Парадокс восприятия

редактировать

A парадокс восприятия иллюстрирует несостоятельность теоретического предсказания. Теории восприятия призваны помочь исследователю предсказать, что будет восприниматься при стимуляции чувств.

Теория обычно включает математическую модель (формулу), правила сбора физических измерений для ввода в модель и правила сбора физических измерений, которым должны соответствовать выходные данные модели. При произвольном выборе действительных входных данных модель должна надежно генерировать выходные данные, неотличимые от данных, измеряемых в моделируемой системе.

Хотя каждая теория может быть полезна для некоторых ограниченных прогнозов, теории зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса обычно не являются надежными для всестороннего моделирования восприятия на основе сенсорных входных сигналов. Парадокс показывает, где не удается теоретическое предсказание. Иногда, даже в отсутствие предсказательной теории, характеристики восприятия кажутся бессмысленными.

На этой странице перечислены некоторые парадоксы и, казалось бы, невозможные свойства восприятия. Если имя животного не упоминается в связи с обсуждением, следует исходить из человеческого восприятия, поскольку большинство данных исследования восприятия применимо к людям.

Содержание

1 Терминология
2 Определение
3 Математическое моделирование
4 История
5 Сенсорные наблюдения
6 Перцепционные наблюдения
7 Формулировки парадокса
- 7.1 См.: Визуальный
- 7.2 Слух: Слуховой
- 7.3 Прикосновение: Тактильный
- 7.4 Запах: Обонятельный
- 7.5 Вкус: Вкусный
- 7.6 Электрический
8 Заключение
9 Ссылки

Терминология

$SUN white {\ displaystyle SUN_ {white}}$ ${\ displaystyle SUN_ {белый}}$ light: Нормальный белый солнечный свет - это излучение черного тела, содержащее широкий и практически безликий спектр, охватывающий весь диапазон человеческого зрения.
$RGB white {\ displaystyle RGB_ {white}}$ ${\ displaystyle RGB_ {white}}$ light: Телевизоры и экраны компьютеров обманывают глаз, генерируя фотоны трех узких диапазонов длин волн, где пропорция фотонов соответствует отраслевому стандарту (но неправильно названа) источники R (красный), G (зеленый) и B (синий), как известно, воспринимаются как белые.

Определение

A восприятие парадокс, в чистом виде - это утверждение, иллюстрирующее неспособность формулы предсказать, что мы воспринимаем, исходя из того, что наши чувства преобразовывают.

Пример: стандартная теория информации ограничивает пространственную частоту на основе гиперактивность примерно в 4 раза выше пространственной частоты фоторецепторных клеток. Тем не менее, надежные научные журналы публиковали отчеты о гиперактивности, превышающей 10 раз.

На первый взгляд бессмысленная характеристика - это утверждение фактических наблюдений, которое достаточно трудноразрешимо, что не было предложено никакой теории, чтобы объяснить это.

Пример: оптический путь в глазу от роговицы до фоторецепторов проходит через несферическую роговицу и линзу, которые преломляют, и некруглую апертуру, которая дифрагирует такие что в нормальном глазу изображение точечного источника на сетчатке представляет собой нерегулярный цветовой бахромой, эксцентричный по цвету коаксиальный, подобный «яблочку» узор со многими патологическими свойствами, с центральной яркой особенностью, покрывающей множество фоторецепторов. Тем не менее, точечный источник воспринимается четко, и его можно отличить от других таких точек на небольшом расстоянии, равном 1/10 угла обзора фоторецептора. Согласно Рурде, в «идеальном» глазу фовеальный конус составляет 30 угловых секунд, а диаметр центрального «диска Эйри» варьируется от 10 (зрачок 1 мм, используемый для чтения) до примерно 1,5 конуса (зрачок 8 мм, используемый во время боя / полетный ответ).

