Книга: Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле



Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле

Марк Чангизи

Оглавление

Введение. Естественно, и даже сверх того

ГЛАВА 1. Цветовая телепатия

ГЛАВА 2. Рентгеновское зрение

ГЛАВА 3. Ясновидение

ГЛАВА 4. Спиритизм

notes

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


Марк Чангизи


РЕВОЛЮЦИЯ В ЗРЕНИИ


Что, как и почему мы видим на самом деле



Перевод с английского канд. биол. наук Антона Гопко

Издательство ACT. Москва



Как вышло так, что наши глаза смотрят вперед, и почему у нас нет глаз на затылке? Когда выгоднее быть циклопом? Каким образом зрение нас обманывает? Почему человек видит мир в цвете? Как родилась письменность, почему буквы именно такие, и при чем здесь естественный отбор? Неожиданные ответы на эти вопросы дает известный американский нейробиолог Марк Чангизи. Ученый на новейшем материале и с помощью многочисленных иллюстраций, в том числе цветных, объясняет различные аспекты нашего зрения и разрушает устоявшиеся представления о нем. Книга понравится и случайному читателю, и опытному потребителю научной информации.



Автор: Марк Чангизи

Переводчик: Антон Гопко

Языки: Русский

Издательство: АСТ, Corpus

Серия: Элементы

ISBN 978-5-17-080467-2; 2014 г.

Страниц: 304 стр.

Формат: 60x90/16 (145х215 мм)

Тираж: 4000 экз.

Переплет: Твердый переплет


Оглавление



Введение. Естественно, и даже сверх того

Глава 1. Цветовая телепатия

Глава 2. Рентгеновское зрение

Глава 3. Ясновидение

Глава 4. Спиритизм

Введение. Естественно, и даже сверх того



В фильме “Неуязвимый” М. Найта Шьямалана злодей Элайджа Прайс говорит: “Многим людям трудно поверить, что и в них самих, и в других кроются экстраординарные способности”. Положительный герой картины Дэвид Данн действительно не подозревает ни о том, что обладает необычайной силой, ни о невозможности причинить ему какой-либо физический вред (кроме как утопить), ни о своей способности предчувствовать недоброе. Если бы отрицательный персонаж фильма не открыл Данну глаза, тот мог бы прожить всю жизнь так, что никто, в том числе он сам, не узнал бы о его сверхспособностях.

На первый взгляд удивительно, почему Данн оставался в неведении относительно своих дарований. Ну как он, работая охранником, ежедневно пользовался своим умением распознавать зло — и умудрялся этого не замечать? Однако большая доля наших способностей, сверхъестественных и не очень, именно такова. Например, простое умение стоять на ногах требует сложных вычислений, которые мы проделываем, не отдавая себе в том отчета. Сложные механизмы наподобие Дэвида Данна и нас с вами функционируют лишь потому, что обладают невероятным количеством способностей, действующих сообща, но в каждый момент времени мы осознаем только немногие из них. Естественный отбор позаботился о том, чтобы наше драгоценное сознание применялось лишь там, где оно нужнее всего, а все остальное заставил работать скрытно.

Непроизвольные процессы, происходящие у нас в организме, редко сообщают нам о своих целях. Печень еще никому никогда не призналась, что ее назначение — обезвреживать токсины, и инструкция к ней тоже не прилагается. Нейрохирургам пока что не удалось обнаружить какой-либо участок мозга с этикеткой вроде: “Для предвидения будущего. Не удалять без предварительной консультации с врачом или священником”. Функции нашего организма выполняются плотью без ярлыков, и ни один, даже самый фантастический, прибор не позволит нам напрямую “считывать” их в лаборатории.

Что же касается способностей, то их выявить и того труднее, потому что они проявляются в полной мере только там, где они нам нужны, и только тогда, когда они нам нужны. Наши способности формировались естественным отбором в течение миллионов лет для того, чтобы помогать нам выживать и размножаться в естественных условиях. И понять их без знания окружения, в котором они возникли, так же невозможно, как невозможно понять степлер, не зная, что такое бумага.

Итак, разглядеть собственные сверхспособности, посмотрев внутрь себя, невозможно. Их не увидишь в микроскоп. И не поймешь, даже изучив в лаборатории все закоулки лежащего перед тобой куска мяса. А вот если обратить взор наружу, на естественную среду обитания, — то тогда другое дело. К счастью, у нас есть способы узнать, на что мы действительно способны. Применяя научный подход, мы можем выдвинуть гипотезу насчет предназначения той или иной биологической структуры (предположить, каковы ее способности), а потом проверить эту гипотезу и вытекающие из нее прогнозы. Прогнозы могут касаться, например, вопроса о том, как данные способности изменятся в зависимости от местообитания, какими другими признаками должно отличаться животное, обладающее данными способностями, и даже о том, как данная биологическая структура выглядела бы, будь она специально, осознанно разработана для выполнения своих предполагаемых задач. Вот как мы, ученые, выявляем скрытые способности изучаемых объектов.

Именно этим и собирается заняться данный ученый в данной книге — выявлением способностей. Точнее, сверх способностей. А еще точнее, сверхспособностей, связанных со зрением, — в общей сложности четырех, по одной на каждый из основных аспектов зрения: цветность, бинокулярность, распознавание движения и объектов. Если выражаться языком супергероев, это телепатия, предвидение, спиритизм и рентгеновское зрение. Сейчас вы, вероятно, думаете: “Откуда у нас взяться этим способностям? Автор, предполагающий такое, наверняка чокнутый”. Позвольте сразу же вас успокоить: в этой книге не будет рассказов о сверхъестественном. Да, я в самом деле утверждаю, что мы обладаем четырьмя этими сверхспособностями, но обеспечиваются они нашим телом и мозгом, безо всяких таинственных сил, волшебства и мошенничества. Поверьте, я зануда, упертый ученый сухарь, который раздражается, когда по какому-нибудь научно-популярному кабельному каналу показывают передачу о призраках, мистике и тому подобной чепухе.

Но почему же тогда я пишу о сверхспособностях? Кто-то, вероятно, скажет, что, дескать, нет волшебства — нет и сверхспособностей. Может, и так. Но я склонен утверждать, что волшебства нет, а вот сверхспособности существуют. Я называю четыре названные способности сверхспособностями, потому что их обычно приписывают сказочным персонажам. Считается, что мы, простые смертные, ими обделены.

То, что мы обладаем зрительными сверхспособностями и никто из нас о них не догадывается, — одна из причин, почему я думаю, что данная книга доставит вам удовольствие. В конце концов, сверхспособности — это весело. С этим не поспоришь. Но речь в книге пойдет не только о них. Каждая из этих четырех сверхспособностей является верхушкой одного из айсбергов, а под поверхностью скрывается глобальный вопрос, касающийся нашей с вами природы. Настоящая цель моей книги — дать ответы на вопросы “почему”. Почему мы видим в цвете? Почему наши глаза направлены вперед? Почему они иногда нас обманывают? Почему буквы имеют именно такую форму?

Но, скажите на милость, какая может быть связь между этими серьезными научными вопросами и сверхспособностями? Мне бы не хотелось выдавать все ответы разом, но в качестве приманки могу дать несколько подсказок. Свое цветовое зрение мы используем для того, чтобы видеть человеческую кожу, и благодаря этому способны оценить эмоциональное состояние друзей или недругов (телепатия). Наши глаза направлены вперед, и потому мы можем видеть сквозь предметы, будь то собственные носы или хаос из окружающих нас объектов (рентгеновское зрение). Зрительные иллюзии возникают оттого, что наш мозг вместо того, чтобы как следует распознавать настоящее, пытается выстроить картину будущего (предвидение). Ну и, наконец, буквы эволюционировали на протяжении веков так, чтобы их форма напоминала природные объекты, потому что природные объекты мы приспособлены видеть лучше всего. А буквы позволяют нам беспрепятственно читать мысли как живых, так и... умерших (спиритизм).

Хотя все эти сверхвозможности связаны со способностью видеть, по большей части они — следствие работы головного мозга и его эволюции. Половина нашего мозга специализируется на вычислениях, необходимых для зрительного восприятия, так что если вы изучаете мозг, то примерно половину своих усилий вам придется посвятить проблемам зрения (пренебрегая слухом и обонянием, вы упустите существенно меньше). Причем не только мозг человека является “наполовину визуальным”. Наша зрительная система изучена гораздо лучше остальных. Целое столетие исследователи в области так называемой психофизики зрения занимались картированием взаимосвязи между зрительными стимулами, возникающими перед глазом, и их восприятием, формирующимся “позади” его, в головном мозге. Десятилетиями Джон Оллмен, Джон Каас, Дэвид ван Эссен и другие ученые составляли карту зрительной коры мозга приматов, а множество других исследователей детально описывало и функциональную специализацию каждой области этой карты, и действующие там механизмы.

Кроме того, для ответов на вопросы, относящиеся к мозгу, необходимо понимание его эволюции и природных условий, в которых она по большей части происходила. Опять-таки, в случае зрения мы располагаем значительно более ясной картиной, чем в случае других наших чувств, мышления или поведения. Примерно половина нашего мозга обслуживает зрение. Гораздо больше половины хорошо изученных областей мозга так или иначе связаны со зрением, и это неизбежно делает зрение краеугольным камнем любой хоть сколько-нибудь стоящей попытки разобраться в том, как работает мозг.

Ну а кто же я такой, помимо того что я зануда, сухарь и подписчик кабельного телевидения? Я нейробиолог-теоретик, иными словами, я использую свое образование в области физики и математики, чтобы предлагать и проверять теории в области нейронаук. Если конкретнее, то я интересуюсь функциями и устройством мозга, организма, а также поведением и восприятием. В биологии и нейронауках меня увлекает то, почему все устроено именно так, а не иначе, а не то, как все на самом деле работает. Если вы опишете мне все механизмы в мозге, лежащие в основе нашего восприятия цвета, я все равно не перестану задаваться более важным для меня вопросом: “Почему в процессе эволюции у нас вообще выработались механизмы, осуществляющие такое восприятие?” Этот вопрос направлен на выяснение конечной причины, почему мы такие, какие мы есть, а не непосредственных причин (заставляющих мои глаза тускнеть от скуки). Чтобы попытаться найти ответы на такие “почему”, мне пришлось также изучать эволюцию, потому что только зная ее закономерности, а также условия окружающей среды, в которых формировался тот или иной признак (скажем, цветовое зрение), можно прийти к ответу. Полагаю, это делает меня эволюционным нейробиологом-теоретиком. Вот почему эта книга не только посвящена четырем новым идеям в науке о зрении, но и делает упор на “эволюционное”, а не на “революционное”.

Но довольно предисловий. Давайте двигаться вперед. Или лучше, как советовала группа “Пятое измерение”, “вверх, ввысь и вдаль!”

ГЛАВА 1. Цветовая телепатия



- Xo-xo! — гаркнул леопард. — А я тебе скажу, что ты здесь, в темноте, выделяешься, как горчичник на спине угольщика.

- Ну, нечего ругаться, этим сыт не будешь, — заявил эфиоп. — Ясно, что мы не подходим к здешней обстановке. Я думаю последовать совету павиана. Он сказал мне, чтобы я позаботился о перемене. Так как у меня ничего нет, кроме кожи, то я ее и переменю.

- Переменишь? — спросил леопард в сильнейшем недоумении.

- Ну да. Мне нужно, чтобы она была иссиня-черная. Тогда удобно будет прятаться в пещерах и за деревьями.

Сказано — сделано. Леопард недоумевал еще больше, так как ему в первый раз приходилось видеть, чтобы человек менял кожу. Редьярд Киплинг “Как леопард получил свои пятна”[1]



Телепатия


Вы стоите в луже молока, вокруг осколки, а двое ваших детей показывают друг на друга. Способность читать мысли сейчас пришлась бы очень кстати: допрашивать четырехлетних — дело бесперспективное, а наказывать разом обоих претит. К сожалению, способные к телепатии супергерои вряд ли явятся вам на помощь. Им некогда: они проникают в замыслы пришельцев, мчащихся в космических кораблях с торпедами наготове, а может, спасают человечество от кровожадных мутантов. Вам приходится рассчитывать только на себя.

Ну а вы? Не обладаете ли вы способностью читать чужие мысли, угадывать эмоции? Если под угадыванием эмоций подразумевается умение распознавать выражения лица, то, конечно, мы все к этому способны. Но обычно чтением мыслей мы называем нечто иное. По нашим представлениям, телепаты используют для восприятия эмоционального состояния окружающих какие-то дополнительные, особые органы чувств. Считывая выражения лиц, мы пользуемся не шестым чувством, а глазами и головным мозгом, который обрабатывает зрительную информацию. Вот почему угадывание мыслей по выражению лица телепатией считать не принято.

Чтение мыслей — то есть использование специальных органов чувств, позволяющих узнать, о чем думают другие, — не такая чушь, как может показаться на первый взгляд. Существуют животные, на самом деле способные ощущать активность мозга других животных. Например, у акул, утконосов и угрей имеются особые органы, наделяющие их способностью к электрорецепции: улавливанию электрической активности нервных систем животных, оказавшихся поблизости. Поскольку эта способность не позволяет различать виды мозговой активности, назвать ее телепатией нельзя. Тем не менее данный пример ясно показывает, что животные, могущие чувствовать работу головного мозга на расстоянии, существуют. К сожалению, угри вряд ли сумели бы сказать, кто из детей разлил молоко. Скорее всего, они лишь увеличили бы неразбериху на кухне.

В настоящее время чтением мыслей занимаются в некоторых нейробиологических лабораториях, использующих технологии вроде функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ), которая позволяет визуализировать активность головного мозга. Например, нейробиологи Юкиясу Камитани и Фрэнк Тун показывали людям, находившимся внутри аппарата ФМРТ, линии различной направленности и по изображениям мозга могли определить, какую из восьми возможных ориентаций видит испытуемый. По всей вероятности, ваши дети не находились внутри аппарата ФМРТ, когда они разливали молоко, но вы могли бы добраться до истины в этом темном деле при помощи более грубого приспособления — детектора лжи (полиграфа). Этот прибор изобретен в конце XIX века и используется с тех пор органами правопорядка в качестве примитивного телепатического устройства. Принцип работы детектора лжи основывается на том хорошо известном психофизиологам факте, что некоторые эмоции обычно сопровождаются физиологическими изменениями. Детектор лжи улавливает изменения таких параметров работы организма, как частота сердечных сокращений, частота дыхания, электрическая проводимость кожи и кровяное давление.

Изменения физиологического состояния человека нередко сопровождаются изменениями в распределении крови между различными частями тела. Это, в свою очередь, сказывается на оттенке и некоторых других свойствах кожи. В 1972 году биоинженер Такуо Аояги воспользовался этим обстоятельством для создания пульсоксиметра — прибора, фиксирующего цветовые показатели кожи и использующего полученную информацию, чтобы определять степень насыщения крови кислородом и выявлять изменения в кровоснабжении. Сегодня такие устройства можно найти практически в любой больничной палате (даже вашим шкодливым отпрыскам их скорее всего прикладывали к пятке, когда они только родились), но используют их не столько для угадывания эмоций, сколько для наблюдения за общим физическим состоянием пациента. Тем не менее, раз известно, что эмоции и настроение могут влиять на физиологическое состояние, значит, пульсоксиметр теоретически может быть еще одним приспособлением для заглядывания в душу.

Так что же, чтение мыслей относится исключительно к сфере компетенции супергероев, утконосов, полицейских и врачей? Или мы все в той или иной степени обладаем этой сверхчеловеческой способностью? Как мы увидим, у нас имеется специальное оборудование, предназначенное для того, чтобы чувствовать кровь под оголенной кожей, и это служит нам окошком во внутренний мир других людей. В сущности, мы наделены даром воспринимать те же самые два параметра, что и пульсоксиметр Такуо Аояги: оксигенацию крови и ее количество в ткани. Так что же это за особое оборудование, о котором я веду речь? Это находящиеся у нас в глазах цветовые фоторецепторы и система цветового зрения в целом. Наши глаза измеряют те же два показателя, что и пульсоксиметр, очень похожим способом — распознавая цвет кожи. Таким образом, наше цветовое зрение — это древнейший оксиметр, который, как и положено оксиметрам, в принципе может быть использован для восприятия настроения и эмоций: наше цветовое зрение наделило нас способностью читать мысли подобно экстрасенсам. Предметом настоящей главы как раз станет эта цветовая телепатия — открытие, которое я и мои соавторы Чжан Цюн и Синсукэ Симодзе первоначально опубликовали в 2006 году в "Философских трудах Королевского общества”.



История начинается с нашей кожи.



Голые цвета


По сравнению с попугаями, рыбами, хамелеонами, кальмарами, пчелами, цветками и плодами растений мы, люди, можем показаться довольно невзрачными. Карнавальный наряд или коробка с мюсли вряд ли получат цвет нашей кожи, а в качестве украшений для сада мы заметно уступаем фламинго или жукам-вертячкам. При дизайне интерьеров “телесный" цвет, о какой бы из человеческих рас ни шла речь, тоже используется нечасто. Как правило, животные, которых мы выбираем для украшения сада (например, птицы, рыбы, пресмыкающиеся и пчелы), не только сами разноцветные, но и способны видеть в цвете. Отсюда можно заключить, что нарядная окраска и цветовое зрение - признаки связанные (но не всегда: каракатицы бывают ярко окрашенными, а цветов не различают). Поэтому инопланетянин, строящий гипотезы о человеческой природе, мог бы, исходя из нашей невзрачной наружности, мало пригодной для украшения садов и крикливой рекламы, сделать вывод об отсутствии у нас с вами цветового зрения.

И все же мы способны видеть в цвете. На это инопланетному наблюдателю сразу указало бы то, что хотя мы сами выглядим неприметно, предметы нашей материальной культуры отнюдь не таковы. Наша одежда раскрашена с выдумкой, так же как и наши лица: модница легко может посвящать нанесению краски на лицо около получаса в день. Расцвечиваем мы не только свои тела, но и свои жилища, и мы способны кипятиться, споря со своей второй половиной о том, в какой оттенок выкрасить стены: “прозрачный желтый” (lucent yellow) или “пырейный” (wheat grass). У нас есть цветовые предпочтения касательно зубных щеток, тостеров, средств для мытья посуды, мусорных ведер, шариковых ручек, компьютеров, даже унитазов. Очень немногие товары производятся только в одном цвете. Знаменитое высказывание Генри Форда “Любой покупатель может приобрести автомобиль любого цвета, при условии, что этот цвет — черный” запомнилось нам именно потому, что с подобным отсутствием выбора нечасто приходится сталкиваться. Форд тут неявно признает человеческую одержимость цветом.

Итак, наша культура выдает наше цветовое зрение с потрохами. Однако культура красок — явление довольно-таки новое: его возраст исчисляется лишь тысячами лет. Конечно, первобытные люди тоже разрисовывали себя и украшали тело татуировками и охотничьими трофеями, но в целом их культурная среда была гораздо менее цветистой, нежели наша. Более того, таким же цветовым зрением, как у нас, обладают многие другие приматы, а этот факт указывает на то, что впервые мы увидели мир в цвете десятки миллионов лет назад задолго до появления каких бы то ни было предметов материальной культуры, которые можно было бы расцветить по своему вкусу. Так что для чего бы ни было нужно цветовое зрение, изначально оно предназначалось вовсе не для различения цветовых оттенков рукотворных объектов. Скорее наоборот: цвета проникли в культуру потому, что в ходе эволюции у нас развилась способность их видеть.

Так почему же у нас возникло цветовое зрение? Недавно полученные данные наводят на мысль, что причина должна быть как-то связана с кожей. Но, учитывая неинтересную расцветку наших тел, такое заявление должно быть сразу же воспринято в штыки: цветовое зрение на то и цветовое, чтобы видеть цветные объекты. Звучит убедительно, и именно поэтому в течение примерно ста лет доминирующей была другая гипотеза (предложенная в XIX веке Грантом Алленом и поддерживаемая Джоном Моллоном, Дэниелем Озорио, Мишей Воробьевым и другими современными учеными), которая гласит: цветовое зрение появилось для добывания пищи, поскольку оно позволяет разглядеть плоды на фоне листвы. Не так давно антропологи Питер У. Лукас и Натаниэль Дж. Домини предположили, что цветовое зрение изначально предназначалось для того, чтобы распознавать молодые, съедобные листья, отличающиеся по цвету. Цветовое зрение нужно, чтобы видеть цветные предметы, а раз кожа не цветная, то и цветовое зрение не могло возникнуть ради нее. Дело закрыто.

Но если цвета нужны нам не для того, чтобы видеть кожу, почему мы так озабочены тем, чтобы расцвечивать наши тела и лица? Чтобы продемонстрировать, до какой степени мы, люди, любим себя украшать, я изучил цвета, встречающиеся у 1813 предметов западноевропейской одежды из книги Огюста Расине “Полноцветный атлас истории западного костюма: 92 разворота с изображением более 950 подлинных одеяний от средних веков до 1800 года”. Наиболее часто встречающимся цветом оказался красный (20% случаев), за ним шли синий, белый и зеленый. Цвета, более или менее попадавшие в спектр оттенков человеческой кожи, встретились в 8% случаев. Результаты этих изысканий представлены на рис. 1 (см. вклейку), и, как вы сами можете видеть, почти все материалы, использовавшиеся для изготовления одежды, имели цвет, весьма далекий от телесного. Миллионы лет убранство нашего тела сводилось к естественным, скучным оттенкам кожи и шерсти, и едва только научившись украшать себя, мы первым делом расцветились от головы до пят! Таким образом, то, почему мы предпочитаем видеть красочную одежду вместо не столь красочной кожи, так и остается загадкой.

Если только... наша кожа не так бесцветна, как я пытался тут это представить. Кожа изменчива. Помимо своих терморегуляторных, эластических и водоотталкивающих качеств кожа обладает поразительными, почти волшебными, цветовыми свойствами, которые не все пока еще понимают и осознают. Кожа умеет становиться цветной. И не просто цветной: она, независимо от расовой принадлежности ее обладателя, способна принимать любой возможный оттенок (как это возможно, я объясню далее). Понимание цветовых особенностей кожи — это ключ к пониманию того, что цветовое зрение исходно предназначалось, чтобы видеть именно кожу (хотя попутно оно могло оказаться полезным и для нахождения плодов или листьев) и, в частности, чтобы “считывать” настроения, эмоции и прочие физиологические состояния.



Зеленые фотоны


Прежде чем погрузиться с головой в рассказ о коже, имеет смысл четко определить, что такое цвет (и чем он не является), поскольку многие из наших интуитивных представлений о цвете ошибочны. Например, мы нередко полагаем, что цветовое зрение состоит в различении длин волн. Это неверно. Длины волн, конечно же, имеют к цвету непосредственное отношение. Хорошо известно, что мы способны видеть световые волны не любой длины, а только примерно в диапазоне от 400 до 700 нанометров (нм). Известно и то, что коротковолновый свет воспринимается нами как фиолетовый и синий, а свет с большими длинами волн — как зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный. Эта связь между нашими чувствами и физикой становится особенно очевидной, когда мы видим радугу.

Однако на самом деле радуга только вносит путаницу. В нашей сетчатке есть светочувствительные нейроны (колбочки) трех типов. Колбочки каждого типа — S, М и L — восприимчивы к определенному диапазону длин волн и лучше всего возбуждаются световыми лучами, относящимися к соответствующей области спектра. Сами эти обозначения — S, М и L — указывают на чувствительность нейронов к свету с короткими (short), средними (medium) и длинными (long) волнами. Эти колбочки (вместе с палочками, которые позволяют нам видеть при слабом освещении, например ночью) являют собой фундамент нашего зрения: все наше зрительное восприятие строится на основе информации, получаемой от них. И если бы суть цветового зрения заключалась в одном лишь различении длин волн, нам было бы достаточно колбочек всего двух типов вместо трех. Когда одна колбочка чувствительнее к коротким волнам (в широких пределах значений), а вторая — к длинным, то из разницы в их степени возбуждения всегда можно вывести длину волны. Даже дальтоники воспринимают разные длины волн как разные оттенки (правда, для них цвет радуги меняется от синего к желтому через серый. Этот феномен мы подробно рассмотрим позднее).

Но у животных цветовое зрение возникло, чтобы видеть не фотоны, а предметы реального мира, которые обычно отражают свет одновременно всех возможных длин волн. От предмета к предмету варьирует только то, сколько отражается света с той или иной длиной волны. Количество света с каждой длиной волны, которое получает наш глаз от какого-либо предмета, называется спектром отражения данного предмета. Представьте себе, скажем, что в пределах спектра от 400 до 700 нм количество света на каждом отрезке длиной в один нанометр может меняться независимо от остальных отрезков и иметь десять разных значений. Итак, на первом таком отрезке спектра, начинающемся с отметки 400 нм, количество света может иметь десять различных значений, и каждому из них может соответствовать любое из десяти различных значений количества света на следующем нанометровом отрезке, начинающемся с отметки 401. Это дает нам 10 = 100 возможных вариантов воспринимаемого света, относящегося только к этим двум отрезкам спектра. А когда таких отрезков триста, это даст нам 102300 различных спектров отражения. Иначе говоря, наш глаз теоретически мог бы различить 10300 различных типов поверхности, каждый со своим спектром отражения. Это число очень близко к бесконечности.

К счастью, обладающие цветовым зрением животные не утруждают себя тем, чтобы различать все теоретически возможные типы поверхностей. Вместо этого они анализируют всего несколько участков спектра: те из них, которые позволяют различать поверхности, важные для выживания. Наши глаза — никудышные спектрометры: вместо трехсот видов светочувствительных колбочек (по одному на каждый нанометр) у нас их всего три, и они "берут пробы” только из трех различных участков волнового спектра. Однако, сопоставляя реакцию колбочек трех этих типов друг с другом, мы способны замечать разницу между теми поверхностями, которые жизненно для нас важны. Вследствие того, что мы обходимся всего тремя разновидностями колбочек, существуют предметы, которые имеют различные спектры отражения, но кажутся нам идентичными по цвету. Подобно тому, как вы, в отличие от своего приятеля-дальтоника, способны отличить красные носки от зеленых, птица с четырьмя типами колбочек видит различные цвета там, где человек видит всего один. Как будет показано в этой главе, световосприимчивость наших колбочек идеально подходит для того, чтобы замечать разнообразные спектральные сдвиги, происходящие с нашей кожей в ответ на изменения в физиологии кровообращения.



Ваша “бесцветная” кожа


В настоящий момент я занят тем, что осматриваю свою гостиную. Призываю вас последовать моему примеру и оглядеть собственную комнату. Какого цвета предметы вокруг? Мой диван, например, темно-кирпичный, стены — белые, “рабочий стол” компьютера — голубой, а клюв игрушечного утенка — оранжевый. У книжных обложек самые разнообразные оттенки. Я могу назвать любой из них без затруднений, как и моя трехлетняя дочь. Не сомневаюсь, что и вам не составит труда перечислить цвета всех окружающих предметов.

Ну а теперь, будьте добры, скажите, какого цвета ваша кожа. Странная особенность: для обозначения цвета собственной кожи нам трудно подобрать подходящие слова — а ведь с какой легкостью мы можем назвать цвет всего, что есть вокруг! С теми, кто отличается от вас по цвету, проще: они “белые”, "розовые”, “коричневые”, "черные” и так далее. Гораздо труднее подыскать нужное слово для себя (или для наиболее типичных представителей своей нации, чья кожа на протяжении эволюционной истории была того же цвета, что и ваша). Европеоиды могут сказать, что их кожа имеет персиковый оттенок, но вынуждены будут признать, что этот эпитет не вполне удачен. Бежевый тоже не годится. Розовый? Нет, и не розовый. В английском языке попросту нет подходящего слова. Читатели, имеющие африканское происхождение, возможно, назовут цвет своей кожи коричневым или шоколадным, но и это неточно. В истории культуры телесный цвет определялся преобладающей расой. Например, в наборах карандашей фирмы “Крэйола” раньше был “телесный” карандаш. Впоследствии его политкорректно переименовали в “персиковый”.

Отсутствие подходящего слова для цвета собственного тела не является чертой исключительно английского языка. Похоже, с этой проблемой сталкиваются все. Данные, накопленные за последние пятьдесят лет, говорят о том, что все люди видят одни и те же цвета и что во всем мире языки упорядочивают цветовое пространство одним и тем же способом. Это может показаться очевидным, однако в 60-х годах XX века, когда антропологи Брент Берлин и Пол Кей впервые выдвинули и обосновали данную мысль, академическое сообщество ее отвергло. Одним из важнейших открытий и Берлина и Кея стал, в частности, тот факт, что все человеческие языки выделяют максимум одиннадцать четко различающихся цветов: белый, серый, черный, синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный, коричневый, розовый и фиолетовый. В большинстве языков имеются и другие, дополнительные обозначения оттенков, однако каждый понимает и употребляет их по-своему, и для значительной части населения их смысл зачастую неясен. Например, большинство англоговорящих людей знает перечисленные одиннадцать цветов, но, весьма вероятно, затруднится сказать, что представляют собой цвета циан (cyan), мов (mauve) или шартрез (chartreuse).

Какое отношение одиннадцать базовых цветов имеют к нашей дискуссии? Ни один из них толком не применим для описания человеческой кожи. Более того, исследователь зрения Роберт Бойнтон показал, что цвета, называемые телесными, относятся к числу наиболее далеких от одиннадцати базовых. Иными словами, большинство существующих в мире оттенков можно отнести к какой-либо из этих одиннадцати категорий, пусть иногда с небольшой натяжкой. Однако именование оттенков нашей кожи требует куда большей натяжки. У людей нет единого мнения насчет того, какой термин здесь лучше применить. Например, из восемнадцати опрошенных Бойнтоном респондентов, которых попросили дать название самой неудобной для классификации разновидности “телесного” оттенка, пятеро ответили: “персиковый”, четверо — “желтоватый” (tan), трое — “коричневый”, трое — “лососевый”, двое — “оранжевый”, один — “розовый”. Отсюда видно, что цветовая гамма, характерная для человеческой кожи, пересекается со спектром оттенков, не имеющих адекватного наименования в языке.

Итак, для цвета собственной кожи довольно трудно подобрать название. Но это еще не все. Само восприятие этого цвета представляет собой нечто совершенно иное по сравнению с восприятием остальных цветов. Чтобы проиллюстрировать данную мысль, давайте проведем небольшой эксперимент: возьмите чье-нибудь фото (вроде того, что на рис. 2) и перечислите цвета, которые присутствуют на изображении. Боюсь, правда, что вы уже чувствуете, к чему я клоню, и потому не подходите на роль наивного испытуемого, так что лучше проведите этот тест на ком-либо из друзей.

На эту идею меня натолкнуло наблюдение, сделанное во время просмотра телерекламы магазинов "Таргет”. Участники этого коммерческого шоу были одеты в красно-белые наряды и помещены на красно-белый фон. Мне подумалось, что в этой рекламе используется всего два цвета: красный и белый. И никаких других. Однако в ролике присутствовали также люди, лица и руки которых определенно не были выкрашены ни в красный, ни в белый цвет. Я должен был обратить на это внимание! От меня едва не ускользнул тот факт, что на самом деле в рекламе было не два цвета, а три: красный, белый и телесный. Но субъективное восприятие телесного было абсолютно иным: на него, в отличие от двух других, мой мозг вообще не реагировал как на цвет. Мои глаза видели в белом и красном некую окраску, а в телесном — скорее отсутствие таковой. Даже белый, который часто и цветом-то не считают, было в этой рекламе легко заметить, опознать и назвать. Подозреваю, что когда вы или ваш друг будете подсчитывать цвета на фотографии, цвет человеческой кожи вполне может оказаться не названным.

Когда я задумался о том, что цвет нашей кожи имеет не поддающуюся классификации природу, мне показалось это поразительным. То, что именно цвет нашей собственной кожи относится к числу оттенков, для которых нам так нелегко подобрать название, само по себе удивительно, но это будет куда удивительнее, если мы примем во внимание, насколько кожа важна для нас. Мы видим ее перед собой целые дни напролет. В сущности, рассматривание лиц других — одно из самых важных человеческих занятий. Наш жизненный успех или неудача в значительной мере определяются тем, насколько хорошо мы уживаемся с другими представителями своей социальной группы, а значит, кожа — не просто нечто такое, что нам приходится постоянно видеть. Она играет огромную роль в нашей жизни. Какое совпадение, подумал я: кожа — один из важнейших видимых нами объектов, и в то же время это одна из немногих вещей, цвет которых нам так трудно назвать, и, кроме того, еще и одна из немногих вещей, которые кажутся нам необычно бесцветными (даже невзрачнее белого). Моя интуиция подсказывала мне, что, возможно, это не совпадение.



Но в чем тогда дело? Почему эволюция сделала так, что окраска нашей собственной кожи кажется нам не вписывающейся ни в какие категории? Какая могла быть от этого польза? Представьте себе предмет, цвет которого определить проще простого — скажем, апельсин. Если я разложу перед вами сто апельсинов, на самом деле их опенки будут несколько различаться, но вы вряд ли станете придавать большое значение таким тонкостям. Подсознательно вы отнесете эти разные тона к одной категории — “оранжевый”. Главное свойство категоризации — игнорирование различий. Категории — те же стереотипы. Однако если цвет не подходит ни к одной из категорий, получается нечто прямо противоположное стереотипизации. Вместо того чтобы смешивать опенки, вы начинаете улавливать любые, даже незначительные, различия. Благодаря тому, что телесный цвет не поддается классификации, мы лучше способны видеть самую ничтожную разницу между его оттенками и, следовательно, замечать малейшие изменения, происходящие с цветом кожи других людей. И я задумался: случайность ли это? Не могло ли наше цветовое зрение в ходе эволюции сформироваться именно для этой цели?

Вернемся к упомянутому мной наблюдению: цвет своей кожи мы воспринимаем иначе, чем все остальные цвета, чем даже белый. Какой в этом смысл? Проведем аналогию со вкусом. Какой вкус у вашей слюны? Никакого: она не имеет вкуса. Несомненно, то же касается запаха вашего носа — он ничем не пахнет. Точно так же нам кажется, будто наша кожа не имеет какой-то определенной температуры. Наш организм “настроен” так, чтобы он воспринимал отклонения от нормы: вот почему в трех приведенных примерах мы не предрасположены ощущать ярко выраженные вкус, запах и температуру. Но заметьте: стоит химическому составу содержимого вашей ротовой полости хоть чуточку измениться, как вы сразу же это почувствуете. Отсутствие “фонового” вкуса у слюны делает вас восприимчивее ко вкусу всего остального. То же можно сказать по поводу запахов и температуры. Задумывались ли вы когда-нибудь, насколько поразительна ваша способность определить при помощи руки, что у человека жар. И это чувствуете не только вы: сам больной тоже ощущает себя горячим, хотя он на какой-нибудь градус теплее вас! Этой невероятной чувствительностью к температурным колебаниям мы не в последнюю очередь обязаны тому, что нормальную температуру мы не воспринимаем никак. То, что мы на самом деле ощущаем, представляет собой разницу между ничем и чем-то.

Если так, то кажущаяся “бесцветность” нашей кожи относится к тому же ряду явлений, что и отсутствие у собственного организма вкуса, запаха и температуры. Наша система восприятия цвета откалибрована так, что цвет кожи представляет собой нуль, начало координат, и это позволяет нам четче ощущать отклонения от нуля, то есть от данного исходного цвета. Мы способны воспринимать ничтожнейшие отклонения от “нулевого” вкуса слюны (чтобы почувствовать вкус соли, нам достаточно нескольких молекул) и самые незначительные отклонения от нормальной температуры своего тела. Точно так же наша склонность не замечать цвет собственной кожи в совокупности с неспособностью назвать его наводит на мысль, что цветовое зрение имеется у нас для того, чтобы улавливать колебания цвета кожи относительно нормального, “нулевого” значения.

Ну, а это чем может быть нам полезно? Возможно, тем, что кожа человека меняет окраску в зависимости от настроения и общего состояния, а способность чувствовать настроение окружающих может оказаться ценным преимуществом. Бесцветные, не поддающиеся классификации оттенки — именно то, чего следовало бы ожидать от кожи, будь наше зрение предназначено для телепатического считывания мыслей с ее поверхности.



Этнические иллюзии


Если наша кожа бесцветна, почему мы так часто используем цветовые эпитеты по отношению к расам? Представители других рас могут и не быть в буквальном смысле слова “желтыми”, "черными”, “краснокожими” или “бледнолицыми”, но мы бы не употребляли эти слова, если бы не воспринимали кожу других как цветную. Так к чему тогда весь этот вздор о ее бесцветности?

Не забывайте, что только собственная кожа кажется нам бесцветной. Это моя слюна кажется мне безвкусной, а вкус вашей я, быть может, и почувствовал бы. Не будучи способен обонять свой собственный нос, я, возможно, смог бы уловить запах вашего. Аналогичным образом моя кожа может казаться мне бесцветной, однако вследствие того, что наши органы чувств нацелены выявлять отклонения от некоего стандарта, даже объективно малые отступления от “базового” цвета будут восприниматься качественно иными, окрашенными, подобно тому как незначительное повышение температуры тела мы ощущаем как жар. Инопланетянин, прилетевший нас навестить, пришел бы в замешательство, узнав, насколько разной считают свою кожу люди белой и черной рас, в то время как ее спектр отражения у тех и у других практически идентичен (рис. 3). Впрочем, удивился бы он и тому, что кожа, имеющая температуру 100 °F, кажется нам горячей, ведь 98,6° и 100°, в сущности, одно и то же.

Таким образом, в том факте, что, говоря о других расах, люди оперируют цветовыми понятиями, нет ничего таинственного. Это полностью согласуется с предположением, что наше цветовое зрение сформировалось затем, чтобы замечать отличия от исходного, стандартного цвета. Данный стандарт, которым является наша кожа, не поддается классификации: она кажется бесцветной. Однако любая кожа, которая хоть чуть-чуть отличается от нашей, кажется нам имеющей вполне определенную окраску.

У оттенков кожи много общего с акцентом в речи. Какой у вас акцент? Правильный ответ таков: по вашему мнению, вы разговариваете без акцента, а люди из других областей и стран — с акцентом. Это связано с тем, что мы приспособились тонко распознавать голоса людей, разговаривающих с тем же акцентом, что и мы (если угодно — разговаривающих, как и мы, без акцентом). Мы различаем как голоса, принадлежащие разным людям, так и модуляции голоса одного и того же индивида. Одним из последствий этого является то, что наша собственная и типичная для нашего окружения речь кажется нам не имеющей акцента, но даже ничтожные отклонения от этого стандарта воспринимаются нами как акценты (сельский, городской, бостонский, нью-йоркский, английский, ирландский, немецкий, латиноамериканский и так далее). Вот почему людей, разговаривающих с акцентом, нам сложнее различить по голосу. Также в интонациях собеседника, говорящего с акцентом, нам бывает трудно расслышать эмоциональные оттенки.

Ранее, рассуждая о том, как мы воспринимаем цвет своей кожи, я подразумевал, что у вас и у вашего окружения он примерно одинаков. Большую часть нашей эволюционной истории дело наверняка так и обстояло, да и сегодня большинство людей растет и живет среди тех, у кого кожа одного с ними цвета. Но это отнюдь не правило. Представители этнического меньшинства могут обнаружить, что их кожа имеет иной оттенок, нежели у окружающих, и не исключено, что это сдвинет их “цветовое начало координат” в сторону от цвета их собственной кожи. А если так, то вполне возможно, что они будут воспринимать свою кожу как цветную. Например, живущему в США афроамериканцу его кожа может казаться интенсивно окрашенной, потому что общеамериканский стандарт цвета кожи близок к европеоидному. Точно так же человек с южным выговором, переехав в Нью-Йорк, возможно, начнет замечать у себя акцент, поскольку изменился речевой эталон среды.

Наше восприятие цветовых различий между расами обманывает нас и потенциально может быть одним из источников расизма. На самом деле существует по меньшей мере три отдельных (хотя и взаимосвязанных) заблуждения насчет цвета кожи у разных рас. Чтобы лучше понять, в чем суть этих заблуждений, полезно продолжить аналогию с температурой.

Во-первых, как я отметил, 98,6 °F не кажутся нам ни холодными, ни горячими, однако 100° мы уже воспринимаем как жар. Иными словами, одна из этих двух температур находится для нас вне категорий горячего и холодного, в то время как вторая относится к четко различимой категории (к горячему). И это — заблуждение, поскольку с точки зрения физики между двумя этими температурами нет принципиальной разницы. Подобная же иллюзия имеет место и в случае с кожей: собственная кожа кажется нам бесцветной, а кожа представителей других рас — интенсивно окрашенной. И это тоже заблуждение, поскольку на самом деле ваша кожа окрашена не сильнее и не слабее, чем чья-либо еще: нет объективных причин считать бесцветной именно ее. (Так же, как в действительности нет никаких оснований считать, будто мы говорим без акцента, а жители других местностей — с акцентом.)

Вторую иллюзию можно проиллюстрировать тем фактом, что 98,6 и 100° кажутся нам чрезвычайно разными температурами, хотя объективно эти значения очень близки. Это похоже на первую иллюзию, но есть и отличие: в первом случае речь шла о качественном присутствии или отсутствии воспринимаемого признака, а здесь мы говорим о количестве этого признака. Вам кажется, что ваша кожа неимоверно отличается по цвету от кожи людей, принадлежащих к другим расам, однако спектры отражения у кожи представителей разных рас практически идентичны и различаются не сильнее, чем 98,6° и 100 °F.

В-третьих, 102° и 104° кажутся нам примерно одинаковыми значениями температуры, в то время как объективно разница между ними больше, чем между 98,6° и 100°. То же самое справедливо и для цвета кожи: мы склонны воспринимать кожу представителей всех остальных рас как примерно одинаковую, хотя нередко она очень заметно различается. Например, белые выходцы из Африки способны различить множество оттенков кожи африканцев, которых обычные европеоиды называют “чернокожими”. (То же самое относится и к восприятию речи: многие американцы путают английский и австралийский акценты, хотя объективно, вероятно, они отличаются друг от друга не меньше, чем американский от английского.)

Вместе эти три иллюзии создают ошибочное впечатление, будто другие расы очень сильно, качественно отличаются от нашей и что по сравнению с ней они более однородны. И поэтому нет ничего удивительного в том, что мы, люди, склонны воспринимать представителей других рас стереотипно: наши органы чувств вводят нас в заблуждение. Однако когда сознаешь, что пал жертвой иллюзий, проще им противостоять.



Вальдорфский салат


Идея, что цветовое зрение возникло ради наблюдения за кожей, довольно нова: она пришла мне в голову в 2005 году, когда я размышлял о нашей парадоксальной бесцветности, работая по стипендии Слоуна — Шварца в Калифорнийском технологическом институте. Однако моя гипотеза о предназначении цветового зрения была далеко не первой. На протяжении ста лет преобладал тот взгляд, что мы, приматы, выработали у себя способность различать цвета с целью нахождения плодов. А позже было высказано предположение, что цветовое зрение появилось у нас, чтобы замечать не плоды, а молодые, съедобные листья, так что мы воспринимаем цвет из-за плодов и листьев. Из-за салата. Вальдорфского салата[2]. Надо сказать, что эти гипотезы не обязательно противоречат друг другу, потому что у возникновения и эволюции нашего цветового зрения могло быть сразу несколько плюсов. С его помощью мы можем как различать опенки кожи, так и находить пищу.

Однако есть основания полагать, что главным признаком, по которому шел отбор, сформировавший наше цветовое зрение, было все-таки восприятие цвета кожи. Пищевые предпочтения у приматов очень разнообразны. Одни в основном едят листья, другие в основном плоды, а третьи едят куда больше мяса, чем им следовало бы. Причем среди тех, которые питаются фруктами, разные виды предпочитают плоды различной формы и цвета, а кроме того, цвет самих плодов меняется по мере их созревания. Если бы эволюцию цветового зрения направляла необходимость распознавания пищи, то среди приматов мы бы наблюдали огромное разнообразие его типов. Однако среди тех видов приматов, для которых обладание цветовым зрением — норма (то есть когда им обладают и самцы, и самки), различия в цветовосприятии невелики, несмотря на то, что питаются эти виды совершенно по разному. Абсолютно различный рацион — и при этом одинаковое восприятие цветов!

Однако с точки зрения моей “кожной” гипотезы ничего удивительного в этом нет. Хотя цвет кожи у приматов может различаться, кровь у них одинаковая. И, как мы увидим в следующем разделе, когда содержание крови в тканях и ее насыщенность кислородом изменяются, у всех приматов, независимо от вида, спектральные показатели кожи отвечают на эти изменения одинаковым образом. Вот поэтому-то все мы, приматы, обладаем одним и тем же типом цветового зрения.



Кожное телевидение


Ваша кожа (точнее, кожа представителей вашего сообщества) выглядит бесцветной. Нужно это для того, чтобы вы были способны улавливать малейшие изменения ее окраски. Но что это могут быть за изменения?

Многие из них нам хорошо знакомы, хоть мы не всегда об этом задумываемся. Мы вспыхиваем от смущения, багровеем от ярости и бледнеем, как полотно, от ужаса. Когда вы задыхаетесь, ваше лицо синеет. Наблюдая за матчем по боксу или боевому искусству, нетрудно заметить на коже проигравшего (а иногда и победителя) темные синяки, не говоря уже о ярко-красной крови. Когда вы занимаетесь спортом, ваше лицо краснеет, а когда чувствуете слабость, оно может стать белым или желтым. Когда вы смотрите на младенца, старательно наполняющего свой подгузник, то видите, как его лицо приобретает пурпурный оттенок. У детей цвет лица меняется и во время плача. Когда мы испытываем сексуальное возбуждение, наши половые органы отчетливо изменяют свой цвет (и размер). Кожа, под которой пролегают вены, кажется нам голубовато-зеленой.

Эти опенки и связанные с ними эмоции находят отражение в культуре. Гневные лица обычно рисуют красными, и этот же цвет нередко используют для обозначения агрессии, опасности и силы. Дьявол — красного цвета. Когда персонажи мультфильмов смущаются, их лица приобретают розовый опенок. Женщины в красном (красное платье — это, можно сказать, стереотип) воспринимаются как агрессивные и сексуальные: психологи Эндрю Эллиот и Даниэла Ньеста обнаружили, что женщины, одетые в красное, кажутся мужчинам (но не женщинам) привлекательнее. Кровь и кожа упоминаются даже в самом определении слова “красный”, которое дается в “Оксфордском словаре английского языка”: “По отношению к щекам (или коже лица) и губам — естественный здоровый цвет”. И еще: “О человеке или о его лице: временно налившийся кровью, особ, вследствие какого-л. внезапного впечатления или эмоции; вспыхнувший или зардевшийся от гнева (застенчивости и т.п.); покрасневшее лицо, особ, в разговорной речи, выступает в качестве признака замешательства либо стыда”. Синий цвет нередко указывает на состояние грусти, а в числе различных значений слова “синий” “Оксфордский словарь” называет следующее: “мертвенно-бледный, свинцового опенка; цвет, какой кожа приобретает вследствие удара, сильного переохлаждения, глубокого смятения и т. п.” Пурпурный цвет обычно используется для описания крайней ярости, а еще герои мультфильмов резко багровеют, когда поперхнутся едой. Кроме того, в одном из определений пурпурного также упоминается грусть: “цвет траура”. Зеленый подразумевает болезнь, а одно из определений зеленого даже дается специально по отношению к цвету лица: “зачастую в таких конструкциях, как болезненно-зеленый, бледно-зеленый - тусклый, нездоровый или желчный оттенок, признак страха, ревности, дурного расположения духа, болезни”. Лица трусливых персонажей часто изображают желтыми, и одно из жаргонных значений английского слова yellow (желтый) — “малодушный, трусоватый”. Однако, помимо этого, желтый цвет ассоциируется с радостью. На рис. 4 изображены четыре цветных “смайлика”, которыми люди пользуются, чтобы лучше передать свое настроение, а на рис. 5 приведены примеры употребления некоторых понятий цвета по отношению к коже, крови и эмоциям.

