علت اشتباهات بصری در مورد فانوس‌های دریایی غیرواقعی مشخص گردید
“`html
فرض کنید در ساعتی تاریک در کنار دریا ایستاده‌اید و با چشمانتان نور یک فانوس دریایی را بر روی سطح آب مشاهده می‌کنید. همه‌چیز به‌نظر طبیعی است، اما حیرت‌آور اینکه این فانوس دریایی اصلاً در آن مکان وجود ندارد! منبع اصلی نور در حقیقت بر روی خشکی و دقیقاً پشت سر شما قرار دارد، در حالی که ذهنتان به‌طور مداوم سعی می‌کند نور را از نقطه‌ای دور در عمق دریا درک کند. حتی آگاهی از مکان واقعی فانوس نیز بر این تصور عجیب اثری نخواهد داشت.
این اتفاق که به‌نام «توهم فانوس دریایی خیالی» شناخته می‌شود، آغاز توجه دانشمندان را به خود از دهه‌ی ۱۹۳۰ جلب کرده است. در حال حاضر، محققان دانشگاه ملبورن و مؤسسه‌ی پلی‌تکنیک فدرال لوزان به تبیین جدیدی از آن پرداخته‌اند که نشان می‌دهد مغز چگونه در تشخیص فاصله و حرکت نور دچار خطا می‌شود.
با توجه به گزارش آی‌اف‌ال‌ساینس، یکی از پرآشفتگی‌ترین مکان‌ها که این اشتباه دیداری در آن دیده می‌شود، جزیره‌ی لیدی الیوت در قسمت جنوبی دیواره‌ی بزرگ مرجانی استرالیا است. این پدیده در آن جزیره تا حدی مشهور است که حتی در راهنماهای گردشگری به این موضوع اشاره شده است.
سایمون کراپر، محقق دانشگاه ملبورن، اقدام به طراحی تصویری متحرک کرد که تجسمی از تجربه‌ی دیده شدن نور فانوس دریایی از ساحل را فراهم می‌آورد. در این شبیه‌سازی، فانوس در بالای سر و پشت ناظر قرار دارد، ولی نور به‌گونه‌ای نمایش داده می‌شود که گویی منبع آن در خود دریا است.
چارلز کمپ، استاد دانشگاه ملبورن، نیز پس از دیدن این خطای دید در جزیره‌ی لیدی الیوت، نمونه‌ای از آن را در محیط واقعیت مجازی بازساخت. این آزمایش‌ها به پژوهشگران یاری رسانده تا علت احتمالی این پدیده را بهتر ارزیابی کنند.
چرا مغز منبع نور را نادرست تشخیص می‌دهد؟
محققان بر این باورند که عامل اصلی این خطای دید، اشتباه مغز در ارزیابی فاصله‌ی منابع نوری قرار گرفته در دوردست است.
مدت‌هاست که مردم نور فانوس‌های دریایی را در دل دریا مشاهده می‌کنند، درحالی‌که منبع واقعی آن‌ها پشت سر و بر روی خشکی واقع شده است.
ذهن ما برای فهم فاصله‌ی اجسام به نشانه‌های مختلفی نظیر اندازه، حرکت و جزئیات محیط اعتماد می‌کند. اما هنگامی که شب فرا می‌رسد، به‌ویژه موقعی که به دریا نگاهی می‌اندازید، این نشانه‌ها معمولاً محو می‌شوند. در چنین حالت، مغز بیشتر به تجربیات گذشته و انتظاراتش برای درک بصری متکی می‌شود. این وضعیت می‌تواند منجر به نادرست برداشت کردن از محل اصلی منبع نور گردد.
فانوس‌های دریایی امروزی با نوری بسیار قوی طراحی شده‌اند که از فواصل بلند نیز قابل مشاهده‌اند. پرتو این نور هنگام چرخش، ناحیه وسیعی از دریا را روشن می‌سازد و نوک پرتو می‌تواند با سرعت زیادی بر روی آب حرکت کند، گرچه سرعت واقعی نور هیچ تغییری نمی‌کند. بنابراین، مغز انسان به مشاهدات حرکتی در چنین فواصل دور عادت ندارد و به‌این‌ترتیب ناحیه دورتر پرتو را نزدیک‌تر از آنچه که هست، درک می‌کند.
برای درک بهتر موقعیت، به حرکات عقربه‌های ساعت فکر کنید. سر عقربه‌ی بلندتر در هر چرخش، مسافت بیشتری نسبت به قسمت نزدیک‌تر به مرکز طی می‌کند و در نتیجه سریع‌تر به نظر می‌رسد. پرتو دوار فانوس دریایی نیز مشابهت‌هایی با این حرکت دارد؛ اجزای دورتر پرتو به هنگام چرخش، مسیر طولانی‌تری را می‌پیمایند.
اگرچه فردی که به دریا نگاه می‌کند ممکن است انجماد دوردست پرتو را کندتر از قسمت نزدیک‌تر ببیند، مغز برای تبیین این حرکت ظاهری، موقعیت واقعی منبع نور را نادرست ارزیابی کرده و فکر می‌کند که فانوس در عمق دریا قرار دارد.
