Hiệu ứng Franz Muller-Lyer và sự bất biến của tri giác

Bài viết về hiệu ứng Franz Muller-Lyer giúp mọi người hiểu rõ hơn về ảo giác nổi tiếng được phát hiện vào năm 1889 bởi nhà xã hội học người Đức, ông Franz Carl Muller-Lyer. Đến nay, nó vẫn liên tục xuất hiện trong nhiều tựa sách, bài báo nổi tiếng, tiêu biểu có thể kể đến Tư duy nhanh và chậm – cuốn sách tóm lược lại những nghiên cứu giúp Daniel Kahneman nhận giải Nobel.

Hiệu ứng Franz Müller-Lyer và cách chúng ta diễn giải không gian 3 chiều

Ảo giác này được mô tả ngắn gọn rằng, khi một người được yêu cầu nhìn vào một vật thể, họ có xu hướng chú ý đến điểm đầu và điểm cuối để xác định các đặc điểm của vật thể đó. Từ đó, hai đoạn thẳng cùng kích thước, có thể trông như có độ dài khác nhau vì có phần “vây” ở hai đầu khác nhau. Chẳng hạn, đoạn thẳng >—-< trông sẽ dài hơn đoạn thẳng <—->, dù phần ở giữa thực ra giống nhau (đây chỉ là bản minh họa chữa cháy, xem bản full ở hình minh họa đầu tiên được đặt dưới phần bình luận).

Điều đáng nói, không phải ai cũng bị ảnh hưởng bởi nó. Hàng loạt nghiên cứu trên nhiều đối tượng đều cho thấy rằng, người châu u bị tác động nhiều hơn người châu Phi, trẻ em thành thị chịu nhiều tác động hơn trẻ em nông thôn, các nhóm thổ dân chịu tác động ít hơn người ở các nền văn minh hiện đại khác…

Lý giải cho hiện tượng này, có một vài giả thuyết, tiêu biểu có thể kể đế giả thuyết của Richard Gregory.

Nhưng trước khi tìm hiểu về giả thuyết này, tôi muốn bạn tự làm một thí nghiệm như sau: nhìn về bức tường xa nhất, đưa cánh tay lên trước mặt, sao cho khuỷu tay và cánh tay tạo thành một góc 90 độ, đặt song song với mặt đất và ngang mũi.

Lúc này, hãy tập trung vào cánh tay, có phải bạn thấy cánh tay dài hơn bức tường phía trước mặt? Tốt. Sau đó hãy giữ nguyên cánh tay và nhìn ra toàn cảnh, có phải bạn vẫn nhận thức được rằng cánh tay của mình ngắn và nhỏ hơn bức tường ở phía xa kia?

Điều này tương tự cũng đúng với các vật thể khác trong không gian (xem bức ảnh chiếc thảm dưới phần bình luận).

Richard Gregory cho rằng chính việc phân tích 3D đã dẫn đến những sai lệch 2D. Chẳng hạn, trong một căn phòng, đường thẳng giống hình ảnh của cạnh tường lồi ra, trong khi đoạn thẳng với hai vây mũi tên hướng vào giống hình ảnh của cạnh tường bị lõm vào.

Về mặt kỹ thuật quang học, mặc dù hai cạnh của bức tường luôn như nhau, nhưng cạnh tường nào ở gần mắt hơn trông sẽ dài hơn và ngược lại, cạnh ở xa sẽ trông ngắn lại. Đây cũng là nguyên tắc chung trong phối cảnh.

Nhưng mắt người không hoàn toàn dịch lại hình ảnh một cách máy móc như thế. Để dễ hình dung, hãy xem ảnh số 3 (dưới phần bình luận), chúng ta thấy do khoảng cách xa gần, hai cạnh bức tường bằng nhau thì cạnh ở phía trước mắt sẽ cao hơn cạnh nằm xa. Nhưng khi treo một poster lên bức tường gần cạnh trước, và chiều cao của poster đúng bằng chiều cao của cạnh tường sau sau dưới góc nhìn 2D, vậy sẽ rất vô lý. Do làm sao tường trước cao bằng tường sau, nhưng tường trước có thể treo một tấm poster cũng cao bằng tường sau mà vẫn hở phía trên và phía dưới được? Do đó, não bộ tự cân chỉnh để ta vẫn cảm thấy rằng tường ở sau cao hơn, còn tấm poster thì nhỏ lại để vẫn logic (dù trong mặt phẳng 2D thì nó có chiều cao bằng nhau, bạn có thể dùng thước để đo).

