Có thể bạn đã biết đến "The Ames Room", một trong những ảo giác nổi tiếng và phổ biến nhất thế giới. Trong đó, khi một người di chuyển từ một góc phòng này sang góc phòng khác, họ đột nhiên biến từ người tí hon thành người khổng lồ và ngược lại.
Những căn phòng Ames như thế này được làm ra từ cùng một công thức, và bạn cũng có thể tự thiết kế một căn phòng ảo giác như vậy tại nhà, nếu có điều kiện. Nó được Adelbert Ames, một nhà bác học người Mỹ sống ở cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 phát hiện ra.
Ames còn có một ảo giác thậm chí còn gây "lú lẫn" hơn nữa
Nhưng điều mà nhiều người không biết là Ames còn có một ảo giác thậm chí còn gây "lú lẫn" hơn nữa. Nó được thiết kế rất đơn giản và được gọi là "Ames window". Đây là một ảo giác không chỉ khiến bạn không tin vào mắt mình, mà thậm chí, nó còn có thể gây ra cả những hoài nghi về thực tại, khoa học, về vũ trụ cũng như nền vật lý của con người chúng ta.
Ảo giác Cửa sổ Ames và những bí ẩn phía sau nó.
1. Cửa sổ Ames
Ảo giác này được Adelbert Ames thiết kế vào năm 1947 khi ông đang nghiên cứu cách mà thị giác của con người tương tác với các hình thái kiến trúc. Ames phát hiện ra rằng trong thực tế, chúng ta đang nhìn những vật thể hình chữ nhật, chẳng hạn như cửa sổ, cửa, các bức tường, bức tranh theo hình thang tại đa số góc nhìn (chỉ trừ góc nhìn trực diện). Có điều, não bộ chúng ta vẫn nhận diện chúng là hình chữ nhật trong mọi trường hợp.
Vì vậy, Ames đã thiết kế ra một khung cửa sổ hình thang có một cạnh dài và một cạnh ngắn. Thực chất, nó là một mảnh bìa 2D, được vẽ đổ bóng giống hệt nhau ở cả 2 mặt để tạo ra cảm giác 3D. Sau đó, Ames đặt cái cửa sổ lên một bàn xoay, cài đặt cho nó xoay tròn liên tục, ở một tốc độ không đổi.
Tuy nhiên, khi người quan sát được đặt ở một điểm nhìn ngang với chiếc cửa sổ, họ sẽ thấy nó không hề xoay 360 độ, mà chỉ đang chao qua chao lại ở góc 180 độ. Hay nói một cách khác, cái cửa sổ quay đến một điểm rồi nó dừng lại, quay đảo chiều tới một điểm khác rồi lại đảo chiều lần nữa, cứ thế.
Ảo giác được đẩy lên đỉnh điểm khi bạn đặt một cái thước kẻ bằng sắt, hay một cái bút bằng nhựa xuyên qua giữa khung cửa này. Kết quả, bạn sẽ thấy cái thước kẻ quay tròn nhưng cái cửa sổ vẫn chao đi chao lại.
Để làm được việc đó, rõ ràng cái thước kẻ phải quay xuyên qua cả cái cửa sổ - điều mà mắt bạn nhìn thấy, nhưng não bộ bạn sẽ không thể tin được. Vì thực tế đó rất phi lý, chiếc thước kẻ chỉ đang được dán cố định vào mảnh bìa chứ không thể nào tự nó quay xuyên qua tấm bìa được.
2. Tại sao ảo giác này xảy ra?
Trong tác phẩm "Tòa nhà cho con người hiện đại" của Ames xuất bản năm 1949, ông giải thích hiệu ứng gây ra ảo giác về chiếc cửa sổ đến từ việc con người chúng ta đang quen sống trong những chiếc hộp hình chữ nhật.
Từ những ngôi nhà, bức tường, cửa sổ, cửa ra vào cho tới đồ đạc nội thất như bàn, ghế, tủ, kệ, khung tranh ảnh đều được cấu thành từ các hình chữ nhật với các góc vuông ở khắp nơi.
Một thế giới như vậy được gọi là "carpentered environment", hay "môi trường thợ mộc" được tạo ra từ khi con người biết vát phẳng các khung cửa bằng gỗ của mình.
Nhưng nếu bạn để ý kỹ, các hình chữ nhật trong thế giới của chúng ta ít khi là hình chữ nhật chuẩn chỉnh dưới góc nhìn của bạn. Trừ khi bạn nhìn trực diện vào một ô cửa sổ, còn nếu không, ở các góc chéo khác, hình ảnh của ô cửa hiện trên võng mạc của bạn thực chất là hình thang chứ không phải hình chữ nhật.
Tuy nhiên, não bộ vì đã quá quen thuộc với "môi trường thợ mộc", nó vẫn hiểu đó là những hình chữ nhật chuẩn chỉnh. Và độ bóp méo của hình thang bây giờ được sử dụng để bộ não suy ra chiều sâu của hoạt cảnh. Khi hình chữ nhật bị co kéo càng nhiều, bạn càng biết mình đang nhìn ô cửa đó ở một góc xa, hay nói cách khác là không gian có chiều sâu hơn.
Khi hình chữ nhật bị co kéo càng nhiều, bạn càng biết mình đang nhìn ô cửa đó ở một góc xa.
Trở lại với chiếc cửa sổ Ames, bạn thấy nó là một hình thang với một cạnh dài và một cạnh ngắn. Bình thường ra khi nhìn một hình chữ nhật thật ở góc nghiêng, chúng ta sẽ thấy cạnh ở gần chúng ta thì nó dài hơn, trong khi cạnh ở xa sẽ ngắn hơn. Đó là tư duy thông thường về chiều sâu của môi trường và vật thể.
