不可能圖形的幾何悖論

周戭

摘 要：不可能圖形又稱錯視圖片，是只存在于二維世界，而無法在三維的現實世界中呈現的一種幾何圖形。其本質是利用觀者的視覺系統對二維幾何圖形進行三維投射時的錯覺誤判?！安豢赡軋D形”已經成為視覺藝術表達的一個方向，在數學和醫學等領域也均有應用，常引導觀者主動探索展現出的“正常”空間，另觀看中大腦直觀的感受與理性的分析往返交替，最終發現其荒誕的“不可能性”的過程體驗。

關鍵詞：不可能圖形;幾何悖論

中圖分類號：J061文獻標識碼：A文章編號：2096-0905（2020）18-0-02

一、不可能圖形的產生機制

早在1690年，愛爾蘭哲學家威廉·莫利紐克斯（William Molyneux）在給好友英國哲學家約翰·洛克（John Locke）的書信中曾提出了一個很著名的思想實驗：“假如一個天生的成年盲人，他可以靠觸覺分辨出放在桌上的具有同樣材質的金屬球和正方體。此時，他突然獲得了視力。那么：在伸手觸摸之前，他能否用雙眼分辨出哪個是球體，哪個是方體呢？莫利紐克斯的判斷是不能。

“莫利紐克斯問題”引起了數百年來哲學家、心理學家和神經學家的激烈討論。幼年的經歷與神經系統發育之間是否有必然的聯系呢？大部分人的觀點像莫利紐克斯一樣，認為感覺的發育依賴幼年的感官經歷。幾百年來，先天或早期失明的盲人因手術重獲光明的案例確實時有發生。

1728年英國醫生威廉·切塞爾登（Willian Cheselden）曾為一名13歲的阿拉伯男孩進行了自出生就存在的雙眼白內障手術。術后，這個男孩認為他所見的所有事物都“觸碰”到了自己的眼睛，如同他在失明時用手觸碰感知周圍事物一樣。他對距離和物體的形狀都無法靠視覺判斷。1932年，馬里烏斯·丹·森丹（Marius von Senden）搜集到數十個相似案例，以此出版了《空間與視力》（Space and Sight）一書。其中描述了恢復視力的盲人所經歷的各種嚴重的視覺感知缺陷。這些曾經的盲人在手術前充滿著對重見光明后的美好期待，卻在術后經歷了常人難以想象的生理和心理上的困擾。重新獲得的視力并沒有改善他們的生活，反而帶來混亂的視覺信息，許多人陷入了深度抑郁，甚至發生自殺的慘劇。

1832年，瑞士博物學家路易斯·艾伯特·內克爾（Louis Albert Necker）在用顯微鏡觀看一塊方形晶體時，由于晶體是透明的，晶體的方向好似是朝向左，一會兒又像是朝向右，朝向就很難判斷。這類帶給觀者模棱兩可的認知圖形被內克爾稱為內克爾立方體（Necker cube）。內克爾立方體是有歧義的圖形，包含了立方體的俯視和仰視兩種視角，但是通常只能先看到一種視角，而不會同時看到這兩種視角。大多數人在觀看這類圖形時會先將左前方的面視為距離觀察者最近的面，呈現出俯視的角度。這有可能是因為人們在物體上方俯視物體的概率多于從物體下方仰視物體的概率。大腦根據已有的經驗來詮釋圖形，也是大腦最節約資源的方式?？梢钥闯?，人類視覺系統中存在這兩種相互轉換的穩定狀態。內克爾立方體就像很多不可能圖形一樣，是自然界中錯視規律的發現，并不是人類的發明。不可能圖形打破了以世界所存在的樣貌來認知這個世界的信念（圖1）。

內克爾立方體實際上是只有12條線組成的二維圖形，是現實中不存在的物體。然而對于英國鞋匠西德尼·布拉德福（Sydney Bradford）來說，他觀看內克爾立方體時不會像一般人有模棱兩可的詮釋圖形空間的情形。西德尼是一位52歲的盲人。在10個月大的時候接種天花疫苗感染了嚴重的角膜炎導致失明。他除了對紅色、黑色和白色有模糊的視覺記憶外，其他視覺經歷幾乎是空白。這很像從小失明的美國女作家海倫·凱勒的經歷，凱勒直到80多歲的時候都沒有再看到過外面的世界，她廣為傳頌的傳記《假如給我三天光明》，感動了世界上千千萬萬的讀者。而西德尼幸運得多，在黑暗中度過了51年后于1959年經過角膜移植手術終于重建到光明。他睜開眼睛第一次看到映入眼簾的景象時，想必對他來說是永生難忘的時刻。[1]