Từ đây, các giả thuyết đi cùng cũng gián tiếp kết luận rằng người ở thành thị, hay người hiện đại nói chung sống trong các tòa nhà dạng hình hộp từ nhỏ, từ đó não bộ quen với việc xử lý các hình ảnh 3 chiều có góc tụ. Trong khi đó, những bộ lạc hay trẻ em nông thôn thì không. Giả thuyết cùng nhóm này gọi chung là “Carpentered world hypothesis”. Gần đây, người ta nghiên cứu kỹ hơn và nhận thấy rằng yếu tố sắc tố mắt cũng đóng vai trò tạo nên ảo giác, cụ thể do sắc tố của người châu Phi dày hơn.

Nhưng chính giả thuyết của Richard Gregory cũng đang tiếp tục được bổ sung. Các nhà khoa học khác, như Catherine Howe và Dale Purves cho rằng yếu tố góc lồi-lõm không đóng vai trò lớn đến thế, dù hướng giải thích đã đúng.

Họ bổ sung thêm rằng, khả năng phân tích 3D của con người khá hiệu quả, và vì quá hiệu quả, nên nó dẫn đến những sai lệch trong các bức vẽ 2D. Đó là lý do chúng ta bàn tay ở trước mắt, mặc dù tập trung sẽ thấy rằng lúc này nó đã to bằng nửa bức tường hoặc hơn, nhưng vẫn cảm thấy rằng bàn tay rất nhỏ bé so với bức tường ở phía xa kia.

Sự tự cân chỉnh này cũng đảm bảo rằng khi ta liên tục di chuyển hai cánh tay của mình phía trước mặt, lại gần và ra xa từng cái một, chúng ta không thấy chúng bị biến dạng khiến tay này to hơn tay kia. Để hiểu được sự cân chỉnh này, nếu bạn biết sử dụng máy ảnh, bạn sẽ thấy rằng việc hình ảnh bị méo khi di chuyển gần và ra xa ống kính luôn xảy ra, đặc biệt rõ nét ở các loại lens góc rộng.

Các nhà khoa học cho rằng bộ não của chúng ta có sẵn một không gian 3D bên trong nó, và thay vì chịu tác động của các yếu tố vật lý (tức thay vì hoạt động một cách máy móc như các ống kính máy ảnh), nó tự suy luận và đặt các vật thể phù hợp ở vị trí phù hợp. Như bàn tay khi đưa lại gần mắt lẽ ra phải to lên, nhưng não đã tự đặt một bàn tay nhỏ hơn ở vị trí đó, và mọi thứ trông vẫn rất bình thường.

Kết hợp cùng hàng loạt cân chỉnh thị giác và nhận thức khác, mọi thứ trông cực kỳ mượt mà và logic. Tuy vậy, sự hiệu quả này cũng gián tiếp dẫn đến sai lệch khi tiếp nhận các hình vẽ 2D. Chẳng hạn như hai đoạn thẳng của Franz Müller-Lyer, những chiếc vây ở hai đầu đoạn thẳng đã khiến não bộ chúng ta hiểu nhầm đó là phối cảnh 3D, và từ đó, tự cân chỉnh lại nhận thức về độ dài.

Sự bất biến của tri giác (Subjective Constancy)

Cần phải nói rõ rằng, cảm giác của chúng ta liên tục thay đổi tương thích với kích ứng từ môi trường. Chẳng hạn, cánh cửa hình chữ nhật, khi mở ra từ từ thì nó bị biến đổi thành hình thang. Tương tự vậy, hàng loạt loạt vật chuyển động nếu quy đổi thành các vector hay hình học 2D sẽ thấy bị bóp méo biến đổi lung tung hết cả lên. Nhưng nhận thức của chúng ta vẫn phải giữ vững sự ổn định, như khi quan sát từ bất kỳ góc độ nào, chúng ta cũng nhận thức rằng cánh cửa có hình chữ nhật (dù rõ ràng hình học 2D chúng ta cảm nhận không phải hình chữ nhật).

