A Desconexão Entre Percepção e Geometria
Como nossa percepção pode diferir das verdades matemáticas na compreensão de formas.
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Índice
A geometria é um campo da matemática que lida com formas e espaços. Ela se baseia em um conjunto de regras chamadas axiomas. O conjunto de axiomas mais famoso vem de um matemático chamado Euclides. O trabalho dele estabeleceu as bases do que chamamos de Geometria Euclidiana. Nesse sistema, algumas verdades básicas sobre formas são aceitas como evidentes por si mesmas. Por exemplo, se duas coisas são iguais à mesma coisa, então elas são iguais entre si. Essa foi a forma padrão de pensar sobre formas por muito tempo.
Mas, no século 19, surgiram novas maneiras de entender a geometria. Esses novos métodos mostraram que existem outros sistemas de geometria que podem descrever o espaço de maneiras diferentes das regras de Euclides.
Geometria Euclidiana
A geometria euclidiana é baseada em uma série de postulados ou afirmações que são aceitas como verdadeiras sem prova. Por séculos, acreditou-se que a geometria euclidiana era a única maneira correta de entender o mundo físico. No entanto, com o tempo, os pesquisadores descobriram que há outras maneiras de perceber e entender as formas.
Os axiomas de Euclides servem como blocos de construção para todo o campo da geometria. Eles ajudam os matemáticos a derivar novas verdades sobre formas e suas relações. Mas, um número crescente de evidências agora sugere que nossa Percepção das formas pode não sempre alinhar com essas verdades matemáticas.
Percepção vs. Matemática
Pesquisas mostraram que as pessoas às vezes percebem formas de maneira diferente do que as regras matemáticas ditam. Quando olhamos para certas formas ou configurações, nossos cérebros podem criar percepções que não são matematicamente precisas. Isso leva ao que chamamos de ilusões ópticas.
As ilusões ópticas são imagens que podem enganar nosso sistema visual. Elas nos fazem ver as coisas de forma diferente do que realmente são. Por exemplo, duas linhas que são matematicamente iguais podem parecer de comprimentos diferentes dependendo de como são apresentadas. Essa discrepância entre o que percebemos e o que é matematicamente verdadeiro levanta questões sobre a confiabilidade de nossas percepções.
Os cientistas estão agora considerando a possibilidade de que nossa percepção opera com um conjunto diferente de regras, que eles chamam de axiomas perceptuais. Enquanto a geometria euclidiana se baseia em verdades matemáticas rigorosas, os axiomas perceptuais dependem de como nosso cérebro interpreta as informações visuais.
O Estudo das Ilusões Ópticas
Para entender melhor essa diferença, os pesquisadores realizaram estudos usando várias ilusões ópticas. Os participantes foram mostrados imagens como a ilusão de Müller-Lyer, a ilusão de Ponzo, e muitas outras. Todas essas ilusões enganam nossa percepção. Por exemplo, a ilusão de Müller-Lyer consiste em duas linhas que parecem diferentes em comprimento, mesmo sendo iguais.
Nesses estudos, os participantes foram convidados a ajustar as imagens até que parecessem iguais com base em sua percepção. O objetivo era ver quão longe eles precisavam ajustar as linhas ou formas para fazê-las parecer iguais, mesmo que a matemática dissesse que já eram iguais.
Resultados do Estudo
Os resultados foram interessantes. Muitas pessoas reconheceram as ilusões, mas ajustaram as imagens de maneiras que muitas vezes contradiziam as verdades matemáticas. Por exemplo, na ilusão de Ebbinghaus, onde dois discos estão cercados por discos de tamanhos diferentes, os participantes tipicamente ajustaram significativamente o tamanho dos discos internos, mostrando que sua percepção não correspondia à igualdade matemática.
As descobertas sugerem um padrão consistente: mesmo quando as pessoas estão cientes das verdades matemáticas, sua percepção permanece resistente a mudanças. Os ajustes feitos pelos participantes mostraram como sua lógica perceptual não se alinhava com a lógica matemática.
