しては 頭脳は何の問題もなく 2つの平行線を受け入れます 次の瞬間に変化するという ヒントがないので そのまま情報が処理されます でも変化のヒントになるものがあると 他にもいろいろありますが このような錯覚が起こります とても強いブレのヒントが起こり 頭に浮かぶのは 次の瞬間に見えるであろうイメージなのです 全ての認知は現在を把握しようとするのですが 現在を認知するには実は 未来を認知しなければならないのです つまりこれらの錯視は未来の誤認なのです 単なる紙の上の動かないイメージで 実物の様に変化はしないからです では最後にもう1つ 錯覚をお見せします できれば2つお見せします この図は面白いです 真ん中に焦点を合わせ 頭を壁にぶつける様に振ってください このように前方に向かってね やってみてください 動きを早くしましょう ブレを視覚に加えたので 頭脳は「多分 既に動いているんだ だからぼやけているんだ」と考えます 頭を振ると実際より早く こちらに向かって来るはずです そんな早く動くわけないのです 最後に この例で終わりにしたいと思います これは移動物体の情報です 物体が動いているとき網膜上で受ける 感覚です ここでは何もする必要はありません ただ見てください これは動いていないのに 動いているように見える人は手を挙げてください おかしいですね? でもヒントがあるので 頭脳にしてみれば 眼に映った刺激から 眼に映った刺激から 「ああ これらは動いている」 「次に来るイメージを作れ」となるわけです 次の瞬間には動き 移動していると思うわけです ありがとうございました