Mahdoton esine: optinen harha, mahdottomat kuviot ja havainnointi
Mahdoton esine, optinen harha ja mahdottomat kuviot — tutki havainnointia: miten aivot tulkitsevat 2D-kuvia 3D-muodoiksi ja miksi näemme mahdottoman.
Mahdoton esine on eräänlainen optinen harha, jossa kaksiulotteinen kuva antaa katsojalle ristiriitaisen tai loogisesti mahdottoman kolmiulotteisen rakenteen vaikutelman. Mahdottomia objekteja on joskus kutsuttu myös nimellä ratkaisemattomat luvut, mutta yleisemmin käytettyjä termejä ovat esimerkiksi mahdottomat kuviot tai impossible objects (engl.).
Miten mahdoton esine syntyy?
Tyypillisesti katsoja tarkastelee kaksiulotteista piirrosta tai valokuvaa, jonka paikalliset muodot ja varjostukset viittaavat selkeästi kolmiulotteiseen tulkintaan. Aivojen näkökeskus tekee suuren osan työstään alitajuisesti ja automaattisesti: se hyödyntää erilaisten syvyyttä, etäisyyttä ja muotoa koskevien vihjeiden yhdistelmää muodostaakseen jatkuvan, kolmiulotteisen tulkinnan. Kun paikalliset vihjeet ovat keskenään johdonmukaisia mutta kokonaisrakenne ristiriitainen, syntyy vaikutelma ”mahdottomasta” esineestä.
Yleisyys ja havaitseminen
Katsoja ymmärtää usein nopeasti, että esine on mahdoton, mutta 3D-vaikutelma voi silti pysyä voimakkaana vaikka tietoisuus ristiriidasta olisi läsnä. Jotkut kuviot ovat hyvin ilmeisiä, kun taas toiset ovat hienovaraisempia ja vaativat tarkempaa tarkkailua: tällöin katsojan on tutkittava kohteen geometriaa ja etäisyysjärjestystä havaitakseen epäjohdonmukaisuudet.
Historia ja tunnetut esimerkit
- Ruotsalainen taiteilija Oscar Reutersvärd loi jo 1930-luvulla monia mahdottomia kuvioita ja hänen pyrkimyksiään pidetään usein lajityypin alkuvaiheena.
- Islantilais-brittiläiset Lionel ja Roger Penrose esittelivät vuonna 1958 laajalti tunnetun Penrosen kolmion ja siihen liittyviä ajatuksia tieteellisessä yhteydessä.
- Taiteilija M. C. Escher teki useita kuuluisia töitä, joissa mahdottomat rakenteet ovat keskeisiä, esimerkiksi teokset "Relativity" ja "Ascending and Descending".
- Tunnettuja malleja ovat muun muassa Penrosen kolmio, Penrosen portaat ja erilaiset mahdottomat kuution ja palkkion variaatiot.
Psykologinen ja tieteellinen selitys
Mahdottomat kohteet kiinnostavat sekä psykologeja, matemaatikkoja että taiteilijoita, koska ne paljastavat, miten aivot yhdistävät paikallisia vihjeitä globaaliksi tulkinnaksi. Selityksiä haetaan mm. seuraavista ilmiöistä:
- Gestalt-periaatteet: hahmottuminen pyrkii löytämään yksinkertaisen ja jatkuvan tulkinnan, vaikka se johtaisikin virheelliseen kolmiulotteisuuteen.
- Syvyysvihjeiden ristiriita: erilaiset perspektiivi-, varjo- ja peitto-vihjeet viittaavat eri etäisyyksiin tai kulmiin ja luovat tulkinnallisen konfliktin.
- Bayesilaiset ja mallinnusnäkökulmat: aivot tekevät todennäköisyysarvioita näkymästä; mahdottomat esineet hyödyntävät oletuksia, joita visuaalinen järjestelmä yleensä pitää voimassa.
