大腦騙局

「只要眼睛看到、耳朵聽到，大腦就會相信。」
史上最偉大魔術師、脫逃術師及特技表演者 哈利‧胡迪尼 ( Harry Houdini )

2012年台灣國家地理頻道熱映節目【腦力大挑戰】精華收錄
整合了神經學、心理學、眼科學的各路人馬，這個熱門電視節目打造了一支破解團隊，並大膽借用了兩位知名科學家：認知專家 - 丹賽門，以及記憶專家 - 伊莉莎白洛夫特斯。企圖藉由它們「充沛」的腦力來破解大腦最匪夷所思的各種現象；節目更首度揭露全球知名的魔術師，包含大衛考柏菲、阿波羅羅賓斯，以及色彩學專家博洛多等人的「騙人把戲」都一一現形。

本書共分作三個單元，「看見」、「思考」、「存在感」：透過這三個單元，讀者會發現為什麼迷人的視覺幻象及有趣的實驗會如此欺瞞了我們的腦袋！？ 並且發現眼睛的生理結構竟然對我們的視覺有巨大的影響！我們人類，甚至會去憑空想像許多不曾存在的情節，來填補已經存在我們腦海中的錯誤記憶！

在每一個章節中，科學家們將引導讀者先透過一連串感知與想像的實驗來發現我們的大腦如何運作，並且造成錯覺；接著再以最淺顯易懂的語言，替讀者解惑並說明背後運作的科學與原理。

這是一本震撼力十足、充滿機智與洞見的書，帶領讀者透視大腦巧妙操縱的幻術，並透過最豐富先進的知識，引導讀者重新檢視這些生活中早已被視為理所當然的每件事，是所有希望自我探索的讀者必讀的絕妙好書！

「我預見未來人類之於機器人，會像狗之於人類。機器人的世代就要來臨了。」
克勞特‧雪龍（Claude Shannon）美國數學家、資訊理論的創始人

書籍重點 

一本轟動美國、台灣電視圈、出版界的科學益智書
結合2012年國家地理頻道熱映科學節目《腦力大挑戰》
最費心難解的大腦實驗與眾多繁複設計的大腦騙局精彩結合的絕佳科普讀物！

原來我們的大腦這麼容易被欺騙！？
2011年秋天，國家地理頻道播出了三集受到觀眾高度注目的科學實驗節目《腦力大挑戰》，節目中藉由讓許多觀眾體驗各種驚人的實驗及挑戰，受試者的大腦會先被這些迷人的實驗或幻象吸引住，並且被這些看似理所當然的現象給欺騙，直到最後才恍然大悟原來這一切都是大腦搞的鬼！因為科學家與專家將為你解答，這個僅三磅重的物質 (大腦) 如何有效的欺騙你的感覺，讓你變成你自以為的你！

跨界科學團隊出動，破解大腦運作的奧祕！
國家地理頻道及各路專家們為你一一解開這個僅3磅重的人體器官的不思議真相。
包含心理學、神經學、哲學及藝術家等跨界科學家，透過精心且繁複構思的視覺遊戲與驚人測驗，挑戰你的「認知極限」，重新認識這個僅三磅重的人體器官，如何讓我們「看見」、「思考」，以及「認知」我們自己！？

本書還收錄以下精彩內容：
精心繪製與設計的視覺圖像與趣味科學實驗
多位科學家解答大腦運作
關於大腦的諸多迷思與真相
人類跟動物的大腦有什麼不一樣
我們如何清楚的「看見」身處的世界？
我們的大腦如何去「思考」？
我們的大腦，如何讓我們感覺很…「我們」！？ 談大腦的認知建構！
人的回憶大多數是錯誤的？
大腦與機器的差異？
機器人是如何被設計去思考？能夠突破嗎？
公元2040年，機器人將能夠開始展現與人類匹敵的智慧！？

麥可斯．威尼 (Michael S. Sweeney)