Nhưng với chiếc cửa sổ Ames thì khác, khi nó quay tròn đều liên tục, cạnh dài của nó mặc dù đã được đẩy ra phía xa hơn, nhưng ngay cả khi ở xa, nó vẫn trông dài hơn so với cạnh ngắn. Do đó, não bộ chúng ta tiếp tục nghĩ rằng nó vẫn đang ở gần hơn.
Ở điểm mà tấm bìa quay ra phía sau, sự chồng chập hay nhập nhèm về tư duy chiều sâu này đã khiến tấm bìa đang quay, nhưng có vẻ là nó dừng lại và lật qua để đổi chiều chứ không hề quay tròn như thực tế.
Giả thuyết "môi trường thợ mộc" của Ames đã được kiểm tra với cộng đồng người thổ dân ở Nam Phi, trong đó, họ sống ở một thế giới "phi thợ mộc", trong các túp lều hình tròn và các ô cửa hình vuông hiếm khi xuất hiện hơn.
Kết quả cho thấy đúng là những đứa trẻ lớn lên từ môi trường này ít bị ảnh hưởng bởi ảo giác cửa sổ Ames so với nhóm trẻ cùng tuổi lớn lên trong các thành phố ở Nam Phi. Đó là bởi nhận thức chiều sâu bằng các hình thang của chúng ít xuất hiện hơn.
3. Sự hoài nghi về giác quan và cả vũ trụ của chúng ta
Kể từ khi được phát minh, ảo giác cửa sổ Ames không chỉ làm dấy lên một cuộc tranh luận về thị giác. Mà nó còn khiến chúng ta phải hoài nghi về nhận thức, cũng như nền khoa học của nhân loại.
Theo đó, các nhà khoa học đang làm việc bằng cách quan sát các sự kiện, nên ra các giả thuyết và kiểm tra chúng bằng các thực nghiệm trong thực tế. Chẳng hạn như Albert Enstiein đã dùng thuyết tương đối của ông để dự đoán về sự hiện diện của sóng hấp dẫn. Hơn 100 năm sau, các nhà khoa học mới quan sát được các thực nghiệm chứng minh lý thuyết của ông.
Tuy nhiên, ảo giác Ames đề xuất ra một khả năng, đó là các quan sát của loài người thực ra chỉ là quan sát "chủ quan" của giống loài chúng ta và không thể được kiểm chứng khách quan nếu thiếu sự xác nhận của các "giống loài người" khác.
Theo đó, có thể có vô số thực tại cùng tạo ra một quan sát chủ quan, nhưng chúng ta chỉ đang hiểu đó là một thực tại duy nhất. Giả sử như khi người xưa quan sát Mặt Trời di chuyển qua bầu trời, họ đã lầm hiểu Mặt Trời quay quanh Trái Đất nhưng thực ra là Trái Đất tự quay quanh trục của mình.
Ảo giác Ames khiến chúng ta phải hoài nghi về nhận thức, cũng như nền khoa học của nhân loại.
Khoa học hiện đại đang công nhận tốc độ ánh sáng truyền đi trong chân không có vận tốc không đổi và bằng nhau ở mọi hướng, dựa trên các quan sát và thử nghiệm. Nhưng hiệu có một thực tại khác cũng có thể cho ra một kết quả quan sát như vậy không?
Ở thực tại đó, ánh sáng chỉ đang trêu đùa chúng ta. Các photon di chuyển lúc thì nhanh hơn, lúc thì chậm hơn, nhưng lại đến đích ở cùng một thời điểm với cùng một tốc độ trung bình là c xấp xỉ 300.000 km/s.
Và khi bạn thực hiện một phép đo lượng tử, chẳng hạn như thí nghiệm con mèo Schrodinger, tại thời điểm bạn quan sát trạng thái sống hay chết của nó, liệu có hay không một thực tại mà trạng thái của nó vẫn chồng chập, vừa sống vừa chết? Giống như ảo giác cửa sổ Ames vừa quay tròn vừa chao đi chao lại?
Hay thực tại bắt buộc phải rẽ nhánh thành 2 vũ trụ, trong đó có một vũ trụ con mèo sẽ chết, một vũ trụ khác nó vẫn còn sống. Và ở một vũ trụ khác, có thể chúng ta sẽ thấy những ngôi nhà hình tròn nhiều hơn là hình chữ nhật, ảo giác cửa sổ Ames sẽ ít xảy ra hơn. Những người sống trong vũ trụ đó cũng sẽ thấy cái cửa sổ đúng là đang quay tròn ở mọi góc độ nhiều hơn là lật qua lật lại.
Ảo ảnh căn phòng Ames hoạt động bằng cách điều khiển các tín hiệu mà bộ não của chúng ta sử dụng để xác định khoảng cách và kích thước của một vật thể. Hình dạng khác thường của căn phòng và các góc nghiêng tạo ra một hình ảnh méo mó mà bộ não của chúng ta phải cố gắng diễn giải. Nó phải dung hòa những gì nó đang thấy với sự hiểu biết của nó về thế giới nên trông như thế nào. Sự không phù hợp này dẫn đến việc não nhận thức các đồ vật trong phòng có kích thước khác với kích thước thực tế của chúng.
Căn phòng Ames được xây dựng lần đầu tiên vào năm 1934 bởi nhà tâm lý học Adelbert Ames Jr. Đáng chú ý nhất là căn phòng Ames đã từng được sử dụng trong việc quay bộ phim Chúa tể của những chiếc nhẫn - để điều chỉnh kích thước của người Hobbit so với Gandalf. Căn phòng Ames cũng được mô tả trong bộ phim chuyển thể từ tiểu thuyết Roald Dahl Charlie and the Chocolate Factory năm 1971.