Совершенно ясно: наша кожа способна принимать самую различную окраску. Как ей это удается? И в каких пределах мы можем менять свой цвет? Как выяснилось, у нашей кожи имеется в некотором роде магическая способность с легкостью приобретать любой возможный опенок без исключения.

Объяснить это странное свойство нам поможет кровь, точнее, два связанных с ней показателя: а) кровоснабжение кожи; б) концентрация кислорода в крови. Как мы увидим, наше цветовое зрение способно оценивать оба эти параметра. Но как именно влияют на цвет кожи их изменения? Если количество крови под кожей ниже нормы, кожа выглядит желтоватой. Если подкожной крови больше, чем обычно, кожа выглядит синеватой. Если содержание кислорода в крови повышено, кожа выглядит красноватой. А если оксигенация крови ниже нормы, кожа выглядит зеленоватой. На рис. 6 изображена ладонь студента по имени Чжан Цюн (Гас), который помог мне с этой картинной, когда я работал в Калифорнийском технологическом институте.

Иначе говоря, желтизна или голубизна кожи определяется количеством крови под ней. Надавите на ладонь — и вы увидите, как в месте нажатия кожа станет желтой, пока кровь не прильет назад. Или просто крепко сожмите кулак и взгляните на костяшки пальцев. В тех местах, где кость давит на кожу, вы увидите желтые пятна. Обескровленная кожа выглядит не только желтой, но и более светлой. А когда содержание крови в коже возрастает, кожа синеет (а также темнеет). Чтобы увидеть кожу, количество крови под которой повышено, достаточно взглянуть на свои вены. Кожа над видимыми венами кажется синеватой (а еще чуть-чуть зеленоватой, потому что венозная кровь бедна кислородом). Другой способ увидеть кожу голубого цвета — перекрыть кровообращение в руке, сжав себе, например, запястье другой рукой, на манер жгута. Примерно через минуту крови скопится достаточно для того, чтобы кожа приобрела голубоватый оттенок. (Кроме того, рука слегка покраснеет, потому что скопившаяся кровь, в отличие от венозной, будет обогащена кислородом. В итоге из-за смешения синего и красного оттенков рука будет выглядеть пурпурной.) Возможно, из-за того, что синеватая кожа является свидетельством избытка крови, а это может быть результатом плохого кровообращения, синий цвет часто ассоциируют с апатией и грустью.

То, будет ли кожа иметь красный или зеленый оттенок, зависит от концентрации кислорода в подкожной крови. Не существует простого эксперимента, позволяющего по собственной прихоти повышать и понижать насыщенность крови кислородом, но в качестве одного из способов наблюдать переход от красного к зеленому может служить сопоставление двух примеров, обсуждавшихся ранее: кожи над венами и кожи после наложения жгута. И там, и там количество крови повышенное, но в первом случае кожа зеленовато-синяя, а во втором — красновато-синяя. Разница объясняется тем, что в первом случае кислорода в крови меньше, во втором — больше. У анемичных людей кожа нередко имеет зеленоватый оттенок, потому что содержание кислорода в их крови понижено. Возможно, это объясняет, почему зеленый цвет иногда ассоциируют со слабостью (от нехватки кислорода человек слабеет), а красный, наоборот, с силой (обилие кислорода делает нас сильнее).

Итак, мы увидели, что кожа способна приобретать разнообразные оттенки, и обсудили, каким образом кровь может быть к этому причастна. Чтобы подвести итог, давайте посмотрим на рис. 7. Регулируя интенсивность кровоснабжения кожи, можно менять ее окраску от желтого к синему, а регулируя уровень оксигенации крови, можно менять окраску кожи от красного к зеленому. Из этих не слишком захватывающих наблюдений следует нечто поистине сногсшибательное: кожа способна принимать абсолютно любой мыслимый опенок! Почему? Да потому, что все опенки возникают из комбинации четырех основных цветов: синего, зеленого, желтого и красного. Если уменьшить кровоснабжение и снизить содержание кислорода в крови, то кожа станет желто-зеленой. Если увеличить кровоснабжение и снизить содержание кислорода в крови, кожа станет сине-зеленой. А если увеличить кровоснабжение и при этом повысить концентрацию кислорода, кожа станет красно-синей — то есть пурпурной. Ну и, наконец, если уменьшить кровоснабжение, а содержание кислорода повысить, кожа станет красно-желтой — то есть оранжевой. Колебаний всего двух параметров крови — ее количества и ее оксигенации — достаточно для получения целой палитры.

Тут следует понимать, что если некий участок кожи кажется нам окрашенным в определенный цвет, это вовсе не значит, что мы воспринимали бы этот участок точно так же, если бы видели только его и ничего больше. Тут та же история, что и с ощущением жара или с восприятием акцентов: видимый нами цвет объекта в огромной степени определяется тем, как спектр этого объекта отличается от спектра окружающего фона. Вы видите, что ваши вены синевато-зеленые, но на самом деле они лишь кажутся вам таковыми на фоне кожи обычного цвета. Если бы вы посмотрели на вену через крохотное отверстие или узкую щель — чтобы видно было только вену, и больше ничего, — она не смотрелась бы синевато-зеленой. Ее цвет показался бы вам в той или иной степени близким к телесному (то есть персиковым, бежевым и так далее). Вена отличается от ее фона потому, что она немного синее и зеленее, и этого достаточно, чтобы мозг воспринимал ее как синевато-зеленую. Знать это необходимо, чтобы понять, каким образом наша кожа может, меняя цвет, посылать сигналы другим людям. Например, когда мы краснеем, некоторые участки наших щек принимают красноватый оттенок. Однако чтобы другие заметили эту красноту, принципиально важно, чтобы какое-то количество окружающей кожи сохранило исходную окраску. Если бы все лицо покраснело в одинаковой степени (и вы бы не наблюдали за динамикой этого процесса), получившийся цвет щек не показался бы вам красным, поскольку он не был бы краснее фона.

Чем примечательна способность кожи менять окраску? А вот чем: она указывает на то, что цветовое зрение сформировалось у нас для того, чтобы мы могли улавливать колебания цвета кожи. Не верите? Тогда ответьте: много ли вы знаете природных объектов, которые могут динамически приобретать любой оттенок и в то же время казаться бесцветными? Плоды растений в ходе созревания несколько раз меняют окраску, да и листья многократно меняют цвет в течение жизненного цикла. Но ни те, ни другие не могут принять любой оттенок, да еще и так, чтобы с легкостью переходить от одного оттенка к любому другому. Помимо нашей кожи к подобной многоцветности способны разве что кожные покровы некоторых других животных — скажем, хамелеонов или кальмаров.

Группа исследователей во главе с биологом Рут Бирн составила следующую палитру возможных расцветок каракатицевидного кальмара: палевый, белый, желтый, золотистый, коричневый и черный. Некоторые другие представители головоногих моллюсков способны приобретать и синие тона, но всегда с металлическим отливом. Тем не менее покровы этих животных, как кажется, не способны ни демонстрировать полного спектра всевозможных опенков, ни возвращаться к “началу координат”, как бы “выключая” цвет, как это делает человеческая кожа, — по крайней мере, не для наших глаз: например, у кальмара исходная окраска видится нам серой, а у хамелеона — зеленой.

Итак, объект, способный динамично принимать любые возможные опенки и при этом кажущийся нам не имеющим собственного цвета, в природе редкость. И если уж вам все же удалось найти такой предмет, который может и воспроизводить полную палитру красок, и возвращаться в состояние бесцветного фона, то, весьма вероятно, он был создан целенаправленно — человеком или эволюцией. Думается, что способность показывать любые цвета в сочетании с кнопкой “Выкл.” появилась у нашей кожи не случайно. Кожа — это полноцветный дисплей, спроектированный естественным отбором.

Когда женщины накладывают макияж, они откровенно занимаются цветовой сигнализацией. Некоторые из тонов, призванных прикрыть “изъяны”, имеют телесный цвет и весьма удачно называются “основой”. Другие преднамеренно яркие, например румяна. Парадокс в том, что искусственная цветовая сигнализация в действительности служит для прикрытия естественной цветовой сигнализации — той, которую в ходе эволюции лицо научилось производить, а глаза — воспринимать. Косметика — это все равно что цветная фотография, наклеенная поверх экрана телевизора: она дает яркую картинку, но полностью скрывает от нас непрерывно происходящие на экране информативные изменения. Я никогда не был поклонником женского макияжа, смутно чувствуя, что в лице, покрытом косметикой, недостает чего-то очень важного. Исследования цветового зрения и кожи подтверждают правильность моей интуиции: слишком обильная косметика узурпирует функции кожного “цветного телевидения”, попросту выключая его.

Из сравнения кожи с цветным дисплеем напрашивается вывод: кожа приобрела способность принимать любой опенок вследствие давления отбора. Но тут возникает вопрос. Дело в том, что изменения цвета кожи вследствие колебаний параметров крови не являются новшеством, характерным только для приматов, — более вероятно, что эта особенность существовала всегда, на протяжении всей эволюционной истории млекопитающих. Выходит, в данном случае естественный отбор никоим образом не преобразовывал кожу, чтобы сделать ее многоцветной (разве что способствовал менее глубокому пролеганию капилляров на каких-то ее участках, чтобы уже имеющиеся колебания окраски стали заметнее). Мы носим все ту же старую добрую кожу, и в нас течет та же древняя кровь, что и в первых млекопитающих. Но если ни кожа, ни кровь не приобрели с тех пор новых свойств, то как наша кожа может принимать все эти разнообразные опенки?

Разгадка такова: наше цветовое зрение возникло в ответ на естественные особенности кожи, а не наоборот. Наша кожа не менялась для того, чтобы соответствовать нашим глазам, зато глаза менялись, чтобы лучше видеть кожу. Спектральные ее свойства колеблются сегодня точно так же, как и десятки миллионов лет назад, когда цветового зрения вообще не было. Возникновение у приматов цветового зрения означало лишь, что они “установили” в глаза и в головной мозг сенсорное оборудование, предназначенное улавливать издревле присущие коже спектральные колебания, вот и все. Изначально кожа не была полноцветным “дисплеем”.



Цветные люди


Каждый второй из тех, кому я излагаю свою гипотезу об эволюционной функции цветового зрения, задает вопрос: “А как быть с теми, чья кожа очень темна? Можно ли увидеть эти цветовые сигналы у них?” Иногда этот вопрос задается в форме академической критики: “В течение какого-то периода кожа у всех людей была очень темной, поэтому если в случае темноокрашенной кожи цветовая сигнализация неэффективна, значит, цветовое зрение не могло возникнуть ради того, чтобы различать оттенки кожи”. В действительности, однако, даже если бы выяснилось, что на очень темной коже цветовые сигналы незаметны, цветовое зрение возникло гораздо раньше, чем люди, а кожа наших обезьяньих предков вполне могла быть светлой. (Цвет кожи приматов, обладающих цветовым зрением, бывает самым разнообразным — вы можете убедиться в этом сами, взглянув на рис. 9.) А раз так, то от цветового зрения могло быть мало проку в тот период, когда наша кожа была темной, но оно могло снова пригодиться, когда люди расселились по земному шару и кожа некоторых из них постепенно посветлела.

Многими из тех, кто задает мне этот вопрос, движет не стремление самоутвердиться в академической дискуссии, а простое человеческое любопытство. Любопытство по этому поводу испытывал и Дарвин. В книге “Выражение эмоций у человека и животных" он пишет:

Несколько надежных наблюдателей уверяли меня, что при обстоятельствах, которые вызывали бы у нас [европеоидов] покраснение, они видели на лицах у негров нечто похожее на краску, хотя их кожа была густо черного цвета. Некоторые называют это явление бурым румянцем, но большинство отмечает, что черный цвет становится еще гуще...

Четверо из моих корреспондентов утверждают, что австралийцы, которые почти так же черны, как негры, никогда не краснеют. Пятый ответил на мой вопрос неуверенно и отметил лишь, что из-за цвета кожи только весьма значительное покраснение могло бы быть замечено. Три наблюдателя утверждают, что австралийцы краснеют. М-р С. Вильсон добавляет, что это заметно только при сильной эмоции и лишь тогда, когда кожа не слишком темна от загара и от неопрятности. М-р Ленг отвечает мне: “Я замечал, что стыд почти всегда вызывает краску, которая обычно распространяется вниз до шеи”[3].

Не следует забывать еще и о том, что большинство наблюдателей были европеоидами, выросшими в среде, где “нулевой” уровень цветности кожи был, скорее всего, светлее. По всей вероятности, такие индивиды должны были хуже различать цветовые отклонения от более темного стандарта. Например, Дарвин пишет:

Фон Спике и Марциус, говоря о туземцах Бразилии, утверждают, что про них нельзя, в сущности, сказать, что они краснеют: “Лишь после продолжительного общения индейцев с белыми и после некоторого воспитания их мы заметили, что душевные эмоции стали выражаться у них изменениями цвета лица”[4].

Вопреки сделанному здесь выводу, будто аборигены стали сильнее краснеть благодаря полученному ими образованию, более вероятным (мягко говоря) представляется, что это белые, общаясь с аборигенами, в конце концов научились различать оттенки их кожи.

В действительности колебания цвета видны даже на самой темной коже, и они заметны даже тем европеоидам, которым темнокожие люди встречаются редко. Это связано с тем, что спектр отражения любой человеческой кожи, светлой или темной, имеет одни и те же ключевые характеристики (рис. 3) и, как мы увидим, на колебания двух обсуждавшихся здесь показателей — кровоснабжения и оксигенации крови — он отвечает изменениями, общими для всех.



Голый? Кто? Где?


Изо дня в день мы видим вокруг лица, лишенные растительности, они сопровождают нас на протяжении миллионов лет нашей эволюционной истории, и потому безволосое лицо кажется нам таким же естественным, как и наличие двух глаз. Безволосые морды других приматов не удивляют нас ни в малейшей степени. Зато вид человеческого лица, полностью покрытого мехом, может вызвать бурю эмоций, и, чтобы поглазеть на него на ярмарке, мы готовы платить деньги (рис. 8). Привычка к безволосым лицам и безволосой коже делает для нас крайне затруднительным осознание того, насколько странная это штука — голая физиономия.

Морда типичного млекопитающего покрыта шерстью. Первые приматы были такими же волосатыми, как и все остальные звери, и лишь некоторые современные виды обзавелись заметными безволосыми участками у себя на мордах. Мы, гололицые приматы, — странный каприз природы, и нашим мохнатым предкам было бы стыдно видеть, как откровенно мы щеголяем голой кожей. А тот факт, что у нас есть и другие лысые участки — зад, половые органы, иногда грудь, — только усилил бы их смущение. Но самые бессовестные нарушители приличий — это люди, которые почти полностью избавились от шерсти.

Чем объяснить этот загадочный эксгибиционизм? Почему у большинства млекопитающих морда шерстистая, а у нас и у горстки наших сородичей-приматов на ней имеются оголенные участки? В свете обсуждавшейся здесь гипотезы о цвете кожи ответ напрашивается сам собой. Колебания окраски можно заметить на безволосой, а не на заросшей мехом коже. Но если предположить, что безволосые участки возникли ради кожной сигнализации, то не должны ли мы обнаружить их именно у тех приматов, которые обладают цветовым зрением? Иначе говоря, эволюция цветового зрения, превращающего кожу в экран цветного кожевидения, без наличия лысых участков не имеет смысла: не на чем кино крутить.

Оказалось, что так и есть: приматы, обладающие цветовым зрением, — это те самые приматы, на мордах которых есть оголенные участки, в то время как у приматов, лишенных цветового зрения, морды обычные, звериные, покрытые шерстью. На рис. 9 изображены типичные представители приматов, не имеющих полноценного цветового зрения в нашем понимании, и они, несомненно, мохнаты. А среди приматов, обладающих цветовым зрением, выделяются два типа. У обезьян Нового Света (рис. 9аб) цветовым зрением обладают лишь самки. А у обезьян Старого Света, вроде нас с вами (рис. 9в), и самцы, и самки способны видеть в цвете. У обезьян обеих групп на теле есть безволосые участки. Что касается полуобезьян, то обычно они не имеют цветового зрения и морды их покрыты мехом, однако два их представителя, у которых все-таки есть цветовое зрение, рвут шаблон и оголяют физиономию (два верхних фото на рис. 9б).

Прежде чем продолжать, я считаю нужным обратить ваше внимание на то, что кожа приматов, обладающих цветовым зрением, вовсе не обязательно должна быть цветной, как полагают некоторые ученые и журналисты. Фактически они утверждают, что раз цветовое зрение возникло для того, чтобы видеть кожу, значит, у приматов, которые различают цвета, кожа постоянно должна быть ярко окрашенной (обычно подразумевается, что красной). Кожа некоторых приматов с цветовым зрением — например, японского макака или лысого уакари — в самом деле кажется нам красной, но это означает лишь, что их фоновая окраска отлична от нашей. (Даже в рамках нашего собственного вида существует множество вариантов фоновой окраски.) Как мы обсуждали выше, себе они, вероятно, кажутся не красными, а скорее бесцветными, и это помогает им замечать отклонения от цветового стандарта. Если бы они воспринимали свою кожу как красную, они были бы в значительно меньшей степени способны улавливать мельчайшие колебания цвета, которые цветовое зрение призвано различать. Цветовое зрение предопределяет красный цвет кожи не более, чем способность различать акценты обязывает человека растягивать слова на южный манер. У приматов, различающих цвета, кожа должна быть голой, а не обладающей каким-либо определенным оттенком. Действительность подтверждает эти наши предположения.

Итак, обнаженная кожа предназначена для цветовой сигнализации. Впрочем, следует выражаться точнее. В конце концов, и у самых первых приматов с заросшими шерстью мордами ладони были голыми (и даже на лапах вашей собачки есть оголенные участки). Так что для цветовой сигнализации используются, по всей видимости, те участки, которые обычно у млекопитающих покрыты шерстью, — “новые” лысые участки. И в самом деле, волосяной покров теряют прежде всего те части тела, которые хорошо заметны, например морда и зад.

Но если так, то что можно сказать по поводу наших донельзя оголенных тел? Напрашивается вывод, что наши (новые) лысые участки служат для цветовой сигнализации, и это отвечает на вопрос Десмонда Морриса, почему мы являемся голыми (самыми голыми) обезьянами. Обнажать имеет смысл только те места, которые хорошо видны окружающим, а как только мы перешли к прямохождению, наши спины и животы стали намного заметнее, чем раньше. Возможно, наш мех редуцировался, именно чтобы сделать цветовую сигнализацию эффективнее, и мы единственные голые обезьяны в силу того, что мы также единственные двуногие обезьяны с цветовым зрением.

Наше тело не полностью лишено растительности, и расположение на нем сохранивших волосяной покров участков превосходно согласуется с тем предположением, что обнаженная кожа сродни цветному дисплею. Если какая-либо часть тела никому не видна, передавать цветовые сигналы с ее помощью бессмысленно, а значит, нет смысла и оголять ее (исконно безволосые участки вроде ладоней и ступней не в счет). Соответствует ли это действительности? Хуже всего на нашем теле видны три области (и все три мало годятся для цветовой сигнализации): макушка, подмышки и пах. Обратите внимание, что у людей эти участки, как правило, покрыты волосами. Тот факт, что мы сохранили мех в местах, непригодных для цветовой сигнализации, подсказывает, что наша голая кожа (как всегда, имеется в виду “новая” голая кожа) предназначена для глаз окружающих. В тех же случаях, когда пах является скорее контрпримером — гениталии налиты кровью и их кожа хорошо видна (например, у человека), - обстоятельства обычно таковы, что на эту кожу есть кому посмотреть.

Хотя утверждение, что если какая-то часть тела не видна, то она будет волосатой, оказалось верным, отсюда вовсе не следует, что если какую-либо часть тела видно, то она непременно должна быть безволосой. Мех имеет многочисленные преимущества, которые могут препятствовать превращению всей нашей кожи в разноцветный холст. У людей прекрасным примером тому может служить волосяной покров мужского лица — судя по всему, приносящий выгоду своим обладателям благодаря половому отбору (брови, предназначенные, вероятно, для усиления мимики, и так далее). Но заметьте, насколько этот волосяной покров отличается от шерсти, покрывающей лицо того бедолаги с гипертрихозом, которого мы видели на рис. 8. Оволосение мужского лица ограничено областями усов и бороды (то есть не затрагивает участков, предназначенных для цветовой сигнализации), так что даже если вы зарастете, как Санта-Клаус, на вашей способности передавать цветовые сигналы это никак не отразится (неспроста в песенках поется про розовые щеки Санты и его красный нос).

Все эти рассуждения оставляют без ответа один вопрос: зачем в процессе эволюции нам вообще понадобилось обзаводиться способностью сообщать о своих эмоциях при помощи цвета? Что могут кожные цветовые сигналы передать такого, чего нельзя было бы выразить при помощи мимики или жестов? Один из возможных ответов таков: колебания цвета не требуют мышечных усилий и высвобождают мускулатуру животного для другой необходимой ему деятельности. Попробуйте-ка долго сохранять гневное выражение лица во время еды. Или, если вы самка шимпанзе, попробуйте-ка смотреть призывным взглядом во время всего периода течки. Кроме того, для цветовых сигналов используются те части тела, у которых отсутствует пригодная для жестикуляции мускулатура, например грудь и зад. Это позволяет не только увеличить площадь передающей информацию поверхности, но и локализовать сигнал именно там, где он наиболее актуален. Томный взгляд самки может быть привлекательным для самцов, но ее налитый кровью зад указывает им путь прямо к цели.

Кроме того, цветовые сигналы указывают на физиологическое состояние животного более непосредственно, чем это могут сделать мышцы. “Я зол на тебя, но это еще не все. Видишь, какое красное у меня лицо? Это означает, что я в прекрасной физической форме, хорошо усваиваю кислород, одышкой не страдаю и готов к драке”. Нельзя имитировать насыщенность крови кислородом, по крайней мере долго. То же самое можно сказать обо всех прочих цветовых сигналах. Даже обычный румянец требует хорошо отлаженной физиологии, не говоря уже о здоровой коже.

Другое важное преимущество цветовых сигналов перед мышечно-опосредованным выражением эмоций состоит в том, что первыми, в силу самой их природы, гораздо труднее управлять. Большинство мышц устроены так, что животное способно сокращать их осознанно. Однако у оксигенации крови есть и другие, куда более ответственные функции: например, поддержание всех клеток организма в жизнеспособном состоянии. Эволюция поступила мудро, отъединив основные параметры сердечно-сосудистой системы животного от его воли (животным вход в диспетчерскую запрещен!) Одним из следствий является то, что цветовая сигнализация работает даже тогда, когда животное спит или без сознания - в частности, при наличии проблем с дыханием, особенно у детей (этой темы мы подробнее коснемся в следующем разделе). В общем, цветовые сигналы сообщают нам, как животное на самом деле себя чувствует, и это свойство, вероятно, было ключевым для эволюции реципрокного альтруизма — понятия, которое предложили биологи- эволюционисты Джордж Уильямс и Роберт Триверс. Жизнь в сообществе альтруистов полна преимуществ но только до тех пор, пока там не появятся мошенники, наживающиеся за счет своих собратьев. Если в сообществе есть условия для мошенничества, мошенники быстро становятся большинством. Триверс привел доводы в пользу того, что функция многих наших эмоций заключается в поддержании условий, необходимых для реципрокного альтруизма. Гнев сигнализирует жулику, что тот попался и что его ждет наказание. Обида отягчает наказание, продлевая его. А при помощи таких сигналов, как румянец, обманщик имеет возможность сообщить, что он искренне раскаивается. Психолог и лингвист Стивен Пинкер убедительно доказывает, что подобные проявления эмоций не могли бы способствовать развитию реципрокного альтруизма, если эмоции можно было бы произвольно включать и выключать, как электрические лампочки. Если бы жертва обмана могла выбирать, приходить ей в ярость или нет, то ей, возможно, было бы выгоднее не наказывать мошенника, поскольку он не обязательно является злостным мошенником и вполне может оказаться полезен в будущем. Однако обманщик может быть осведомлен о таком положении дел, и это вряд ли отвадит его от жульничества. А вот если обманщики будут знать, что гнев является автоматическим, неконтролируемым последствием обмана, это отпугнет их. И наоборот: если бы тот, кого уличили в мошенничестве, мог просто так, по собственной воле "включить” у себя чувство раскаяния, у обвинителей не было бы особых причин верить в его чистосердечие. Однако в том случае, когда есть основания считать румянец неконтролируемым последствием искреннего сожаления о содеянном (фальсифицировать такую реакцию непросто), эти бессловесные извинения будут приняты с большей вероятностью.



Здоровый румянец


Как я уже говорил, наша способность к цветовой телепатии помогает нам угадывать эмоциональные состояния и настроения окружающих. Помогает она заметить и то, что некто болен или физически страдает. Многие болезни, расстройства и травмы приводят к изменениям оксигенации крови и кровоснабжения наших конечностей. А в результате сдвига указанных показателей кровеносной системы кожа меняет цвет, и глаза способны это увидеть. Нарушения кровообращения, как правило, приводят к избыточной концентрации крови, отчего кожа становится синее (и темнее). А вследствие кровопотери кожа желтеет (и светлеет). Обедненная кислородом кожа приобретает зеленый оттенок (это важный признак для выявления центрального цианоза, распространенного клинического состояния, свидетельствующего об острой нехватке кислорода). На низкое содержание кислорода в артериальной крови капилляры реагируют таким образом, что это приводит к застою в них крови, и тон кожи, которая должна выглядеть пурпурной (как после наложения жгута; рис. 6), сдвигается в сторону зеленовато-синего. У нас бывают и синяки, которые характерным образом меняют цвет по мере заживления, но в основе этой смены опенков лежит другой механизм, не связанный с кровоснабжением и концентрацией кислорода. Короче говоря, везде, где врачи используют пульсоксиметр, наши глаза (и встроенные в них пульсоксиметры) тоже могут быть полезны (пусть они и не столь чувствительны) для того, чтобы следить за состоянием пациента.

Кевин Рио, студент Политехнического института им. Ренселлера, провел вместе со мной семестр, изучая, насколько часто медики открыто упоминают цвет кожи как симптом, и выяснил, что этот признак используется при диагностике около ю% заболеваний. Наиболее важную роль он играет в таких областях, как реаниматология, педиатрия, кардиология, акушерство и гинекология. (И это не говоря уже о чрезвычайной важности цвета кожи в дерматологии, пусть в данном случае он меняется из-за сыпи и прочих проблем кожи как таковой.) Менее существенным подспорьем цвет кожи, судя по всему, служит в отоларингологии, психиатрии, ортопедии и внутренней терапии. Для грубой оценки важности цвета для той или иной области медицины можно сосчитать, сколько книг по данной дисциплине обнаруживается в Google Book Search по ключевым словам “цветной атлас”. Для реаниматологии, педиатрии, кардиологии, акушерства и гинекологии доля таких книг составила соответственно 7,3; 3,8; 4,6 и 4,8%, в то время как среди книг по отоларингологии, психиатрии, ортопедии и внутренней терапии “улов” скромнее: 0,3; 0,5; 1,3 и 1,4%. Также в медицинских областях из первой четверки чаще используются пульсоксиметры: оксиметрия упоминается соответственно в 18,1; 6,1; 12,1 и 3,1% книг, а для четырех дисциплин, для которых цвет кожи не столь важен, показатель составил 1,2; 1,2; 2,4 и 2,5%. Это позволяет предположить, что в течение многих лет клиническая медицина эволюционировала, пользуясь возможностями наших природных пульсоксиметров, хотя никто не мог себе представить, что эволюция наших глаз происходила ради тех же самых целей.

Следовательно, обладающие нормальным цветовым зрением врачи пользуются зрением как прибором для оксиметрии. Раз так, врачи-дальтоники должны страдать от нехватки этого приспособления. И действительно: медики знают, что цветовая слепота может быть серьезной помехой в диагностике. Например, доктор Хайнц Аленштиль пишет, что легкое покраснение кожи, напоминающее румянец, человек, нечувствительный к красному и зеленому, заметить не способен. Также не будут замечены ни бледность, ни мелкая алая сыпь. Более сильное покраснение человек с таким дефектом увидит как темно-серую тень. Именно так он сможет распознать воспаление лимфатических сосудов при заражении крови. А вот выявить покраснение внутренних поверхностей — глотки, носа, уха и надгортанника — ему будет сложнее. Синюшная бледность губ и ногтей при нарушениях кровообращения также будет ему невидима. Не увидит дальтоник и пятна крови на темных поверхностях.

Доктор Энтони Сполдинг приводит слова одного страдающего цветовой слепотой врача, который не смог заметить необычайную бледность женщины, готовившейся к операции. “Любой бы это увидел”, — заявил мне гинеколог. Я не смог. Операцию пришлось отложить на неделю, так как больная нуждалась в переливании крови.

Другой опрошенный Сполдингом врач-дальтоник рассказал:

Я провел год в отделении патологии, но не представлял себе, что гистологические красители по-разному окрашивают различные ткани — никто мне это не объяснил. Мои глаза научились выхватывать тончайшие контуры кожных высыпаний и тому подобное. Эта способность плюс понимание языка тела — вот главные навыки, которые я смог у себя развить. Я часто обращаюсь за советом к коллегам, особенно когда речь идет о детской сыпи, высокой температуре, вероятной красноте в горле или в ухе и так далее. В конце напряженного рабочего дня я чувствую, что способен легко ошибиться. Пожалуй, бывает так, что пациент жалуется на красную сыпь, и медсестра указывает пальцем на невидимые мне пятна. Не думаю, что я мог бы специализироваться в патологической анатомии или в дерматологии — в этих двух отраслях цвет играет слишком важную роль. Моя профессия не подразумевает никакого повседневного надзора, и временами я чувствую себя неуверенно.

А доктор Дэвид М. Кокберн, врач-оптометрист, начинает одну из своих статей с признания: “В детстве я не мог понять, что люди имеют в виду, когда говорят, что кто-то покраснел”. Также он жалуется на случаи, когда “пациент говорит, что один глаз у него красный, а я не вижу разницы”, и на то, что “самая серьезная проблема — отличить кровь от пигмента сетчатки”.

Итак, дальтонику труднее не только разобраться в эмоциях и настроениях окружающих, но и выяснить, кто болен, а кто нет. Однажды я задумался: не поэтому ли у мужчин цветовая слепота встречается чаще, чем у женщин? Около 10% мужчин и менее 0,5% женщин — дальтоники. У обезьян Нового Света цветовым зрением обладают лишь самки, самцы же поголовно дальтоники. Что касается людей, так мало того, что дальтоники женского пола — редкость. Некоторые женщины обладают суперцветным зрением: у них не три типа колбочек, как в норме, а четыре. Могу вообразить себе немало болтовни на тему, почему у самок этот признак испытывал усиленное давление отбора, но одна из многочисленных спекулятивных гипотез, которую стоит упомянуть, касается медицинской пользы цветового зрения, особенно для детей. Когда в моей жизни появились двое маленьких детей, я был поражен тем, как сильно меняется цвет их мордашек, стоит им только кашлянуть, чихнуть, напрячься или поперхнуться. Как будто они обладают гипертрофированной способностью к цветовой сигнализации. Это заставляет предположить, что дети, чьи матери не замечали подобных сигналов, подвергались значительно большему риску. Первобытная мамаша, способная распознать признаки удушья, могла бы воспользоваться плейстоценовым вариантом метода Геймлиха (взять малютку за ноги и несколько раз сильно встряхнуть), в то время как мамаша-дальтоник даже не заметила бы, что ее чадо в беде.

Дальтонизм — не единственный фактор, способный притупить диагностическое чутье. Как уже говорилось, наша кожа кажется нам бесцветной, благодаря чему мы можем замечать отклонения от нейтральной окраски. Также мы обсуждали, что способность замечать цветовые колебания кожи резко ослабевает, когда дело касается людей с другим цветом кожи. Этот факт, помимо того что может служить одним из психологических оправданий расизма, наводит на мысль, что врачу труднее обнаружить клинически важные симптомы у пациента другой расы. Например, если врач-африканец, работающий в скорой помощи, переедет в город Прово, штат Юта, то пока его глаз не привыкнет к изменившемуся цветовому стандарту, он будет, вероятно, слеп к сигналам, которые посылает кожа местных жителей. Выходит, с точки зрения клинической практики можно страдать цветовой слепотой и не будучи настоящим дальтоником.

До сих пор в нашем обсуждении того, как важно восприятие цветов для медицины, подразумевалось, что когда мы больны или ранены, цвет нашей кожи претерпевает некие неизбежные изменения, которые можно заметить при отсутствии волосяного покрова. Иными словами, мы исходили из допущения, что кожа, скрытая под шерстью вашей собаки, меняет цвет точно так же, как и человеческая. Тем не менее, возможно, что наши предки подвергались естественному отбору, усиливавшему их способность передавать цветовые сигналы и так сообщать окружающим о своих неприятностях. Известно, что это справедливо для эмоций и для настроений: румянец — запрограммированная цветовая реакция, а не случайный побочный эффект физиологических процессов, сопровождающих чувство стыда. Нет причин полагать, что это не может быть верно и в случае медицинских цветовых симптомов. Подавившийся ребенок, демонстрирующий явно различимые цветовые признаки удушья, имеет больше шансов быть спасенным матерью. С течением времени дети могли эволюционировать, вырабатывая все более надежные механизмы, заставляющие мамочек со всех ног бежать на помощь. А раз щенок покрыт шерстью, ему не будет никакой пользы от цветовой сигнализации (даже если бы его мать обладала цветовым зрением). Если вы побреете щенка, то, скорее всего, не увидите на его коже разнообразной смены оттенков, какую мы наблюдаем у человеческих детенышей. Это может относиться даже к синякам. После того, как животные обнажили свою кожу и перешли к использованию цветовой сигнализации, естественный отбор вполне мог начать способствовать тому, чтобы зоны ушибов определенного типа становились заметнее: не исключено, что на нашей голой коже синяки видны лучше, чем на коже обритой собаки. Ветеринары уверяют меня, что у собаки, лошади или коровы, если их побрить, синяки заметны, но чтобы оценить интенсивность этих цветовых изменений корректно, необходим проработанный критерий, учитывающий толщину кожи и тяжесть причиненной травмы. Животные нечасто попадают в лечебницу из-за синяков: для этого они должны быть очень серьезными. Мои собаки целыми днями кувыркаются на камнях, бегая за мячом по берегу. Если бы мне доставалась хотя бы сотая доля их ушибов, я бы всю свою жизнь ходил черно-синий. Я ни разу не обривал своих собак, хотя, возможно, и стоит проверить их как-нибудь на предмет синяков.

Итак, наше цветовое зрение не только наделило нас даром “читать” эмоции и мысли, но и позволило чувствовать чужую боль. Обе эти способности, вероятно, внесли свой вклад и в эволюцию цветового зрения, и в сопутствовавшую ей утрату волосяного покрова.



Каково это — видеть в цвете?


До сих пор мы много говорили про кожу и очень мало о глазе (если не считать вывода о том, что источником нашей телепатии и экстрасенсорных способностей служат глаза и мозг, а не кожа как таковая). Глаз способен превратить ничем не примечательную кожу в цветной “дисплей”. Но чтобы понять смысл этого, необходимо сначала разобраться, что такое цветовосприятие.

В рассказе о восприятии цветов удачной отправной точкой может показаться радуга. В конце концов, ведь здесь мы видим сразу все цвета, не так ли? Действительно, глядя на радугу, можно увидеть немало цветов (“каждый охотник желает знать, где сидит фазан”): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый (рис. 10, вверху) и все промежуточные опенки, например, красновато-оранжевый и желтовато-зеленый. Это много. Но все ли? В школе нас учили, что белый содержит в себе все цвета и что если поставить на пути луча призму, она расщепляет его на лучи всех возможных опенков, расположенные в виде напоминающего радугу спектра (в случае радуги роль призмы выполняют дождевые капли). Отсюда можно заключить, что радуга содержит в себе все цвета. Уже само слово “спектр” подразумевает некую полноту. Вот какое определение дает ему “Оксфордский словарь английского языка”: “Полный диапазон или возможные рамки чего-либо, упорядоченного по значению, качеству и т. п.” Однако достаточно беглого наблюдения, чтобы убедиться в том, что всех цветов радуга не содержит. Оглядите комнату, в которой вы находитесь. Вам не составит труда дать название практически любому из окружающих вас опенков, и все же большинство из них на цвета радуги не похоже. Спора нет, на радуге можно найти примерные эквиваленты небесной синевы, цвета апельсина или свежей крови. Ну а как быть с пурпурным, коричневым, розовым, серым, хаки, каштановым, не говоря уже о телесном цвете? Среди цветов радуги их нет. Радуга отображает лишь одно измерение нашего цветовосприятия. Многие цвета отсутствуют в ней, потому что таких измерений не одно, а целых три.

Все, что радуга действительно отображает — это тона, но даже их она отображает не вполне: ей не хватает целого класса опенков — пурпурной гаммы. Они там отсутствуют, и это означает, что ни одна длина световой волны не воспринимается нами как пурпурный цвет. Чтобы свет выглядел пурпурным, его спектр должен иметь два пика: коротковолновый и длинноволновый. Пурпурные опенки видятся нам как промежуточные между синим (или фиолетовым) и красным, однако у радуги синий и красный находятся на противоположных сторонах и не соприкасаются. (Фиолетовый — отнюдь не синоним пурпурного. Этим словом обозначают только цвет, который расположен на самом краю радуги, за синим.) Мы могли бы подретушировать радугу, пририсовав пурпурные оттенки снаружи от красного, но это все равно не помогло бы нам отобразить одно очень важное свойство цвета — его “профиль”. Оттенки вообще неправильно располагать вдоль прямой линии (как в верхней части рис. 10). Это, по сути, круг. Примерно такой, как на рис. 10 (внизу): красный и фиолетовый края радуги “склеены" посредством пурпурного. Пурпурные тона начинаются с пурпурно-красного, плавно переходят в собственно пурпурный и перетекают в пурпурно-синий, почти фиолетовый.

Однако тон — лишь одно из трех измерений цвета. Остальные два — насыщенность и яркость. Насыщенность — это то, насколько “сочным” выглядит тот или иной опенок. Например, у серого цвета, пока в него не добавят ни капли красного, насыщенность красным равна нулю. Чем больше добавляешь красного, тем насыщеннее красным становится цвет. А чем сильнее обеднять какой-либо опенок, тем серее он станет. Последнее замечание помогает понять, как должен выглядеть “профиль” насыщенности. Рис. и похож на цветовую диаграмму с рис. 10, но теперь вместо разноцветной окружности мы видим полностью закрашенный диск. В центре располагается серый цвет, из которого можно получить любой опенок, постепенно увеличивая насыщенность в нужном направлении. Итак, теперь у нас не одно цветовое измерение, а два: тон, то есть координата на опоясывающей диск окружности, и насыщенность, то есть расстояние от центра диска.

Третьим измерением цвета является яркость. Не будучи, на первый взгляд, свойством цвета как такового, она, тем не менее, — важный аспект цветовосприятия. Если оставить тон и насыщенность неизменными и менять только яркость, это будет восприниматься как переход от одного цвета к другому. Например, коричневый цвет в действительности представляет собой красноватый тон с низкими значениями насыщенности и яркости. Если усилить яркость, коричневый перестанет быть коричневым, а будет выглядеть как красный или оранжевый. И очевидно, что серый цвет при варьировании яркости претерпевает качественные изменения: если существенно повысить или понизить яркость, то он превратится соответственно в белый или в черный.

Уметь рассуждать о цвете в понятиях тона, насыщенности и яркости очень важно: без понимания этих трех измерений вообще невозможно толком сказать, что такое цвет. Но многие детали нам все еще неясны. Например, где именно на круге должен располагаться каждый оттенок, и почему? На рис. 10 и 11 я расположил красный напротив зеленого, а синий напротив желтого. Но ни из чего, что мы обсуждали до сих пор, не следует, что это должно быть именно так. Скажем, красный можно было разместить напротив синего, чтобы пурпурные тона охватывали одну половину круга, а на другой половине ютились все синие, зеленые, желтые и оранжевые опенки. Как мы увидим, существует и другой способ рассуждать о цветовом пространстве — очень содержательный и помогающий определить точное местоположение цветовых тонов на круге. Кроме того, он поможет нам разобраться с опенками, которые видим мы, приматы, а остальные млекопитающие не видят. Этот альтернативный взгляд на цветовое пространство стал возможен благодаря открытиям великого мыслителя рубежа XIX-XX веков Эвальда Геринга (подтвержденным в 50-х годах XX века Лео Хурвичем и Доротеей Джеймсон, а также Робертом Бойнтоном и многими другими учеными).

Геринг обнаружил, что почти любой опенок на цветовом круге является смесью двух других цветов. Например, пурпурный цвет выглядит как смесь красного с синим, а оранжевый — как смесь желтого с красным. Отсюда следует важный вывод: должны существовать такие опенки, которые не кажутся смешанными, — чистые (основные) цвета. Допустим, мы воспринимаем цвет В как сочетание цветов С и D. Являются ли С и D, в свою очередь, тоже смесями? Если так, то В может быть представлен в виде сочетания не двух оттенков, а больше. Например, если С — это смесь Е и F, a D — смесь G и Н, то В на самом деле должен быть четырехкомпонентной смесью Е, F, G и Н. Однако Геринг установил, что каждый оттенок воспринимается нами как сочетание максимум двух цветов. Следовательно, если В — это комбинация С и D, то С и D уже не могут быть смесями. Они должны восприниматься как чистые цвета.

Какие оттенки являются чистыми с точки зрения восприятия? Сколько их? Геринг сделал два интересных наблюдения, и каждое приводит к выводу, что основных цветов не два, не десять и не сто, а четыре. Он обнаружил, что только четыре цвета кажутся людям чистыми, несмешанными: синий, зеленый, желтый и красный. Тогда любой смешанный тон должен восприниматься как сочетание каких-либо двух из перечисленных. Геринг выяснил, что так и есть: его второе наблюдение состояло в том, что все смешанные цвета на самом деле являются комбинациями каких-либо двух из четырех первичных, неделимых цветов. Скажем, оранжевый — смесь красного и желтого. Это было великое открытие, показавшее, что четыре основных цвета — это те “кирпичики”, из которых наше восприятие собирает все остальные оттенки. Любые бесчисленные и тончайшие переходы — от фиолетового к синему, от синего через зеленый, желтый и оранжевый к красному, от красного к пурпурному и снова к фиолетовому — сводятся к этим четырем чистым цветам. Надеюсь, вы догадываетесь, почему таких параметров, как тон, насыщенность и яркость, для понимания субъективного восприятия цвета недостаточно. Принимая во внимание только эти три измерения, нельзя увидеть, что существует всего четыре чистых цвета и что все остальные оттенки образованы их парами.

Геринг обнаружил и нечто такое, что мало кто знает о себе и о собственных цветовых ощущениях. Тона — и цвета вообще — имеют свои противоположности. Никого не удивит заявление, что черный и белый воспринимаются нами как цвета-антагонисты. А какой цвет противоположен красному? На первый взгляд, сам вопрос может показаться лишенным смысла, и наш опыт не подсказывает ответ. Кое-кто догадается, что оппонентные цвета находятся на противоположных сторонах диска, изображенного на рис. 10, но как узнать, какие цвета противопоставлены друг другу? Мы помним, что есть четыре основных цвета и что любой другой цвет является комбинацией двух из них. Геринг выяснил, что некоторых сочетаний этих элементарных цветов не существует. Красный может смешиваться с синим, образуя пурпурный, и с желтым, образуя оранжевый. Но, как заметил Геринг, в сочетании с зеленым красный не может дать какого-либо нового опенка. Иначе говоря, ученый обратил внимание на то, что не существует оттенка, который можно было бы назвать красно-зеленым. Заметил он и то, что хотя синий смешивается с красным или с зеленым, его соединение с желтым не служит источником новых опенков. Другими словами, желто-синего цвета не существует.



Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле

Рис. 1.

Измеренное мною соотношение цветов, встречающихся в книге О. Расине “Полноцветный атлас истории западного костюма: 92 разворота с изображением более 950 подлинных одеяний от средних веков до 1800 года”. Стрелкой указана встречаемость предметов одежды “телесных” тонов.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 2.

Перечислите цвета, которые вы видите на фотографии.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 3.

Спектры отражения различных типов человеческой кожи (взяты из базы спектральных данных Университета штата Северная Каролина). Обратите внимание, как они сходны друг с другом, в отличие от других примеров спектров отражения.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 4.

Примеры “смайликов”. Зеленый цвет нередко ассоциируется с болезнью, синий — с дурным настроением, красный — с силой и гневом, а желтый — с радостью.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 5.

Определения цветов из “Оксфордского словаря английского языка”, имеющих отношение к коже, крови и эмоциям.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 6.

При наложении жгута происходит накопление крови, относительно богатой кислородом, в результате чего кожа краснеет и синеет. Кожа над неглубоко залегающими венами содержит большое количество обедненной кислородом крови и потому приобретает зеленоватый и синеватый оттенки. Кожа с пониженным содержанием крови кажется желтой по сравнению с нормой (в центре).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 7.

Цветовые изменения, которые претерпевает кожа в зависимости от параметров крови, информация, которую могут нести эти цвета, и распространенные ассоциации, связанные с ними.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 8.

Гипертрихоз — патология, при которой волосы растут на тех участках кожи, которые в норме лишены растительности.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 9.

а) Представители приматов, не обладающих цветовым зрением, подобным нашему. Видно, что они полностью покрыты шерстью. б) У большинства обезьян Нового Света цветовым зрением обладают лишь самки, в) Среди обезьян Старого Света (и у нас) цветовым зрением обладают и самцы, и самки. На рисунке можно заметить, что представители последних двух групп, (б) и (в), имеют на голове безволосые участки кожи.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 10.

Радуга — не самый удачный способ изображения оттенков. На ней отсутствуют пурпурные тона, и она не отражает тот факт, что цветовые переходы образуют кольцо: красный плавно перетекает в фиолетовый через пурпурный.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 11.

Оттенок и насыщенность (два цветовых измерения помимо яркости) вместе образуют плоский диск, где оттенок — координата на окружности, а насыщенность — расстояние от центра.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 12.

