La percezione delle costellazioni

  • In Articoli
  • 14-02-2014
  • di Stefano Vezzani
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Fig. 1
La figura 1, tratta da un articolo di Mathilde Hertz del 1929, parrebbe non aver nulla a che vedere con l’astronomia. Probabilmente vi sembrerà soltanto una forma irregolare e priva di senso. Proviamo però a togliere le linee e a lasciare solo i punti, come nella figura 2.

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Fig. 2

Si tratta naturalmente dell’asterismo del Gran Carro. Il modo “corretto” di congiungere le stelle del Gran Carro è mostrato nella figura 3.

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Fig. 3

Questa è la forma che pressoché tutte le culture di ogni tempo e luogo hanno sempre visto in queste sette stelle, pur riconoscendovi oggetti diversi. I romani vi vedevano un carro, i cinesi una pentola, gli egizi la zampa posteriore di un bue, e gli ebrei uno strumento per la monda del grano; gli Indù chiamavano queste stelle “i sette saggi”. Perché il secondo modo di congiungere i punti è percepito come “corretto” mentre quello della figura 1 sembra "scorretto"? Ovvero, perché nel cielo percepiamo sempre e soltanto la forma qui sopra e non una delle tante altre che si possono ottenere collegando tra loro le sette stelle? Tutti sappiamo che non esiste nessun legame oggettivo, fisico fra le stelle del Gran Carro; si tratta di punti tra loro indipendenti, per cui viene da chiedersi perché il nostro cervello non ci lasci liberi di collegarli tra loro a piacimento, e ci imponga di vedervi quel che appunto vi vediamo. Certo, sforzandoci possiamo vedervi anche altre forme, probabilmente, ma questo non fa scomparire il problema, anche se lo modifica un poco: perché uno dei collegamenti possibili è spontaneo, non richiede sforzo, mentre tutti gli altri richiedono uno sforzo più o meno considerevole? La disciplina che cerca di risolvere problemi di questo tipo si chiama psicologia della percezione. Lo psicologo Max Wertheimer, in un articolo del 1923, si occupò appunto delle regole che governano il modo in cui il nostro sistema visivo suddivide in gruppi collezioni di elementi, come ad esempio punti e linee. Tali regole vengono da allora chiamate principi di organizzazione. Vediamo alcuni di questi principi e come si applicano al Gran Carro; li applicheremo in sequenza, uno dopo l’altro, ma solo per semplificare le cose: in realtà è molto probabile che il nostro cervello li applichi contemporaneamente. Si tratta di principi molto semplici, ma sono indispensabili per capire come vediamo.

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Fig. 4
Il primo principio di organizzazione è quello della vicinanza.

I dischetti della figura 4 sono equispaziati e formano un quadrato. Continuando ad osservarli per un po’ ci si rende conto che essi si organizzano spontaneamente in sottogruppi, ad esempio in colonne o in righe. Con un piccolo sforzo possiamo decidere noi stessi quali sottogruppi percepire, ad esempio quadrati composti da nove dischetti. Se però si varia lo spazio tra di essi le cose cambiano, come si può vedere nella figura 5.


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Fig. 5
Ora essi si organizzano in tre coppie di due colonne. Ciascun dischetto forma un gruppo con i dischetti ad esso più vicini, e solo con essi: questo è il principio della vicinanza. Applichiamo questo principio al Gran Carro. Se ciascuna stella si raggruppasse solo con la sua compagna più vicina si vedrebbero tre gruppi di stelle, come illustrato nella figura 6.



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Fig. 6
In effetti le stelle del Gran Carro sembrano collegate a questo modo, ma alcuni dei collegamenti mancano, e mancano perché non si sono ancora applicati altri principi di organizzazione.



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Fig. 7
Nella figura 7A si vedono le due forme mostrate nella 7B, mentre vedervi le due forme della figura 7C è possibile ma richiede un certo sforzo ed è molto meno immediato. Secondo Wertheimer, fenomeni di questo tipo dimostrano che nella percezione vale il principio della buona continuazione: gli elementi che giacciono sulla stessa retta (o sulla stessa curva) si raggruppano spontaneamente tra loro.



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Fig. 8
Applicando al Gran Carro questo principio, oltre a quello della vicinanza, si ottiene la figura 8. La seconda, la terza e la quarta stella da sinistra, infatti, giacciono quasi sulla stessa retta, per cui formano un gruppo. Le due stelle più a destra, però, rimangono isolate, per cui ci sono ancora due gruppi di stelle, anziché uno soltanto.


