在地上畫個框 居然真的能長出貓來!什麼原理?

圖片來源：@Explanimals via Twitter

破案了，唐三藏是屬貓的。

撰文 | 黃雨佳

審校 | 二七

養貓人士常常會發現，家裡的貓總喜歡鑽進各種各樣的盒子，無論是快遞箱、抽屜還是垃圾桶。如果有好幾隻貓，它們甚至會為了爭奪同一個包裝盒而打得不可開交，仿佛那是什麼不可多得的寶物。既然盒子對貓如此有魅力，如果把三維的盒子壓扁，變成一個二維的圖形，貓咪還會有興趣嗎？

2017年4月的某一天，加拿大多倫多的丹妮爾·馬西森（Danielle Matheson）收到了母親發來的簡訊：「網上說，只要在地上放一個方形，貓咪就會走進去。」馬西森的母親嘗試後，發現果真如此。她用膠帶在地上粘出了一個框形，家裡的貓真的像著了魔一般，走進框內蹲了下來。

馬西森把這件事發到推特（目前已改稱「X」）上，引來了數十萬網友圍觀。他們在推特上建了一個名為「貓咪方形」的話題標籤（#CatSquares），大家紛紛拿家裡的貓做起試驗，並秀出成功「捕獲」的貓咪。這些貓或趴或蹲或躺，以各種姿勢待在框裡。還有網友發現，一些貓會把框當作自己的領地，不讓其它貓進入。這份「魔法」甚至不需要膠帶粘出來的「框」也能起效：連地上的列印紙、購物袋都可以成為貓咪的定居場所。


主動蹲進框裡的貓（圖片來源：@Be Facepalmed via YouTube）

加布里埃拉·史密斯（Gabriella Smith）是美國亨特學院（Hunter College）的一名碩士研究生，她的研究方向是動物認知。某天，史密斯聽了一場講座，主題是狗的視覺錯覺易感性。回到家後，她不經意間看到了室友的貓。一個疑問出現在腦海：既然貓這麼喜歡三維和二維的方形物體，那如果把盒子換成一個僅僅看上去像是盒子的東西，會發生什麼呢？

人們常常會因視錯覺而看到許多本不存在的事物，或是看到的物體與實際情況不同。這些視錯覺一般被分為三類：因圖像本身結構導致的幾何學錯覺，因感覺器官引起的生理錯覺，和因心理原因導致的認知錯覺。

一個經典的認知錯覺例子是卡尼薩三角（Kanizsa triangle），由義大利心理學家蓋塔諾·卡尼薩（Gaetano Kanizsa）發現。在卡尼薩三角中，有缺口的圓形排成特定形狀，使缺口的延長線構成三角形，我們就能從中看到一個本不存在的白色三角形。類似的圖案還有卡尼薩方形等。

那麼，貓咪也能從卡尼薩方形中看到一個完整的方形圖案，然後乖乖走進去嗎？



卡尼薩三角（圖片來源：Fibonacci, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons）

2020年5月，碩士畢業的史密斯發起了名為「坐得下就坐」（If I Fits I Sits）的項目，專門研究這個問題。她在網際網路上發布了調查問卷，徵集想要參與研究的志願者和他們的貓咪。最終，共有561名自告奮勇的貓咪主人報名參與了這項試驗。

貓是一種對新環境適應較慢的生物，如果在實驗室里做這項研究，不熟悉的環境可能對貓的行為造成較大影響。再加上2020年5月新冠病毒正在全球肆虐，許多貓主人可能在家中隔離。因此，這項研究只能由貓主人在家中自行完成。

試驗開始前，貓主人除了要自備貓之外，還需要準備一台黑色墨水的印表機、一些22厘米×28厘米的列印紙（美標信紙）、剪刀、膠帶、尺子、筆、相機或有錄影功能的手機，以及一副墨鏡。

史密斯給每位參與者發送了用於列印的文件，上面畫著缺口的黑色圓形以及黑色長條形。參與者列印後將圖案剪下來，就能拼成卡尼薩方形和方框，以及一種同樣由缺口圓形排列而成，但不會造成視覺錯覺的卡尼薩對照圖案。



從左至右依次為：卡尼薩方形、卡尼薩對照圖案和方框（圖片來源：原論文）

史密斯想研究貓咪對這三種不同圖案的喜愛程度。如果貓對方框和對卡尼薩方形同樣喜愛，卻對卡尼薩對照圖案沒什麼興趣，就說明貓的確能產生和人類相似的卡尼薩錯覺。史密斯打算每次給貓咪提供三種圖案中的兩種，看它最後會走向並停留在哪個圖案內，來比較貓咪對不同圖案的興趣程度。

3種圖案按照不同順序兩兩組合，一共有6種方式。因此，史密斯要求參與者在接下來的6天裡，每次擺出其中一種組合進行測試。為了避免圖案組合順序對實驗結果的影響，史密斯設計了3種不同的圖案組合出現順序，根據參與者的姓氏首字母，為每人選定不同的實驗方案。

列印好圖形後，參與者就要選定一個貓咪喜歡的房間，將它溫柔地「請」出去，避免它在實驗前接觸到這些圖案。然後，貓咪主人要按照尺寸和距離要求，以及實驗方案中設定的順序，在條紋木地板或格子瓷磚的地上粘貼相應圖案。



