Two ways of thinking (previously published as a newspaper feature in Norwegian)

To måter å tenke på

Dersom en ball og en racket til sammen koster 110,- kr, og racketen koster 100 kroner mer enn ballen, hvor mye koster da ballen alene? Hvorfor er det så lett å svare feil på denne enkle oppgaven?

I eksempelet over vil de fleste fort svare at ballen koster 10,- kr. Men om racketen skal koste 100 kroner mer, må prisen for den da være 110,- kr, og da blir summen 120,- totalt, som ikke kan stemme. Riktig svar er at ballen må koste 5,- kr og racketen 105,- kr for at avstanden mellom dem skal være 100 kr og totalsummen skal være 110 kr. Matematikken er jo ikke komplisert, og når en får løsningen forklart, virker svaret åpenbart.

Men ikke bli sur om du først tenkte feil, for du er i godt selskap. I studier av flere tusen universitetsstudenter svarte rundt 80% av dem feil. Det er noe med at tallene 100 og 10 nevnes i oppgaven, som frister oss til å bruke disse tallene på nytt i svaret vårt, og vi «hopper over» det å tenke gjennom en gang til for å sjekke at summen blir riktig.

Oppgaven viser at vi har to ulike måter å tenke på, som kan lede til forskjellige svar. Dette er hovedpoenget til Daniel Kahneman i boken «Tenke, fort og langsomt», som kom ut på engelsk i 2012 og på norsk i 2014. Siden 1960-tallet har Kahneman (sammen med sin nå avdøde kollega Tversky) og andre kognitive psykologer gjort en rekke eksperimenter som utforsker faktorene som får oss til komme frem til feil svar. Slike faktorer kalles ofte tankefeller.

Gjennom forskningen kom Kahneman frem til at vi har to ulike måter å tenke på: En intuitiv, rask og automatisk måte å tenke på, som han kalte for «system 1», og en analytisk, krevende og sakte måte å tenke på, som han kalte for «system 2». Når vi gjør feil i oppgaven over, er det fordi vi forsøker å bruke «system 1», men trenger «system 2» for å komme frem til det rette svaret. Men vi føler oss like sikre på svaret, uansett om det kommer fra det ene eller andre systemet.

Denne type teorier kan spores tilbake til proto-psykologen William James på slutten av 1800-tallet, og flere psykologer har arbeidet med slike teorier siden 1980-tallet. I 2002 fikk Kahneman Nobelprisen i økonomi for sitt arbeid (det finnes ingen nobelpris i psykologi), og ikke minst; han var med på Skavlan i 2014.

Det aller meste av tenkningen vår i hverdagen, som å gjenkjenne noen på gaten, mener Kahneman at utføres av «system 1» uten at vi legger merke til det. «System 2» brukes bare når vi bevisst forsøker å ta et valg, for eksempel for å bestemme oss for hvilken bil vi skal kjøpe. Kahneman mener at «system 1» er «godt nok» for de aller fleste situasjoner, og vil la oss komme frem til riktig (eller nesten-riktig) svar i mange situasjoner, mens «system 2» som nøye vurderer alle alternativene har større sannsynlighet for å finne det rette svaret. Vi trenger begge systemene, da vi ikke ville hatt nok mentale ressurser til å bruke det omstendelige «system 2» for alle små beslutninger i hverdagen.

Kahneman argumenterer for at ulike personer kan ha ulik tendens til å bruke mer av det ene enn av det andre systemet. I intervjuer har han foreslått at kanskje George W. Bush var en mer «system 1»-type, som var stolt av å handle ut fra sin intuisjon, «hva som føles riktig», mens Barack Obama mer er en «system 2»-type som bruker mer tid på å tenke seg grundig om. Velgere er opptatt av at presidenten virker besluttsom og effektiv, men også at presidenten tar den riktige beslutningen.

Denne forskningstradisjonen blir ofte misforstått. Poenget er ikke å argumentere for at vi mennesker er lette å lure (selv om det ofte er det som vises i eksperimentene). Vi kan heller si at vi er satt sammen på en måte som i de aller fleste situasjoner gir rask, «god nok» fungering, men at vi skal være klar over at dette systemet noen ganger kan lede oss galt av sted.

Try your hand at brain research (previously published as newspaper feature in Norwegian)

Prøv deg som hjerneforsker

På denne nettsiden kan du teste ut hvordan nerveceller sender signaler til hverandre, hvordan assosiasjoner læres og avlæres, og hvordan fobier kan behandles i terapi.

