从 旋转舞女 到左脑右脑

最近很多论坛上有一个帖子叫“一张图分出你是用左脑还是右脑”，要观看者回答下图中旋转舞女的旋转方向是顺时针还是逆时针（自上而下的视角）

据说这个是耶鲁大学5年的研究成果，说是如果你看到顺时针，说明右脑发达，逆时针说明左脑发达；
我身边绝大多数人一开始看到的都是顺时针；
当被告知图片存在二义性且有意识地“想看出逆时针”时，有相当一部分人最终可以看出逆时针，但他们当中多数一旦看出逆时针，很长时间内又变不回顺时针了；
在那些两个方向都看出的人中，有一小部分人之后会经常看出不同的方向，但主观无法有效控制；
在经常变换方向的人中，又有一小部分人可以掌握某种“技巧”，使得自己可以控制旋转方向；
在可以控制方向的人中，又有一小部分人能够表达出自己的技巧，并成功传授别人掌握自己的技巧

我可以做到让方向切换的频率稳定在2Hz，也就是每转180度（半圈）换一次方向。但是接下来我要讨论的是，为什么这个图片存在二义性，而它们和左右脑的关系是如何建立的。

首先，我想说，在正常视角下，这张图片是没有二义性的，舞女真正的旋转方向是逆时针。理由是，影子的旋转方向。如果你注意到舞女的倒影，你会发现倒影中脚尖的运动轨迹是一个椭圆。而在正常视角下，这个椭圆是由于脚尖作圆周运动在近大远小的视觉误差下产生的轨迹，椭圆上半部分是脚尖运动到远离观察者的时候的轨迹，而下半部分是靠近观察者时的轨迹。而图片中，椭圆的下半部分被隐藏了，在上半部分中，脚尖倒影的运动方向是逆时针的，因此，舞女的旋转方向是逆时针的。
当然，在这个观察下，我们仍可以把椭圆上半部想象成离我们近的部分，但这个想象不符合正常视角。因为在那样的空间视角下，图片不应该呈现出“中间较白亮，四周较灰暗”的亮度背景。

接下来的一个问题是，为什么这张图片“看起来有二义性”？尽管没有去了解任何图片制作的过程，但是通过观察我认为，问题出在舞女身上。大多数人认为经过全黑处理之后，舞女的旋转图像在两个方向下是完全一样的，因此导致了二义性。但我发现，如果我只看腿部，会很容易转换方向（事实上很多人就使用把目光集中在腿上来切换方向）；但是当我看整个人的时候，很难看出逆时针。因此我觉得，其实逆时针和顺时针的图像并不是完全一样的（尤其体现在一些旋转关节上，比如屁股...）。同时我还认为，舞女本身的部分是顺时针的旋转图像，这导致大多数人第一眼看到的是顺时针旋转。
在这一点上，我还没有很有力的论据，我的理由是源自我每180度换一次方向的技巧。事实上，只要我看到影子在上椭圆从右向左滑动时，我立刻会看到逆时针旋转；但当影子被隐藏在下椭圆中时，我会很轻易地看到顺时针旋转，因此便实现了180度一换方向。另外我还注意到，图片一开始的时候，脚尖位于即将到达最右端的位置，并向最右端移动，而此时正好处于没有影子的时候，因此大多数人在第一时间会认为舞女是顺时针旋转的。如果我手头有photoshop一类的图片处理软件的话，我就可以做一个实验：把图片的前几祯剪掉，让一开始时脚尖就位于最右端，然后影子在第一时间在椭圆上半部自右向左滑动。我认为这样处理之后会有相当比例的人第一眼认为是逆时针旋转。

最后，讨论下关于旋转方向与左右脑的联系的问题。先总结一下上面，如果我判断没有错误的话，这张图片是用一个顺时针旋转的人体图像，和一个逆时针旋转的倒影部分合成的。由于对人体做了全黑处理，因此把人体想象成逆时针旋转也是合理的（两个方向在二维图像上都体现为左右摆动，顶多有局部变形和“不容易想象”的问题），但是由于倒影投影在地板上后变成椭圆，因此在中间亮四周黑的光照背景下便有了唯一方向，逆时针。
下面要问的是，为什么说右脑看出顺时针，左脑看出逆时针呢？我想应该是这样的，由于右脑善于观察和空间想象，因此当我们没有注意到影子的方向时，右脑会敏锐地察觉出顺时针和逆时针在图像上的细微差别，从而输出顺时针旋转的信号。而当注意到影子的方向之后，左脑通过推理分析得出，顺时针是不可能的。此时需要右脑再综合影子和人体图像在脑子里构建出逆时针旋转的模型。此时便可以看出逆时针了。之所以不能转换自如，是因为大脑在视觉信号上有著名的连续化的暗示效应。为了克服这种效应，有一个小窍门，就是在希望切换方向时连续眨眼，这样会有助于减弱这种暗示效应。


后言：我知道文字最后几段有点民科的味道...这是由于缺乏实验数据支持和没有引用前人研究成果导致的。（好在这只是一篇博文，脑科学也不是我的研究方向）然而，我想这篇文章和民科文章最大的区别（也是正科和民科最大的区别）是，文章的中心结论是容易验证的。