Miten tunnistaa mahdoton esine?
Jos haluat varmistaa, onko kuva mahdoton, voit kokeilla seuraavia keinoja:
- Seuraa viivoja ja reunoja silmälläsi loppuun asti niin, että huomaat, missä ne yhdistyvät; ristiriitaiset jatkuvuudet paljastavat usein mahdottomuuden.
- Tarkastele etäisyysjärjestystä: onko mahdollista sijoittaa osia kolmiulotteiseen tilaan ilman, että jokin kohta tulee päällekkäisyyteen ristiriitaisesti?
- Kiinnitä huomiota kulmien ja liitoskohtien geometriaan: epäloogiset liitokset ovat tyypillisiä merkkejä.
Käyttötarkoitukset ja merkitys
Mahdottomia esineitä käytetään taiteessa ja viestinnässä luomaan kiehtovia ja usein humoristisia tai hämmentäviä vaikutuksia. Ne toimivat myös tutkimusvälineinä visuaalisen päättelyn ja hahmontunnistuksen mekanismien selvittämisessä. Lisäksi mahdottomia kuvia hyödynnetään esimerkiksi optisissa illuusioissa, graafisessa suunnittelussa ja brändäyksessä.
Vaikka kokemuksemme mahdottomista esineistä perustuu usein samanlaisiin periaatteisiin, niiden muunnelmia on lukemattomia — ja yhä syntyy uusia tapoja hyödyntää ihmisen havainnointimekanismia luodakseen visuaalisesti voimakkaita, ristiriitaisia ja ajatuksia herättäviä kuvia.
Kaksi kuuluisaa ratkaisematonta lukua, Penrosen kolmio ja paholaisen virityshaarukka.
Tietystä kulmasta katsottuna tämä kuutio näyttää uhmaavan geometrian lakeja.
Historia
Ruotsalainen taiteilija Oscar Reutersvärd piirsi ensimmäisenä monia mahdottomia esineitä. Häntä on kutsuttu "mahdottomien hahmojen isäksi". Vuonna 1934 hän piirsi Penrosen kolmion, joitakin vuosia ennen Penroosia. Reutersvärdin piirtämässä tavassa kolmion sivut on hajotettu kuutioiksi.
Vuonna 1956 brittiläinen psykiatri Lionel Penrose ja hänen poikansa, matemaatikko Roger Penrose, toimittivat British Journal of Psychology -lehteen lyhyen artikkelin Impossible objects: a special type of visual illusion. Sitä havainnollistettiin Penrose-kolmiolla ja Penrose-portailla. Artikkelissa viitattiin Escheriin, jonka työ oli herättänyt heidän kiinnostuksensa aihetta kohtaan, mutta ei Reutersvärdiin, josta he eivät olleet tietoisia. Artikkeli julkaistiin vasta vuonna 1958.
Hollantilainen taiteilija M.C. Escher tuotti 1930-luvulta lähtien monia piirroksia, joissa on perspektiivin paradokseja. Vuonna 1957 hän teki ensimmäisen piirroksensa, joka sisälsi todella mahdottoman kohteen: Kuutio taikanauhoilla. Hän tuotti monia muitakin mahdottomia esineitä sisältäviä piirroksia, joissa toisinaan koko piirros oli päättelemätön hahmo. Hänen työnsä kiinnittivät paljon yleisön huomiota mahdottomiin esineisiin. Myös muutamat ajan taiteilijat kokeilevat mahdottomia hahmoja, esimerkiksi Jos de Mey, Shigeo Fukuda, Sandro del Prete, István Orosz (Utisz), Guido Moretti, Tamás F. Farkas ja Mathieu Hamaekers.