Nettsiden neurotic neurons forsøker å forklare noen prinsipper om hvordan hjernen virker, hvordan fobier kan oppstå, og hvordan terapi kan endre koblingene i hjernen. Siden er laget av spillutvikleren Nicky Case, som også deler sine personlige erfaringer med fobier og terapi.

På nettsiden får du klikke på nerveceller og se hvordan de reagerer. Slik lærer du om hvordan nervecellene «snakker med» hverandre, ved at et signal videresendes fra en celle til en annen gjennom nettverket av koblinger mellom cellene. Videre lærer du et prinsipp for at når ting som opptrer sammen skapes koblinger mellom nerveceller. Et slikt prinsipp kan forklare hvordan fobier utvikler seg, ved at angst blir koblet til bestemte situasjoner eller tanker. Til slutt lærer du et prinsipp for at koblinger blir svakere om vi opplever den ene tingen uten den andre. Såkalt «eksponeringsterapi» bruker et slikt prinsipp til å behandle fobier. Da utsettes vi for det vi er redde for i trygge omgivelser, slik at vi lærer at det vi er redde for ikke nødvendigvis får de konsekvensene vi fryktet. Vi bør merke oss at nettsiden inneholder en del forenklinger om hvordan nervesystemet virker.

Nettsiden er et eksempel på det som kalles «utforskbare forklaringer» (eller «explorable explanations» på engelsk). Begrepet ble introdusert av Bret Victor i et essay i 2011.  Han mener at heller enn å passivt lese om eller bli vist noe, så lærer vi bedre av å få prøve oss frem og selv teste ut mekanismen bak hvordan noe henger sammen. Utforskbare forklaringer har blitt brukt til å undervise om matematiske prinsipper, visualisering av algoritmer, hvordan systemer kan videreføre skjevhet og mangfold, eller å forutsi utfallet av det amerikanske valget.

Is the research reliable? (previously published as a newspaper feature in Norwegian)

Er forskningsfunnene pålitelige?

Burde du få det samme resultatet dersom du gjør det samme eksperimentet to ganger? Forskere har nylig forsøkt å gjenta 100 psykologieksperimenter, og resultatene er nedslående.

Det siste årene har det blitt stilt spørsmål ved påliteligheten til funnene fra psykologisk forskning. I 2011 publiserte en velrenommert forsker å ha funnet bevis for «prekognisjon», selv om det strider med fysikkens lover. I 2012 skrev Nobelprisvinner Kahneman et åpent brev der han stilte seg tvilende til mye av forskningen innen sosialpsykologi. Det har også vært tilfeller av regelrett juks i psykologisk forskning.

Slike hendelser har skapt mye oppmerksomhet rundt hva som kan gå galt i forskningsprosessen. Bevisst juks og svindel er nok sjeldent, men undersøkelser har vist at tvilsomme forskningspraksiser er relativt vanlige, og til en viss grad akseptert. Noe av dette går på selektiv rapportering, det vil si at forskeren er flinkere til å finne og publisere effekter som støtter hypotesen, mens studier som motsier den ikke blir publisert. Analysen kan også være selektiv, ved at en prøver ulike tilnærminger til data helt til en finner noe en ønsker å publisere. De publiserte artiklene kan også være for lite detaljerte om hvordan eksperimentet ble utført eller hva de nøyaktige resultatene var, slik at det er vanskelig for andre å etterprøve funnene.

«Reproduserbarhet», det at vi vil få det samme resultatet dersom vi gjør det samme eksperimentet på nytt (ofte kalt en «replikasjon»), er en forutsetning for vitenskapen. Det såkalte «reproduserbarhetsprosjektet» er et ambisiøst prosjekt som har som mål å replikere viktige studier som ble publisert mellom 2010 og 2012. Første steg i prosjektet har forsøkt å replikere 100 studier som ble publisert i tre ledende psykologitidsskrift. I så stor grad som mulig lignet replikasjonene på de opprinnelige eksperimentene, og ble gjennomført i samarbeid med de opprinnelige forskerne. Det er en prestasjon i seg selv å ha fått gjennomført prosjektet, som innebærer å koordinere innsatsen til 270 ulike forskere i ulike land. Forskere er vanligvis lite motivert for slike prosjekter, da det er lite anerkjennelse å hente i å replikere tidligere funn. Resultatene fra psykologidelen av reproduserbarhetsprosjektet ble publisert i det ledende tidsskriftet Science i slutten av august i år.

