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科学家发现人们生来就是三角学的专家。一项新的研究表明,大脑能够利用眼睛水平线与物体之间的夹角来确定物体沉入地平线下的程度,从而据此来判断该物体的距离。
有许多方法可以确定距离。靠近飞驰汽车的树木看上去比远处的群山移动得更快,这种现象叫运动视差。同样常见的是线性透视,其中经典的例子就是铁轨在远处汇合为一点。另一个指示距离的线索称为角度偏差,它取决于视野中某一物体在垂直方向上的位置。例如,离观察者较远的小船看上去比近处的小船更靠近地平线。尽管研究者有这种直感,但由于他们不能将角度偏差从其他视觉线索中分离出来,所以仍然无法证明视觉系统可利用角度来测量距离。
田纳西州孟斐斯市南方验光技术学院的视觉科学家Teng Leng Ooi和同事们让志愿者佩带棱镜眼镜,以便使每个物体在视野中看上去都更低一点。为了断定一个物体看起来离受试对象有多远,研究人员遮住受试对象的视线,要求他们走过去指向该物体。无论受试对象走得多远,他们在佩带棱镜眼镜时总是还未走到便停了下来,而摘掉棱镜后走得又太远了。研究小组在2001年11月8日出版的《自然》杂志上报告了这一结果,指出受试对象的大脑利用了扭曲的垂直位置来衡量距离。
由于唯一被棱镜改变了的视觉线索就是受试对象的视角,所以眼睛肯定比较了物体相对于视野中某些能够用来校准的固定点的位置。这是大脑通过两条假想线----一条在眼睛和物体之间、另一条在眼睛和固定点之间延伸----形成的夹角来实现的。对这两条线之间形成的夹角应用三角学方法即可确定距离。通常出现在眼睛水平线位置的地平线就是固定点。为了检验这一点,测量了受试对象佩带棱镜眼镜后眼睛水平线相对于地平线的位置。研究者发现,这些志愿者眼中的地平线比实际低几度,表明大脑试图把地平线作为固定参考点。此外,受试对象的距离感也偏差了同样的角度。
加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的心理学家Jack Loomis认为Ooi的实验“极其出色”,他说:“那是对感觉相当完美的度量。”他还补充说棱镜试验能够广泛地应用于感觉研究,包括视觉真实性研究。
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