Этот плоский диск аналогичен тому, который мы видели на предыдущем рисунке, с той лишь разницей, что теперь он показывает не местоположение на окружности (оттенок) и не расстояние от центра (насыщенность). Вместо этого на нем изображены две координатные прямые: желто-синяя (вертикальная) и красно-зеленая (горизонтальная). Они иллюстрируют свойственный нашему цветовосприятию цветовой антагонизм: на противоположных сторонах круга находятся оттенки, которые воспринимаются нами как антиподы. Наш мозг ощущает переход от красного к зеленому благодаря сопоставлению сигналов, получаемых от колбочек, чувствительных к длинноволновому (i-колбочки) и средневолновому (М-колбочки) свету: чем выше активность L-колбочек по сравнению с M-колбочками, тем краснее видимый нами оттенок, а чем выше активность M-колбочек по сравнению с L-колбочками, тем больше мы видим зеленого. Что же касается различий на сине-желтой оси, то их мозг воспринимает, сопоставляя сигналы от колбочек, чувствительных к коротковолновому свету, то есть S-колбочек, и усредненным значением сигнала от колбочек двух других типов: чем выше активность S-колбочек по сравнению со всеми остальными, тем больше мы видим синего, а чем она меньше, тем больше мы видим желтого.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 13.

Без дополнительного типа колбочек, имеющегося у трихроматов (справа), большинству млекопитающих недостает одного из цветовых измерений: красно-зеленой оси координат. У них есть всего два измерения: яркость и единственное собственно цветовое измерение — ось, идущая от желтого к синему через серый.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 14.

Чувствительность колбочек имеющихся у нас трех типов (S, М и L) к разным длинам волн. Можно видеть, что колбочки УМ и L обладают практически одинаковой чувствительностью (максимально возбудимы при длинах волн, равных соответственно 535 и 562 нм). Также показан типичный спектр отражения человеческой кожи. Его отличительной чертой является изгиб в виде буквы W, образуемый графиком на уровне, соответствующем приблизительно 550 нм. Обратите внимание на то, что левое нижнее колено и срединный пик этой W примерно совпадают со значениями максимально высокой чувствительности колбочек M и L, соответственно. Своей W-образной формой кривая обязана окисленному гемоглобину крови. Именно благодаря тому, что S- и L-колбочки наиболее чувствительны к этим, а не каким-то иным, длинам волн, мы способны с легкостью замечать даже незначительные изменения цвета кожи.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 15.

Спектр кожи, воспринимаемый сетчаткой (то есть после прохождения через все глазные фильтры), меняется в зависимости от показателей подкожной крови. Синий и желтый графики характерны соответственно для кожи с высоким и низким содержанием крови (точнее, гемоглобина). Обильное кровоснабжение сдвигает И/-образный зигзаг на графике вниз, а недостаток крови — вверх. Красная кривая соответствует высокому уровню оксигенации подкожной крови, зеленая — низкому. Колебания претерпевает лишь один участок спектра — область “буквы ИГ. Рассчитав разницу между суммарными активностями колбочек типов L и /И, можно оценить уровень содержания кислорода в крови. Обратите внимание на то, что изменение оксигенации мало затрагивает высоту местоположения W на графике, то есть колебания концентрации кислорода слабо влияют на изменение оттенка кожи по желто-синей оси. Сравнивая усредненную активность M-колбочек и L-колбочек с активностью S-колбочек, головной мозг способен делать выводы об интенсивности кровоснабжения кожи.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 16.

На каждом из четырех графиков показан спектральный состав отраженного от кожи света после его прохождения через глаз (то есть непосредственно в том виде, в каком он достигает колбочек). Синий и желтый графики показывают, как изменяется этот спектр отражения в зависимости от интенсивности кровоснабжения кожи. Основные изменения затрагивают область 550 нм, где график образует W-образный зигзаг, местоположение которого на графике тем ниже, чем больше крови накапливает кожа. Вот почему кожа, содержащая избыток крови, кажется синей: совокупная активность колбочек типов М и L понижается, а уровень активации S-колбочек остается неизменным. Красный и зеленый графики помогают понять, каким образом на тот же самый спектр отражения влияют колебания концентрации кислорода в крови. Основные изменения снова затрагивают область 550 нм, но теперь различия связаны не с местоположением, а с формой кривой: чем более кровь обогащена кислородом, тем выраженнее W-образный зигзаг, который при деоксигенации исчезает. Поскольку центральный пик этой W примерно соответствует той длине волны, к которой колбочки типа L максимально чувствительны, получается, что чем выраженнее W-образная форма, тем более возбуждены i-колбочки по сравнению с M-колбочками и тем более красной кажется нам кожа. Функция этих двух типов колбочек заключается в том, чтобы улавливать различия на красно-зеленой оси цветового пространства (в том числе отражающие и изменения концентрации кислорода в крови), не создавая при этом помех для нашей древней, свойственной всем млекопитающим способности ориентироваться в сине-желтом измерении (позволяющей, помимо прочего, оценивать интенсивность кровоснабжения кожи).


Кто-то, возможно, возразит, что зеленый это и есть желто-синий, ведь всем известно, что если смешать желтый с синим, получится зеленый. Это так: если физически добавить желтую краску к синей, цвет получившейся смеси с большой вероятностью будет близок к тому, что мы называем зеленым. Но, видя чистый зеленый тон, мы не можем сказать, будто он нам кажется смесью желтого с синим. В то же время пурпурный выглядит так, будто бы в нем содержатся и синий, и красный, а оранжевый воспринимается нами как смесь красного с желтым. То есть нет цвета, который казался бы нам смесью желтого с синим (зеленый не подходит — он выглядит так, будто в нем нет ни желтого, ни синего), как не существует и такого цвета, в котором мы видели бы опенки одновременно красного и зеленого.

Итак, у нас в голове красный цвет визуально не смешивается с зеленым, а синий — с желтым. Получается, что в нашем восприятии возможны только четыре комбинации основных цветов: сине-зеленый, зелено-желтый, желто-красный и красно-синий. Почему в нашем сознании одни оттенки способны смешиваться, а другие нет? Геринг пришел к заключению, что синий с желтым и зеленый с красным должны представлять собой пары перцепционных противоположностей. Важнейшим свойством противоположностей является то, что их сочетание лишено смысла. Например, человек может быть одновременно высоким и веселым, но нельзя быть сразу веселым и грустным, как и высоким коротышкой. Бесполезно рассматривать какой-либо оттенок в качестве сочетания синего и желтого цветов, и это подсказывает нам, что в нашем восприятии синий является противоположностью желтого. То же справедливо и для пары красный/зеленый. Таким образом, синий с желтым должны располагаться на противоположных сторонах диска, изображенного на рис. и, и зеленый с красным тоже. Для начала неплохо: мы знаем, как расположить синий относительно желтого и красный относительно зеленого. Но как расположить на круге красный и зеленый относительно желтого и синего? Красный — чистый оттенок, не содержащий ни синего, ни желтого, и потому он в равной степени несходен с ними обоими. Таким образом, на цветовом круге красный должен быть равноудален от желтого и от синего. А поскольку зеленый — антагонист красного, он тоже должен находиться на одинаковом расстоянии от синего и желтого, только с противоположной стороны. Таким образом, мы получаем цветовой круг, где синий, зеленый, желтый и красный цвета расположены через одинаковые промежутки, равные 90° (см. иллюстрации, давно предвосхитившие этот только что сделанный нами вывод). Соответственно, любой из промежуточных оттенков находит свое место на одной из четырех четвертей получившегося диска (рис. 12).

Теперь, когда мы знаем, как оттенки располагаются на цветовом диске, разрешите предложить вам новый способ рассуждать о субъективном восприятии цвета. Этот подход даст нам возможность понять, почему мы, приматы, видим палитру красок более широкую по сравнению с прочими млекопитающими. Вместо того чтобы использовать те категории, которые представлены на рис. и — положение на круге (тон) и удаленность от центра (насыщенность), - можно поступить проще: провести две координатные прямые, вроде осей x и y, как на рис. 12. Одной из этих прямых будет сине-желтая ось, соединяющая чистый синий тон с чистым желтым (его антагонистом) и проходящая через серый центр круга. На рис. 12 эта линия представлена в виде вертикальной оси (у). Серый цвет на этой оси можно приравнять к нулю, синие оттенки считать положительными значениями, а желтые — отрицательными (желтый — это как бы синий со знаком минус). Второй координатной прямой будет красно-зеленая ось, соединяющая чистый красный с чистым зеленым (его антагонистом) и тоже проходящая через серый. На рис. 12 она представлена в виде горизонтальной оси (х). За нуль мы снова примем серый цвет. Красные оттенки будем считать положительными значениями, зеленые — отрицательными (зеленый — это красный со знаком минус). Иначе говоря, два измерения диска могут быть описаны не только через тон и насыщенность, но и при помощи двух перпендикулярных осей — вертикальной и горизонтальной, образующих систему координат. Существует и третья перпендикулярная линия, на рис. 12 не показанная, — черно-белая ось, которая показывает степень яркости.

Данные оси координат помогают уяснить, как устроено наше цветовосприятие. Без них нелегко было бы разобраться и в том, что именно происходит у нас в глазу, когда он видит тот или иной оттенок. Помните колбочки, упоминавшиеся в начале главы? Колбочки трех типов — S, М и L — это нейроны, которые активируются при воздействии световых лучей соответственно с короткими, средними и длинными волнами. С их помощью глаз производит вычисления трех видов. Каждый имеет отношение к одной из трех перпендикулярных осей: черно-белой (яркости), сине-желтой и красно-зеленой. Если не вдаваться в детали, то ваше восприятие яркости (колебаний от черного к белому) отражает суммарное число активированных колбочек трех типов (хотя, судя по всему, наибольший вклад вносят колбочки М и L): чем больше колбочек активировано, тем выше воспринимаемая яркость. Восприятие колебаний от синего к желтому зависит от разницы между активацией S-колбочек и усредненным значением активации M- и L-колбочек. Когда колбочки S-типа активированы сильнее, чем типов M и L, вы видите синий цвет, когда наоборот — желтый. А восприятие оттенков на красно-зеленой оси основано на различии между активацией L-колбочек и M-колбочек: чем сильнее активированы колбочки типа L по сравнению с колбочками типа М, тем больше красного мы видим. И наоборот: чем слабее активированы L-колбочки и сильнее — M-колбочки, тем больше нам видится зеленого.

Теперь самое время объяснить, чем картина мира приматов, обладающих цветовым зрением, отличается от того, что видит большинство прочих млекопитающих. Цветовое пространство типичного млекопитающего (включая тех приматов, у которых цветовое зрение отсутствует) не похоже на описанное выше. Ему не хватает целого измерения, поскольку обычно млекопитающие обладают колбочками не трех типов, а лишь двух. Вместо М и L у них всего один тип колбочек — М/L. Альтернативного механизма, отвечающего за различение зеленого и красного, они не имеют и потому не воспринимают оттенков на красно-зеленой оси. Эта ось — эволюционное новшество, возникшее у обладающих цветовым зрением приматов. То, что для нас является двухмерным диском (рис. 12), с точки зрения наших предков-дальтоников представляло собой одномерную прямую линию. Наше восприятие цветов можно представить в виде трехмерного двойного конуса (рис. 13, справа), а аналогичную схему цветового восприятия типичного млекопитающего — в виде плоского двухмерного ромба (рис. 13, слева). В результате обладающие цветовым зрением приматы видят бесконечное количество оттенков, плавно переходящих один в другой, а млекопитающие с дихроматическим зрением различают всего два тона: желтый и синий. Следовательно, цветовое зрение обычных млекопитающих существенно беднее нашего — вот почему мы утверждаем что оно у них отсутствует.

Если говорить начистоту, это не вполне так. В конце концов, они способны различать два тона: синий и оппонентный ему желтый. Это сине-желтое измерение в сочетании с варьированием яркости создает, в сущности, бесконечное множество оттенков (и пусть тонов всего два). И если бы мы взялись настаивать, что более скудная цветовая палитра млекопитающих не заслуживает права именоваться цветовым зрением, то птицы, рептилии и пчелы были бы вправе заявить, что цветового зрения нет и у нас, поскольку их цветовое пространство куда многомернее нашего. Если видимый нами мир красочнее того мира, который видит большинство других млекопитающих, то цветовосприятие этих не относящихся к млекопитающим животных еще богаче. Но пусть кто-то из них попробует заявить, что я не обладаю цветовым зрением!



Кровь в глазах


Итак, мы стали лучше понимать принципы, на которых строится наше цветовосприятие. Но по-прежнему неясно, почему тот или иной предмет имеет для нас ту или иную окраску. Почему трава видится нам зеленой, а не фиолетовой? Почему небо голубое, а не красное? Пока нам известно, кроме прочего, что наше восприятие красного цвета является чистым, что пурпурный ощущается как смесь красного и синего, что среди видимых нами оттенков не существует такой категории, как красновато-зеленые. Но описанное здесь цветовое пространство — это, в конечном счете, просто палитра красок, при помощи которой можно было как угодно расцветить окружающие предметы. Однако наш мир использует эту палитру строго определенным образом. Трава зеленая, а не фиолетовая. Небо голубое, а не красное. То, в какие цвета будет “выкрашен” тот или иной предмет, зависит от особенностей спектральной чувствительности нашей зрительной “аппаратуры”. Помимо самого факта, что мы сопоставляем сигналы, получаемые от имеющихся у нас колбочек трех типов — чувствительных к коротким, средним и длинным световым волнам, — нам необходимо знать и то, к каким конкретно длинам волн они чувствительны. В разделе “Зеленые фотоны” уже упоминалось, что когда мы говорим о цвете, речь идет не столько о длинах волн, сколько о восприятии сложной смеси световых лучей со всеми возможными длинами волн (в рамках видимой части спектра), исходящей от каждого предмета. В ходе эволюции у нас выработалась способность видеть не фотоны, а определенные предметы и поверхности — в первую очередь поверхность кожи.

На рис. 14 показано, к каким длинам волн восприимчивы наши колбочки каждого из трех типов. Вы, конечно, обратите внимание на ту странность, что чувствительности колбочек M и L едва не наступают друг другу на пятки. На первый взгляд это кажется чудовищным инженерным просчетом. Разумнее было бы снимать показания через одинаковые промежутки спектра, чтобы S-колбочки были восприимчивы к коротким световым волнам, M-колбочки — к средним, а L-колбочки — к длинным. Именно так устроены фотоаппараты. По этому же принципу работают глаза птиц, пресмыкающихся, рыб и пчел (хотя у перечисленных животных свет анализируют не три, а четыре типа колбочек). Обладание фоторецепторами двух различных типов для восприятия волн практически одинаковой длины кажется бессмысленной расточительностью.

Но в этом безумии есть логика. На это намекает рис. 14, где, помимо графиков чувствительности колбочек, можно увидеть, как выглядит типичный спектр отражения человеческой кожи. Его самой важной отличительной чертой является характерный изгиб в форме буквы W — эта небольшая загогулина появляется в связи с особенностями поглощения света окисленным гемоглобином, содержащимся в подкожной крови. Обратите внимание, насколько те длины волн, к которым колбочки М и L наиболее восприимчивы, совпадают соответственно с левым нижним коленом и с центральным пиком этой W. Как нам вскоре станет ясно, именно такое наложение графиков и есть тот решающий фактор, которому мы обязаны своей способностью к эмпатии.

На рис. 15 видно, как спектр отражения кожи меняется в зависимости от количества подкожной крови и ее насыщенности кислородом. (Здесь показано, как выглядит этот спектр уже после того, как свет прошел через глаз, — именно в таком виде он достигает колбочек. А на рис. 14 спектр отражения кожи изображен до того, как глаз исказил его. Наш глаз не является абсолютно прозрачным, и поэтому не весь попадающий в него свет достигает сетчатки.) Синий и желтый графики показывают, как интенсивность кровоснабжения влияет на спектр. Главное изменение при переходе от недостатка крови (желтый график) к ее избытку (синий график) заключается в том, что W-образный участок кривой сдвигается вниз. Все остальные ее участки остаются практически неизменными. По мере того как количество крови возрастает, средняя совокупная активность М- и L-колбочек падает, и кожа выглядит более синей. А если изменять те же параметры в обратном направлении, она желтеет. (Кроме того, увеличение количества крови снижает общую яркость кожи, а недостаточное кровоснабжение, напротив, увеличивает ее. Уж не поэтому ли синий слывет у нас “темным” цветом, а желтый — “светлым”?)

Красная и зеленая кривые на рис. 15 показывают зависимость изменений спектра нашей кожи от концентрации кислорода в крови. Как вы можете видеть, местоположение “буквы W" на графике осталось в общем прежним. Здесь изменения гораздо тоньше: по мере того как уровень оксигенации растет, W-образная форма становится все более выраженной. А поскольку колбочки типа M наиболее чувствительны к длинам волн, соответствующим левому нижнему колену W-образного зигзага, а колбочки типа L — к длинам волн, соответствующим его центральному пику, то чем отчетливее видна “буква W” в связи с увеличением содержания кислорода в крови, тем сильнее возбуждены L-колбочки по сравнению с M-колбочка- ми. Это приводит к тому, что кожа выглядит краснее. Аналогичным образом деоксигенация подкожной крови приводит к преобладанию зеленых оттенков. Рис. 16 представляет те же самые четыре кривые, что мы видели на рис. 15, но здесь они расположены вокруг цветового диска, взятого из предыдущих иллюстраций.

Именно это сближение пиков чувствительности у колбочек типов М и L позволяет нам увидеть, как меняется цвет кожи в зависимости от изменения обоих связанных с кровью параметров. Взгляните, как похожи четыре спектра отражения на рис. 15 (особенно это заметно при сопоставлении спектров для окисленной и неокисленной крови). Различить столь тонкие цветовые колебания непросто, и пики чувствительности М- и L-колбочек располагаются точно так, чтобы сделать это возможным: соответственно в области левого нижнего колена и срединного пика W-образной фигуры. Такое их расположение не только позволяет нам видеть в красно-зеленом измерении. Благодаря ему колбочки типов М и L вместе по-прежнему могут выполнять функцию предковых M/L-колбочек, и это дает нам возможность сохранить и сине-желтое измерение своего цветового пространства. А поскольку наша новоприобретенная способность отмечать колебания концентрации кислорода вследствие умения видеть на красно-зеленой оси не создает помех древнему восприятию сине-желтой гаммы, можно предположить, что это положение дел является результатом направленного естественного отбора. Более того, точное расположение свойственных М- и L-колбочкам пиков чувствительности идеально подходит для того, чтобы мы могли максимально четко отличать колебания количества крови от колебаний уровня оксигенации. Скажем, если бы эти пики чувствительности расположились на уровне центрального пика и правого нижнего колена “буквы W", мы по-прежнему видели бы оттенки на красно-зеленой оси, да и колбочки типов M и L остались бы, вероятно, достаточно похожи на предковые М / L-колбочки и не препятствовали бы различению сине-желтой гаммы. Однако в этом случае колебания количества крови влияли бы на наше восприятие красного и зеленого гораздо сильнее, чем теперь. Смысл изменений цвета кожи по красно-зеленой оси был бы менее однозначен: нам труднее было бы определить, сдвигом какого именно параметра — кровоснабжения или оксигенации — вызван тот или иной цветовой переход. Благодаря имеющимся у нас колбочкам колебания воспринимаются как сравнительно независимые друг от друга.

Новшеством является лишь красно-зеленое цветовое измерение, а сине-желтое в ходу уже десятки миллионов лет и возникло задолго до того, как мы обзавелись голой кожей. Значит ли это, что информацию об эмоциях передает только варьирование цвета кожи по красно-зеленой шкале? Почти наверняка нет. В ходе эволюции наша цветовая сигнализация могла подгоняться под любые цвета, которые мы были способны видеть. А поскольку колебания интенсивности кровоснабжения и концентрации кислорода — параметры более или менее независимые, цветовая сигнализация имела возможность извлекать пользу как из древнего сине-желтого, так и из нового красно-зеленого измерения, создавая для наших глаз как можно более броские сигналы.



Отблески цвета


Цветовое зрение — это приблизительное восприятие различных распределений длин волн исходящего от объектов света. Но наши глаза — не спектрометры, и они не способны измерить, сколько в них попадает света с той или иной длиной волны. Для этого понадобились бы десятки, даже сотни типов колбочек, а не два, три или четыре, которыми обычно располагают животные (хотя у некоторых ракообразных бывает и больше). И поэтому доставшиеся нам колбочки мы используем для анализа тех длин волн, которые для нас особенно важны. Если X — нечто, обладающее первостепенной важностью (например, кожа), то естественный отбор будет благоприятствовать такой чувствительности колбочек, которая позволит наилучшим образом видеть X. Цветовое зрение животного будет “спроектировано под Х”.

Очень важно, что видимые нами цвета внешнего мира — это своего рода удобная иллюзия. Как будто эволюция взяла набор карандашей и пометила разными цветами вещи, которые важны для нашего выживания и размножения. Однако в реальности таких меток не существует. Дональд Д. Хоффман, профессор когнитивистики Калифорнийского университета в Ирвайне, любит обращать на это внимание, но предпочитает говорить не о цветных карандашах, а использовать другую метафору: “рабочий стол” компьютера. На его виртуальной поверхности есть иконки различных форм и цветов, которые можно перемещать, открывать и даже класть в корзину. Такой “рабочий стол” представляет собой визуальное отображение процессов, происходящих внутри компьютера. Но каким образом осуществляется выбор той или иной формы этого отображения? Разумеется, не путем эволюции в естественной среде, а вследствие требований рынка, который несколько десятков лет вынуждал инженеров разрабатывать все более удобные для человеческого мозга пространства “рабочих столов” — то есть визуальные системы, позволяющие заглядывать “внутрь” компьютера. Эволюция “рабочих столов” улучшила наше взаимодействие с компьютером, подобно тому, как эволюция нашего зрительного восприятия усовершенствовала взаимодействие с реальным миром.

Эта аналогия хороша тем, что никто на самом деле не думает, будто внешний вид “рабочего стола” хоть в какой-нибудь мере отражает истинные свойства компьютера. Мы все понимаем, что местоположение иконки на экране, ее цвет, размер, а также способы обращения с ней “иллюзорны” в том смысле, что они существуют только затем, чтобы помочь нам взаимодействовать с компьютером и управлять им. Это удобная фикция. Но раз инженеры, чтобы упростить взаимодействие человека с компьютером, воспользовались удобными выдумками типа иконок “рабочего стола", то не могла ли эволюция использовать такие же полезные фикции, чтобы упростить взаимодействие человека с реальностью? В этом суть метафоры Хоффмана. Эволюции все равно, насколько правдиво зрительная система отражает реальный мир, пока визуальные ощущения животного помогают ему выживать и распространять свои гены эффективнее, чем это делают конкуренты. Эволюция поддерживает только такие зрительные системы, которые размножаются, а их точность — дело десятое. Исходя из этих соображений, доктор Хоффман полагает, что мы не можем быть уверены ни в чем из того, что нам известно о внешнем мире. На мой взгляд, профессор перегибает палку, принимая скептические аргументы такого рода слишком близко к сердцу (по правде говоря, я даже волновался, что, не будучи уверен в моем существовании, он перестанет оплачивать мои обеды), однако само это сравнение видимого мира с “рабочим столом” компьютера невероятно удачно и поучительно, и мы еще вернемся к нему в последующих главах.

Как сказано выше, цветовое зрение животного всегда будет эволюционировать так, чтобы лучше всего видеть то, что важнее всего (пресловутое Л). Но ведь в мире, помимо X, существует много чего еще. Как быть со всем этим? Если говорить о нас, людях, как быть с объектами, не являющимися человеческой кожей? Едва эволюция создала палитру красок для X, как этими же красками тотчас оказался расцвечен весь мир. Наш красный цвет, предназначенный для обогащенной кислородом кожи, невольно дарит свой отблеск закатам, рубинам и божьим коровкам. Все эти примеры — не более чем причудливые совпадения: естественного отбора, ориентированного на то, чтобы воспринимать спектры закатов, рубинов и божьих коровок как один и тот же цвет, не было. На самом деле их спектры различаются довольно сильно — но не до такой степени, чтобы наши колбочки могли это уловить. Мы, как и другие животные с цветовым зрением, смотрим на мир через очки цвета X. Нам кажется, будто в природе повсюду красные и зеленые оттенки, по большей части ничего не означающие. Эти воспринимаемые нами цвета красно-зеленой гаммы — не просто иллюзии, но и, вероятнее всего, бесполезные иллюзии: когда мы видим их на коже, они полезны, но в том, чтобы видеть цветы красными, а листья — зелеными, нет никакой выгоды. К нашим глазам пришиты очки цвета X, которые, хотя и помогают нам заглядывать во внутренний мир других людей, могут сбивать нас с толку во всем, что не связано с социумом (например, внушать ошибочную мысль, будто между закатами, рубинами и божьими коровками существует некое объективное сходство). Это мощное напоминание о том, что зрение, которым мы пользуемся, возникло, чтобы помочь нам размножаться, независимо от того, воспринимаем мы окружающий мир объективнее или нет. (Восприятие синего и желтого должно приносить еще какую-то пользу, поскольку оно свойственно и тем млекопитающим, чья кожа не имеет безволосых участков. Правда, в чем именно заключается эта польза, пока остается неясным.)

Итак, наша цветовая картина мира довольно странна. Для животных с другим количеством типов колбочек мир раскрашен в другие цвета. Оттенки, воспринимаемые нами, разбросаны там и сям (за исключением кожи) без какого-либо смысла и порядка, и наша картина мира гораздо менее объективна, чем кажется. В сущности, животные, обделенные цветовым зрением, смотрят на мир объективнее нас. В их случае цвета не отбрасываются на предметы, окраска которых не имеет практического значения, но... платой за эту объективность оказывается отсутствие какой бы то ни было информации о длине световых волн. Животные, не обладающие цветовым зрением, способны оценить только то, сколько вообще света попадает в глаз. Рассуждая таким образом, я вновь проникся уважением к черно-белой фотографии. Прежде она казалась мне чем-то несовершенным, и я не мог понять, почему некоторые так ею увлечены. Теперь я думаю, что черно-белые снимки лучше передают то, как предметы выглядят на самом деле. Черно-белая фотография более или менее устроит и пчелу, и птицу, и человека: все они увидят на ней примерно одно и то же. Но на цветном фото они увидят разные цвета. Если бы вам пришлось отправлять в космос фотографию, чтобы однажды ее обнаружили инопланетяне, то лучше выбрать черно-белую: им будет гораздо проще разобраться. Даже если у инопланетян есть цветовое зрение, оно вряд ли построено на основе нашего гемоглобина. И цветную фотографию инопланетяне могут увидеть совершенно иной.



Живой цвет


Знание того, что назначение цветового зрения — отмечать значительные и незначительные изменения окраски нашей кожи, возможно, не увеличит продажи обоев “телесного” цвета. Но, надеюсь, теперь вы поняли, что кожа, цвет которой кажется неопределенным, на самом деле удивительно красочная, поскольку эволюция наших глаз превратила ее в цветной экран, на котором можно смотреть волнующие драмы, полные секса и насилия. Животным, не имеющим цветового зрения или, по крайней мере, не имеющим такого же цветового зрения, как у нас, эти шоу недоступны. Им наша способность улавливать такую глубоко личную информацию могла бы даже показаться своего рода волшебством. Но мы не волшебники, а просто телепаты. Настоящие, живые телепаты.

ГЛАВА 2. Рентгеновское зрение



— Теперь смотрите, одновременно крикнули зебра и жираф. — Вы хотите знать, как это бывает? Раз-два-три! Где же ваш завтрак? Леопард смотрел, и эфиоп смотрел, но они видели только полосатые и пятнистые тени в лесу, но никаких признаков зебры или жирафа. Те успели убежать и скрыться в тенистом лесу. Редьярд Киплинг “Как леопард получил свои пятна"[5]



Загадочный шимпанзе


Представьте, что вы превратились в белку. Покрывшись мехом, обретя гибкое тельце весом около двух фунтов и испытав шок от осознания того, что волшебная палочка вашего приятеля оказалась действительно волшебной, вы обнаруживаете, что поблизости нет ни вашего телевизора, ни дивана. Теперь вы находитесь на дереве в тропическом лесу Уганды. И не одни, а в компании своих (новых) сородичей, которые явно чем-то обеспокоены и потому не расположены приветствовать вас. Они с ужасом таращатся куда-то вниз, и, хотя вы ничего не видите, у вас появляется дурное предчувствие. Определенно, сегодня неудачный день для превращения в грызунов. Наконец вы слышите: отовсюду снизу доносятся уханье и визг. Шимпанзе!

А ведь вы даже успели испугаться. Но тут ни змеи, ни пальмовой куницы, ни леопарда. Одни только миляги-шимпанзе: они так забавны в рекламных роликах, когда на них костюм с галстуком! Так, ну а теперь надо каким-то образом добраться до посольства и объяснить, почему у вас нет с собой паспорта.

Спускаясь с дерева и дивясь своим новым когтям, вы задумываетесь о том, куда исчезли все остальные белки. Чего они испугались? И тут ваше лицо становится мертвенно-бледным (точнее, стало бы, если бы вы все еще были человеком): вы припоминаете, как видели что-то такое по телевизору. Шимпанзе иногда охотятся на млекопитающих вроде мелких обезьян и... белок! Все, что вы видели в телепередаче братьев Кратт, стремительно всплывает в памяти: Крис и Мартин сопровождали шимпанзе во время охоты и снимали на камеру, как те ловят маленьких пушистиков, разгрызают им головы и отрывают конечности. “Я — маленький пушистик!” — вопите вы, но с новым голосовым аппаратом у вас выходит только что-то вроде: “Квурп, квурп, квурп”. И, судя по стремительно приближающимся крикам шимпанзе, те восприняли это как призыв: “Свежая бельчатина! Приготовлено с кровью!” (рис. 1).

Вы мчитесь сквозь лесной полог, ловко перепрыгивая с ветки на ветку и с дерева на дерево, стараясь удалиться от звуков погони. Про себя вы отмечаете, как хорошо иметь тонкий слух, потому что увидеть кого-либо из следующих за вами по пятам шимпанзе вам пока не удалось. По правде говоря, вы вообще мало что видите. Листья, листья, листья... Они крупнее вашей крохотной головы, которую так просто откусить, и загораживают вам обзор. Даже если бы вам было известно, где вы были вначале, теперь вы точно заблудились. К счастью, вы быстрее и проворнее шимпанзе, и это помогает противостоять тому факту, что их масса примерно в пятьдесят раз больше вашей. Кроме того, вы способны двигаться бесшумно, особенно по сравнению с грохотом, который производят ваши преследователи. Но если они вас не слышат, почему же тогда преследуют так неотступно? Как будто бы шимпанзе способны видеть вас, хотя вы их и не видите. Может быть, у них есть секретные шимпанзячьи рентгеновские очки, позволяющие смотреть сквозь кажущуюся непроницаемой листву? Не успеваете вы подбодрить себя тем, что подобная нелепость невозможна, как вас хватают и навсегда лишают возможности додумать эту мысль до конца.

Настоящая глава будет посвящена загадочным способностям шимпанзе — их разновидности “рентгеновского зрения”.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 1.

а) Это вы — после того как приятель-волшебник превратил вас в белку, б) Шимпанзе интересуется, есть ли вы в меню.


Мы с вами тоже обладаем такими способностями, и они делают нас грозой лесов. Рассказ об этом сверхъестественном качестве я начну с циклопов и с того, почему они так редки.



Где циклопы?


В природе циклопы встречаются нечасто, а те, которые есть, не оправдывают ожиданий: подпоить этих животных и вонзить острый кол в их единственный глаз было бы куда менее впечатляюще по сравнению с подвигом Одиссея. Настоящие “циклопы" — чаще всего мелкие ракообразные наподобие дафний (рис. 2) или беспозвоночные вроде ланцетников — наших далеких рыбоподобных предков. Среди позвоночных циклопы не встречаются. У некоторых рыб, лягушек, ящериц и их дальних родственников имеется третий (так называемый теменной) глаз на макушке, который напоминает циклопический в том смысле, что не имеет пары (рис. 2аб). Однако, хотя этот глаз и является светочувствительным, он, строго говоря, и не глаз вовсе, поскольку не способен формировать картину внешнего мира. Его функция, по-видимому, связана с регуляцией температуры тела. Среди высших позвоночных ближе всего к циклопам детеныши-анэнцефалы, но они являются на свет вследствие ошибки природы.

Одна из причин редкости циклопов — они не видят того, что у них сзади. Большинство зрячих животных с нашей планеты, напротив, может видеть происходящее за спиной — и имеет смысл предположить, что это зачем-то нужно. Получается это у них оттого, что глаза смотрят в противоположных направлениях. Именно так обстоит дело у кальмаров, насекомых, рыб, рептилий, динозавров, птиц и многих млекопитающих — скажем, у лошадей или кроликов (рис. 3). К этим животным нельзя незаметно подкрасться со спины. Но раз панорамное зрение (способность видеть и спереди, и сзади) объясняет столь малое количество циклопов, что в таком случае можно сказать о нас с вами? У нас два глаза, и оба они глядят в одном направлении. От этого должна быть какая-то выгода - достаточно значительная, чтобы перевесить неудобство от полной слепоты по отношению к тому, что находится позади. Ниже я разъясню это затруднение, ведь основная тема данной главы — почему наши глаза направлены вперед.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле
Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле
Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 2.

Циклопы: а) единственный глаз дафнии; б) теменной глаз ящерицы; в) циклопы-млекопигающие вроде этого древнеримского божества встречаются только в легендах.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 3.

У большинства животных глаза смотрят в разные стороны, что делает возможным панорамное зрение.


Но вначале давайте обратим внимание на одну особенность изображенных на рис. 3 животных: столь очевидную, что проглядеть ее легче легкого. Как я уже говорил, их глаза смотрят в противоположных направлениях. Если точнее, по бокам головы (рис. 4а). Однако это не единственный возможный способ обзавестись панорамным зрением. Альтернативный вариант — разместить один глаз прямо на лбу, а другой прямо на затылке (рис. 4б). Но вы не встретите ничего подобного в природе (и, насколько мне известно, в фантастике тоже). Почему же?


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 4.

а) У многих животных, как и у этого вымышленного существа, глаза направлены в стороны. 6) Животных, один глаз которых смотрел бы вперед, а другой — назад, не бывает. Почему?


Причина связана с тем, что смотрящие в противоположные стороны глаза животных с рис. 3 видят не только противоположные половинки общей картины. Их зрительные поля частично перекрываются, то есть оба глаза видят некоторые части окружающего мира одновременно. Эти участки называются бинокулярной областью. В том, чтобы видеть какую-то часть мира обоими глазами, есть определенные преимущества, и они по большей части прямо перед вами. Бинокулярная область тех животных, чьи глаза расположены с двух сторон, находится спереди (рис. 5а), сверху и сзади (рис. 5б). Так, вы находитесь в бинокулярной области животного с рис. 4а, потому что каждый его глаз вас видит. Но у животного, один глаз которого смотрит вперед, а другой назад, все перекрывающиеся участки поля зрения будут расположены по сторонам, а не спереди. В том же, чтобы самым мощным зрением было боковое, выгод не так уж много. (Наше зрение — частный случай расположения глаз по бокам, в том смысле что наши глаза находятся слева и справа от плоскости симметрии, и поэтому бинокулярная область формируется спереди.)


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 5.

а) Поля зрения каждого глаза животного (в данном случае птицы), чьи глаза расположены по бокам. Впереди имеется бинокулярная область — участок, который видят оба глаза. Кроме того, каждый глаз видит клюв, частично загораживающий передний обзор, но другой глаз компенсирует недостающее, и в итоге животное видит все. Иными словами, оно способно одновременно видеть и свой клюв, и все, что находится за ним. (Обратите внимание на то, что в непосредственной близости от животного, прямо перед бинокулярной областью, находится участок, не попадающий в поле зрения ни одного из глаз — слепая зона. Никакой зрительной информации отсюда не получишь, но зато это подходящее место, чтобы разместить выступающий участок тела, — здесь он не будет ничего загораживать.)

б) Если на первом изображении птица смотрела вперед, то теперь ее взор устремлен назад: зрительные поля обоих глаз сдвигаются, и новая бинокулярная область образуется прямо позади животного. Некоторые, хотя и не все животные с глазами, направленными в противоположные стороны, обладают такой способностью (например, кролики).


Каковы преимущества бинокулярного зрения? Знающий человек ответит: это стереоскопия, то есть способность видеть глубину и объем. Изучение бинокулярности исторически так тесно переплетено со стереоскопией, что и лекции, и книги по данному вопросу посвящены в первую очередь проблеме восприятия объема. Однако я в своих исследованиях пришел к необходимости обратить внимание на другое преимущество бинокулярного зрения, прежде никем не замечавшееся, — на способность видеть сквозь предметы. Без понимания свойств этого нашего “рентгена” невозможно понять и то, почему глаза у нас направлены вперед.

Но прежде чем обсуждать наше “рентгеновское” зрение как таковое, мне хотелось бы поговорить об одной специфической и основополагающей его разновидности, вытекающей из наличия у нас двух глаз одновременно и дающей новые аргументы в пользу того, что панорамное зрение выгоднее формировать при помощи глаз, расположенных по бокам, а не спереди или сзади. Я имею в виду способность видеть сквозь собственное тело.



Я вижу себя насквозь


Прежде чем озаботиться тем, чтобы видеть внешний мир как можно лучше, животному следует убедиться в том, что оно вообще его видит. Если расположить глазное яблоко во рту, на нёбе, толку будет немного. Ну а где следовало бы разместить глаза? Почти любое место подойдет лучше, чем нёбо, но нельзя забывать и о том, что у тела есть неуклюжие выросты, которые могут загораживать обзор. И, на самом деле, бывает даже нужно, чтобы эти части тела находились перед глазами: пасть, рыло, нос, вибриссы и передние лапы специально предназначены для взаимодействия с объектами, находящимися прямо по курсу. Иметь эти придатки перед глазами выгодно не только потому, что, в отличие от глаз, они приспособлены соприкасаться с внешним миром, но и потому, что, видя эти приспособления, ими проще управлять. Возникает головоломка, которую животные, обладающие зрением, должны решить: как разместить выступающие части тела перед глазами и при этом видеть мир?

Ту же задачу пришлось решать разработчикам видеоигр. Как дать игроку возможность видеть своего персонажа, чтобы тот не заслонял игровое пространство? Если вы играете в режиме “от первого лица”, оружие вашего персонажа перекрывает значительную часть экрана (например, рис. 6а). Если же играть в режиме “от третьего лица”, когда весь персонаж виден вам со спины, значительная часть обзора тоже будет потеряна, так как персонаж перекроет ее своим телом (например, рис. 6б). Поэтому во многих играх игрок может менять угол зрения относительно персонажа. Вот вам, пожалуйста, возможное решение задачи: чтобы иметь возможность заглядывать за выросты собственного тела, позвольте глазам “бродить” вокруг и передавать информацию в мозг.

Природа, однако, нашла другое решение, в чем вы можете убедиться сами, посмотрев на собственный нос. Зажмурьте один глаз и слегка наморщите нос, и вы увидите, что он расположен в нижнем углу поля зрения и загораживает вашему открытому глазу обзор, как это показано на рис. 7а и 7б. Но стоит лишь открыть другой глаз, и с его помощью вы видите все, что скрывалось за носом (рис. 7в). Нос при этом никуда не девается, но теперь он имеет вид прозрачной фигуры. Каждому из глаз виден нос, который загораживает часть обзора. Но участки, закрываемые им, для каждого глаза свои, и потому пара глаз видит полную картину, в том числе нос. А вот если бы один ваш глаз был расположен спереди, а другой сзади, как на рис. 4б, любая выступающая часть тела, находящаяся спереди от вашего переднего глаза, мешала бы ему видеть.

Итак, размещать глаза по бокам головы (или по разные стороны плоскости симметрии, как у нас) выгодно не только потому, что дающая наиболее качественное зрение бинокулярная область в этом случае располагается спереди, позволяя нам лучше всего видеть то, на что мы смотрим. Это положение глаз необходимо нам, чтобы заглядывать за выступающие части собственного тела. Причем мало видеть сквозь них — одновременно надо видеть и их сами: не пренебрегать же преимуществами, которые дает такая зрительная обратная связь. Вероятно, в этом и заключается одна из наиболее существенных причин, почему глаза у животных по бокам головы. Бинокулярность обеспечивает нам самую простую разновидность “рентгеновского” зрения. Пока мы говорили только о способности “просвечивать” собственное тело, а не предметы окружающего мира. К окружающему миру мы перейдем чуть позже.



Быть здесь, но видеть оттуда


Итак, мы убедились, что иметь глаза по бокам головы лучше, чем когда один из них направлен вперед, а другой назад, и несоизмеримо лучше, чем когда они расположены в полости рта. Однако иногда мы, беспомощные смертные, все же размещаем глаза внутри тела. Например, когда вы управляете автомобилем, он становится продолжением вашего организма, а это значит, что теперь ваши глаза находятся внутри этого нового “тела”. И если “нос" машины, то есть капот и двигатель, сделан не из стекла, он перегородит часть переднего обзора — отсюда столько царапин у вас на бампере.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 6.

Изображения, имитирующие скриншоты компьютерных видеоигр двух типов: а) игра “от первого лица”, руки и оружие персонажа загораживают часть картины, б) игра “от третьего лица” (обзор частично перекрыт телом персонажа).


Передние части автомобилей не предназначены для “взаимодействия” с внешним миром, и потому обычно нам не обязательно смотреть ни на нос своей машины, ни сквозь него. Но такая способность видеть передние “придатки” и заглядывать за них может оказаться очень нужна водителю трактора или экскаватора: ведь речь идет об управлении снегоотвалом или ковшом. У некоторых моделей тракторов эта проблема частично решается: оператор (то есть глаза) помещается сбоку от рукоятки ковша. Так он хотя бы с одной стороны видит и ковш, и то, что находится непосредственно перед этим “выростом”. Биологическое решение данной проблемы, однако, иное (рис. 8): глаза оператора находятся на длинных стебельках по бокам машины. Но в связи с тем, что гигантские люди- улитки не торопятся наниматься в строительные рабочие, проще было бы снабдить оператора специальными очками, получающими сигнал от видеокамер, установленных с обеих сторон трактора. Насколько мне известно, ничем таким экскаваторщики не пользуются, однако вариант воплощения этой идеи можно видеть в том, как расположены боковые зеркала автомобилей. Из самого их названия следует, что зеркала эти находятся по бокам корпуса, и размещены они таким образом, что, во-первых, в каждое из них видна сама машина и часть обзора за ней (причем сзади), во-вторых, часть картины видна в оба зеркала (“бинокулярная область” позади машины). То есть расположение боковых зеркал на автомобиле напоминает расположение глаз на теле животного.

Однако остается принципиальное отличие. Сидя за рулем и пользуясь “боковыми глазами”, вы имеете дело с двумя отдельными изображениями. На самом деле вам даже приходится вертеть головой, чтобы их увидеть. Но, шутки ради, давайте представим, что вы видите их одновременно и рядом — например, на экране бортового компьютера. Видеть таким образом окружающий мир похоже на то, как если бы мы видели рядом пару фотографий (рис. 7а и 7б): мозг следил бы за обоими изображениями подобно работнику службы безопасности, следящему за показаниями сразу двух камер наблюдения. Но мы не видим мир так, мы видим его как на рис. 7в: все сразу, одной картинкой. Наверное, в этом есть выгода: может быть, так мы сводим к минимуму или количество нервной ткани, которое задействовано в формировании изображения, или время, которое необходимо мозгу для обработки зрительной информации.

Выгодно это или нет, не знаю. В любом случае это странно. У нас два глаза, две картины мира, две точки обзора. Так почему результирующее изображение воспринимается нами так, будто оно создается одним глазом, видящим только одну картину из единственной точки обзора? И где конкретно находится эта точка, если не в одной из двух настоящих точек обзора? Ну, последнее выяснить несложно. Надо просто открыть глаза и спросить себя: откуда, по нашим ощущениям, мы смотрим? Правильный ответ: из точки, которая находится посередине между глаз, чуть позади верхней части носа.

Итак, мы обозреваем мир из точки в центре лба, где глаза на самом деле нет. И это еще не все. Из этой точки вы должны были бы смотреть на свой нос сверху вниз, однако ваша обобщенная картина мира содержит целых два изображения носа: его правую сторону мы видим слева, а левую справа (рис. 7в). И окончательно сбивает с толку то, что оба этих “носа” прозрачны!

Как же вышло, что наше восприятие делает такие ошибки? И как мы справляемся с этим? К счастью, немногие из людей задаются вопросами о том, чем они смотрят, сколько у них носов, где те расположены и прозрачны ли они. Это возвращает нас к сравнению зрительного восприятия с “рабочим столом” компьютера (глава 1). Как мы помним, “рабочий стол” выглядит именно так, а не иначе, потому что это удобно, а не потому, что его внешний вид в точности отражает содержимое компьютера. Точно так и наше зрительное восприятие сформировалось в процессе эволюции, поскольку приносило пользу, а не воспроизводило мир перед глазами со всей аккуратностью. (Или лучше сказать так: когда оно все-таки дотошно воспроизводит реальность, это происходит из-за того, что такое воспроизведение приносит пользу.) Если бы головной мозг мог довольствоваться двумя отдельными изображениями, никаких иллюзий не требовалось бы. Но поскольку он предпочел видеть обобщенную картинку там, где ее, по сути, нет, ему пришлось “пойти по виртуальной дорожке”. Ведь если взять два правдивых изображения и “впечатать” одно в другое, получившаяся мазня вряд ли окажется реалистичной. Следовательно, наше восприятие является в некотором роде иллюзией. Иллюзией, которую мы прекрасно умеем истолковывать. И эта иллюзия полезна, поскольку благодаря ей животное видит и выступающие части своего тела, и то, что находится за ними.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 7.

а) Ваш нос загораживает от левого глаза правую часть зрительного поля, б) При этом от вашего правого глаза он загораживает левую часть зрительного поля, в) Обратите внимание, что на первых двух фотографиях участки, не видимые одному глазу, доступны второму. Открыв оба глаза, мы видим все. в том числе нос. изображения которого теперь расположены по бокам поля зрения. Причем мы видим сквозь свои носы, как если бы те были прозрачными. Участок в центре — там, где нос не может перекрывать обзор, виден обоим глазам, то есть представляет собой бинокулярную область.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис 8.

Следить за ковшом из кабины экскаватора — все равно что смотреть на мир одним глазом, расположенным во рту. Для согласованной работы оператору следовало бы иметь глаза на длинных стебельках и наблюдать за ковшом с двух сторон кабины.


Вернемся к водителю экскаватора в специальных очках, которые передают ему видео с камер, установленных по обе стороны кабины. Водитель не будет видеть две отдельные картинки. Вместо этого на сцену неожиданно выйдет способность его зрительной системы создавать полезные иллюзии с использованием сигналов от различных входов, и наш экскаваторщик будет воспринимать единое обобщенное изображение ковша и того, что находится за ковшом. Более того, поскольку синхронная обработка двух изображений — именно то, к чему наша зрительная система очень хорошо приспособлена, водитель свыкнется с такими очками довольно быстро, после недолгой тренировки или даже без нее. Разумеется, ему будут видеться сразу две рукоятки ковша, но это как раз та разновидность иллюзий, которую наш мозг умеет интерпретировать как надо.