Resultatene var nedslående. Av de 100 studiene som ble forsøkt replikert, var det bare 36 av dem som fikk statistisk signifikante resultater (mot 97 av de opprinnelige studiene). I tillegg var størrelsen på effektene bare halvparten så sterke som effektene i de opprinnelige eksperimentene.

Noen forskere har reagert med mistro og mistenksomhet til prosjektet, og har ønsket å avkrefte budskapet om at psykologifaget er i krise. Det blir innvendt at uoverensstemmelsen kan skyldes at ukjente trekk ved det første studiet ikke var med i replikasjonen. Men om resultatet avhenger av disse trekkene, kan en i det minste si at beskrivelsen av det opprinnelige studiet ikke var god nok. Selv om de fleste forskere ønsker slik dobbeltsjekking velkommen, er det andre som har forsøkt å mistenkeliggjøre motivene til de som gjør replikasjoner, og mener de bare er bøller som ikke klarer å gjøre sine egne funn og derfor må rakke ned på andres forskning. I diskusjonene som har fulgt, har det også vist seg at både ledende forskere og tidsskriftsredaktører har en manglende forståelse for statistikk.

Mer nyanserte gjennomganger av prosjektet har pekt på at manglende replikasjon kan skyldes tilfeldigheter, feil i det opprinnelige studiet, feil i replikasjonen, eller ukjente forskjeller mellom studiene, som at andre typer personer var forskere eller deltagere i replikasjonen. En kan også si at selv om 36% repliserte funn høres lavt ut, er det uklart hvor høy andelen skulle det ha vært. Vi har ikke etablert hvor mange «falske positive» funn en burde forvente i vitenskapen. Men vi bør også anerkjenne at deler av psykologien har hatt en usunn forskningskultur. De 100 eksperimentene som ble forsøkt replisert var publisert i topptidsskrifter, og det er mulig at slike ambisiøse arenaer i større grad er utsatt for de tvilsomme forskningspraksisene nevnt tidligere.

Behovet for replikasjon av forskning gjelder nok ikke bare innenfor psykologien. Den neste delen av reproduserbarhetsprosjektet skal innen 2017 forsøke å replikere 50 biologiske kreftstudier. Selv om dette fagfeltet i større grad enn psykologien ser på seg selv som en etterrettelig «hard science», har tidligere forsøk tydet på at reproduserbarheten her kan være så lav som mellom 10% og 25%. Fra annen medisinsk forskning har en sett at da en finansieringskilde krevde at store studier på forhånd skulle varsle hvilke funn de forventet, falt andelen av positive resultater i behandling av hjerte- og karsykdommer fra 57% til 8%.

Veien videre for psykologi og andre fag er å jobbe for en mer stringent og etterrettelig forskningspraksis. En del av løsningen er at forskerne på forhånd bør offentliggjøre hva de har tenkt å gjøre og hva de forventer å finne. Forskningen bør i større grad gjøres i store prosjekter hvor ulike forskere bekrefter hverandres funn før de publiseres. Forskerne bør være åpnere om hvordan studien ble gjort og analysen ble gjennomført, og datamaterialet bør gjøres tilgjengelig slik at andre forskere kan gjøre sine egne analyser. En bør arbeide for at flere av de gjennomførte eksperimentene publiseres, også de som gjentar tidligere eksperimenter og de som ikke får de forventede resultatene. Men det første steget mot en løsning er å anerkjenne at vi har et problem med reproduserbarhet, og psykologien har definitivt nådd det steget.

Psychology myths among teachers (previously published as a newspaper feature in Norwegian)

Skadelige lærermyter

En undersøkelse viser at mange lærere tror på ulike myter om hvordan hjernen fungerer, og om hvilke læreteknikker som vil være mest effektive for elevene. Hvor kommer mytene fra, og hvilke uheldige effekter kan de ha?

Har du hørt at de fleste bare bruker 10% av hjernen sin? Kanskje føler du noen ganger at du er en av dem? Men påstanden er en myte – alle bruker hele hjernen sin, og hele hjernen er involvert i å løse ulike oppgaver. Evolusjonen ville ikke utrustet oss med en stor og kostbar hjerne dersom 90% av den skulle stå ubrukt.

Gjør det noe at folk tror på myten om at vi bare bruker 10% av hjernen? Kanskje ikke. Myten kan visstnok spores tilbake til William James, en av psykologiens grunnleggere. Han sa riktignok ikke noe om hjerner, men han mente at de færreste brukte mer enn 10% av sitt intellektuelle potensiale. Da blir budskapet litt forskjellig, og handler da mer om at «du kan få til mer om du prøver hardt», eller at «selv om noen først ikke forstår noe kan vi hjelpe dem til å forstå det».

