Грегори Р.Л. Разумный глаз - файл n1.doc

приобрести
Грегори Р.Л. Разумный глаз
скачать (787.1 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1571kb.27.05.2005 17:14скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Рис. 11. Поверхность с четко выраженной фактурой снята под некоторым углом по отношению к вертикали. При рассматривании фотографии неизбежно возни­кает впечатление наклонной поверхности кирпичей, но отнюдь не страницы. Эта двойственность — часть парадокса, который представляют собой картины

28

1. Предметы и изображения

стимуляции находят свое отражение в активности нервных клеток, а это значит, что в мозг передаются лишь немногие характеристики стимула. Сигналы к мозгу пойдут, если изменится интенсивность стимулирующего света, причем одни клетки просигнализируют включение, другие — выключение света, третьи сработают при любых изменениях интенсивности (первые называются «он-ре-цепторами», вторые - - «офф-рецепторами», третьи - - «он-офф-рецепторами»). Рецепторы, сигнализирующие об изменении ин­тенсивности, служат, вероятно, и для сигнализации движения, а это жизненно важно для лягушки — она должна обнаруживать и ловить мух. Впрочем, это важно для всех животных: движение, как правило, сигнализирует о появлении потенциальной пищи или об опасности.

Уже на первой ступени восприятия — в сетчатке — мы обна­руживаем нервные механизмы, реагирующие на особые паттерны с различными временными и пространственными характеристи­ками. В очень интересной статье «Что глаз лягушки рассказывает мозгу лягушки» Леттвин, Матурана, Маккаллох и Питтс опреде­ляют несколько специфических механизмов, реагирующих на раз­личные паттерны. Глаз выделяет движение (объектов), изменение освещенности и то, что можно назвать «степенью округленности». Появление маленькой черной тени вызывает сильную импульса-цию; в ответ пробуждается рефлекс ловли. Этот рефлекс подобен выстрелу, который происходит при нажиме на спусковой крючок: лягушка выбрасывает язык в направлении «мухи» мгновенно — время не тратится ни на какую «переработку зрительной информа­ции» мозгом. Кстати, мозг лягушки получает от глаз очень немного информации о паттернах. Вообще с развитием мозга в процессе эволюции строение глаз становится проще и в то же время от них поступает в мозг все больше информации. Ретина — не просто слой светочувствительных клеток, это также «вспомогательная вы­числительная машина», в которой происходит предварительная переработка информации — подготовка к мозговой работе. Что же касается жизненно важной информации, например о движении, то она от сетчатки передается непосредственно к органам движения; это особенно характерно для хорошо развитых глаз (например, глаз кролика); очень вероятно, что то же самое есть и у человека.

29

1. Предметы и изображения



Рис. 12. Один из своих основных экспериментов Д. Хьюбель и Т. Визель провели на одиночных клетках зрительной коры головного мозга кошки. Здесь показана электрическая активность одной клетки, возникающая в ответ на изменения простого зрительного раздражителя — линии, ориентированной под разными углами к горизонтали. Глаз кошки видит линию (серую), и в данной клетке мозга возникают разряды (спайки активности) в зависимости от ориентации этой линии

Лет десять назад два американских нейрофизиолога — Д. Хью­бель и Т. Визель — сделали поистине основополагающее откры­тие. Они обнаружили, что различные зрительные сигналы, соот­ветствующие разным паттернам стимуляции, вызывают реакцию различных клеток мозга. Это открытие было сделано с помощью микроэлектродов, введенных в зрительную зону коры головного мозга (в так называемую стриарную зону, расположенную в заты­лочной части мозга) кошки. Оказалось, что одни клетки реагируют только на движение в каком-то одном, определенном направле­нии, другие — только на линии, ориентированные определенным

30

/. Предметы и изображения

образом, третьи -- только на ломаную линию. В исследованной части поверхности коры головного мозга распределение активно­сти нервных клеток приблизительно совпадает с пространствен­ным распределением стимуляции на сетчатке - - как бы некая грубая «карта» границ электрической активности проецируется из сетчатки на поверхность затылочных зон коры головного мозга, но в глубине коры это пространственное соответствие уже не обна­руживается, и ответом на подробный сетчаточный паттерн является электрическая активность небольшого числа мозговых клеток.