Kaunokirjallisuudessa
- Star Trek: The Next Generation -jaksossa "Minä, Borg" tehtiin suunnitelma tuhota koko borgien rotu - pahansuovat kyberneettiset avaruusolennot, joiden mielet olivat yhteydessä toisiinsa - näyttämällä yhdelle borgista kuva erittäin monimutkaisesta mahdottomasta esineestä. Tämä kuva lähetettäisiin takaisin borgien pesään, mikä ylikuormittaisi sen tietoisuutta yhä suurempiin yrityksiin ymmärtää kuva. Tämä suunnitelma hylättiin kansanmurhana, joten sen mahdollisia tuloksia ei koskaan nähty.
- Diablo II -tietokonepelissä "Arcane Sanctuary" -alue perustui mahdottomiin piirustuksiin.
- Alan Mooren minisarjassa 1963 on hahmo nimeltä Hypernaut, joka asuu mahdottoman esineen muotoisella avaruusasemalla.
- Videopelissä Eternal Darkness: Sanity's Requiem: Xel'lotathin Essence of Xel'lotath, Sigil of Xel'lotath, on mahdoton esine, joka muistuttaa vääristynyttä enkeliä.
- Simpsonit-jaksossa "Treehouse of Horror VIII" professori Frinkin pihakirppiksellä nähdään blivet (eli paholaisen virityshaarukka). Simpsonit-elokuvassa Homer putoaa kilometrejä alas mahdottoman äärettömästä portaiden talosta saadessaan oivalluksen.
- PSP:lle ja PS3:lle julkaistussa Echochrome-videopelissä on mallinukke, jonka on kuljettava mahdottomien esineiden läpi.
- Jim Hensonin vuonna 1986 ohjaamassa fantasiaelokuvassa Labyrintti (Labyrinth) peikkokuninkaan linnassa tapahtuvan huippukohtauksen lavastus perustuu M. C. Escherin "Relativity" -teokseen, ja siinä on mahdottomia portaita ja näkökulmia.
- Pokemon Platinumissa on alue, joka on täynnä tällaisia mahdottomuuksia.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Optinen harha
- Neckerin kuutio
- Paradoksi
- Surrealismi
- Palapeli
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on mahdoton esine?
V: Mahdoton objekti on eräänlainen optinen harha, jossa henkilö katsoo kaksiulotteista kuvaa ja tulkitsee sen kolmiulotteiseksi objektiksi, vaikka se on todellisuudessa mahdotonta.
K: Mitä muita nimityksiä mahdottomille esineille on?
V: Mahdottomia objekteja kutsutaan myös päättämättömiksi luvuiksi.
K: Miten aivot tulkitsevat mahdottomia esineitä?
V: Aivojen näkökeskus tekee suuren osan työstään alitajuisesti ja automaattisesti tulkiten hahmon kolmiulotteiseksi esineeksi.
K: Mitä tapahtuu, kun katsoja katsoo mahdotonta esinettä?
V: Katsoja tietää yleensä pian hahmon katsomisen jälkeen, että tällainen esine on mahdoton. Vaikutelma kolmiulotteisesta hahmosta voi kuitenkin säilyä, vaikka katsoja tietäisi, että se on todellisuudessa mahdotonta.
K: Ovatko kaikki mahdottomat esineet heti ilmeisiä?
V: Ei, jotkin mahdottomat kohteet ovat hienovaraisempia, eikä niiden mahdottomuus ole heti ilmeistä. Katsojan on tarkasteltava huolellisesti objektin geometriaa, jotta hän huomaa, että se on todellakin mahdoton.
K: Ketkä ovat kiinnostuneita mahdottomista esineistä?
V: Mahdottomat esineet kiinnostavat psykologeja, matemaatikkoja ja taiteilijoita.
K: Mikä merkitys mahdottomilla esineillä on?
V: Mahdottomien objektien tutkiminen voi auttaa meitä ymmärtämään, miten aivomme käsittelevät visuaalista tietoa, ja se voi innostaa taiteellisiin luomuksiin ja matemaattisiin keksintöihin.
Etsiä