Why do we see illusions? - Mark Changizi

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

번역: Sophia BAE 검토: Sunphil Ga

Why do we see illusions?

착시 현상은 왜 생기는 걸까요?

I'm going to tell you about some of my research,

지금부터 제 연구에 대해 말씀드리겠습니다.

where I provided evidence for a different kind of hypothesis

제 연구에서는 여러분이 커피 테이블 위에 있는 책에서

읽은 가설과는

than the one that might be in the book

다른 종류의 가설에 관한

on your coffee stand.

증거를 제시했습니다.

Alright, so let's look at one of the illusions here.

그럼, 착시 현상 하나를 보시겠습니다.

And this is a stand-in for many, many kinds of illusions

제 가설로 설명되는 수많은 착시 현상 중

that are explained by this hypothesis.

대표라고 할 수 있죠.

이 특정한 그림을 통해 설명하도록 하겠습니다.

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

As usual in these things,

흔히 그렇듯이 이런 그림에서

이 두 개의 선은 사실 평행입니다만

these two lines are, in fact, parallel,

but you perceive them to bow outwards at their centers.

중심에서부터 선이 밖으로 휘어져 있는 것으로 보이실 겁니다.

At the center where those radial lines are,

방사상 모양 선들이 있는 중간 부분이

it's wider in your visual field than the parts above and below.

위-아래 부분보다

여러분의 시야에서 더욱 커 보입니다.

이것은 아주 놀라운 현상입니다.

And this is remarkable,

because it's a remarkably simple stimulus.

아주 간단한 자극으로 일어나는 현상이기 때문입니다.

It's just a bunch of straight lines.

단순히 수많은 직선들이거든요.

Why should one of the most complicated objects in the universe

그렇다면, 세상에서 가장 정밀한 물체인 눈이

왜 이렇게 간단한 그림을 처리하지 못하는 걸까요?

be unable to render this incredibly simple image?

이런 질문에 답하려면

When you want to answer questions like this,

you need to ask,

질문을 던져 봐야 합니다.

"그럼, 이 현상이 뇌에서는 어떻게 받아들여질까?"

well, what might this mean to your brain?

And what your brain is going to think this is,

이때 우리의 뇌가 인식하는 것은

is not some lines on a page.

단순히 종이에 그려진 선들이 아닙니다.

Your brain has evolved to handle the kinds of natural stimuli

우리 뇌는 우리가 일상에서 접하는

여러 자연스러운 자극을 처리하도록

that it encounters in real life.

진화해 왔습니다.

So when does the brain encounter stimuli like this?

그렇다면 이런 자극을 뇌는 언제 접할까요?

Well, it seems a bit odd, but in fact,

이상하게 들릴 수도 있겠습니다만,

여러분은 실제로 이러한 자극을 하루 종일 접하고 있습니다.

you've been encountering this stimulus all day long.

Whenever you move,

여러분이 움직일 때,

whenever you move forward, in particular.

특히 앞으로 움직일 때 말이죠.

When you move forward, you get optic flow,

우리가 앞으로 움직이면 광학적 흐름을 느끼는데

개별적인 공간에서 이 흐름은 바깥쪽을 향합니다.

flowing outwards in your visual field,

like when the Enterprise goes into warp.

'스타 트랙'에 나오는 엔터프라이즈 호가 워프로 들어갈 때처럼 말이죠.

All of these objects flow outwards

이 모든 물체들은 바깥 쪽으로 흐르면서

여러분의 망막에 흐릿한 선으로 된 흔적을 남깁니다.

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

They're activating mini-neurons all in a row.

즉, 작은 신경 세포들을이 체계적으로 정렬하도록 활성화시키는 거죠.

So, this is a version of what happens in real life

자, 그림과 같은 일이 실생활에서 일어납니다.

and this another version of what happens in real life all the time.

마찬가지로 또 다른 형태의 현상도 실생활에서 늘 일어납니다.

