Why do we see illusions? - Mark Changizi

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

翻訳: hiroko fujikawa 校正: Akiko Hicks

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 for a different kind of hypothesis

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

than the one that might be in 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

これを例に詳しく見てみましょう

I'm just going to walk through it for this particular one.

As usual in these things,

よくある様に

２本の線は平行線のはずですが

these two lines are, in fact, parallel,

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 than the parts above and below.

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

And this is remarkable,

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

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?

be unable to render this incredibly simple image?

このような疑問を明らかにするには

When you want to answer questions like this,

you need to ask,

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？」

well, what might this mean to your brain?

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 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

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 bit odd, but in fact,

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

you've been encountering this stimulus all day long.

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

視野の外側に流れていくものです

flowing outwards in your visual field,

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

人間の網膜に軌跡やぼけた動線を残します

and they leave trails, or blur lines, on your retina.

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

脳は「動き」として認識します

and it means to your brain: motion.

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 snapshot cameras,

スナップショットカメラの様にです

it fixates, it fixates, little (Snapshot sound) camera shots,

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

and each time it fixates when you're moving forward,

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

you get all this flowing outwards.

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

つまり頭脳が

It means that your brain thinks,

when it's looking at the first image,

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

that you're actually on your way, moving towards the center.

進んでいると思うわけです

It still doesn't explain

でも二本の真っ直ぐな線が

why you should perceive 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

光が眼に届いた瞬間に

What you would like is that when light hits your eye,

then -- ping! -- immediately you have a perception

ピピ！っと

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

そう上手くはいきません

But it doesn't work that way.

It takes about a tenth of a second for your perception to be created.

頭脳の認識が生まれるのに

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

普通の動作では長時間です

but it's a long time in normal behaviors.

If you're moving just at one meter per second, which is fairly slow,

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

then in a tenth of second, you've moved 10 centimeters.

So if you didn't correct for this delay,

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

then anything that you perceived to be within 10 centimeters of you,

10センチ以内のものを感知しても

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

(Laughter)

例えばこのような時

it's going to be much worse 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 your brain can do that, is that it has to,

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

instead of generating a perception of the way 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

最適な予測をつくりだす必要があります

it has to create a best guess about the next moment.

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 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

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

現在の認識として使えるわけです

which is what you want.

In my research,

私の研究の結果や

I provided a lot of evidence -- and there's other research areas

他の分野の研究からも

that have provided evidence --

頭脳には鈍感さを補うための

that the brain is filled with mechanisms

メカニズムが沢山あることが分かっています

that try to compensate for its slowness.

この理論を使って様々な錯覚が説明できるわけです

And I've shown that huge swaths of illusions are explained by this,

this just being one example.

これは単にその一例です

But let me finish by saying,

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

how exactly does this explain this particular example?

So, the question, really, we have to ask

ここで考えなければいけないのは

is: 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 imagine.

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

Imagine you've got a doorway.

ここにドアがあります

You've got a doorway.

Imagine it's a cathedral doorway, 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

わかりやすい様に大聖堂のドアにしましょう

it'll be helpful in a second.

あとでわかります

ドアから遠く離れているとき

When you're very far away from it,

the sides are perfectly parallel.

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

But now imagine what happens when you get closer.

It all flows outwards in your visual field,

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

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

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

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,

ドアの上を見上げ

両手をこのようにすると

the sides of the doorway 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

射影幾何学の話になります

The projective geometry -- that is, 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, well, your brain has no problem,

このような刺激に対しては

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 no cues that there'll be a change in the next moment,

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

so just render it as it is.

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

頭に浮かぶのは

then you're going to perceive instead

次の瞬間に見えるであろうイメージなのです

exactly how it will appear in the next moment.

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 to, in fact, perceive the present.

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

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're just static images on the 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

では最後にもう１つ 錯覚をお見せします

And let me just end by showing one illusion here.

If I can, 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

頭脳は｢多分 既に動いているんだ

your brain says, "They're probably already moving,

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 in your visual field

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

faster than they should.

そんな早く動くわけないのです

They shouldn't be moving that much.

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

これは移動物体の情報です

Here are the cues of motion,

物体が動いているとき網膜上で受ける

the kinds of cues that you get on your retina when things are moving.

感覚です

You don't have to do anything -- just look at it.

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

Raise your hand 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 that, from your brain's point of view,

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

you have the stimulus on your eyes, like, "Oh, these things are moving."

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

Render a perception of what they'll do in the next moment --

次の瞬間には動き

they should be moving and they should have shifted.

移動していると思うわけです

ありがとうございました

Alright, thank you very much.

(Applause)