负后像
Negative afterimage
什么是负后像?
负后像是注视某个图像一段时间再移开视线后,在空白处看到的残留影像:明暗和颜色通常与原图相反、互补,例如亮黄色留下暗蓝色[1]。教科书一般用颜色视觉的拮抗理论来解释它[2]。
试一试(可选)
点“开始”后,一直盯住中间的黑点,尽量不要移动视线。
发生了什么
示意图。演示的图形和颜色为本站绘制,注视时长按教材建议取 30 秒;演示可以略过,下方说明不依赖它。
点按任一卡片查看说明。
注视:适应 · 同一颜色看久了,信号慢慢变弱 一直盯着同一块颜色,负责它的神经细胞会逐渐适应,反应慢慢减弱。在猕猴视网膜的记录中,这种适应要几秒到十几秒才形成(时间常数约 4.8–17.6 秒),远比视锥细胞自身的适应慢。
看空白:后像出现 · 刺激撤走,信号反弹到对立的一边 刺激一停,适应了的细胞反应会跌到原来的水平以下,再慢慢恢复。这个反弹信号传到后面的神经元,就被看成对立的颜色,所以看灰色或白色背景时浮现出颜色互补的影像。在猕猴记录中,反弹幅度平均约为最大反应的 42%。
三组对立:红–绿、黄–蓝、黑–白 · 所以绿色留下红色,黄色留下蓝色 拮抗理论认为,颜色以三组对立的方式编码,同一细胞被一方激活、被另一方抑制,所以人看不到“带红的绿”或“带黄的蓝”。教科书把负后像当作这一理论的经验支持。三色理论描述的是三种视锥细胞,拮抗编码发生在视锥之后的阶段,两种理论并不矛盾。
负后像 · 明暗相反、颜色互补 更常见的一种,往往更强烈,持续也更久。明暗和颜色通常与原刺激相反:亮黄色留下暗蓝色,黑色留下比背景更亮的影像。
正后像 · 颜色、明暗与原图相近,只有几秒 比较少见,只持续几秒,颜色和明暗与原刺激大致相同,是刺激结束后感受器和神经活动的延续。
发生在哪里 · 视网膜神经节细胞,不只是视锥 Zaidi 等(2012)在麻醉的猕猴身上记录了 21 个视网膜神经节细胞,三类细胞都表现出缓慢的适应和刺激结束后的反弹,足以产生后像信号。作者指出,“视锥细胞脱敏造成彩色后像”只适用于强到能漂白感光色素的光;大脑皮层的过程(如注意)仍会改变后像的样子。
知觉填充的后像 · 一项有争议的发现 Shimojo 等(2001)让被试注视霓虹色扩散图形:图中只有起诱导作用的部分带颜色,知觉却会填出一整片有颜色的面。之后被试不仅看到诱导部分的负后像,还看到那片色面的后像,后者的强弱与注视时填充的程度更相关;作者认为这涉及大脑皮层的适应。Zaidi 等则认为,后像边缘清晰程度的差别就能解释这一结果。
示意图。上方是一块灰色方框,标着“试一试(可选)”,中间有一个黑点,周围是绿色圆形、黄色方形和黑色三角形,下面有“开始(30 秒)”按钮;倒计时结束后图形消失,只剩灰色背景和黑点,提示圆形处可能偏红、方形处偏蓝、三角形处比周围更亮。下方标着“发生了什么”,有 7 张卡片:注视:适应;看空白:后像出现;三组对立:红–绿、黄–蓝、黑–白;负后像(明暗相反、颜色互补);正后像(颜色、明暗与原图相近,只有几秒);发生在哪里(视网膜神经节细胞,不只是视锥);知觉填充的后像(一项有争议的发现)。
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要点
举个例子
开会时,小林盯着投影上一块亮绿色的方块看了半分钟,转头看向白墙,墙上浮现出一块同样形状的淡红色方块,过了一会儿才淡去。绿色看久了,白墙就偏向绿色的对立色:红色。
常见误解与局限
这个演示常被用来说明“知觉会补出不存在的东西”。它直接显示的是适应:视觉系统被同一刺激持续驱动后,暂时偏向相反的一端,所以后像的颜色和明暗可以从原图推出来[1][3]。知觉“填充”是另一类现象,研究者要用特别设计的图形才能看到它与后像的关系[4]。
参考来源
- 1 American Psychological Association (2018). Afterimage. APA Dictionary of Psychology (updated April 19, 2018). 查看来源
- 2 Spielman, R. M., Jenkins, W. J., & Lovett, M. D. (2020). 5.3 Vision. Psychology 2e. OpenStax. 查看来源
- 3 Zaidi, Q., Ennis, R., Cao, D., & Lee, B. (2012). Neural locus of color afterimages. Current Biology, 22(3), 220–224. doi:10.1016/j.cub.2011.12.021
- 4 Shimojo, S., Kamitani, Y., & Nishida, S. (2001). Afterimage of perceptually filled-in surface. Science, 293(5535), 1677–1680. doi:10.1126/science.1060161
最近一次对照来源核对:2026年10月28日