Bản dịch máy từ tiếng Nga. Chưa được người kiểm tra. Bản gốc →
29
BỐN THÍ NGHIỆM VỀ THỊ GIÁC
J. Gregg
Trong các số 10 và 11 của «Kvant» năm ngoái, chúng tôi đã kể về một số thí nghiệm với thị giác đen trắng và thị giác màu (xem các bài của G. I. Kosourov «Đừng tin vào mắt mình» và «Bầu trời cam»). Bây giờ chúng tôi sẽ kể thêm về vài thí nghiệm bổ ích về thị giác. Ba thí nghiệm đầu, được trình bày trước, sử dụng những đặc điểm của thị giác chúng ta — khả năng nhìn trong bóng tối và lưu giữ trong một thời gian ký ức về những hình ảnh đã thấy. Thí nghiệm cuối còn minh họa một ảo giác thị giác thú vị khác. Tất cả các thí nghiệm được lấy từ sách của James Gregg, mà chúng tôi giới thiệu ở trang 60 trong cùng số báo này. V. A. Leshkovtsev chuẩn bị bài đăng.
Thí nghiệm 1. Thích nghi với bóng tối
Vào một ngày nắng sáng, khi bạn từ ngoài đường bước vào một căn phòng không được chiếu sáng, bạn có cảm giác trong nhà là đêm tối mịt. Nhưng chẳng bao lâu sau bạn đã định hướng rất tốt, mặc dù độ chiếu sáng tương đối nhỏ: mắt bạn đã thích nghi — sự thích nghi với bóng tối đã xảy ra. Kết quả của sự thích nghi là độ nhạy của mắt đối với ánh sáng tăng lên một triệu lần. Trong điều kiện lý tưởng, mắt đã hoàn toàn thích nghi với bóng tối có thể nhận thấy ánh sáng từ một ngọn nến bình thường ở cách xa 20 km.
Việc quan sát quá trình thích nghi rất đơn giản: buổi tối hãy đi từ một căn phòng được chiếu sáng tốt sang một căn phòng tối. Hãy để ý xem bạn cần bao lâu để phân biệt các chữ số trên chiếc đồng hồ có mặt số phát sáng hoặc đọc tiêu đề báo, nếu ánh sáng yếu lọt vào từ cửa sổ hoặc cửa hé mở.
Ánh sáng rất yếu nhìn rõ hơn nếu nhìn lệch sang một chút. Chẳng hạn, một ngôi sao mờ trên trời sẽ có vẻ sáng hơn nếu nhìn hơi lệch khỏi nó. Hãy kiểm tra điều này khi có dịp thuận tiện.
Chúng tôi nêu một thí nghiệm đơn giản sử dụng sự thích nghi của mắt với bóng tối.
Lấy một miếng bìa đen kích thước 20×25 (cm.) Dán lên bìa một hình tròn trắng và một hình vuông trắng, ở hai bên tâm, cách tâm 5 cm. Cầm tấm bìa như cầm sách khi đọc (hình 1).
Hãy để bạn đồng hành đột ngột tắt đèn. Mắt bạn sẽ dần dần
Hình 1.
30
thích nghi với bóng tối, và bạn sẽ thấy các vết trắng (trên tấm bìa không nhìn thấy). Hãy tính xem từ lúc tắt đèn đến lúc bạn có thể phân biệt hình tròn trắng và hình vuông trắng mất bao lâu. Hãy cầm tấm bìa trong tay (trước khi tắt đèn), nhưng quay mặt có các hình ra xa bạn rồi xoay thêm để không biết hình tròn trắng và hình vuông trắng nằm ở đâu; khi đèn tắt, hãy quay tấm bìa về phía bạn bằng mặt có các hình. Hãy chú ý — hình tròn nhìn rõ hơn nếu không nhìn vào nó mà nhìn vào hình vuông. Bạn có thể giải thích vì sao không?
Nếu bạn đã đọc kỹ phần đầu mô tả thí nghiệm này, bạn sẽ có thể giải thích đúng kết quả của nó.
