Vì sao khi một vật phẳng quay tròn với tốc độ cao thì ta thấy nó quay ngược lại và chậm?

Đây là chuyện về cái võng mạc trong mắt của mỗi chúng ta.

Nguyên tắc hoạt động:

Khi có ánh sáng chiếu vào một tế bào võng mạc, thì tế bào đó được kích hoạt và phóng ra xung điện. Việc phát ra xung điện này cần một thời gian ngắn để trở lại trạng thái hết kích hoạt. Như vậy có nghĩa là trong khoảng thời gian ngắn sau khi có ánh sáng chiếu vào, chúng ta vẫn còn lưu giữ hình ảnh đó và truyền lên não.

Thời gian này đã được nghiên cứu, và bằng 1/25 giây.

Đặc điểm này của võng mạc khiến cho bộ phận tiếp nhận thị giác của não cũng thay đổi cách làm việc: Thay vì xử lý "thời gian thực", chúng sẽ nhận những bức ảnh rời rạc, và cố ghép lại với nhau thành một chuỗi sự kiện liền mạch có ý nghĩa.

Như vậy, việc quay tròn của một vật vốn là liền mạch, bị biến thành một chuỗi rời rạc của xung điện võng mạc, rồi lại được não ghép lại cho có vẻ liền mạch.

Giả sử vật quay được góc 20º sau mỗi 1/25 giây, võng mạc và não sẽ nhận được tín hiệu ở các góc 0º, 20º, 40º, 60º,... và ghép lại thành việc quay tròn của vật.

Giờ vật quay nhanh lên, góc 80º mỗi 1/25 giây, võng mạc gửi tín hiệu ở các góc 0º, 80º, 160º, 240º, 320º, 400º (tức 40º), 120º,... như vậy là vẫn quay cùng chiều nhưng nhanh hơn.

Giờ vật quay nhanh lên nữa, góc 270º mỗi 1/25 giây, võng mạc sẽ gửi ở các góc 0º, 270º (tức -90º), 540º (tức -180º), 810º (tức -270º),... Đến lúc này thì não bộ lại nhận thấy quay ngược, vì thấy hình ảnh của vật lệch -90º sau mỗi 1/25 giây mà thôi.

Bạn có thể tính tiếp, khi tốc độ quay càng nhanh thì khi thu gọn con số sẽ ra góc ngược và ngắn dần. Tất nhiên, sẽ đến lúc nó trở thành quay xuôi nữa, rồi lại tiếp tục quay ngược.