你有没有想过，一个只有黑白线条的旋转圆盘，为什么会在人眼里“变”出彩色？更离谱的是，这个让人类困惑了将近200年的视觉谜题，最近居然把人工智能也给“骗”了。
事情要从19世纪说起。那时候，旋转玩具不仅是娱乐消遣，还是一种正经的科学探究方式。几位研究者注意到一个奇怪的现象：当一块画着黑色线条的白色圆盘旋转起来时，原本没有颜色的地方，居然出现了色彩。后来，一位名叫查尔斯·本汉姆的玩具制造商把这个现象做成了玩具，于是就有了著名的“本汉姆陀螺”。你完全可以在家试试——找张白纸画上黑白弧线，转起来，看看你眼前会不会“凭空”冒出颜色。
大脑在“脑补”颜色
这个现象如今被科学界称为“主观颜色”，意思是颜色其实并不存在于图像本身，而是由你的大脑“主观”制造出来的。过去两个世纪里，科学家一直在琢磨它到底是怎么回事，但至今仍没有完全定论。
目前最主流的解释是：这跟视觉皮层的“反馈机制”有关。简单说，你的眼睛负责把信息“喂”给大脑，但大脑并不是被动接收的“接收器”——它更像一个爱抢答的“预言家”，会主动预测和补全信息。当你看到旋转的黑白图案时，大脑觉得“信息不够用了”，于是自作主张地给你“脑补”出颜色来填补空白。功能性磁共振成像（fMRI）的研究结果，似乎也在支持这个模型。
经过两百年的折腾，科学家还发现了这个陀螺不少“怪脾气”。比如，弧线放在圆盘不同位置，会诱发不同的颜色；旋转方向一反过来，颜色还可能跟着“变脸”。但最让人拍案叫绝的发现，来自最近的一项新研究——人工智能居然也能“看见”这个光学幻觉。
AI也“看”出了颜色
日本基础生物学研究所的研究人员，开发了一个人工神经网络（ANN），它的任务是预测“下一帧图像会是什么”，然后输出对应的视觉画面。为了让这个网络“见多识广”，研究人员给它“喂”了大量第一人称视角的自然风景视频——比如有人戴着GoPro头戴摄像机去远足时拍下的那种画面。研究人员说，这种训练素材，相当于给了AI一个和真人差不多的“视觉成长环境”。
训练完成后，研究人员把本汉姆陀螺展示给这个AI看。结果，它“脑补”出来的图像里，也出现了淡淡的颜色。更绝的是，当研究人员调整圆盘上的弧线位置、或者反转旋转方向时，AI“看到”的结果，居然和人类看到的一模一样。
这意味着什么？研究人员认为，这个人工神经网络已经学会了用和人类生物神经网络相似的方式去“看”世界。因为快速移动的物体对AI来说特别难预测，所以在训练过程中对它的影响格外大。最终，这个AI长出了一个和我们的视觉皮层“神同步”的“视觉中枢”，连同样的“脑补”反馈机制都学会了。
一个玩具，两种“视觉”
说人话就是：这个AI并没有被专门训练“去识别光学幻觉”，它只是被训练“预测下一帧画面”，结果却自发地表现出了和人类一样的“幻觉反应”。这恰恰从另一个角度，给“主观颜色来自大脑反馈”的理论添了一块重要的拼图。
所以，下次你再看到某个旋转的黑白图案时，不妨盯着多看一会儿。你看到的颜色，其实是你大脑在“即兴创作”。而这件事最有趣的地方在于——原来AI的“大脑”，也会干同样的事。
本汉姆陀螺，在问世近200年后，又给科学界转出了一个新角度。
热门跟贴