In fact, cartoonists know about this.

사실, 만화가들은 이것을 알고 있습니다.

They put these blur lines in their cartoons

그래서 만화에 이런 흐릿한 선들을 그려넣죠.

뇌에서는 이것이 '동작'이라고 인식되는 겁니다.

and it means to your brain: motion.

Now, it's not that in real life you see blur lines.

실제로 흐릿한 선들을 보는 게 아니라,

The point is that it's the stimulus at the back of your eye

눈 뒤쪽에 느껴지는 자극 때문에

that has these optic blurs in them,

이런 흐릿한 형체가 보이는 것이죠.

and that's what tells your brain that you're moving.

우리 뇌는 그렇게 우리가 움직인다는 것을 알려줍니다.

When you move forward, your eyes fixate like cameras,

앞으로 움직일 때 우리 눈은 카메라처럼 고정되어 있습니다.

like snapshot cameras,

마치 스냅 사진 카메라처럼

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

고정됩니다.

카메라 사진처럼

고정되는거죠.

이렇게 고정되었을 때,

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

만약 여러분이 앞으로 움직인다면

바깥 쪽으로의 흐름이 느껴질 것입니다.

you get all this flowing outwards.

So when you take a fixation,

그래서 여러분의 눈이 고정될 때

you end up with this weird optic blur stuff,

이런 이상한 흐릿한 현상을 보게 되고

and it tells you the direction you're moving.

이 현상은 여러분이 움직이는 방향을 알려주는 것입니다.

Alright, that's half the story.

좋아요, 이제 이야기의 절반이 끝났습니다.

That's what this stimulus means.

'자극'이란 것은 다음과 같은 뜻입니다.

처음으로 이미지를 보았을 때

It means that your brain thinks,

when it's looking at the first image,

여러분이 그 상의 가운데로 나아가고 있다고

여러분의 뇌는

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

사고하기 시작합니다.

It still doesn't explain

하지만 왜 평행선이 바깥으로 휘어 보이는지를

why you should perceive these straight lines as bowed outwards.

이것만으로는 설명을 할 수가 없습니다.

To understand the rest of the story,

나머지를 이야기를 이해하려면

you have to understand that our brains are slow.

뇌가 느리게 처리한다는 점을 이해해야 합니다.

예를 들어, 눈에 빛이 들어오면

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

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

'짠!' 하고

인식이 되는 거라고

of what the world is like.

생각하고 싶으시겠죠.

하지만 사실은 그렇지 않습니다.

But it doesn't work that way.

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

뇌에 인식이 되려면

약 1/10초 정도가 걸립니다.

And a tenth of a second doesn't sound very long,

1/10초라는 게 그리 긴 시간같이 느껴지지는 않지만

일상 행동에서는 꽤 긴 시간입니다.

but it's a long time in normal behaviors.

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

만약 여러분이1초에 1미터를 움직이고 있다면

꽤 느린 거지만

1/10초에는 10cm를 이동하는 겁니다.

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

So if you didn't correct for this delay,

이런 시간차를 바로 잡지 않으면

눈에 보이는 모든 것이

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

10cm 정도 차이가 있는 것으로 보이고

by the time you perceived it,

인식이 일어날 때 쯤이면,

you would have bumped into it or just passed it.

물체에 부딪히거나 이미 지나쳤거나 둘 중 하나겠죠.

And of course, this is going to be much worse --

물론, 더 나쁜 경우도 있습니다.

(Laughter)

이런 상황이라면

it's going to be much worse in a situation like this.

정말 좋지 않은 경우일 것입니다.

Your perception is behind.

여러분의 인식이 뒤쳐진다면 말이에요.

What you want is that your perception should look like this.

인식이 이렇게 빨랐으면 좋았겠죠.

You want your perceptions at any time T

"T"라는 시각에 벌어지는 일을

to be of the world at time T.

정확하게 "T"라는 시각에 인식해야 합니다.