Men det finnes en del myter om hvordan vi tenker og hvordan vi lærer som kan være uheldige. Ofte henger disse mytene sammen med misforståelser om hvordan hjernen virker. Spesielt uheldig kan det være om lærere tror på slike myter, og tilpasser opplæringen sin deretter.

I fjor høst ble det publisert en artikkel i «Nature Reviews Neuroscience» som viste i hvilken grad lærere i fem ulike land trodde på ulike påstander om hvordan elever lærer. Noen av mytene er listet under, angitt med hvor stor andel av lærerne som trodde på dem:

1. Elever lærer bedre om undervisningen tilpasses deres egen læringsstil (96%)
2. Noen elever er styrt mer av venstre hjernehalvdel mens andre er styrt mer av høyre, og dette kan forklare forskjeller i hvordan de lærer (80%)
3. Kroppslige øvelser kan føre til bedre integrering av funksjonene til venstre og høyre hjernehalvdel (77%)
4. Elever følger dårligere med etter å ha drukket sukkerholdig drikke (53%)
5. Hjernen krymper om en drikker mindre enn 6 glass vann til dagen (49%)
6. Lærevansker som skyldes utviklingshemning kan ikke forbedres med opplæring (28%)

Selv om ingen av disse påstandene har støtte i forskningen på feltet, kan de fleste av dem spores tilbake til noe relevant forskning som har blitt misforstått eller overfortolket.

Den første myten, som nesten alle de spurte lærere tror på, er at vi lærer bedre om vi får tilpasset læringen til vår læringsstil. Det vil si at noen lærer best ved å se, andre ved å høre, ved å berøre, eller ved å bruke kroppen. Det er mye forskning som viser at ulike elever foretrekker ulike typer læring, men ingen eksperimenter har vist at du lærer best om opplæringen gis i din foretrukne læringsstil (se denne oversiktsartikkelen for en grundig gjennomgang).

Myte to og tre er også inne på noe riktig, siden noen av hjernens funksjoner utføres i noe større grad av den ene av hjernehalvdelene. For eksempel bruker de fleste av oss i større grad venstre enn høyre hjernehalvdel for å forstå språk. Men dette innebærer ikke at noen foretrekker å løse oppgaver med venstre eller høyre hjernehalvdel, eller at det i hovedsak er den ene hjernehalvdelen som er brukes når en oppgave løses på en bestemt måte (som logisk versus intuitiv løsning).

Hvorfor tror vi på disse mytene? Det er nok fristende å håpe at noen enkle grep skal kunne gjøre lærerne mer effektive. Det kan være at ny nevrovitenskapelig forskning presenteres på en måte som gir et inntrykk av håndfaste målinger, banebrytende løsninger, og endelige svar. Bilder av hjerneaktiviteten som ofte følger slik forskning kan lett feiltolkes av de som ikke er eksperter på feltet. I tillegg er det en rekke kommersielle aktører som ønsker å selge sine «hjernetrening»-programmer.

Dersom lærere legger opp undervisningen sin etter disse mytene, fører det til at det kastes bort penger, tid og krefter som kunne vært bedre anvendt på læringsstrategier som faktisk er evidensbaserte. Det er mulig lærerne eksplisitt burde advares mot mytene og kurses om hvilke råd en kan og ikke kan trekke ut fra forskningen. På sin side bør forskerne sørge for at de formidler på en måte som er tilgjengelig for brukerne, på et språk som unngår fagtermer og gir tydelige råd.

For mer om psykologimyter, finnes det to gode engelske bøker på emnet, Lilienfeld og kollegers «50 Great Myths of Popular Psychology», og Jarretts «Great myths of the brain».

Can machines be conscious? (previously published as a newspaper feature in Norwegian)

Kan en maskin være bevisst?

Hva skal til for at du vil si at en maskin er intelligent? Dette er spørsmålet er kjernen i filmen "Ex Machina", som går på kino for tiden.

Et av problemene for fagfeltet kunstig intelligens (eller “artificial intelligence” på engelsk) er at folks forventninger til hva maskiner skal kunne få til stadig endres. Det å kunne finne informasjon på nettet for å svare på det du lurer på, gjette hvilket ord du holder på å skrive, planlegge en reiserute – at maskiner skulle kunne gjøre dette var science fiction for noen tiår siden, men i dag tar vi det for gitt. Det kan virke som at det vi egentlig venter på, ikke er kunstig intelligens, men kunstig bevissthet, altså at maskiner kan reflektere over seg selv og sine omgivelser på en måte som ligner det mennesker gjør.

