دلیل بروز خطای دید در مورد فانوس‌های دریایی خیالی مشخص گردید

تصور کنید که در دل شب، در کنار ساحل ایستاده‌اید و نوری از یک فانوس دریایی را بر روی آب مشاهده می‌کنید. همه‌چیز به‌نظر عادی است، اما نکته اینجاست که آن فانوس دریایی در واقع وجود ندارد! منبع حقیقی این نور، در خشکی و پشت سر شما قرار دارد، اما ذهن‌تان به‌طور اصراری آن را به‌عنوان نوری که از عمق دریا نشأت می‌گیرد، تصور می‌کند. حتی با آگاهی از مکان واقعی فانوس، این تصور عجیب همچنان بر ذهن شما حاکم است.

این پدیده که به نام «توهم فانوس دریایی خیالی» شناخته می‌شود، از دهه ۱۹۳۰ مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. در حال حاضر، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ملبورن و مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان دریافته‌اند که مغز چگونه هنگام تشخیص فاصله و حرکت نور، اشتباه می‌کند.

طبق گزارش آی‌اف‌ال‌ساینس، یکی از مشهورترین مکان‌هایی که این خطای دید در آن به وضوح قابل‌مشاهده است، جزیره لیدی الیوت واقع در جنوب دیواره بزرگ مرجانی استرالیا است. این پدیده به حدی در جزیره شناخته‌شده است که در راهنماهای گردشگری نیز به آن اشاره می‌شود.

سایمون کراپر، یکی از پژوهشگران دانشگاه ملبورن، به‌منظور درک بهتر این پدیده، یک شبیه‌سازی متحرک طراحی کرد که تجربه مشاهده نور فانوس دریایی از ساحل را بازسازی می‌نماید. در این شبیه‌سازی، فانوس در بالای سر و پشت ناظر قرار دارد، اما نور به‌گونه‌ای مشاهده می‌شود که انگار منبع آن در دل دریا واقع است.

چارلز کمپ، استادی از دانشگاه ملبورن که به این خطای دید در جزیره لیدی الیوت توجه کرده بود، نمونه‌ای از آن را در محیط واقعیت مجازی بازسازی کرد. این آزمایش‌ها به محققان کمک کرد تا علت دقیق این پدیده را بهتر شناسایی کنند.

محققان بر این باورند که اصلی‌ترین علت این خطای دید، اشتباه مغز در برآورد فاصله‌ای است که مربوط به قسمت‌های دورتر پرتو نور می‌باشد.

فانوس‌های دریایی معاصر دارای نوری بسیار قوی هستند که از فواصل وسیع قابل مشاهده‌اند. پرتو این فانوس‌ها در هنگام چرخش، ناحیه وسیع‌تری از دریا را روشن می‌سازد و انتهای آن می‌تواند به‌سرعت بر روی سطح آب حرکت نماید، هرچند که سرعت نور در این شرایط ثابت است. با این حال، مغز انسان به مشاهده حرکت اجسام در چنین فواصل دور عادت ندارد و به همین دلیل، بخش دورتر پرتو را نزدیک‌تر از فاصله واقعی‌اش تصور می‌کند.

برای درک بهتر این موضوع، می‌توانید به چرخش عقربه‌های یک ساعت فکر کنید. نوک عقربه بلندتر در هر چرخش، مسافت بیشتری نسبت به بخش نزدیک به مرکز طی می‌کند و در نتیجه سرعت بیشتری دارد. پرتو چرخان فانوس دریایی نیز رفتاری مشابه دارد؛ بخش‌های دورتر پرتو در هر چرخش، مسیر طویل‌تری را می‌پیمایند.

با این حال، فردی که از ساحل به دریا نظر می‌کند، ممکن است انتهای دور را کندتر از بخش نزدیک آن ببیند. مغز برای توضیح این حرکت به ظاهر، موقعیت منبع نور را نادرست تخمین زده و تصور می‌کند که فانوس دریایی در عمق دریا قرار دارد.

عجیب این است که حتی اگر فرد بداند که فانوس در پشت سرش قرار دارد، باز هم ممکن است نتواند از این خطای دید رهایی یابد. آگاهی از واقعیت همیشه کافی نیست تا برداشت غلط مغز را اصلاح کند.

محققان به‌منظور بررسی توضیحاتشان پیش‌بینی منحصر به فردی مطرح کردند: اگر علت خطای دید واقعاً به تخمین نادرست فاصله مربوط باشد، باید فاصله ناظر از فانوس بر شدت و الگوی بروز آن تأثیر بگذارد.

این محاسبات همچنین نشان می‌دهند که برای فانوس‌های بلندتر، ناظر باید در فاصله بیشتری قرار داشته باشد تا شرایط مناسب برای بروز خطای دید ایجاد شود.

پژوهشگران با بهره‌گیری از فناوری واقعیت مجازی، نمای پرتو نور را از فواصل مختلف شبیه‌سازی کردند. نتایج حاصله با پیش‌بینی‌های آنها هم‌خوانی داشت و تجربیاتشان در جزیره لیدی الیوت نیز از توضیحات مطرح شده پشتیبانی می‌کرد. البته هنوز هیچ آزمون‌ مستقل میدانی برای تأیید این پیش‌بینی‌ها منتشر نشده است؛ بنابراین نمی‌توان به‌طور قطعی گفت که علت این پدیده مشخص شده است.

این تحقیق تنها به توضیح یک پدیده عجیب در سواحل محدود نمی‌شود بلکه می‌تواند درک بهتری از خطاهای دیداری دیگر را نیز فراهم آورد.

به‌عنوان مثال، ماه هنگامی که نزدیک افق قرار دارد، اغلب بزرگ‌تر از زمانی به نظر می‌آید که در آسمان بالا قرار دارد، در حالی که اندازه واقعی آن تغییری نمی‌کند. دانشمندان سال‌هاست که درباره علت این خطای دید بحث می‌کنند و پژوهش جدید ممکن است سرنخ‌هایی در مورد نقش برداشت مغز از فاصله در چنین پدیده‌ها ارائه دهد.

جزیره لیدی الیوت از منظر تاریخی نیز جالب است. این جزیره دو فانوس دریایی دارد که یکی از آن‌ها بعد از بیش از ۱۲۰ سال فعالیت در سال ۱۹۹۵ بازنشسته شد و فانوسی بلندتر جای آن را گرفت. ساختمان فانوس قدیمی هنوز به عنوان اثر تاریخی حفظ شده است. با این حال، نزدیکی این دو فانوس به یکدیگر نشان می‌دهد که وجود ساختمان قدیمی نمی‌تواند توجیهی برای مشاهده نور خیالی در فاصله زیاد از ساحل باشد.

به‌گفته پژوهشگران، آنچه انسان می‌بیند همیشه بازتابی کاملا دقیق از واقعیت نیست. مغز برای تفسیر اطلاعات چشم‌ها از تجربیات و انتظارات گذشته استفاده می‌کند. این سازوکار به‌طور معمول به فهم درست از محیط اطراف کمک می‌کند، اما هرگاه اطلاعات بصری کافی وجود نداشته باشد، ممکن است تصویر نادرستی ایجاد کند که با واقعیت تفاوت دارد.

توهم فانوس دریایی خیالی نمونه‌ای از این خاصیت مغز است؛ جایی که فرد از موقعیت واقعی نور آگاهی دارد اما آن را به‌نحوی نادرست مشاهده می‌کند.

تحقیقات در ژورنال Open Mind منتشر شده است.