Каждый фрагмент кажется обычным
Если рассматривать короткий участок рисунка, ступени, площадки и опоры выглядят совместимыми с привычной перспективой. Глаз легко принимает одну площадку за более высокую, а соседние рёбра — за параллельные. Именно на локальной правдоподобности строится невозможная фигура: ошибка обнаруживается не в отдельной ступени, а в соединении всех частей.
Замкнутый путь создаёт противоречие
После полного круга человек должен вернуться в исходную точку и на исходную высоту. Но если каждая сторона маршрута всё время поднимается, сумма вертикальных приращений положительна. Эти два требования нельзя выполнить одновременно в обычном евклидовом пространстве. На рисунке противоречие скрывает неоднозначная интерпретация глубины.
Рисунок соединяет несовместимые расстояния
Пенроузы описывали невозможные объекты как изображения, чьи отдельные части допускают нормальную трёхмерную трактовку, а соединения заставляют постоянно пересматривать расстояние до наблюдателя. Контур на бумаге непрерывен, но единой непротиворечивой модели глубины для него нет. Поэтому изображение возможно, а изображённый объект — нет.
Реальный макет меняет правила
Физические модели используют разрыв, наклонные поверхности или детали, расположенные на разной глубине. Из выбранной точки они проецируются в нужные места кадра и образуют знакомый контур. Такой макет не реализует лестницу Пенроуза буквально: он создаёт двухмерную проекцию, совпадающую с невозможным рисунком.
Видео опыта
Исходный эксперимент можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».