實驗方案中規定的圖案距離要求（圖片來源：原論文）

粘貼完畢，貓咪主人就可以戴上墨鏡，把貓從房間外「請」回來了。在實驗結束前，貓主人不能和貓有任何互動，這也是要求他們戴墨鏡的原因。這樣，貓就不會通過參與者的眼神，獲得一些不必要的心理暗示。

參與者把貓放在距離圖案不足0.6米的地方，打開手機或相機攝影頭開始記錄，隨後就由貓咪自由發揮了。如果在實驗開始後的5分鐘內，貓咪進入了其中的一個圖案，四條腿全部保持在圖案內，坐下或者站了至少3秒鐘，就可以認為它「選擇」了這個圖形，當日實驗到此結束。

如果在實驗開始後的5分鐘內，貓咪並沒有選擇任何一種圖案站著或坐下，當天的實驗也就到此為止了。實驗結束後，參與者會將地上的圖案扔進垃圾桶，並把拍攝的視頻上傳給研究人員，通過問卷報告實驗結果。研究人員會通過郵件給他們發送下一天的實驗圖案。

由於整個實驗一共要持續6天，在561名報名者中，只有121位（22%）貓主人參與了第一天的實驗，53人（9%）參與了2天，43人（8%）參與了3天，38人（7%）參與了4天，34人（6%）參與了5天。到第6天時，只剩下30名志願者（5%）完成了全部的實驗。



史密斯團隊的研究結果（圖片來源：原論文）

而在這30名參與者的貓咪中，共有9隻選擇了至少一種圖案。其中6隻貓共8次選擇了普通的方框圖案，4隻貓共7次選擇了卡尼薩方形。不知為何，還有一隻名為「龍貓」（Totoro）的小貓，既不喜歡方框，也不喜歡卡尼薩方形，唯獨選了一次卡尼薩對照圖案。

貓咪選擇卡尼薩方形的次數與方框沒有顯著差異，這說明，二者對它們有相似的吸引程度。相比於對照圖案，貓咪更喜歡卡尼薩方形，這也說明貓具有錯覺輪廓（illusory contours）的易感性。至於為什麼那個名叫「龍貓」的小傢伙獨愛卡尼薩對照圖案，史密斯也不清楚。她表示，可能不是這個形狀本身對貓有什麼吸引力，而單純是地板上有個新東西吸引了貓的注意力。

這並非第一項關於貓咪視覺錯覺的研究。早在1988年，科學家就測試過兩隻貓對卡尼薩方形的易感性。後來，也有研究表明，貓還會受到德勃夫錯覺（Delboeuf illusion）的影響，即兩個同樣大小的圓，如果分別包圍進一個大圓和一個小圓中，那麼，大圓中的圓會顯得更小。實驗過程中，將等量的食物放在兩個不同大小的盤子裡，貓咪會傾向於選擇那些小盤子裡看上去體積更大的食物。



德勃夫錯覺（圖片來源：Washiucho, Public domain, via Wikimedia Commons）

貓也不是唯一一種具有視覺錯覺現象的貓科動物。研究發現，獅子還會產生「旋轉蛇」錯覺（Rotating Snake illusion）。這是一種運動錯覺，即把客觀上靜止的物體看成是運動的。「旋轉蛇」由黑-藍-白-黃四種顏色構成，組成大大小小錯落在一起的圓形。當人盯著它看時，由於短暫的眼動，例如微跳視（microsaccades）、掃視（saccades）和眨眼，會感覺圖案中的圓在旋轉。

史密斯也對運動錯覺很感興趣。2021年5月，「坐得下就坐」項目的論文即將發表，她又發起了另一個名為「看見東西」（Seeing Things）的研究項目，同時招募貓和狗，研究它們的運動錯覺敏感性。和「坐得下就坐」一樣，這次的項目同樣由參與者在家列印圖案完成。

在「坐得下就坐」項目中，由於項目周期長達6天，絕大部分參與者都在實驗過程中流失了。史密斯當時也表示了遺憾，如果實驗流程只有1天，或許最終成功參與全程的貓咪會更多，實驗結果也會更可靠。於是，這次史密斯吸取了經驗教訓，參與者只要花費20分鐘，就能完成試驗了。果然，在這次報名的72隻貓和50條狗中，共有39隻貓（54%）和36條狗（72%）完成了試驗。

很可惜，這項研究發現，無論是貓還是狗，探索「旋轉蛇」圖案和對照組圖案所花費的時間都差不多，它們都沒能表現出「旋轉蛇」錯覺的易感性。可是，此前其他的研究曾發現，貓是具備這種錯覺易感性的，與這次的結論相矛盾。研究人員推測，這可能是實驗方法不同導致的。例如，用於做對照的大圓形圖案與另外兩種圖案有較大區別，可能會使貓狗對它額外感興趣。



「看見東西」項目中使用的圖案，從左至右分別為：旋轉蛇、普通蛇和大圓形（圖片來源：原論文）

不知道孫悟空給唐僧畫圈圈是否也受到了貓咪的啟發呢……