Kaum zu glauben, dass uns sogar unsere Augen manchmal täuschen… Und doch ist es so! Die nachfolgenden Beispiele für optische Täuschungen zeigen, dass auch unsere Augen für manche Überraschung sorgen.

Jede Täuschung des menschlichen Sehsystems (egal, ob sie im Auge oder im Gehirn ansetzt), die zu einer verzerrten Wahrnehmung der Realität führt, bezeichnen wir als optische Täuschung. Solche Täuschungen können entweder von Natur aus entstehen oder durch visuelle Tricks erzeugt werden. Sie lassen uns Dinge sehen, die gar nicht da sind, machen uns blind für vorhandene Objekte oder gaukeln uns eine falsche Darstellung der Realität vor. Aber sehen Sie sich doch einfach die Bilder an: Sie sagen mehr als tausend Worte.

Von der Antike bis heute
Optische Täuschungen faszinieren nicht nur Normalsterbliche, Künstler und Architekten, sondern neuerdings auch Wissenschaftler. Die jahrtausendealte Faszination, die das scheinbar Unerklärliche auf uns ausübt, ist auch heute noch ungebrochen. Wetten, dass auch Sie sich von unseren Beispielen täuschen lassen ? Mehrere Jahrhunderte v. Chr. wussten die griechischen Tempelbauer bereits die menschliche Wahrnehmung – und die Illusionen, denen sie unterliegen kann – zu nutzen.

So wurden beispielsweise beim Bau des Parthenon gewisse Linien gekrümmt, damit sie gerade erscheinen. Eine wahre Meisterleistung für die damalige Zeit ! Ab der Renaissance spielte auch die Kunst immer häufiger mit optischen Täuschungen, sei dies nun mit dem Trompe-l’œil oder später im Impressionismus, Pointillismus und Surrealismus. Die berühmtesten Vertreter der malerischen Sinnestäuschungen sind Leonardo da Vinci, Pablo Picasso, Salvador Dalí, Maurits Cornelis Escher und René Magritte. Vergessen wir dabei aber nicht die Zauberer und Illusionisten, diese grossen Meister der Tricks und optischen Täuschungen. Besonders interessant sind die geometrisch- optischen Täuschungen. Mitte des 19. Jahrhunderts haben Pioniere der experimentellen Psychologie über 200 solcher Täuschungen entwickelt und ihnen ihren Namen gegeben.

Diese Täuschungen zeigen geometrische Figuren, die zu Fehlschlüssen hinsichtlich Schätzung, Dimension, Interpretation und Richtungsweisung der betrachteten Elemente verleiten. Anhand der gezeigten Beispiele lässt sich das einfach und überzeugend feststellen. Selbst die grössten Rationalisten können sich nur über die Verwirrung wundern, die das Phänomen in uns hervorruft ! Doch wie sind solche Täuschungen überhaupt möglich?

Nicht das Auge ist schuld !
Zum besseren Verständnis dieses Phänomens muss man sich vorstellen, dass das Auge in etwa wie ein Fotoapparat funktioniert. Die Hornhaut und die Linse entsprechen dabei dem Objektiv, die Netzhaut dem Film. Das Auge, dieses kleine, kugelförmige Organ mit einem Durchmesser von 2,5 cm und einem Gewicht von rund 7 g ist mit einer transparenten, lichtdurchlässigen Substanz gefüllt. Das aus dem Glaskörper (einer durchsichtigen, gallertartigen Masse) bestehende Auge wird von der Sclera umschlossen, einer Membran, die das Augenweiss darstellt und im vorderen Teil des Auges in die durchsichtige Hornhaut übergeht.

Durch die Hornhaut hindurch sieht man eine runde Muskelblende, die Iris, die dem Auge seine Farbe verleiht und in deren Zentrum sich die Pupille befindet. Direkt hinter der Iris befindet sich die bikonvexe Linse, die die Lichtstrahlen durchlässt und sie auf der Netzhaut fokussiert. Genau wie ein Fotoapparat nimmt das Auge automatisch gewisse Einstellungen zur Anpassung an die äusseren Bedingungen vor. So zieht sich die Pupille bei starker Lichteinwirkung zusammen und reduziert dadurch die in die Iris einfallende Lichtmenge. Bei schwacher Lichteinwirkung weitet sich die Pupille.

Doch das ist noch nicht alles. Aufgrund der Distanz nimmt das Auge die Fokussierung vor, damit das Bild auf der Netzhaut scharf ist. Diese Fokussierung geschieht durch die Veränderung der Linsenwölbung. Die Linse, ein leicht elastischer Körper, wird durch glatte Muskelfasern fixiert, die in der Lage sind,durch Spannung und Entspannung deren Form und dadurch deren optische Eigenschaften leicht zu verändern. Diese Fähigkeit der Wölbungsveränderung ermöglicht dem Auge eine sofortige Anpassung an die Distanz zum betrachteten Objekt.

Dank der Linse und ihrer Anpassungsfähigkeit sind wir somit in der Lage, die Zeitung zu lesen oder eine weit entfernte Szene zu beobachten. Das auf der Netzhaut entstehende Bild bringt die Nervenzellen zum Reagieren – die Zapfen übernehmen das Erkennen von Farben, die Stäbchen ermöglichen das Sehen bei Dämmerlicht –, wobei die Lichtwellen in Nervenimpulse umgewandelt werden. Hinter der Netzhaut übernimmt dann der Sehnerv und leitet die Nervenimpulse ähnlich wie verschlüsselte Botschaften ins Gehirn weiter.