“Ex Machina” er en spenningsfilm rundt temaene kunstig intelligens og bevissthet som går på kino for tiden. Filmen er nesten som et kammerspill å regne, der det meste foregår i ett hus og med tre roller. Hovedrollene består av androiden Ava, Nathan som har bygget androiden, og Caleb som blir ansatt av Nathan for å avgjøre om Ava er bevisst. Caleb blir flydd inn til Nathans luksuriøse leilighet i Valldalen på Sunnmøre, og skal gjennom en serie møter med Ava avgjøre om han opplever maskinen som en person. Filmen framhever kontrastene mellom den kjølig moderne designleiligheten og den ville naturen på utsiden, mellom menneskelig samspill og konstruerte maskiner, mellom intelligente filosofiske argumenter og oberst Kurtz-aktig selvhøytidelig fyllerør.

Temaet er aktuelt i tiden. I februar 2011 viste IBMs Watson at den kunne spille quiz-programmet Jeopardy bedre enn noe menneske. Juni 2014 var første gang et ekspertpanel ikke klarte å skille mellom om de snakket med et dataprogram eller med et ekte menneske. Og nå i januar 2015 har både Stephen Hawking, Elon Musk og Bill Gates uttrykt bekymring for at utviklingen av kunstige intelligenser er ute av kontroll.

Et sentralt konsept i filmen er Turing-testen, som går ut på at en sier at en maskin opptrer intelligent dersom man i en samtale med den ikke klarer å vite om en snakker med en maskin eller et menneske. Alan Turing selv kalte dette for “the imitation game”, som Morten Tyldums nylige film har tatt navnet sitt fra (der refererer tittelen også til Turings forsøk på å passe inn, noe som ikke har rot i Turings faktiske liv).

Tidlig i “Ex Machina” bemerkes det at Turing-testen er utilstrekkelig — en maskin vil kunne etterligne menneskelige responser, uten at den egentlig er intelligent på den måten vi mener. Slikt sett er dette en test av mennesket som skal vurdere maskinen, ikke av maskinen selv. I filmen sier Nathan at han ønsker å å vise Caleb at Ava er en maskin, og teste om han allikevel vil tenke på den (eller hun) som en person. Den samme versjonen av Turing-testen blir også vi som kinopublikum utsatt for. I ulike scener fremstilles Ava som mer eller mindre menneskelig, og vi må velge hvem av de tre karakterene i filmen vi har sympati med. Til sammen er det kanskje fire ulike versjoner av Turing-testen filmen er innom, men å diskutere dem vil avsløre noen kritiske vendinger i plottet. Jeg har skrevet om dem med hvit tekst nederst i saken, så om du ikke har noe imot at kritiske ting i historien blir avslørt kan du markere teksten med musen for å lese det.

Filmen er også innom de filosofiske tankeeksperimentene det kinesiske rommet og Mary i svart/hvitt-rommet: Se for deg at du befinner deg i det kinesiske rommet, der du får lapper med kinesisk skrift sendt inn til deg, og kan bruke et grundig oppslagsverk til å sende tilbake svar på kinesisk. Vil du da si at du kan kinesisk, eller gir du bare inntrykk av å kunne det uten å egentlig forstå språket? På lignende måte forsøker Caleb i filmen stadig å få Ava til å overbevise ham om at hun faktisk forstår hva han sier, og ikke bare later som. I tankeeksperimentet Mary i svart/hvitt-rommet beskrives forskeren Mary som vet alt om hvordan lys brytes opp i farger, men aldri har sett farger selv. Vil hun da forstå noe mer når hun for første gang ser farger i virkeligheten? Dette illustreres i filmen i scenen der Ava for første gang er utenfor laboratoriet.

Begge tankeeksperimentene er knyttet til det som i filosofien kalles bevissthetens vanskelige problem: Vil vi kunne forstå bevissthet dersom vi forstår alle prosessene i hjernen som skaper bevisst opplevelse, eller er det noe mer ved bevissthet, noe som ikke kan reduseres til nevroner, synapser og informasjonsbehandling? Om vi i filmen aksepterer at maskinen Ava er en person med bevisst opplevelse som vi kan ha sympati med, sier vi at bevissthet faktisk kan reduseres til informasjons-behandling og kan gjenskapes i en maskin.

