Коротко — потому что одни иллюзии возникают из универсальных физиологических и вычислительных свойств зрительной системы, а другие — из априорных ожиданий, которые формируются на основе визуального опыта и статистики окружающей среды. Ниже — причины и ключевые гипотезы с примерами.
1) Физиологические / «низкоуровневые» механизмы (универсальные иллюзии)
- Примеры: Mach‑полосы, контрастные и одновременные контрастные эффекты, некоторые эффекты наклона/ориентации.
- Объяснение: латеральное торможение в сетчатке и ранних отделах (V1), центр-перихерия, ориентировочно-избирательные нейроны дают предсказуемые и одинаковые у всех людини эффекты. Эти механизмы универсальны, потому иллюзии стабильны между культурами.
- Связанные идеи: эффективное кодирование (efficient coding) — зрительная система оптимизирована под общие статистики природных изображений, что порождает систематические и универсальные искажения.
2) Опытозависимые и «высокоуровневые» эффекты (различия между городскими и сельскими жителями)
- Примеры: Müller–Lyer и Ponzo (влияние перспективных подсказок — сильнее у «городских» с прямыми зданиями), различия в восприятии перспективы и размеров.
- Объяснение: мозг использует априорные ожидания (priors) о трёхмерной структуре мира, которые изучаются по статистике окружения. В городских условиях преобладают прямые линии и сильные линейные перспективы → соответствующие приоры сильнее. В сельской местности другие статистики → слабее эффектов, зависящих от прямолинейной перспективы.
3) Байесовские и статистические гипотезы (унификация подходов)
- Формула Байеса: $\mathrm{Posterior}(\text{сцена}|\text{образ})\propto \mathrm{Likelihood}(\text{образ}|\text{сцена})\cdot \mathrm{Prior}(\text{сцена})$.
- При интерпретации неоднозначных изображений восприятие определяется комбинацией сенсорной информации (likelihood) и приоров. Универсальные иллюзии часто возникают потому, что likelihood и/или приоры физиологически универсальны; опытозависимые — потому что приоры или оценки надёжности сигналов ($\sigma$) различаются между группами.
- Примеры весового объединения: воспринимаемая величина $\hat{s}=w_1{s}_1+w_2{s}_2,w_i\propto 1/{\sigma }_i^2$. Если городской опыт делает один « cue » более надёжным, он получает больший вес и меняет итоговое восприятие.
4) Предиктивное кодирование и обучение
- Мозг предсказывает входные сигналы и кодирует ошибки предсказания; при постоянной статистике окружающей среды предсказания (модели) адаптируются. Значит, разные визуальные среды — разные предсказательные модели → разные иллюзии.
5) Эмпирические подтверждения и ограничения
- Классические кросс-культурные исследования (Segall et al.) показали вариации Müller–Lyer/Ponzo. Эксперименты на животных и детей демонстрируют пластичность восприятия при специфическом вскармливании визуальной информацией.
- В то же время некоторые геометрические иллюзии имеют смешанное происхождение (часть — физиология, часть — learned priors), и точная доля вклада обсуждается в литературе.
Вывод: универсальные иллюзии объясняются в основном общими физиологическими механизмами и универсальными статистиками природного света/форм, тогда как иллюзии, зависящие от культуры или окружения, возникают из различий в приобретённых априорных ожиданиях и оценках надёжности визуальных сигналов. Байесовские/статистические и предиктивные модели дают формальное объяснение, как «встроенные» механизмы и опыт совместно формируют восприятие.