В одной из следующих работ Хьюбель и Визель показали, что информация о различных паттернах стимуляции скапливается в так называемых колоннах, ориентированных перпендикуляр­но ясно видимым слоям стриарной зоны. Сами функциональные колонны невидимы глазом и были открыты с помощью тонких ме­тодических приемов. По-видимому, колонны представляют собой решение давней проблемы - - как связываются в мозге три про­странственных измерения, а также цвет, движение и другие пред­метные характеристики. Прежнее простое представление плоского «картографического» типа оказалось недостаточным, потому что ему не хватало размерностей, отражающих в совокупности нечто большее, чем просто три пространственных измерения внешних объектов, — ведь сам мозг тоже представляет собой трехмерный пространственный объект.

Исходя из электрофизиологических данных, можно предпо­ложить, что восприятие строится на основе нервных механиз­мов, реагирующих на определенные простые формы, на движение, на цвет. Эти параметры связываются в уже известных нам корковых колоннах. Логически это похоже на комбинацию букв, образую­щих слова: существенные признаки, очевидно, представляют собой перцептивный «язык» мозга. Продолжая аналогию, добавим, что пока еще совершенно не ясно, каким образом нейронные «сло­ва» сочетаются, образуя «предложения», то есть каким образом выходы колонн комбинируются для формирования предметного Неприятия. Предположительно можно сказать, что здесь должна быть тесная связь со складами памяти, но что представляют собой ^и хранилища, пока не известно. Мы не знаем даже, являются ли Таковыми отдельные клетки или память хранится в виде паттер-

31

1. Предметы и изображения

нов, вовлекающих большое число клеток; а если верно последнее, то процесс сохранения следов стимуляции должен быть подобен процессу сохранения оптических паттернов при голографии в от­личие от запечатления «точки в точку», характерного для обычного процесса фотографирования.

Ответы на эти вопросы - - дело будущего, пока же следует изучать феномены восприятия, чтобы подготовить почву для этих ответов. Нейрофизиологическое объяснение - - это еще не все. Нельзя понять деятельность нервной системы, не зная того, ка­ким задачам она служит. Большое число полезных объяснений сформулировано в функциональных терминах, а не в терминах структуры и активности структур. Для сравнения заметим, что ин­женеру, обслуживающему электронные вычислительные устрой­ства, не обязательно глубоко знать физику, чтобы разбираться в цепях машины; точно так же математику, знающему логику машины и умеющему пользоваться ею, не обязательно глубоко разбираться в электронике. (Заявление вроде «Я понимаю, почему она сбежала с Биллом» может иметь вполне реальный смысл, хотя говорящий на самом деле не имеет ни малейшего представления о том, какие физические события происходили у «нее» в мозгу, когда принималось роковое решение.)

Мысль, что восприятие — просто процесс комбинирования активности разных систем обнаружения паттернов, в ходе которо­го строится нейронное «описание» окружающих объектов, весьма заманчива. На самом же деле процесс восприятия - - наверняка нечто гораздо более сложное, хотя бы потому, что главная задача воспринимающего мозга — отобрать единственный из многих воз­можных способов интерпретации сенсорных данных. Ведь из одних и тех же данных можно «вывести» совершенно разные объекты. Но воспринимаем мы лишь один объект и обычно воспринимаем верно. Ясно, что дело не только в сочетании, сложении нервных паттернов, восприятие строится и из решений. Чтобы понять это, стоит внимательнее рассмотреть неоднозначность объектов, при­чем тут следует иметь в виду, что выделение некоторой области паттерна как соответствующей объекту, а не просто части фона есть лишь первый шаг в процессе восприятия. Остается еще принять жизненно важное решение: что есть этот объект!