А теперь давайте мысленно проведем этот эксперимент над собой. Представьте, что сзади парят две камеры (одна по левую сторону, вторая по правую) и передают два изображения в надетые вами стереоочки (рис. 9). Что вы увидите? Вы увидите самих себя сзади, как если бы ваше тело было персонажем, за которого вы играете в компьютерной видеоигре "от третьего лица”! С точки зрения ваших глаз вы сами будете пусть и автономным, но все-таки “придатком”, чем-то вроде носа. Спустя некоторое время вы снова начнете сознавать, что видимый вами человек — это и есть вы, просто теперь вы смотрите на мир из новой виртуальной точки обзора (еще более виртуальной, чем прежняя, между глаз), находящейся позади вашего тела. То, что вы воспринимаете постороннее тело как себя и не имеете точек обзора непосредственно на этом вашем теле, может поначалу казаться странным, но то же самое происходит с нами, когда мы играем в видеоигры с интерфейсом “от третьего лица”.

В том, чтобы иметь позади себя пару камер, есть кое-какие преимущества, которые нельзя заметить, играя в видеоигры. Во-первых, вы будете видеть не только себя, но и сквозь себя. Когда мы играем в видеоигры, ничего подобного не происходит. Во-вторых, вы будете видеть свое тело прозрачным и сразу в двух ракурсах (слева и справа), и это обеспечит вам более полную зрительную информацию о взаимодействии с окружающим миром. В-третьих, в большинстве компьютерных игр “от третьего лица” вы видите своего персонажа будто бы через камеру, установленную на штативе и устойчивую к броскам и прыжкам, то и дело совершаемым вашим героем. Кому-то это может показаться преимуществом, но я придерживаюсь иного мнения. Наша реальная зрительная система способна интерпретировать изменения потока зрительной информации, происходящие во время подобных движений. Вы знаете, что двигаетесь, не потому что вы видите, как двигается ваше тело, а потому что картина видимого вами мира смещается. И, как мы узнаем в следующей главе, если эти изменения ведут себя так, как положено, зрительная система умеет правильно воспринимать то, что происходит в настоящий момент.

Может, нам лучше было бы смотреть на мир из-за собственной спины, а не так, как мы на самом деле его видим? Ну, даже если это было бы действительно лучше, есть немало веских причин, по которым глаза, порхающие сзади, причиняли бы серьезное неудобство. И пусть нам даже удалось бы приобрести такой взгляд на мир, не прибегая к помощи длинных глазных стебельков, — думаю, это значило бы поменять шило на мыло: что-то мы смогли бы делать лучше, а в чем-то проиграли бы. С такой зрительной системой “от третьего лица” мы не видели бы свои руки, нос и рот так же хорошо, как прежде, и не могли бы столь же четко координировать их взаимодействие с окружающим миром. Зато мы видели бы то, что обычно видеть не способны — себя целиком, — и, вероятно, успешнее управляли бы теми движениями, в которых участвует все тело. (Может быть, вам наконец бы удалось сделать это проклятое “колесо”, которое никак не получалось в детстве.) Это было бы особенно полезно для тех людей, чья координация движений нарушена вследствие травмы или болезни: подобно тому, как визуомоторная информация, получаемая от рук, способствует восстановлению их движений после травмы, так и наблюдение со стороны за собственным телом могло бы помочь восстановить общую координацию.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 9.

Представьте, что у вас есть глазные стебельки, которые позволяют подвесить глаза с двух сторон позади вас. Или лучше вообразите, что у вас со спины установлены две камеры, которые передают зрительную информацию через специальные очки, а) и б) Вот что видят ваши глаза: левый глаз видит ваше тело с правой стороны своего поля зрения, а правый глаз, наоборот, с левой стороны, в) А вот как выглядит единое, обобщенное восприятие. Вы видите два собственных изображения, каждое из которых прозрачно. Точка, из которой вы смотрите, кажется вам расположенной сзади от вас.


Хотите вы или не хотите покупать за 1999 долларов 95 центов мой прибор самонаблюдения “от третьего лица”, главная мысль здесь такова: необходимость видеть одновременно и выступающие части своего тела, и то, что скрывается за ними, могла быть главной причиной расположения наших глаз по бокам головы и, как следствие, наличия бинокулярной области. Все это, однако, не отвечает на другой вопрос: почему, хотя почти у всех животных глаза находятся по бокам от плоскости симметрии, у одних они смотрят в разные стороны (обеспечивая панорамное зрение), а у других (вроде нас с вами) направлены вперед, позволяя видеть только то, что прямо по курсу, зато создавая обширную бинокулярную область? В надежде найти ответ нам придется разобраться с тем, что еще примечательного есть в бинокулярной области, благодаря которой мы можем смотреть сквозь себя (для этого достаточно, чтобы в нее помещались выступающие части нашего тела). В этом смысле интересующий нас вопрос можно сформулировать так: почему наша бинокулярная область шире нашего носа? Или так: чем бинокулярная область полезна при разглядывании окружающего мира? Мы уже обсуждали “рентгеновские” способности, которые позволяют нам смотреть сквозь себя, и кто знает, не распространяются ли они дальше нашего тела? Можем ли мы пронизывать взглядом не только свои носы, но и другие предметы? И если да, то не здесь ли таится ключ к пониманию того, почему наши глаза направлены вперед?



Видеоигры для циклопов


Мало кто из нас хорошо представляет, что это такое — быть циклопом. Вы можете, когда вам угодно, закрыть один глаз, но обычно этого не делаете, и уж конечно вы не станете делать это надолго — сложным акробатическим упражнениям люди посвящают куда больше времени. Но если вам приходилось играть в видеоигры с интерфейсом “от первого лица”, у вас определенно имеется значительный циклопический опыт: независимо от того, сколько у вас глаз, в такие игры вы играете по-циклопьему (рис. 10). Это связано с тем, что в видеоиграх нам приходится иметь дело с одним-единственным изображением — как если бы мы смотрели на мир всего одним глазом. Следовательно, можно предположить, что в подобных играх циклопы имели бы преимущество — ведь они привыкли быть циклопами и, значит, им не пришлось бы приспосабливаться!

В свете циклопической природы этих видеоигр имеет смысл поиграть: вдруг нам удастся отыскать, подсказки насчет того, чем бинокулярное зрение так полезно для нас (не считая способности смотреть сквозь себя)? Играя в видеоигры, мы могли бы задаться вопросом: “Чего нам не хватает?" и таким образом определить плюсы бинокулярного фения.

Поскольку обычно люди считают, что наличие двух глаз связано с восприятием объема и глубины (явление, называемое стереопсисом), имеет смысл поинтересоваться, а так ли трудно оценивать расстояния между предметами в одноглазом мире видеоигр. Ответом на этот вопрос будет “нет”. Степень реалистичности изображения настолько высока, что дает массу способов определить расстояние между различными участками арены действия. И это касается даже отдельных скриншотов. Когда же вы действительно играете в игру, перемещая своего персонажа, расстояния определить и того проще благодаря еще одному заметному свойству объемных картин, называемому параллаксом движения: предметы в вашем поле зрения, которые находятся ближе к вам, двигаются быстрее тех, что расположены дальше.

Наша способность искусно маневрировать в хорошо прорисованном виртуальном мире наводит на мысль, что стереопсис не так важен, как зачастую думают. И в самом деле, его значение для реальной жизни оказалось на удивление трудно выяснить. Потеряв один глаз, люди лишаются не только бинокулярности, но и существенной части своего поля зрения вообще, однако даже они сами не чувствуют себя зрительно неполноценными. Известны одноглазые летчики, гонщики, хирурги и пираты. Ученые не смогли найти достоверных доказательств даже тому, что с такими людьми чаще случаются дорожно- транспортные происшествия.

Итак, те, у кого нет бинокулярного зрения, не слишком страдают от нехватки ощущения глубины и объема. А что мы действительно теряем при утрате бинокулярности? Способность смотреть сквозь себя. А еще? Утрачиваем ли мы другие свои способности?

Полагаю, что да. Как-то раз, играя в “Зов долга — 2”, я решил не носиться как угорелый, стреляя во всех подряд и не заботясь о себе, а постараться в течение 25-минутного тура не погибнуть ни разу, ну или хотя бы погибать как можно реже. В качестве оружия я выбрал, как обычно, снайперскую винтовку. Оставалось найти безопасное место, залечь и терпеливо ждать, когда вдали появятся мишени. Наиболее удобным местом, где мог бы залечь снайпер, оказались кусты и прочая густая растительность.

Вот тут-то нашему циклопу пришлось столкнуться с трудностями. Как выяснилось, рассмотреть что-либо сквозь кустарник практически невозможно. Я мог видеть мишени только через просветы в листве, и поэтому, чтобы увидеть больше, то и дело ерзал, а это выдавало мою позицию. Если вы хотите увидеть качественную разницу между прячущимся в кустах циклопом и человеком с двумя глазами, взгляните на траву, изображенную на рис. 11. Вот что увидит залегший в густой граве циклоп: не слишком много. А ведь люди смотрят на мир на циклопий манер, не только играя в компьютерные игры. Настоящие снайперы, оснащенные двумя направленными вперед глазами, тоже превращаются в циклопов, когда прицеливаются, и сталкиваются с теми же проблемами, что и я во время игры в “Зов долга — 2” (только в их случае последствия могут оказаться куда серьезнее).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 10.

Циклопы играют в видеоигры не хуже, а то и лучше нас.


Вы, вероятно, не найдете здесь ничего удивительного. Разумеется, сидя в кустах, мы видим исключительно через просветы между листьями. Так чем же реальность в этом смысле лучше игры? И все же наличие двух глаз, смотрящих в одном направлении, решительно меняет положение дел — при условии, что расстояние между глазами превышает размер листьев. Теперь ваше преимущество состоит в том, что вы смотрите на то, что за кустами, не из одной точки, а из двух, и в некоторых случаях это может соответствовать разнице между тем, чтобы видеть картину полностью, и ее половиной (причем с такими лакунами, что невозможно ничего разобрать).

Чтобы лучше понять мою мысль, возьмите авторучку, поднимите вертикально перед собой и посмотрите на что-нибудь вдалеке за ней. Если вы закроете один глаз, а после другой, то увидите: в обоих этих случаях ручка — точно так, как до этого ваш нос — перегораживает часть поля вашего зрения. Но открыв оба глаза, вы будете видеть все, что за ручкой (и ее саму тоже). Почти все мы в детстве замечали эту странность. А теперь растопырьте пальцы обеих рук и поднимите перед собой. Обратите внимание, сколько всего вы видите, когда смотрите обоими глазами, а не одним. Один глаз упускает из виду очень многое, а глядя в оба, вы видите практически все.

На рис. 12 показаны два взгляда сквозь ту же самую травяную поросль, что и на рис. и. Ни одна из этих картинок сама по себе не позволяет увидеть, что находится за травой, но если бинокулярно слить их воедино, обзор намного улучшается. Для этого следует сначала пристально посмотреть на оба изображения, а затем направить взгляд сквозь них (то есть как бы сфокусировать его на чем-то, что находится по другую сторону страницы, пусть даже в действительности вы, конечно же, не можете видеть сквозь нее). Проделав это, вы увидите две копии каждой из представленных на рис. 12 картинок — всего четыре изображения. Ваша цель — сделать так, чтобы две центральные картинки из этой четверки наложились в вашем восприятии друг на друга и изображений осталось три. Добиться этого можно, постепенно меняя фокусировку: если глаза сфокусированы слишком далеко по ту сторону страницы — картинок четыpe, слишком близко — всего две. Где-то между этими крайностями вы увидите три изображения, причем то, что посередине, будет представлять собой слияние левой и правой картинок. Пейзаж будет казаться объемнее. Помимо этого, трава окажется как бы “просвеченной”, и это позволит вам составить гораздо более определенное представление о том, что за ней.

Рис. 13а демонстрирует, как левый и правый глаз видят по отдельности другую картину — на этот раз лицо, закрытое листвой. А на рис. 13б и 13в видно, как вы воспринимаете эти изображения на самом деле — в зависимости от того, на что именно смотрите. Сфокусировавшись на лице, вы видите его целиком, а также два прозрачных изображения листвы. Сфокусировав же взгляд на листьях, вы увидите как саму листву, так и два прозрачных, частично перекрывающихся лица за ней.

Итак, как мы и предполагали, у нас действительно есть что-то вроде рентгеновского зрения, позволяющего видеть сквозь окружающие предметы. И, со всем уважением к Супермену, эта наша способность в чем-то превосходит его. Во-первых, никому в точности не известен принцип работы “рентгеновского” зрения Супермена. Возможно, тут не обошлось без какого-нибудь опасного излучения — вроде, скажем, действительно рентгеновского. А раз так, большинство окружающих вряд ли придет в восторг, если вы будете использовать эту свою сверхспособность слишком часто, — то есть кайф уже будет не тот. Во-вторых, даже если вам плевать на окружающих, себе вы точно вредить не захотите, а значит, не станете просвечивать “рентгеном” выступающие части собственного тела. В-третьих, сверхспособности Супермена не позволяют ему видеть сквозь свинец, а наши работают независимо от противостоящего нам материала. Покуда габариты объекта не превышают расстояние между нашими глазами (как у авторучки и листьев большинства деревьев), мы способны видеть его насквозь (условия, необходимые, чтобы наше “рентгеновское" зрение могло функционировать, мы подробнее рассмотрим ниже). В-четвертых, мы способны видеть не только сквозь хаос окружающих нас предметов, но и сами эти предметы, а Супермен со своим зрением — если только оно аналогично рентгену, используемому в медицине, — теряет из виду многое из того, на что смотрит.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 11.

Если бы за такой травой лежали мы со своими двумя глазами, мы довольно сносно видели бы сквозь нее. Однако, играя в компьютерную игру, мы фактически превращаемся в циклопов и лишаемся способности видеть вещи насквозь.


Учитывая все, что было здесь сказано о нашей способности смотреть сквозь себя, вывод, что мы можем видеть сквозь другие предметы, вряд ли покажется удивительным. Для наших глаз предметы есть предметы, будь то наши конечности, или то, что мы ими держим, или то, что находится за ними. Является ли эта способность видеть вещи насквозь случайным и несущественным побочным эффектом имеющегося у нас благодаря бинокулярному зрению восприятия объема и глубины? Или, может быть, затруднения, с которыми я столкнулся в видеоигре при попытке разглядеть что-либо сквозь густую листву, и легкость, с которой в той же игре я мог оценивать глубину и объем, намекают на то, что истинное назначение бинокулярности иное? Может быть, Леопарду и Эфиопу из сказки Киплинга бинокулярное зрение и направленные вперед глаза были нужны, чтобы лучше видеть Зебру и Жирафа в лесной чаще? Может быть, те, кто на протяжении всей истории изучения бинокулярности придавал такое большое значение восприятию объема, за деревьями не видели леса?


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 12.

Вот что видят левый и правый глаз сквозь траву (рис . 11). На обеих картинках мало что можно разглядеть, но если бы вам допелось тут залечь, то вы бы видели неплохо благодаря своей способности "сплавлять" воедино картинки. Можете сымитировать это восприятие, пристально вглядываясь сквозь страницу до тех пор, пока левая и правая картинки не совпадут одна с другой. Когда это произойдет, вы получите объединенное бинокулярное изображение и сможете видеть сквозь заросли.



Мир, расколотый пополам


Когда я был маленьким, мне нередко приходилось сидеть, уставившись в оклеенную обоями в цветочек стену нашей ванной, и я позволял взгляду направляться куда-то вдаль за нее. В такие моменты мне казалось, что твердая стена давала посередине вертикальную трещину и раскалывалась надвое. Когда я наклонял голову, две эти половины будто бы расходились, и одна придвигалась ко мне. Я не был склонен к фантазиям, а до появления фильмов вроде “Матрицы” тогда оставалось лет двадцать, но однажды мне вздумалось проверить, смогу ли я пролезть в узкую щель между двумя разделившимися стенами. Понятия не имею, куда я рассчитывал таким образом попасть, но прохода, разумеется, не было. И я, имея в запасе немало времени, просто начал задумываться о полезных “обманках”, которые готовит нам мозг.

Можете попробовать сами. Сложите ладони чашей, поднесите их довольно близко к лицу (или найдите подходящие обои для ванной) и сфокусируйте взгляд так, чтобы глаза смотрели как бы сквозь руки. Как и в опыте с авторучкой, вы увидите два изображения ладоней. Однако изображения авторучки не перекрывались, так что каждое из них было прозрачным и нисколько не препятствовало обзору. Но два изображения сложенных рук частично наползают друг на друга в вашем восприятии, и видеть сквозь свои ладони вы не можете — да и как иначе, ведь они мешают смотреть обоим глазам одновременно! Однако каждое из двух этих изображений само по себе прозрачно, что на первый взгляд странно: если так, почему вы не видите сквозь них? В действительности их прозрачность позволяет вам видеть картину, воспринимаемую каждым глазом, несмотря на то, что она частично перекрывается картиной, воспринимаемой вторым глазом. То есть в данном случае прозрачность служит не затем, чтобы видеть мир, находящийся по другую сторону ваших ладоней, а чтобы видеть изображение самих ладоней, получаемое первым глазом, сквозь их изображение, получаемое вторым глазом.

Таким образом, разошедшаяся стена, сквозь которую я собирался шагнуть в параллельный мир, была попросту еще одним примером того, как, вглядываясь сквозь близлежащий объект, мы видим его в двух экземплярах. Однако обычно мы не смотрим сквозь крупные непрозрачные предметы — разве что когда скучаем в оклеенной обоями ванной родительского дома. Это не то, что нам приходится делать часто, и уж точно не то, из чего можно было бы извлечь выгоду. Тем не менее встречаются житейские ситуации, когда раскалывать мир надвое может быть действительно полезно. Ну ка поднимите палец, только в этот раз сфокусируйте взгляд на нем, а не на том, что находится за ним. Теперь вы видите всего одно изображение пальца, и оно непрозрачно. Но в вашем восприятии изменилось не только это. Вместо двух изображений пальца осталось одно, но зато вы видите целых две картины находящегося за ним мира: левым и правым глазами. Вы по-прежнему ничего не упускаете из виду, но уже не потому, что ваш палец кажется прозрачным, а потому, что мир позади пальца раздвоился (рис. 13в). Как нам удается видеть на своем внутреннем экране сразу две картины, если на нем помещается только одна? Наш мозг справляется с данным затруднением, позволяя двум картинам частично перекрываться и делая каждую прозрачной, так что ни одна из них не загораживает другую. То есть мозг снова прибегает к прозрачности как к полезной иллюзии, но теперь она нужна нам не для того, чтобы увидеть нечто, расположенное позади, а чтобы видеть сразу два изображения одного и того же. Ровно то же самое мой мозг проделывал и тогда, когда я таращился на обои, с той лишь разницей, что теперь мы сфокусировали взгляд на чем-то по эту сторону стены (например, на пальце).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 13.

а) Что видят левый и правый глаз, когда смотрят на лицо за веткой дерева. б) Что увидите вы, если сфокусируете взгляд на лице: два прозрачных изображения ветви и непрозрачное лицо позади них. в) А вот что вы увидите, если сфокусируетесь на ветви: непрозрачная ветвь и два прозрачных частично перекрывающихся лица за ней. На чем бы мы ни фокусировали взгляд, в обоих случаях, (б) и (в), лицо и ветвь с листьями видны целиком.


Прозрачность — удобная штука, позволяющая нам не только видеть действительно прозрачные предметы, но и создавать полезные иллюзорные отображения: 1) выступающих частей нашего тела, 2) предметов, перегораживающих нам обзор и 3) даже окружающего мира (если сфокусировать взгляд на близлежащем объекте). И обратите внимание, что, в отличие от зрительного восприятия подлинной прозрачности, у вас есть выбор: можно направить взгляд на предмет — скажем, на авторучку, — и сделать его непрозрачным, чтобы четче рассмотреть. Однако прозрачность не была бы полезным приспособлением в вашем внутреннем “наборе для рисования”, если оба глаза видели бы одно и то же. Но поскольку каждый глаз видит нечто такое, чего не видит другой, нашему мозгу приходится как-то выкручиваться, чтобы угодить обоим, и прозрачность — та уловка, к которой он прибегает для решения этой дилеммы. Так мы плавно переходим к следующей теме: восприятию изображений, лишенных подобия.



Бесподобное зрение


Не то чтобы я гордился своим умением подглядывать из-за угла, но в этом деле я мастер. И вы в нем тоже хороши. Кто-то, наверное, скажет, что подглядывание это не то дело, в котором можно быть хорошим или плохим. То есть, конечно, вы вольны его использовать во благо или во зло, но в самой способности к подглядыванию нет ничего примечательного. Любопытная Варвара, возможно, малосимпатична, но уж суперзлодейкой-то ее вряд ли назовешь! Тем не менее способность к подглядыванию требует от мозга специальных механизмов — таких, которые должны были закрепляться естественным отбором в ходе эволюции. Без них вы не умели бы подсматривать — или делали бы это не так хорошо. Чтобы понять, почему, поднимите перед собой кружку или книгу и выгляните из-за нее украдкой, одним глазком. При этом важно оставить свой неподглядывающий глаз открытым — даже если кроме кружки ему не видно ничего. На что следует обратить внимание? Вам видна вся обстановка. Но при этом вы видите и кружку — вам кажется, что она прозрачна и что вы глядите сквозь нее.

Казалось бы, ну и что с того — особенно если вспомнить, как много мы рассуждали о способности смотреть сквозь предметы. Однако заметьте: теперь изображения, получаемые каждым из ваших глаз, совершенно различны, и все же мозг по-прежнему в состоянии “сплавить” эти не похожие друг на друга картинки в единое целое. Изучение бинокулярного зрения на протяжении почти всей своей истории ограничивалось ситуациями, когда мозгу приходится иметь дело с парой изображений, отличающихся только углом зрения (благодаря чему становится возможным стереоскопическое, трехмерное восприятие). Ну а насколько мы способны благополучно воспринимать мир в случаях, когда никакие части этих картинок не имеют взаимного соответствия? Если показывать нам два абсолютно разных изображения, мозг обычно не воспринимает их как целое. Например, если одному глазу предъявить шахматный узор, а второму — узор в форме спирали, мозгу не удастся объединить их в связную картину по причине отсутствия таковой. Вместо этого он попытается угнаться сразу за двумя зайцами, воссоздавая целостное изображение шахматного рисунка, потом спирали, снова шахматного рисунка, и так далее. Это явление носит название бинокулярной конкуренции и производит впечатление вполне приемлемого выхода из затруднительной ситуации.

Так почему же бинокулярная конкуренция не возникает при подглядывании? Ваш головной мозг откуда-то знает, что данное сочетание двух абсолютно не похожих друг на друга изображений — окружающей обстановки, которую видит один глаз, и кружки, которую видит другой, не бессмысленно, и умеет создать подходящую для восприятия реальности полезную иллюзию. То есть мозг разбирается в том, как подглядывать и как вообще выпутываться из неразберихи, когда перед одним глазом есть какая-то помеха — например, лист дерева, — а перед другим ее нет. Отсутствие бинокулярной конкуренции в случаях с подглядыванием и ее наличие в опыте с шахматным и спиральным узорами говорят о том, что наш мозг — великий мастер выстраивать зрительную картину, несмотря на разнообразные помехи, и это не просто автоматическая, неизменная реакция на ситуации, когда входные сигналы от правого и левого глаз не имеют между собой ничего общего.

Но справляться с проблемой бинокулярной конкуренции при подглядывании — это не все, на что способен мозг. Он знает, что кружку следует видеть находящейся вблизи и прозрачной, а прочую обстановку — удаленной и непрозрачной. Почему он решает, что надо делать так, а не, наоборот, показывать нам непрозрачную кружку сквозь прозрачную картину всего остального? Дело в том, что между двумя этими изображениями имеется принципиальное различие, облегчающее ему задачу: вы смотрите на предметы, расположенные гораздо дальше кружки, кружка оказывается не в фокусе и в связи с этим выглядит расплывчато, а окружающая обстановка расплывчатой не является. Таким-то образом мозг и определяет, что смотреть нужно сквозь кружку на окружающий мир, а не наоборот. Дерек Арнолд, Филип Гроув и Томас Уоллис показали в 2007 году, что в этом мозг очень силен. Ученые обратили внимание на то, что когда вы всматриваетесь в предмет сквозь лесную листву, то при вашем движении (или при дуновении колышущего листья ветра) тот глаз, который видит объект, и тот, которому мешает смотреть лист, непрерывно меняются ролями. Но при этом вы все время видите интересующий вас предмет, а листья, загораживающие обзор, все время кажутся прозрачными. То есть решение, какой объект сделать прозрачным, принимается на ходу: пускай листья попеременно закрывают то один, то другой глаз, — мозг твердо знает, что именно нечеткие изображения нужно видеть насквозь. Эволюция такой способности вряд ли была бы возможна у существа, не жившего в среде с многочисленными помехами зрению. Напрашивается вывод: мы сконструированы в расчете на помехи, сквозь которые нам придется смотреть.

Первые намеки на то, насколько хорошо наши глаза умеют выстраивать единое, целостное изображение в ситуациях, когда картинки, видимые левым и правым глазом, не совпадают, обнаружились в конце 8о-х годов в ходе кропотливого исследования Синсукэ Симодзе и Кена Накаямы. Они изучили, как головной мозг оценивает объемность предметов, которые видны лишь одному глазу. Благодаря их работе, а также множеству последовавших за ней, мы понимаем, что мозг обладает просто невероятным пониманием закономерностей того, как одни предметы загораживают другие, и пользуется этим для построения единого изображения, несмотря на несовпадение получаемых им зрительных сигналов. Например, если левый глаз видит слева от кружки шарик, а правый шарика не видит, то мозг из этого заключает, что шарик находится сзади и слева от кружки, и показывает нам соответствующую картинку.

Несмотря на то, что работа Синсукэ Симодзе и Кена Накаямы послужила толчком к тщательному изучению способностей головного мозга управляться с изображениями, не подобными друг другу, нам понадобилось некоторое время, чтобы в полной мере оценить свою способность видеть сквозь помехи. Одним из этапов этого осознания стало упоминавшееся исследование Арнолда и его коллег: оно показало, сколь ловко мы выпутываемся из ситуаций, когда помехи возникают на пути то одного, то другого глаза. Джейсон Форт, Джонатан У. Пирс и Питер Ленни из Нью-Йоркского университета в статье 2002 года убедительно продемонстрировали нашу способность справляться с испытаниями сложнее подглядывания. Ученые рассмотрели случаи, когда оба глаза видят одни и те же помехи, но разные изображения за ними. Испытуемые смотрели сквозь изгородь на объекты, расположенные так, чтобы сигналы, получаемые левым и правым глазом, были вроде тех, что мы видим на рис. 14а: левый глаз видит только несколько вертикальных полос от общей картины (в данном случае это человеческое лицо), а те ее части, которые соответствуют пробелам, видит правый глаз. Для того чтобы было понятнее, какая именно часть картины доступна каждому глазу, на рис. 14б показаны только видимые вертикальные полосы, без изгороди. Два глаза получают абсолютно различную информацию о лице, на которое смотрят, и мозг должен разобраться, как склеить эти разрозненные картинки в связное изображение. Так вот, оказалось, что он прекрасно владеет этим искусством. Если вам удастся слить воедино две картинки на рис. 14а, глядя “сквозь” страницу, вы получите примерно то же, что изображено на рис. 14".

Предвижу возражение, что, дескать, опыт на рис. 14 не слишком показателен, поскольку изгороди - изобретение сравнительно недавнее. И вообще, так ли часто в действительности нам приходится видеть за какой-либо преградой настолько разные картинки? На рис. 15 показан обзор для каждого глаза, вглядывающегося сквозь просветы в заграждении, и видно, что левому и правому глазу действительно доступны разные участки общей картины. Несовпадающие изображения вроде тех, что представлены на рис. 13а и 14a, — обыденность для лиственного леса, и это было затруднение, которое головному мозгу следовало преодолеть. Но вместе с тем это была удача: как только мозг обзавелся механизмами, позволявшими получать целостные бинокулярные изображения вопреки помехам, он сразу же приобрел более определенный взгляд на (отгороженный помехами) мир. А это, в свою очередь, запустило эволюцию такого признака, как направленные вперед глаза, дававшего возможность расширить границы этого усовершенствованного взгляда. Данную тему мы подробнее обсудим в следующем разделе.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 14.

а) Что видят ваши глаза, когда вы смотрите на чье-либо лицо сквозь изгородь. В данном случае все было подогнано так, чтобы левый и правый глаз видели абсолютно разные участки лица, но при этом ни один из участков не был полностью скрыт, б) Изображения лица, получаемые каждым из двух глаз, помещены одно над другим, чтобы лучше показать “пазл”, который мозгу предстоит собрать, в) Картина, воспринимаемая вами, когда вы фокусируете взгляд на лице. Вам видны два прозрачных изображения забора, сквозь которые вы видите лицо целиком. Это разновидность той ситуации, когда левый и правый глаз видят совершенно разные картины, но вместе не упускают из виду ничего. Джейсон Форт, Джонатан У. Пирс и Питер Ленни досконально изучили то, как мы воспринимаем “бинокулярные пазлы", и опубликовали результаты своих исследований в 2002 году.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 15.

Каждому глазу обычно видится за помехами что-то свое.


Но прежде чем продолжать, давайте предвосхитим дальнейшее развитие нашего разговора, еще раз внимательно посмотрев на рис. 14в. Мало того, что наш головной мозг видит целиком лицо за забором, он видит при этом и сам забор, используя ту же уловку “скопируй мир на ‘прозрачку’ в двух экземплярах”, которую мы ранее рассматривали. Любопытно, однако, что в данном случае обе прозрачные копии полностью покрывают поле зрения, не оставляя пробелов. С подобным мы тоже уже сталкивались — когда выглядывали из-за кружки, — но особенностью рис. 14в является то, что здесь каждую из двух “прозрачек” формируют сигналы, получаемые от обоих глаз, а не только от одного из них. Оба эти примера с “прозрачками” говорят о том, что наше зрение не ограничивается тем, чтобы видеть в заданном направлении только один (непрозрачный) предмет. В отличие от животных, чьи глаза направлены в разные стороны, мы, благодаря бинокулярной области, способны видеть одновременно до двух непрозрачных предметов в любом заданном направлении! Животные с глазами, направленными вперед, не теряют способности видеть что-либо, а, напротив, приобретают способность видеть в хаосе окружающих предметов сразу два слоя. Как будто панорамное зрение животных с глазами по бокам головы сложили вдвое и дали возможность видеть оба слоя сразу. То есть получилось объединенное восприятие, которое охватывает только одну полусферу зрительного поля (переднюю), но на самом деле “оглядывает” вдвое больше вследствие способности видеть два слоя одновременно. Именно благодаря этой способности два глаза, глядящие в одном направлении, легко “просвечивают” препятствия. Иными словами, наше умение оперировать изображениями, не имеющими подобия, позволяет нам бесподобно видеть сквозь помехи.



Глаз-булыжник


Чтобы разбить окно моей гостиной, достаточно одного булыжника — если, конечно, у вас хватит наглости подойти к дому вплотную. Присутствие у вас второго камня свидетельствовало бы, наверное, о вашем профессионализме, но, скорее всего, он не понадобился бы: вероятность успеха и при единственном броске практически стопроцентная. Ну а что если я оставлю перед домом собаку и вам придется бросать камень с другой стороны улицы? В этом случае второй камень пришелся бы очень кстати и примерно удвоил бы ваши шансы расколотить мое окно.

Если только... Если только вы, вместо того чтобы по-дикарски швырять камни, не прихватите с собой высокоточный камнемет, способный попасть в одну и ту же точку два раза подряд. Притаившись за скульптурой фламинго в саду соседей через дорогу, вы наводите орудие и стреляете. Из укрытия невозможно разобрать, разбито ли стекло и нужен ли еще один выстрел. Может, он и не нужен, но пособие по камнеметанию советует быть упорным, и вы запускаете второй булыжник. И как же второй бросок повлияет на ваши шансы разбить окно? Если после первого выстрела вы не прицеливались заново, то второй их не повысит. Либо вы сразу разбили стекло и второй выстрел не нужен, либо в первый раз вы промазали и непременно промажете снова. Следовательно, дважды стрелять таким манером из высокоточного орудия ничуть не лучше, чем выстрелить однократно. Фактически, хотя вы и бросили два булыжника, в каком-то смысле произошло всего одно событие. При этом потраченное время и лишний шум могут способствовать тому, что мои соседи заметят подозрительного типа, прячущегося за их фламинго, и позвонят в полицию.

Даже если у вас нет информации о результате первого выстрела и, следовательно, подсказок насчет того, куда целиться, то даже от случайного перенаведения орудия будет больше проку, чем от повторного выстрела в прежнюю точку. Случайное перенаведение будет означать, что два ваших выстрела независимы: успех первого никак не повлияет на успех второго. Перенаведение примерно вдвое повышает вероятность того, что хотя бы один камень разобьет окно. Конечно, было бы еще лучше, если бы перед вторым прицеливанием вы смогли оценить точность первого, но здесь важно, что сама вероятность работает на вас.

Итак, когда лучше идти на дело, вооружившись всего одним булыжником? Когда в окно легко попасть; когда броски не являются независимыми событиями; при наличии обоих условий. А два камня предпочтительнее брать в тех случаях, когда в стекло попасть непросто и когда второй бросок является совершенно новой попыткой его разбить.

Животные, изучающие мир, напоминают хулиганов, бьющих стекла. Правда, вместо того чтобы разбивать окна, они занимаются тем, что стараются хорошо изучить обстановку. Окно разбито, если в него попал хотя бы один камень. Так и любую точку пространства можно считать успешно проинспектированной, если она находится в поле зрения хотя бы одного глаза. Трудность попадания в окно при конкретном броске аналогична трудности попадания точки в поле зрения конкретного глаза. А инспектировать точки или участки окружающего мира бывает непросто в связи с тем, что большинство предметов непрозрачны и некоторые точки могут скрываться за ними. (Я говорю “инспектировать”, а не “видеть”, потому что когда вы смотрите в пустоту — скажем, в некоторую точку пространства в трех метрах от вас и в метре от пола, — вы на самом деле не видите эту точку, но контролируете ее в том смысле, что смогли бы увидеть любой предмет, окажись он в этой точке.)

Из близкого сходства этих двух занятий — наблюдения и бросания камней — следует, что один глаз столь же хорош для визуального наблюдения за какой-либо точкой, как и два, в следующих случаях: данная точка легко доступна для наблюдения; нет принципиальной разницы в том, как ее видят оба глаза; первое и второе условие сразу. Остановимся на первом: когда животному действительно легко инспектировать те или иные точки окружающего пространства? Когда обзор ему ничто не загораживает. С точки зрения эволюции это обычно означает отсутствие листьев и прочих помех растительного происхождения. Для краткости я буду называть такой тип местообитания “безлиственным”. То есть если там, где обитает животное, нет листьев, то нет и заметного преимущества в том, чтобы наблюдать за одной и той же точкой не одним глазом, а двумя. Теперь перейдем ко второму “либо”: когда второй глаз действительно не дает существенно нового взгляда на точку? Ответ: когда расстояние между глазами животного меньше, чем размер листа или какой то другой растительной помехи, обычной для местообитания данного животного. Как обстоит дело, если вы пытаетесь заглянуть за предмет, габариты которого значительно превышают расстояние между вашими глазами? Вообразите, что вы созерцаете обычный городской пейзаж, где все — люди, мусорные баки, автомобили, здания — гораздо больше расстояния от левого вашего глаза до правого. Или представьте, каково быть мышью в лесу, где листья не меньше, а то и значительно больше среднестатистической мыши? В таких обстоятельствах что видит один глаз, то обычно видит и другой. Следовательно, если в лиственном местообитании расстояние между глазами животного мало по сравнению с размером листьев, то наблюдать за какой-либо точкой окружающего мира двумя глазами немногим лучше, чем одним.

Итак, один глаз по эффективности инспектирования окрестностей будет примерно равен двум в случаях, когда местообитание животного безлиственно и /или когда невелико расстояние между глазами животного в сравнении с обычными для его окружения листьями. При соблюдении одного из этих условий или их обоих я называю окружающую среду животного “беспреградной” — см. верхний ряд и левый столбец рис. 16 (три квадрата из четырех, за исключением нижнего правого). В беспреградной среде бинокулярное зрение — то есть такое зрительное восприятие, которое возникает, когда оба глаза смотрят в одном и том же направлении, — не дает особых преимуществ, и поэтому на любую конкретную точку окружающего мира животному достаточно смотреть одним глазом. А значит, если среда животного лишена листьев и /или животное мелкое, то можно ожидать, что оно будет отличаться маленькой бинокулярной областью (глаза расставлены сильнее) и, следовательно, панорамным зрением.

Дело принимает интересный оборот, когда в паре условий не соблюдается ни “и”, ни “или”: то есть когда вокруг полно листьев, а расстояние между глазами животного превышает ширину листа. Такую комбинацию факторов я называю блокирующей средой (см. нижний правый квадрат на рис. 16). В блокирующей среде второй глаз может значительно, даже вдвое, повысить шансы успешно проинспектировать ту или иную точку окружающего мира, и именно в этих условиях бинокулярное зрение приобретает рентгеновские свойства, которые дают возможность смотреть сквозь помехи и видеть за деревьями лес. Иными словами, бинокулярное зрение превращается в рентген, позволяющий животному видеть сквозь хаос окружающего мира, только в том случае если мир этот покрыт листвой, а само животное — крупное.

Если вам нужно приглядывать за некоей точкой окружающего пространства, то теперь мы знаем, в каких случаях на нее стоит смотреть в оба, а когда хватит и одного глаза. То есть теперь нам известны условия, при которых два глаза, глядящие в одном направлении, работают как рентген. Но мы все еще не можем объяснить, в чем состоит преимущество того, чтобы глаза были направлены вперед, а не в стороны, потому что нам пока не известны соотношения выгод и издержек для каждого варианта.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 16.

Комплект из двух глаз приобретает рентгеновские способности, только если местообитание животного богато листвой (которая мешает видеть предметы), а само животное имеет крупные габариты (чтобы расстояние между глазами превышало размеры обычного для данной местности листа). Если, как я предполагаю, “рентгеновское” зрение действительно движет эволюцию направленных вперед глаз, то глаза должны быть направлены вперед только у животных, которые соответствуют нижнему правому квадрату данной таблицы. Это предсказание мы проверим позже, в разделе “Большие листолюбцы".



Цена задней слепоты


В повседневной жизни мы внимательно следим за расходами. Конечно, я мог бы раскошелиться и купить нужный мне удлинительный шнур прямо сейчас, но, взглянув на цену, решаю подождать и подарить его жене на Рождество, убив таким образом сразу двух зайцев. Мы, ученые, смотрим на цены ничуть не меньше других, однако когда дело доходит до теорий, объясняющих, почему в ходе эволюции у животного выработался тот или иной признак, мы можем так быть увлечены своей блестящей догадкой насчет его функции, что забываем учесть расходы. В конце концов, нашего кошелька эти расходы не касаются, а потому не привлекают к себе особого внимания.

Особенно это справедливо для такого признака, как глаза, направленные вперед. Гипотезы, объясняющие, для чего нам нужна подобная посадка глаз, зачастую упускают из виду то, чем мы жертвуем ради нее: способностью видеть позади себя. Например, если, как считается, естественный отбор благоприятствовал глазам, направленным вперед, из-за обеспечиваемой ими широкой области стереоскопического зрения, то следует задуматься, чем это преимущество настолько ценно, что ради него стоило пожертвовать прекрасным задним обзором. Однако сопоставить достоинства стереоскопического восприятия того, что спереди, и способности видеть то, что сзади, — теоретическая задача не из легких: слишком уж о разных вещах речь. И все же любой ученый, взявшийся объяснять преимущества того, чтобы смотреть обоими глазами прямо перед собой, должен придумать подходящий способ сравнения. А это, увы, непросто: вполне можно понять, почему предыдущие попытки потерпели неудачу. Из этих неудач, тем не менее, следует, что прежние объяснения того, зачем в ходе эволюции наши глаза переместились вперед, вполне могут быть неудовлетворительными (и, я думаю, являются таковыми).

Однако если предположить, что функция направленных вперед глаз — смотреть сквозь гущу зарослей, — будет проще уяснить, почему ради этого стоило лишиться заднего обзора. В густых зарослях животное, глаза которого направлены вперед, может инспектировать перед собой вдвое большее пространство, чем животное с глазами, глядящими в стороны. Но зато животное с направленными в стороны глазами может одинаково успешно инспектировать то, что находится перед ним, и то, что сзади. То есть глаза, глядящие вперед, и глаза, направленные в стороны, обеспечивают зрительный контроль примерно одного и того же объема пространства. Однако есть и отличие. Как правило, при распознавании объектов имеет место пороговый эффект: видя некоторую небольшую часть предмета, вы еще не можете его узнать, но, увидев хотя бы чуть-чуть больше, уже можете. Во многих ситуациях, возникающих в блокирующей среде, животное с глазами, направленными вперед, будет способно инспектировать практически все, что есть за зарослями, в то время как животное с глазами, посаженными по бокам, только половину. Животное, чьи глаза смотрят вперед, будет без труда распознавать предметы сквозь помехи, а у животного с глазами, направленными в стороны, возникнут с этим проблемы. Во многих случаях, благодаря способности животного с фронтальной посадкой глаз видеть перед собой вдвое больше, размер видимой ему части объекта будет выше порогового значения, тогда как у животного с боковой посадкой глаз он будет ниже порогового значения, и объект не будет распознан вообще. А информативные зрительные данные о том, что находится только прямо перед тобой, лучше, чем неинформативные обо всем вокруг. Впрочем, последняя антитеза реализуется не всегда: порой заросли могут быть настолько густы, что никакому животному ничего сквозь них не разглядеть. Но и в этом случае от глаз, направленных в стороны, будет лишь немногим больше толку, чем от глаз, направленных вперед.

Еще один способ сравнить преимущества двух этих типов посадки глаз: сопоставить тот объем окружающего пространства, в пределах которого животное способно распознавать объекты. Представим, что перед нами два слоя помех. Напоминаю, что если два глаза позволяют хорошо видеть сквозь один загораживающий слой, то все, что мы видим за этим слоем, мы обычно видим только одним глазом (рис. 15). Следовательно, сквозь второй слой помех два глаза видят примерно так же, как единственный глаз видел бы сквозь один слой. И если мы будем исходить из предположения, будто помехи значительны (например, заросли густы) до такой степени, что одним глазом мало что можно увидеть, то проникнуть за пределы второго слоя бинокулярное зрение будет фактически неспособно. И если второй слой расположен в непосредственной близости от первого, то глаза, направленные вперед, принесут своему обладателю незначительное преимущество, поскольку обеспечиваемая ими способность видеть сквозь слой помех будет ограничиваться узкой областью между первым и вторым слоями. Когда же, напротив, второй слой отсутствует или расположен достаточно далеко, глаза, направленные вперед, приносят животному практически неисчислимый выигрыш, позволяя распознавать предметы повсюду вплоть до горизонта или до второго, дальнего, слоя помех, в то время как зрение животного с глазами, глядящими в стороны, будет воспринимать лишь предметы, находящиеся по соседству — в пределах первого слоя.

На рис. 17 изображен промежуточный вариант среды: лес с крайне упорядоченной организацией листьев. Спору нет, этот “лес" не похож на настоящий, но тем не менее он поможет мне продемонстрировать очевидное преимущество, которое направленные вперед глаза обыкновенно приносят в блокирующей среде обитания. Серым цветом выделена область зрительного распознавания — те участки, где животное будет способно заметить объект, если таковой там вдруг появится. Животному с рис. 17а, чьи глаза направлены почти в разные стороны, видеть сквозь листву позволяет узкая бинокулярная область спереди, которая сквозь заросли как бы “высвечивает” предметы. Если глаза животного смотрели бы в абсолютно противоположных направлениях — то есть если бы бинокулярная область полностью отсутствовала, — то вся серая краска осталась бы внутри первого шестиугольника того, в котором находится животное. А глаза животного на рис. 17б направлены вперед, и поэтому оно обладает широкой бинокулярной областью. Это позволяет ему распознавать предметы, попадающие в любую точку не только передней половины шестиугольника, в котором оно находится, но и трех впереди лежащих шестиугольников. В сумме оно способно контролировать взглядом 3,5 шестиугольника, а животное с боковым расположением глаз — всего один.

Однако на самом деле эти расчеты даже недооценивают все преимущества, которые дают животным глаза, направленные вперед. Дело в том, что шестиугольный мирок рис. 17 плоский, а реальность трехмерна, и это особенно важно учитывать в лесу, где многие достойные внимания объекты могут появляться как сверху, так и снизу. В таком случае правильнее будет представлять наш лес не в виде аккуратных шестиугольных плиток, а как нагромождение шаров, причем поверхность каждого шара состоит из преграждающих зрение листьев. А поскольку вокруг одного шара можно уместить двенадцать других, в данной модели те животные, глаза которых направлены вперед, смогут зрительно контролировать пространство в пределах находящихся перед ними шести шаров, а также переднюю половину своего собственного шара, в то время как животные с боковым расположением глаз будут способны распознавать объекты внутри только одного шара — того, в котором они сами находятся. Таким образом, зрительно распознаваемый мир животных, обладающих направленными вперед глазами, окажется в шесть с половиной раз больше.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 17.

а) Слева изображен череп животного, глаза которого смотрят практически в противоположных направлениях. Два перекрывающихся полукруга показывают поле зрения каждого глаза и узкую бинокулярную область спереди. Справа обозначен участок, на котором данное животное способно распознать объекты, появись они там. Здесь я исхожу из допущения, что густота листвы позволяет бинокулярной области проникать сквозь один ее слой, но одному глазу видно слишком мало для того, чтобы распознавать предметы. Бинокулярная область этого животного служит своего рода просвечивающим заросли “прожектором”, б) Слева изображен череп животного, чьи глаза направлены почти прямо вперед. Перекрывающимися полукружиями показано зрительное поле каждого глаза. Справа обозначена область, где животное способно распознать объекты. Поскольку бинокулярная область велика, общий размер участка, который животное может контролировать взглядом, намного больше, чем у животного с боковым расположением глаз. Иначе говоря, на этом рисунке площадь, закрашенная серым, гораздо больше, и это наглядно демонстрирует, что в среде обитания с большим количеством помех “рентгеновское” зрение дает нам больше преимуществ, чем давала бы способность видеть позади себя.


Пользу от двух глаз, направленных вперед, можно уяснить себе, представив разжигание огня при помощи увеличительного стекла в облачный день. После того, как вы нашли хороший материал для растопки, у вас есть выбор. Можно взять два увеличительных стекла и навести их на разные участки сухого сена, но, скорее всего, единственным результатом окажутся две едва нагретые травинки. Это именно то, что дадут в зарослях глаза, посаженные по бокам головы: поверхностный взгляд на мир. Или же вы можете нацелить обе линзы и одну точку, чтобы поднять температуру до порогового уровня, после которого начинается горение. Смотреть в зарослях направленными вперед глазами — это как сфокусировать два увеличительных стекла в одной точке: вы можете сконцентрировать энергию своего зрения и “прожечь” обзор сквозь помехи.



Большие “листолюбцы”


Листья, помехи, “рентгеновское” зрение, увеличительные стекла... Неплохо, скажете вы, но к чему все это, если всем известно, что направленные вперед глаза свойственны хищникам: так они получают улучшенную стереоскопическую картину того, что находится впереди, чтобы им проще было вас съесть — разве нет? Если кто-то не в курсе, что это “всем известно”, пусть посмотрит в “Википедии” статью “Бинокулярное зрение”, утверждающую (в настоящий момент), что "у других животных, обычно хищных, глаза располагаются спереди, тем самым уменьшая поле зрения в пользу стереопсиса”.