麥可斯．威尼畢業於內布拉斯加-林肯大學，並在俄亥俄大學新聞學院取得博士資格。曾追隨國家地理的羅伯特巴洛得博士前往鐵達尼號遺骸進行探險考察隊的隨行採訪，斯威尼的著作包含了《終極求生指南》、《和平：符號的自傳》、《當上帝不再眷顧我們》以及《頭腦：完整的心靈》

大衛考柏菲（David Copperfield）

享譽全球幻術大師 專文推薦

身為全球唯一的魔術師俱樂部一員的大衛考柏菲，最為人知曉的是利用魔術來創造令人感到難以置信的魔術，不管是讓自由女神像消失在眾人面前。除此之外，他也曾當著全球觀眾的面前，在百老匯裡舉辦大型的魔術表演 ( 1996, 夢境與夢饜 )。他更成立了醫療基金會，幫助殘疾人士接受治療。同時也出版過《大衛考柏菲的魔術：幻術背後的科學可能性》 ( 1996年出版 )。

大腦操縱師 By大衛考柏菲 (David Copperfield )

我是個職業幻象師，不用吊鋼絲或玩弄攝影機，就可以在空中飛行。我可以變出降雪，讓自由女神像和里爾噴射機消失，也曾把自己切成兩半。每一場表演中，我都會把13名自願的觀眾變不見。觀眾放心地把他們的感知交到我手上，知道我會把它扭曲成各種有趣的模樣，讓他們心悅臣服地欣賞我長達九十分鐘奇蹟式的表演。我利用故事、音樂和心理學創造出幻象，喚起觀眾心中的情緒，讓他們嘆為觀止。

這類魔術帶給觀眾的，不是困惑，而是驚奇。有人稱魔術師為表演界的科學家。舞台就是魔術師的實驗室，我們經過反覆試驗，了解了大腦內部神秘的運作。我們發現，只要用一些技巧和誤導，就能讓一名觀眾適時將注意力放在正確的地方，讓我們創造出魔術幻象。事實上，幻象誕生於大腦裡，而非舞台上。很多因子，包括文化造成的偏見和信念，都會影響人的感知，而有技巧的魔術師就會藉此創造出表面的奇蹟。置身紐約、巴黎或洛杉磯戲院的觀眾，跟其他文化中相信巫師和巫醫的民眾，對這些表演的認知就大不相同。

以下是個很有名的故事。法國魔術師胡迪（Jean-Eugène Robert-Houdin）被許多人視為現代魔術之父〔也因此韋斯（Ehrich Weiss）才會把自己重新取名為胡迪尼〕，他曾應法國當局要求，前往受法屬阿爾及利亞平息一場政變。當時有一群名為馬拉伯特人（Marabouts）的所謂聖者，詭計多端，許多阿爾及利亞人都相信他們擁有超能力。這群馬拉伯特人用各式花樣招來信徒，唆使同胞叛變、脫離法國。法國政府派胡迪前往阿爾及利亞，要他「以魔術智取」馬拉伯特人。

 胡迪攜著一個小小的金屬盒，來到阿爾及利亞。他把盒子放在地上，挑戰最高大有力的馬拉伯特人，要他把箱子舉起來。於是一名身形巨大強壯、彷彿舉重選手般的馬拉伯特人接受了挑戰。他滿臉自信地抱著箱子，表情卻變得異樣、困惑，甚至尷尬不已。他完全舉不起箱子，儘管胡迪那瘦子幾分鐘前才拿著同一個箱子。

 挑戰者滿身是汗，但儘管他使出吃奶的力氣，仍徒勞無功。一股前所未有的疼痛震動他全身，在他體內哀號，他直覺就想放下箱子，但雙手卻像黏在冷凍鋼筋的舌頭一樣，無法將箱子脫手。接著疼痛突然消失了，他摔倒在地，倍感羞辱但身體完好無傷。此時胡迪走了過去，不費吹灰之力就舉起了箱子。胡迪得一分，馬拉伯特人零分。簡而言之，後來阿爾及利亞人放棄了叛變，胡迪則被全國人民視為英雄。

