科学画报文章内容

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以下原文引自《科学画报09年4月份刊》正文
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是谁蒙上了我的眼睛---用科学破解魔术
2009年中央电视台的春节晚会让人记忆犹新，尤其是魔术师刘谦的表演让全国观众目乱眼迷。硬币怎么跳进密封的小杯里？戒指怎么钻进完好的鸡蛋里？尽管观众瞪大了眼睛，还没有发现其中的玄机。究竟是谁蒙上了我的眼睛？答案就是你的大脑。其实，魔术中也有科学。让我们一同透过魔术，领悟科学。
魔术是一种古老的表演艺术，它能够带给观众快乐和惊喜。变幻的灯光，空灵的音乐，加上魔术师磁性般的声音，共同成就了奇迹的发生：帽子里飞出鸽子，硬币则不翼而飞，惊魂锯能把活人一分为二，读心术则能猜出你心中所想......让人目瞪口呆，瞠目结舌，真是不可思议；揉揉眼睛，全神贯注，还是不可思议。
这些匪夷所思的魔术似乎违背了自然法则。当然，自然法则不可违背。魔术师的绝招就是利用大脑的弱点，使人产生错觉，认为魔术师具有“魔力”。做到了不可能发生的事情。不过，很正高明之处在于，无论何时何地，魔术师都能蒙骗所有人的眼睛，明明知道是假的，却怎么也看不出其中的玄机。
过去人们总把魔术当做是骗人的雕虫小技。“不就是变戏法吗？”似乎不登大雅之堂。多年来，科学家对魔术也是不屑一顾。研究甚少。近年来，人们逐渐发现，原来魔术并不简单，它里面蕴含着深刻的科学道理，而且名堂还不小。魔术师使用的操纵人们注意力的方法可以显示出人类思维的运行方式。
美国加州理工学院的神经学家克里斯托弗.科赫说:" 我们和魔术师都在思考着相同的问题，只是角度不同而已。”神经认知专家也对魔术师的雕虫小技非常感兴趣。这些“欺骗”大脑的技巧可以用于探索大脑是如何工作的。比如，通过视觉上的错觉，科学家们了解了大脑是如何加工视觉信息的。
近年来，神经认知学家与魔术师联手，共同创造了一门科学——魔术学。如果成功的话，双方都受益匪浅。通过破解魔术师的“魔力”，科学家希望开发更强大的新型工具，深刻理解大脑的感知与认知。即使他们解释不了所有的技巧，他们也可能从中得到有关大脑的工作原理的崭新理论。同样，魔术师希望这种合作能够指引他们发现大脑的更多弱点，开发新的魔术技巧。
英国赫特福德大学的心理学家理查德.怀斯曼说，“对魔术学成果的真正考验就是利用科学创立更为神奇的魔术。”魔术学的良好开端则是魔术师对魔术技巧的分门别类;误导，错觉和强制力。
误导是魔术中最核心的技巧
魔术技巧的第一个重要工具是误导。从魔术的角度来看，误导是指魔术师利用技巧转移观众的注意力。从神经科学的角度上来看，误导则依赖于大脑具有有限注意力的事实。过去几十年的研究已经清晰的表明人为何会疏忽大意;全神贯注的事于一件事情，会让你对其他显而易见的事情置若惘闻。这一奇异现象称为不注意视盲。
1999年，美国伊利若依大学香槟分校的心理学家丹尼尔.西蒙斯与克里斯多弗.沙布里艾利用一个经典的实验证实了这一奇异现象的发生。他们制作了一个6个人圈成圈拍打2个篮球的视频。在看视频前，他们让观看者数出拍打篮球的次数。观看视频后，一半的人丝毫没有注意到，一位身穿大猩猩服装的男子一边拍打自己的胸脯，一边从6个人围成的圈子中间走过。
毫无疑问，魔术师就是利用不注意视盲带来的强大“魔力”，在我们眼前底下“为所欲为”。科学家们最近揭开经典魔术----“打火机和香烟不翼而飞”的秘密。当人们在观看这个魔术的视频时，科学家们则在追踪人们眼部的运动。尽管人们睁大了眼睛，丝毫不动的盯着视频看，还是猜不透其中的奥秘。
正如魔术师刘谦所说，魔术很讲究时机。而这个魔术的重要时机在于:魔术师做了一个手势，而这个手势能够牢牢抓住观众的注意力；他还利用自己的眼部活动将观众的注意力转移到其他地方，以致于观众忽视了他将打火机和香烟扔到大腿上的动作。即使人们反复看视频也难相信，自己明明睁大了眼睛盯着，怎么就会上当了呢？