Dieser komplexe Prozess bewirkt, dass wir dreidimensional sehen, Objekte im Raum sowie im Verhältnis zueinander ordnen und Licht und Schatten wahrnehmen können. Doch genau darin liegt die Gefahr der optischen Täuschung. Es ist nämlich nicht das Auge, das dafür verantwortlich ist, sondern das Gehirn ! Im Sehfeld des Auges gibt es einen blinden Fleck, den so genannten Mariotte-Fleck. Dort, wo der Sehnerv und die Netzhaut zusammentreffen, dort wo sämtliche Endäste der Sehfasern sich vereinen, gibt es auf einem Punkt mit einem Radius von rund 1,2 mm keine Sehzellen. Verschwindet ein Teil eines Bildes, nimmt das Gehirn eine Retusche vor und füllt die Lücke mit dem naheliegendsten bildhaften Inhalt.

Da unsere Augen stets in Bewegung sind, ist das Gehirn praktisch immer ausreichend über das Gesamtbild informiert und daher in der Lage, den für das Auge nicht sichtbaren Teil mittels automatischer Gehirnmechanismen zu kompensieren. Dies kann bereits zu einer bestimmten Art der optischen Täuschung führen. Was die übrigen Täuschungen anbelangt, so entstehen auch sie nicht auf der Netzhaut, sondern im Sehsystem, wo die Informationen der beiden Augen zum ersten Mal zusammenlaufen.

Auch wenn die visuelle Wahrnehmung – die Fähigkeit, Farben, Formen und Bewegungen zu sehen und zu unterscheiden – dem Auge zuzuschreiben ist, nimmt sie erst im Gehirn wirklich Form an. Die Interpretation, die das Gehirn von allen erhaltenen Informationen vornimmt, ist zum Teil mehrdeutig. Es kommt eben auch vor, dass sich das Gehirn selbst und damit uns täuscht, indem es uns etwas anderes als die Realität sehen lässt !

Ist dies nun auf die Mechanismen der Sinnesorgane oder direkt auf das Gehirn zurückzuführen ? Sind Täuschungen das Resultat eines Wettstreits zwischen den beiden Hirnhälften ? Seit Mitte des 19. Jahrhunderts häufen sich die Theorien diesbezüglich. Sicher ist jedoch, dass optische Täuschungen eine Frage der Wahrnehmung sind und nichts mit Gedanken und Überlegungen zu tun haben. Der Beweis : Sie können sich noch so lange sagen, dass die nebenstehenden Abbildungen lediglich geometrische Täuschungen sind, das bewahrt Sie nicht davor, sich in die Irre führen zu lassen oder zumindest die Verzerrungen wahrzunehmen ! Wir wünschen auf jeden Fall viel Spass !

Unmögliche Figuren
In der bildenden Kunst wurde schon früher mit verschiedenen Effekten experimentiert, um beim Betrachter bestimmte Eindrücke oder Illusionen zu erzeugen. Dazu gehört natürlich zunächst die perspektivische Darstellung.

Ab dem 20. Jahrhundert gingen viele Künstler noch darüber hinaus und entwickelten seltsame Figuren, deren geometrische Umsetzung im Raum völlig paradox wäre. Manche dieser als «unmögliche Figuren» bezeichneten Bilder sind weltbekannt. Auf den ersten Blick scheint so eine unmögliche Figur ein ganz normales, dreidimensionales Objekt darzustellen, aber bei genauerem Hinsehen zeigt sich, dass es unmöglich ist: Keine geometrische Umsetzung der Gesamtdarstellung wäre wirklich denkbar. Unmögliche Figuren stellen unserem Sehsystem eine Falle.

Necker-Würfel Was sehen Sie von diesem Würfel, die Vorder- oder die Rückseite? Bei diesem Beispiel einer zweideutigen Täuschung werden gleich zwei Darstellungen eines Würfels gezeigt, und das Gehirn springt zwischen beiden Bildern hin und her. Beide Interpretationen werden als gültig wahrgenommen, doch es setzt sich keine einzelne Darstellung durch.

		Penrose-Treppe Führt diese Treppe auf- oder abwärts? Diese 1958 ebenfalls vom Mathematiker Roger Penrose entwickelte unmögliche Figur zeigt eine Treppe, deren zwei Enden miteinander verbunden sind. So wird die Illusion eines endlosen Auf- oder Abstiegs erzeugt, der aber unmöglich ist.
		Treppauf Treppab Wohin gehen die Leute? Illustration auf Google: Treppauf Treppab Escher Bilder. Der niederländische Künstler Maurits Cornelis Escher liess sich stark von Penroses Werken inspirieren. Auf dieser Lithographie mit dem Titel «Treppauf Treppab» sieht man ein auf den ersten Blick normal erscheinendes Bauwerk. Schaut man jedoch genauer hin, sieht man Menschen, die oben auf dem Turm eine Treppe hinuntersteigen und dabei Personen kreuzen, die die gleiche Treppe emporsteigen. Verfolgt man die Personen, stellt man fest, dass die Treppe endlos ist: Die einen steigen endlos empor, die andern stets hinunter.