But the only way your brain can do that, is that it has to,

뇌가 그렇게 인식하려면

눈에 빛이 들어왔을 때,

instead of generating a perception of the way the world was

있는 그대로 인식을 만들어내는 대신,

when light hit your retina,

있는 그대로 인식을 만들어내는 대신,

it has to do something fancier.

더 정밀한 일을 해야 합니다.

It can't passively respond and create a best guess,

뇌는 그저 수동적으로 최적의 추측을 반응으로 내면 안 되죠.

바로 다음 순간에 대한 최적의 추측을 해야 합니다.

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

What will the world look like in a tenth of a second?

"1/10초 후의 세상은 어떤 모습일까?"에 대한

Build a perception of that,

인식을 해야만 합니다.

because by the time your perception of the near future occurs in your brain,

가까운 미래에 대한 인식이

뇌 속에서 이루어질 때 쯤이면

the near future will have arrived

그 미래에 도달해서

and you'll have a perception of the present,

현재를 인식할 수 있는 거죠.

그렇게 되어야 됩니다.

which is what you want.

In my research,

제 연구에서는 뇌가 느린 속도를 만회할

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

이런 기제로 이루어져 있다는 증거를 여럿 제시했고

that have provided evidence --

다른 분야의 연구들에서도

that the brain is filled with mechanisms

이러한 증거가 제시되었습니다.

that try to compensate for its slowness.

저는 착시 현상의 많은 부분을 이렇게 설명할 수 있다는 것을 보였고

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

this just being one example.

이건 예제 하나에 지나지 않습니다.

But let me finish by saying,

마지막 얘기로 넘어가서,

아까 봤던 그림은 정확히 어떻게 설명해야 할까요?

how exactly does this explain this particular example?

So, the question, really, we have to ask

우리가 정말 던져야 할 질문은

is: how do those two vertical lines in that first stimulus,

처음 자극을 받았을 때의 수평선 두 개가

how do they change in the next moment

우리가 가운데로 시선을 옮길 때

were I moving towards the center,

그 다음 순간 어떻게 변할지,

that all those optical lines are suggesting that I'm moving.

그리고 우리가 움직인다는 것을 알려 주는 흐릿한 선들에

What happens to them?

무슨 일이 생길까? 하는 것입니다.

Well, let's imagine.

상상해 봅시다.

문이 하나 있습니다.

Imagine you've got a doorway.

문이 하나 있는데

You've got a doorway.

Imagine it's a cathedral doorway, to make it more concrete --

대성당 입구라고 칩시다.

그 편이 상상이 잘 되니까요.

it'll be helpful in a second.

그렇게 하면 조금 있다가 도움이 될 겁니다.

문에서 아주 멀리 떨어져 있으면

When you're very far away from it,

the sides are perfectly parallel.

문 양옆 선은 완벽하게 수평입니다.

그런데 문 쪽으로 가까이 다가가면 어떻게 될지 상상해 보세요.

But now imagine what happens when you get closer.

It all flows outwards in your visual field,

아주 가까워지면

시야에서 보이는 흐름이

flowing outwards.

밖으로 나가고

But when you're really close --

아주 가까이 다가가면

문 양옆 선이 여기, 여기에 있다고 칩시다.

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,

그 대성당 문 가까이서 올려다보면서

손가락을 이렇게 하면

the sides of the doorway are going up,

하늘로 올라가는 기찻길처럼

like railroad tracks in the sky.

문 양옆 선이 위로 올라가게 됩니다.

What started off as two parallel lines,

평행선 두 개로 시작해서

in fact, bows outwards at eye level,

눈 높이에서는 약간 바깥으로 굽고

and doesn't go outwards nearly as much above.

그 위는 그다지 많이 굽지 않을 겁니다.

So in the next moment,

다음 순간에는

you have a shape that's more like this next picture.

이 다음 그림과 같이 보일 것입니다.

사실, 사영 기하학으로 설명할 수 있습니다.