Filmen har blitt kritisert for å gå i “sexy robot”-fellen, på samme måte som Langs Metropolis (1927), Forbes’ The Stepford Wives (1975) og Jonzes Her (2013). Slikt sett passerer kanskje filmen Turing-testen, men feiler Bechdel-testen, som sier at filmer må innehold minst én scene med to kvinner som snakker sammen om noe annet enn en mann. Jeg synes imidlertid “Ex Machina” redder seg inn med å ta dette opp eksplisitt i en scene der Caleb konfronterer Nathan med at han har bygget Ava som en attraktiv kvinne. Ganske talende for filmen svarer Nathan at han for det første mener liv og reproduksjon er ufravikelig knyttet til attraksjon, og for det andre er det mer gøy slik. Filmmakerne mener selv at filmen er grunnleggende feministisk.

Filmen får oss også til å vurdere ulike etiske problemstillinger. Kan vi fortsatt behandle maskiner som vår eiendom dersom de er bevisste? Skal de gis samme rettigheter som mennesker? Bør vi begrense intelligente maskiners handlingsfrihet? Kan maskiner selv ta etiske beslutninger? Det siste kan fort bli aktuelt dersom selvkjørende biler skal kunne foreta unnvikende manøvre som kan sette noen i fare for å redde andre.

“Ex machina” er skrevet og regissert av Alex Garland, som tidligere har skrevet “The Beach” og “28 Days Later”, mens biolog Adam Rutherford kognitiv forsker Murray Shanahan har vært rådgivere til filmen. Resultatet er noe så sjeldent som en film om kunstig intelligens med en handling som både er spennende og tankevekkende fra et vitenskapelig og filosofisk perspektiv, i tradisjonen fra Kubricks 2001 en romodyssé (1968), og Scotts Blade Runner (1982).

1. Alan Turings test: Maskinen er så menneskelig, at et menneske ikke klarer å si om det snakker med en maskin eller et menneske.
2. Calebs test: Selv når du vet at det er en maskin, tenker du på den som en person.
3. Nathans test: Maskinen kan overbevise mennesker til å handle i maskinens interesse.
4. Avas test: Maskinen kan etterligne menneskers følelser for å manipulere dem til å handle i maskinens interesse.

Trial lecture presenting my neurocognitive research

In late February 2015 I was invited to give a presentation of my research to the Department of biological and medical psychology at the University of Bergen. I emphasized my neurocognitive research, clinical studies and the use of psychophysiological measures in my applied research. The presentation was structured around the published papers, highlighting the findings in the abstracts. Among the topics covered were implicit learning, selective attention, working memory, situation awareness, team-work, consciousness and clinical work.

The emperor's new dress (previously published as a newspaper feature in Norwegian)

Image courtesey of www.xkcd.com, published under a CC-licence.

Early last week, I wrote a feature article in the local newspaper about what had been the big science news story the preceding weekend: The dress that some saw as black and blue, while others saw it as white and gold. To some extent I leaned on what others like Cedar Riener, Tom Stafford and Steven Pinker have written on the subject.

Although presenting an account of the phenomenon (colour constancy), I emphasised that the percpetual effect of this image appears to be quite unique, and that the novel features, such as the individual variation, the stability of the percept and the influence of context clues need more research.

My article is available below (in Norwegian).

Keiserens nye kjole

I slutten av forrige uke var vi alle vitne til en kjole som folk ikke ble enige om fargen på. Det er sannsynligvis den vitenskapsrelaterte saken som har fått mest oppmerksomhet på kortest mulig tid. Bildet gikk gjennom syklusen slike virale saker gjerne gjør: Forbauselse, forbløffelse, lese hva ekspertene mener, diskuter det i kommentarfeltet, få nok, og så spørre om det ikke finnes viktigere ting å snakke om. Men nå som vi er på god vei til å bli lei av hele kjolen; var saken bare triviell, eller kan vi lære noe av den? Det handler egentlig ikke om hvilken farge kjolen har, men om hva saken kan lære oss om hvordan vi tolker verden.

Fredag morgen var sosiale medier og etterhvert også nettavisene fulle av bilder av en stripete kjole. Teksten som fulgte bildet, ba oss om å vurdere hvilken farge kjolen har. For meg var spørsmålet først absurd: Kjolen hadde jo en tydelig blåfarge, med svarte horisontale striper. Hadde jeg sett på feil bilde? Var det en noen som drev gjøn? Virket ikke øynene til folk? Men jeg leste videre, og forstod at ganske mange ser den samme kjolen som hvit med gullfargede striper.

