“眼见一定为实吗?”
复旦大学附属徐汇实验学校 六(4)班 宋子煦 指导教师:许景然
“眼见一定为实吗?”2025年3月21日下午的科学社团,复旦大学脑科学院的顾宇老师以一个问句为主题,为这次社团活动拉开了序幕。
顾宇老师先为同学们播放了橡胶手的实验。实验讲述的是被试坐在桌前,将一只手(如右手)放在桌子下面看不到的地方,同时在桌子上放置一只与被试手相似的橡胶手,其位置与被试隐藏的手相对应。然后,用刷子或其他物体同时以相同的节奏和方式轻轻触碰被试的真实手和橡胶手。一段时间后,大多数被试会产生一种错觉,感觉橡胶手好像是自己身体的一部分,甚至会觉得橡胶手所感受到的触觉是自己真实感受到的。当突然用锤子敲击橡胶手时,被试可能会出现惊吓反应,就好像敲击的是自己的真实手一样。老师讲解到这个实验揭示了大脑对身体感知的可塑性。它表明大脑可以根据接收到的感觉信息,重新调整对身体边界和归属的判断。这种可塑性对于理解身体形象的形成、假肢的使用以及一些神经疾病导致的身体感知障碍等方面具有重要意义。同时,也为研究大脑如何整合多感官信息来构建对世界的认知提供了重要的线索。
接下来,顾宇老师给我们看了几幅图片,同学们看到的颜色都是大脑对对外界事物的颜色进行分析后产生的错觉。

图1
如图1,25个小正方形排成了一个大正方形。我们能在白色线条交叉的点隐隐约约看到一些黑点。这种视觉错觉,被称为“赫尔曼栅格错觉”。(①侧抑制作用:视网膜上的神经细胞存在侧抑制现象。在观察白色线条交叉点时,交叉点处的亮度对比相对周围区域更强,使得视网膜上负责感受交叉点的神经细胞受到周围细胞更强的抑制作用,从而降低了对交叉点处亮度的感知,让人感觉那里有黑点。②视觉系统的加工特性:视觉系统在处理图像时,会对边缘和轮廓等信息进行优先处理和强化。白色线条形成的栅格边界清晰,而交叉点在这种视觉处理过程中容易被“误判”为特殊区域,大脑在解读这些信息时,可能会产生黑点的错觉,以尝试对这种特殊的视觉模式进行解释。)

图2
如图2,象棋的棋盘格上一半是亮的,一半是暗的。两个加点的方格上看起来一黑一白,但把其他地方都遮住时,这两个点所在的方格颜色其实是一样的。这种视觉错觉主要是背景对比影响和视觉系统的适应性。(①背景对比影响:棋盘格一半亮一半暗,为黑点提供了不同的背景环境。根据视觉感知原理,相同颜色的物体在不同亮度背景下,会因对比作用而产生视觉差异。亮背景下的黑点看起来更暗,暗背景下的黑点则相对较亮,从而让人感觉两个黑点颜色不同。②视觉系统的适应性:视觉系统会根据周围环境的平均亮度进行自动调整和适应。在观察棋盘格时,眼睛会分别适应亮区和暗区的整体亮度水平。这种适应性使得在不同亮度区域中的相同颜色物体,在视觉感知上出现了差异,进一步强化了两个黑点颜色不同的错觉。)课程讲解结束后,同学们动手剪纸、观察做了关于视觉错觉的实验。一个个神奇的现象出现时,同学们不禁感叹到视觉和颜色真神奇啊。
视觉错觉是积极影响,它为研究大脑的视觉感知机制提供了重要线索。通过研究错觉现象,科学家能更好地理解大脑如何处理视觉信息,以及感知与现实之间的关系,推动神经科学、认知科学等领域的发展。但是安全隐患和判断错误是视觉错觉的消极影响。
眼见为实,是真的吗?