32

1. Предметы и изображения

Вопрос стоит остро, поскольку любой двумерный паттерн может отвечать бесконечному числу возможных трехмерных форм. Восприятию помогают дополнительные источники информации — стереоскопическое зрение, параллакс, возникающий придвижени-ях головы. Во всяком случае, остается фактом, что мы почти всегда достаточно надежно решаем, «ЧТО есть этот объект?», несмотря на бесконечное число возможных решений.

Одни и те же формы в разное время могут воспринимать­ся как различные объекты. Подобно тому как рисунки, где фон и фигура попеременно меняются местами, некоторые формы, не­прерывно представляющие в восприятии объект, «колеблются» -попеременно воспринимаются как различные объекты или как разные положения в пространстве одного и того же объекта. Здесь необходимо вспомнить работы Эдельберта Эймса — американско­го психолога, который придумал наиболее поразительные опыты, основанные на том, что видимые глазом формы весьма неодно­значны.

Эймс начинал как художник, а стал известен как автор замеча­тельных «демонстраций работы зрения». Правда, далеко не всегда ясно, как именно работает зрение при этих «демонстрациях». К со­жалению, сам Эймс писал очень мало, он больше любил смотреть.

Эймс предложил несколько моделей (некоторые из них в мас­штабе 1:1), предназначенных для того, чтобы наблюдатель по­лучал такое изображение на сетчатке глаза (причем соответству­ющее знакомому объекту), которое бы существенно отличалось от истинной формы модели объекта.'Правда, модель дает такое изображение только при определенном («критическом») положе­нии наблюдателя и только при условии, что наблюдение ведется одним глазом. Самая известная из моделей — «комната Эйм­са». Когда наблюдатель рассматривает эту комнату одним глазом сквозь отверстие, расположенное в критической точке (рис. 13), он видит нормальную комнату кубической формы; на самом деле форма комнаты далека от кубической. Ее противоположная стена повернута так, что левый угол находится гораздо дальше право­го, но в глазу наблюдателя изображения обоих углов одинаковы. Чтобы достичь этого результата, Эймс сделал стену постепенно уве­личивающейся по мере приближения к дальнему углу. Так комната

2зак 47 33

1. Предметы и изображения

Эймса приобрела одну из бесчисленного множества трехмерных форм, каждая из которых дает в глазу наблюдателя, помещенного в критической точке, изображение, соответствующее нормальной кубической комнате. Строго говоря, не Эймс был первым иссле­дователем, разработавшим такую ситуацию. Пятьюдесятью годами раньше ее предложил Гельмгольц:

«Глядя на обычную комнату одним глазом, мы уверены, что видим ее так же четко и определенно, как обоими глазами. На самом деле мы увидели бы ее (одним глазом) точно такой даже в том случае, если бы все ее участки были как угодно отодвинуты или приближены к глазу — лишь бы они оставались в тех же видимых направлениях».

Но Эймс был действительно первым, кто изготовил такую «искаженную» комнату и кто представил, что произойдет, если внутрь такой комнаты поместить объекты известных наблюдате­лю размеров, удалив их от него на разное расстояние. Результат показан на рис. 14. Мы видим с критической позиции комнату Эймса, когда в ней находятся два человека. Один из них кажется меньше другого, хотя на самом деле они одинакового роста. Тот, кто кажется меньше ростом, находится примерно вдвое дальше другого от фотокамеры, поэтому размер фигуры первого человека на фотопластинке (и в глазу наблюдающего из критической пози­ции) вдвое меньше размера фигуры второго. Таким образом, дело здесь не в искажающей иллюзии (описанной в главе 4), а в том, что наблюдатель, решая эту задачу, ошибочно принимает изменение размера вместо изменения расстояния до объектов.

