وقتی مغز با وجود آگاهی فریب می‌خورد؛ معمای فانوس دریایی خیالی پس از یک قرن حل شد

تصور کنید شب‌هنگام کنار دریا ایستاده‌اید و نور فانوس دریایی را روی آب می‌بینید. همه‌چیز طبیعی به نظر می‌رسد، جز اینکه فانوس دریایی اصلاً آنجا نیست! منبع واقعی نور روی خشکی و پشت سر شما قرار دارد، اما مغزتان اصرار می‌کند که نور از نقطه‌ای دور در دل دریا می‌آید. حتی دانستن محل واقعی فانوس هم نمی‌تواند این تصور عجیب را از بین ببرد.

این پدیده که «توهم فانوس دریایی خیالی» نام دارد، دست‌کم از دهه‌ی ۱۹۳۰ توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. اکنون پژوهشگران دانشگاه ملبورن و مؤسسه‌ی پلی‌تکنیک فدرال لوزان توضیح تازه‌ای برای آن ارائه کرده‌اند که نشان می‌دهد مغز چگونه هنگام تشخیص فاصله و حرکت نور دچار اشتباه می‌شود.

به‌گزارشآی‌اف‌ال‌ساینسیکی از مشهورترین مکان‌هایی که این خطای دید در آن رخ می‌دهد، جزیره‌ی لیدی الیوت در جنوب دیواره‌ی بزرگ مرجانی استرالیا است. این پدیده در جزیره چنان شناخته‌شده است که حتی در راهنماهای گردشگری نیز به آن اشاره می‌شود.

سایمون کراپر، پژوهشگر دانشگاه ملبورن، برای بررسی پدیده تصویری متحرک طراحی کرد که تجربه‌ی مشاهده‌ی نور فانوس دریایی از ساحل را بازسازی می‌کند. در این شبیه‌سازی، فانوس پشت سر و بالاتر از ناظر قرار دارد، اما پرتو نور به شکلی دیده می‌شود که انگار منبع آن در دریاست.

چارلز کمپ، استاد دانشگاه ملبورن نیز پس از مشاهده‌ی این خطای دید در جزیره‌ی لیدی الیوت، نمونه‌ای از آن را در محیط واقعیت مجازی بازسازی کرد. این آزمایش‌ها به پژوهشگران کمک کرد تا علت احتمالی پدیده را دقیق‌تر بررسی کنند.

پژوهشگران معتقدند دلیل اصلی این خطای دید، اشتباه مغز در تخمین فاصله‌ی بخش‌های دورتر پرتو نور است.

فانوس‌های دریایی امروزی نور بسیار قوی دارند که از فاصله‌های دور دیده می‌شود. پرتو این فانوس‌ها هنگام چرخش، بخش وسیعی از دریا را روشن می‌کند و انتهای آن می‌تواند با سرعت زیادی روی سطح آب حرکت کند، هرچندسرعت نوردر این شرایط تغییر نمی‌کند. اما مغز انسان به مشاهده‌ی حرکت اجسام در چنین فاصله‌های بزرگی عادت ندارد. به همین دلیل، بخش دوردست پرتو را نزدیک‌تر از فاصله‌ی واقعی آن تصور می‌کند.

برای درک بهتر موضوع، چرخش عقربه‌های یک ساعت را تصور کنید. نوک عقربه‌ی بلندتر در هر دور، مسیر بیشتری از قسمت نزدیک به مرکز طی می‌کند و در نتیجه سرعت بیشتری دارد. پرتو چرخان فانوس دریایی نیز رفتار مشابهی دارد؛ بخش‌های دورتر پرتو در هر چرخش، مسیر طولانی‌تری را طی می‌کنند.

بااین‌حال، فردی که از ساحل به دریا نگاه می‌کند، ممکن است انتهای دوردست پرتو را کندتر از بخش نزدیک آن ببیند. مغز برای توضیح این حرکت ظاهری، موقعیت منبع نور را اشتباه تخمین می‌زند و تصور می‌کند فانوس دریایی جایی در دل دریا قرار دارد.

نکته‌ی عجیب این است که حتی اگر فرد بداند فانوس پشت سرش قرار دارد، باز هم ممکن است نتواند از این خطای دید رهایی پیدا کند. آگاهی از واقعیت همیشه برای اصلاح برداشت اشتباه مغز کافی نیست.

پژوهشگران برای بررسی توضیح خود، پیش‌بینی مشخصی مطرح کردند: اگر علت خطای دید واقعاً به تخمین اشتباه فاصله مربوط باشد، فاصله‌ی ناظر از فانوس باید بر شدت و شکل وقوع آن تأثیر بگذارد.

این محاسبات همچنین نشان می‌دهند که برای فانوس‌های بلندتر، ناظر باید فاصله‌ی بیشتری داشته باشد تا شرایط لازم برای وقوع خطای دید فراهم شود.

پژوهشگران با استفاده از واقعیت مجازی، ظاهر پرتو نور را از فاصله‌های مختلف شبیه‌سازی کردند. نتایج با پیش‌بینی‌های آن‌ها مطابقت داشت و تجربه‌هایشان در جزیره‌ی لیدی الیوت نیز از توضیح پیشنهادی پشتیبانی می‌کرد. البته هنوز آزمایش‌های مستقل میدانی برای تأیید این پیش‌بینی‌ها گزارش نشده است؛ بنابراین، نمی‌توان گفت علت پدیده به‌طور قطعی مشخص شده است.

پژوهش جدید فقط به توضیح یک پدیده‌ی عجیب در سواحل محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند به درک بهتر خطاهای دیداری دیگر نیز کمک کند.

برای مثال، ماه هنگام قرارگرفتن نزدیک افقمعمولاً بزرگ‌تر از زمانی به نظر می‌رسدکه در بالای آسمان قرار دارد؛ درحالی‌که اندازه‌ی واقعی آن تغییر محسوسی نمی‌کند. دانشمندان مدت‌هاست درباره‌ی علت این خطای دید بحث می‌کنند و پژوهش تازه می‌تواند سرنخ‌هایی درباره‌ی نقش برداشت مغز از فاصله در چنین پدیده‌هایی ارائه دهد.

جزیره‌ی لیدی الیوت از نظر تاریخی هم ویژگی جالبی دارد. در این جزیره دو فانوس دریایی وجود دارد که یکی از آن‌ها پس از بیش از ۱۲۰ سال فعالیت، در سال ۱۹۹۵ بازنشسته شد و فانوسی بلندتر جای آن را گرفت. ساختمان فانوس قدیمی همچنان به‌عنوان اثری تاریخی حفظ شده است. بااین‌حال، نزدیکی دو فانوس به یکدیگر نشان می‌دهد که وجود ساختمان قدیمی نمی‌تواند توضیحی برای مشاهده‌ی نور خیالی در فاصله‌ای دور از ساحل باشد.

به‌گفته‌ی پژوهشگران، آنچه انسان می‌بیند همیشه بازتاب کاملاً دقیقی از واقعیت نیست. مغز برای تفسیر اطلاعات چشم‌ها از تجربه‌ها و انتظارات قبلی استفاده می‌کند. این سازوکار در بیشتر مواقع به درک درست محیط کمک می‌کند، اما وقتی اطلاعات دیداری کافی نباشد، ممکن است تصویری بسازد که با واقعیت تفاوت دارد.

توهم فانوس دریایی خیالی نمونه‌ای از همین ویژگی مغز است؛ جایی که فرد محل واقعی نور را می‌داند، اما همچنان آن را در جای اشتباهی می‌بیند.

پژوهش در ژورنالOpen Mindمنتشر شده است.