把科学带回家
2019-03-01
本文由公众号“把科学带回家”提供
给孩子最好的科学教育
俗话说眼见为实，但许多视错觉都能证明人的眼睛相当不靠谱。在设计视错觉的人中，有个人把视错觉提升到了新的水平。
请看——
关键概念
视错觉
材料和操作
白纸
剪刀
创造这些视错觉的人，是一个叫杉原厚吉（Kokichi Sugihara）的日本数学家。他创造的是错觉装置帮他拿到了2010、2013、2018年的Best Illusion of the Year Contest（年度视错觉大奖）。他的16年和10年的参赛作品在年度视错觉大奖频道上获得了800多万和600多万的点击率，再加上媒体宣传，数千万人被他的不可能装置搞得怀疑人生。
在接受采访时，杉原表示，“过去，视错觉是心理学的研究课题。但是我从数学上带来了制造视错觉的新方法。”他的视错觉打破了镜像对称。加州州立大学的物理学家Ray Hall评价，“杉原的作品是数学的艺术，他借用光学原理来证明我们的感觉系统有多么不牢靠。”
后来，借助他的方法，瑞士苏黎世联邦理工学院还在纳米层面制造了杉原的不可能的装置。杉原并没有公开他的视错觉装置的全部制作方法。但是有些热情的数学家也破解了其中的一些。
比如下面这个不可能的圆柱——
还有杉原自己公开的反重力滑梯——
不可能的双环——
不可能的交叉——
埃舍尔阶梯——
如何获取制作模版？
在“把科学带回家”后台回复“不可能”，就可以获得下面这些视错觉折纸艺术的制作方法啦。
原理
为什么我们的眼睛被杉原的不可能装置骗到呢？
杉原介绍说，首先，这是因为我们的不完美的眼睛尝试把二维图像还原为三维，而且在这个过程中希望寻求规律和完美。比如下面图片里的各种形状，在人眼看来都是一样的，都是一个正四面体。
还有这些形状各异的图形，转一个角度看就会变成不可能的方框——
其次，杉原巧妙地利用了人脑对于直角的假设。如果你细心留意就会发现，杉原的不可能方框都有一个共同的特征，那就是它们大都由3个一组的平行线构成。这些线段的组合让人脑倾向于认为它们在空间上互相垂直，而不是更加复杂的不规律的形态，这就导致了视觉悖论的出现。
来看看他的一些视错觉折纸艺术的真实拓扑形态吧，你猜对了吗——
亲爱的小伙伴们，你有没有尝试“杉原折纸”？想让更多小伙伴看到你的作品？可以把你拍到的照片发给我们哦~你也可以把孩子的小名一起发过来展示在我们推送中。我们将每月抽一次奖，送一期电子版《环球科学》！
读者投稿
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