Математическое моделирование

Одно из направлений исследований восприятия пытается объяснить то, что мы воспринимаем, применяя формулы к сенсорным входным сигналам и ожидая результатов, аналогичных тем, которые мы воспринимаем.. Например: то, что мы измеряем глазами, следует прогнозировать, применяя формулы к тому, что мы измеряем с помощью инструментов, имитирующих наш глаз.

Предыдущие исследователи создали формулы, которые предсказывают некоторые, но не все явления восприятия, исходя из их сенсорного происхождения. Современные исследователи продолжают создавать формулы, чтобы преодолеть недостатки более ранних формул.

Некоторые формулы тщательно составлены, чтобы имитировать реальные структуры и функции сенсорных механизмов. Другие формулы построены с большой верой в подобие математических кривых.

Никакие формулы восприятия не были повышены до статуса «естественного закона», как это делают законы гравитации и электрического притяжения. Итак, формулы восприятия продолжают активно развиваться, поскольку ученые стремятся к глубокому пониманию, требуемому от закона.

История

Некоторые лауреаты Нобелевской премии проложили путь четкими заявлениями о передовой практике:

В предисловии к его «Гистологии Сантьяго Рамон y Кахал написал, что «Практикующие смогут утверждать, что достоверное объяснение гистологического наблюдения было предоставлено только в том случае, если можно будет дать удовлетворительный ответ на три вопроса: какова функциональная роль устройства в животных; какие механизмы лежат в основе этой функции; и какая последовательность химических и механических событий во время эволюции и развития дала начало этим механизмам? "

Аллвар Гуллстранд описал проблемы, возникающие при приближении к оптике глаза, как если бы они были столь же предсказуемы, как оптика камеры.

Чарльз Скотт Шеррингтон считал мозг «высшим достижением рефлекторной системы» (что можно интерпретировать как открытие всех аспектов восприятия простыми формулами, выраженными через сложные распределения).

Сенсорные наблюдения

См.: Визуальное
Слышать: Аудиторные
Сенсорные: Тактильные
Запах: Обонятельный
Вкус: Вкусный
Электрический

Наблюдения за восприятием

См.: Визуальное
Слышать: Слух
Сенсорный: Тактильный
Запах: Обонятельный
Вкус: Вкусный
Электрический

Утверждения парадокса

См.: Визуальный

Контрастная инвариантность . Кажется, что границы между более яркими и более темными областями остаются постоянными относительными контрастами когда соотношение логарифмов двух интенсивностей остается постоянным:

 $C ontrast ∝ log I alog I b {\ displaystyle Contrast \ propto {\ frac {logI_ {a}} {logI_ {b}}}}$  ${\ displaystyle Contrast \ propto {\ frac {logI_ {a}} {logI_ {b}}}}$

Но использование логарифмов запрещено для значений, которые могут стать нулевыми, например $I a {\ displaystyle I_ {a} \,}$ ${\ displaystyle I_ {a} \,}$ , а деление запрещено на значения, которые могут стать нулевыми, например $log I b {\ displaystyle logI_ {b} \,}$ ${\ displaystyle logI_ {b} \,}$ .

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает восприятие инвариантности контраста.

10-кратное преобразование

Локальный контраст

Постоянство цвета . При наблюдении за объектами в сцене цвета кажутся постоянными. Яблоко выглядит красным независимо от того, где на него смотреть. При ярком прямом солнечном свете, под голубым небом с закрытым солнцем, во время красочного заката, под навесом из зеленых листьев и даже при большинстве искусственных источников света цвет яблока остается неизменным.

Восприятие цвета не зависит от длины волны света. Эдвин Лэнд продемонстрировал это, осветив комнату светом с двумя длинами волн примерно 500 нм и 520 нм (обе неправильно называются «зелеными»). Комната воспринималась полноцветной, все цвета выглядели без ослабления, такие как красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый, несмотря на отсутствие фотонов, кроме двух, близких к 510 нм. Обратите внимание, что $R G B w h i t e {\ displaystyle RGB_ {white}}$ ${\ displaystyle RGB_ {white}}$ свет неправильно использует терминологию RGB, поскольку цвет - это восприятие, и нет таких вещей, как красный, зеленый или синий фотоны.

