为什么汽车轮子高速运转的时候看起来像是在往后退？

dakou0215

根据我知道的一些知识,我觉得这是人视觉上能感受到的频率和车轮转速之间的关系决定的。首先我们能看见一个轮子在转,是因为轮子上有一些标志物帮助我们判断,一个完全光滑的圆环是很难看出它在不在转的。那这些标志物,就拿辐条作例子吧,在转动的时候就以某个频率经过我们的视线。当一根辐条经过某一点的时候被我们看见了,它经过下一点的时候又被我们看见了,如果下一点在前一点的逆时针方向,我们就判断说轮子在逆时针转,即车子在向前进。想象一下我们给轮子拍照片,拍完了排列起来看轮子的转动。如果轮子每转一圈我们拍两张,那么拍出来都是半圈半圈的照片,无法判断转动方向。如果每转一圈我们拍3张、4张,或者更多张,就能判断出来了。如果转了大半圈才拍一张,排列起来,车轮看起来就像在倒退。我们的视觉是神经细胞放电形成的,当辐条经过我们视线的频率太高时,不是每次都能被神经细胞感知。这样的话,当辐条转了超过大半圈才被眼睛再一次看到,我们就会觉得它处在上次看到的那个点的顺时针方向,我们的大脑就凭此判断轮子在顺时针转,车子在后退。======== 到这里可以结束了,如果你时间多的话。。。 =============这个解释有两个假设:1. 神经细胞能感受到的频率有个极限; 2.大脑凭物体的相对位置来判断它们的运动方向。这两个假设目前都有一些科学实验结果来支持。对于假设1,这个极限和神经细胞放电有关。运动的辐条刺激视网膜上的神经细胞放电,神经细胞把电信号传送给大脑产生视觉。从上一次传送信息到下一次传送信息之间有间隙,并且大脑整合这些信息也需要时间,在这个很短的时间里就有可能错过一些视觉信息。比如一根转得“太快”的辐条,当神经细胞花时间处理它上一次经过的信息时,它在这个间隙里经过的那些点就没被察觉,当它转了超过大半圈时才再一次被感知。这样大脑得到的信息就是辐条下一个位置在前一个位置的顺时针方向了。和意识相关的脑电波超过60赫兹算少见的高频。普通轿车车轮直径约60厘米,转一圈约算2米的话,160公里/时 速度下每秒22转左右。要看见辐条在转,那它转一圈的过程中至少要被感知2次以上。脑电波频率因人而异,如果某些同学的视觉感知使用的脑波频率比44赫兹低的话,有可能就是看见车轮反转的原因之一。对于假设2,有人设计过实验,受试者报告说看见了运动中的物体,但实际上只是视野中有一部分物体在闪烁产生的视错觉。研究人员根据类似的实验证据,分析认为我们对物体运动方向的判断,很大程度上取决于物体之间的相对位置。那么我们看见辐条下一次出现在顺时针的方向,就下意识地“脑补”了它顺时针的运动。======= 到这里可以结束了,但如果你还有时间的话 ==============其实这个问题如果是拍照片,就完全是个物理问题,只和开头提到的那个采样频率原理有关系。不过既然提到为什么人看见车轮倒退,就涉及到是什么决定了人能看见的频率,而人的意识是个复杂过程。有个小知识,说来不妨。如果人是通过对比两次看见的辐条位置来判断运动的,那大脑就要在短时间内记住上一次在哪看见了它。目前人们发现,大脑试图在短时间内记住一些信息时,一些10-20赫兹左右的脑电波和这种行为关系很密切。也许这有助于解释,为什么视网膜细胞可以达到每秒上百次的活动频率,但仍然不足以“对抗”车轮倒转。因为看见倒转这件事,不光只有感受这么简单,还涉及到记忆等等其他大脑功能,任何一个环节跟不上,都可能造成判断错误。

weitinas

看起来很有意思