Per vedere l'effetto non occorre scomodare la Formula 1, basta anche la semplice ruota di un calesse o di una bicicletta, o un ventilatore. Bisogna distinguere tuttavia il movimento apparente (vediamo la ruota alla televisione) da quello reale (stiamo guardando la ruota del ventilatore che abbiamo acceso per rinfrescarci in un'afosa giornata di agosto).

Cominciamo con il movimento apparente. In un filmato può capitare di vedere una ruota che gira con un senso di rotazione paradossale, in conflitto con la direzione del movimento lineare della ruota. Si tratta della cosiddetta illusione della ruota (rolling wheel illusion). Mi ricordo di aver osservato il fenomeno per la prima volta quando da bambino vidi il film Ombre Rosse. Nel film, verso la fine vengono inquadrate le ruote della diligenza inseguita dai pellerossa e si vede che cominciano a girare all'indietro, dapprima molto velocemente, poi sempre più lentamente fino ad invertire di nuovo il senso di rotazione. Il movimento al cinema, alla televisione o sullo schermo di un computer è reso presentando in successione delle immagini che rappresentano le diverse fasi discrete del movimento. Il movimento così ottenuto è noto agli psicologi come “movimento apparente”. La rotazione paradossale della ruota è dovuta all'artificio di produrre un movimento percepito a partire da immagini discrete presentate in successione (24 al sec nel cinema, tra 50 e 160 per la televisione e il computer). Per semplicità consideriamo una ruota con un solo raggio, che si muove in senso orario con una bassa velocità di rotazione. La telecamera che registra il movimento della ruota produrrà una serie di immagini: la prima con il raggio alle ore 12, la seconda con il raggio alle 12 e 5 e così via per le immagini successive. Se però la velocità di rotazione è abbastanza elevata da produrre tra due immagini successive uno spostamento di 45 minuti, le cose cambiano. Gli psicologi che hanno studiato il movimento apparente hanno scoperto che il movimento percepito è quello che segue il cammino più corto. Nel nostro esempio il cammino più corto non è quello che va dalle 12 alle 9 con una rotazione oraria di 45 minuti (che riprodurrebbe quello che succede nella realtà fisica) ma quello che va sempre dalle 12 alle 9, ma con una rotazione in senso antiorario di soli 15 minuti (in conflitto con quello che succede nella realtà). Ecco perché ad un certo punto (nel nostro esempio quando l'angolo percorso tra un'immagine e l'altra supera i 30 minuti) il senso di rotazione si inverte. Con più di un raggio, il riferimento non è piùù un giro completo ma il settore circolare compreso tra due raggi. La sostanza del ragionamento rimane comunque identica.

Veniamo ora al movimento reale. Se si guarda per un po' di tempo un ventilatore che abbiamo appena acceso, dopo un po', quando le pale vanno talmente veloci da diventare indistinguibili, il movimento rotatorio del ventilatore sembra invertirsi. Il fenomeno è provocato dal cosiddetto effetto postumo o consecutivo di movimento (motion after-effect) notissimo come effetto della cascata: se si guarda una cascata e poi si sposta lo sguardo sulle rocce circostanti, esse sembrano muoversi nella direzione opposta. È come se il nostro sistema visivo compensasse un'iperstimolazione in una direzione con un'ipersensibilizzazione al movimento nell'altra direzione. Il fatto curioso del ventilatore è che il fenomeno avviene guardando sempre lo stesso oggetto che ruota. La visione del fenomeno è favorita da elementi figurali ben rilevabili come i raggi della ruota o le pale del ventilatore. Si tratta di un fenomeno molto diverso dall'effetto di inversione della ruota di cui ho parlato sopra.

Infine, per completezza, c'è una terza situazione di inversione del senso di rotazione. È la cosiddetta illusione del mulino a vento (Windmill illusion), ma non credo che abbia molto a che fare con la domanda che mi è stata posta: le pale in rotazione di un mulino a vento invertono spontaneamente il senso di rotazione quando non è chiaro se si sta guardando il mulino di fronte o da dietro (tipicamente quando la silhouette scura del mulino si staglia contro il cielo di sera). Questo effetto è dovuto al fatto che lo stimolo è ambiguo e quindi i possibili oggetti percettivi che possiamo vedere sono più di uno.