вот расскажите с научной точки зрения, почему так происходит

Answer 1

Ну и чё. "Остаточные явления". Инерция. Не в глазу - в мозгу.
 
Вы в лесу волнушки собирали? Когда их много. Красивые такие, розоватые - по всему лесу стоят, только маскируются.
Потом приходишь домой. Вечером ложишься спать, только глаза закрыл - волнушки перед глазами! А тут, подумаешь, нос. )

Answer 2

Это называется "последовательным образом". Происходит это из-за того, что длительное воздействие яркого света тормозит клетки сетчатки глаза, и для их "расторможения" требуется время. Т. е. если смотреть на подобный рисунок, то "затормозятся" те области сетчатки, которые воспринимают светлые (яркие) области рисунка. И когда вы переведете взгляд, те области, что воспринимали темную часть рисунка, возбудятся сильне, сответственно мене активные заторможенные области возбудятся меньше. Т. е. темная часть рисунка будет светле, светлая часть - темне, и в итоге вы увидите негатив.