Мысль о том, что глаза, направленные вперед, возникли как приспособление для хищников, имеет давние истоки (она, однако, не старше 1942 года, когда ее выдвинул профессор Гордон Линн Уоллс), а в массовый обиход она вошла в 70-х годах с легкой руки антрополога Мэтта Картмилла, ныне профессора Университета им. Дюка. У авторов, пытающихся объяснить разнообразие зрительных систем млекопитающих при помощи этой теории, встречается по меньшей мере две вариации на данную тему. И та, и другая проистекают из гипотезы, что направленные вперед глаза нужнее всего ночным охотникам. В первом варианте теории утверждается, что расположенные спереди глаза нужны не для стереоскопического зрения как такового, а главным образом для того, чтобы различать в темноте камуфлирующую окраску — примерно так же, как когда вы вглядываетесь в картинку из серии “Волшебный глаз” и оттуда вдруг выскакивает невидимый до тех пор объект. Во втором варианте (впервые сформулированном, по всей видимости, в конце 70-х годов Джоном Д. Петтигрю из Квиндслендского университета и Джоном Олменом из Калифорнийского технологического института) предполагается, что направленность глаз вперед позволяет уменьшить размытость изображения, возникающую при прохождении встречного света через хрусталик, и сделать ночное зрение острее.

Самую большую трудность “хищнической” теории мы уже обсуждали: пускай это честная гипотеза и выдвигать ее вполне законно, но она не объясняет, почему глаза, направленные вперед, оказались свойством более ценным, нежели способность видеть позади себя. Есть и другие сложности, на которые профессор Роберт У. Сассман, антрополог из Университета им. Вашингтона в Сент-Луисе, обратил внимание в начале 90-х годов XX века. Во-первых, существует немало хищных животных, глаза которых довольно сильно разведены в стороны: многие мелкие млекопитающие, например мангусты или тупайи, не говоря уже о змеях, птицах и практически всех рыбах. Во-вторых, существует немало растительноядных видов с глазами, направленными, однако же, вперед. Например, обычно приматы промышляют хищничеством от случая к случаю, а многие из них не хищничают вообще, тем не менее глаза у них находятся спереди, а не по бокам. Крыланов неспроста называют по-английски фруктовыми летучими мышами, ибо питаются они фруктами, но и у них глаза сильно смещены вперед. Сторонникам "хищнической” гипотезы пришлось латать эти дыры (например, выдвинуть предположение, что направленные вперед глаза достались приматам от хищного предка), но даже с этими “заплатами" их теория не вполне соответствует фактам. В конце данного раздела мы рассмотрим еще одно затруднение, с которым ей приходится сталкиваться: она не объясняет, почему в некоторых систематических группах глаза, направленные вперед, чаще встречаются у крупных, но не мелких видов животных, независимо от того, хищные они или нет. Чтобы преодолеть эту трудность, сторонникам “хищнической” гипотезы пришлось изобрести другие гипотезы (нередко ссылающиеся на некие ограничения, якобы накладываемые ростом черепа на расположение глаз), что сделало их теорию еще менее экономной. Профессор Сассман полагает, что (по крайней мере в случае приматов и крыланов) эволюция направленных вперед глаз шла рука об руку с эволюцией цветковых растений. Это не противоречит моей идее глазного “рентгена”.

А есть ли у этой идеи еще какие-либо подтверждения? И вообще, что именно моя "рентгеновская" теория предсказывает? Если вкратце, то она предсказывает, что глаза, направленные вперед, должны встречаться у крупных и “листолюбивых” животных. Почему? Именно эти животные способны получать от “рентгеновского” зрения реальную пользу, в чем мы могли убедиться из рис. 16 (нижнее правое изображение). А еще потому, что, как я объяснил в конце предыдущего раздела, если у животного хорошо функционирует глазной “рентген”, значит, оно готово использовать его вопреки всему — даже вопреки потере способности видеть позади себя, — а это означает, что он должен помогать животному распознавать объекты (взгляните, например, еще раз на рис. 17). Верно ли это предсказание?

Ну, кто-то, вероятно, сразу отметит, что мы — животные крупные и, с эволюционной точки зрения, “листолюбивые” (в том смысле, что нас, приматов, естественный отбор готовил по большей части к жизни в лесу). При этом наши глаза направлены вперед, что соответствует предсказанию. Пока все сходится. Но все ли животные руководствуются теми же принципами? Иначе говоря, являются ли животные, чьи глаза направлены вперед, как правило, крупными и “листолюбивыми”?

До сих пор я излагал все так, будто глаза у животных могут быть направлены непременно либо в стороны, либо вперед. На самом же деле в природе можно найти любой промежуточный вариант. Для описания того, насколько сильно глаза животного смещены вперед, ученые используют термин конвергенция. Если угол конвергенции равен 0°, это означает, что глаза направлены абсолютно в разные стороны, а если 90°, оба глаза направлены точно вперед. На рис. 18, сделанном по материалам диссертационной работы доктора Кристофера Хизи — антрополога, ныне сотрудника кафедры анатомии в Университете Среднего Запада, — приведены данные о зависимости конвергенции от размеров тела для выборки из 319 видов млекопитающих. Рисунок хорош тем, что наглядно показывает, насколько широк разброс встречающихся в животном мире значений конвергенции: от 0° до 90° — от глаз, глядящих в противоположных направлениях, до таких, которые посажены абсолютно прямо. Вот это нам и нужно объяснить. Найти ключ к пониманию того, почему некоторые животные расположились на самом верху диаграммы, некоторые внизу... а некоторые — посередине. Поможет ли моя теория “рентгеновского” зрения как-нибудь разобраться с этим?

Давайте разделим всех животных на две группы: “листолюбивых” и “нелистолюбивых”. Глаза “нелистолюбивых” животных, независимо от размера последних, должны иметь ярко выраженное боковое расположение. Мы это уже знаем из рис. 16 (верхний ряд). Однако посадка глаз “листолюбивых” животных будет зависеть от размера тела (рис. 16, нижний ряд). У мелких “листолюбивых” животных глаза будут направлены в разные стороны, поскольку окружающие листья слишком крупны для того, чтобы эти животные могли “просвечивать” их своим глазным “рентгеном”. Но чем “листолюбивые" животные крупнее, тем заметнее их глаза должны быть выдвинуты вперед. Таковы основные предсказания, вытекающие из моей “рентгеновской” теории, которые подытожены на рис. 19а.

Чтобы выяснить, подтверждают ли животные с рис. 18 эти прогнозы, я взял данные по всем 319 видам и, руководствуясь “Энциклопедией животного мира” Бернхарда Гржимека, а также сетевым ресурсом Animal Diversity Web, распределил все отряды млекопитающих (то есть приматов, хищников и так далее) по категориям в зависимости от их образа жизни (“лиственный”, “полулиственный” и “безлиственный”). Все виды отряда считались “лиственными”, если наиболее типичные его представители населяли местообитания, богатые листвой, — скажем, леса. Все виды отряда относились к “безлиственным”, если наиболее типичные его представители предпочитали открытые пространства — например, равнины, саванны. Некоторые отряды занимали промежуточное положение, и отнести их целиком к одной из двух категорий было затруднительно. Такие отряды я поместил в категорию “полулиственные”.

На рис. 19б показано распределение данных по трем этим группам, и сходство с предсказанием, отображенным на рис. 19а, мгновенно бросается в глаза. В “лиственных” отрядах значения конвергенции для разных видов увеличиваются пропорционально массе тела, а у видов, относящихся к “безлиственным” отрядам, конвергенция остается на постоянном и низком уровне. Данные по видам из “полулиственных” отрядов находятся посередине. На рис. 20а, 20б и 20в приведены более подробные данные для заинтересовавшихся читателей. В данном случае каждая точка на графике представляет не вид, а семейство, в то время как специальные знаки обозначают отряды, к которым то или иное семейство относится. Набранные мелким шрифтом цифры, которые следуют за названием отряда, указывают среднюю "лиственность” его представителей, причем каждый вид оценивается по следующей шкале: если предпочитает безлиственные территории — о баллов, если предпочитает леса — 2 балла, если в его описании упоминаются оба типа местообитаний — 1 балл.

Итак, судя по всему, назначение направленных вперед глаз — “рентгеновское” зрение! Во всех случаях, когда это выгодно, глаза животного оказываются скошенными вперед. А когда “рентгеновское” зрение бесполезно, глаза расходятся по бокам головы. Это и есть наилучшее доказательство того, что нашими собственными глазами, направленными прямо вперед, мы обязаны в первую очередь той могучей способности смотреть сквозь предметы, которой они нас наделяют. Вот почему люди, потерявшие один глаз, прекрасно обходятся без него в нашем лишенном зрительных помех мире. Вот почему мы не испытываем затруднений, играя в видеоигры с интерфейсом “от первого лица”, пока не забредем в виртуальные заросли. Просто не нанимайте циклопа в качестве проводника по джунглям, и все будет хорошо. Вот там-то одноглазые существа (а также существа с глазами, направленными в разные стороны) начинают испытывать трудности.

Так существует ли взаимосвязь между расположением глаз и хищным образом жизни? Хотя глаза оказываются направлены вперед вследствие зрительных помех, а не хищничества, некоторые хищники могут предпочитать лиственные местообитания. Поэтому возможно, что хищники с направленными вперед глазами встречаются не потому, что трехмерное стереоскопическое зрение им нужно для ловли добычи, а в силу их привязанности к густым зарослям.

Какое же место отводится трехмерной, стереоскопической картине мира, возникающей в пределах нашей бинокулярной области? Утверждаю ли я. что оно бесполезно? Конечно же нет. Вопрос не в том, полезно ли создаваемое бинокулярной областью стереоскопическое изображение. Даже у животных с глазами, направленными в стороны, имеется узкая бинокулярная область, позволяющая видеть мир в стерео-3D. Вопрос в другом: является ли 3D- зрение ключом к пониманию эволюции направленных вперед глаз? По-видимому, не является. Собственно говоря, если бы назначением такой посадки глаз было увеличить размер участка поля нашего зрения, который отведен под 3D-стерео, нам следовало бы ожидать результатов, противоположных тем, что представлены на рис. 19 и 20. В блокирующей среде каждый глаз воспринимает свою, особую картину мира не похожую на то, что видит другой глаз, а для точного стереоскопического зрительного восприятия нужно, чтобы оба глаза мидели практически одно и то же (под разным углом). Тем не менее два направленных вперед глаза могут воспринимать мир cтepeocкопически в беспреградной среде — то есть именно там, где "рентгеновское” зрение бессильно.

“Рентгеновское” зрение и стереоскопическое зрение — вещи взаимоисключающие. А из того, что глаза, направленные вперед, встречаются у животных, являющихся крупными “листолюбцами” (то есть живущих в среде, изобилующей помехами, где трехмерное восприятие затруднено, а для “рентгеновского” зрения, напротив, есть все условия), следует, что именно благодаря “рентгеновскому” зрению, а вовсе не стереоскопии, мы смотрим на мир прямо.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 18.

Данные по конвергенции относительно массы тела для 319 видов млекопитающих, взятые из диссертации д-ра Кристофера Хизи. Точки разбросаны по всей координатной плоскости, и это наглядно демонстрирует сложность задачи, стоящей перед тем, кто пытается объяснить, почему у одних животных глаза направлены вперед, а у других — в стороны. Единственная зацепка — отсутствие точек в верхнем левом углу диаграммы, то есть отсутствие очень маленьких животных с направленными вперед глазами. Этого следует ожидать в том случае, если перемещение глаз вперед эволюционно направлялось “рентгеновским" зрением, поскольку если вы очень малы, вам ничего не удастся обойти своим взглядом, и поэтому даже глаза, направленные вперед, не помогут вам видеть сквозь предметы. Не считая этого пробела, все прочие данные производят впечатление ужасающей неразберихи. Минута терпения, и мы увидим, как красиво они лягут, как только мы разделим животных на тех, кто предпочитает лиственные местообитания, и тех, кто живет на открытом пространстве.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 19.

а) Предсказания, вытекающие из моей "рентгеновской” гипотезы. Если эволюцией направленных вперед глаз действительно двигала потребность в “рентгеновском” зрении, следует ожидать, что у мелких “лиственных" животных глаза будут направлены в стороны, а у более крупных “листпенных" — вперед. У “безлиственных" же животных глаза должны быть всегда направлены в стороны, независимо от массы тела. б) Те же данные, что и на рис. 18, но теперь отдельно для “лиственных”, “полулиственных” и “безлиственных" животных. Разделение животных на эти категории производили исходя из типичного местообитания представителей всего отряда. Например, все виды приматов были отнесены к "лиственным", потому что в целом приматы — лесные обитатели. Можно видеть, что прогноз подтверждается. Те же тенденции обнаруживаются и в случае, если распределять животных по категориям на основании местообитаний, свойственных непосредственно видам.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле

Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле

Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 20.

Те же данные, что и на рис. 19, но теперь точками отмечены не виды, а семейства (группы близкородственных видов), и разнесены они по трем графикам: а) “лиственные", б) “полулиственные”, в) “безлиственные" семейства. На каждом графике форма точек обозначает отряд, к которому принадлежит то или иное семейство.



Заглядывая прямо в будущее


Эта глава начиналась с того, что вы превратились в белку, маленькую и перепуганную, и сильно пожалели о том, что подначивали своего друга воспользоваться “дурацкой игрушечной палочкой”. Удирая во весь дух от шимпанзе, вы заметили, что зрение у них как будто бы намного лучше вашего: вы не видели ни одного из преследователей, а они вас определенно видели, раз дышали вам в затылок на протяжении полумили. Ваше новое зрение оказалось неполноценным: вы готовы биться об заклад, что видели бы все совершенно иначе, если бы карабкались по кронам в человеческом обличье. Что же изменилось? Изменились помехи, точнее, ваш размер относительно размера листьев. Будь вы собой прежним, ваше “рентгеновское” зрение позволяло бы видеть сквозь листву. Но теперь вы белка, и ваше тело вместе с головой уменьшились. Следовательно, уменьшилось и расстояние между глазами, а значит, глазной “рентген” стал существенно менее эффективным. Вас теперь не только можно съесть в один присест. Вы в значительной мере ослепли, и ваша бинокулярная область сильно сузилась. Хорошо, что это был всего лишь кошмар, а в реальности у вас нет друзей, которые чуть что машут волшебной палочкой, когда их “берут на слабо”. Так что угроза внезапно уменьшиться в размерах исчезающе мала.

Однако существует другая, более реальная опасность, которая угрожает сверхспособностям, и это касается нас всех. Вы сами вряд ли сможете вдруг стать миниатюрными, но что если листья увеличатся? На первый взгляд, такая постановка вопроса может показаться параноидальной, однако именно это случится, если вы переселитесь из одного леса в другой, а у деревьев там листья гораздо шире. То же самое произойдет, если из леса вы переселитесь в любое местообитание современного человека, где на смену листьям пришли сплошные и непрозрачные стены, здания, диваны, автомобили. Несмотря на то, что большинство нас, горожан, никогда не жило в лесах, именно такой эволюционный “переезд" совершили наши предки. Вместо того чтобы уменьшаться самим, подобно Алисе в Стране чудес, мы увеличили помехи, загораживающие нам обзор. Наша (и Алисы) окружающая среда переместилась (рис. 16) из нижнего правого квадрата в нижний левый и из “блокирующей” стала “беспреградной” (оставшись при этом “лиственной”). И теперь мы с вами фактически циклопы: оба наших глаза показывают примерно одну и ту же картину, позволяя видеть лишь половину того, что мы могли бы видеть вокруг. А к своему глазному рентгену мы прибегаем в тех редких случаях, когда бродим по густому лесу или следим из кустов за соседями.

В нынешней среде обитания мы проигрываем тем животным, чьи глаза расположены по бокам головы. И это чудовищно унизительно: инопланетяне, наблюдающие за нами из своих укрытий в Неваде, наверняка поражаются, как это мы умудрились более семисот лет назад изобрести очки, чтобы лучше видеть перед собой, более четырехсот лет назад построить телескоп, чтобы видеть дальше, однако не проявляем ни малейшей заинтересованности в том, чтобы исправить самый серьезный недостаток своего зрения полнейшую неспособность видеть сзади. Возможно, именно потому, что этого мы не умеем, нам не видится здесь проблемы. В отличие от потребности в очках, которую мы прекрасно осознаем, наша задняя слепота не воспринимается как нечто, нуждающееся в исправлении. Мы не видим позади себя, вот нам и не приходит в голову заняться усовершенствованием того, чего нет. Единственное исключение — автомобильные зеркала заднего вида, но понять, что задний обзор может быть полезен и в тех случаях, когда мы сидим или ходим, нам по какой-то причине не удалось.

Можно ли как-нибудь исхитриться и подкорректировать свое зрение? Самым естественным биологическим решением было бы последовать примеру большинства животных, обитающих в беспреградной среде, и разместить глаза по бокам, как на рис. 21a. (Глаза посмеивающихся над нами высокомерных инопланетян, скорее всего, так и расположены, если только их мир, по случайному совпадению, не представляет собой такого же месива из листьев.) Возможно, в очень далекой перспективе — спустя десятки миллионов лет городской жизни — эволюция приведет нас к тому, что и наши глаза будут направлены в разные стороны (а уровень ДТП и разбойных нападений сзади резко упадет). Но можно ли уже сегодня сделать что-либо, чтобы наши направленные вперед глаза смотрели в разные стороны? По-видимому, нет. Даже если бы вы носили по бокам головы две камеры и каждая передавала бы изображение одному из ваших глаз, головной мозг не знал бы, что ему делать с этой информацией. Мозг может выстраивать целостное изображение только на основании данных, получаемых от двух глаз, глядящих в одном направлении. А когда мозг не может выстроить целостное изображение, он сдается и, как мы уже обсуждали выше, выдает восприятию бинокулярную конкуренцию. В качестве альтернативного решения можно было бы разместить по бокам головы два зеркала заднего вида. К ним вы смогли бы привыкнуть, однако и это не тот тип входного сигнала, какой наш мозг приспособлен получать. Данный подход можно было бы усовершенствовать, разместив по бокам головы две камеры заднего вида, которые передавали бы сигнал на миниатюрные компьютерные дисплеи, установленные на носу, так что информация от левой камеры транслировалась бы на экран на левой стороне носа, а информация от правой камеры — на экран на правой стороне носа. Так было бы найдено удачное применение тому, что нос в любом случае загораживает часть обзора: вы видели бы все, что находится позади, не упуская при этом из виду ничего перед собой.

Научиться видеть позади себя - задача, достойная усилий, и в рамках предложенных мною направлений возможен некоторый технологический прогресс, но мы должны отдавать себе отчет в том, что наши мозги вряд ли воспримут это с восторгом. Зато они охотно готовы к улучшению переднего обзора, так что стратегия усовершенствования нашего зрения может быть и иной: дайте мозгу то, что он хочет, и наслаждайтесь магией “рентгеновского” зрения.

Например, на увеличение “листьев” современного окружающего нас мира можно ответить увеличением самих себя — в первую очередь, расстояния между своими глазами. Представьте себе развитие у нас длинных глазных стебельков вроде изображенных на рис. 21б. И тут, в отличие от способности видеть сзади, техника вполне может помочь нам. Надо лишь установить две направленные вперед камеры по обе стороны головы и передавать изображение глазам через бинокулярные очки. Это похоже на обсуждавшиеся м данной главе глазные стебельки с рис. 8 и 9, но теперь они нужны не затем, чтобы смотреть сквозь выступающие части собственного тела, а для эффективного использования “рентгеновских" способностей в современном мире. Как я уже объяснял, обрабатывать подобные входящие сигналы — обычное дело для нашего мозга, потому что с его точки зрения эго будут нормальные сигналы, поступающие от нормальных глаз. Правда, сначала мир будет казаться мозгу меньше, чем он есть на самом деле — скажем, по неопытности вы можете принять автомобиль за игрушечную машинку (то есть решить, что это игрушечная машинка просвистела в нескольких сантиметрах перед вашим лицом, а не настоящий автомобиль проехал в нескольких метрах от вас). Но к этому вы быстро привыкли бы. На рис. 22 приведен простой пример: при помощи глаз, разнесенных на ширину обычного городского здания, мы могли бы видеть насквозь такой крупный предмет, как парусная яхта.

Представьте себе, например, полицейского на Таймс-сквер в канун Нового года. Что, если бы у него на голове был шлем, оснащенный двумя камерами, отстоящими друг от друга на ширину человеческого тела? В таком случае другие люди играли бы роль листьев в лесу, а наш полицейский оказался бы именно в такой блокирующей окружающей среде, для которой его зрительная система была отлажена. В толпе, изобилующей помехами для зрения, он видел бы гораздо лучше, чем полицейский, глаза которого расположены по бокам головы. Заметьте, полицейский с глазами, расположенными по бокам головы, если бы он там был, видел бы вдвое больше обычного полицейского с обычной посадкой глаз. Это означает, что полицейский с широко расставленными глазами получает по сравнению с обычным полицейским даже большее преимущество, чем то, какое получает животное с направленными вперед глазами по сравнению с животным, глаза которого по бокам головы. Иными словами, полицейский, чьи глаза разнесены шире обычного, совершает качественный скачок в зрении, эквивалентный превращению циклопа в существо с парой направленных вперед глаз в блокирующей среде. Зрение такого полицейского будет по сравнению со зрением окружающих его прохожих удвоенным, сверхрентгеновским, позволяющим видеть сквозь толпу.

Или давайте нарисуем в воображении новый способ смотреть на мир из-за руля автомобиля. Вместо того чтобы держать глаза внутри машины (тем самым, как я писал, уподобляясь животному с глазами во рту), мы можем установить по бокам кузова две направленные вперед камеры, пересылающие изображение глазам водителя, как у экскаватора на рис. 8. Наши мозги без труда обработают эту информацию и выдадут единую картину. Благодаря такому приспособлению мы не только сможем лучше видеть переднюю часть своего автомобиля (а также видеть сквозь нее, как если бы она была прозрачной), но и окажемся способны проникать взглядом сквозь другие автомобили и прочие предметы, близкие им по размеру. Нам больше не придется выворачивать себе шею, пытаясь разглядеть, что там впереди, за тем внедорожником: мы с легкостью просветим его своим глазным "рентгеном”, и дорога будет перед нами, как на ладони.

Ну и, наконец, представьте себе начальника охраны, высматривающего опасность. Тут две направленные вперед камеры можно разнести на всю ширину здания (или даже еще дальше друг от друга): это позволит нашему блюстителю порядка видеть единую картину того, что находится перед вверенным ему объектом. Такое межглазное расстояние даст ему возможность смотреть сквозь любой предмет размером с дом (а также с автомобиль, с человека), какой только окажется в поле зрения камер. Вместо того чтобы одновременно следить за показаниями сразу нескольких камер наблюдении (крайне противоестественное занятие), начальник охраны мог бы смотреть на свой участок так же, как если бы это был лес, и котором шла эволюция его глаз.

Итак, один из способов решения зрительной дилеммы — искусственное увеличение расстояния между глазами. Имеет смысл поинтересоваться, не пыталась ли и эволюция сделать что-либо подобное. Представьте, что вы мелкое животное: незначительно мельче, чем нужно, чтобы ваша узкая бинокулярная область могла приносить пользу наделять вас способностью к “рентгеновскому” зрению. Там, где вы живете, вас окружают листья, и ваши глаза направлены в стороны. Если бы входе эволюции вам удалось обзавестись чуть-чуть шире расставленными глазами, этого хватило бы уже для того, чтобы начать видеть сквозь предметы, которые попадают в пределы вашей бинокулярной области, и лучше ориентироваться в окружающем мире. То, на какое именно расстояние вам следует развести глаза, будет зависеть от распределения размеров листьев, характерного для вашего местообитания. Но в целом можно ожидать, что у мелких животных, обитающих среди листьев, расстояние между глазами будет больше, чем у животных одного с ними размера, но населяющих безлиственную среду. На рис. 23 показана зависимость межглазного расстояния от размера тела у “лиственных” и “безлиственных” животных. Заметно, что экстраполирующая прямая, показывающая расстояние между глазами у мелких животных из лиственных местообитаний, находится на графике выше аналогичной прямой для самых мелких представителей “безлиственной” группы. Кроме того, на рис. 23 можно увидеть вариабельность данного признака для обеих групп, и у “лиственных” животных разброс оказывается выше. Это связано с тем, что у “безлиственных” животных (как правило, имеющих глаза, направленные в стороны) межглазное расстояние жестко “привязано” к размеру головы, в то время как у “лиственных” видов (чаще имеющих направленные вперед глаза) этот параметр может быть отлажен более тонко в зависимости от диапазона, в котором варьирует размер листьев, свойственных местообитанию животного. Следовательно, эти данные намекают на то, что ради “рентгеновского” зрения эволюция могла манипулировать не только направлением глаз, но и расстоянием между ними.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 21.

Нынешняя прямая посадка наших глаз в сочетании с имеющимся расстоянием между ними не слишком хорошо справляется с помехами, которые создает для зрения современный мир. Здесь показаны три возможных решения проблемы. а) В ходе эволюции мы приобретем глаза по бокам головы. б) Эволюция приведет к увеличению расстояния между глазами (возможно, за счет появления глазных стебельков). в) Ну и, наконец, направленные вперед глаза снова станут нам полезны, если мы сменим местообитание на другое, богатое листвой, где размер помех будет меньше, чем расстояние между нашими глазами.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 22.

а) Пейзаж с яхтой на переднем плане, как бы его видели левый и правый глаз, если бы расстояние между ними было значительно больше нормального. б) Имея такое большое межглазное расстояние, можно видеть сквозь предметы намного большего размера, чем обычно. В данном случае мы видим насквозь целый парусник. Идея здесь в том, что, искусственно увеличив расстояние между глазами, мы усилили бы мощность своего "рентгеновского” зрения, что позволило бы ему функционировать даже в современной окружающей среде, где нам загораживают вид не листья, а люди, автомобили, самолеты, лодки и здания.


Обратите внимание и вот на что: лишь у немногих “лиственных” животных расстояние между глазами превышает ширину обычного листа (иными словами, в этой группе очень мало точек лежит выше пунктирной линии, отображающей средний размер листа), поскольку дальнейшее увеличение этого расстояния никоим образом не усилило бы “рентгеновские” способности. В конце концов, и нашему полицейскому с Таймс-сквер достаточно будет расставить глаза на ширину, немногим превышающую ширину человеческого тела. Разнеси он их дальше, это ничего не добавит к его способности видеть сквозь толпу, зато существенно затруднит (если не сказать больше) его способность продвигаться сквозь нее (“Эй, ты наступил на мой зрительный нерв”). На рис. 23 можно видеть, что у “лиственных” животных межглазное расстояние обычно остается в пределах размеров листьев, которые встречаются в лесах. При этом у “безлиственных” животных расстояние между глазами не показывает никакой зависимости от “листового режима” (то есть от размеров листьев, свойственных большинству местообитаний).

До сих пор мы обсуждали всего два пути дальнейшей эволюции, которые позволили бы нашему зрению лучше справиться с тем, что мы больше не живем в зарослях: обзавестись парой рыбьих глаз (то есть направленных в разные стороны) либо глазными стебельками. Минимум одно из этих преобразований — стебельки — мы могли бы технически сымитировать.

А вот в случае с рыбьими глазами технологии вряд ли придут нам на помощь, так как наш мозг не приспособлен воспринимать панорамные зрительные сигналы. Однако есть и третий способ получать больше информации о мире посредством глаз. Для этого требуется лишь изменить мир... добавив помехи. При нынешнем положении дел дальнейшее заполнение окружающего мира новыми преградами ухудшило бы наши зрительные способности. Даже если бы эти помехи были организованы так, чтобы вы всегда могли видеть сквозь них, вы видели бы только сквозь один загораживающий слой и, кроме того, не смогли бы видеть находящееся за ним в формате стерео-3В и уж совсем мало видели бы и того, что находится позади второго слоя помех (почти все, что видно сквозь первый слой, вы видели бы только одним глазом и потому были бы лишены бинокулярного взгляда на второй слой). Спору нет, это дало бы нам большое преимущество перед чужаками, глаза которых направлены в стороны, но стоит ли усложнять себе жизнь только затем, чтобы какой-нибудь заскочившей к нам в гости рыбе было еще хуже, чем нам? А можно ли добавить зрительные помехи в наш мир каким-то таким образом, чтобы это действительно позволило нам видеть лучше (в данном случае это означает “больше”), чем теперь (рис. 21в)? Существует ли способ так изменить среду своего обитания, чтобы извлечь из способности видеть сразу два слоя в любом заданном направлении максимальную выгоду? Загвоздка в том, чтобы научиться создавать информативные помехи, причем только там, где они ничего от нас не закрывают. Для загораживания помехами должны хорошо подойти плоские и непрозрачные предметы: фотография, доска объявлений, компьютерный или телевизионный экран... Если вы разместите информативные помехи перед такими предметами, эти помехи ничего от вас не скроют — пусть они лишат вас возможности видеть объемно, но ведь плоские объекты не являются объемными по определению. Вам не надо видеть плоские предметы в формате стерео-30 — это не даст вам о них дополнительной информации. И хотя, в принципе, лишний хлам снижает вашу способность видеть сквозь другие предметы, плоские экраны вроде дисплея компьютера не имеют прорех, так что за ними вы в любом случае не могли бы ничего увидеть. Найдя способ разместить информативные помехи перед листом бумаги или плоским экраном, вы смогли бы окупить свое “рентгеновское” зрение, превратившееся в бесполезный рудимент.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 23.

Животным из лиственных местообитаний полезнее широко расставленные глаза: они нужны им для более эффективного использования своих “рентгеновских” способностей. Однако нет никакой необходимости в том, чтобы межглазное расстояние превышало ширину самых крупных листьев. Вот почему мы исходим из предположения, что у мелких “лиственных” животных глаза расставлены шире, чем у их “безлиственных” собратьев сходного размера. Также можно ожидать, что глаза крупных “лиственных" животных посажены ближе, чем глаза крупных “безлиственных" животных, — в первом случае расстояние между глазами не будет существенно превышать размер самых крупных из свойственных данному местообитанию листьев. Пунктирной линией обозначено значение среднего размера листа листопадного дерева, взятое из “Иллюстрированной энциклопедии деревьев” Джона Уайта и Дэвида Мора. Серым выделена область, соответствующая размерам листьев, которые встречаются в природе. Серая область над пунктирной линией поднимается на рисунке до величины среднеквадратичного отклонения, показывая, в каких пределах варьируют размеры листьев крупнее средних. Вся область ниже пунктирной линии закрашена серым, поскольку в лесах встречаются, помимо крупных листьев, растительные объекты меньшего размера (молодые листья, тонкие ветви и так далее). Обратите внимание на то, что у “лиственных" животных, в отличие от “безлиственных”, данные по межглазному расстоянию сгруппированы в пределах размеров листьев, встречающихся в лесах. Это показатели, свойственные тем же 319 видам, взятым из диссертации Хизи, за исключением данных по “полулиственным” животным (на рисунке не представлены, показывают промежуточные результаты).


Начнем с доски объявлений. Она представляет собой не что иное, как большое количество информации, организованной на плоской поверхности. Нет смысла видеть эту информацию в 3D и при этом не иметь возможности видеть сквозь нее. Здесь достаточно и одного глаза: второй работает вхолостую. Ну что, дадим и ему какое-нибудь полезное дело? Попробуйте принести на работу куст и переколоть или переклеить весь материал с доски объявлений на его листья. Убедитесь в том, что листья вашего куста расположены в несколько слоев и прикрепляйте самоклеющиеся цветные бумажки как к внешним, так и к внутренним листьям. Если вы располагаете садовой лопаткой и работаете в изобилующем растительностью технопарке, то, экспериментируя с различными кустами, рано или поздно вы найдете именно такой, какой вам нужен: с листьями, размер которых соответствует формату липкой бумаги для заметок, и при этом не слишком густой, не слишком редкий и не слишком колючий. Вы можете развернуть все объявления в одном направлении или же расположить их так, чтобы увидеть все можно было, только обойдя вокруг растения. В обоих случаях одного взгляда на этот "куст объявлений” будет достаточно для считывания сразу нескольких слоев информации, что поможет вашему “рентгеновскому" зрению проявить себя достойным образом (а также даст прекрасную тему для разговоров).

А вот другая идея: разработать узкий и длинный вертикальный компьютерный экран и поместить его перед обычным монитором вашего компьютера, чтобы вы могли смотреть сквозь него, аналогично тому, как смотрите сквозь поднятую авторучку. Отличие узкого экрана от авторучки, однако, в том, что на него можно передавать дополнительную информацию, не закрывая при этом информацию на обычном компьютерном дисплее. Это может быть очень важно для представителей таких профессий, как биржевые брокеры или пилоты воздушных лайнеров, то есть тех, кому бывает трудно уместить всю необходимую информацию в рамки своего поля зрения. Узкий вертикальный экран едва ли позволит вам задействовать все возможности глазного “рентгена”, но может оказаться ценным дополнением. Представьте себе бегущие по экрану биржевые котировки и цветовые сигналы, привлекающие ваше внимание и подсказывающие, когда следует сфокусировать взгляд на этом экране, а когда на том, который сзади. В качестве альтернативного подхода можно было бы воспользоваться парой плоских мониторов, приставленных друг к другу в форме клина таким образом, чтобы правому глазу был виден только экран справа, а левому — только слева. Для наглядности можно нарисовать восьмерку, а после — знак “меньше”:


8 <


Две петли восьмерки обозначают ваши глаза, а знак символизирует два экрана, состыкованные в точке неподалеку от вашего носа. Эта методика извлекает пользу из того факта, что, глядя сквозь какой-либо предмет, мы видим не две копии этого предмета, а два его вида из разных точек. Клин, составленный из двух дисплеев, удвоил бы доступную глазам информацию по сравнению с единственным, развернутым прямо к вам, экраном, хотя при этом вы не могли бы сфокусировать глаза на одном из мониторов, чтобы он перестал быть “прозрачным”. (Кроме того, у мониторов может быть различная глубина, в связи с чем проблематично сделать так, чтобы они оба были в фокусе.) С чего бы вы ни начали, с “узкой полоски” или с “клина”, — если это работает, зачем останавливаться на достигнутом? Можно добавить еще несколько мониторов, расположив их наподобие частокола с рис. 15, и эксплуатировать свое “рентгеновское” зрение полностью.

Возможно, в один прекрасный день мы сможем по дороге на работу смотреть сквозь едущий перед нами транспорт. Затем, выйдя из машины, надевать глазные стебельки, похожие на улиточьи, чтобы видеть сквозь людей, шагая по улице к офису. Оставив пальто и стебельки на вешалке у входа, мы направимся к кусту объявлений, чтобы освежить в памяти программу на сегодня, после чего усядемся перед компьютером со множеством перекрывающихся экранов. Поживем — увидим. Надеюсь только, что мы придумаем еще множество способов оживить свои утраченные “рентгеновские” способности и пользоваться ими.



Зри глубже


Если бы глаза стоили дешево, мы могли бы иметь одну пару, направленную вперед, другую — направленную назад, и, гулять так гулять, еще по глазу по бокам головы. В таком случае мы обладали бы не только панорамным обзором, но и “рентгеновскими” способностями на всех участках поля зрения. Некоторые членистоногие сумели разжиться чем-то в таком духе: у многих пауков имеется четыре пары глаз, каждая из которых смотрит либо вперед, либо в сторону. А у мечехвостов десять глаз: спереди, сзади и вдоль хвоста, причем некоторые из них парные, а некоторые одиночные, на циклопий манер.

Однако наши глаза — в частности, обеспечивающая их работу нервная ткань — недешевы. Во всяком случае, эволюции, судя по всему, еще ни разу не удавалось создать таких млекопитающих, которые имели бы более двух глаз. Следовательно, мы обречены вечно вести игру с нулевой суммой, когда животное, желающее, чтобы оба его глаза смотрели в одном направлении, должно смириться с полной потерей зрения в другом направлении. Какие же преимущества дает такая однонаправленность глаз, что она перевешивает неудобства от полной слепоты со всех остальных сторон? На первый взгляд, никаких: любое количественное улучшение переднего обзора наверняка не будет стоить качественной утраты заднего. И вот тут нам на выручку приходит “рентгеновское” зрение, которое способно объяснить, почему оба наших глаза направлены вперед. В этой главе мы увидели, что рентгеновское зрение позволяет распознать больше объектов окружающего мира по сравнению с панорамным зрением, но только при условии, что мы живем в зарослях, где листья меньше, чем расстояние между нашими глазами (то есть если мы крупные и “листолюбивые”). Глазной “рентген” с лихвой компенсирует недостатки слепоты сзади, потому что он открывает перед нами новый зрительный слой. А воспринимать сразу два слоя в одном направлении — это все равно что иметь два лазера, которые вместе могут просвечивать окружающие предметы, а по отдельности на это не способны.

ГЛАВА 3. Ясновидение



Динго, желтый пес Динго, вечно голодный, скрипя зубами, побежал за кенгуру, который улепетывал от него во всю прыть.

Здесь, милые мои, кончается первая часть сказки!

Кенгуру бежал через пустыню, бежал по горам и долам, по полям и лесам, по колючкам и кочкам, бежал, пока у него не заболели передние ноги. Что поделать!

За ним бежал Динго, желтый пес Динго, вечно голодный, скрежетавший зубами. Он не догонял кенгуру и не отставал от него, а все бежал и бежал.

Что поделать! Редьярд Киплинг “Приключения старого кенгуру"[6]


Наш глаз — это магический кристалл


Издавна считается, будто шары из стекла обладают волшебными свойствами — в частности, могут наделять человека способностью видеть будущее. По старинке мы все еще называем их “магическими кристаллами". Такой типичный кристалл изображен на рис. 1 на фоне множества экранов. Как видно на этом рисунке, шар искажает картину за ним. Понятия не имею, отчего их считали волшебными: они, конечно, симпатичные, а те из них, которые размером с бейсбольный мяч, можно зашвырнуть гораздо дальше, чем кажется на первый взгляд. Подозреваю, что если бы в Европе хрустальные шары росли на деревьях или были рассыпаны вдоль побережий, древние друиды избрали бы что-нибудь другое в качестве инструмента ворожбы. Но в те времена добиться абсолютной прозрачности и идеальной сферической формы было непросто, так что дефицит магических кристаллов способствовал колдовскому имиджу. Сейчас шары идут в интернете по 24,99 доллара штука и ажиотажа не вызывают. Так, на сайте Amazon.com мне не удалось найти ни одного покупательского отзыва о товарах этой категории, в то время как на первую попавшуюся зубную щетку отзывов оказалось целых два (один был озаглавлен “Обалденные щетки”, а второй “Пользуюсь только ими!”).

Но хотя хрустальные шары и не такие обалденные, как некогда казалось людям, последние исследования говорят о том, что существуют настоящие магические кристаллы внутри наших собственных глаз. В ходе эволюции глаз и зрительной системы мы выработали у себя способность буквально видеть будущее. И это не исключительный дар, который проявляется только от случая к случаю. Отнюдь нет. Эта провидческая способность затрагивает практически любую нашу деятельность. И не только нашу, но и наших предков-приматов, и, вероятно, большинства позвоночных.

Может показаться, что с “предвидением” я загнул, но давайте задумаемся о предмысливании будущего. Вы думаете о будущем постоянно. Некоторые догадки не подтверждаются, но многие оказываются верными. Прямо сейчас я думаю, что мой крошка-сын проснется завтра в семь часов утра, и это предсказание с высокой вероятностью сбудется. Итак, шарлатанства в предмысливании будущего нет. А зрительное восприятие — всего лишь особая разновидность мыслительного процесса, когда в нашей голове проносятся не слова, а образы. Так что идея насчет предвидения выглядит не такой уж безумной, если под предвидением мы имеем в виду создаваемые зрительной системой картинки, показывающие, как мир будет выглядеть в будущем, — ну и, разумеется, если мы отдаем себе отчет в том, что эти картинки могут оказаться ошибочными.

Однако “не такая уж безумная” не значит “убедительная”, и уж тем более “истинная”. Где же они, эти якобы магические кристаллы, наделяющие нас даром видеть будущее? В наших глазах и головном мозге, где же еще! Но только всматриваться в них бесполезно. Магическим кристаллом своей зрительной системы каждый может пользоваться только самолично и только когда смотрит на подходящее для этого изображение. Например, глядя на рис. 1, вы можете любоваться плодами своих провидческих способностей. То, что вы видите, отличается от того, что там есть на самом деле. Говоря конкретнее, вы видите, что две вертикальные линии выгибаются в стороны от центра, в то время как в действительности они параллельны. Видимая вами картина — предчувствие. Некоторые читатели, наверное, задаются вопросом: “Так это ваше предвидение будущего?” А что вы ожидали увидеть? Инопланетные корабли, обстреливающие Парк-авеню? Покуда мы не способны предсказывать будущее в том смысле, что понятия не имеем, насколько далеко нам придется завтра парковаться, картинки наподобие рис. 1б действительно могут вызвать восприятие будущего.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 1.

а) Бесполезно вглядываться в хрустальный шар. чтобы увидеть будущее: это не даст ничего, кроме непрекращающогося головокружения и искореженного изображения настоящего, б) Зато вы можете увидеть будущее на рисунках вроде этого, называемого иллюзией Геринга. Эволюция позаботилась о том, чтобы подобные изображения вызывали предчувствие ближайшего будущего.


В этой главе пойдет речь о том, что история наших провидческих способностей тесно переплетена с загадкой зрительных иллюзий. Вопреки распространенному взгляду на природу зрительных иллюзий (он основывается на предположении, будто они возникают оттого, что головной мозг пытается видеть мир в трех измерениях и натыкается на ошибку, поскольку зрительные стимулы являются плоскими картинками на бумаге), я утверждаю, что иллюзии возникают по той причине, что мозг пытается видеть будущее и создавать образы, согласующиеся с настоящим. Он полагает, что изображенные на рисунках с иллюзиями стимулы являются динамическими, и преподносит их нам соответственно. Ошибка же возникает потому, что в действительности эти стимулы — картинки на бумаге. К концу главы мы увидим, что моя гипотеза о предвидении будущего позволяет построить “теорию великого объединения” зрительных иллюзий (которую я подробно изложил в своих публикациях в журналах “Персепшен” и “Когнитив сайенс”).



Прошу прощения за свою эволюцию


Глаза появились более полумиллиарда лет назад. Если бы вам представилась возможность поболтать со своими далекими предками, то, улучив паузу в их нескончаемом нытье по поводу того, как нелегко приходилось им в те времена, вы могли бы проговориться, что люди подвержены неверному восприятию некоторых вещей (например, рис. 1б или еще более впечатляющих иллюзий на рис. 2). Эти изображения просты, проще некуда — они состоят из небольшого числа прямых линий, — но мы по-прежнему не в состоянии верно воспринимать их, несмотря на миллионы лет эволюции. Воображаю разочарование ваших предков!

Возможно, вы попытались бы загладить вину отговорками, что иллюзии — всего лишь дурацкие картинки, а вы созданы для существования в трехмерном пространстве и в реальности таких просчетов не допускаете. Однако и в трехмерных моделях иллюзии остаются иллюзиями. Например, иллюзия с рис. 1б имела бы место и в том случае, если бы две вертикальные линии были шестами, установленными на фоне разрисованного коридора: ведь ваша зрительная система всегда исходит из допущения, что рисунки изображают трехмерные картины (в конце концов, именно ради восприятия трехмерных картин она и возникла). Рис. 2б еще сильнее напоминает участок коридора. Если бы вы очутились перед такой картиной и реальности, вам все равно бы казалось, что правая серая линия идет вверх и вниз по полю зрения дальше, чем левая. В раздражении на самого себя за “глюки” вы бормочете что-то про важную встречу и поспешно откланиваетесь, едва успевая услышать вдогонку, как ваш предок просит снова разбудить его еще через полмиллиарда лет.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле

Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 2.

а) Один из вариантов иллюзии Орбисона (впервые открытой Эренштейном). Квадраты кажутся искривленными, выпяченными наружу, хотя в действительности таковыми не являются. Эта иллюзия основывается на тех же ошибках восприятия, что и рис. 1б, но представленная здесь решетка позволяет рассмотреть все многообразие искажений, вызываемых фоном из расходящихся лучей. б) Разновидность иллюзий Мюллера — Лайера и Монцо. Две серые вертикальные линии на самом деле имеют одинаковую длину.


Так почему мы подвержены иллюзиям? Кто-то, вероятно, удовольствуется объяснением, что такие проявления ложного восприятия — просто ошибки, выдающие несовершенство нашего устройства. Эволюция не создает абсолютно оптимальных механизмов — вот и все, говорить больше не о чем. Пусть так, но разве желать корректно воспринимать простое сочетание нескольких прямых — это много? Разве для этого нужен "навороченный” мозг? Нет причин полагать, что для зрительной обработки таких простых изображений требуются запредельные технологии. Должны ли мы уверовать, будто эволюционные силы, способные создать животный мир во всем его многообразии и сложности — мир морских звезд, кальмаров, пауков, скатов и скунсов, — спасовали перед созданием такой зрительной системы, которая могла бы, не напортачив, распознать несколько линий? Если вам в голову приходят подобные мысли, советую оглядеться и подумать еще разок, чтобы признать: пока не найдутся по-настоящему хорошие аргументы и фактические доказательства в пользу теории ошибки эволюции, следует исходить из того, что это мы пока еще не додумались, чем же данное устройство хорошо. Как правило, примеры якобы плохого устройства — верный признак назревающих великих открытий.

Зрительные иллюзии (рис. 1 и 2) определенно вызывают у нас ошибочное восприятие действительности. Однако, как мы указывали, ошибки восприятия могут иметь цель: возможно, нам важнее видеть не точное, "фотографическое” отображение окружающего мира, а картины, которые способствуют наиболее подходящему в той или иной ситуации поведению. Иллюзии, которые мы видим на рис. 1 и 2, могут быть полезны. Тем не менее, чтобы поверить в это, нам потребуются сильные аргументы, поддерживаемые фактическими доказательствами: хотя иллюзии в принципе бывают полезными, истина обычно приносит больше. Скажем, когда перед вами дерево, вашему головному мозгу, если он стремится к быстрой и адекватной поведенческой реакции, в большинстве случаев полезнее всего видеть именно дерево, а не воронку из радуги или еще что-нибудь. Вот почему, хотя полезные иллюзии возможны, я не вижу оснований думать, что рис. 1 и 2 относится к их числу.

Итак, мы пришли к тому, что данные иллюзии, по всей вероятности, не являются ни результатом нашего несовершенства, ни удобными фикциями. Что же но? Факты упрямая вещь: то, что мы видим на рис. 1 и 2, ошибки, не согласующиеся с реальностью. Но вовсе не обязательно причина этих ошибок кроется в несовершенстве нашего с вами устройства. Предлагаемое мною объяснение будет другим: когда мы встречаемся с такими картинками в жизни, в реальном мире, мы находимся в движении, и то, что в случае статичных изображений, приведенных выше, является ошибкой, и реальности оказывается верным восприятием. Следовательно, по моему мнению, мы совершаем ошибки восприятия только тогда, когда сталкиваемся с неестественными зрительными раздражителями (в данном случае с такими, которые в естественных условиях встречаются нам при движении). Зрительные иллюзии возникают, когда картины, выстраиваемые мозгом, не соответствуют тому, что на самом деле у нас перед глазами. Но мозг выстраивает эти картины именно потому, что в естественных условиях они оказываются ближе всего к правде об окружающем мире. Почему это так? К ответу нам предстоит прийти в данной главе. Ключевым понятием в этой истории с иллюзиями является движение. О нем мы прежде всего и поговорим.



