图片来源:@Explanimals via Twitter
破案了,唐三藏是属猫的。
撰文 | 黄雨佳
审校 | 二七
养猫人士常常会发现,家里的猫总喜欢钻进各种各样的盒子,无论是快递箱、抽屉还是垃圾桶。如果有好几只猫,它们甚至会为了争夺同一个包装盒而打得不可开交,仿佛那是什么不可多得的宝物。既然盒子对猫如此有魅力,如果把三维的盒子压扁,变成一个二维的图形,猫咪还会有兴趣吗?
2017年4月的某一天,加拿大多伦多的丹妮尔·马西森(Danielle Matheson)收到了母亲发来的短信:“网上说,只要在地上放一个方形,猫咪就会走进去。”马西森的母亲尝试后,发现果真如此。她用胶带在地上粘出了一个框形,家里的猫真的像着了魔一般,走进框内蹲了下来。
马西森把这件事发到推特(目前已改称“X”)上,引来了数十万网友围观。他们在推特上建了一个名为“猫咪方形”的话题标签(#CatSquares),大家纷纷拿家里的猫做起试验,并秀出成功“捕获”的猫咪。这些猫或趴或蹲或躺,以各种姿势待在框里。还有网友发现,一些猫会把框当作自己的领地,不让其它猫进入。这份“魔法”甚至不需要胶带粘出来的“框”也能起效:连地上的打印纸、购物袋都可以成为猫咪的定居场所。
主动蹲进框里的猫(图片来源:@Be Facepalmed via YouTube)
加布里埃拉·史密斯(Gabriella Smith)是美国亨特学院(Hunter College)的一名硕士研究生,她的研究方向是动物认知。某天,史密斯听了一场讲座,主题是狗的视觉错觉易感性。回到家后,她不经意间看到了室友的猫。一个疑问出现在脑海:既然猫这么喜欢三维和二维的方形物体,那如果把盒子换成一个仅仅看上去像是盒子的东西,会发生什么呢?
人们常常会因视错觉而看到许多本不存在的事物,或是看到的物体与实际情况不同。这些视错觉一般被分为三类:因图像本身结构导致的几何学错觉,因感觉器官引起的生理错觉,和因心理原因导致的认知错觉。
一个经典的认知错觉例子是卡尼萨三角(Kanizsa triangle),由意大利心理学家盖塔诺·卡尼萨(Gaetano Kanizsa)发现。在卡尼萨三角中,有缺口的圆形排成特定形状,使缺口的延长线构成三角形,我们就能从中看到一个本不存在的白色三角形。类似的图案还有卡尼萨方形等。
那么,猫咪也能从卡尼萨方形中看到一个完整的方形图案,然后乖乖走进去吗?
卡尼萨三角(图片来源:Fibonacci, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)
2020年5月,硕士毕业的史密斯发起了名为“坐得下就坐”(If I Fits I Sits)的项目,专门研究这个问题。她在互联网上发布了调查问卷,征集想要参与研究的志愿者和他们的猫咪。最终,共有561名自告奋勇的猫咪主人报名参与了这项试验。
猫是一种对新环境适应较慢的生物,如果在实验室里做这项研究,不熟悉的环境可能对猫的行为造成较大影响。再加上2020年5月新冠病毒正在全球肆虐,许多猫主人可能在家中隔离。因此,这项研究只能由猫主人在家中自行完成。
试验开始前,猫主人除了要自备猫之外,还需要准备一台黑色墨水的打印机、一些22厘米×28厘米的打印纸(美标信纸)、剪刀、胶带、尺子、笔、相机或有录像功能的手机,以及一副墨镜。
史密斯给每位参与者发送了用于打印的文件,上面画着缺口的黑色圆形以及黑色长条形。参与者打印后将图案剪下来,就能拼成卡尼萨方形和方框,以及一种同样由缺口圆形排列而成,但不会造成视觉错觉的卡尼萨对照图案。
从左至右依次为:卡尼萨方形、卡尼萨对照图案和方框(图片来源:原论文)
史密斯想研究猫咪对这三种不同图案的喜爱程度。如果猫对方框和对卡尼萨方形同样喜爱,却对卡尼萨对照图案没什么兴趣,就说明猫的确能产生和人类相似的卡尼萨错觉。史密斯打算每次给猫咪提供三种图案中的两种,看它最后会走向并停留在哪个图案内,来比较猫咪对不同图案的兴趣程度。
3种图案按照不同顺序两两组合,一共有6种方式。因此,史密斯要求参与者在接下来的6天里,每次摆出其中一种组合进行测试。为了避免图案组合顺序对实验结果的影响,史密斯设计了3种不同的图案组合出现顺序,根据参与者的姓氏首字母,为每人选定不同的实验方案。