还有一种控制注意力的途径是幽默。“当人们笑的时侯，时间仿佛也停止了.”魔术师约翰.汤姆森说。他经常用讲笑话来掩饰一些特别难于掩饰的动作。但是，笑话是如何转移人的注意力的，谁也说不清楚。
错觉是魔术中最有效的技巧
魔术技巧的第二个重要工具是错觉，尤其是认知上的错觉。这依赖于一个科学事实，人们自以为亲眼所见的事物实际上是由大脑虚构的。短时间里，人的眼睛无法捕捉到客观事物的全息影像，而是截取其中的几个独立片段。而你认为你所看到的事物全貌则是由大脑主观拼凑这些独立小片段得来的。比如，一个经典的魔术“小球不翼而飞”正是利用人们认知上的错觉。
首先，魔术师将一个小球扔到空中，然后用手接住。接着，他又把球扔出去，又接住。在这个过程中，他的眼睛一直跟随小球的运动而上下运动。之后，他假装做了一个扔小球的运动。实际上，小球还在他手的手里。但是，他的眼睛仍然跟随着小球运动，好像真的有个小球在运动一样。于是，人们产生一种错觉，误以为小球真的扔了上去，然后消失在空中。
科学家们把这个魔术搬到实验室里研究，并且有了意外发现。当魔术师真的扔出小球时，观众的眼睛跟随着魔术师的眼睛，追踪小球运动的轨迹。但是，当魔术师假装扔出小球时，观众的眼睛仍然牢牢跟随魔术师的眼睛。看来，我们的大脑上当了，它支配着眼睛，产生一种小球正在运动的错觉。事实上，那个小球并不存在。
为什么会产生这种错觉呢？一部分归因于大脑认知上的错觉。在这个案例中，魔术师的眼睛迷惑了观众的大脑，让其产生了某种期望，也就是有个小球在运动的期望。如果此时魔术师的眼睛盯着自己那只扔球的手，而不是假装跟随着那个并不存在的小球的运动轨迹的话，这个魔术将无法发挥它的“魔力”。
还有一部分要归因于人的视觉系统。人的视网膜所捕捉到的信息要过100毫秒才能传达给大脑。为补偿这个滞后的空挡，大脑必须对即将发生的情况作出预测，接着按照预测而不是真正得到的信息，支配人的行动。在现实生活中，这种预测非常实用。比如帮助司机对突发事件的作出应急反映。当然，人脑的这种预测本能也让魔术师“有机可乘”。
强制力是魔术最神秘的技巧
魔术技巧的第三个重要工具是强制力。表面上，魔术师会给参与者一定的自由度，让他们随意选择。事实上，参与者并没有享用这份自由。在经典的魔术“抽取任意纸牌”中，魔术师能够看穿你的心思，猜出你所选的牌。加拿大不列颠哥伦比亚大学的心理学家朗.雷新科说，强制力是魔术中最神秘的技巧。至今，神经认知学家还无法对此作出解释。
为了寻求答案，雷新科与职业魔术师阿里木.阿木兰尼合作研究强制力的科学奥秘。阿木兰尼在现场表演“抽取任意纸牌”的魔术。他当着参与者打开一盒纸牌，简单地洗了几下牌。接着，他用极短的时间向参与者展示了所有纸牌的正面，这大概只有几秒钟时间。然后，他让参与者任意选择一张纸牌。
“魔术师有7，8成的把握，强制对方选择特定的纸牌."雷新科说。而且，魔术师还能准确找到对方选中的那张牌，这中间似乎存在某种强大的魔力".雷新科也不知道这到底是怎么回事。他还有不少疑问：“如果不是魔术师表演，仅仅在屏幕上显示纸牌，那这个魔术还会成功吗？如果不用纸牌而用其他东西代替，结果又会如何呢？”
如今，科学家们仅领悟了魔术技巧的一些“皮毛”。尽管如此，他们已经对魔术师所掌握的“魔力”大吃一惊了。科学家不得不承认，长久以来，他们一直踏着魔术师几十年前已经走过的足迹。迄今为止，科学尚未打开创造新魔术的大门，魔术学甚至没有达到实际应用的阶段.许多有识之士希望科学家径直从魔术书籍中破解魔术技巧。
当然，每个行业都有自己的道德准则。如果科学家最终剥去了魔术神秘的外衣，那么，魔术表演将变得索然无趣，大批魔术师也将因此而丢掉饭碗。除非科学家手下留情，同意在破解魔术奥秘后绝不外扬，而魔术师也得以不断创新，否则科学家将成为魔术的“终极杀手”。其实，魔术的意义不仅在于对其科学性的研究，更重要的是这个古老的表演艺术能够带给观众带来快乐与惊喜。
完
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科学⼩知识⼿抄报内容资料