Затупившееся лезвие времени


Настоящее — это тонкое лезвие ножа, непрерывно скользящее вперед. Важнейшая информация о настоящем заключена в нем самом, однако пока вы успеваете осмыслить эту информацию, ее уже нельзя использовать, поскольку к тому моменту она становится информацией о прошлом. Как же нам удается жить в настоящем и не выглядеть по-идиотски? Как удается не ударяться о каждый появляющийся на пути предмет? Как удается давать деру от льва до того, как тот прыгнет? Как нам удается остроумно пошутить во время ужина, прежде чем разговор перейдет на другую тему?

Один из способов решить эту проблему — жить в крайне статичных окружающих условиях. Если мир не меняется никогда или почти никогда, то время похоже не столько на лезвие ножа, сколько на широкий обеденный стол. Или, если у вашей окружающей среды имеются какие-то быстро меняющиеся параметры, постарайтесь сделать так, чтобы вас они не касались. Растения пошли этим путем, и потому опасность выглядеть глупо им не грозит.

Но как быть, если вы живете в динамично меняющемся окружении или сами динамически его меняете, то есть двигаетесь? Наилучшим способом одолеть эту трудность было бы сделать так, чтобы для всех, кроме вас, время замерло. Чтобы сесть и тщательно все обдумать, а потом, хорошенько подготовившись, снова включить время. Герой Билла Мюррея в фильме “День сурка” делает по сути то же самое. Только вместо того, чтобы останавливать время, ему и остальным приходится вновь проживать один и тот же день, и лишь он один помнит о том, что этот день уже был. К концу фильма герой становится практически всемогущим.

Загонять окружающих в странные временные петли — это задача для научных фантастов, так что лучше рассмотрим другое решение. Представьте, что вы обладаете способностью предвидеть то, что произойдет вокруг вас в следующие десять минут. Итак, у вас есть десять минут на то, чтобы спланировать все моменты, когда произнесенные ними за праздничным столом остроты прозвучат уместно. Это избавляет нас от необходимости научно-фантастических манипуляций со временем. Впрочем, и прорицательские способности на практике не реализуемы, с той лишь разницей... С той лишь разницей, что в том, чтобы знать, что произойдет позже, и действовать в соответствии с этими знаниями, нет ничего фантастического: мы делаем это постоянно. Я не говорю сейчас ни о зрении, ни о зрительных иллюзиях, ни о проблеме предвидения будущего, которой посвящена данная глава. Я веду речь о простом факте: прежде чем сделать что-либо, мы нередко это планируем и репетируем. Если вы знаете, что через неделю у вас доклад, то в течение ближайшей недели вы будете к нему готовиться. Вот и все. Никакой мистики. Таким образом, знание будущего может быть не менее эффективным, чем власть над временем, но при этом оно гораздо более осуществимо в реальности. Зная будущее, вы ожидаете его, готовитесь к нему и действуете разумно, когда оно наступает. Вот так животные справляются с проблемой тонкого лезвия времени.

Давайте рассмотрим зрительное восприятие в свете вышесказанного. Мы, как и наши обладающие зрением собратья-животные, например Кенгуру и Динго из сказки Киплинга, определенно не являемся овощами, пребывающими в неизменном мире. Мы бегаем, прыгаем, ползаем, зарываемся в землю, болтаемся на ветках и летаем, и, следовательно, настоящее, с которым приходится иметь дело нашему зрению, остро, как лезвие бритвы. Если в некий момент времени t зрительная система генерирует изображение окружающего мира, то было бы неплохо, если бы получившееся изображение точно передавало положение дел в момент времени t. Такую зрительную систему можно было бы назвать “умным прибором”. Но как этого добиться? Ведь когда на основе информации, которую сетчатка получает в момент времени t, будет построено изображение, момент t окажется в прошлом! Иными словами, свет достигает глаза в момент времени t1 но соответствующее изображение мозг выстраивает в более поздний момент t2 Отсюда следует, что увидеть мир в момент t1 вы сможете не раньше, чем наступит t2 В конечном счете ваше восприятие рассказывает вам о прошлом, а не о настоящем.

Прежде мы пришли к очевидному выводу: зная будущее, можно загодя подготовиться к нему и, как только оно настанет, действовать осмотрительно. Если человек (или его зрительная система) знает, что случится, мозг в состоянии выстроить правильную картину зрительного восприятия в нужный момент: такую картину, которая будет информировать вас о том, что происходит сейчас, а не о том, что происходило в момент, который только что умчался. Если ваш мозг успешно справится с этой задачей, то вы будете видеть настоящее (рис. 3б), а не недавнее прошлое (рис. 3а). Иными словами, когда свет достигает сетчатки в момент времени t1 головному мозгу следует показывать вам не то, что происходит в момент t1 а то, что, вероятно, произойдет в момент t2 — тогда, когда выстраивание изображения завершится. Для того, чтобы видеть настоящее, необходимо предвидеть будущее!

Действительно ли наш мозг работает так медленно, что мы вынуждены прибегать к ясновидению? Сколько времени требуется зрительной системе, чтобы обработать световые сигналы и получить годное для восприятия изображение? Ответ: около десятой доли секунды. Если бы мы, не мудрствуя лукаво, воспринимали происходящее на основании попадающего на сетчатку света, то наше зрительное восприятие показывало бы нам то, каким мир был одну десятую секунды назад. Одна десятая секунды кажется вам не стоящей беспокойства мелочью? В таком случае просто представьте себе такое действие, как ходьба. Даже если вы раздражающе медленно плететесь со скоростью метр в секунду, за одну десятую секунды вы проходите десять сантиметров. И если бы ваш мозг не озаботился предвидением будущего, любой предмет, появляющийся в радиусе десяти сантиметров от вас, вы замечали бы, только миновав его (или врезавшись в него). Это несоответствие станет гораздо более плачевным, если вы перейдете на бег. А теперь представьте, что вам нужно поймать мяч, который летит в вас со скоростью десять метров в секунду. Если вы не будете компенсировать задержку работы мозга при помощи предвидения, то сможете узнать, что мяч находится перед вами на удобном для захвата расстоянии одного метра, когда он уже переместится на метр относительно данной точки и примерно на 25° относительно соответствующей ей точки поля вашего зрения.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 3.

а) Девушка, которая пытается поймать, мяч, но при этом не обладает способностью предвидеть будущее и таким образом воспринимать настоящее. В тот момент, когда она видит, что мяч еще не долетел до нее, он уже бьет ее по лбу. б) Девушка, способная предвидеть будущее, воспринимает ту же картину, что и девушка с рисунка (а), но именно тогда, когда мяч находится на видимом ею расстоянии. Следовательно, она способна поймать его.


Наши провидческие способности наглядно проявляются в простом эксперименте, придуманном в 90-х годах доктором Роми Ниджхаваном, ныне работающим в Университете Суссекса. В этом опыте электрическая лампочка вспыхивает в тот момент, когда мимо нее проходит шар (рис. 4а). Хотя это происходит на самом деле, мы видим вспышку уже после того, как шар проходит мимо лампочки (рис. 4б). В связи с тем, что нам кажется, будто вспышка отстает от шара, данная особенность восприятия получила название “эффекта запаздывающей вспышки”. А такие исследователи, как профессор Дэвид Элейс из Университета Сиднея и профессор Дэвид Бэрр из Флорентийского университета показали, что этот эффект обнаруживается даже тогда, когда движущийся предмет, или вспышку, или сразу оба эти стимула испытуемый не видит, а только слышит.

Отчего так? Чтобы воспринимать настоящее, мы должны иметь возможность в момент времени t видеть истинное (для t) местонахождение шара — так же, как мы видим мяч на рис. 3б. Движение предметов предсказуемо, и мозг в состоянии рассчитать, где шар окажется через десятую долю секунды. Вспышку же предсказать нельзя, и поэтому мы видим ее только спустя одну десятую секунды после того, как она произойдет. Однако за этот отрезок времени шар уже успевает пройти мимо лампочки. А это значит, что в момент, когда вы увидите вспышку, шар в вашем восприятии уже переместиться дальше.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 4.

а) Что происходит на самом деле во время эксперимента с запаздывающей вспышкой, придуманного Роми Ниджхаваном Вспышка происходит в тот момент, когда движущийся объект проходит рядом с ней, б) А вот как вы воспринимаете местоположение объекта в момент вспышки Вы видите вспышку уже после того, как объект прошел мимо. Правдоподобное объяснение, предложенное Ниджхаваном, таково: мы видим настоящее движущегося объекта, но не вспышки, а когда восприятие вспышки в конце концов формируется (на это уходит одна десятая секунды, тем временем объект перемещается дальше), наше восприятие движущегося объекта соответствует его новому местонахождению - не на уровне вспышки, а слегка за ней.


Доктор Дональд Маккей в 1958 году обнаружил сходное явление — правда, его значимость для временных закономерностей восприятия тогда не была оценена. Вы можете воспроизвести этот эксперимент, когда в следующий раз отправитесь на дискотеку. Прихватите с собой зажженный факел (ну, сигареты или карманного фонарика будет достаточно). Дождитесь песни “Ночная лихорадка” и, как только замигает стробоскоп, машите факелом что есть силы. Вы заметите то же, что заметил Маккей (он, правда, выяснил это другим способом — в лаборатории при помощи осциллографа): рукоятка факела, видимая только во время стробоскопических вспышек, кажется отсоединенной от его горящей части. Она будто не поспевает за огнем! (Эта иллюзия также поможет вам ошеломить не интересующихся наукой вышибал и даст вам время сбежать.) Здесь работает тот же принцип, что и при эффекте запаздывающей вспышки: в роли движущегося объекта в данном случае выступает пламя (потому что его все время видно), а лампочке соответствует рукоятка (поскольку она видна только в отдельные моменты, во время вспышек стробоскопа).

В случае эффекта запаздывающей вспышки речь идет о том, где, в какой точке вашего зрительного поля вы видите движущийся объект относительно мигающего. Ну а что насчет свойств предметов помимо их местонахождения? Представьте себе, например, что объект неподвижен, но его окраска быстро меняется от красного к синему. Представьте также, что в момент, когда он принимает строго определенный опенок пурпурного, находящийся рядом бесцветный объект на мгновение вспыхивает точно тем же оттенком. Какого цвета вам покажется в это мгновение первый объект? Бхавин Шет, Роми Ниджхаван и Синсукэ Симодзе из Калифорнийского технологического института показали, что, как и при эффекте запаздывающей вспышки, объект, вспыхивающий пурпурным, выглядит отстающим. То есть, несмотря на то, что он вспыхивает именно тогда, когда объект, меняющий окраску, приобретает тот же самый оттенок, наблюдателю кажется, что окраска меняющего цвет объекта к тому времени уже прошла эту стадию и стала более синей. Шет, Ниджхаван и Симодзе обнаружили тот же эффект и для ряда других показателей (в том числе для яркости и даже для формы украшающего объекты орнамента).

Неумолимая поступь времени заставила нас выработать способность к предвидению: ведь только видя будущее, мы можем воспринимать настоящее. Явления, подобные эффекту запаздывающей вспышки, стали одними из первых свидетельств, доказывающих наличие у нас умения видеть настоящее точно вовремя, и это только начало. Ниже я расскажу о фактах, подтверждающих эту нашу способность, и объясню, как зрительные иллюзии (например, на рис. 1 и 2) являются ее следствием. Но мне бы не хотелось, чтобы у вас осталось впечатление, будто способность предвидеть будущее — это бремя. Напротив, мы должны считать ее выгодным приобретением. Сейчас объясню, почему.



Мой суперкомпьютер работает медленно


- Это быстрый компьютер? — спросил я продавца.

- А то.

- Ничего, если мы его включим?

- Да не вопрос. — Продавец нажал кнопку, и жесткий диск зажужжал.

Полторы минуты спустя компьютер был готов к работе. “Чертовски долго для быстрого компьютера, думал я тем временем. — Кажется, в 8о-х годах мой компьютер грузился и то быстрее”.

Разработчики компьютеров желают, чтобы их программы выделывали всякие крутые штуки, и чем дольше удастся заставить пользователя ждать, тем эффектней программное обеспечение сможет проявить себя за имеющийся в его распоряжении промежуток времени. А люди вполне готовы смириться с продолжительным ожиданием, и компьютерщики, судя по всему, в курсе. Похоже, по мере появления все более быстродействующих компьютеров они не говорят: “Теперь мы можем делать то же самое практически мгновенно”. Вместо этого они как будто бы рассуждают так: “Давайте-ка придумаем, что бы еще мог показать компьютер, пока пользователь ждет”.

Если поразмыслить, дети функционируют примерно по тому же принципу. У трехлетнего ребенка подготовка к купанию занимает уйму времени: только на то, чтобы снять носки, иногда уходит целая минута. Но вот моей дочке уже пять, и я заметил, что она, будучи вполне способна раздеться молниеносно, тратит столько же (а то и больше) времени, прежде чем присоединиться к своему младшему брату, плещущемуся в ванне. Не желая использовать свои усовершенствованные моторные навыки для более организованного перехода к водным процедурам, она расходует столько же времени, сколько привыкла (и сколько, как она уже знает, ей позволяется), чтобы дольше валять дурака.

Подозреваю, что со зрением дело обстоит примерно так же. Нам, животным, требуются зрительные системы, способные производить в уме необычайно сложные вычисления, результаты которых отображались бы в виде полезного для нас визуального восприятия. Именно такие зрительные системы формирует естественный отбор. Вопрос только в том, сколько времени “позволяется” потратить головному мозгу на выстраивание воспринимаемого нами изображения. Ответ на этот вопрос зависит в первую очередь от окружающей среды и того, насколько она предсказуема. Тут среда среде рознь: от непредсказуемой Нью-Йоркской фондовой биржи до предсказуемых перемещений мяча туда-сюда во время теннисного матча. Чем предсказуемее среда, тем точнее мозг способен предвидеть будущее, тем больше он может “выторговать” себе времени на построение картинки. То есть вполне может быть так, что наш мозг, подобно инженерам-компьютерщикам и пятилетним купальщикам, нацелен не на уменьшение задержки, необходимой для зрительного восприятия, а на ее увеличение (путем интенсификации провидческих способностей), чтобы высвободить больше времени для работы. Говоря шире, мозг может стремиться к тому, чтобы находить оптимальное равновесие между преимуществами более неспешных, обстоятельных вычислений и риском ошибок, сопряженных с заглядыванием слишком уж далеко в будущее.

Я хочу обратить ваше внимание на то, что способностью воспринимать настоящий момент мы наделены не обязательно затем, чтобы бороться с некой фиксированной задержкой реакции нашей нервной системы. В своих академических работах, которые должны быть лаконичными, я не касаюсь этой тонкой проблемы и просто говорю, что способность видеть настоящее дает животному преимущество, поскольку позволяет ему компенсировать задержку, возникающую в нервной системе между поступлением сигнала на сетчатку и его восприятием. Однако отсюда можно сделать ошибочный вывод, будто продолжительность данной задержки но минимум, необходимый для того, чтобы переправить, данные с сетчатки в соответствующие области мозга и произвести вычисления. На самом деле все несколько сложнее. Величина задержки сама по себе подвергается действию отбора в ходе эволюции и вполне может быть значительно большей, чем могла бы быть в случае, если отбор стремился бы сделать ее настолько короткой, насколько возможно. Не исключено, что мы устроены так, что эта задержка гораздо длиннее, чем нужно, и это дает нам дополнительное время для улучшения восприятия. Но эта стратегия стала возможной только потому, что мы научились эксплуатировать предсказуемость, которая есть в природе. Следовательно, вопреки ожиданиям, вполне может оказаться, что мозги с самой медленной реакцией и есть самые умные.

Возможно, за нашими размышлениями на тему скорости реакции головного мозга кроется объяснение того чутья, при помощи которого Человек-паук чувствует надвигающуюся опасность, обычно грозящую ему самому. Будучи способен узнавать о событиях за несколько секунд то того, как они произойдут, он имеет в запасе некоторое время, чтобы правильно воспринять их и произвести в нужный момент адекватную поведенческую реакцию. Наверняка эта способность Человека-паука заглядывать настолько далеко в будущее связана с тем, что он умеет улавливать какие-то природные закономерности, не заметные нам с вами. Это вполне разумное предположение, если вспомнить, что после паучьего укуса герой стал обладать дополнительными чувствами. И если бы нейрофизиологам довелось измерить время, необходимое Человеку-пауку для полного восприятия получаемых им сенсорных стимулов, то, возможно, у него эта задержка оказалась бы больше нашей. И это было бы не признаком небольшого ума, а, напротив, следствием более мощной способности предвидеть будущее. Свойством не тугодума, но — гения.



Момент, который никогда не наступит


Итак, есть два способа показать себя умным: управлять временем или предвидеть будущее. У второй стратегии, однако, есть недостаток: если ваши предсказания окажутся ошибочными, вы будете выглядеть болваном. Психологи обожают выставлять людей дураками (большинство их, вероятно, ради этого и выбрали профессию), и некоторым психологам удалось обнаружить любопытные ситуации, когда ваша зрительная система оказывается одураченной, думая, будто нечто сейчас произойдет, а оно не происходит. Иными словами, они придумали способы одурачивать вашу зрительную систему, заставляя ее видеть следующий момент и при этом устраивая все этак, чтобы предвосхищаемый момент не наступил.

Одна разновидность подобных штучек называется “инерцией репрезентации”, ее открыла в 8о-х годах Дженнифер Фрейд, психолог из Орегонского университета. В своих первоначальных опытах, которые впоследствии были значительно усовершенствованы Тимоти Л. Хаббардом и другими исследователями, она показывала испытуемым простые видеоролики с вращающимся прямоугольником вроде изображенного на рис. 5 и спрашивала их, как выглядел последний запомнившийся кадр. Фрейд выяснила, что людям запоминалось, будто прямоугольник прокручивался несколько дольше, чем в действительности.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 5.

Один из экспериментов с репрезентативной инерцией, проводившихся Дженнифер Фрейд в 8о-х годах. Испытуемым показывали вращающийся прямоугольник (последовательность его положений показана слева), причем последняя позиция прямоугольника, которую запоминали испытуемые, была такой, как если бы он вращался несколько дольше, чем в действительности. Это согласуется со свойственными нашему восприятию предчувствиями.


В 1990 году Вилейанур Рамачандран и Стюарт Энстис (из Калифорнийского университета в Сан-Диего) и независимо от них Рассел и Кэрин де Валуа из Калифорнийского университета в Беркли в 1991 году открыли еще один эффект, который отчасти сродни “захвату движения”: когда движение, происходящее в пределах объекта, заставляет предположить, что и сам объект перемещается в определенном направлении, в то время как он не двигается с места. Наблюдателю этот объект кажется смещенным в том направлении, в каком он “должен” двигаться.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 6.

Иллюстрация опыта, в котором точки внутри “квадратов” перемещались в указанных направлениях. Контуры, окружающие квадраты, в условиях эксперимента отсутствовали, и испытуемый видел квадрат только потому, что точки внутри данной области двигались, а за ее пределами — нет. Верхний квадрат кажется смещенным вправо относительно нижнего, потому что точки, находящиеся внутри верхнего квадрата, движутся вправо. Подобные опыты проводились в начале 90-х годов Рамачандраном и Энстисом, а также де Валуа и де Валуа. Обе группы исследователей высказали предположение, что наблюдаемый эффект является результатом делаемых зрительной системой попыток видеть настоящее (при помощи перцепционных предсказаний будущего).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 7.

Картинка, на которой многим видится иллюзорное движение, что согласуется с попытками нашей зрительной системы воспринимать настоящее. Кажется, будто изображенные объекты движутся в сторону от своих расплывчатых хвостов, причем чем длиннее хвосты, тем выше скорость движения. Эта иллюзия обладает некоторым сходством с тем, что делает художник Акиеси Китаока, в частности, с его работой "Сердца и слезы”. (Некоторые видят иллюзию лучше, если держат рисунок на расстоянии вытянутой руки.)


И последний пример. Взгляните на рис. 7: у каждого объекта имеется размытый шлейф, свойственный движущимся предметам. Когда испытуемые смотрят на рисунок, многим из них кажется, будто объекты на нем движутся в сторону от своих расплывчатых “хвостов”, и чем длиннее хвост, тем выше скорость “движения”. Иными словами, людям данные статичные фигуры кажутся подвижными, и их “движение" согласуется с направленностью шлейфа и его длиной. (Подробнее феномен размытого шлейфа будет рассмотрен в этой главе.)

Подытожим: человек видит предметы там, где они “должны” быть, но поскольку картинки не меняются в “нужном” направлении, возникает ошибка восприятия. То есть наша зрительная система заглядывает в будущее и использует полученную информацию, чтобы построить картину настоящего. Однако предначертанное так и не наступает, и в результате возникает иллюзия. Подобных ложных ощущений и следует ожидать в том случае, если наш мозг пытается показывать нам текущий момент, а не прошлое. И неспроста исследователи, открывшие второй из описанных здесь эффектов, предположили, что зрительная система стремится показывать нам настоящее. Как мы вскоре увидим, геометрические иллюзии, приведенные на рис. 1б и 2, в действительности имеют много общего с рис. 5, 6 и 7 (особенно с рис. 7, который тоже статичен). Специфика геометрических иллюзий состоит в том, что они прямо связаны с тем фактом, что животные двигаются и их движение направлено вперед. Об этом мы тоже поговорим.



Сфабрикованная видеопленка


Быть одураченным иллюзиями, представленными на рис. 5-7, возможно, неприятно, но, на наше счастье, над реальностью психологи-экспериментаторы не властны. В реальном мире предвосхищаемые моменты благополучно наступают. В реальном мире никто не ставит время на паузу, обрекая наше восприятие на бесплодное томление. В реальном мире наши безупречные способности к предвидению нас не подводят, и мы всегда видим настоящее наиточнейшим образом.

Что? “Безупречные способности к предвидению будущего”? Не волнуйтесь, я просто проверял, не уснули ли вы. К сожалению, безупречных способностей к предвидению будущего у нас нет. Это просто невозможно. Ну а раз наш дар видеть будущее иногда дает осечки, то это значит, что иногда и настоящее мы видим с ошибками. Более того, эти ошибки могут быть даже неприятнее, чем просто восприятие будущего момента, который никогда не наступает. Реальность не довольствуется тем, что предметы, от которых мы ждем движения, стоят на месте. В реальности предмет, который "должен” двигаться в какую-либо сторону, может совершенно непредсказуемо направиться в другую. То есть мы можем не просто видеть то, чего нет. Еще мы можем видеть объект и одном месте, в то время как он находится в другом: например, летит рикошетом в опасной близости от головы. Восприятие настоящего момента порой пребывает по поводу этого самого момента в прискорбном неведении.

Является ли это препятствием для предвидения будущего? Нет, это просто препятствие, которое не преодолевается нашими провидческими способностями, а не довод против существования этих способностей как таковых. В конце концов, если бы животные не стремились видеть настоящий момент, то у них, конечно, ошибочных картин настоящего не возникало бы. Но при этом у них не возникало бы никаких картин настоящего: ни точных, ни ложных. Когда неудачно отрикошетивший предмет летит в голову животного, не занимающегося предсказаниями будущего, оно точно так же пребывает в блаженном неведении, но не потому, что ошибочно воспринимает настоящее, а потому, что все еще занято изучением того, каким мир был в прошлом — до того, как опасность возникла. Даже не зная того, что происходит в настоящем, можно рисовать предполагаемое настоящее в воображении, вместо того чтобы ковыряться в прошлом.

Правда, кое-какая разница между животным, ошибающимся насчет будущего, и животным, вообще не предвидящим будущего, все-таки есть. Когда животное, способное предвидеть будущее, рисует в своем воображении ошибочные картины настоящего, на “видеопленку” его памяти записываются ложные воспоминания, а на “видеопленку” животного, не заглядывающего в будущее, не заносится ничего, кроме правды, пусть даже эта правда бывает бесполезна на тонком лезвии настоящего момента. Здесь мы видим примерно то же различие, что между ежедневной газетой типа “Нью-Йорк таймс”, которая вынуждена рисковать, предсказывая результаты выборов, чтобы выйти в печать как можно скорее, и еженедельником вроде журнала “Тайм”, который может терпеливо ждать, пока будут сосчитаны все голоса, и только потом решать, какой делать обложку очередного номера. В каком-то смысле “Тайм” существует вне настоящего времени, он в меньшей степени отражает новости каждого конкретного дня, зато излагает факты с большей достоверностью. А “Нью-Йорк таймс” живет сегодняшним моментом, представляя собой более подходящее чтиво на каждый день, но зато сильнее подвержена случайным ошибкам. Наше восприятие больше напоминает “Нью-Йорк тайме”.

Как издатели “Нью-Йорк тайме” поступают в тех случаях, когда их предвидение будущего дает осечку? На следующий день они печатают опровержение. Но мы-то знаем, как бы им хотелось поступать на самом деле: они предпочли бы заменить все до единого в мире экземпляры с ошибкой на исправленные. А поскольку лживые заголовки куда унизительнее для почтенного новостного издания, чем ложное мировосприятие для любого из нас, я уверен, что они, если бы только могли, не остановились бы и перед использованием устройства для стирания памяти (вроде того, которое появлялось в фильме “Люди в черном"), чтобы заставить читателей навсегда забыть уже прочитанное. После этих корректировочных манипуляций даже у тех, кто успел прочитать опубликованную ошибочную информацию, истинные воспоминания о ложных фактах были бы стерты и заменены на ложные воспоминания о фактах истинных. Поразительно, но, судя по всему, это именно то, чем обычно занимается наш головной мозг в тех случаях, когда предвидение будущего нас подводит. Хотя изначально наше восприятие в момент времени t может быть ложным, как только мозг осознает, что ошибся, он тут же “стирает”, или маскирует, воспоминания о неправильно увиденном и фабрикует новые (ложные) воспоминания, будто в момент t мы наблюдали истинное положение вещей.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 8.

Журналистам, опубликовавшим ошибочные сведения, хотелось бы иметь возможность переписать историю. Но они не могут. У зрительной системы меньше этических ограничений, и она проделывает такие вещи постоянно, заменяя подлинные воспоминания о ложных ощущениях на ложные воспоминания о подлинных ощущениях.


Ну, по крайней мере, он поступает так в некоторых случаях. Мы приводили примеры, когда у нашего мозга, провалившего задание по предвидению будущего, не получается спрятать концы в воду. В частности, так обстоит дело в ситуациях, показанных на рис. 5-7, где мозгу дается подсказка относительно того, каким будет следующий момент, а потом этот момент не наступает. Профессор Роми Ниджхаван (его имя упоминалось здесь в связи с исследованием эффекта запаздывающей вспышки) вместе со студентом Джерритом У. Мосом полагает, что простая причина, по которой мозг не в состоянии переписать свои ложные предсказания, состоит в том, что стимулы, использовавшиеся в данных опытах, неестественны, и потому эволюция не научила мозг находить к ним подход. В реальной жизни головному мозгу обычно не удается предвидеть будущее в тех случаях, когда объект, который должен был плавно продолжать делать то, что он делал, вдруг резко подскакивает или останавливается. То есть, как правило, ошибки в восприятии будущего связаны с неожиданными изменениями, с проявлениями прерывистости (дискретности) окружающего мира. Однако в случае трех обсуждавшихся иллюзий (рис. 5-7) зрительные раздражители не имеют точки прерывания, которая могла бы послужить меткой непредвиденного события. Начнем с того, что, например, в опыте Дженнифер Фрейд с инерцией репрезентации (рис. 5а) последовательность кадров сама по себе прерывиста. Прямоугольник на видео не вращался плавно, так что его исчезновение в последнем кадре было не более неожиданным, чем все предшествовавшие изменения. А в эксперименте с “захватом движения” (рис. 6) последовательность кадров непрерывна —движение внутри объектов бесконечно. Не происходит внезапных изменений и на рис. 7. Собственно говоря, там не происходит никаких изменений: перед нами статичное изображение. Ниджхаван и Мос считают, что именно в тех случаях, когда с объектом, будущее которого мы пытаемся предвидеть, не происходит ничего серьезного, нашему мозгу труднее заметить, что его все-таки одурачили. Ниджхаван и Мос подчеркивают, что когда неожиданное происходит на самом деле (как это обычно бывает в природе), мы воспринимаем будущее без ошибок. Точнее, мы, разумеется, воспринимаем его с ошибками, но внезапная перемена картинки дает сидящим у нас в голове “редакторам” сигнал стирать ложные воспоминания, записывая поверх них воспоминания об истинных ощущениях, которых мы в соответствующий момент не испытали.

Вот поэтому в действительности мы не сталкиваемся с иллюзиями такого типа — исследователи называют их "иллюзиями перескока”, поскольку мозг, пытаясь локализовать предмет, как бы перескакивает через его истинное местонахождение. И поэтому-то, как показали ученые, перескок исчезает, если в такую иллюзию внести какое-нибудь неожиданное изменение. Давайте припомним опыт Роми Ниджхавана с запаздывающей вспышкой (рис. 4), где лампочка вспыхивает точно в тот момент, когда движущийся объект равняется с ней. Людям кажется, будто вспышка происходит уже после того, как движущийся объект миновал лампочку, и это вполне согласуется с тем, что наша зрительная система старается показывать нам настоящий момент. Ну а что же в таком случае произойдет, если движущийся объект, поравнявшись с лампочкой, исчезнет? Иными словами, что будет, если после вспышки перестанут быть видны и объект, и лампочка? По идее, наши способные предвидеть будущее мозги должны будут создать нам видимость того, что объект продвинулся по своей траектории несколько далее, чем на самом деле (перескок), и испытуемые скажут, что увидели вспышку, когда объект уже миновал лампочку, как это и было при эффекте запаздывающей вспышки. Ничего подобного, однако, не происходит, как показали в 1998 году Дэвид Уитни и Икуя Мураками из Гарварда и в 2000 году, независимо, Дэвид Иглмен и Терренс Сейновски из Института им. Солка. В этом случае никакого перескока испытуемые не видят. По мнению Роми Ниджхавана, который заметил это еще в 1992 году, ничего удивительного здесь нет, ведь если исчезновение движущегося объекта было непредвиденным, с этим объектом произошло некое внезапное изменение. А исчезновение предметов — это такое не поддающееся предвидению событие, к которому эволюция должна была очень хорошо нас подготовить, поскольку движущиеся объекты постоянно пропадают из виду (например, оказываются чем-либо загорожены). Как мы решаем эту проблему? Умело редактируя видеозаписи постфактум. Чтобы проверить свое предположение насчет того, что процесс перезаписи “видеопленки" инициируется именно внезапностью, в 2006 году Ниджхаван и Мос поставили эксперимент, похожий на опыт с неожиданным исчезновением движущегося объекта, однако теперь они показывали испытуемым постепенно исчезающую движущуюся точку, и никакой вспыхивающей лампочки при этом не предусматривалось. В одном случае передвижение этой точки было более предсказуемо, чем в другом (в силу более длинной траектории), и Ниджхаван с Мосом выяснили, что в восприятии испытуемых более предсказуемая исчезающая точка уходила несколько дальше по сравнению с менее предсказуемой. То есть в условиях данного эксперимента — при отсутствии каких-либо резких изменений — иллюзия перескока возникала снова.

Нерезкие непредсказуемые изменения, подобные описанным, — вещь неестественная, и поэтому мозг не получает ожидаемого сигнала о том, что произошло нечто непредвиденное, и не осознает, что ему следовало бы заняться “видеомонтажом”. Однако нерезкие непредсказуемые изменения — лишь одна из множества неестественностей, способных сбить с толку нашу зрительную систему. Имеет смысл ожидать, что выходить из затруднений при помощи фабрикации видеопленки головной мозг способен только в естественных ситуациях, а значит, имеет смысл подумать о том, какие еще неестественные ситуации мы могли бы подстроить, чтобы обмануть бдительность внутренних “видеоредакторов”. Рета Конаи, Бхавин Шет и Синсукэ Симодзе из Калифорнийского технологического института провели в 2004 году серию опытов, очень похожих на описанный эксперимент с запаздывающей вспышкой, но добавили некоторые противоестественные условия. Например, когда испытуемым предлагали смотреть в сторону, чтобы наблюдать движущуюся точку боковым зрением, последнее местонахождение точки воспринималось ими с перескоком. Иллюзия перескока имела место и в том случае, когда яркость движущегося объекта уменьшали до такой степени, чтобы на общем фоне он был едва заметен.

Другим примером иллюзии перескока, вызванной неестественностью обстоятельств, является эксперимент, проведенный в 2001 году в Беркли. Его ангарами стали нейрофизиологи Фу Юйси, Шэнь Яосун и Ян Дань. Два шара с неясными контурами, расположенные один выше другого, двигались к центру экрана: первый слева, второй справа. Поравнявшись друг с другом, они меняли направление движения и возвращались обратно по той же траектории. Наблюдателям, однако, казалось, что, прежде чем отправиться обратно, шары прошли друг мимо друга, то есть продвинулись в первоначальном направлении дальше, чем на самом деле. Фундаментальным сходством всех подобных опытов является то, что местонахождение движущегося предмета в них воспринимается нечетко. Это как если бы издатели “Нью-Йорк таймс” вдруг стали реже замечать собственные ошибки и, как следствие, стали менее способны стирать их из памяти читателей на манер "людей в черном” по той причине, что тексты стали двусмысленней и туманней. (Если бы у них была рубрика по теории литературы, там бы вообще никогда не требовалось поправок.)



Суперзрение саламандры


Вряд ли многие из вас, начиная читать эту главу, всерьез надеялись узнать, что мы в самом деле способны предвидеть будущее, и уж совсем мало кто рассчитывал найти здесь практическое пособие, как овладеть своими скрытыми способностями, чтобы, сидя дома, без труда заработать миллион. Но, возможно, вы все же разочарованы тем, что наша способность видеть сквозь время простирается в будущее всего на десятую долю секунды. А еще горше вам было, видимо, узнать, что к тому моменту, когда ваш мозг воспринимает будущее, это будущее как раз наступает, то есть фактически вы видите не будущее, а настоящее. Собственно будущее вы видите только в тех случаях, если оно отказывается наступать, что вообще-то будущим тоже не назовешь. Но прежде чем вопить: “Обман, надувательство!” и заваливать Бюро совершенствования деловой практики[7] жалобами на меня, позвольте мне объяснить... что на самом деле все обстоит еще хуже. Если вы думали, что наши провидческие способности не вполне то же самое, чем якобы обладают гадалки, но, тем не менее, они — важная особенность человеческого зрения, возвышающая нас над прочими представителями животного царства, то позвольте мне... как бы это сказать... избавить вас от иллюзий. Почему? Потому что эта способность есть и у кроликов. Даже у примитивных саламандр она есть. Скажу больше: сетчатка кроликов и саламандр прекрасно справляется с предвидением будущего, не прибегая к помощи остальных частей их хиленького мозга. Нейробиологи Майкл Дж. Берри, Иман Бриванлу и Маркус Мейстер из Гарварда, а также Томас Джордан из Стэнфорда показали в 1999 году, что активность нейронов сетчатки кроликов и саламандр не отстает от движения объекта, а следует за ним. Сетчатка этих животных сама по себе воспринимает настоящее посредством заглядывания в будущее!

В свете сказанного наше человеческое суперзрение может показаться не таким уж и “супер”. Но я придерживаюсь убеждения, что “супер” мы с вами или не “супер” зависит не от того, есть ли нам чем похвалиться за обедом перед соседями-земноводными. Наша способность предвидеть будущее заслуживает внимания уже потому, что она кажется лежащей за пределами наших возможностей, а также потому, что мы считаем, что иметь ее было бы неплохо: не случайно же мы нередко наделяем ею супергероев и прочих вымышленных персонажей.

И пускай наша способность видеть будущее используется только затем, чтобы воспринимать отнюдь не будущее, а настоящее. Действительно ли нам хотелось бы видеть будущее? Я хочу, чтобы мое восприятие в момент времени t точно отражало состояние мира в момент t. Это поможет мне принимать разумные решения и вести себя адекватно ситуации, поскольку мое тело живет в настоящем, а не в будущем.

Несмотря на то, что выше я рассказал о разных ошибках восприятия, зрительными иллюзиями я пользовался пока мало и совсем уж не говорил о том, почему мы их видим. Обсуждавшееся исследование, подтверждающее ту гипотезу, что наш головной мозг воспринимает настоящий момент, а не прошлое, в общем-то не имело отношения к иллюзиям. Хотя описанные здесь опыты в самом деле касались ошибок восприятия, ни одному из ставивших их ученых не пришло в голову, что есть связь между их работой и оптическими иллюзиями столетней давности (рис. 1 и 2). И вот тут-то на сцену выхожу я. В конце 90-х годов я ничего не знал о запаздывающих вспышках и прочих фактах, проливающих свет на то, как мы видим настоящее. Но я обнаружил, что смог бы дать изящное объяснение этим хорошо известным иллюзиям, если бы наши зрительные системы в самом деле были настроены на восприятие настоящего. Остаток данной главы я собираюсь посвятить иллюзиям.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 9.

Каждый значок олицетворяет целый класс иллюзий, который порой включает тысячи их разновидностей. Например, классические геометрические иллюзии, изучающиеся в рамках лекционного курса “Психология — 101" и встречающиеся в научно-популярной литературе, представлены здесь двумя квадратами на фоне из расходящихся лучей в нижнем левом углу. Цель данного рисунка — проиллюстрировать бессистемность и неупорядоченность накапливавшегося годами “гербария иллюзий”. Далее я расскажу, чему соответствует каждый значок, и мы, вооружившись пониманием своих провидческих способностей, сможем классифицировать и объяснить все известные зрительные иллюзии (рис. 20).



Иллюзорные иллюзии


У сверхспособностей есть и оборотная сторона. Супермен из-за досадного стечения обстоятельств вечно пропускает свидания, а у Человека-паука выработалась дурная привычка пулей выскакивать в окно за секунду до того, как его девушка промолвит: “И куда катятся наши отношения?” А теперь задумайтесь о нашей собственной, напоминающей “паучье чутье” способности предвидеть будущее. Мы не можем просто сидеть сложа руки и ждать, пока мир расскажет нам, что происходит: так мы не увидим ничего, кроме прошлого. Вместо этого нам со своим провидческим даром приходится активно вмешиваться, то есть мы должны постоянно предвосхищать следующий момент и успевать создать его целостное восприятие точно ко времени его наступления. Нам, как и серфингистам, необходимо держаться на гребне непрерывно движущегося настоящего.

Серфинг, однако, опасный вид спорта. Как мы знаем, порой он приводит к неловким ошибкам восприятия, когда мир начинает вести себя непредсказуемо, и мы видим будущее, которое не осуществляется. Ранее мы также говорили о том, что “паучье чутье” Человека-паука может быть долговременной разновидностью наших способностей к предвидению. Неточно спрогнозировав картину мира, мы можем допустить существенную ошибку, но не более чем на одну десятую долю секунды. Иллюзии, возникающие вследствие нашего заглядывания в будущее, будут относительно слабы, хотя все равно чреваты серьезными неприятностями. Но если Человек-паук наделен способностью видеть будущее на несколько секунд вперед, это значит, что когда он ошибается, он видит супериллюзию. Там, где нам кажется, будто мяч переместился чуть дальше своего истинного местонахождения, Человек-паук увидит, как мяч упал на землю и откатился на десятки метров, даже если на самом деле он был за несколько секунд до того испепелен в воздухе Зеленым Гоблином. Суть здесь в том, что, вытягивая шею, чтобы заглянуть в будущее, мы подставляем голову под удар — в данном случае рискуем пасть жертвой зрительных иллюзий.

Некоторые из этих иллюзий упоминались выше, но в действительности их десятки тысяч. Исследователи, изучающие зрение, коллекционируют их на протяжении столетий, будто диковинных бабочек (рис. 9). В общем, эти иллюзии скопом могут быть использованы как доказательство №1 того, что наша зрительная система предрасположена к ошибкам и профнепригодна. А если учесть, что наш головной мозг склонен обременять нас иллюзиями (пусть даже не столько в реальной жизни, сколько в лабораторных условиях и в книжках с фокусами), возникает вопрос: многие ли иллюзии из коллекции возникают вследствие нашей способности заглядывать в будущее? Как мы вскоре увидим, ответом на этот вопрос будет “очень многие”. В сущности, поняв, где именно наше предвидение дает осечку, мы сможем открыть сотни музейных шкафов с аккуратными коллекциями приколотых булавками иллюзий и составить своего рода периодическую таблицу. Гора неопровержимых улик, доказывающих нашу зрительную некомпетентность, на самом деле является свидетельством нашей сверхспособности: умения предвидеть будущее, чтобы видеть настоящее.

Прежде чем заняться систематизацией оптических иллюзий, необходимо точно определить, что именно во всех этих иллюзиях иллюзорно. Для начала рассмотрим следующую когнитивную иллюзию:


У меня разбилась банка.

Клиенты стали изымать свои вклады из банка.


Обратите здесь внимание на слово "банка". Увидев его в первом предложении, вы подумали о стеклянном сосуде, во втором — о финансовом учреждении. Просто поразительно, а? Ну, по правде говоря, не очень: обычный пример многозначности слов. Иллюзия, по определению, имеет место тогда, когда два объекта, являющиеся одинаковыми по некоему параметру X, кажутся различающимися по этому параметру. Вам кажется, что в каждом примере “банка” означает что-то свое, несмотря на то, что это одно и то же слово? Но в данных предложениях оно действительно имеет разные значения. Так что здесь нет никакой иллюзии.

Теперь взгляните на рис. 10 (это то же изображение, что и на рис. 2), но только представьте себе, что вы смотрите не на плоскую картину, а находитесь в трехмерном интерьере. Мозг ваш в любом случае так думает: он приспособлен реагировать именно на трехмерные картины. Та серая вертикальная линия, которая слева, видится ему физически (в метрах) короче той, которая справа, несмотря на то, что на странице (и на сетчатке) они имеют одинаковую длину. То есть если бы вы очутились внутри изображенной сцены и подошли к вертикальным отрезкам, левый оказался бы короче правого. Иллюзия ли это? Нет, и по той же самой причине, по какой иллюзия со словом “банка" — не иллюзия. Вам кажется, что в нарисованном мире два этих отрезка имеют разные физические размеры, и они в нарисованном мире действительно имеют разные физические размеры. Опять никаких иллюзий.

Так возникает путаница. Объяснение иллюзий этого типа прекрасно сформулировано в “Википедии”, в статье “Иллюзия Понцо”. В момент написания этих строк она гласит:

В данном контексте мы воспринимаем [правую] линию как расположенную дальше, и потому она видится нам более длинной: дальний объект должен быть длиннее близ расположенного, чтобы их изображения на сетчатке были одинакового размера.

Но, как говорилось выше, то, что в изображенной сцене правый отрезок кажется нам длиннее, не является иллюзией, поскольку в нарисованном мире он на самом деле длиннее левого отрезка. Так что если на рис. 10 и есть какая-то иллюзия, стандартное объяснение объясняет совсем не ее. Оно лишь апеллирует к очевидному факту: чтобы два предмета оказались на сетчатке одного размера, тот из них, что отстоит дальше, должен быть крупнее.

Ну а есть ли на рис. 10 что-то еще, что является иллюзорным? Об иллюзии можно говорить в том случае, если два объекта, идентичные по некоему параметру X, кажутся, тем не менее, имеющими разные значения X. Исходя из этого определения, естественно будет спросить: что чему идентично в изображенном интерьере? Идентичными друг другу являются серые отрезки: они занимают одинаковые по размеру участки вашего поля зрения. Тут-то мы начинаем подбираться к иллюзии: данные отрезки идентичны в отношении того, какую долю вашего поля зрения они занимают, однако кажутся различающимися по этому показателю. Вот она — иллюзия, которой в действительности подвергаются здесь наблюдатели. Им кажется, что правый отрезок простирается по их полю зрения вверх и вниз дальше левого. Иначе говоря, правый отрезок воспринимается как имеющий больший угловой размер (то есть занимаемую им площадь поля зрения или долю покрываемой им сетчатки).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 10.

Две вертикальные серые полоски на данной странице имеют одинаковую длину. Правая кажется физически более длинной по сравнению с левой, но это не иллюзия, поскольку такое восприятие было бы верным, будь изображенная картина трехмерной. Иллюзией же правомерно называть такую ситуацию, когда два объекта являются одинаковыми с точки зрения некоей величины X, а выглядят при этом разными. Вам кажется, что физическая длина правой линии больше, и она на изображенном рельефе действительно больше. Следовательно, никакой иллюзии нет. Иллюзорным на картинке является то, что вам кажется, будто та серая полоска, которая находится справа, занимает больший участок вашего поля зрения по сравнению с той, что слева. В действительности же они занимают одинаковую площадь.


Некоторые исследователи скажут, что мы, люди, обращаем внимание лишь на физические размеры, а восприятием угловых размеров пренебрегаем. “Зачем нам видеть, что у нас на сетчатке?” — спросят они. Я вкратце объясню зачем, но на самом деле достаточно просто помотать головой для того, чтобы понять, что ученые неправы. При этом что-то в вашем восприятии окружающих предметов меняется, даже если восприятие их физических свойств (в том числе физического размера) остается прежним. Например, если вы направите взгляд в любой из углов комнаты, вы увидите трехмерный угол, состоящий из трех углов по 90°. Но если вы, не меняя направления взгляда, переместитесь на несколько футов в любую сторону, видимая картина изменится: изменится форма образуемой стенами буквы Y (по мере ваших перемещений по комнате величина видимых углов между штрихами буквы будет меняться). А вот другой пример: поднимите палец и выберите взглядом какой-нибудь предмет чуть левее этого пальца (для удобства прикройте один глаз). Затем сдвигайте (не поворачивайте!) голову вправо, но не двигайте палец. В определенный момент предмет, который был слева от вашего пальца, окажется справа от него. Ваше восприятие физической, объективной природы пальца и выбранного предмета (их размера, их местонахождения в комнате) осталось неизменным, но что-то определенно изменилось, поскольку в вашем поле зрения два объекта “поменялись местами” (рис. 12).

На основании этих двух экспериментов можно уверенно сказать, что мы способны к восприятию не только физических, или объективных, свойств предметов. Конечно, их мы тоже воспринимаем: например, на рис. 10 мы видим, что в нарисованном интерьере правый отрезок длиннее левого. Но мы видим и “сетчаточные” свойства предметов в частности, их угловой размер. Именно с угловым, а не с физическим размером мы попадаем впросак в случае с рис. 10 и вообще с любыми геометрическими иллюзиями.