Совершенно ясно, что эта комната без введенных в нее лю­дей или других объектов будет выглядеть нормальной кубичес­кой комнатой — она дает глазу соответствующее изображение. Очень может быть, что Гельмгольц не видел необходимости в по­стройке «искаженной комнаты» только потому, что считал ре­зультат само собой разумеющимся. Но введение в комнату объ­ектов сразу изменило ситуацию — перед глазом встала альтер­натива: наблюдатель должен решить, что имеет место на самом деле — комната искажена или люди разного роста? Ответ заранее

34

1. Предметы и изображения

Рис. 13. Комната Эймса (в плане). Форма комна­ты резко отлична от прямоугольной, кроме того, комната не плоская, тем не менее при ее наблю­дении глаз получает обманчивое изображение нормальной прямоугольной комнаты, потому что ее форма искажена так, что все более удаленные части имеют в то же время больший размер. При правильном выборе соотношений размера с расстоянием комната неизбежно кажется на­блюдателю нормальной, поскольку в его глазу возникает изображение, соответствующее имен­но комнате обычной формы

Точка наблюдения



Рис. 14. Так выглядит комната Эймса

35

1. Предметы и изображения

предвидеть нельзя, он может быть получен только в результате экс­перимента. И вот наблюдатель видит комнату кубической (какой она на самом деле не является), а людей — неравновысокими (хотя на самом деле они одного роста). Пари было заключено, и мозг сделал неверную ставку. Пари проиграно, зрение обмануто. Но так бывает далеко не всегда; утверждают, например, что новобрачная не обманывается, если в комнате находится ее муж: она продол­жает видеть его высоким, а комнату — искаженной примерно так, как это и есть на самом деле. Несомненно, этот эффект можно с пользой применить для оценки женской преданности.

Если наблюдатель будет изучать комнату, используя для этого не только зрение, но и длинную палку, он постепенно увидит близкую к истинной форму комнаты. Активное исследование смо­жет исправить ошибку восприятия, хотя чисто интеллектуальное знание не позволяет этого. Чтобы перцептивное и интеллектуаль­ное знания совпали, необходимо действие. Если бы этот факт был известен теоретикам эмпиризма XVIII столетия, развитие филосо­фии могло бы пойти совсем иначе. Можно не сомневаться, что сказанное справедливо и для политических суждений и оценок.

Все ли этим исчерпано? Не совсем. Пусть комната Эйм­са — интересная и поучительная демонстрация. Но позволяет ли эта демонстрация вывести точное заключение? Если это так, то необходимо показать, что эксперимент допускает контрольную си­туацию. Можно ли найти таковую в пределах искаженной комнаты или вне ее?

Вопрос, несомненно, надо поставить следующим образом: что произойдет, если повторить эксперимент Эймса без комнаты\ Возьмем двух людей, поместим их на «пустом» фоне, причем одного из них поставим на расстоянии, вдвое меньшем, чем другого, Не покажется ли более удаленный человек стоящим на том же расстоянии, что и приближенный, только вдвое меньшего размера? А если нет, то чему приписать эффект, получаемый в комнате Эймса?

На рис. 15 показана фотография двух человек, один из которых был вдвое дальше другого от камеры, — их размеры различаются точно так же, как на фотографии, сделанной в комнате Эймса. Фотокамеру к тому же помещали достаточно низко, чтобы не воз-

36

1. Предметы и изображения



«Комната Эймса комнаты»!





Рис. 16. Так была получена фотография «комнаты Эймса без комнаты». Обе женщины стояли на фоне белого экрана и на разных расстояниях от фото­камеры, расположенной низко над полом. Вслед­ствие этого информация о перспективе и о фактуре фона была утеряна. Оценить влияние этой утраты на восприятие можно лишь в эксперименте. Так мы получаем сведения о допущениях, которые строит воспринимающий мозг, и о значении ретиналь-ной информации для изменени этих допущений в различных условиях наблюдения

никло линейной перспективы, по которой можно было бы судить об относительной удаленности этих людей.

Большинство наблюдателей, рассматривающих эту фотогра­фию, говорят, что человек, стоявший ближе, и на фото виден не­сколько ближе, кроме того, размеры его фигуры намного больше, чем у другого человека. Иными словами, разница в размерах вос­принимается как только отчасти зависящая от расстояния. Таким образом, добавление Эймса к ситуации, предложенной Гельмголь-Цем, не является существенным.