The projective geometry -- that is, the way the things project,

물체가 투영되는 방식이 있는데

in fact, change in this way in the next moment.

실은 다음 순간에 이렇게 변하는 겁니다.

So when you have a stimulus like this, well, your brain has no problem,

그래서 이러한 자극을 받아들이게 되면

뇌는 문제 없이 받아들입니다.

there's just two vertical lines

그냥 평행선 두 개일 뿐이죠.

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

다음 순간에 변화가 있을 것이라는

신호가 없습니다.

그래서 있는 그대로 처리하는 거죠.

so just render it as it is.

But if you add cues --

하지만 신호를 추가하게 되면

and this is just one of many kinds of cues

이건 많은 신호중에 하나일 뿐이지만

that can lead to these kinds of illusions,

이러한 착시 현상이 생기는 겁니다.

this very strong optic blur cue --

흐릿한 선의 신호를 강하게 주게 되면

다음 순간에 물체가 어떻게 변할지를

then you're going to perceive instead

대신 인식하는 것입니다.

exactly how it will appear in the next moment.

All of our perceptions are always trying to be about the present,

우리가 갖는 인식은 모두 현재를 가리키려고 하지만

but you have to perceive the future to, in fact, perceive the present.

현재를 인식하기 위해서는 사실

미래를 인식해야 하는 것이죠.

And these illusions are failed perceptions of the future,

이런 착시 현상은 뇌가 다음 순간을 인식하려다 실패한 결과입니다.

because they're just static images on the page,

실생활에서와 같이 움직이지 않는

they're not changing like in real life.

종이에 그려진 그림일 뿐이기 때문이죠.

그럼 착시 현상 하나를 더 보여드리고 끝내겠습니다.

And let me just end by showing one illusion here.

If I can, I'll quickly show two.

시간이 되면 빨리 두 개를 보여드리죠.

This one's fun.

재밌는 예입니다

If you just fixate at the middle there,

가운데에 시선을 고정시키고

and make stabbing motions with your head,

머리를 앞뒤로 움직이면서

looming towards it like this.

이렇게 그림쪽으로 다가가면,

Everybody do that.

해 보세요.

Make short, stabbing motions.

짧게, 앞뒤로요.

Because I've added blur to these optic flow lines,

눈에 보이는 흐릿한 흐름을 표현한 선을 추가했기 때문에

뇌는 "움직이고 있는 거야",

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

that's why they're blurry."

"그래서 흐릿하게 보이는 거겠지" 라고 생각합니다.

When you do it, they should be bursting out in your visual field

머리를 움직이면 정상적인 그림을 보는 것과는 다르게

선들이 시야에서 빠르게 퍼져나갈 겁니다.

faster than they should.

이렇게 많이 움직이는 건 정상이 아니죠

They shouldn't be moving that much.

And a final one I'll just leave in the background is this.

마지막으로 또 다른 예를 보여드리겠습니다.

이 선들은 움직이고 있다는 신호입니다.

Here are the cues of motion,

물체가 움직일 때

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

망막에 전해지는 신호와 비슷하죠.

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

가만히 보셔도 됩니다.

그냥 보세요.

실제로 움직이지도 않는데

Raise your hand if things are moving when they shouldn't be.

선들이 움직이는 걸로 보이는 분은 손을 들어 보세요.

It's weird, right?

이상하죠?

But what you have now are the cues that, from your brain's point of view,

뇌와 눈의 입장에서 보면

이것들은 신호입니다.

여러분들의 입장에서,

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

자극을 받는 눈의 입장에서는

"선들이 움직이고 있네" 라고 여기게 되는 겁니다.

그리고는 다음 순간을 인식할 준비를하는 거죠.

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

다음 순간에는 이 선들이 움직이고

they should be moving and they should have shifted.

위치가 바뀔 것이라고요.

마치겠습니다. 감사합니다.

Alright, thank you very much.

(Applause)