Bare for å ta det med en gang: Kjolen er egentlig blå. Det kan du sjekke på nettsiden til produsenten, som utvilsomt ler hele veien til banken. Jeg kan allerede nå se for meg hvordan de kvinnelige deltagerne vil være kledd på velkomstmottagelsene ved årets konferanser i kognitiv psykologi.

Jeg viste bildet til kollegaene rundt lunsjbordet på fredag. To av seks så kjolen som hvit og gull, mens fire så den som blå og svart. De som så kjolen som hvit var like skråsikre som meg på at dette var riktig, og kunne ikke forstå at noen kunne se noe annet. Lunsjen delte seg fort i to ulike leire med liten evne til å se de andres argumenter og ingen mulighet for forsoning.

En måling gjort av Buzzfeed tyder på at tre fjerdedeler ser kjolen som hvit og gull, mens en fjerdedel ser den som blå og svart. Facebook har gjort en analyse av hvem som skrev «blå/svart» heller enn «hvit/gull» i statusoppdateringene sine det døgnet saken ble kjent. I deres måling er det mye jevnere mellom de to leirene. De fant at det var litt vanligere å se blått blant menn, blant unge, blant de som så bildet på en PC-skjerm (heller enn på telefon), og jo senere på dagen de så det. Men her har de ikke tatt hensyn til hva folk faktisk så, kun noen nøkkelord i statusoppdateringene. Så noen som mente den var hvit kan ha blitt talt feil om de skrev «Kan du fatte og begripe at noen ser denne kjolen som blå og svart?».

Så hva er det som skjer, hvorfor ser så mange kjolen som hvit og gull? Noen av forklaringene i avisene snakket om forskjeller i fargesyn. Men det er ikke slik at alle som ser kjolen på den ene måten har dårlig fargesyn. Andre prøvde å analysere fargeinnholdet i pikslene som bildet er bygget opp av, og viser at hovedfargen på kjolen er mer blå enn hvit. En slik tilnærming kan være teknisk sett riktig, men er ikke så relevant. For eksempel kan et fotografi av snø som ligger i skyggen se blått ut dersom hvitbalansen ikke er kontrollert for, selv om vi vet at snø egentlig er hvitt. Og mennesker ser ikke farger ved å analysere sammensetninger av piksler.

Nøkkelen til å forstå fenomenet ligger i at vi ikke bare tar hensyn til hvilken farge lyset som reflekteres fra kjolen til øynene har, men også hvilke omgivelser som vi antar at vi ser kjolen i. Om du ser en kjole med en bestemt farge i noe du tror er lyse omgivelser, vil du se kjolen som mørkere enn om du ser den samme fargen i det du tror er mørke omgivelser. Dette er vist i tegningen under:

Fargen på de to kjolene er objektivt sett like, men den til venstre har mørke omgivelser og ser ut som den er hvit og gull, mens den til høyre har lyse omgivelser ser ut som den er blå og svart. I midten vises fargene fra kjolebildet. Bildet er publisert på nettstedet www.xkcd.com under “creative commons”-lisens.

Dette er et eksempel på det som i psykologien kalles «fargekonsistens». Det viktige for oss er ikke hvilken farge det er på lyset som reflekteres fra objektet, men at vi forsøker å tolke hvilken farge objektet egentlig har, gitt de omgivelsene vi ser objektet i. Vi prøver altså automatisk å kompensere for godt og dårlig lys, eller for ulike farger på lyset. En hvit skjorte vil reflektere ulike farger lys om den er belyst med sollys, lys fra glødetrådpærer eller lys fra lysrør. Vanligvis oppfatter vi hvilken type belysning det er i rommet (eller på bildet) og kompenserer automatisk for det, slik at skjorten uansett ser hvit og ikke oransje ut. Fenomenet med «fargekonsistens» er illustrert under.

Illustrasjon av fargekonsistens-fenomenet. Brikkene som den svarte pilen og den hvite pilen peker på har samme farge. Det er fargen på brikkene rundt som gjør at vi tror at toppen ligger i direkte lys mens fronten ligger i skyggen. Dette fører til at vi gjør en antagelse om at de to brikkene “egentlig” har ulik farge. Bildet er hentet fra en YouTube-video fra AsapScience: https://www.youtube.com/watch?v=AskAQwOBvhc

Mye av svaret på mysteriet med hva som skjer med den blå kjolen ligger nok i denne forklaringen om «fargekonsistens». Men flere forskere har i helgen uttalt at de ikke synes denne forklaringen alene er helt tilstrekkelig. Når en viser illusjoner om fargekonsistens som de over, klarer en vanligvis å «lure» enten alle eller ingen. Men for kjolen blir noen lurt mens andre ikke blir det. Hvordan lysforholdene er rundt oss når vi ser på bildet, hvilken skjerm vi ser på, hvilken vinkel skjermen har, og så videre har nok noe å si, men selv når dette er kontrollert for er folk uenige. Det kan være at forskjellen i hvordan vi ser bildet beror på hvor mye erfaring vi har med å se på bilder hvor et reflekterende stoff er fotografert i sterkt men ujevnt lys.