胡迪所以能讓人舉不起這只箱子，秘訣在於埋在地下的一塊電磁鐵（聰明的胡迪在前一晚就把電磁鐵藏在那兒了）。當他打開電流，箱子就被釘在地上，提高電流則讓挑戰者感受到從未經歷過的電擊。胡迪挑戰了阿爾及利亞人的感知。有些原本以為馬拉伯特人真的擁有魔法的觀眾，都因此清醒過來。有些觀眾則仍相信馬拉伯特人的能力，但以為那名法國人的功力更高。胡迪聰明地改變了挑戰者的肌肉感知，以及旁觀者的視覺感知，也打消了他們原本想叛變的意願。

對於二十一世紀的讀者而言，胡迪的故事乍聽之下也許沒那麼新奇有趣。然而有些國家的居民對魔法深信不疑，我在為那些當地人表演魔術時，得小心解釋自己其實只是個藝人、幻象師，利用視覺和物理法則，以及轉移觀眾注意力的方式，達到表演的效果，而不是擁有任何超自然的力量。但有時我還是會碰到一些麻煩。
 
我還記得自己曾被幾名當地魔術師挑戰，他們認為我的表演是要給他們難看。我還得極力解釋，說我的表演有別於他們聲稱的表演，而且也沒有任何要冒犯他們的意思。但我仍不只一次需要僱用保鑣，因為當地魔術師不願相信我的表演純粹是種娛樂，決意要以魔術對決。我於是了解，文化差異的確會如此影響人的感知。

然而我操弄的感知，主要是在生物和心理層面上的。人類大腦是地球上最複雜的器官，那才是魔術表演的真正舞台。

手部的動作無法快過視覺，但可以快過感知。如果大腦知道該尋找什麼，眼睛就會看到什麼。舉例來說，只要能捕捉觀眾的注意力，就能讓魔術達到最大的效果。懂得如何操弄觀眾的注意力，是一名魔術師最需具備的技巧之一。

如果我可以引起你的注意力，讓你專注在特定的地方，你很有可能就不會注意到眼前發生的事。假設我對一名狂熱的棒球球迷說：「你等會兒就會看到某個你最喜歡的球員」，並且將球員帶到他跟前，那麼我就算真的叫助手牽一隻大象走進屋裡，甚至進入那球迷的視線中，他也很可能不會注意到那隻大象！這人的注意力會完全專注在球員身上，而看不到球員看到的景象！大腦一次只能注意一件事，你專注的不只是視覺，還包括注意力和思緒。在魔術表演中，你甚至會試著自我詮釋表演本身，讓自己的注意力更集中。

魔術師想順利轉移觀眾注意力，就要巧妙運用心理技巧，操弄觀眾大腦的不同部位。只要能順利轉移注意力，觀眾就不會發現自己錯過什麼，會被蒙在鼓裡，沉浸在魔術裡。如果我拿一只信封，舔舔封口處、封起來，那麼觀眾就會假設信封封起來了，無法塞進其他東西。搞不好信封的另一邊根本就是打開著的，但因為我不經意地展示信封，然後封起來，觀眾就會假設我沒在信封上動什麼手腳。但如果我拿起信封說：「這是一個普通的信封，貨真價實。」我就會讓人開始注意信封，讓觀眾專注在信封上，並心生懷疑。

如今科學家開始發現一些現象，加以分析，但魔術師在好幾個世紀前就已經發現這些現象了。比方說，某些最能欺騙觀眾的手法，都牽涉到科學家所謂的「改變視盲」（change blindness），也就是觀眾面對某些幻覺時，注意力倘若專注在特定範圍或作業上，就會忽略視線裡一些很明顯的改變。有時你越靠近看，看到的就會越少。這就是魔術好玩的地方。

