3. oktober 2011

Hvorfor synes en firkantet terning i bevægelse at være rund?

spørger Alexander 12 år og morfar 73 år 

"Kære Professor. Når vi spiller spil hjemme og bruger en terning, kan jeg se, at når jeg får den til at snurre rundt i terningkastet, så ser den ud som en kugle - selvom det er en terning. Hvordan kan det være?"

Det er fordi, jeres øjne og hjerner ikke arbejder hurtigt nok til, at I kan opfatte alle dele af terningens bevægelse, når den snurrer hurtigt. Der er simpelthen en øvre grænse for, hvor mange indtryk synet kan overkomme at bearbejde per sekund. I øjets nethinde findes to slags sanseceller, der opfanger lys. I midten, hvor vi har det skarpeste syn, sidder cirka 6 millioner nerveceller, der kaldes tappe, og som kan skelne farver. Rundt om sidder op mod 120 millioner stave, som ikke skelner mellem farver, men som til gengæld er meget lysfølsomme. Hver gang en nervecelle reagerer på lys, sender den en besked til hjernen via synsnerven. Der går et lille stykke tid, før den igen kan reagere på lys, og tappene holder en lidt længere pause end stavene. Impulserne fra nethinden samles i hjernen, hvor synsindtrykket behandles, det er først her, vi bliver bevidste om det, vi ser på.

Men hjernen skal bearbejde så store mængder af nerveimpulser, at den simpelthen ikke kan følge med, hvis de kommer alt for hurtigt. I stedet opfatter man en slags gennemsnit af de mange synsindtryk, og den firkantede terning bliver pludselig kuglerund. Når I kigger direkte på terningen, bruger I midten af nethinden, hvor de lidt langsomme tappe sidder. Næste gang I spiller med terninger, skulle I prøve at kigge lidt væk. Prøv fx at fokusere på et punkt cirka 20 cm fra terningen. Ud af øjenkrogen vil I stadig kunne se terningen, men nu med stavene, og så er det meget lettere at opfatte dens form.

Fartgrænsen i hjernen og nethinden er faktisk grunden til, at vi kan se film, der i virkeligheden er opbygget af mange enkeltbilleder. Når de bliver vist hurtigt nok, narres vi til at tro, at de smelter sammen for øjnene af os, at billederne bliver "levende". I forsøg, hvor man har afspillet film langsommere og langsommere, indtil man synes de flimrer eller hakker i det, kan man vise, at hjernen let skelner mellem 16 billeder i sekundet. Film i biografen bliver som regel vist med 24 eller 25 billeder i sekundet, og så ser det ud som om, at skuespillerne bevæger sig flydende. Men når kameraet glider hurtigt forbi en ting, kan man faktisk stadig se, at billedet hopper lidt, og derfor bliver stadig flere film nu optaget med 50 billeder i sekundet.