Thí nghiệm 2. Ảnh lưu
Số ảnh lưu mà bạn có thể quan sát là vô hạn. Thuật ngữ «ảnh lưu» có nghĩa là hình ảnh vẫn còn sau khi tác nhân gây ra nó ngừng tác động. Ảnh lưu được gọi là dương tính khi nó có sự phân bố các vùng sáng và tối giống như chính tác nhân, và là âm tính khi sự phân bố các vùng sáng và tối ngược lại.
Thú vị nhất là các ảnh kế tiếp được gây nên. Hiệu ứng gây nên do một cái gì đó bổ sung cho kích thích chính, chẳng hạn nền trên đó xét ảnh kế tiếp; nền này có thể là hoa văn, trường xám hoặc trường màu. Trước hết luôn luôn cho thấy kích thích chính — hình vẽ, màu sắc. Sau đó người quan sát nhìn vào một nền nào đó. Dễ phát hiện ảnh kế tiếp được gây nên nhất trên nền xám trung tính. Hình 2 cho thấy các hình mà nhờ chúng có thể nhận được những ảnh kế tiếp tốt. Những hình như vậy cần dán lên bìa cứng màu xám. Chỉ để lại trong trường nhìn một hình và nhìn nó 30—60 giây. Sau đó chuyển mắt sang nền xám. Ánh sáng trong phòng không nên quá nhiều (chiếu sáng mờ). Bạn có thể thấy một con chim bay trên trần nhà, trên tường, trên lòng bàn tay mình, hoặc mắt bạn chiếu ảnh kế tiếp lên bất kỳ bề mặt nào mà bạn quan sát.
Hãy cắt bất kỳ hình ảnh nào từ giấy màu. Thử nghiệm với các hình có màu khác nhau. Hãy nhìn một hình như vậy, chuyển mắt sang nền xám — và bạn sẽ thấy ảnh kế tiếp có màu bổ sung với màu ban đầu. Bằng cách đó bạn sẽ làm quen với một trong những nguyên tắc cơ bản của sự hình thành các ảnh kế tiếp được gây nên.
Lấy một nền cùng màu với màu vốn có của kích thích thứ nhất. Nhìn một hình vuông đỏ tươi trong một phút, rồi chuyển mắt sang một tờ giấy đỏ. Ảnh kế tiếp trông như thế nào?
Giữ nguyên kích thích chính, nhưng lấy nền màu xanh lục-xanh lam, tức là màu bổ sung với màu đỏ. Ảnh kế tiếp hiện tại khác ảnh trước và ảnh nhận được trên nền xám như thế nào? Hãy thử các màu khác nhau và các tổ hợp khác nhau cho kích thích chính và cho nền.
Hoa văn gồm các vòng tròn đồng tâm (hình 3) là một kích thích rất mạnh, dễ gây ra ảnh kế tiếp. Khi quan sát nó, xuất hiện các hiệu ứng chuyển động và lắc lư. Những hiệu ứng như vậy được quan sát trong ảnh kế tiếp của nó. Hãy làm một hình như vậy có đường kính 30—50 cm. Hãy đặt ở bên-
31
Hình 3.
cạnh một màn xám lớn để quan sát ảnh kế tiếp. Nếu hình của bạn có màu, hiệu ứng sẽ đặc biệt ấn tượng.
Thí nghiệm 3. Quán tính thị giác
Con ngựa chạy trên màn ảnh điện ảnh, dĩ nhiên, hoàn toàn không chạy. Nó cũng không chạy trên màn hình televison. Và nói chung, các đối tượng “chuyển động” trong khuôn hình đều bất động — chính các khuôn hình dịch chuyển, nhưng với tốc độ khiến mắt người không nhận thấy sự thay đổi của chúng. Có thể thấy chuyển động trên màn hình vì thị giác của con người có một quán tính nhất định. Nói cách khác, bất kỳ cảm giác thị giác nào cũng còn duy trì một thời gian sau khi hình ảnh gây ra nó đã biến mất. Vì vậy, nếu các hình ảnh thay đổi đủ thường xuyên, hình ảnh nhìn thấy của hình trước chuyển dần sang hình sau, và trong những điều kiện nhất định có thể thấy chúng đồng thời.