Thực ra, nhận thức trong nhiều trường hợp vẫn thay đổi khi cảm nhận từ các giác quan thay đổi. Nhưng bên cạnh đó, nó vẫn tồn tại một sự kiên định, bất biến nhằm giúp xử lý dữ liệu tiếp nhận được từ thế giới tốt hơn, gọi là sự bất biến chủ quan, hay sự bất biến của tri giác.

Có nhiều kiểu bất biến tri giác, có thể kể đến:

– Bất biến kích thước: đây chính là kiểu constancy được dùng để giải thích cho hiệu ứng Müller-Lyer phía trên. Trong một số trường hợp nhất định, nhận thức về kích thước của vật nào đó của chúng ta không thay đổi, bất kể thực tế mắt đã thấy khác đi. Chẳng hạn, lẽ ra khi một vật di chuyển ra xa nó sẽ càng nhỏ lại, nhưng nhận thức vẫn diễn dịch lại nó sao cho hợp logic.

Tất nhiên trong phần lớn thời gian, hình ảnh mắt ghi được và hình ảnh nhận thức cho chúng ta xem là trùng khớp. Nhưng đôi lúc vẫn xảy ra hiện tượng ảo ảnh. Chẳng hạn, mặt trăng ở càng gần đường chân trời trông sẽ càng lớn, trong khi trông thật nhỏ bé khi lơ lửng giữa bầu trời rộng bất tận, dù thực tế khoảng cách từ mặt trăng đến Trái Đất hiếm khi thay đổi đến mức dẫn đến thay đổi kích thước nhìn thấy như thế. Nhưng vì nhận thức của chúng ta bị ảnh hưởng bởi các thiên kiến (chẳng hạn thiên kiến so sánh), nên nó tự động so sánh với các vật thể ở dưới mặt đất, từ đó diễn dịch ra hình ảnh mặt trăng đang ở gần (giống với nhà cửa cây cối), do đó cũng phải lớn hơn mọi khi – lúc mặt trăng lơ lửng và xa xôi như những ngôi sao.

– Bất biến hình dạng: như đã ví dụ về cánh cửa ở phía trên. Mặc dù với thị giác, cánh cửa từ từ mở ra sẽ thay đổi từ hình chữ nhật rồi dần trở thành hình thang dẹt hơn (xem ảnh minh họa dưới bình luận), nhưng nhận thức vẫn ghi nhận đó là hình chữ nhật. Rất nhiều sự vật khác cũng vậy, bản thân nhận thức có sẵn một bản ghi 3 chiều để khi vật nó đã nhìn thấy bị khuyết đi hay xoay qua hướng khác, nó vẫn biết đó là vật cũ thay vì nhầm lẫn ra vật mới. Đây là một điều tưởng chừng như hiển nhiên, nhưng thực ra không hiển nhiên đến thế.

– Bất biến màu sắc: chúng ta đều biết rằng màu sắc của một vật chính là ánh sáng phản xạ từ vật ấy đến mắt chúng ta, và do vậy, trong một số điều kiện, ánh sáng khác đi cũng sẽ dẫn đến màu sắc khác đi – đây chính là vật lý cơ bản. Nhưng bộ não của chúng ta xây dựng một tính năng phức tạp sao cho màu sắc của một vật vẫn đồng nhất trong nhiều điều kiện khác nhau.

Bạn sẽ cảm thấy tính năng này phức tạp như thế nào vì với các máy ảnh, màu sắc của một vật biến thiên liên tục trong điều kiện ánh sáng từ vật đến cảm biến chỉ thay đổi một chút. Một số giả thuyết cho rằng nhận thức không quá chú tâm về mặt chi tiết, và do vậy, những thay đổi nhỏ nhặt gần như không được ghi nhận. Do đó, chiếc váy đỏ của cô nàng nào đó trong một buổi tiệc có thể thay đổi liên tục về sắc độ, nhưng chúng ta chỉ đơn giản ghi nhận đó là “đỏ”, nhưng không phải màu sắc thay đổi còn cảm giác giữ nguyên, mà là màu sắc nhận thức cho chúng ta xem thực sự đã giữ nguyên, bất kể mắt nhìn thấy nhiều sự khác biệt liên tục.