Джером Леттвин написал статью в Scientific American, иллюстрирующую важность границ и вершин в восприятии цвета.

Тем не менее, ни одна из опубликованных формул не предсказывает воспринимаемый цвет объектов на одном изображении при произвольном освещении сцены.

Поперечная хроматическая деаберрация . Свет, который проходит через простую линзу, например, в глазу, преломляется, разделяя цвета. $Белый RGB {\ displaystyle RGB_ {white}}$ ${\ displaystyle RGB_ {white}}$ точечный источник, который смещен от центра глаза, проецируется в узор, в котором с разделением цветов вдоль линии, радиальной к центральной оси глаза. Цветоделение может быть много фоторецепторов.

Тем не менее, $R G B w h i t e {\ displaystyle RGB_ {white}}$ ${\ displaystyle RGB_ {white}}$ пиксель на экране телевизора или компьютера кажется белым, даже если смотреть сбоку.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает восприятие эксцентричного белого пикселя.

Продольная хроматическая деаберрация . Как и в случае поперечной хроматической деаберрации, проекты разделения цветов также проецируют компоненты R, G и B белого цвета $RGB {\ displaystyle RGB_ {white}}$ ${\ displaystyle RGB_ {white}}$ пикселей с разным фокусным расстоянием, в результате чего цветное распределение света похоже на «бычий глаз» даже в центре зрения.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает восприятие центрированного белого пикселя.

Сферическая деаберрация . Роговица и линзы глаз имеют несовершенную сферическую форму. Эта неоднородная форма приводит к некруглому распределению фотонов на сетчатке.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает восприятие белого пикселя, не имеющего кругового распределения.

Гиперактивность. Люди сообщают, что дискриминация намного более тонкая, чем можно предсказать, интерполируя данные чувствительности между фотодатчиками. Эффективное сверхострое зрение у некоторых людей составляет менее одной десятой радиуса одного фоторецептора. Среди мер гиперактивности - различение нониусом двух соседних линий и различение двух звезд на ночном небе.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает различение двух белых пикселей, расположенных ближе друг к другу, чем один фоторецептор.

Инверсия размера зрачка . Когда зрачки сужаются примерно до 1 мм для чтения мелкого шрифта, размер центрального диска «Эйри» увеличивается до диаметра 10 фоторецепторов. Так называемое «размытие» увеличивается при чтении. Когда зрачки расширяются для реакции борьбы / бегства, размер центрального диска «Эйри» уменьшается до диаметра примерно 1,5 фоторецепторов. Так называемое «размытие» уменьшается в ожидании больших движений.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает, что различение улучшается при сужении зрачков.

Инверсия формы зрачка . У глаз есть зрачки (отверстия), которые вызывают дифракцию. Точечный источник света распространяется по сетчатке. Распределение для идеально круглой апертуры известно под названием «кольца Эйри».

Человеческие зрачки редко бывают идеально круглыми. Зрачки кошек варьируются от почти круглых до вертикальных. Зрачки коз, как правило, имеют горизонтальную прямоугольную форму со скругленными углами. Зрачки геккона варьируются от круглых до щелевых и точечных. Зрачки каракатиц имеют сложную форму.

Ни одна из опубликованных нейроанатомических моделей не предсказывает восприятие белого пикселя с распределенным зрачком различной формы.

Слушайте: Слуховые

Прикосновения: Тактильные

Запах: Обонятельные

Парадоксальное восприятие обоняния - это теория собственной способности обоняния. Обоняние - неотъемлемая часть жизни, и даже доказано, что это вопрос генетики.

Вкус: Вкусовые

Электрические

Заключение

Ссылки