1.为什么星星会闪闪的？

我们看到星闪闪，这不是因为星星本⾝的光度出现变化，⽽是与⼤⽓的遮挡有关。

⼤⽓隔在我们与星星之间，当星光通过⼤⽓层时，会受到⼤⽓的密度和厚薄影响。⼤⽓不是绝对的透明，它的透明度会根据密度的不同⽽产⽣变化。所以我们在地⾯透过它来看星星，就会看到星星好像在闪动的.样⼦了。

2. 为什么会打呵？

当我们感到疲累时，体内已产⽣了许多的⼆氧化碳。当⼆氧化碳过多时，必须再增加氧⽓来平衡体内所需。因为这些残留的⼆氧化碳，会影响我们⾝体的机能活动，这时⾝体便会发出保护性的反应，于是就打起呵⽋来。

打呵⽋是⼀种深呼吸动作，它会让我们⽐平常更多地吸进氧⽓和排出⼆⽓化碳，还做到消除疲劳的作⽤呢。

3. 为什么蛇没有脚都能路？

蛇的⾝上有很多鳞⽚，这是它们⾝上最外⾯的⼀层盔甲。鳞⽚不但⽤来保护⾝体，还可以是它们的「脚」。

蛇向前爬⾏时，⾝体会呈S形。⽽每⼀⽚在S形外边的鳞⽚，都会翘起来，帮助蛇前进时抓住不平的路⾯。这些鳞⽚跟蛇的肌⾁互相配合，并能推动⾝体向前爬⾏，所以蛇没有脚也可以⾛动呀！

4. 为什么向葵总是朝着太阳开花

向葵花盘下茎部的地，含有种叫作「植物长素」的物质。这物质有加速繁殖的功，但却具有厌旋光性，每遇到光线时，便会跑到背光的去。

所以太阳升起时，向⽇葵茎部便马上躲到背光的⼀⾯去，看起来整棵植物就向着太阳的⽅向弯曲了。

5. 为什么了头发便会变？

我们的头发中有⼀种叫「⿊⾊素」的物质，⿊⾊素愈多头发的颜⾊便愈⿊。⽽⿊⾊素少的话，头发便会发黄或变⽩。⼈类到了⽼年时，⾝体的各种机能会逐渐衰退，⾊素的形成亦会愈来愈少，所以头发也会渐渐变⽩啊！

6. 为什么萤会发光？

萤⽕⾍会发光因为在它们的腹部末端有发光器，发光器内充满许多含磷的发光质及发光酵素，使萤⽕⾍能发出⼀闪⼀闪的光。

萤⽕⾍发光的⽬的，除了要照明之外，还有求偶、警戒、诱捕等⽤途。这也是它们的⼀种沟通的⼯具，不同种类萤⽕⾍的发光⽅式、发光频率及颜⾊也会不同，它们藉此来传达不同的讯息。

7. 为什么肚饿了会咕咕叫？

肚⼦饿了便会咕噜咕噜地叫，这是因为之前吃进的⾷物快消化完，胃⾥虽然空空的，但胃中的胃液仍会继续分泌。这时候胃的收缩便会逐渐扩⼤，内⾥的液体和⽓体便会翻搅起来，造成咕噜咕噜的声⾳。

下次不要再为肚⼦咕咕叫⽽感到尴尬啊！因为这是正常的⽣理动作呢。

8. 为什么驼鸟不会飞？

⾝型庞⼤的驼鸟类的⼀种，但它们却不会飞上天啊！这不是因为它们的翅膀不管⽤，⽽是它们的⽻⽑都太柔软，翅膀⼜太⼩，根本不适合飞⾏。另外，驼鸟的肌⾁不发达，胸⾻⼜平平的，对飞⾏都没有帮助。

驼鸟⽣活在⾮洲，由于长期居于沙漠地区，⾝体为了适应环境，便逐渐演化成现在的样⼦。

9. 为什么罐头品不容易变坏？

午餐⾁、⾖豉鲮鱼、茄汁⾖......都是美味的罐头⾷物，它们都可以存放很久⽽不易变坏。这因为罐头是密封的，细菌便⽆法进⼊。

⼈们在制造罐头⾷品的时候，把罐头⾥的空⽓全部抽出，然后把它封⼝。在没有空⽓的情况下，即使⾥⾯的⾷物沾上少许细菌，它们也⽆法⽣存或繁殖啊！