Широко известен также «стул Эймса». Он составлен из не­скольких металлических стержней, поддерживаемых струнами тон­кой проволоки, которые сходятся к одной точке. Стержни наблюда­ются из этой точки, так что струны проволоки представляют собой

37

1. Предметы и изображения



Рис. 17. Стул Эймса. Слева — наблюдение ведется из точки, в которую схо­дятся струны проволоки, поддерживающие стержни. Справа — вид стула Эймса из любой другой точки наблюдения

как бы материализованные перспективные линии, соединяющие глаз наблюдателя с концами стержней. Последние расположены так, что именно отсюда дают в глазу наблюдателя схематическое изображение стула, а из любой другой точки виден просто бес­порядочный набор стержней. Опыт интересен, но, как и комната Эймса, ничего неожиданного сам по себе не содержит. Если мо­дель сделана правильно, то она должна восприниматься как любой объект, имеющий на самом деле какую угодно форму, но дающий в этой ситуации именно такое изображение на сетчатке глаза, какое дал бы обыкновенный стул.

Замечательно не то, что опыт Эймса всегда удается, если не вводятся конфликтующие с заданной моделью элементы (это, кстати, само по себе очень интересно), а то, что перцептивная система все-таки удовлетворяется одной-единственной интерпре­тацией ретинальных изображений, формируемых нормальными объектами. Может быть, именно в этом и заключается суть опыта. Удивительно то, что из сонма возможностей мозг обычно извлекает практически наилучшую.

Нам уже сейчас придется допустить, что процесс восприятия предусматривает выбор (всегда спорный, нечто близкое к пари)

38

1. Предметы и изображения

той интерпретации сенсорных данных, которая является наиболее вероятной, если исходить из мира реальных объектов. Перцепция строит что-то вроде гипотез, с помощью которых из сенсорных данных выводится объективная реальность. К тому же поведение не полностью контролируется сенсорными данными, а основыва­ется на допущениях, выведенных в процессе восприятия из этих данных. Это становится ясным из анализа повседневного опыта: я кладу книгу на стол, не проверяя предварительно, выдержит ли он книгу. Я действую в соответствии с тем, как представляю себе физический объект — стол, а не в соответствии с тем коричневым пятном, которое находится в моем глазу, когда я смотрю на поверх­ность стола. Таким образом, процесс восприятия включает своего рода «блок принятия решений», то есть разум.

Говоря о восприятии, Гельмгольц употреблял термин «бессо­знательные умозаключения». Автор не совсем понимает, почему это представление Гельмгольца не стало популярным среди психо­логов. Гельмгольца особенно занимал тот факт, что, хотя сенсорная деятельность начинается на поверхности нашего тела, включая сет­чатку глаза, мы все же ощущаем предметы как «вещи, находящиеся где-то там», то есть вне нас. К тому же даже иллюзорные ощу­щения, «проецирующиеся» вовне, бывают чрезвычайно сильными. Например, если осветить совершенно темную комнату краткой, но очень яркой вспышкой света, наблюдатель увидит интенсивный последовательный образ (послеобраз), в котором будет различима каждая деталь комнаты. И хотя наблюдатель точно знает, что он видит лишь «фотографию», оставшуюся в глазу после вспышки, даже выйдя из комнаты и закрыв за собой дверь, он воспринимает этот видимый послеобраз как подлинную комнату.

Гельмгольц предположил (хоть и не в форме силлогизма, кото­рый дается ниже), что мозг постоянно выводит «бессознательные Умозаключения» такого рода:

• Активность фоторецепторов сетчатки (почти вся) вызывается воздействием внешних объектов.

• Это есть активность фоторецепторов сетчатки.

• Значит, она (почти наверное) вызвана воздействием внешних объектов.