打印好图形后,参与者就要选定一个猫咪喜欢的房间,将它温柔地“请”出去,避免它在实验前接触到这些图案。然后,猫咪主人要按照尺寸和距离要求,以及实验方案中设定的顺序,在条纹木地板或格子瓷砖的地上粘贴相应图案。
实验方案中规定的图案距离要求(图片来源:原论文)
粘贴完毕,猫咪主人就可以戴上墨镜,把猫从房间外“请”回来了。在实验结束前,猫主人不能和猫有任何互动,这也是要求他们戴墨镜的原因。这样,猫就不会通过参与者的眼神,获得一些不必要的心理暗示。
参与者把猫放在距离图案不足0.6米的地方,打开手机或相机摄像头开始记录,随后就由猫咪自由发挥了。如果在实验开始后的5分钟内,猫咪进入了其中的一个图案,四条腿全部保持在图案内,坐下或者站了至少3秒钟,就可以认为它“选择”了这个图形,当日实验到此结束。
如果在实验开始后的5分钟内,猫咪并没有选择任何一种图案站着或坐下,当天的实验也就到此为止了。实验结束后,参与者会将地上的图案扔进垃圾桶,并把拍摄的视频上传给研究人员,通过问卷报告实验结果。研究人员会通过邮件给他们发送下一天的实验图案。
由于整个实验一共要持续6天,在561名报名者中,只有121位(22%)猫主人参与了第一天的实验,53人(9%)参与了2天,43人(8%)参与了3天,38人(7%)参与了4天,34人(6%)参与了5天。到第6天时,只剩下30名志愿者(5%)完成了全部的实验。
史密斯团队的研究结果(图片来源:原论文)
而在这30名参与者的猫咪中,共有9只选择了至少一种图案。其中6只猫共8次选择了普通的方框图案,4只猫共7次选择了卡尼萨方形。不知为何,还有一只名为“龙猫”(Totoro)的小猫,既不喜欢方框,也不喜欢卡尼萨方形,唯独选了一次卡尼萨对照图案。
猫咪选择卡尼萨方形的次数与方框没有显著差异,这说明,二者对它们有相似的吸引程度。相比于对照图案,猫咪更喜欢卡尼萨方形,这也说明猫具有错觉轮廓(illusory contours)的易感性。至于为什么那个名叫“龙猫”的小家伙独爱卡尼萨对照图案,史密斯也不清楚。她表示,可能不是这个形状本身对猫有什么吸引力,而单纯是地板上有个新东西吸引了猫的注意力。
这并非第一项关于猫咪视觉错觉的研究。早在1988年,科学家就测试过两只猫对卡尼萨方形的易感性。后来,也有研究表明,猫还会受到德勃夫错觉(Delboeuf illusion)的影响,即两个同样大小的圆,如果分别包围进一个大圆和一个小圆中,那么,大圆中的圆会显得更小。实验过程中,将等量的食物放在两个不同大小的盘子里,猫咪会倾向于选择那些小盘子里看上去体积更大的食物。
德勃夫错觉(图片来源:Washiucho, Public domain, via Wikimedia Commons)
猫也不是唯一一种具有视觉错觉现象的猫科动物。研究发现,狮子还会产生“旋转蛇”错觉(Rotating Snake illusion)。这是一种运动错觉,即把客观上静止的物体看成是运动的。“旋转蛇”由黑-蓝-白-黄四种颜色构成,组成大大小小错落在一起的圆形。当人盯着它看时,由于短暂的眼动,例如微跳视(microsaccades)、扫视(saccades)和眨眼,会感觉图案中的圆在旋转。
史密斯也对运动错觉很感兴趣。2021年5月,“坐得下就坐”项目的论文即将发表,她又发起了另一个名为“看见东西”(Seeing Things)的研究项目,同时招募猫和狗,研究它们的运动错觉敏感性。和“坐得下就坐”一样,这次的项目同样由参与者在家打印图案完成。
在“坐得下就坐”项目中,由于项目周期长达6天,绝大部分参与者都在实验过程中流失了。史密斯当时也表示了遗憾,如果实验流程只有1天,或许最终成功参与全程的猫咪会更多,实验结果也会更可靠。于是,这次史密斯吸取了经验教训,参与者只要花费20分钟,就能完成试验了。果然,在这次报名的72只猫和50条狗中,共有39只猫(54%)和36条狗(72%)完成了试验。
很可惜,这项研究发现,无论是猫还是狗,探索“旋转蛇”图案和对照组图案所花费的时间都差不多,它们都没能表现出“旋转蛇”错觉的易感性。可是,此前其他的研究曾发现,猫是具备这种错觉易感性的,与这次的结论相矛盾。研究人员推测,这可能是实验方法不同导致的。例如,用于做对照的大圆形图案与另外两种图案有较大区别,可能会使猫狗对它额外感兴趣。
“看见东西”项目中使用的图案,从左至右分别为:旋转蛇、普通蛇和大圆形(图片来源:原论文)
不知道孙悟空给唐僧画圈圈是否也受到了猫咪的启发呢……