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)
Porque é que vemos ilusões? Vou falar-vos um pouco da minha investigação, em que apresentei provas de uma hipótese diferente daquela que pode estar no livro que têm em casa. Vejamos aqui uma das ilusões. Esta representa muitos tipos de ilusões que são explicadas por esta hipótese. Vamos só ver esta em concreto. Como é habitual nestas coisas, estas duas linhas são paralelas, mas parecem-nos curvar-se para fora, no centro. O centro onde estão estas linhas radiais é mais largo no nosso campo de visão do que as partes superior e inferior. E isto é extraordinário porque é um estímulo extraordinariamente simples. São só umas linhas retas. Porque é que um dos objetos mais complicados do universo não consegue processar esta imagem extremamente simples? Quando queremos responder a questões como esta, temos de perguntar: “O que é que isto pode significar para o nosso cérebro?” O que o cérebro vai pensar é que não são umas linhas numa página. O cérebro evoluiu para lidar com o tipo de estímulos naturais que encontra na vida real. Onde é que o cérebro encontra estímulos como este? Bem, soa um pouco estranho mas, por acaso, encontramos este estímulo o dia inteiro. Para onde quer que nos movamos, particularmente para a frente. Quando andamos em frente temos um fluxo ótico que flui para fora do nosso campo de visão como quando a Enterprise entra em propulsão. Todos estes objetos fluem para fora e deixam um rasto, umas linhas desfocadas, na nossa retina. Ativam mini neurónios todos em fila. Isto é a versão do que acontece na vida real e isto é outra versão do que acontece na vida real a toda a hora. De facto, os cartunistas sabem disto. Põem estas linhas desfocadas nos desenhos — para o nosso cérebro significa movimento. Não é que na vida real vejamos linhas desfocadas, mas é o estímulo na parte de trás do olho que tem esta mancha ótica e que diz ao cérebro que estamos em movimento. Quando andamos em frente, os olhos fixam-se como câmaras, como câmaras instantâneas. Foca-se, foca-se, como disparos fotográficos, e sempre que se foca quando andamos em frente, tudo isto flui para fora. Quando fixamos alguma coisa, ficamos com esta mancha ótica estranha que nos diz a direção para onde nos movemos. Isto é metade da história. É o que este estímulo significa, Significa que o cérebro pensa, quando olha para a primeira imagem, que nos estamos a dirigir para o centro. Mas isto não explica porque é que percecionamos estas linhas retas como convexas. Para perceber o resto da história, temos de perceber que o nosso cérebro é lento. Gostaríamos que, quando a luz atinge os olhos, tivéssemos uma perceção imediata de como é o mundo. Mas não funciona assim. Demora cerca de um décimo de segundo para a perceção ser criada. E um décimo de segundo não parece muito mas é muito tempo em comportamentos normais. Se nos movermos a apenas um metro por segundo, o que é muito lento, num décimo de segundo movemo-nos 10 centímetros. Se não corrigirmos esse atraso, tudo o que percecionarmos estar a 10 centímetros de nós, quando percecionarmos, já esbarrou contra nós ou passou-nos. E claro que isto será muito pior... (Risos) Será muito pior numa situação como esta. A perceção está atrasada. O que queremos é que a nossa perceção se pareça com isto. Queremos que as nossas perceções num determinado tempo T estejam no mundo nesse tempo T. Mas a única forma de o nosso cérebro conseguir isto, em vez de gerar uma perceção sobre como o mundo era quando a luz atingiu a retina, tem de fazer algo mais elaborado. Não pode responder passivamente e criar o melhor palpite, tem de criar o melhor palpite sobre o momento seguinte. Como será o mundo daqui a um décimo de segundo? Criar uma perceção disso porque quando a nossa perceção do futuro próximo ocorrer no cérebro, o futuro próximo terá chegado e teremos uma perceção do presente, que é o que queremos. Na minha investigação, apresentei muitas provas, e outras áreas de investigação apresentaram provas, de que o cérebro está cheio de mecanismos que tentam compensar a sua lentidão. E demonstrei que muitas ilusões são explicadas por isto, este é só um exemplo. Mas deixem-me terminar dizendo como é que isto explica este exemplo concreto. Então, a pergunta que temos de fazer é: como é que estas duas linhas verticais naquele primeiro exemplo, como é que mudam no momento seguinte? Estaria a mover-me para o centro? Todas aquelas linhas óticas sugerem que me estou a mover. O que lhes acontece? Bem, vamos imaginar. Imaginemos que temos uma porta. Temos uma porta. Vamos imaginar a entrada de uma catedral para sermos mais concretos — vai ser útil. Quando estamos muito longe, os lados são perfeitamente paralelos. Mas imaginem o que acontece quando nos aproximamos. Flui tudo para fora no nosso campo de visão. Mas quando estamos muito perto, imaginem os lados da porta aqui e aqui, mas se olharmos para cima e mexermos assim os dedos, os lados da porta vão para cima como linhas de comboio no céu. O que começou como duas linhas paralelas, de facto ficam convexas ao nível dos olhos e já não são tão convexas em cima. No momento seguinte, temos uma forma mais parecida com a da próxima imagem. A geometria projetiva, isto é, a forma como as coisas projetam, de facto muda assim no momento seguinte. Quando temos um estímulo como este, o cérebro não tem problema, há só duas linhas verticais e nada indica que haja uma mudança no momento seguinte, então processa como está. Mas se acrescentarmos pistas, e este é só um dos muitos tipos de pistas que pode levar a este tipo de ilusões, esta mancha ótica muito forte, então vamos percecionar exatamente como vai surgir no momento seguinte. Todas as nossas perceções tentam sempre ser sobre o presente, mas temos de percecionar o futuro para, de facto, percecionarmos o presente. E estas ilusões são perceções falhadas do futuro, porque são só imagens estáticas no papel, não mudam como na vida real. E deixem-me terminar mostrando uma ilusão. Se conseguir, mostro rapidamente duas. Esta é engraçada. Se nos fixarmos no centro, e movermos a cabeça, aproximarmo-nos assim. Façam todos isto. Movimentos curtos. Como desfoquei nestas linhas de fluxo ótico, o cérebro diz: “Já se devem estar a mexer, por isso é que estão desfocadas.” Quando fazemos isto, devem sair do nosso campo de visão mais depressa. Não deviam estar a mover-se tanto. E a última que vos deixo é esta. Aqui estão as pistas de movimento, o tipo de pistas que temos na retina quando as coisas se estão a mexer. Não têm de fazer nada, olhem só para isto e levantem a mão se as coisas se estão a mexer quando não deviam. Estranho, não é? Mas o que temos são pistas de que, do ponto de vista do cérebro, temos o estímulos nos olhos de que isto se está a mexer. Tenham a perceção do que acontece no momento seguinte: devem mover-se e deviam ter mudado. Muito obrigado. (Aplausos)