Noe annet som skiller seg ut, er at det virker som vi blir veldig sikre i vår sak – det er ikke lett å forstå hvordan noen kan se kjolen som en helt annen farge enn det vi selv gjør. Vår personlige erfaring med akkurat dette bildet har altså mye å si: Har vi først sett kjolen som en farge, så skal det veldig mye til før vi endrer mening. Igjen har dette å gjøre med at våre antagelser har en tydelig effekt på hva vi ser.

Det minner om eventyret om keiserens nye klær: Forventningen om hvordan keiseren skulle være kledd fikk så stor betydning for hvordan folket så ham, og de klarte ikke å endre mening da noen sa at han egentlig var naken. Så dramatiske effekter er nok urealistiske, men det at vi bestemmer oss for om kjolen er blå eller hvit er en mildere versjon av dette.

Noen optiske illusjoner er laget slik at de kan sees på to ulike måter. Samtidig er oppfattelsen stabil, slik at når du først har sett bildet på den ene måten, så blir denne oppfattelsen hengende ved. Vi kjenner til noen ulike varianter av dette: en tredimensjonal kube kan vende mot venstre eller mot høyre, en ballerina spinner enten med eller mot klokken. Men så vidt jeg vet er dette første gang vi har funnet et bilde hvor fargene kan tolkes så radikalt forskjellig. I tillegg er det slik i eksempelet med kuben og ballerinaen at selv om en ser bildet på en av måtene, så kan en forstå hvordan det også kan være omvendt, spesielt om en ser vekk fra bildet et øyeblikk. På kjolen blir en derimot sittende mer «fast» i om en ser den ene eller andre fargen.

Dette fenomen kan minne om det som er illustrert i bildet under. Først ser du kanskje bare en rekke flekker. Men om du prøver, klarer du kanskje å se at det er skjult en flekkete hund som lukter på bakken i høyre halvdel av bildet. Har du først sett dalmatineren, er det umulig å kunne få tilbake det opprinnelige oppfattelsen av et kaotisk flekkebilde. Hunden har kommet for å bli.

Ser du dalmatineren?

Innen miljøene for kognitiv psykologi har det over helgen blitt etterlyst mer forskning på den typen illusjoner som kjolebildet har kastet lys over. Det som trengs er å kunne reprodusere fenomenet i et eksperiment. Vi trenger å lage en kontrollert situasjon der den samme kjolen kan endre farge etter hvilke forventninger vi har. For eksempel kan en klippe ut bildet av selve kjolen, og vise den med ulike bakgrunner som får oss til å tro at lyset er ulikt, og se om det påvirker om kjolen ses som blå eller hvit. Så kan vi se om denne oppfattelsen er stabil når den først har satt seg. Jeg skjenker en ekstra tanke til alle kognitive psykologer som har måttet jobbet på overtid i labben denne helgen.

Det vi kaller persepsjon, altså det å oppfatte verden rundt oss, er mer komplisert enn slik vi gjerne tenker på det i hverdagen. Det er ikke en enkel en-til-en-prosess, der vi bare registrerer hvordan verden ser ut rundt oss.  Uten å tenke over det, tar vi hensyn til det vi vet (eller antar) om omgivelsene. Om vi  studerer hvordan prosessen er bygd opp i hjernen, ser vi at er det er snakk om at informasjon fra øynene behandles først i ett senter, før den overføres til neste senter og så videre. Til sammen er det minst 30 slike behandlingssentre i hjernen. Det som overføres mellom dem er ikke selve bildet vi har foran oss, men kun informasjon om noen av trekkene ved bildet. Prosessen minner litt om «hviskeleken», der feil og misforståelser kan oppstå på hvert trinn og blir tatt med videre i systemet. Resultatet er at persepsjon utgjør en «sannsynlig tolkning» av det vi opplever, heller enn et korrekt bilde av virkeligheten. I de aller fleste tilfeller fungerer dette fint, men under spesielle tilfeller, som ved kjolebildet, kan det lede oss galt avsted.