Ну и как же ответить на вопрос, зачем нам видеть то, что у нас на сетчатке? Ответ таков: нам не надо это видеть. Помимо физических и объективных свойств окружающих предметов нам надо видеть еще только, где эти предметы находятся по отношению к нам. А если точное, нам надо знать, в каком направлении лежит каждая из частей видимой нами картины. Слева от нас? Справа? Прямо? Когда мы куда-либо смотрим, мы не хотим видеть (и не видим) список всех физических параметров предметов, которые находятся в комнате (включая нас самих), сопровождаемый цифрами, указывающими абстрактные пространственные координаты каждого объекта. Нет, мы хотим ощущать физическое расположение предметов вокруг, чтобы каждый из них характеризовался уникальным параметром: направлением от того места, где мы в настоящий момент находимся. Восприятие такого рода - с ним-то и связаны зрительные иллюзии — вовсе не является восприятием “того, что у нас на сетчатке". Это скорее восприятие направлений, ведущих от нас ко всем окружающим предметам. А “угловой размер” — это всего-навсего восприятие разницы между направлениями к двум противоположным видимым краям объекта. Так уж вышло, что именно сетчатка регистрирует, в каком направлении лежат окружающие нас предметы, но это не должно сбивать нас с толку и наводить на мысль, будто мы воспринимаем угловой размер предметов ради того, чтобы увидеть, что происходит у нас на сетчатке. Если бы эволюция сделала наши глазные яблоки искажающими оптическую информацию до попадания света на сетчатку (а не наполненными прозрачной жидкостью, позволяющей свету беспрепятственно попадать на сетчатку), то она не содержала бы информации о том, в каком направлении находятся видимые предметы. Однако естественный отбор все равно заставил бы нас определять эти направления, поскольку знать, где находится та или иная вещь, — важный для выживания навык. Просто наш головной мозг восстанавливал бы эти данные на более поздних этапах обработки зрительной информации.

Итак, на рис. 10 мы ошибочно воспринимаем расположение двух вертикальных отрезков в поле своего зрения. В частности, нам кажется, будто направления (от нас) к верхней и нижней точкам правого отрезка отличаются друг от друга сильнее, чем направления к верхней и нижней точкам отрезка слева, то есть угловой размер правого отрезка воспринимается нами как больший. Верхушка этого отрезка кажется нам расположенной выше по направлению от нас, чем верхушка левого отрезка (иными словами, отрезок справа уходит вверх по нашему зрительному полю дальше, чем отрезок слева). Вот это действительно иллюзия.

Иллюзии возникают не вследствие какого-либо рода неопределенности. Свет, падающий на наши глаза, содержит недвусмысленную информацию о том, что угловые размеры двух данных отрезков в изображенном интерьере идентичны. И даже наша сетчатка безошибочно регистрирует эту информацию. И все же нам их угловые размеры кажутся разными. Эта особенность восприятия не имеет ничего общего с тем, как мы воспринимаем физические размеры предметов на картине: мы лишь подозреваем, каковы они, исходя из информации, которая содержится в достигающем глаз свете и фиксируется сетчаткой, и потому они не вполне надежны. Нет ничего невообразимого в том, чтобы зрительная система испытывала затруднения с определением физического размера нарисованных предметов, поскольку каждый штрих на картине может быть как близлежащим маленьким объектом, так и удаленным крупным (и, кроме того, любым промежуточным вариантом). Но почему мы подвержены геометрическим иллюзиям наподобие описанной, где никакой неоднозначности нет, — тайна. Мы знаем, что “там”, на переднем краю глазного яблока, информация верная, и сетчатка регистрирует ее без ошибок. Если бы наш мозг просто использовал эти данные, ему даже не нужно было бы производить вычисления, чтобы понять: угловой размер двух вертикальных отрезков одинаков. И все же он этого не делает, а ведет себя так, как если бы в нашей когнитивной иллюзии со слоном “банка” мы видели, что в первом случае написано “стеклянная банка”, а во втором “коммерческого банка”. Вот это была бы поразительная иллюзия. Геометрические иллюзии не менее поразительны.

Так почему, глядя на рис. 10, мы совершаем ошибку? Учитывая то, как легко было бы здесь не ошибиться, можно подозревать, что головной мозг на данной ошибке настаивает, поскольку думает, что это не ошибка (по крайней мере, не в естественных условиях). Задумайтесь вот о чем. У восприятия угловых размеров (и вообще у восприятия направления к тому или иному предмету) есть одна особенность: в реальной жизни оно очень быстро меняется. В то же время физические, или объективные, свойства обычно меняются незначительно. По мере ваших перемещении направление от вас к каждому из видимых предметов претерпевает непрерывные изменения, и это ставит ваш мозг перед дилеммой: как воспринимать направление ко всем окружающим предметам в режиме реального времени (в настоящем), если к тому моменту, когда изображение будет готово, настоящее уже превратится в прошлое? Ответ мы уже знаем: надо предвидеть будущее. Для восприятия угловых размеров предвидение будущего — крайне важное свойство, поскольку направление, в котором находится от нас тот или иной предмет, меняется очень быстро. А для восприятия физических размеров объектов провидческий дар не столь важен, потому что в краткосрочной перспективе физические размеры, как правило, неизменны.



Контроль над шлейфом


Как нашему мозгу удается производить расчеты по предсказанию будущего, необходимые для восприятия местоположения каждого предмета на видимой картине в настоящий момент? Есть две вещи, которые значительно упрощают эту задачу. Во-первых, мир склонен оставлять следы на наших сетчатках, благодаря чему предвидеть будущее становится несоизмеримо легче. Во-вторых, многие из изменений, которые нам необходимо предсказать, находятся под нашим же контролем.

Нечеткость изображения хороша только в том случае, если вы — стареющая актриса, приглашенная на телепередачу. Всем знакомо это чувство разочарования, когда, сфотографировав движущийся объект, на проявленной фотографии мы видим вместо него размытую полосу. То же самое происходит на сетчатке: она регистрирует оптические полосы (вот они — “следы мира”), тянущиеся вслед за достаточно быстро движущимися объектами. Чем быстрее предмет меняет свое местоположение на сетчатке, тем больше на ней нечеткости. Мультипликаторы давно знают об этом: они часто подрисовывают движущимся объектам размытый шлейф, чтобы намекнуть на стремительность их движения (рис. 11). Так что предсказывать будущее просто: направление и длина этого шлейфа рассказывают мозгу, куда предмет движется и с какой скоростью.

Этот момент принципиален для понимания геометрических иллюзий вроде той, что изображена на рис. 10 (а также на рис. 1 и 2). В этих иллюзиях отсутствует движение, и поэтому объяснять их при помощи предвидения — затея на первый взгляд бесполезная. Но если рис. и способен, благодаря шлейфу из линий, подразумевать движение, которого в действительности там нет, то, может быть, и в этих геометрических иллюзиях имеет место нечто подобное? Однако прежде чем задаваться вопросом, как геометрическим иллюзиям и размытому шлейфу удается одурачить наш мозг, заставляя его предполагать наличие движения, надо сказать пару слов о том, что, как и умение замечать неясные следы на сетчатке, существенно облегчает нам жизнь при предвидении будущего: многие из аспектов мира, которые нам требуется предвосхитить, зависят от нас самих.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 11.

В комиксах и мультфильмах для изображения скорости нередко используется “шлейф". Эти линии имитируют ту paзмытость, которая остается на сетчатке, когда мы смотрим на движущиеся предметы.


Прорицаю: я сморщу нос секунду спустя после того, как поставлю точку в конце этого предложения. Ну вот, я только что сморщил нос. Я предрек, что поморщусь, и это в действительности произошло! Вы что, не ошеломлены? Разумеется, нет. Трудно предвидеть только то будущее, над которым мы не властны. Если вы собираетесь ограничиться в своих предсказаниях случаями, зависящими непосредственно от вас, ясновидение становится плевым делом. Предрекать собственному носу значительно проще, чем пророчествовать чужим носам, — просто потому, что я сам могу исполнить свое предсказание. Поэтому мы особенно сильны по части предвидения будущего тогда, когда изменяем мир собственными активными действиями. Если изменение каких-либо свойств видимой нами картины под нашим контролем, значит, эти свойства мы будем предсказывать мастерски, а настоящее воспринимать точнее.

Так какие видимые свойства действительно под нашим контролем? Поднимите глаза от книги и оглядитесь, не двигая головой. Жизнь окружающих вас предметов по большей части вам неподвластна: диван неподвижен, а собака — нет. Оптические свойства этих и прочих предметов — их цвет, форма и местоположение — нам не подчиняются.

А сейчас поведите глазами вправо, но головой по-прежнему не двигайте. Предметы, которые находились на правой стороне поля вашего зрения, теперь очутились на левой. Теперь плавно покачайте головой из стороны в сторону. Видимая вами картина при этом претерпевает характерное искривление (именуемое параллаксом): близкие предметы перемещаются туда-сюда по полю зрения с большей амплитудой, чем дальние. Вот над этими оптическими свойствами вы властны, потому что они не являются объективными качествами предметов, а связаны с их местонахождением относительно вас. Вы не можете приказать дереву поменять цвет, но можете сдвинуть его на левую сторону своего зрительного поля, если поглядите вправо от него. Также вы можете заставить его занять меньший по площади участок вашего зрительного поля: для этого достаточно отступить назад.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 12.

Перемещаясь внутри своей туалетной комнаты, им not принимаете объективные качества унитаза (его ширину, высоту, цвет и так далее) как неизменные (исторически это свойство восприятия называется константностью), однако ваше видение унитаза непрерывно меняется. Иными словами, по мере того как выдвигаетесь, местоположение каждой точки этого объекта относительно вас претерпевает изменения, которые... вполне вам подвластны.


Но хватит вертеть головой. Поднимайтесь-ка с места и пройдитесь по комнате (вероятно, для многих из вас сейчас эта комната — туалетная). Малейшее движение нашего тела, головы или глаз приводит к изменениям зрительного восприятия. Конечно, вы видите, что унитаз имеет ряд объективных свойств, которые остаются неизменными, с какой стороны на него ни смотри: его глянцевитость, округлость и лавандовый опенок. Но то, каким он предстает вашим глазам — его местоположение относительно вас, и очертания, видимые с вашей точки зрения, и занимаемая им часть поля зрения, — меняется по мере ваших перемещений (рис. 12). И, самое главное, вы сами режиссер этих изменений, происходящих в кинофильме вашего зрительного восприятия. Так что вам несложно предвидеть будущее для этих параметров, а значит, и настоящее вы будете воспроизводить точно.

Давайте вспомним, что зрительная иллюзия, представленная на рис. 10, связана с нашим восприятием не физических свойств объектов, а их местоположения относительно нас. Это относительное местоположение меняется быстрее, чем физические параметры, и поэтому нам особенно важно предвидеть именно его. Но теперь понятно и то, что такие вещи предвидеть легко, поскольку мы решаем, как они будут меняться. На наше счастье!

Предсказывать оптические последствия наших собственных движений (называемых также “произвольными”), как уже говорилось, нетрудно. Одна разновидность произвольных движений несоразмерно важнее всех прочих и особенно легко предсказуема — это движение вперед. В данном случае легкость предсказаний связана с тем, что объекты по мере вашего приближения к ним смещаются к периферии поля зрения, занимают на нем больше места и двигаются с большей скоростью. Какими бы ни были объективные свойства предметов, их местоположение на видимой картине меняется, когда вы движетесь вперед, строго определенным образом, и — спасибо сотням миллионов лет практики! — наш мозг к этому отлично приспособлен.

Движение вперед исключительно важно по двум причинам. Во-первых, это тот тип движения, к которому мы, как и большинство животных, прибегаем наиболее часто. Во-вторых, приближаясь к какому-либо предмету, мы рискуем столкнуться с ним. Чтобы быстро и ловко двигаться вперед, избегая серьезных травм, необходимо уметь воспринимать то, что происходит сейчас. (Травмы можно заработать и тогда, когда пятишься, однако глаз на затылке нет, а значит, в том, чтобы подстраивать свою зрительную систему к движению назад и к центростремительному оптическому потоку, нет большого смысла.)

Только что я обратил ваше внимание на две подсказки: шлейф (“следы на сетчатке”) и произвольное движение. Шлейф позволяет мозгу “считывать” будущее с сетчатки, а произвольное движение дает возможность решать, каким будет будущее. Зачастую обе эти подсказки мы получаем одновременно: своими произвольными движениями сами добавляем объектам контролируемый нами нечеткий шлейф, и все становится еще проще. Вспомните одно из свойств размытого шлейфа: если пририсовать его к неподвижной картинке, можно обмануть мозг, убедив его в наличии движения. А можно ли изобразить такое статичное изображение, которое заставляло бы мозг думать, будто он движется вперед?

Именно такой обман кроется на рис. 13ба. Эта фотография, сделанная из мчащегося автомобиля, создает стойкое ощущение движения вперед. Секрет данного впечатления кроется в расположении оптических шлейфов, которые образуют узор из лучей, расходящихся из центра из точки, к которой направляется машина. Схематично эти линии (а также другие контуры — в частности, края шоссе и прерывистая дорожная раз- метка посередине) показаны на рис. 13б. А рис. 13в представляет собой еще более абстрактное воплощение рис. 13а: общий принцип расположения штрихов движения, грубую схему расходящихся лучей или спиц в колесе.

Наконец что-то стало проясняться. В классических геометрических иллюзиях почти всегда присутствуют такие косые “спицы”, и после того, что мы узнали, хочется предположить: возможно, мозг видит оптические иллюзии отчасти потому, что эти линии кажутся ему возникшими благодаря движению вперед? Только что мы с вами сделали важнейший шаг к пониманию классических геометрических иллюзий. Но прежде чем подробно обсуждать их, мы разберем несколько иллюзий иного типа, которые становятся видны в тот момент, когда наблюдатель приближает лицо к изображению, и увидим, сколь мало они отличаются от классических, неподвижных оптических иллюзий.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле
Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле
Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 13.

Линии, расходящиеся из одной точки (иначе говоря, имеющие общую точку схода), формируют ту же структуру, что и линии “оптического шлейфа”, появляющиеся на сетчатке при движении вперед. а) Фотография, снятая во время движения: линии “шлейфа" на картинке направлены вовне, то есть от той точки, в сторону которой движется наблюдатель. “Шлейф”, подобный тому, который запечатлевается на фотопленке, возникает и на сетчатке. б) Локализация контуров в зрительном поле при движении вперед, изображенном на рисунке (а). в) Еще более абстрактный вариант явления, видимого на (а) и (б): обобщенное изображение радиально расходящихся линий.



Надвигающееся будущее


Дэйв Уиддерс — автор песен, певец и гитарист с неуклонно растущим числом поклонников по всему миру. До того, как начать записывать альбомы, он использовал свои таланты, чтобы вместе со мной изучать оптические иллюзии. В 2001 году, когда Дэйв, будучи студентом Университета им. Дюка, пришел ко мне работать, он намеревался искать иллюзии, вызываемые движением вперед, и я был впечатлен тем, как быстро ему удалось открыть сразу две изумительные иллюзии, первую из которых я называю “шаром Дэйва Уиддерса" (один из вариантов показан на рис. 14). Если вы сфокусируете глаза на центре рисунка и сделаете головой быстрое движение вперед, вам покажется, будто светлая область распространяется к периферии шара, почти до самых краев. Любопытно, что это именно то, что было бы, будь этот рисунок трехмерной и реальной окружающей средой, цвет которой, по мере нашего движения вперед, постепенно менялся бы от черного к белому. Однако в данном случае черно-белый градиент изображен на листе бумаги, то есть видимый нами эффект иллюзия. Она работает и в обратном направлении: если вы резко отклонитесь назад, темная внешняя часть шара будто бы станет распространяться к центру, что также соответствует тому, как изменялась бы видимая вами картина, если бы вы в самом деле пятились.

Вторую иллюзию я назвал “Расплывчатые капли Дэйва Уиддерса” (рис. 15). Если вы действительно резко придвинетесь к центру рисунка, вам покажется, что капли разлетаются в стороны быстрее и дальше, чем должны бы (вот еще один пример “перескока” в восприятии). Как будто расплывчатость очертаний ошибочно истолковывается нами как шлейф на любительской фотографии движущегося объекта, и оттого при резком рывке вперед у нас возникает впечатление, что капли несутся с несоразмерно высокой скоростью.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 14.

"Иллюзия разрастания", придуманная моим учеником Дэвидом Уиддерсом. Когда вы приближаете голову к центру изображения, вам кажется, что яркость распространяется во все стороны, заполняя круг. А отклоняясь назад, вы видите, что идущий по краю темный обод увеличивается, как бы распространяясь в сторону центра.


В двух этих случаях мозг решает, что мы движемся вперед, потому что мы действительно придвигались к рисунку. Но изображения создавали ошибочное впечатление, будто мы перемещались дальше, чем на самом деле. А нельзя ли придумать такую статичную картину, которую мы воспринимали бы как движение вперед, ничего для этого не делая? Для этого картинка должна “притворяться” снимком, сделанным в ходе движения вперед, а очень надежным признаком таких снимков является размытый оптический шлейф. Из рис. 7 мы знаем, что добавление объектам “хвостов” заставляет нас видеть движение там, где его нет. Рис. 16 аналогичен рис. 7, однако он подразумевает движение вперед, и многим кажется, что изображенные объекты приближаются и расходятся к периферии, как если бы наблюдатель двигался им навстречу.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 15.

Еще одна иллюзия, выдуманная Дейвом Уиддерсом. Если приближаться по направлению к центральной точке (лучше всего короткими и резкими рывками), то кажется, будто нарисованные кляксы разлетаются в стороны быстрее, чем должны.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 16.

Если пристально всматриваться в эту картинку, иногда возникает впечатление, будто изображенные предметы приближаются к вам и перемещаются на периферию вашего поля зрения. Это именно то, чего следует ожидать, если исходить из того, что наш мозг пытается воспринимать настоящее, поскольку данное изображение соответствует зрительным ощущениям, которые мы испытываем при виде приближающихся объектов в реальной жизни. Художник Акиеси Китаока создал похожую иллюзию в форме цветка, названного им “крезантемой".


Таким образом, никуда не двигаясь, мы можем создать иллюзию, как нечто на нас надвигается! В определенном смысле данный каламбур заключает в себе суть разгадки классических геометрических иллюзий вроде тех, что изображены на рис. 1, 2 и 10. Однажды я понял, что если узор из расходящихся лучей действительно обманывает наши глаза и мозг, заставляя их думать, будто они имеют дело с “сетчаточным фотоснимком”, сделанным в ходе движения вперед, то я могу объяснить эти иллюзии, а также огромное многообразие других классических геометрических иллюзий. Моя гипотеза основывается на предвидении будущего.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле
Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 17.

а) Решетка кажется искривленной, выгнутой по направлению к вам. б) При приближении к этому рисунку он тоже кажется выпуклым и искривленным наподобие решетки (а). Эту иллюзию, возникающую в момент приближения, впервые обнаружили Крис Фостер и Эрик Л. Альтшулер. Сходство между двумя данными иллюзиями наводит на мысль, что мозг введен в заблуждение и полагает, будто решетка на рисунке (а) движется навстречу, хотя в действительности она является статичным изображением.


Взгляните на рис. 17. В верхней его части классическая геометрическая иллюзия: вертикальные и горизонтальные линии в центре картинки кажутся выгибающимися вовне. Кроме того, центральная часть данной решетки многим кажется слегка выпуклой.

Теперь взгляните на шахматный узор на рис. 17б. В отличие от классической геометрической иллюзии, представленной на рис. 17а, здесь отсутствуют лучеобразно расходящиеся линии, и поэтому иллюзии движения нет. Однако попробуйте резко приблизиться к рисунку (при этом может быть полезно сфокусировать взгляд на каком-либо одном черном квадрате), и сразу обнаружатся две вещи. Во-первых, как и в случае с неподвижной иллюзией на рис. 17а, прямые вертикальные и горизонтальные контуры кажутся выгибающимися в стороны от точки, на которой сфокусирован взгляд. Во-вторых, и это будет даже заметнее, шахматный узор будто выпячивается вам навстречу (этот эффект обнаружили Крис Фостер и Эрик Альтшулер в 2001 году).

Иллюзии, возникающие при наложении статичной прямоугольной решетки на фон из радиально расходящихся линий (рис. 17а), обладают качественным сходством с иллюзией, вызываемой динамическим приближением наблюдателя к шахматному узору (рис. 17б). Из данного сходства напрашивается вывод: в обоих случаях зрительная система ведет себя так, будто думает, что вы движетесь по направлению к рисунку. В сущности, ошибки восприятия, совершаемые в этих иллюзиях, — это именно те ошибки, которые вы должны совершать, если ваш головной мозг старается видеть настоящее.



Неевклидово настоящее


Вернитесь к фотографии магического кристалла на рис. 1 в начале главы. Обратите внимание на видимые сквозь шар разделительные полосы между экранами. На самом деле они вертикальны, но сквозь магический кристалл они выглядят иначе: в центре кажутся удаленными друг от друга, а вверху и внизу будто сближаются. Несмотря на то, что в реальности эти линии параллельны, и даже несмотря на то, что они параллельны друг другу в центральной части получаемого при помощи магического кристалла изображения, во всех прочих частях рисунка дело обстоит совершенно не так. А теперь снова посмотрите на геометрическую иллюзию на рис. 1 под магическим кристаллом. Как две разделяющие жраны вертикальные перегородки не кажутся вертикальными из-за стеклянного шара, так же и две вертикальные линии на рисунке не кажутся вертикальными вследствие оптической иллюзии.

Это не совсем совпадение. Магический кристалл действует наподобие объектива “рыбий глаз”, значительно увеличивая наш обзор как в ширину, так и в высоту. Одним из его свойств является то, что сквозь него можно видеть все, что есть по другую его сторону, и даже предметы, которые находятся прямо над головой или настолько далеко по сторонам, что видны только боковым зрением. Получающееся изображение кажется искривленным, хотя в некотором смысле оно вовсе не искривленное. Позвольте объяснить. Верхние части перегородок кажутся в магическом кристалле приближенными друг к другу, но это полностью соответствует действительности, если говорить об относительном расстоянии между ними в пределах поля зрения (то есть об угловом расстоянии). Наибольшим является угловое расстояние между перегородками на уровне глаз, но чем выше вы смотрите, тем меньше оно становится. Чтобы лучше понять мою мысль, представьте себе, будто эти перегородки тянутся ввысь на многие мили. Если посмотреть на них, запрокинув голову, они напоминают уходящие вдаль рельсы: сходятся в одной точке. Это означает просто-напросто, что разница направлений от вас к каждой из перегородок зависит от того, как высоко вы смотрите: на уровне глаз она велика, но чем дальше вверх, тем ближе она к нулю.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 18.

а) На поверхности шара проведены две вертикальные и две горизонтальные линии. Видно, что ни в той, ни в другой паре линии, лежащие на сфере, не являются параллельными в традиционном смысле слова. Это один из характерных признаков неевклидовой геометрии — сферической геометрии нашего поля зрения. б) Обратив внимание на квадрат, образованный пересечением линий с рисунка (а), можно заметить, что каждый из углов этого квадрата больше прямого угла: еще одно характерное свойство сферической геометрии.


Такие свойства поля зрения определяются геометрией сфер. Пространство направлений от вас к окружающим предметам является, в сущности, сферическим (поскольку сферическая поверхность заключает в себе все возможные направления, которые вы могли бы указать вокруг себя), и потому перемещения объектов в пределах вашего поля зрения описываются неевклидовой геометрией. (Евклидовой геометрии вас учили в школе, она справедлива для плоских поверхностей. А поверхности сфер — один из предметов, которыми занимается неевклидова геометрия.) На рис. 18a изображен шар с двумя вертикальными линиями, проведенными на нем сверху вниз, и двумя горизонтальными, проведенными слева направо. Если бы вы набрели на две эти вертикальные линии, гуляя по экватору данного шара, то обнаружили бы, что они параллельны. И если бы вы не знали, что стоите на сфере, то, вероятно, предположили бы, что они никогда не пересекутся. Однако на сфере они пересекаются. На рис. 18б выделен квадрат, образованный вертикальными и горизонтальными линиями, проведенными на рис. 18a. Хорошо заметно, что углы этого квадрата превышают 90°: вот еще одна особенность сферической геометрии.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 19.

Иллюстрация того, как меняется ваш угол зрения на края дверного проема от мгновения к мгновению по мере приближения к двери. а) По мере того, как вы приближаетесь к дверному проему, его левый и правый края разъезжаются в стороны, но неравномерно: на уровне глаз (здесь — середина изображения) интенсивнее, чем выше или ниже. Для наглядности дверь справа показана через объектив “рыбий глаз", усиливающий искажения, которые возникают при приближении к объекту. б) Слева схематично изображены левый и правый края дверного проема, показанного на рис. 19а слева. Справа мы видим две те же самые вертикальные полосы, но с добавлением радиальных линий, которые воспринимаются головным мозгом как оптический шлейф, возникающий в результате движения, направленного вперед. Можно видеть, что вертикальные полосы кажутся выгибающимися наружу, как и при приближении к дверному проему справа на рис. 19а.


Вы можете наблюдать сферическую геометрию своего поля зрения в действии, если обратите внимание на то, как перемещаются относительно вас части дверного проема, когда вы подходите к двери. Пока вы далеко, левая и правая стороны проема выглядят практически параллельными друг другу (рис. 19а, слева). По мере вашего приближения дверные косяки разъезжаются по полю зрения в разные стороны. Однако быстрее всего они разъезжаются на уровне глаз, благодаря чему в “следующий момент” (то есть примерно через десятую долю секунды) изображение постоянно выглядит как будто бы преломленным сквозь магический кристалл (вспомните начало главы). Это изменение направлений от вас к противоположным сторонам дверного проема показано (в преувеличенной форме, сквозь похожий на магический кристалл “рыбий глаз”) с правой стороны рис. 19а. На уровне глаз различие в направлениях от вас к противоположным сторонам двери внезапно становится значительнее, чем сверху или снизу от этого уровня. Иначе говоря, в каждый следующий момент боковые контуры дверного проема выгибаются в стороны.

Вернемся к геометрическим иллюзиям. Взгляните на левую картинку рис. 19б. Данная пара вертикальных линий аналогична дверным косякам, изображенным слева на рис. 19а. Если мы принимаем мою идею, что присутствующий в классических геометрических иллюзиях узор из расходящихся лучей напоминает оптический шлейф, возникающий на сетчатке при движении вперед, то, выходит, расходящиеся линии обманывают наш мозг, заставляя его думать, будто они движутся ему навстречу. А поскольку мозг старается воспринимать настоящее посредством предвидения будущего, вертикальные линии показываются на создаваемом им изображении не там, где они в действительности (то есть не так, как слева на рис. 19б), а там, где они окажутся в следующий момент. Мы уже знаем, как изменялись бы вертикальные линии в этом мире, если бы мы двигались им навстречу: в связи с особенностями сферической геометрии нашего поля зрения они выгибались бы в стороны (рис. 19а, справа). Именно это показывает наше восприятие, когда мы накладываем пару вертикальных линий на лучеобразный узор (правая часть рис. 19б).

Вот так мы и смогли объяснить классические зрительные иллюзии наподобие тех, что представлены на рис. 1б, 2, 10, и 17а. Все, что нам понадобилось, размытый шлейф на сетчатке, предвидение будущего и неевклидова сферическая геометрия.

Кто бы мог подумать: магические кристаллы все-таки имеют некоторое отношение к ясновидению! Двигаясь вперед, мы меняем направления, в которых лежат от нас предметы, и происходят эти изменения по законам сферической геометрии. Их трудно воспринимать осознанно, потому что обычно в определенный момент времени мы смотрим лишь на маленький кусочек мира прямо перед нами. Однако стоит поглядеть сквозь стеклянный шар, и все эти неевклидовы искривления сразу же становятся очевидными. А если двигаться вперед и одновременно держать перед собой магический кристалл, можно заранее увидеть то, как будет деформироваться мир в ближайшие мгновения. В этом смысле магические кристаллы действительно можно использовать для предвидения будущего.



“Оптические иллюзии юнайтед”


Ясновидение и те способы, которыми оно позволяет нам видеть мир “в режиме реального времени", сами по себе интересны. Но, кроме прочего, данные закономерности важны еще и потому, что вытекающие из них следствия дают понимание многих таинственных оптических явлений, в частности классических геометрических иллюзий. На самом деле именно эти иллюзии натолкнули меня на гипотезу о восприятии настоящего. Меня осенило, что их можно было бы объяснить тем, как наша зрительная система старается воспроизвести настоящее мгновение, а рисунок из расходящихся лучей ошибочно внушает ей, будто мы движемся вперед. Но чего я не предвидел, так это того, до какой степени мое предположение окажется полезным для объяснения и других классов иллюзий. Через несколько лет после того, как я пришел к пониманию, что геометрические иллюзии — это ложное восприятие настоящего, я начал замечать, что и другие оптические иллюзии, порой выглядящие совершенно иначе, обладают некоторыми общими чертами с классическими геометрическими иллюзиями, которые были предметом моих исследований. И я решил, что моя идея может служить “предвидением о предвидениях”, то есть предсказывать еще не открытые исследователями оптические иллюзии, вызываемые разнообразными зрительными стимулами, и стать началом “теории великого объединения” иллюзий. Вообще-то когда некто начинает рассказывать о “теории великого объединения” чего угодно, советую вежливо кивнуть, спросить, где туалет, и улизнуть через окно. Однако если ни магические кристаллы, ни ясновидение, ни “люди в черном”, монтирующие “видеопленку” наших воспоминаний, ни надвигающееся будущее, ни неевклидова геометрия вас не отпугнули, теперь уж, наверное, вы дочитаете до конца.

Суть идеи в следующем. Классические геометрические иллюзии возникают вследствие двух причин: 1) расположение лучеобразного шлейфа на изображении подсказывает зрительной системе, в каком именно направлении движется смотрящий, 2) изменение местоположения объектов в рамках поля зрения при движении вперед легко предсказуемо. Однако радиальный шлейф — это лишь одно из многих оптических свойств, присущих движению вперед. А местонахождение объекта на поле зрения лишь один из множества параметров, предсказуемо меняющихся при перемещении как самого объекта, так и наблюдателя. Если взять любую из “подсказок направления движения” и объединить ее с любым из “предсказуемо меняющихся оптических параметров”, должны получиться новые иллюзии. Но эта теория сработает, лишь если причина классических геометрических иллюзий в том, что головной мозг пытается воспринимать настоящее, предсказывая будущее. В противном случае никаких иллюзий из всех этих комбинаций мы не получим. Однако, как выяснилось, это не так.

Названия строк таблицы на рис. 20 представляют собой список из семи “подсказок направления движения”. Так, шестая строка — это линии, расходящиеся из одной точки (оптический шлейф), хорошо знакомые нам по классическим геометрическим иллюзиям, но теперь мы располагаем и шестью другими потенциальными подсказками. Например, первая строка — “угловой размер” (то eсть занимаемая объектом доля вашего поля зрения), который оказался в списке подсказок потому, что при движении вперед угловой размер предметов возрастает по мере вашего приближения. И чем точнее вы направлены в сторону предмета, тем меньше его угловой размер (рис. 13а). Названия остальных строк тоже содержат визуальные подсказки, в каком направлении вы движетесь. Перечислю вкратце их все. Объекты, в сторону которых вы направляетесь, приобретают сравнительно меньший угловой размер, меньшую угловую скорость (медленнее перемещаются по вашему полю зрения), больший яркостный контраст (чем меньше скорость, тем картинка четче), большую удаленность от наблюдателя и меньшую — от центра видимой им картины (так как люди обычно смотрят туда же, куда они направляются), от точки схождения линий оптического шлейфа и от воображаемой точки, из которой исходит зрительный поток (то есть кажущееся встречное движение видимых объектов) (Да, яркостный контраст, или просто контрастность - но разница в яркости между предметом и его фоном.)


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 20.

Иллюстрация, которая показывает объединяющую силу “теории восприятия настоящего”, воздействующую на “гербарий” зрительных иллюзий, собранный наукой о зрении. Здесь представлены те же значки, что и на рис. 9, но теперь они аккуратно систематизированы в свете того представления, что наша зрительная система старается увидеть настоящее путем предсказания будущего, особенно в случаях, когда наблюдатель перемещается вперед. Каждый значок соответствует одному классу иллюзий. Например, первый значок первого ряда соответствует таким ситуациям, когда, играя угловыми размерами фигур на рисунке, можно создать ощущение, будто два предмета, имеющие один и тот же угловой размер, различаются по этому признаку. А значок под ним олицетворяет класс иллюзий, где тот же самый эффект достигается при помощи варьирования скорости движущихся предметов на экране. Классические геометрические иллюзии, сведенные в таблицу, оказываются разделенными всего на 28 классов, и все они объясняются стремлением головного мозга видеть настоящее.


Названия столбцов таблицы четыре “предсказуемо меняющихся оптических параметра". Первый из них — угловой размер. С ним мы встречались в классических геометрических иллюзиях. Теперь нам известны и три других параметра. Угловые скорости находящихся в поле зрения объектов при движении наблюдателя вперед предсказуемо меняются: они увеличиваются. Правда, это ускорение непрерывно падает — то есть в момент, когда предметы проходят мимо нас на максимальной скорости, скорость эта более не растет. Следовательно, если два объекта находятся на одинаковом расстоянии от вас, то тот из них, к которому вы направляетесь, в следующее мгновение должен будет двигаться быстрее. Кроме того, увеличится его угловой размер (первый столбец таблицы), уменьшится контрастность (чем выше скорость, тем выше размытость). Наконец, данный предмет будет приближаться к вам быстрее, чем тот, к которому вы непосредственно не направляетесь.

В каждой из ячеек таблицы на рис. 20 изображены два “целевых объекта”, являющихся одинаковыми по тому параметру, который указан в названии соответствующего столбца. Так, в первом столбце у них всегда один и тот же угловой размер. Во всех ячейках второго столбца присутствуют две идентичные стрелки, означающие, что угловая скорость двух объектов одинакова. (Вообще же стрелки на всех этих картинках говорят о том, что зрительный стимул не является статичным изображением, а движется в направлении, указанном стрелкой, со скоростью, пропорциональной ее длине.) Кроме того, все рисунки организованы таким образом, что “подсказки направления движения” сообщают наблюдателю, будто он движется в сторону того из двух объектов, который находится слева. Итак, в каждом случае прогноз, выдвигаемый зрительной системой, таков, что левый объект ближе к направлению нашего движения и, следовательно, в следующий момент должен выглядеть крупнее (1-й столбец), быстрее (2-й столбец), менее контрастным (3-й столбец) и ближе (4-й столбец).

Семь строчек и четыре столбца: 28 проверяемых предположений. Оказывается, классические геометрические иллюзии (на рис. 20 обведены в кружок) — это частный случай куда более масштабной теории. Другими словами, вместо того чтобы вести речь о 28 различных предположениях, мы можем выдвинуть одно предположение — о единой системе оптических иллюзий.

После усердного изучения всевозможных зрительных обманов, открытых наукой о зрении, я, к собственному удивлению, обнаружил, что предсказанная мной система иллюзий действительно существует. Напомню, изначально я разрабатывал свою гипотезу, имея в виду только классические геометрические иллюзии. И поэтому правильность предсказания подтверждает мою гипотезу с особой убедительностью, так как я не имел возможности “подгонять" ее под имеющиеся факты, вместо того чтобы проверять, соответствуют ли ей факты. Мое подтвердившееся предположение также представляет интерес по той причине, что позволяет систематизировать и собрать воедино множество оптических иллюзий, прежде казавшихся никак друг с другом не связанными.



Прошлое, будущее и настоящее


Итак, чтобы контролировать настоящий момент, нужно его видеть. А чтобы воспринимать настоящее, как мы выяснили, необходимо видеть будущее. Далее мы пришли к выводу, что самый простой способ увидеть будущее - это самому создавать его, что во многих случаях совсем не трудно, особенно если вы просто движетесь вперед. Следовательно, тот, кто контролирует будущее, контролирует и настоящее. Кроме того (это не было основной темой главы), мы получили дар предвидения лишь потому, что наша зрительная система способна учитывать изменения, происходящие с тем, что мы видим, — способность, которой мы обязаны прошлому опыту: как собственному, так и накопленному предками и впечатанному в наши гены. Следовательно, тот, кто контролирует прошлое, контролирует и будущее. Это позволяет нам перефразировать Оруэлла, заявившего: “Кто управляет настоящим, тот управляет прошлым. Кто управляет прошлым, тот управляет будущим”. Вместо этого мы скажем: “Кто управляет прошлым, тот управляет будущим. Кто управляет будущим, тот управляет настоящим". По большому счету, разве не настоящее нам хочется держать под контролем в первую очередь?


ГЛАВА 4. Спиритизм



- Ccc! — сказал папа и наморщил лоб, но девочка от возбуждения даже не заметила этого.

- Это легко, заявила она, царапая по коре.

- Что такое? спросил отец. — Я думаю, а ты мне мешаешь.

- Это тоже звук. Так шипит змея, папа, когда она думает, а ей мешают. Пусть будет с змея, хорошо?

И она нарисовала вот что: “С". Редьярд Киплинг “Как была выдумана азбука”[8]



Читаем мысли


Общение с мертвецами — вот какое требование мы, смертные, регулярно предъявляем своей психике. Глубоко неуважаемый медиум Джон Эдвард из телепередачи “По другую сторону” говорит зрителям в студии, будто он может слышать их умерших родственников, однако в большинстве случаев умение слышать мысли мертвых — эта та сверхспособность, которой мы, судя по всему, не обладаем. Можно с уверенностью утверждать, что она полностью относится к области фантастики (и Эдвард не исключение). Тем не менее достаточно самую малость подумать, чтобы понять: мы слышим голоса мертвецов постоянно — когда... читаем. С изобретением письменности мертвые внезапно обрели способность говорить с живыми. (Что до передачи мыслей в обратном направлении, то тут прогресс идет несколько медленнее.) Откуда вам знать, может, я уже умер и вы сию минуту упражняетесь в спиритизме. Рад за вас!

До появления письменности единственным способом обеспечить своим мыслям будущее и после своей смерти было сочинить историю или мелодию, достаточно запоминающуюся для того, чтобы люди воспроизводили ее, собравшись у костра, из поколения в поколение. Не многим счастливцам удалось выдумать настолько удачную песню или сказку (хороший пример — “Илиада” Гомера). И если наши предки были хоть сколько-нибудь похожи на нас, главными хитами их репертуара наверняка было что-нибудь вроде “ола-ла” или “моя крошка бросила меня”, а вовсе не “вот вам мой совет, которого вы не просили” или “никогда не ешьте молочно-белых ягод”. Использовать здесь в качестве магнитофонной пленки собственных детей — дело, вероятно, гиблое (не будут ли они наперекор вам говорить противоположное?), но в любом случае сопряженное с произносимым словом, которое будущие поколения без труда поймут. Вопрос в том, как сохранить свой голос, чтобы его услышали. Голоса слишком легковесны и бесплотны: пытаться сохранить их — все равно что делать 70-футовую передачу в американском футболе, используя кусок зефира вместо мяча. Зефир легок, но далеко его не забросишь. Если вы будете громко кричать во время извержения вулкана, возможно, стремительно откладывающиеся слои вулканического пепла сохранят рябь от звуковых волн, создаваемых голосом, и какой-нибудь хитроумный археолог в один прекрасный день расшифрует ее. Одна беда: далеко не все из того, что вы произнесли бы в подобных обстоятельствах, можно повторить в приличном обществе.

То, что доисторическим людям все-таки удалось оставить после себя, обычно представляет собой нечто твердое и прочное, вроде Стоунхенджа или статуй моаи на острове Пасхи. Подобные “передачи” доходят прямо по назначению, правда, напоминают они скорее не мяч, а огромную фуру с двумя тоннами зефира, которую не в состоянии поймать ни один член команды. Грандиозные монументы хороши, если вам нравится пускать пыль в глаза соседним племенам и впечатлять своим могуществом потомков. Но если ваша цель — оставить сообщение действительно понятное, тогда эта тактика будет менее успешной, чем сочинение высокопарных стихов, и тяжеловеснее в прямом смысле слова. Единственное, что мы можем с уверенностью утверждать на основании информации, переданной подобным образом, — это что у древних было слишком много свободного времени. Что и говорить, не самое содержательное послание с того света.

Изобретение письменности раз и навсегда изменило наши способности к спиритизму — и мир. Теперь чтение влияет на все стороны повседневной жизни: в современном доме трудно отыскать помещение, в котором не нашлось бы ни одного так или иначе написанного слова. Многие из нас прочитывают в день больше предложений, чем слышат. Чтение, между тем, — дело очень сложное. Оно предполагает скоростную обработку тысяч значков. Текст этой книги составлен более чем из 300 тысяч штрихов, а во многих романах их больше миллиона. Люди не просто высококвалифицированные читатели: в головном мозге, по-видимому, имеются зоны, предназначенные для зрительного распознавания слов. Исходя из этого, марсианину, лишь приступающему к изучению людей, вполне простительно заключить, что наша способность к чтению выработалась в ходе эволюции. Но это, разумеется, не так. Чтение и письмо появились всего несколько тысяч лет назад, а во многих частях света и того позднее. Мы читаем, используя глаза и мозг своих неграмотных предков. И задаемся вопросом: почему нам так хорошо удается столь противоестественное занятие? Мы читаем с такой легкостью, как если бы были созданы для этого, но мы определенно не были для этого созданы. Откуда же у нас эта сверхспособность?

Чтение как сверхспособность? Не будет ли это легким преувеличением, спросите вы? Вовсе нет! Чтобы лучше осознать всю ценность данного навыка, попробуйте в следующий раз, когда ваши неграмотные первобытные соседи придут в гости со своим изумительным кексом пещерного приготовления, поразить их тем, как легко вы можете обмениваться информацией со своим супругом или супругой, не произнося ни слова — лишь при помощи... письма или чтения. Они наверняка будут впечатлены, но отнюдь не потому, что вы используете символы. Они и сами постоянно оставляют символы друг для друга: например, сушеная голова над входом в пещеру указывает на жилище колдуна. Кроме того, они владеют разговорной речью и понимают, что издаваемые ими звуки — это, в конечном счете, тоже символы. Но в устроенной вами светской забаве их ошеломит то, с какой легкостью вам удается проделывать указанный фокус. Как ваша жена может считывать слова со страницы настолько быстро? Понимая, что в том, чтобы оставлять на бумаге значки, которые потом кто-нибудь расшифрует, нет ничего сверхъестественного, они, тем не менее, решат, что вы слишком уж искусны в этом деле и, несмотря на все ваши протесты, определенно являетесь шаманами. Не ускользнет от их внимания и то, что ваша сверхспособность не теряет своей сипы даже тогда, когда написавший находится далеко. Или давным-давно умер. Их волосы встанут дыбом, разговор повиснет, и ваши гости уйдут, не дождавшись десерта. Позже вы заметите, что их пещерные дети больше не бросаются копьями в ваших детей и вообще держатся от них подальше. Как гласит поговорка, что для предыдущего поколения — торнадо, то для следующего — джакузи. Мы слишком свыклись с письменностью, чтобы отдавать себе отчет в том, насколько это круто. Однако ваши первобытные соседи будут смотреть на дело иначе.

Мы обладаем сверхспособностью к чтению не потому, что эволюция готовила из нас читателей, и уж точно не потому, что мы волшебники, но потому, что письменность эволюционировала так, чтобы хорошо подходить для наших с вами глаз. Как некоторые инопланетные аборигены считали технологии капитана Кирка волшебством, точно так же ваши соседи заблуждались, восхищаясь вашей способностью обмениваться мыслями, в то время как на самом деле восхищения заслуживает технология письма. Эта технология не относится к числу неопробованных: она оттачивалась веками, даже тысячелетиями, в ходе эволюции культуры. Системы письменности и зрительных символов обычно видоизменялись с течением времени: лучшие варианты сохранялись, неудачные отбраковывались.

В результате возникла такая письменная речь, которая позволяет смыслу практически беспрепятственно перетекать со страницы прямиком в сознание. Вместо того, чтобы видеть месиво из закорючек, мы видим мысли автора, как будто бы он или она нашептывают их прямо в ухо.

Как мы узнаем из данной главы, основная хитрость этой технологии состоит в том, что эволюция используемых человеком зрительных символов сделала их похожими на природные объекты. Зачем? Затем, что именно природа — это то, что мы за миллионы лет эволюции научились хорошо видеть. Мы с поразительной легкостью считываем слова умерших людей (и ныне здравствующих, разумеется, тоже) не потому, что эволюция готовила из нас спиритов, но потому, что она миллионы лет оттачивала нашу способность к зрительной обработке окружающей нас естественной среды обитания. Эволюции письменности оставалось только подстроиться под этот навык. Умение оперативно обрабатывать тысячи крохотных фигурок на бумаге — величайшая из наших сверхспособностей, которая изменила жизнь сильнее, чем какая-либо другая. Грамотность — сила, и мы обладаем ею единственно потому, что наши глаза формировались эволюцией, чтобы воспринимать природные формы вокруг нас, а мы, в свою очередь, стали переносить эти формы на бумагу.



Умение слушать


- Как прошло твое свидание? — спросил я.

- Клево. Вот это парень! — ответила она. — Он так внимательно слушал меня в течение всего ужина, только кивал, ни разу не перебил и...

- Ни разу не перебил?

- Именно. Такой заботливый и внимательный. И — полное взаимопонимание: ему даже не нужно ни о чем спрашивать, чтобы понимать меня. А его...

- Он ни о чем тебя не спрашивал? — снова перебил я, на сей раз высоко вскинув брови.

- Ни о чем! Прикинь, насколько мы были с ним эмоционально близки!

Я был поражен. Ведь вся эмоциональная близость, которую она почувствовала, была не более чем неправильным истолкованием его блуждающего взгляда, поскольку собеседник ее определенно не слушал. По крайней мере, не ее. Я не стал говорить ей, что во время ее свидания шел ответственный матч. Не удивлюсь, если у парня, с которым она ужинала, в ухе был миниатюрный наушник.

Хороший слушатель — не тот, кто сидит и слушает: он активно участвует в разговоре. В приведенном вымышленном диалоге я был хорошим слушателем. Я перебивал, но делал это так, что было ясно: я слушаю собеседницу. Вопросы, которые я ей задавал, были нужны мне, чтобы выяснить интересовавшие меня подробности истории, если их недоставало. В данном случае эти подробности касались манеры общения парня, о котором шла речь. Именно так хорошие слушатели себя и ведут. Они просят “отмотать назад", если нужно, или, наоборот “прокрутить вперед” к тому, чего они еще не слышали, или остановиться, чтобы детально описать ситуацию. А хороший рассказчик, в свою очередь, — тот, кто способен взаимодействовать со слушателем по ходу своего рассказа. Если вы пресечете на корню все попытки человека вставить слово, он вряд ли будет долго слушать вас. Может быть, он пытался сказать вам, что уже слышал эту часть истории, а когда вы все равно продолжили, попросту выключился из беседы. Или, возможно, его сбило с толку что-то из сказанного вами пятнадцать минут назад, и, не имея возможности прояснить для себя этот непонятный момент, он перестал вникать во все, что вы говорили дальше. Хорошим слушателям требуются хорошие рассказчики. Моя выдуманная подруга, судя по всему, хорошая рассказчица: она мгновенно реагирует на сыплющиеся с моей стороны вопросы. Проблема была в ее приятеле, а не в ней.