Thậm chí, tối nay hãy thử để ý một chút, khi bạn tắt đèn, về lý thuyết bạn đang ở trong thế giới trắng đen, nhưng nếu không để ý, bạn vẫn tưởng mình vẫn ở trong căn phòng ngập tràn sắc màu như bình thường, chỉ là nó “tối” hơn.

– Bất biến ánh sáng: đôi lúc nhận thức cũng bỏ qua luôn những thay đổi về độ sáng hay độ đậm nhạt của một vật thể. Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều thí nghiệm và cho thấy rằng chúng ta vẫn cảm thấy như nhau, dù cho họ đã thay đổi rất nhiều những kích ứng từ bên ngoài.

– Bất biến về khoảng cách và vị trí: về mặt lý thuyết, khi bạn di chuyển ra xa khỏi vật thể, nghĩa là vật đó cũng di chuyển ra xa khỏi bạn. Ví dụ, khi bạn đi trên tàu hỏa, sẽ thấy cây cối như chạy về phía sau. Nhưng ở những di chuyển nhỏ hơn, nhận thức có một cơ chế cân bằng, ví dụ, bạn đi bộ ra xa khỏi chiếc xe đang đâu, bạn vẫn cảm giác chiếc xe đó đang đứng yên, chứ chẳng có chiếc xe nào chạy lùi ra xa khỏi bạn cả.

Nhìn chung, nhận thức của chúng ta có một chiếc “gimbal” khá xịn, và chiếc “gimbal” này không chỉ đảm bảo khi ta lắc đầu qua lại, thế giới không rung lắc dữ dội giống cách các camera (không có chống rung) hay mắc phải; mà nó còn đảm bảo sự ổn định về màu sắc, độ sáng, kích thước, khoảng cách, vị trí… và hàng loạt thứ như vậy.

Ngoài những bất biến về mặt thị giác, chúng ta cũng có khả năng nhìn nhận ngôn ngữ mình đã biết một cách thống nhất, bất kể trong quá trình phát âm, mọi người đều nói một cách sai lệch tương đối và sự sai lệch này cực kỳ đa dạng.

Thế giới chúng ta đang sống cực kỳ bất ổn, nó có những thay đổi cực lớn và liên tục từng giây một, một chiếc lá khẽ rung trong không gian do gió thổi liên tục thay đổi màu sắc, vị trí, kích thước và hình dạng (xét về mặt hình ảnh)… nhưng chúng ta vẫn nhìn nó như một chiếc lá, với hình dạng, màu sắc và kích thước của đúng một chiếc lá. Căn phòng bạn đang ngồi, thực chất có ngọn đèn đang liên tục nhấp nháy, mọi vật vì vậy cũng bất ổn về mặt độ sáng và màu sắc. Mỗi bước bạn di chuyển, lẽ ra mọi thứ sẽ liên tục to nhỏ và mang theo những dáng hình khác nhau. Nhưng thực tế là, bạn vẫn cảm thấy căn phòng này cực kỳ ổn định.

Nhận thức phần nào đã tạo ra sự ổn định cho tâm trí của chúng ta, khi sinh tồn trong một thế giới vật lý đầy bất ổn. Nó giúp ta nhìn vào một bức tranh toàn cảnh một cách thông minh, cùng lúc bỏ qua các chi tiết thừa không cần thiết. Tất nhiên khi xây dựng cơ chế này, nhận thức cũng khiến chúng ta bỏ lỡ nhiều chi tiết quan trọng, bỏ lỡ nhiều sự thay đổi (đến mức khi chúng đã thực sự thôi đổi, ta mới giật mình nhận ra) cũng như không bao giờ sống trong một “thế giới vật lý thực sự chính xác”.

Nhưng đổi ngược lại, nếu con người quá nhạy cảm với những thay đổi nhỏ nhặt, cùng lúc không thể nhìn ra được bức tranh ổn định được tạo nên bởi hàng loạt yếu tố giúp chúng ta cảm thấy hài lòng và dễ chịu, mọi thứ có thực sự tốt hơn hiện tại?

Tôi nghĩ đó không chỉ là sự đau khổ đơn thuần, đó chính là một lời nguyền.

Theo Monster Box