盡管已有許多早期案例，但介于當時的技術條件，這些復明的病人并沒有經過科學上詳細全面的視覺測試，只記錄了病人或醫生的主觀描述。20世紀后，角膜移植手術使很多從小失明的兒童重獲了視力，神經系統的發育并沒有受到太大的影響。成人時期恢復視力的案例在研究人類視覺發育與感知問題中就顯得極其珍貴。因此，劍橋大學實驗心理學系的教師理查德·格雷戈里（Richard Gregory）和助手吉恩·華萊士（Jean Wallace）在得知西德尼恢復視力的情況后，在第一時間與西德尼會面并對他進行了全面的視覺檢查，以此驗證視覺感官是天生具有還是后天習得的。結果他們發現西德尼確實有許多獨特的視覺缺陷。西德尼如果沒有聽到人聲，他不會分辨是混沌不清的物體還是一張人臉。他對距離的感知也存在問題，當站在三四層樓高的陽臺時，他以為自己伸手就能摸到樓下的車輛。他也不具備任何立體視覺的能力，在觀看能夠愚弄常人的錯視圖片時，表現出完全的免疫力。如面對內克爾立方體，他無法將其看作任何一種三維圖像。[2]

二、動態影像中的不可能圖形

在拍攝化學兄弟（The Chemical Brothers）樂隊的MV《Let Forever Be》時，米歇爾·岡瑞模仿了七八十年代電視上流行的德羅斯特效應萬花筒轉場特效。在故事里，女主角過著平凡的生活，一天早晨，她被鬧鐘吵醒，起床來到化妝品店上班，但腦中卻不停地閃現出她成為一個舞者的畫面。每當幻想的畫面出現，米歇爾·岡瑞就將模擬電視的萬花筒圖像效果轉化為現實三維布景空間的德羅斯特效應場景。七個真實的舞者重復疊加，像從萬花筒里出來一樣，從一個角色變成了多個，模仿著1970年到1980年代的錄像帶常見的舞蹈動作。萬花筒特效形式的布景一共出現了七次。70年代BBC電視節目中經常將錄像帶拍攝的室內場景與16毫米膠片拍攝的室外場景直接剪接。米歇爾·岡瑞借鑒了這種復古的視覺氣質，全片由錄像帶和膠片混合拍攝，使得現實與虛擬相互顛倒，現實空間更加的虛擬化、影像化。女主角幻想的萬花筒似的虛幻場景則充滿了現實感。數字技術不斷發展的今天，我們隨時都可以無限制的拷貝、拼貼、和替換碎片化的影像時空。身體對現實世界的感知大都被二手的影像代替。我們生活在一個由碎片影像組成的虛擬化的、媒體化的、網絡化的、多視角的世界中。線性透視法的地位開始動搖，空間更加平面、重疊（圖2）。

化學兄弟（The Chemical Brothers）樂隊的MV《Star Guitar》是由米歇爾·岡瑞與他的弟弟Twist共同完成的。創意源自與他長期合作的歌手比約克（Bjork）很早前的一次談話。他最初構想過窗戶隨音樂節奏不停閃爍的視覺景象。后來在一次火車旅途中，車窗外不斷變化的景色激發了米歇爾·岡瑞的創作靈感，他選擇將火車車窗外的視覺元素與歌曲節奏交相呼應的形式。米歇爾·岡瑞這一次將電腦CG技術隱藏在紀實性的視覺風格下，經過弟弟的努力，全篇以一鏡到底的手法，使我們日常經驗的平凡景象，產生時空上無限的循環。他將歌曲的音色與影像進行“聯覺”式的轉換?！奥撚X”也稱通感，是各種感覺之間產生相互作用的心理現象。最常見的聯覺是“色-聽”聯覺，即對色彩的感覺能引起相應的聽覺。米歇爾·岡瑞將窗外的視覺元素如樹木、建筑、電線桿、煙囪等的形狀和重量、距離、間距等特征與歌曲中各樂器的音色、高低、節奏等特征一一對應起來，進行視覺化的演奏，呈現出介于CG動畫和記錄性錄像作品之間的全新的東西。[3]

三、結束語

不可能圖形是人們依據以往視覺經驗和知識判斷對特定視點下所觀察的二維圖形進行三維空間化的誤判，造成了幾何空間的悖論。不可能圖形不是人類的發明，是幾何數學的視覺體現。看似不合理的幾何悖論讓人們認識到感官的局限，直覺經驗的不可靠，它跨越了真實，最終成了超真實。本質上，一切以二維圖像構建三維空間的視覺藝術都包含了錯視技巧。如今，不可能圖形已成為錯視視覺藝術的一大子類，同時吸引著數學、醫學、心理學、計算機圖形學等多學科的關注。不可能圖形形成的視覺語言是當代藝術中不可或缺的方法之一。

參考文獻：

[1]陳萍.視錯覺在商業展示櫥窗設計中的運用[J].現代裝飾（理論），2017（01）：75-76.

[2]何怡.是什么欺騙了我們的眼睛？[J].書城，2015（05）：102-111.

[3]王雪卉.現代圖形創意形式研究[D].西北大學，2012.