Hình 4 cho thấy một taumatrop — một dụng cụ nhỏ mà khi quay nó có thể biểu diễn quán tính thị giác. Nếu quay taumatrop đủ nhanh, hình ở một mặt sẽ chồng khớp với hình ở mặt đối diện. Trên một mặt của miếng bìa vuông hãy dán hình một con chim, còn trên mặt kia — hình cái lồng (hình 5). Cắm một đầu kim vào mép miếng bìa-
32
Đầu trắng của thước hãy đặt vào đúng vị trí mà bạn đã đặt tờ giấy. Hơi dịch chuyển thước, hãy tìm khoảng cách từ nó đến máy chiếu sao cho bất kỳ phần nào của ảnh cũng được lấy nét rõ trên đầu trắng của thước. Bây giờ bắt đầu: nhanh chóng di chuyển thước lên — xuống, lên — xuống.
Những người đứng phía sau máy chiếu sẽ thấy toàn bộ hình ảnh của bức vẽ màu lơ lửng trong không khí ở nơi bạn di chuyển thước. Điều đó xảy ra vì các mảnh riêng lẻ của hình ảnh, chỉ nhìn thấy trực tiếp vào những lúc chúng được chiếu lên thước, được mắt lưu giữ trong một thời gian đủ để bạn kịp dịch thước và cho thấy mảnh tiếp theo của khung hình.
Hình ảnh truyền hình cũng được tạo ra theo cách ấy. Chỉ có điều ở đó không phải thước, mà là chùm electron lần lượt quét các dòng ngang của hình ảnh. Còn toàn bộ bức tranh được tạo thành nhờ quán tính của mắt.
Thí nghiệm 4. Khối lập phương lật ngược
Từ 12 đoạn dây hoặc que tròn, hãy làm khung của một khối lập phương, như hình 6. Hiệu quả sẽ tốt hơn nếu sơn toàn bộ vật liệu
Hình 6.
màu đen mờ. Trước hết hãy làm hai mặt tứ giác của khung, rồi nối chúng bằng bốn que. Gắn vào một trong các góc một que dài hơn — cán cầm. Có thể làm tất cả bằng keo rồi gia cố bằng chỉ đen.
Hãy giữ khối lập phương trước mặt sao cho góc xa của nó (trong hình 6 — mũi tên liền nét) được thấy gần giữa một trong các mặt của khối lập phương (đường nhìn trong hình 6 được chỉ bằng mũi tên nét đứt). Nhắm mắt kia lại.
Hãy nhìn không rời vào góc xa của khối lập phương. Đột nhiên bạn sẽ thấy khối lập phương «lộn từ trong ra ngoài», đến mức góc xa dường như nhô ra phía trước, gần nhất. Khi quay chậm que cầm, khối lập phương «lật» theo hướng ngược với hướng quay. Di chuyển que cầm tới — lui, và bạn sẽ thấy khối lập phương lật ngược có hành vi lạ lùng thế nào.
Hãy tập trước để học cách nhìn thấy mọi thứ cho đúng. Tốt hơn là tiến hành thí nghiệm trên nền tường nhẵn. Nếu thí nghiệm không thành công, hãy thử đổi nền, hoặc xoay khối lập phương, nghiêng nó hay làm biến dạng nhẹ nó.
Sau khi loay hoay một chút, bạn sẽ quan sát được hiệu ứng hoàn toàn không có chiều sâu. Hãy nhớ rằng nó chỉ xuất hiện khi bạn nhìn bằng một mắt.
Hiệu ứng này được gọi là ảo giác khối lập phương von Hornbostel. Khi cả hai mắt cùng hoạt động, chúng nhìn chiều sâu tốt đến mức không thể đánh lừa chúng bằng khối lập phương này, nhưng một mắt nhất định sẽ nhầm khi xác định phần nào của khối lập phương gần hơn. Ảo giác này là một trong những ảo giác thú vị nhất.
Ở một số người, hiệu ứng cũng xuất hiện khi quan sát bằng cả hai mắt. Điều chính là cố định bất động ánh nhìn của cả hai mắt vào một góc (xa) của khối lập phương.