 此外，有些直接了當的視覺幻影，也是在欺騙眼睛，換句話說，是在欺騙大腦。例如說，魔術師在好幾百年前就發現如果他們用黑布當作舞台背景，觀眾就看不到舞台上的其他黑色物體。魔術師稱之為黑色藝術。我小時候第一次看到《艾德‧蘇利文秀》（The Ed Sullivan Show）裡那隻有義大利口音的老鼠時，就對這種現象感到既有趣又困惑。這隻叫做吉喬鼠（Topo Gigio）的玩偶，完全不同於我以前看過的任何玩偶：牠的身體完全沒有任何看得見的支撐。牠可以用自己的兩隻腳爪站起來，而且還常常爬上蘇利文的袖子上，親他的臉頰道晚安。吉喬鼠就像一隻活生生的卡通人物。

當時我並不知道，吉喬鼠的確是有人操縱的，觀眾所以沒察覺，是因為操縱的人全身衣著都是黑色的，戴了黑色兜帽和黑色手套。我直到六年級時在圖書館借了一本魔術相關的書，才了解這一點。玩偶師讓觀眾看到活生生的吉喬鼠，但無論是攝影機或現場觀眾，都完全沒捕捉到玩偶師的身影。

這一類的視覺幻象很好理解。但這本書及配套的電視節目〈大腦實驗室〉，最迷人的特色之一，就是讓我們得以探索一些魔術師知道、也利用過，但卻不完全了解的幻象和大腦作業。本書解釋了一些特定感官操作的運作原理，閱讀過這些內容後，我更了解我們這些幻象師究竟都在做些什麼，也更知道該如何使用道具箱裡的一些工具。

身為一名幻象師，我為觀眾創造出一些他們從未目睹的神奇景象（也就是演員口中的「第一次的幻覺」），讓觀眾能重新捕捉那驚奇感。但對我的觀眾而言這些絕非幻覺，他們打從心裡感到敬佩、驚奇，完全被迷住了。我們已經好久不曾體驗這種感覺，尤其現在人們又擁有這麼多以指尖操作的美妙科技。我們靠著手提電腦、平板電腦和智慧型手機就能創造出近乎奇蹟的一切。然而我讓觀眾在一、兩個小時內脫離科技，重新體驗驚奇感，這種感覺真的很棒。這就是我會成為幻象師的原因，驅使我日復一日、年復一年地走上舞台。
 
這本書是非常有用，也非常有趣的工具，可以增加你對覺知的認識，讓你更了解一些神奇的現象。你不但將學會更仔細地看，也會看到更多、體會更多。能參與這項計畫是我的榮幸，也讓我證實了許多過去透過工作發現、但無法清楚表達的論點，並學習到許多有用而迷人的知識。我很高興能與讀者在這個旅程中同行。

[序]

你的大腦包含了……神經傳導物數十億細胞，才能造就出如此複雜的你！

今日運轉最快的超級電腦，可以在一秒內完成數百萬筆的數學計算、將私人訊息發送到地球的另一端、讓如子彈般高速飛行的火箭攔截下另一個火箭，甚至還可以打敗棋奕大師，而且完全不冒一丁點兒電子汗滴。然而目前還沒有任何一台機器，可勉強與人類大腦的運作能力匹敵。這些機器成不了詩人、建築師、醫生或藝術家，它們也無法思考。

這聽起來也許讓人驚訝，但電腦就連這世界最基本的運作原理也搞不懂。人類因大腦才如此獨一無二。人類大腦擁有一些其他動物大腦也擁有的功能，包括分析五官的刺激、整合肌肉運動，以及調節心臟、肺部和其他器官的功能。然而人腦也能製造意識。人類可以在腦子裡合成並內化外在世界，創造出個人在世界中的覺知。人類不同於動物的是，我們知道自己知道些什麼，也知道該如何應對這些知識。

神經元是大腦的基本單位，是一種特化細胞，負責將訊息以電化學的方式傳遞到其他神經元。有些神經元鏈會將訊息從身體末梢傳送到大腦，讓大腦能紀錄手指被槌到的疼痛、耳朵接收到的車馬聲，或亞利桑那州壯觀的夕陽美景。有些神經元鏈負責將資訊從大腦傳到其他身體部位，指示手指如何敲鍵盤、唇舌如何形成字彙、眼睛如何左右聚焦，好追蹤網球在球賽中的移動。有些神經元鏈則充當其他神經元間的傳訊者，創造出我們意識或潛意識中的思想與感覺。