复旦大学附属徐汇实验学校 六(5)班 郑博翀 指导教师:许景然
在日常生活中,有一句谚语是“眼见为实,耳听为虚”,这句话提醒我们,不要轻易相信仅靠耳朵听来的信息,而是要亲眼所见才能确信。然而,事实真的如此吗?事实上,我们的眼睛并不总是能够展现客观真实的世界。有时候,我们的视觉与大脑会联手“欺骗”我们,使我们误以为看到的就是事实。
其实,我们的眼睛是无法直接看到东西的。我们的眼睛只能获得图像。只有当图像在大脑里被分析时,我们才能分析图像的内容。在我们的眼睛里,负责向大脑传输信号的结构是视神经。在眼球获取到图像之后,图像是倒立的。在大脑获取到图像之后,大脑会处理图像,使图像变成正的。同时,大脑还会处理图像,使我们能够理解图像中的内容。有时候,大脑会遇到难以理解的图像。这时,大脑会用人记忆中已经有的认识和认知来解读眼前的事物。
在脑科学领域,图像的传输和理解也是非常重要且有趣的。在星期五的科学社团上,来自复旦大学脑科学研究院的顾宇老师向同学们展示很多容易产生视错觉的图像。最容易产生视错觉的就是有关颜色方面的图片。在两张图片中,有看起来颜色、大小一样的一个魔方,只是这两张图片环境光不同。在移除其他部分,分别只留下两张图中的蓝色方块和黄色方块,就会发现其实这两种色块都是灰色的。之所以会这样,是因为在不熟悉的环境色下,大脑会补偿环境光,有时候虚拟的环境光会引发大脑的错觉。还有就是在一张图片中,看起来是在黑色方格间有均匀排布的小点。但是如果快速眨眼的话,又会看不到这些小黑点。这又是一个神奇的现象。
脑科学的研究不仅仅停留在枯燥的数据分析,它与我们的日常生活息息相关。我们的视觉世界远比想象中更加复杂和奇妙,而大脑在解读视觉信息时所展现的神秘力量,也为我们探索科学奥秘增添了更多乐趣。
植物江湖的奇闻妙事
复旦大学附属徐汇实验学校 六(4)班 沈泽辰、那霆阳 指导教师:许景然
2025年3月21日下午,中国科学院分子植物科学卓越创新中心的晁代印教授走进复旦大学附属徐汇实验学校,为同学们带来了一场精彩的植物科学讲座。晁教授引领同学们探寻“植物江湖”里的奇闻妙事,并准备了充满惊喜的实验课彩蛋。
在植物江湖中,根、茎、叶各自拥有神奇的本领,令人叹为观止。根有储藏根和绞杀根,一个是“银行家”一个是“冷血杀手”。储藏根在冬天储藏能量,一到春天就为开花提供能量,例如胡萝卜。榕树则是绞杀根,鸟类将无法消化的榕树种子排泄在棕榈树上后,种子就开始扎根生长。榕树成年后,会把盘在棕榈树上的根越收越紧,最后把棕榈树绞杀致死,并获取养分。绞杀根可以说是非常凶残。
茎的“妙事”在于“自我保护”。例如木棉树会在茎上长满密密麻麻的尖刺来阻止动物啃食;而桑树和松树在受伤后则巧妙分泌树脂,将入侵的昆虫困住,日积月累之下竟形成了美丽且珍贵的琥珀。叶可谓“高手在民间”了。桉树是个有私心的“防晒大师”,温度超过50度的情况下,桉树会发生自燃,但是桉树上的“蜡”会保证桉树苗不受伤。可是其它植物却会被大火消灭。澳大利亚的大部分森林火灾都是由桉树引起的。“防卫大师”有荨麻和金皮树。碰到荨麻,会疼痛难忍,有如数以万计的针刺。科学家亲身试验被一根金皮树叶的刺,伤了手指后,感觉如同被高压电击一般。
讲座最后的“彩蛋”环节,同学们亲手进行了嫁接实验——这是本学期第一次植物科学动手课,体验了两种不同植物奇妙地生长于同一植物体上的过程,让大家兴奋不已。植物江湖深似海,精彩故事永不止步。同学们纷纷表示期待下一次与植物江湖的再度相遇