Ein Masse-Dichte Modell kann die Größen-Gewichtstäuschung erklären. Forschungsdaten von drei Experimenten.

Beim Beurteilen der Schwere von Objekten gleicher Masse, nehmen Menschen kleinere, dichtere Objekte als schwerer wahr. Keine der zahlreichen Theorien kann alle Aspekte dieser Größen-Gewichts-Täuschung (GGT) und damit menschlicher Gewichtswahrnehmung erklären und vorhersagen. Wir schlagen ein Modell vor, nach dem wahrgenommene Schwere ein gewichtetes Mittel aus zwei Schwereschätzern ist: Der erste Schätzer leitet sich von der Masse des Objektes ab, der zweite von der Dichte. Die Gewichtung der Schätzer hängt von ihrer relativen Zuverlässigkeit ab. In zwei Experimenten testeten wir mit der Methode der freien Größenschätzung Vorhersagen unseres Modells für die visuelle und die haptische Größen-Gewichts-Täuschung. VersuchsteilnehmerInnen hoben Objekte verschiedener Masse und Dichte hoch und beurteilten deren Schwere. Zusätzlich variierten wir die Zuverlässigkeit des Dichte-Schätzers entweder durch die Qualität an visueller (Experiment 1) oder haptischer (Experiment 2) Größeninformation. Mit zunehmender Qualität der Größeninformation waren Schwereurteile zunehmend in Richtung der Objektdichte verschoben: Objekte der gleichen Dichte wurden als zunehmend ähnlicher empfunden, während große Objekte als leichter empfunden wurden als kleinere, dichtere Objekte der gleichen Masse. Der Unterschied in der wahrgenommenen Schwere zwischen zwei Objekten gleicher Masse nahm mit zunehmenden Unterschied in der physikalischen Dichte zu. In einem weiteren Experiment mussten Versuchspersonen aus zwei Objekten das jeweils schwerere bestimmen. Wir konnten replizieren, dass die Stärke der Illusion mit Qualität der Volumeninformation zunimmt (Experiment 3). Insgesamt bekräftigen die Daten unser Modell, welches verschiedene Aspekte der Größen-Gewichts-Täuschung und menschlicher Gewichtswahrnehmung zu einen vermag.

When judging the heaviness of two objects with equal mass, people perceive the smaller and denser of the two as being heavier. Despite the high number of theories, covering bottom-up and top-down approaches, none of them can fully account for all aspects of this size-weight illusion and thus for human heaviness perception. Here we propose a new Bayesian-type model which describes the illusion as the weighted average of two heaviness estimates: One estimate derived from the object’s mass, and the other from the object’s density, with the weights based on the estimates’ relative reliabilities. In two magnitude estimation experiments, we tested model predictions for the visual and the haptic size-weight illusion. Participants lifted objects which varied in mass and density. We additionally varied the reliability of the density estimate by varying the quality of either visual (Experiment 1) or haptic (Experiment 2) volume information. Like predicted, with increasing quality of volume information, heaviness judgments were increasingly biased towards the object’s density: Objects of the same density were perceived as more similar and big objects were perceived as increasingly lighter than small (denser) objects of the same mass. This perceived difference increased with an increasing difference in density. In a further two-alternative forced choice heaviness experiments, we replicated that the illusion strength increases with the quality of volume information (Experiment 3). Overall, the results highly corroborate our model, which seems promising as unifying framework for the size-weight illusion and human heaviness perception.