潘洛斯阶梯为何不管向上走还是向下走,最后都走不到尽头?

作者&投稿:植丁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
难以解释的潘洛斯阶梯,无论向上走还是向下走都走不到尽头吗?~

美国罗切斯特理工学院曾经在一个网站发布了一个视频,视频前半部分上一个身穿绿衣服的女生准备逃课,却在楼梯间向上走的时候碰到了自己的导师,慌乱之下,她顺着原来的楼梯向下走,结果又碰到了自己的导师,导师还向女生招手;视频后半部分是一群学生手牵手,贴在楼梯内侧的墙上,一名男生顺着楼梯向下走,和贴在墙上的同学打依次地招呼,但走了一段时间后男生惊讶地发现第一个和自己打招呼的男同学又出现在自己面前,视频中所描述的正是潘洛斯阶梯,不过,这段视频是剪辑过的。

有些人认为这其实只是一种催眠手段,利用一些显而易见的标记来迷惑他人,比如某片中的月牙标记,但这并不是一个简单的记号就可以做到的,还需要墙壁的材质、台阶的形态、光线的明暗和幻影的配合,台阶上标记的月牙,其实不过是一个迷惑行人的陷阱,看似是一排直线,其实是一点点偏离了轨道,再加上打造石阶和墙壁的特殊吸光材料,可以创造出幽暗模糊的视觉效果,更产生一种诡异的恐怖感觉,这并不是片中故意渲染,而是真实存在的科学事件,一个悖论。

潘洛斯阶梯就是所谓的不可能图形,它是在现实世界中不可能存在的,只能存在于二维世界里,通过人类的视觉系统对二维图形进行三维投射而产生的光学错觉,它在现实中有许多有趣的运用,研究它可对人脑图像形成提供医学上的帮助,具有积极的研究意义,人们感知不可能图像的过程说明了知觉是人类对事物主动寻求解释的一个过程,人们总会赋予知觉一定的意义,并且利用语言文字的方式将它描述展示出来。

而人类在知觉的过程中,能够识别不可能图形。但凭借知觉经验所作的解释,显然是解释不清楚的,这种完全不符合事物本身特征、失真或者扭曲事实的知觉经验,我们称为错觉,潘洛斯阶梯正是知觉错觉的典型代表,类似的视觉错觉现象还有很多,比如著名的艾姆斯房间,就是利用错觉使得房间一侧的人和物体看起来比房间另一侧的人或物体小得多,这样的例子在我们生活中不胜枚举,需要我们不断发现和探索。

“鬼”和“鬼打墙”两者完全不一样,前者属于迷信,后者是真实存在,一般来说“鬼打墙”都是出现在夜晚或者郊外,人往往会因为“鬼打墙”迷失方向,在古代一些术士会利用奇门八卦来算出一条“生门”。

其实在这种“生门”在科学界早就有了一种解释,将人或者某个生物的眼睛蒙上,你会发现不管他们怎么走都只是一个圆圈,简单来说,生物的运动本能是圆周运动,没有任何目标,生物之所有能够保持直线运动,是因为人的眼睛在修正路线,那么彭罗斯阶梯为什么走不出去呢?
彭罗斯阶梯,是一个著名的几何学悖论,这个理论是在1958年,由英国遗传学列昂尼尔·S·彭罗斯和他的数学家儿子罗杰尔·彭罗斯发明,就在他们提出这个理论之后,荷兰画家莫里茨·埃舍尔对此很感兴趣,他就在“攀高和下行”中充分利用了彭罗斯阶梯。

从直观的视觉来看,彭罗斯阶梯就是由四条首尾相连接阶梯构成,在这四条阶梯当中,你找不到最高的一点,也找不到最低的一点,它们可能始终都是向下或者向上,但永远都走不到头。
一旦走进彭罗斯阶梯就跟迷失在“鬼打墙”中一样,一次又一次地回到原本的位置,从直观的角度来看,破解彭罗斯阶梯很简单,只要跳出阶梯就行了,但是走在其中,只是视觉蒙蔽了自己,你根本不知道该往那里去破解。