39

1. Предметы и изображения

Нам пора совершенно четко уяснить себе, что в черепе нет никакого «человечка», строящего силлогизмы, да Гельмгольц, без сомнения, так и не думал. Но многим людям в его время, а некото­рым и теперь (особенно тем, кто не знаком с работой электронных вычислительных машин) может показаться, что выражение «бес­сознательные умозаключения», прямо относящееся к восприятию, подразумевает присутствие этакого «внутричерепного человечка». Знакомство с ЭВМ снимает даже возможность появления не­доразумений такого рода. У нас больше нет оснований считать логические действия исключительно человеческой способностью, с необходимостью требующей участия сознания. Свои «бессозна­тельные умозаключения» при восприятии Гельмгольц описывал следующим образом:

«Психическая деятельность, в результате которой мы вос­принимаем определенный объект, находящийся перед нами в определенном месте и обладающий определенными при­знаками, есть в общем не сознательная, а бессознательная деятельность. Ее результат эквивалентен заключению, по­скольку зарегистрированное воздействие на наши органы чувств позволяет нам сформулировать вывод о возможной причине этого воздействия', ведь фактически воспринима­ются только нервные стимулы, вызванные воздействием, а никоим образом не сами внешние объекты. По-видимо­му, такие выводы отличаются от заключений в обычном понимании этого слова тем, что заключение, как правило, продукт сознательного мышления. Так, например, астроном приходит к подлинным заключениям, когда он вычисляет положение звезды в пространстве, ее удаленность и т.п., исходя из перспективных изображений этой звезды, получен­ных в разные моменты времени и с различных точек земной орбиты. Эти заключения основаны на сознательном приме­нении законов оптики. В обычном акте зрения знание этих законов не фигурирует. И все же позволительно говорить о психических актах обычного восприятия как о бессозна­тельных заключениях, отделяя их таким образом от так называемых сознательных заключений. Безусловно, были,

40

I

1. Предметы и изображения

есть, а может быть, и навсегда останутся некоторые со­мнения относительно степени сходства между этими двумя видами психической деятельности, но нет никаких сомне­ний в наличии сходства между результатами, к которым можно прийти с помощью сознательных и бессознательных заключений».

ф

Почти вся эта книга, в сущности, посвящена разбору только что приведенного отрывка из трудов Гельмголыда. Совершенно яс­но, что в процессе зрения самое важное для животного -- уметь различить, что именно (в тех паттернах, которые свет формирует в его глазах) соответствует объектам, находящимся в поле зре­ния животного, а что - - пространству между этими объектами. Следующее по важности - - опознать эти объекты, руководству­ясь характерными для них паттернами. Но, как мы уже говорили, видимые объекты представляют собой нечто большее, чем пат­терны, которые формируются на поверхности рецепторов, причем для обладателя глаз гораздо важнее именно те свойства объек­тов, которые непосредственно не воздействуют на глаза. Как же объекты «извлекаются» из паттернов? Нам предстоит рассмотреть внутреннюю «логику» восприятия. При этом главное мое положе­ние заключается в том, что перцепция (восприятие) есть своего рода способность к решению проблем.

Рисунки, картины, изображения трактуются здесь как замеча­тельные изобретения, для восприятия которых надо вырабатывать особое умение; предполагается, что некогда вслед за картинами появились абстрактные символы и, наконец, письменность. Раз­бирая восприятие объектов, отображенных в рисунках и в символах (включая пиктограммы древних языков), я надеюсь показать, что Даже человеческая способность к чисто абстрактному мышлению может быть прямо выведена из первых попыток объективной интерпретации изображений-паттернов, формировавшихся в при-митивномглазу.





Странные свойства картин

Картины ведут двоякое существование. Прежде всего — это объекты как объекты: узоры на плоских листах бумаги; но в то же время глаз видит в них и совсем другие предметы. Узор состоит из пятен, линий, точек, мазков или из фотографического «зерна». Но эти же самые элементы складываются в лицо, дом, корабль средь бурного моря. Картины — уникальный класс предметов, потому что они одновременно видны и сами по себе, и как нечто совсем иное, чем просто лист бумаги, на котором они нарисованы. Картины парадоксальны. Никакой объект не может находиться в двух местах одновременно; никакой объект не может быть одно­временно двумерным и трехмерным. А картины мы видим именно так. Картина имеет совершенно определенный размер, и в то же время она показывает истинную величину человеческого лица, здания или корабля. Картины — невозможные объекты.

