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