彭罗斯阶梯之所以为几何学悖论,是因为彭罗斯阶梯在三维空间并不存在,它只会存在二维世界或者更高阶的空间当中,自从这个彭罗斯阶梯被提出后,也有不少的科学家试图去证实它的存在,但最终都失败了。
虽然难以证明彭罗斯阶梯在现实中存在,但是不少的影视作品都采用了彭罗斯阶梯的理论,由小李子主演的《盗梦空间》就出现了彭罗斯阶梯,《盗墓笔记》当中也使用了彭罗斯阶梯的原理。

既然“彭罗斯阶梯”不存在三维,但是“鬼打墙”是存在于现实的,上文也说了人都是呈现圆周运动,古代风水术士在“寻龙定穴”时,也会布置一些标志物,摆一个阵,人往往会依赖自己的视觉。

都说“耳听为虚,眼见为实”但是眼睛都被蒙骗了,人也就会迷失,这个灵异的“鬼打墙”在一定程度上,也是因为彭罗斯阶梯的原理。
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在现实世界里,人们一直相信眼见为实,但这个经验放到潘洛斯阶梯里,似乎不管用了,这种阶梯在人眼看来是一种一直向上走或者向下走,永远到不了尽头的阶梯。请看下图,它是一个无限循环的阶梯,4条阶梯4角相连,每条阶梯都给人向上或者向下的视觉,无论你走了多少圈,都会觉得永远向上或者永远向下走,无限循环,一直走不完。



在某影视剧中,主角一行人误入不可思议的"悬魂梯",悬魂梯每个台阶都有一个月牙形状的记号,每隔23个台阶就是一个循环,一旦踏上石阶,无论向上走还是向下跑,永远都走不到尽头,似乎是无穷无尽的,永生永世不得离开,据说这种循环梯的原理早在千年前就已经失传,很多科学家都对此都十分着迷,想要在现实生活中建造出一座真正的悬魂梯。



其实,这是一种叫做"潘洛斯阶梯"的不可能台阶,由英国数学家潘洛斯提出,它是一个有名的几何学悖论,这种阶梯以梯子的4个角为4个点,4条楼梯4角相连,从其中任意一点走上楼梯,最终都会回到原点,每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展。



美国罗切斯特理工学院曾经在一个网站发布了一个视频,视频前半部分上一个身穿绿衣服的女生准备逃课,却在楼梯间向上走的时候碰到了自己的导师,慌乱之下,她顺着原来的楼梯向下走,结果又碰到了自己的导师,导师还向女生招手;视频后半部分是一群学生手牵手,贴在楼梯内侧的墙上,一名男生顺着楼梯向下走,和贴在墙上的同学打依次地招呼,但走了一段时间后男生惊讶地发现第一个和自己打招呼的男同学又出现在自己面前,视频中所描述的正是潘洛斯阶梯,不过,这段视频是剪辑过的。



有些人认为这其实只是一种催眠手段,利用一些显而易见的标记来迷惑他人,比如某片中的月牙标记,但这并不是一个简单的记号就可以做到的,还需要墙壁的材质、台阶的形态、光线的明暗和幻影的配合,台阶上标记的月牙,其实不过是一个迷惑行人的陷阱,看似是一排直线,其实是一点点偏离了轨道,再加上打造石阶和墙壁的特殊吸光材料,可以创造出幽暗模糊的视觉效果,更产生一种诡异的恐怖感觉,这并不是片中故意渲染,而是真实存在的科学事件,一个悖论。



潘洛斯阶梯就是所谓的不可能图形,它是在现实世界中不可能存在的,只能存在于二维世界里,通过人类的视觉系统对二维图形进行三维投射而产生的光学错觉,它在现实中有许多有趣的运用,研究它可对人脑图像形成提供医学上的帮助,具有积极的研究意义,人们感知不可能图像的过程说明了知觉是人类对事物主动寻求解释的一个过程,人们总会赋予知觉一定的意义,并且利用语言文字的方式将它描述展示出来。



而人类在知觉的过程中,能够识别不可能图形。但凭借知觉经验所作的解释,显然是解释不清楚的,这种完全不符合事物本身特征、失真或者扭曲事实的知觉经验,我们称为错觉,潘洛斯阶梯正是知觉错觉的典型代表,类似的视觉错觉现象还有很多,比如著名的艾姆斯房间,就是利用错觉使得房间一侧的人和物体看起来比房间另一侧的人或物体小得多,这样的例子在我们生活中不胜枚举,需要我们不断发现和探索。



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