每個神經元都包含了細胞體，上頭連接著一條像尾巴的長纖維，稱為軸突。軸突的任務是將電衝傳送到其他細胞，藉此驅使肌肉細胞收縮、傳輸身體各部位的感知，或與其他神經元分享訊息。有些軸突很短，只連接大腦的鄰近細胞。有些軸突則長得多，好將脈衝一路傳到脊髓，移動手腳。有些軸突會分出多達一萬個球狀分支，將脈衝散布到很多細胞去。

每個神經元也會延伸出樹突網絡，那是一些短而細小的纖維，可以將電子訊息從外在來源傳送到神經元的主體上。若以顯微鏡觀察，軸突和樹突看起來很像紅樹林溼地糾結繁雜的景觀，只不過每根樹枝連接的是另一棵樹的根部，以此類推。

 人類大腦包含了大約一千億個神經元，每個神經元又與眾多神經元相連，因此整個神經網絡名符其實地編織出上兆個連結，讓大腦成為全宇宙最複雜的物體。因為人類和其他動物懂得學習，這些連結並非靜止不變的。每天當大腦整合了新的經驗和知識，神經元就會形成新的連結。這是因為神經元彼此連接的方式，並不像以水泥砌成牆的磚頭，或焊接成橋的鋼樑。相反地，一個神經元的軸突和另一個神經元的樹突，之間是以一種稱為突觸（synapse）的小空隙相連的。

如何使用這本書
你的大腦是協同作用的代表，而協同作用正是「一體比其中部份的總和還多」的現象。Brainwork這本書也一樣。這本書是國家地理頻道特別節目〈大腦實驗室〉的配套書籍。

國家地理頻道的每個企劃，都可以讓觀眾單獨享用。而電視節目和書籍這兩個企劃，雖然都涉及同樣的重要主題，但內容本身並沒有重複。兩者都能讓你受益斐淺，但加起來卻能交織出最豐富的知識網絡。
這本書除了序言外，也包含三個章節：「看」的部份說明視覺幻象，以及幻象顯現的腦部運作。「想」是思想和回憶的現象。「存在」的部份，則包含說明了意識、情緒和意志的心理練習。

每一章節的開頭，都有一段簡介，總結我們對於該章主題現有的了解及其歷史。有些地方包括了一段事實（箭頭指示的地方）或引言（引號），好藉著主文強調一些重要觀念。這些引言之後，則包含了一些你可用來練習的感官和思想實驗，彷彿你就置身在一間神經科學實驗室一般。每個實驗都包含一段簡短說明，就收錄在右頁，並伴隨著一張圖解。你在翻頁之前，不妨先依照實驗說明的指示做。

接著你會讀到「發生了什麼事」（問號），也就是一段簡短的解釋。「仔細看」（驚嘆號）會更深入告訴你該實驗現象的神經學原理。「結論」（星號）（譯者說明）則以簡單明瞭的幾句話總結該實驗及其重要性。許多實驗也附上了讓人大開眼界的個案研究。

第一章：看

我們往往將視覺與理解劃上等號，這也顯現在語言上。當我們不懂什麼時，我們會說：「我看不出來。」當事態明朗時，我們會驚嘆：「這一目瞭然」。來自密蘇里的懷疑論者說：「秀給我看」（譯註）。我們相信自己的視覺，認為自己所見確實反應了外在世界。然而在我們腦裡建構外在世界的，卻是大腦與眼睛的神經細胞。

大腦與眼睛不像針孔攝影機般被動，而是主動完成這項任務。大腦告訴我們什麼，我們就認為自己看到了什麼。這整個過程的複雜程度，絕對會讓你嚇一大跳。將三維世界簡化為二維視覺虛像的步驟，開始於眼球。外界物質反射的光束透過瞳孔進入眼睛，穿過角膜和晶體後改變角度。角膜是覆蓋在虹膜、瞳孔和眼睛內部上的透明結構，形狀相對穩定，但會藉由其彎曲程度收集光線，原理類似老式照相機鏡頭的曲面。