Впервые в эволюции органического мира с картинами столк­нулись лишь глаза человека. До этого любые предметы были важны или, напротив, совершенно неинтересны сами по себе. Картина са­ма по себе пустяковый предмет, ибо что за важность — узор из пятен и линий. Картины важны только потому, что глаз видит в них отсутствующие предметы. Биологически это чрезвычайно странно. На протяжении миллионов лет животные реагировали лишь на реально существующую ситуацию или на предвидимые в ближайшем будущем изменения какой-то конкретной ситуации. Картины же и иные символы вызывают (допускают) реакции, направленные на ситуации, весьма отличные от реально суще­ствующих в данный момент; более того, они подчас порождают

42

2. Странные свойства картин

восприятие «объектов», которых вообще не существует в реаль­ном мире.

Если оставить в стороне картины и другие символы, то органы чувств обслуживают поведение и контролируют его в соответствии с физическими свойствами окружающих объектов, а не с какими-либо иными, реальными или воображаемыми, свойствами. В связи с этим способность человека реагировать fca отсутствующие, во­ображаемые ситуации, представленные в картинах, является важ­ным этапом в развитии абстрактного мышления. Возможно, что именно картина бьша первым шагом прочь от тесной реальности — тем шагом, без которого реальность нельзя по-настоящему глубоко понять.

Ретинальные изображения объектов не имеют двоякой приро­ды, свойственной «внешним» картинам. Мы не воспринимаем эти изображения одновременно и как паттерны и как нечто иное. Мы «извлекаем» реальность из паттернов, образующихся в наших гла­зах, но мы не можем к тому же еще и рассматривать эти паттерны как картину. Это может сделать кто-нибудь другой, заглянув в наши глаза с помощью специального оптического инструмента. Но изо­бражение, находящееся в собственном глазу, — всего лишь одно из звеньев в цепи информации, циркулирующей в нервной систе­ме. Мы столь же неспособны увидеть ретинальные изображения в собственных глазах, как и нервную деятельность, протекающую в собственном зрительном нерве и в клетках зрительной зоны соб­ственного мозга. Таким образом, ретинальные изображения суть картины лишь для стороннего наблюдателя, но они не имеют двоякой природы, свойственной картинам с точки зрения того человека, в чьих глазах они образуются.

Способность извлекать неоптическую действительность из оп­тических изображений, формирующихся в глазу, — это и есть чудо зрительного восприятия. То, что мы способны увидеть, выходит Далеко за пределы оптической способности наших глаз. Извлекая нечто подобное действительности из рассматриваемой картины, мы выполняем на самом деле в высшей степени замечательную операцию, лишь отчасти похожую на решение задачи по извлече­нию сведений о реальности из ретинальных изображений. Картины ни в коем случае нельзя назвать обычными объектами; зато они

43

2. Странные свойства картин

представляют собой чрезвычайно интересный объект для изучения особенностей восприятия.

Картины по сути дела представляют собой трехмерные объ­екты, спроецированные на плоскость. Достоверно известно, что невозможно втиснуть три измерения в одну плоскость, не утратив при этом никакой информации. Поэтому «глубина» на картинах всегда неоднозначна. И удивительно то, что мы все-таки способ­ны разобраться в этих проекциях, хотя любая из них бесконечно неоднозначна; она могла бы отвечать бесконечному множеству объективных форм - - и все же мы обычно воспринимаем лишь одну из них.

Чтобы разобраться в странностях картин, нам следовало бы сравнить в эксперименте то, что мы видим, глядя на обычные объекты, с тем, что мы видим, глядя на картины. Для этого надо рассмотреть непосредственно объект, а также картины, на кото­рых изображен этот объект. Можно было бы, конечно, нарисовать нужные нам объекты, используя линейную перспективу и дру­гие приемы проективной геометрии, но это — скучное занятие. Есть гораздо более экономное решение задачи — проецирование теневых изображений наших объектов. Такое решение тем более удобно, что мы имеем возможность проецировать изображение с любой точки зрения, в любой перспективе и даже вовсе без пер­спективы (рис. 18). Если мы возьмем маленький и яркий источник света и поместим объекты между ним и экраном, то плоские тене­вые изображения предметов на экране будут выглядеть точно так же, как если бы мы смотрели на предметы одним глазом из той точки, где находится наш источник света.