Implicações das Descobertas
Esses resultados desafiam a crença de longa data de que as verdades matemáticas são a forma suprema de conhecimento. A presença desses axiomas perceptuais indica que como percebemos o mundo pode frequentemente estar em desacordo com as descrições matemáticas. Isso levanta questões fundamentais sobre o que consideramos verdadeiro.
Por exemplo, podemos realmente dizer que um método de entender formas é superior a outro? Enquanto os axiomas geométricos fornecem uma maneira estruturada de definir relações, os axiomas perceptuais refletem a realidade que experimentamos através de nossos sentidos. Cada sistema tem seu próprio conjunto de verdades que podem não necessariamente alinhar.
A Natureza da Realidade
A relação entre verdades perceptuais e matemáticas revela algo importante sobre como entendemos a realidade. A descrição matemática de formas e espaços é uma ferramenta valiosa, mas não leva em conta as complexidades da percepção humana. Quando vemos uma ilusão óptica, não estamos apenas experimentando um truque simples; estamos nos envolvendo com um aspecto mais profundo de como nosso cérebro processa informações.
Pesquisadores estão começando a explorar como nossos cérebros usam sistemas diferentes para entender o mundo ao nosso redor. Assim como os axiomas de Euclides descrevem uma maneira de pensar sobre formas, os axiomas perceptuais oferecem insights sobre como experimentamos essas formas. É essencial reconhecer que ambos os sistemas podem coexistir, mas nem sempre concordam.
Uma Perspectiva Mais Ampla
Historicamente, grandes arquitetos reconheceram as diferenças entre percepção e geometria. Por exemplo, os construtores do Partenon fizeram ajustes em seus projetos para contrabalançar como a estrutura pareceria aos olhos. Eles entenderam que nossa percepção poderia alterar a realidade do que vemos.
Hoje, podemos aprender com essas ideias. Em vez de descartar ilusões ópticas como meras decepções, podemos vê-las como oportunidades para aprofundar nossa compreensão de como a percepção funciona. Estudando tanto os axiomas matemáticos quanto os perceptuais, podemos obter uma visão mais abrangente do conhecimento.
Conclusão
A exploração das ilusões ópticas e seus efeitos sobre a percepção revela diferenças significativas entre como vemos formas e as descrições matemáticas dessas formas. Os axiomas perceptuais destacam as complexidades da visão humana e as limitações de confiar apenas no raciocínio matemático.
Tanto verdades matemáticas quanto perceptuais são válidas em seus contextos, mas elas servem a propósitos diferentes. Reconhecendo essa distinção, podemos apreciar melhor a riqueza de nossas experiências e as intricacias de como entendemos o mundo. À medida que o conhecimento continua a crescer, integrar ambas as formas de entendimento pode levar a uma imagem mais completa da realidade.
Título: Perceptual axioms are irreconcilable with Euclidean geometry
Resumo: There are different definitions of axioms, but the one that seems to have general approval is that axioms are statements whose truths are universally accepted but cannot be proven; they are the foundation from which further propositional truths are derived. Previous attempts, led by David Hilbert, to show that all of mathematics can be built into an axiomatic system that is complete and consistent failed when Kurt Godel proved that there will always be statements which are known to be true but can never be proven within the same axiomatic system. But Godel and his followers took no account of brain mechanisms that generate and mediate logic. In this largely theoretical paper, but backed by previous experiments and our new ones reported below, we show that in the case of so-called "optical illusions" there exists a significant and irreconcilable difference between their visual perception and their description according to Euclidean geometry; when participants are asked to adjust, from an initial randomised state, the perceptual geometric axioms to conform to the Euclidean description, the two never match, although the degree of mismatch varies between individuals. These results provide evidence that perceptual axioms, or statements known to be perceptually true, cannot be described mathematically. Thus the logic of the visual perceptual system is irreconcilable with the cognitive (mathematical) system and cannot be updated even when knowledge of the difference between the two is available. Hence no one brain reality is more "objective" than any other.
Autores: Semir Zeki, Z. Hale, A. Beyh, S. E. Rasche
Última atualização: 2024-04-10 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.07.31.551301
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.07.31.551301.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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