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Fig. 9
Si osservi ora la figura 9. In alto si vedono quattro forme come quella in basso a sinistra, cioè delle O, mentre vedere tre forme come quella in basso a destra, cioè delle X, richiede sforzo. Questo è il principio della chiusura: il sistema visivo ha una preferenza per le forme chiuse, e tende a crearle quando questo è possibile. Ecco dunque perché le due stelle più a destra si collegano con le altre: perché in tal modo viene creata una forma chiusa. Applicando anche questo principio alle stelle del Gran Carro, otteniamo la figura familiare riprodotta nella figura 3.

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Fig 10
Rimane però un’altra cosa da spiegare. In prossimità del Gran Carro vi sono altre stelle visibili ad occhio nudo: perché esse non si raggruppano con le sette dell’asterismo? Le stelle del Gran Carro hanno una magnitudine abbastanza simile tra loro, e sono decisamente più luminose rispetto alle altre che si trovano nei paraggi. Se le sette stelle si segregano da tutte le altre è proprio perché sono simili tra loro e diverse dalle altre: questo è il principio della somiglianza.

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Fig 11
Nella figura 10 (che è tratta, come la successiva, da un articolo di Edgar Rubin del 1922), i dischetti si raggruppano spontaneamente in vari modi, ma questi raggruppamenti sono labili, vanno e vengono. Utilizzando il principio della somiglianza si può rendere stabile un certo raggruppamento a scapito di tutti gli altri. Cambiando il colore di una parte dei dischetti della figura 10 si ottengono sia la parte sinistra che la parte destra della figura 11. Come si vede, i dischetti simili si raggruppano tra loro, e si segregano da quelli dissimili. Questo è appunto ciò che accade nel caso del Gran Carro.

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Fig 12
Naturalmente i principi di organizzazione spiegano anche la percezione di altri asterismi. Ad esempio, le tre stelle della Cintura di Orione (figura 12) formano un gruppo perché sono molto vicine (principio della vicinanza) e si trovano quasi sulla stessa retta (principio della buona continuazione). Inoltre sono di magnitudine simile (principio della somiglianza); una delle tre stelle, Alnitak, è molto vicina a Sigma Orionis, che però non entra a far parte del gruppo perché è molto meno luminosa (di nuovo principio della somiglianza).

Insomma, le forme delle costellazioni sono dovute all’azione dei principi di organizzazione. Questi ultimi, però, non servono certo a farci percepire asterismi; ciò è solo un effetto accidentale. Un’ipotesi molto plausibile è che la principale funzione dei principi di organizzazione consista nel risolvere i problemi posti dall’occlusione visiva. Spesso non vediamo gli oggetti nella loro interezza: essi sono in parte occlusi da altri oggetti, e tuttavia li riconosciamo con facilità.
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Fig. 13
Si consideri ad esempio il leopardo della figura 13. Gran parte del suo corpo è occluso dai rami dell’albero, cosicché l’immagine dell’animale è frammentata. Noi vediamo però che tutti questi frammenti appartengono ad un unico oggetto, cioè al leopardo, e vediamo ciò con una tale facilità che può essere perfino difficile capire in cosa consista il problema; eppure il problema c’è ed è anche grande, come dimostra ad esempio il fatto che ancora non esistono programmi per computer in grado di superare i problemi posti dall’occlusione, in grado cioè di vedere come un unico oggetto i vari frammenti del leopardo.

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Fig 14
La funzione principale dei principi di unificazione consiste, probabilmente, proprio nel superare la frammentazione determinata dall’occlusione. Ad esempio, i vari pezzi di leopardo sono tra loro vicini (principio della vicinanza), si somigliano (principio della somiglianza) e spesso i loro margini stanno più o meno sulla stessa retta o sulla stessa curva (principio della buona continuazione). In condizioni naturali, ma non in foto, opera poi un altro potente principio di unificazione, quello del destino comune: ciò che si muove assieme viene visto come un gruppo. Se il leopardo si muovesse, le varie parti in cui il suo corpo è suddiviso si muoverebbero assieme, e dunque si unificherebbero a formare un unico oggetto. La relazione tra i principi di organizzazione e l’occlusione può essere ulteriormente chiarita con una figura molto più semplice, la figura 14. Le due parti arancioni si unificano a formare un’unica figura, dietro la barra occludente rossa, perché sono simili per colore, forma e dimensioni (principio della somiglianza) e perché i loro margini sono allineati (principio della buona continuazione).

L’articolo è stato pubblicato in precedenza su L’Astrofilo, n. 22, settembre 2010. Si ringrazia l’autore per aver concesso il diritto di riproduzione.