Этот фокус с проекцией теневых изображений предметов чрез­вычайно пригодится нам в нескольких экспериментах, которые нетрудно проделать самому читателю. В большинстве случаев в ка­честве объектов хорошо использовать проволочные каркасы; такие предметы в проекции похожи на рисованные схемы; кроме того, они не имеют скрытых частей — разве что при особых (и немногих) положениях на пути от источника света к экрану.

Если проволочную окружность расположить параллельно эк­рану, она даст тень в форме окружности, но если наклонить ее, тень получится эллиптическая. Чем больше наклонена окружность

44

2. Странные свойства картин



Рис. 18. Для экспериментальных целей удобно получать картины — плоскостные проекции предметов - с помощью точечного источника света, отбрасывающего тень предмета на экран. Этот способ удобнее, чем способ получения изображений с помощью линз, потому что теневые проекции обладают бесконечной глубиной резкости и геометрия теневых изображений проста и точна

45

2. Странные свойства картин

в натуре, тем больше эксцентриситет ее эллиптической проекции. Глядя на экран и зная, что объект представляет собой окруж­ность, мы воспринимаем теневое эллиптическое изображение как окружность, но только видимую не прямо, а чуть сбоку, хотя на сетчатке нашего глаза изображение будет иметь форму эллипса. Однако предположим, что нам не известна истинная форма объ­екта; тогда окажется, что имеется бесконечное число возможных вариантов наклона и эксцентриситета, которые дадут ту же самую проекцию — и то же изображение на сетчатке глаза. Проекция и ретинальное изображение бесконечно неоднозначны. Потому точно узнать объект по его изображению мы не сможем, даже если наша жизнь будет поставлена на карту.

Сказанное справедливо и для более сложных предметов. Рас­смотрим сделанный из проволоки каркасный куб (рис. 19). Пер­спективная проекция показывает ближайшую грань куба увеличен­ной по сравнению с дальней. Это различие в размерах может быть гораздо более значительным (когда тенеобразующий источник све­та расположен очень близко к объекту) — и все же по теневой проекции обычно опознается куб, то есть тело с равными гранями и прямыми углами, хотя в изображении, получающемся на сетчат­ке глаза, все это выглядит совершенно иначе. Мы истолковываем плоскую проекцию предмета как подходящий для возникнове­ния такой проекции трехмерный объект, хотя «подходящий» вовсе не значит «сколько-нибудь похожий по форме». И тут же возни­кают вполне обоснованные сомнения. В самом деле, почему мы видим это изображение как куб, а не как любую из бесконечно­го разнообразия форм, которые могли бы дать точно такую же проекцию?

Например, это вполне могла бы быть проекция усеченной пирамиды, обращенной меньшим своим основанием к тенеобра-зующему источнику или к глазу.

По-видимому, не все возможные ответы на вопрос, какой предмет дал эту проекцию, для нас равнозначны. Мы «предпочи­таем» одни объекты, более часто встречающиеся, другим, встреча­ющимся реже. Кубы встречаются чаще, чем усеченные пирамиды, и мы видим эту проекцию скорее как куб, нежели как усеченную пирамиду или любую из бесконечного числа форм, которым мог-

46

2. Странные свойства картин

ла бы принадлежать данная проекция, полученная с разных точек наблюдения.

То, что мозг выбирает именно наиболее вероятный из воз­можных ответов, таит в себе и некоторую опасность: трудно, а иногда просто невозможно воспринять очень необычный пред­мет, особенно в тех случаях, когда его проекция (его изображение) оказывается такой же, как проекция (изображение) привычных,

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации