科学与艺术的结合仅限于科普吗，艺术能否推动科学进步？

艺术还能激发科研的方向！比如鲁本斯的绘画中若隐若现的视觉错觉，激发了许多研究论文，甚至帮助我们更深入理解视觉错觉和背后的视觉加工的基础机制。

那我得先说一下 波根多夫错觉（Poggendorff illusion）：大家看一下下面左边的图，告诉我黑色线段在灰色的色块遮盖后，更应该是蓝色还是红色线段的延长线？

可能很多人会觉得是蓝色，但是如果我们直接画辅助线会得到不同的结果。所以说一条直线被部分遮盖后，分隔出的两条直线看起来不在一条直线上的错觉体验。这种现象被波根多夫在1860年发现，之后这个错觉其发现者波根多夫的名字而命名^[1]。

所以说，在人的眼中，严格的“几何对齐”并不会直接得到“感知对齐”。甚至说，如果要创造出一个感知上对齐的线段，我们似乎还得故意“几何上不对齐”才行。这种错觉非常有趣，也引发了不少学者的探讨和分析。现在主流的观点，基本都认为是人的视觉系统在面对不确定性时候的信息处理方法所致^[2][3]：在噪声（信号与系统角度的噪音）与不确定条件下，人的视觉系统对于这个感知觉任务（线段的判断）在根据过去经验的频率分布去反推“最可能的真实三维情形”，那么在类似波根多夫错觉的视觉条件（既一个三维物体遮蔽了一个长棍/线段）下，把两段斜线“错接”起来是统计意义上更合理的，也更符合可能的真实条件（景深加入影响了判断精度）。

似乎这种“冷冰冰”的视觉科学和绘画没什么关系。而科学和艺术的碰撞可能需要时间的酝酿。在1984年，Topper在分析波根多夫错觉时候，发现了一个意想不到的事情，看似1860年是波根多夫错觉发现时间，而似乎几百年前早有人发现，而且做出了实践？

这就得说到一名著名的画家，鲁本斯（Rubens，1577-1640）。

以及他的巨作Descent from the Cross：

是的，他的这副作品中有着极为富有艺术表现和符号意义的绘画。更有一处让视觉科学工作者兴奋的点：梯子似乎有意地“不对齐”来配合我们的波根多夫错觉，从而创造出更强的真实感。虽然在17世纪视觉科学还没有多少研究，但是考虑到这是鲁本斯就完全有可能！从画室实践看，鲁本斯受过系统的透视/构图训练，长期在大型祭坛画的遮挡、分组、斜线与竖直的交织里工作，所以他的丰富经验和强大的绘画能力完全让他可能体验过也能创作出这样的错觉。其次，鲁本斯不是一般艺术家！别忘了，鲁本斯可是“二创”提香的作品（The Fall of Man），还能巧妙地用鹦鹉作为视觉线索完整的改变了观察者的视觉体验，硬生生把观看的主导权也用自己的巧思而夺得^[4]。

毕竟，鲁本斯在这副描绘十字架的绘画中，可能要解决的是“画面与观看”统一，结合他的经验和已有的创作，没准真的有可能！所以在Topper的原始论文中^[1]很深刻地探讨了这一可能性。然后，Zavagno等人更进一步，直接模拟和测试^[5]。他们发现在场景等尺（模拟原作观看）的条件下，被试的确出现了波根多夫错觉，既鲁本斯可能“意识到并试图修正”这一错觉。不过Zavagno等人也提到了一丝丝不确定性：当图像尺寸变化之后，错觉的方向和感受会有不同。也就是说，不能直接认为鲁本斯在用绘画手段修正知觉体验，甚至画大到那个程度（以至于人要仰视），错觉可能自然而然的产生。

但是在2022年，Daneyko等人提出了新的想法^[6]：可能鲁本斯的绘画不是为了修正错觉，可能就是偶然。他们比较了鲁本斯这幅画和另一幅类似的画，发觉绘画中对于梯子位置的控制不一样。在严格试验后，用等尺重建与收藏在安特卫普和里尔的两版本的绘画进行比较。结果发现两幅画都能诱发错觉，但平均错觉量与鲁本斯的绘画处理并不对位。甚至类似前人的研究结果（既错觉的产生可能被尺度影响，而不是由于绘画本身），其实里尔版的几何“对齐”也仍有错觉。因此不支持“鲁本斯为补偿错觉而故意错位”。

在这一组研究的探索下，我们对于错觉的理解有了更深入地探索（比如考虑到了观测环境和刺激大小本身都会影响错觉，因此这个过程真的非常贝叶斯），也让我们更深入地理解了鲁本斯的创作和观察。

虽然鲁本斯可能没有完全理解和试图重现波根多夫错觉，但是艺术和视觉科学的碰撞实在是浪漫。甚至我觉得如果那时候的科学已经如现代发达，鲁本斯没准能创作出更多和更有趣的作品！

参考

1. ^^abTopper, D. R. (1984). The Poggendorff illusion in Descent from the Cross by Rubens. Perception, 13。
2. ^Fermüller, C., & Malm, H. (2004). Uncertainty in visual processes predicts geometrical optical illusions. Vision research, 44(7), 727-749.
3. ^Howe, C. Q., Yang, Z., & Purves, D. (2005). The Poggendorff illusion explained by natural scene geometry. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(21), 7707-7712.
4. ^Alexander, R. G., Venkatakrishnan, A., Chanovas, J., Ferguson, S., Macknik, S. L., & Martinez-Conde, S. (2024). Why did Rubens add a parrot to Titian's The Fall of Man? A pictorial manipulation of joint attention. Journal of Vision, 24(4), 1-1.
5. ^Zavagno, D., Daneyko, O., & Stucchi, N. (2015). The Poggendorff illusion before Poggendorff. Perception, 44(4), 383–399
6. ^Daneyko, O., Stucchi, N., & Zavagno, D. (2022). The Poggendorff illusion in Ruben’s Descent from the Cross in Antwerp: Does the illusion even matter? I-Perception, 13(5). https://doi.org/10.1177/20416695221125879 (Original work published 2022)