譯註：「我來自密蘇里，你想說服我，得先秀給我看。」（I’m from Missouri; you’ve got to show me）這句話源自該州眾議員威廉．范提弗（Willard Vandiver）在 1899年的演講詞。後來這句話就成為該州家喻戶曉的名言。

上下顛倒的世界
視覺形成時，眼睛會先接收與外在世界完全顛倒的影像。貝蒂．愛德華（Betty Edwards）曾在《像藝術家一樣思考》（The New Drawing on the Right Side of the Brain）一書中指出，用上下顛倒的方式畫出某一物體，最能捕捉該物體的輪廓，因為你可以藉此畫出你「看」到，而非「知道」的形象。

眼睛內部
物體反射出的光線，會先穿過透明角膜，而後通過虹膜中央的瞳孔。光波藉由角膜的曲度和晶體（位於瞳孔及虹膜後方，形狀隨時改變）聚焦並重新導向，射向視網膜。視網膜是大腦延伸出來的感光結構。

眼球晶體位於虹膜和瞳孔正後方，通常是透明的彈性結構，但會因為老化或疾病而模糊或硬化。晶體的形狀會改變，讓眼睛得以聚焦在不同遠近的物體上。從遠方物體傳來的光波，以近乎平行的角度逼近眼球，而近處傳來的光波到達眼球時，則呈現比較大的角度。角膜和晶體的密度都比空氣大，因此會讓從大氣傳來、穿過它們的光線發生折射（也就是改變角度）。角膜與晶體的曲度和密度會改變光波角度，並讓光聚焦在眼球後方，顯示在視網膜上。

魔術膜
視網膜是大腦延伸出來的部份。胚胎還在子宮時，成長中的大腦會形成袋囊，而後發育成一片複雜而神奇的細胞組織，可以偵測狹窄的電磁能量，即所謂的可見光。當電磁能量以400至700奈米（奈＝十億分之一）的波長傳播，就成為紫色到紅色的光波。這些光波會被視網膜光受器細胞中高度特化的色素分子吸收。這就是大腦以視覺理解世界的開端。

光受器細胞可以在黑暗中偵測到三公里以外的燭光，也可以在光度足足百萬倍的雪天下運作。這些眼睛裡的小小神經元英雄，負責告訴大腦光在哪兒，又有多強。光受器細胞內的色素一旦被光漂白（你小時候可能有玩過感光紙的遊戲，兩者原理很相近），光受器就會將微量電流傳遞給附近連結的神經細胞。視覺訊息接著通過四層位於視網膜的神經元（別忘了，視網膜是大腦的一部份），然後從眼睛後方離開，送往大腦的其他部位。儘管所有光受器的感光及傳訊原理都很相似，人類的光受器仍分成兩種，在眼睛裡形成兩種不同系統。

視柱神經與視錐神經
視柱神經（rod cells）負責掌控你的夜間視力，並在昏暗的環境下活化，例如在多雲夜晚，伴隨著新月及稀疏星光的環境下。視柱神經裡的色素對光非常敏感，就連單一光子都會改變其活性。但這些色素比較無法幫助判斷光源位置（即所謂的「視力」，或「聚焦能力），以及光線種類（波長或顏色）。視柱神經所以無法增加視力，是因為這些神經結構平均散布在視網膜上（不過視網膜正中央並沒有任何視柱神經），而每條神經對外界的反應範圍都很大。

此外，視網膜的雙極細胞和神經節細胞，必須整合數個視柱神經傳來的訊息。因此當神經節細胞（視網膜裡的最後一層神經元）從視柱神經得到訊息，它會無法判斷訊息究竟源自視網膜的哪個點。視柱神經因為只有一種，所以也無法判斷顏色。它雖然對特定光波比較敏感（你是否曾注意到，藍光在夜晚會顯得特別明亮？），但卻無法判斷波長，而這正是色彩感知必要的一環。