نکته‌ی جالب این است که حتی اگر شخص بداند که فانوس پشت سر او قرار دارد، ممکن است همچنان نتواند از این خطای دید بیرون بیاید. آگاهی از واقعیت به‌تنهایی برای تصحیح اشتباه مغز کافی نیست.
فاصله از فانوس دریایی چگونه بر خطای دید تأثیر می‌گذارد؟
محققان برای ارزیابی توضیح خود، پیش‌بینی خاصی را مطرح کرده‌اند: چنانچه علت خطای دید واقعاً مربوط به تخمین مسافت باشد، باید فاصله‌ی ناظر از فانوس بر شدت و نوع این خطا تأثیر بگذارد.
مغز در تاریکی قادر به تشخیص صحیح فاصله و سرعت حرکت نور نیست و به همین دلیل، موقعیت فانوس دریایی را به‌نحو نادرستی تصور می‌کند.
براساس محاسبات انجام‌شده، اگر منبع نور در ارتفاع ۳۰ متری قرار داشته باشد، افرادی که بیش از ۶۷ متر از آن فاصله دارند، باید این خطای دید را درک کنند. در فاصله‌ی تقریباً ۶۷ متری، تشخیص اینکه نور از جلو می‌آید یا از پشت سر، برای ناظر دشوار می‌شود. با افزایش فاصله، احتمال اینکه فرد نور را در دریا تصور کند، بیشتر می‌شود.
این محاسبات همچنین نشان می‌دهند که برای فانوس‌های بلندتر، ناظر باید در فاصله‌ی بیشتری قرار داشته باشد تا شرایط لازم برای تجربه‌ی این خطای دید رقم بخورد.
با بهره‌گیری از فناوری واقعیت مجازی، پژوهشگران نمای پرتو نور را از فواصل مختلف شبیه‌سازی کردند. نتایج حاصل با پیش‌بینی‌های آن‌ها مطابقت داشت و تجربیات آن‌ها در جزیره‌ی لیدی الیوت نیز از تبیین پیشنهادی حمایت می‌کرد. با این حال، هنوز آزمایش‌های میدانی مستقل برای تأیید این پیش‌بینی‌ها انجام نشده است و لذا، نمی‌توان به یقین به علت این پدیده دست یافت.
ارتباط توهم فانوس‌های دریایی با بزرگ‌تر به نظر رسیدن ماه
این پژوهش صرفاً به توضیح یک پدیده‌ی جالب در سواحل محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند به فهم بهتر خطاهای بینایی دیگر نیز کمک کند.
به‌عنوان مثال، هنگامی که ماه نزدیک به افق قرار می‌گیرد، معمولاً بزرگ‌تر از زمانی دیده می‌شود که در آسمان بالاتر قرار دارد، در حالی که اندازه‌ی واقعی آن تغییر محسوسی نمی‌کند. دانشمندان مدت‌هاست که درباره‌ی علت این خطاهای دید گفتگو کرده‌اند و پژوهش‌های جدید ممکن است سرنخ‌هایی در مورد نقش برداشت مغز از فاصله در این نوع پدیده‌ها فراهم آورد.
سازوکار توهم فانوس دریایی می‌تواند در توضیح پدیده‌های مشابه، مانند بزرگ‌تر دیده‌شدن ماه در نزدیکی افق، مؤثر واقع شود.
خطاهای دید دیگری نیز در نزدیکی فانوس‌های دریایی مشاهده شده‌اند. در برخی مواقع، افراد گمان می‌کنند که پرتو نور به سمت سطح دریا خم می‌شود، در حالی که در واقع نور به‌صورت مستقیم و موازی با سطح آب حرکت می‌کند. محققان بر این باورند که توضیحاتی که آن‌ها ارائه کرده‌اند می‌تواند به این پدیده نیز پرداخته و آن را تبیین کند.
جزیره‌ی لیدی الیوت در تاریخ خود نیز ویژگی‌های جالبی دارد. در این جزیره، دو فانوس دریایی وجود دارد که یکی از آن‌ها پس از بیش از ۱۲ سال فعالیت، در سال ۱۹۹۵ بازنشسته شد و فانوسی بلندتر جای آن را گرفت. سازه‌ی فانوس قدیمی همچنان به‌عنوان یک اثر تاریخی محافظت می‌شود. با این حال، نزدیکی این دو فانوس به یکدیگر نشان می‌دهد که وجود ساختمان قدیمی نمی‌تواند دلیل توهم نوری در فاصله‌ای دور از ساحل باشد.
محققان بیان می‌کنند آنچه انسان می‌بیند همواره تصویر دقیقی از واقعیت نیست. مغز برای تفسیر اطلاعات چشمی از تجربیات و انتظارات قبلی استفاده می‌کند. این مکانیزم عموماً به درک صحیح از محیط کمک می‌کند، اما در مواقعی که اطلاعات بینایی به اندازه کافی وجود ندارد، ممکن است تصویر اشتباهی را خلق کند که با حقیقت مغایرت دارد.
توهم فانوس دریایی خیالی، نمونه‌ای از همین ویژگی مغز است؛ جایی که فرد از موقعیت واقعی نور آگاه است ولی همچنان آن را در مکانی نادرست مشاهده می‌کند.
این پژوهش در ژورنال Open Mind منتشر گردیده است.
“`