Несмотря на то, что эволюция оттачивала наши способности говорить и слушать, а вовсе не читать, в каком-то смысле именно письменность позволила нам стать прекрасными слушателями, какими лишь устная речь никогда нас не сделала бы. Дело в том, что читатель имеет возможность без труда взаимодействовать с писателем, как бы далеко во времени и пространстве тот ни находился. Читатель может приостановить рассказ, пролистать книгу, возвратиться к тому, чего не понял, и изучить какие-то разделы основательнее. Читая, мы, слушатели, можем управлять идущим со стороны рассказчика информационным потоком куда активнее, чем это позволительно при живой беседе: “Прошу прощения, не могли бы вы повторить еще раз с этого места: "Первый день моего кругосветного путешествия начался без приключений?” Все это делает нас суперслушателями, а писателя — суперрасказчиком.

Мы не всегда предпочитаем воспринимать информацию глазами, а не на слух. Например, мы слушаем аудиокниги, лекции, а также радиопередачи в разговорном жанре, и во всех этих случаях перебить рассказчика непросто. Однако даже из этих примеров заметна наша склонность к чтению. Пусть люди иногда и слушают аудиокниги, но обычно они делают это только тогда, когда не могут читать — например, когда ведут машину. Если же наши глаза ничем не заняты, мы предпочитаем читать, а не слушать их, и рынок аудиокниг ничтожно мал по сравнению с рынком бумажных изданий. Головной мозг человека был сформирован эволюцией, чтобы понимать речь, и однако же мы, люди, предпочитаем слушать глазами, несмотря на то, что наши глаза вовсе для этого не предназначены! У телевидения и кино имеется звуковой поток, который невозможно прервать, но мы все равно любим их — отчасти, возможно, благодаря видеоряду, помогающему нам сконцентрироваться. И, хотя студенты из века в век слушают речь профессоров, которая до недавнего времени сопровождалась крайне скудным наглядным материалом, любой, кому довелось несколько лет просидеть на лекциях, знает, как часто мысли человека в это время уплывают далеко и как часто он не слушает. Радиопередачи разговорного жанра довольно популярны и, наверное, увлекательнее традиционных лекций, однако обратите внимание, как активно в них используется формат беседы, в которой участвуют приглашенные гости, звонящие в студию слушатели и зачастую не менее двух ведущих (иначе говоря, болтунов-задушевников), — все ради того, чтобы добиться необходимых перебоев, свойственных качественному общению.

Итак, заранее приготовленную, “законсервированную” речь обычно слушать непросто, в то время как подлинный активный диалог, основанный на взаимодействии, дает слушателю возможность проявить себя с наилучшей стороны. Тем не менее существует одна разновидность звукового потока, которая не перенасыщает мозг и которую не нужно ни прерывать ради лучшего восприятия, ни сопровождать картинками: музыка. Когда аудиозапись ничего не пытается нам сообщить и служит только эстетическим целям, слушать ее сразу же становится делом необременительным. То есть малая распространенность аудиокниг и вообще трудности с восприятием длинных заготовленных речей не связаны с недостатками слуха как такового. Проблема лишь в том, что речь, в отличие от музыки, требует буквального понимания, а подобное понимание лучше всего достигается в тех случаях, когда слушатель имеет возможность взять информацию за шиворот и вертеть ее так и сяк, пока она не уложится в голове. Качественная беседа с рассказчиком может принести большую пользу, но чтение будет еще эффективнее, потому что, читая, вы держите информацию в руках в буквальном смысле слова и можете взаимодействовать с ней сколько вашей душе угодно.



Рабочие руки


Разговаривать — это вовсе не то же самое, что обмениваться записками во время урока. Хотя в обоих случаях имеет место двусторонний обмен информацией, переписка в классе сопряжена с малым количеством чтения и большим количеством возни — будь то возня ручкой по бумаге или нетерпеливое ерзанье в ожидании ответа. Сочинение записок требует времени — до такой степени немалого, что вы почти непрерывно заняты писаниной, изредка переключаясь на чтение. Вы главным образом пишете, а не читаете. Беседа же (устный разговор) представляет собой нечто совершенно иное: вы все время либо говорите, либо слушаете. Ваша речь льется без усилий, со скоростью, почти равной скорости ваших мыслей. Иными словами, если письмо отнимает гораздо больше сил и времени, чем чтение, то говорить примерно так же просто, как и слушать.

Эта разница объясняется количеством людей, с которыми нам приходится общаться. Когда мы говорим, обычно нас слушает всего несколько человек, как правило — вообще один (когда я говорю со своими домочадцами, бывает и того меньше). По этой причине эволюция устной речи представляла собой некий компромисс между ртом и ухом: рассказчику не то чтобы очень трудно произнести, слушателю не то чтобы очень трудно понять. С письменностью же дело обстоит иначе: число читателей, то есть “зрителей-слушателей”, одного-единственного писателя может быть практически бесконечным. Если письменный язык эволюционировал с той же целью, что и устный — чтобы облегчить жизнь населению в целом, — выходит, что эволюцию письменности двигали читатели — просто потому, что их большинство. Вот почему, каким бы поразительным даром нам ни казалась письменность, дар этот предназначается скорее глазу, нежели руке. Например, эту книгу я писал шесть месяцев (по большей части действительно от руки), а вы можете прочесть ее за шесть часов. Это разумный компромисс, так как (надеюсь) у этой книги будет много читателей — гораздо больше, чем слушателей, с которыми я успел бы лично пообщаться за пол-года.

Неужели и вправду письменность благоприятствует глазам за счет рук? Далее в этой главе я изложу один из сильнейших аргументов в пользу того, что это действительно так: мы увидим, что культурный отбор придал письменному языку сходство с окружающей средой. Это удобно глазу, поскольку глаз формировался эволюцией именно затем, чтобы видеть природу, в то время как рука вовсе не эволюционировала для того, чтобы эту природу рисовать. К сходству с естественной средой обитания стремится не только письменность: я обнаружил, что даже такие зрительные символы, как логотипы, которые обычно не рисуют от руки, но подвергаются отбору на то, чтобы легко выхватываться взглядом, тоже используют основные типы очертаний, встречающихся в природе. Заметьте также, что уже несколько десятилетий значительная часть человеческой писанины набирается на клавиатуре. Если бы форма букв разрабатывалась для удобства рук, можно было бы предполагать, что она несколько изменится, раз уж руки вышли из игры. Однако, несмотря на то, что нам доступны сотни различных компьютерных шрифтов, форма букв принципиально осталась прежней. А вот стенография специально была разработана для руки и в ущерб глазу — она существует для быстрой записи информации, а не для быстрого восприятия, — и потому стенография кардинальным образом отличается от нормальной письменности: я показал, что в стенографических знаках используются формы, не характерные для природной среды. Кроме того, я собрал данные о детских каракулях и выяснил, что их основные структуры обычно не встречаются ни в письменности, ни в природе. Наконец, мы можем оценить, насколько легко написать ту или иную букву, по количеству необходимых для этого отдельных движений руки (учитывается как число линий, остающихся на странице, так и движения, совершаемые между прикосновениями к бумаге), и такая оценка “двигательного удобства” отнюдь не помогает объяснить, почему мы пользуемся на письме именно этими формами. Письменность определенно создавалась не для рук.

Возможно ли, чтобы культура вообще никак не подумала о страданиях несчастной руки? Пусть даже отбор шел в пользу удобства глаза — глазу, ясное дело, будет неудобно, если письмо окажется настолько затруднительным, что ни одна рука не захочет за него приняться. Несомненно, руке тоже должны были бросить какую-тo кость и, вероятнее всего, бросили. Штрихи, из которых состоят и те буквы, что вы видите перед собой, и, говоря шире, любые штриховые изображения, слегка напоминают “контуры”, которые встречаются в реальном мире там, где заканчивается одна поверхность и начинается другая (скажем, угол между двумя стенами или край вашего стола). Они напоминают их тем, что тоже являются тонкими. Однако в случае с реальными контурами никакой линии на самом деле обычно нет (хотя она может и быть), а есть лишь внезапное изменение цвета или текстуры материала. Следовательно, наша зрительная система, наверное, предпочла бы видеть настоящие контуры вместо штрихов. Однако штрихи она тоже достаточно легко способна различать, а вот руке чертить их несоизмеримо легче. Ведь для того, чтобы рисовать истинные контуры, а не штрихи, потребовалось бы изображать с одной стороны от предполагаемого контура одни цвет и текстуру, а с другой — другие. Я попытался нарисовать ручкой простой вертикальный контур, делая несколько более светлую штриховку справа и более темную — слева, но после дюжины попыток сдался. И решил даже не пытаться начертить таким образом букву S! Это просто слишком трудно — вот почему мы, когда хотим реалистично нарисовать что-либо, обычно вначале проводим линии вместо контуров и уж затем добавляем цвет и текстуру. Видимо, по этой же причине и в письменности, как правило, используются штрихи. Тот факт, что мы пишем штрихами, а не подлинными контурами, идет на пользу руке, а вот форма изображаемых нами символов благоприятствует глазу.



Укрощение дикого глаза


Вы, несомненно, удивились бы, если бы увидели носорога со всадником на спине. Вообще-то всадник показался бы вам нелепым почти на любом крупном животном, будь то жираф, бизон, гну, медведь, лев или горилла. С другой стороны, верхом на лошади всадник смотрится вполне естественно. Если вы не выросли на ферме и не наблюдали изо дня в день лошадей на лугах, то, вероятнее всего, вы видели их в книгах, по телевизору и в кино, где они, как правило, несли на себе седока. Если исходить из вашего городского опыта, лошадь без всадника может показаться чем-то противоестественным! Инопланетяне, которым довелось бы наблюдать взаимоотношения человека и лошади в те времена, когда лошадь была основным средством передвижения, могли бы ошибочно заключить, что это животное было умышленно создано, чтобы возить на спине людей. Но, разумеется, лошади не рождаются взнузданными и оседланными, и эволюция формировала их не затем, чтобы на них ездили. Они эволюционировали десятки миллионов лет в саваннах и прериях, задолго до того, как некоему примату взбрело в голову вскарабкаться на одну из них. Так отчего же тогда лошади оказались так хорошо приспособлены к своей роли “автомобиля” в мире людей?

Лошади не были просто так “выхвачены” из природы и “встроены” в жизнь человеческого общества такими, как они есть. Чтобы “пересадка” прошла успешно, вокруг них должна была сформироваться “культурная обертка”. Лошадей нужно было спаривать, растить, кормить, давать им кров, объезжать и чистить. Людям пришлось изобрести бессчетное количество инструментов, необходимых для выполнения новых задач по “прилаживанию” лошади к жизни среди людей, так что возникла целая индустрия. Люди разрабатывали различные способы верховой езды и обучались им — каждый способ имел свои преимущества в управлении могучим животным. Даже облик наших жилищ и поселений должен был преобразиться: лохани с водой перед любым салуном, конюшни в городах, улицы достаточной ширины для проезда экипажей, и все в таком духе. То, что лошади кажутся приспособленными для всадников, — иллюзия, возникшая вследствие культурной адаптации человеческого общества к лошадям.

Как лошадь возникла не для кареты, так и глаза — не для газеты. Ваши глаза, читающие сейчас эту книгу, — дикие глаза, те же самые глаза и та же самая зрительная система, какие имелись и у ваших не знавших письменности предков. Однако хотя ваша зрительная система родилась без “уздечки”, теперь она “оседлана” чтением. Наше умение читать представляет собой не большую загадку, чем объезженная лошадь. Но как древней зрительной системе удалось приспособиться к жизни в современном, интенсивно читающем обществе?

Глаза могут показаться естественным средством для считывания информации. В самом деле, зрение, вероятно, подходит для этой цели лучше осязания или вкуса, точно так же, как лошади годятся для верховой езды больше, чем носороги. Но лошадь не способна вписаться в человеческую культуру, пока сама культура не изменится, пока она не приспособится к лошадям. И наша зрительная система не смогла бы быть “укрощена” и приспособлена для чтения, если бы культура не сформировала такую письменность, которая соответствует требованиям зрительной системы. Культура приложила все усилия для создания иллюзии, будто эволюция сделала нас умеющими читать, хотя в действительности это не так.



Руками младенцев


Вы, возможно, думаете, что девочка в возрасте двух с половиной лет мало чего может сказать. В самом деле, если бы меня ударило чем-нибудь по голове так, чтобы мой интеллект вернулся к уровню двухлетнего ребенка, вряд ли это сделало бы меня блистательным рассказчиком. Если бы я и смог поведать какую-нибудь историю, то разве что в сильно упрощенном виде. Но вот у меня появилась дочь, производящая настоящий словесный ураган. Она мало говорит о тех немногочисленных вещах, которые успели с ней произойти, предпочитая болтать о том, чего никогда не случалось и не случится: о принцессах, драконах, губке Бобе, стегозаврах. Сейчас ей уже пять, а этот поток все не прекращается. Она говорит со мной даже сейчас, когда я пишу эти строки!

Только что я дал ей лист бумаги и цветные карандаши. Несмотря на то, что она едва начала осваивать письмо (“кошка”, “сабака”, “смия”, то есть “змея”, “цвиток”), ей довольно давно удается излагать мысли и слова на бумаге — при помощи рисования. Изобретая собственную письменность в виде картинок, дети тем самым дают нам возможность лучше понять, каким путем шло развитие письменной речи. Из исследований Роды Келлог, проведенных в середине XX века, известно, что дети всего мира рисуют практически одни и те же очертания и следуют одной и той же схеме развития. Поскольку дети почти наверняка не формировались эволюцией, чтобы рисовать, это сходство является в некотором смысле параллельными открытиями, касающимися того, как можно эффективнее общаться на бумаге — как писать. Сэр Герберт Э. Рид, профессор литературы и гуманитарных наук, чей пик деятельности пришелся на первую половину XX века, познакомившись на склоне своих лет с работой Келлог, написал:

Многими исследователями, но лучше всего миссис Келлог, было показано, что детские способы самовыражения, начиная с того момента, как они могут быть зафиксированы при помощи карандаша, претерпевают видоизменения от некоей исходной мазни в сторону осмысленных символов. После нескольких лет развития эти основные формы постепенно превращаются в осознанное отображение воспринимаемых объектов: замещающий понятие значок становится зрительным образом... Согласно этой гипотезе, каждый ребенок, открывая для себя способ символического изображения предметов, следует одному и тому же плану графической эволюции... Я хочу обратить ваше внимание на то, что этот принцип универсален и обнаруживается не только в детских каракулях, но всюду, где изображаемые значки должны были символизировать что-либо, начиная с неолита[9].

Однако не являются ли детские рисунки всего лишь рисунками? Безусловно, иногда дети просто пытаются изобразить то, что видят. Это “лишь” рисунки. Но зачастую цель их рисования состоит в том, чтобы сообщить что-либо — рассказать историю. Если дочь приносит мне очередную картинку, то обычно не затем, чтобы похвастаться реализмом изображения (также она ни слова не говорит по поводу композиции и перспективы). Конечно, иногда она просит меня сосчитать, сколько получилось ножек у паучка, но обычно я получаю историю. Длинную историю. Приведу для примера один из таких рассказов, лежащий в основе рис. 1, “в кратком изложении для начинающих”. Дело происходит в доме, у которого есть руки и глаза. У окон есть лица. Это волшебный дом. Там есть девочка, она держит блюдо пирожных со взбитыми сливками. Двое людей за столом играют в игрушки, но помидор лопнул и забрызгал всю игрушку, с которой они играли. В доме есть бабочки... Данный рисунок сделан с намерением рассказать историю, а это уже чертовски похоже на письменность.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 1.

Рисунок моей пятилетней дочери.


Но если бы моя дочь излагала мысли в письменном виде, она должна была бы использовать символы. Возможно ли, чтобы маленькие дети, прежде чем освоить общепринятое письмо, уже испещряли бумагу символами, как это полагают Рода Келлог и Герберт Рид? Думаю, что да. Обратите внимание: большинство детских рисунков обладает очень слабым сходством с изображаемыми объектами. Взгляните практически на любой из предметов с картинки, представленной на рис. 1. Стремление к реализму? Едва ли. Подобную же символику мы встречаем в мультфильмах, нарисованных взрослыми, которые смогли бы изобразить предметы реалистично, если бы захотели. Эти мультипликационные символы, вроде тех, что показаны на рис. 2 в первом ряду, смехотворно беспомощны в передаче облика объектов. Такие зрительные обозначения можно встретить в любой культуре. И хотя вам, вероятно, не составит труда понять, какие звери изображены на картинке, ваша собака в жизни не догадается, что бы могли означать эти каракули (или рисунки моей дочери). Символы приобретают значение не столько благодаря внешнему сходству с предметами, сколько в силу традиции. Мы так привыкли к этим традиционным знакам, что испытываем иллюзию, будто они в самом деле похожи на обозначаемых животных. Но в других культурах сложились свои собственные, несколько иные, традиции обозначения животных. Например, я с трудом могу различать зверей во многих современных японских детских мультиках (несколько примеров — во втором ряду рис. 2аа). То же самое справедливо и в отношении звуков. Мы в Соединенных Штатах используем для имитации лягушечьего “кваква” слово ribbit. И когда ты вырос, думая, будто лягушки издают именно этот звук, очень трудно думать, что они могут кричать иначе. На самом деле представители различных культур обозначают кваканье лягушек различными звуками, и каждый человек изначально уверен, что его вариант и есть самый похожий на правду. Алжирцы скажут “гар-гар”, китайцы — “гуо-гуо”, англичане — “кроук”, французы — “коа-коа”, корейцы — “ге-гул-ге-гул”, аргентинцы — “берп”, турки — “врак-врак”, и так далее. Звук ribbit — это символ крика лягушки, а не попытка действительно его сымитировать — точно так же, как детские рисунки являются в большей степени символикой, нежели обладают реальным сходством с изображаемыми объектами.

Итак, детские рисунки представляют собой попытки рассказывать истории при помощи символов. Мне это определенно кажется похожим на письменность пускай зачаточную. Ну, раз уж эти карапузы достаточно сообразительны для того, чтобы спонтанно изобретать собственную письменность, то мы, возможно, не уроним своего достоинства, если поинтересуемся, какого рода символами они пользуются. Ответ настолько очевиден, что его трудно обнаружить: в детской письменности предметы обозначаются символами, напоминающими предметы. Может быть, рисунки детей не очень похожи на те объекты, за которые выдаются, но, тем не менее, они похожи на предметы — не на фракталы, не на следы подошв, не на письмена и не на текстуры. То же самое касается и мультфильмов, рисуемых взрослыми, как это можно видеть на рис. 2а. Точно такое же, “слишком очевидное, чтобы быть заметным”, явление мы наблюдаем и в случае с криками животных. Несмотря на то, что для обозначения лягушечьего кваканья используются самые разные звуки, все они напоминают крики животных. Все эти различные “ква-ква” — звуки, которые могло бы издавать какое-то животное. И что же это может сказать нам о письменности?



Слово и объект


Является ли рисование похожих на предметы символов исключительно забавой для детишек? Явно нет, ведь такие символы можно встретить не только в детских рисунках и мультиках, но и среди любых визуальных знаков, свойственных человеческой культуре. Большинство наглядных обозначений на протяжении истории человечества были похожи на предметы, где бы они ни использовались: на керамических изделиях, в татуировках, религии, политике, фольклоре, медицине, музыке, архитектуре, в логотипах или дорожных указателях (небольшая подборка — на рис. 2б). А иконки на “рабочем столе” компьютера не только внешне напоминают предметы, но даже могут быть перемещаемы с места на место, подобно объектам реального мира. (Кстати, именно поэтому "рабочий стол” — очень полезная иллюзия, отражающая то, что происходит внутри компьютера.) Многие разновидности письменности как таковой исторически возникли из объектов, обозначавших слова, будь то египетские иероглифы, шумерская клинопись, китайское или мезоамериканское письмо. Современные китайцы по-прежнему пишут таким образом, а китайским языком пользуется почти половина человечества. Во всех этих системах письменности мы видим несложные рисунки, которые используются в качестве символов и служат для обозначения объектов, а также имен прилагательных, наречий, глаголов и так далее (несколько примеров приведено на рис. 2в). Знаки, похожие на предметы и обозначающие предметы, — это игра отнюдь не только для детей.

Есть ли нечто удобное в том, чтобы на письме представлять слова в виде нарисованных объектов? Подозреваю, что есть и что причина этого та же, по которой символы, обозначающие крики животных, напоминают крики животных: вероятно, у нас имеются врожденные “электронные схемы”, специфически и эффективно реагирующие на звуки животных, и потому нашему мозгу будет проще обработать слово, обозначающее крик животного, если и само это слово имеет несколько “животное” звучание. Аналогично, мы обладаем зрительной системой, которая сформировалась, чтобы распознавать предметы и эффективно реагировать на информацию. Если значение слова соответствует объекту, пусть абстрактному, то визуальный символ, который сам по себе объектоподобен, нашей зрительной системе будет проще обработать (и произвести нужную реакцию на него). На рис. 3б показан вымышленный пример письменности, использующей обозначения, похожие на предметы, в качестве слов (а одиночные штрихи — в качестве служебных слов вроде артиклей и предлогов).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 2.

а) Упрощенные изображения животных. Едва ли не любой представитель западной культуры поймет, кто есть кто в первом ряду. Второй ряд представлен примерами того, как изображаются те же самые животные в японских мультфильмах. Сходство с реальным объектом если и есть, то минимальное. б) Небольшая выборка из многообразия форм, встречающихся у нелингвистических зрительных символов человеческой культуры. Поищите в Сети “пиктограммы" или "символы”, и вы найдете еще десятки тысяч. Обратите внимание на примерное сходство с предметами окружающего нас мира. в) Примеры логографических знаков — то есть таких символов, каждый из которых соответствует одному произносимому слову. Как и в случаях (а) и (б), эти символы обладают сходством с реальными предметами.


Чтобы понять, почему этот метод хорош, давайте рассмотрим две альтернативы. Во-первых, мы могли бы счесть, что рисование объектов — дело слишком трудоемкое, и потому обозначать каждое слово одним-единственным штрихом. В таком случае предложение The rain in Spain stays mainly in the plain[10] в письменном виде выглядело бы примерно как на рис. 3. Похожая стратегия используется в стенографии, где некоторые слова обозначаются всего одним штрихом. Конечно, стенография — прекрасное решение для тех, чьи начальники тараторят без остановки, однако расшифровывать стенограммы, как известно, дело непростое. Дети тоже, судя по всему, не находят эту идею удачной: среди каракулей моей дочери на рис. 1 нет ни одной одинокой линии. Одна из причин, по которым эта идея нехороша, состоит в том, что различимых типов кривых линий меньше, чем слов, употребляемых нами в речи. Придумать хотя бы сотню легко узнаваемых загогулин уже мудрено, а для по-настоящему эффективной письменности их понадобились бы десятки тысяч.

Против использования одиночных штрихов есть и другой аргумент, связанный с тем, как работает наш мозг. Та его часть, которая занимается распознаванием зрительных образов, устроена по иерархическому принципу. Нижние ступени этой иерархии — те, где происходит первичная обработка данных, — имеют дело с самыми простыми элементами, такими как контуры. Ступени повыше занимаются простыми комбинациями контуров, и, наконец, высшие центры обеспечивают распознавание и восприятие целостных объектов. Недостаток использования отдельных загогулин для соответствия произносимым словам, как на рис. 3аа, заключается в том, что зрительная система завершает их обработку на слишком низких уровнях иерархии. Она не приучена интерпретировать разрозненные линии как нечто, похожее на слова (то есть на объекты). Обычно мы вообще не воспринимаем отдельные штрихи — или, по крайней мере, воспринимаем их иначе, чем видим предметы. Например, глядя на рис. 4, мы видим куб на фоне пирамиды. Вот что вы замечаете и оцениваете. Вы не видите дюжину с лишним линий таким же образом. Точно так же вы не видите множество углов и пересечений, которые образованы этими линиями. Вы не говорите: “Эй, взгляни-ка на те линии и углы — во-о-он там”. В ходе эволюции наш головной мозг учился воспринимать предметы, а не их части, потому что предметы — это то, что сохраняет свою целостность с течением времени и без чего невозможно анализировать мир. Для нашего мозга естественно выискивать предметы и стремиться интерпретировать внешние стимулы как предметы. А значит, изображение слова одним-единственным штрихом (или одним их пересечением) не принесет нашему мозгу никакой радости. Вместо того чтобы видеть предложение, написанное словами-загогулинами, мозг будет безуспешно стараться увидеть предметы в хаосе линий. И если у него это получится, он станет воспринимать некое скопление штрихов как объект. Но в таком случае объектом ему будет казаться целая фраза или даже все предложение, а это вряд ли облегчит понимание написанного. Таким образом, использовать обособленные закорючки в качестве слов — плохая мысль по той причине, что наш мозг не предрасположен видеть в отдельных линиях какой-либо смысл. Вот почему слова, которые мы произносим, чаще всего записываются при помощи изображений, примерно сопоставимых по сложности с видимыми объектами.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 3.

Три различных стратегии письма, использованные для того, чтобы записать известную скороговорку о дожде и Испании. а) Можно обозначать каждое слово одной линией: получается кратко, но слова в таком тексте не похожи на предметы реального мира. б) Или, напротив, для значимых слов можно использовать символы, напоминающие предметы, а для служебных слов вроде артиклей и предлогов по-прежнему использовать линии. Такая стратегия была избрана многими культурами, поскольку она наилучшим образом эксплуатирует способность нашего зрения к распознаванию предметов, используя ее для чтения. в) Наконец, можно обозначать произносимые слова рисунками более сложными, чем объекты окружающего нас мира. Это нецелесообразно, поскольку входящие в состав таких “слов” предметы, которые идентифицирует наша зрительная система (например, значок в форме щита в слове “дождь"), сами не будут нести смысла.


А если наоборот: зрительно обозначать произносимые слова при помощи более развернутых зарисовок или сценок, то есть не одним объектом, а несколькими? На рис. 3в показано, как могла бы выглядеть фраза о дожде в Испании в виде “сценограммы”. Любо-дорого поглядеть, не так ли? В некоторых инструкциях по сборке мебели можно встретить иллюстрации, использующие подобную стратегию. И здесь мы сталкиваемся с проблемами прямо противоположного характера. Во-первых, каждая “сценограмма” выглядит скорее как предложение, нежели как слово. Например: “Возьмите гвоздь, который выглядит вот так, и забейте его в деревянную раму, которая выглядит вот так”. Во-вторых, использование напоминающих предметы символов в составе более сложных символов само по себе рождает трудности, поскольку оно провоцирует мозг на то, чтобы воспринимать эти простые символы как самостоятельные объекты с собственными значениями. Однако в данном случае они всего лишь строительные блоки, части написанного слова, и сами по себе совершенно ничего не значат.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 4.

Глядя на эту картинку, вы видите куб, частично загораживающий пирамиду, а вовсе не четырнадцать линий и двенадцать соединений. Культурная эволюция письменности была призвана воспользоваться тем умением нашей зрительной системы, которое было отточено сотнями миллионов лет биологической эволюции, — умением распознавать предметы. Письменность эволюционировала так, чтобы слова были похожи на объекты реального мира.


Наша зрительная система обладает врожденными механизмами, которые склонны воспринимать зрительные стимулы, напоминающие предметы, как предметы. А поскольку слова являются минимальными смысловыми единицами речи и зачастую их значения относятся как раз к уровню предметов (это либо сами предметы, либо их свойства, либо их действия), то вполне естественно, что для их отображения мы используем такие визуальные стимулы, которые зрительная система приспособлена не просто воспринимать, но воспринимать именно как предметы. Изображая произносимые слова как отдельные объекты, а не как более мелкие видимые структуры вроде штрихов и их пересечений (и не как укрупненные, вроде составных картин), мы наиболее эффективно используем возможности своей зрительной системы, даже если просим ее делать то, для чего она не была предназначена эволюцией (рис. 5).

Итак, символы, похожие на предметы, — это хороший выбор для обозначения слов, но являются ли такие символы результатом эволюции культуры и следствием отбора, или же они похожи на предметы лишь потому, что самые первые символы, в силу исторических причин, были такими? Первые символы были пиктограммами, похожими на реальные предметы гораздо больше, нежели значки на рис. 2б и 2в. Возможно, мы пользуемся предметоподобными символами потому, что они достались нам по наследству, а не потому, что они формировались для удобства глаз? Слабость этого аргумента связана с тем, что письменность быстро меняется, особенно после расхождения культур. И если бы отсутствовало давление со стороны культурного отбора, которое поддерживало сходство символов с предметами, то форма символов видоизменялась бы с течением веков случайным образом и символы все менее выглядели бы похожими на предметы. Но история письменности говорит нам, что этого не происходит. Культурный отбор позаботился о том, чтобы используемые нами символы сохранили свою предметоподобную сущность, поскольку именно она делает нас хорошими читателями. Тем не менее любопытно, что самые первые письменные знаки уже были на правильном пути, еще до того, как культурная эволюция могла успеть что-то подкорректировать. Впрочем, если учесть, что и маленькие дети в состоянии до этого додуматься, то, возможно, не так уж удивительно, что первые писцы сумели оценить, насколько удобно обозначать слова значками, похожими на предметы.



Трудности звукописи


В качестве символов для обозначения слов наш головной мозг предпочитает видеть объекты, и все дети (а также значительная часть остальных людей) согласны с этим. Такое письмо называется логографическим. Это значит, что символы в нем используются для обозначения слов, а не звуков. Оно не сообщает читателю никакой информации о том, как произносить написанное. На самом деле это огромное преимущество, которое позволяет людям, говорящим на разных языках, пользоваться одной и той же системой письменности и общаться с ее помощью. Иными словами, в связи с тем, что в логографическом письме обозначаются не звуки, а понятия, оно может служить универсальной системой, способной привести множество разговорных языков к гармонии и дружбе. Например, человек, который знает японский, может ничего не понять из разговора китайцев, но в китайском тексте поймет не так уж мало, поскольку японцы пользуются китайскими иероглифами.

Братство и дружба — это, конечно, прекрасно, но есть кой-че, чаво низзя пярядать на письме, ежли обозначать слова объектами... в том числе, невозможно записать манеру речи человека так, как я это только что сделал. Вы можете уметь читать по-китайски, но при этом, оказавшись в Китае, будете совершенно не готовы к тому, чтобы поговорить с кем-нибудь, потому что понимать логографические символы — это еще не значит знать, как произносятся слова. Письменность, которую вы сейчас читаете, устроена совершенно иначе. Вместо значков, обозначающих объекты, в ее основе лежат буквы, информирующие вас о том, как произносятся слова, относящиеся к объектам. То, что вы читаете — это “звукопись”. Она позволяет нам перенести на бумагу акцент Тома Сойера, а тот, кто не говорит на нашем языке, может научиться этому по книге, не выходя из дома. Возможно, у такого человека будет чудовищный акцент, но для начала и это уже неплохо. Второе важное преимущество звукописи состоит в том, что она позволяет нам обойтись значительно меньшим количеством символов. Вместо того чтобы использовать по одному напоминающему предмет символу на каждое из десятков тысяч общеупотребительных слов, нам понадобится всего по одному обозначению для каждого из нескольких десятков встречающихся в речи звуков, или фонем, из которых эти слова состоят. В этом случае количество письменных знаков, которые необходимо запомнить, уменьшается тысячекратно.

Я понятия не имею, действительно ли достоинства “звукописи” (взаимосвязь с фонетикой, простота) перевешивают преимущества логографического письма (прямое и однозначное соответствие объекта и символа, возможность общения между людьми, говорящими на разных языках), но, так или иначе, на протяжении истории были созданы сотни основанных на звукописи систем, многие из которых используются и поныне примерно половиной населения земного шара. И когда какая-либо культура принимала решение пойти по этой дороге, а не хранить верность логографии, возникала дилемма. Как уже говорилось, самый лучший способ “приручить” естественную способность нашей зрительной системы распознавать предметы — это сделать так, чтобы слова, которые мы произносим, выглядели на бумаге похожими на предметы. Однако при “звукописи” символы соответствуют звукам речи, а письменные слова почти всегда состоят из многих таких значков. Как слова смогут выглядеть на письме так же, как предметы, если они больше не связаны ни с какими предметоподобными символами? Если символы служат для обозначения не объектов, а звуков, внешний вид слова зависит от составляющих его букв. То есть является результатом того, как слово звучит, а вовсе не стараний сделать его похожим на некий предмет. Если бы слово звучало по-другому, то и записывалось бы иначе. Ну а раз слова не имеют собственных зрительных обозначений, а их написание обусловлено тем, как они произносятся, складывается впечатление, будто нечего и пытаться сделать так, чтобы “звукописные” слова выглядели как предметы.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 5.

Отдел зрительной коры человека, отвечающий за распознавание предметов, организован по иерархическому принципу: нижние уровни служат для распознавания простых элементов, например краев и линий; средние уровни берут на себя несложные сочетания контуров наподобие соединений, а высшие выстраивают целостное изображение объектов. Для простоты я показал здесь всего три уровня, а в действительности их примерно дюжина. На каждом рисунке пунктиром обведен тот уровень подробности, которым занимается та или иная часть мозга. На что бы мы ни смотрели: на предметы окружающего нас мира, на условные очертания персонажей мультфильмов, на неязыковые символы или на знаки логографического письма (например, китайского) — все эти объекты похожи друг на друга. А точнее, на реальные предметы, ради распознавания которых наша зрительная система и возникла в ходе эволюции.


Тем не менее, есть выход. И хотя один человек мог до него не додуматься, культурной эволюции удалось его отыскать: если на письме слова должны составляться из многих символов, то чтобы слова были похожими на предметы, символы должны выглядеть как части предметов. И, как мы увидим, культура сделала именно это. Она разрешила “звукописную дилемму”, создав такие знаки, которые напоминают элементы объектов, встречающихся в природе. Тогда написанные слова будут, как правило, похожи на предметы, а наша зрительная система приладится к противоестественному процессу чтения.



На перекрестке пересечений


Чтобы могла существовать хоть какая-нибудь надежда на то, что слова, составленные из букв, будут выглядеть как предметы, сами буквы должны выглядеть как части предметов. Прежде всего для этого они должны быть проще предметов, то есть состоять из меньшего, чем предметы, числа штрихов. Но насколько малы должны быть буквы? Это зависит от того, сколько отчетливо различимых звуков речи, или фонем, в слове. В английском языке, как и во многих других, среднее число фонем на одно произнесенное слово составляет четыре или пять. Есть немало слов, состоящих из большего количества фонем, но мы редко ими пользуемся, и поэтому они не слишком влияют на среднее значение. В “звукописных” системах письменности фонемы обычно (но не всегда, как, например, в случае английской фонемы [th]) соответствуют буквам. Следовательно, если мы хотим, чтобы на письме слова были похожи на предметы, нам не нужно рисовать каждую букву всего одним штрихом, потому что в этом случае обычное слово будет состоять всего из 4-5 кривых линий, выстроенных на странице, а в системах письма, где буквы соответствуют не отдельным фонемам, а их сочетаниям, таких загогулин будет и того меньше. Получившиеся слова будут отличаться от естественных объектов сразу по двум признакам. Во-первых, число линий будет меньшим, чем у типичного предмета. Не так уж много предметов можно нарисовать четырьмя — пятью штрихами: для простого кубика их и то требуется девять. Во-вторых, слово, написанное таким образом, будет обладать иной структурой, нежели ожидаешь от предмета. Контуры реальных предметов в реальном мире вовсе не изолированы друг от друга. Напротив, они взаимодействуют, то есть соприкасаются, причем весьма определенными способами. Взгляните еще раз на куб и пирамиду на рис. 4 и обратите внимание на те места, где линии соединяются друг с другом. Итак, если изображать каждую букву при помощи одного штриха, слова не будут похожи на предметы из-за излишней простоты структуры.

Решение будто бы напрашивается само собой: надо добавить буквам “сложности”, используя в них больше одного штриха, но меньше, чем требуется для целого предмета. Объектам и их контурам присущи фундаментальные структурные единицы, которые, как давно известно инженерам и биологам, изучающим зрение, являются ключевыми для распознавания предметов на изображениях. Одни из этих структур представляют собой “пересечения” — те места, где линии встречаются в одной точке, — например, структуры на рис. 4, напоминающие L, Т или Y. Другие — простые комбинации подобных пересечений. Используя данные конфигурации линий в качестве букв, мы смогли бы во многом преодолеть обе проблемы, возникающие при создании букв из одной черты. Во-первых, если каждая буква будет чаще всего состоять из нескольких штрихов, тогда типичное четырех- или пятибуквенное слово будет образовано уже примерно дюжиной линий — вполне достаточно, чтобы набросать простеньких мультяшных зверей, показанных на рис. 2а. Во-вторых, в этом случае в составе слов письменной речи будут встречаться те же структурные элементы, которые мы привыкли видеть на изображениях предметов. Когда буквы образованы не черточками, а комбинациями черточек, слова становятся более похожими на предметы — более, но не полностью, потому что пересечения линий могут быть упорядочены на странице с текстом иначе, чем в природе. Их сочетания могут быть противоестественными, и два пересечения могут оказаться настолько близко друг от друга, как не могли бы в окружающем мире. Тем не менее данное решение — лучшее, на что мы можем рассчитывать для систем письменности, основанных на “звукописи”.

И что же: действительно ли такие системы письменности основаны на данном способе разрешения дилеммы? Действительно ли буквы состоят из нескольких штрихов? В общем, да — на это мы с Синсукэ Симодзе впервые указали в статье, опубликованной в 2005 году в “Трудах Королевского общества”. Я сосчитал среднее количество штрихов, приходящихся на одну графему, в 93 фонетических системах письма (перечислены на рис. 6), и выяснил, что средний результат примерно равен трем, вне зависимости от того, сколько знаков используется в данной системе: пятнадцать или сто пятьдесят. В системах письменности с большим числом знаков увеличивается не количество штрихов на знак, а количество разновидностей штрихов, из которых построены знаки. Количество же штрихов на знак остается близким к трем.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 6.

Таблица, включающая 93 вида фонетического письма, для которых я рассчитал среднее число штрихов на знак. Таблица содержит примеры знаков, среднее количество штрихов в знаке и общее число используемых в данной системе знаков. Чтобы увидеть больше примеров, посетите симпатичный сайт Саймона Эйджера www.omniglot.com.


Таким образом, как и ожидалось, буквы действительно в некоторой степени походят на составные части видимых объектов — по крайней мере, своей сложностью (то есть числом образующих их штрихов). Поэтому слова, написанные буквами, выглядят более похожими на предметы, и это делает чтение легче. Однако существует способ сделать слова еще более похожими на предметы: что если буквы будут не только иметь подходящую сложность, соответствующую составным элементам окружающих нас предметов, но и образовываться теми же формами, какие встречаются в природе? Как мы увидим, в ней обычно встречаются лишь определенные конфигурации очертаний. Выяснив, что это за конфигурации, мы сможем поставить вопрос: такие или нет конфигурации встречаются в буквах? Иначе говоря, мы сможем узнать, в самом ли деле буквы — и образуемые ими слова — подражают природе.



Естественные “подпредметы”


Буквы L и V выглядят по-разному, но их “базовая конфигурация” одинакова: каждая состоит из двух штрихов, соединенных концами. Можно сколько угодно вертеть эти буквы, растягивать их и сгибать, но все равно из них не получить букву Т, а также X, Y, K, Ψ, F или ω (рис. 7а). Все эти комбинации штрихов, будучи лишь некоторыми из многих возможных конфигураций, отличны друг от друга. Вот что я имею в виду, когда говорю о форме буквы (на самом деле речь в некотором роде о топологической форме), и именно этим понятием формы мы должны пользоваться в поисках сходства между буквами и встречающимися в природе фигурами. В особенности нас будут интересовать конфигурации, содержащие не более трех штрихов и двух пересечений — те, что представлены на рис. 7б, своего рода периодической таблице геометрических форм, называемых мною “подпредметами”, то есть элементами, из которых складываются видимые нами объекты. Мы хотим знать, какие из этих конфигураций есть в природе. Но прежде чем мы посмотрим, какие именно сочетания линий попадаются в природе, позвольте представить вас некоторым из этих форм и дать некую качественную оценку их распространенности.

Начнем с одной из простейших разновидностей “подпредметов” — пересечений по типу буквы L. Естественной “средой обитания” L-пересечений являются углы. Точнее, углы видимых нами объектов, как на рис. 8а (слева), где объект повернут к нам одной из граней, образующих данный угол. Поскольку углы в мире встречаются повсюду, форма L должна быть широко распространенной, и можно ожидать, что, обратившись к буквам, мы найдем в них множество соединений L-типа. Следующие в очереди — пересечения по типу буквы Г, которые возникают там, где конец одного контура упирается в бок другому. Обычно Т-пересечения связаны с частичным перекрыванием объектов, то есть когда один предмет расположен позади другого, как показано на рис. 8б (слева). Подобно L-пересечениям, T-пересечения очень широко распространены, поскольку, как правило, мы окружены множеством непрозрачных предметов: одни расположены ближе, другие дальше. Следовательно, можно ожидать, что в “звукописных” системах письменности эти элементы встретятся нам в изобилии.

Третья, последняя конфигурация, которую можно получить из двух линий — буква X, которая возникает там, где контуры перекрещиваются. По сравнению с L- и Т-пересечениями, Х-пересечения отыскать в природе не так-то легко. Оглянитесь вокруг: спорим, в глаза они не бросаются? Думать, что два скрещенных карандаша или две палочки дают X-пересечение — распространенная ошибка. Если они находятся достаточно далеко от вас, так что каждая палочка выглядит как одиночный контур, то тогда и в самом деле получится соединение Х-типа. Но если контуры с обеих сторон каждой палочки зрительно различимы, то две перекрещенные палочки — это пример частичного перекрывания объектов, в результате которого получается четыре T-пересечения (и ни одного Х-пересечения). Соединения по типу X все-таки можно обнаружить в случае неполной прозрачности предметов — например, если тонированное стекло расположено перед каким-то другим объектом, как на рис. 8в (слева). Стоит ли говорить, что тонированные стекла нашим далеким предкам не слишком часто попадались на глаза? Единственная возможность встретить X-пересечения представляется там, где предметы сложены штабелями, как кирпичи на рис. 8В (справа). Здесь контуры, образующие X, — на самом деле щели между предметами: края двух объектов прилегают друг к другу настолько плотно, что пространство между ними выглядит как одна линия. Но и такие ситуации редки по сравнению с L- и T-пересечениями. При этом конфигурации L и T тоже могут быть образованы щелями, как показывают изображения справа на рис. 8а и 8б. Итак, X-пересечения в природе редки и, следовательно, в письменности они должны встречаться нечасто. По крайней мере в английском языке так и есть: буква X используется нами столь нечасто, что мы можем мгновенно вспомнить лишь два наиболее употребляемых слова, которые с нее начинаются: X-ray (рентген) и xylophone (ксилофон).


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 7.

а) Примеры различных геометрических форм, соответствующих L-, T- и Х-конфигурациям. Тип конфигурации остается неизменным, даже если перевернуть фигуру, изменить угол пересечения линий, а также исказить их длину и форму (до тех пор, пока они остаются плавными). б) “Периодическая таблица”: 19 возможных конфигураций, которые могут быть получены с использованием двух или трех линий и одного или двух соединений (точек пересечения).


Рис. 9 охватывает очередную порцию типов конфигураций, на сей раз образованных тремя линиями, пересекающимися в одной точке. Сюда относятся Y, К, Ψ, “человечек” и “звездочка”. Наиболее распространенными в этой группе являются Y-пересечения, которые возникают на углах предметов, там, где видны все три образующие угол поверхности. Как можно увидеть на рис. 9, последующие конфигурации требуют все большего и большего числа случайных совпадений во взаимном расположении предметов. А это значит, что каждая последующая фигура будет встречаться реже предыдущей.

Теперь мы имеем примерное представление о том, где в природе могут встречаться конфигурации из первых двух рядов периодической таблицы форм на рис. 7б и насколько широко они распространены. В третьем ряду на рис. 7б представлены конфигурации с двумя точками пересечения. Каждая из них образована двумя более простыми конфигурациями из первого ряда, то есть L, T и X. Имеет смысл подробнее остановиться на четырех комбинациях, а именно на №№12-15. Каждая из этих форм состоит из двух T-пересечений. Как вы помните (рис. 8б), самая обычная причина возникновения T-пересечений — частичное перекрывание объектов, а значит, логично предположить, что любая из четырех данных конфигураций может быть обнаружена в тех случаях, когда одни предметы загораживают собой другие. На рис. 10 приведены простые примеры частичного перегораживания, которое действительно приводит к появлению всех этих конфигураций... за исключением формы №14 — той, где две черточки выглядывают по разные стороны от центральной линии. В отличие от трех своих ближайших родственниц, данная конфигурация не может возникнуть в результате частичного перекрывания объектов. Вы и сами легко в этом убедитесь, если представите себе, что один из боковых штрихов — это краешек предмета, частично перегороженного вертикальной линией. А раз так, то по другую сторону от вертикальной линии должен быть объект, который как раз и является загораживающим. А это делает невозможным наличие второго отрезка, выглядывающего с обратной стороны и появляющегося вследствие частичного перегораживания: чтобы возникла подобная конфигурация, этот второй отрезок должен находиться на поверхности перегораживающего предмета. Тем не менее, существуют сценарии, при которых появление конфигурации №14 возможно — например, в груде кирпичей, изображенной на рис. 10. Однако кирпичи можно сложить и так, чтобы получились три другие комбинации двух Г. А это означает, что форма №14 встречается в мире редко по сравнению с тремя другими конфигурациями. Следовательно, можно предполагать, что и в письменной речи она будет встречаться редко. (Забегая вперед, скажу, что так оно и есть.)


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 8.

Различные типы встречающихся в природе типы соединений между видимыми объектами. а) Соединения L-типа обычно образуются углом одной видимой поверхности. Гораздо реже они получаются в виде щелей — например, в случае если куб поставить в угол. б) Соединения T-типа чаще всего возникают благодаря частичному перекрытию предметов, когда одна линия находится позади другой, но могут найтись и в виде щелей — например, если один кирпич положить на другой. в) Соединения Х-типа нельзя получить путем простой перестановки непрозрачных предметов. Тем не менее их можно наблюдать в тех случаях, когда какой-либо предмет виден сквозь тонированное стекло (см. на картинке). Также этот тип соединений встречается в виде щелей — скажем, если сложить кирпичи штабелями. Оба эти способа пространственного расположения предметов довольно редки, и потому Х-соединения встречаются в природе реже L- и T-соединений, что будет видно далее из рис. 11.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 9.

Пять разновидностей соединений, образуемых тремя линиями: Y, К, Ψ, "человечек" и "звездочка". Также изображено взаимное расположение предметов, требующееся для каждого из этих соединений, и указано, насколько часто оно встречается. Чем дальше мы двигаемся по рисунку сверху вниз, тем более крупное совпадение необходимо для того, чтобы предметы были расположены изображенным способом. (Справедливость этого наблюдения подтверждена на рис. и.)


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 10.

Четыре возможные конфигурации, получаемые из двух соединений Т-типа. Основной источник T-соединений в природе частичное перекрывание одних предметов другими, однако третью сверху конфигурацию таким способом получить невозможно. Правда, ее можно обнаружить в форме щелей в сложенных штабелями кирпичах — впрочем, как и другие три. Следовательно, эта конфигурация должна встречаться реже по сравнению с другими, в чем вы сможете убедиться, взглянув на рис. 11.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 11.

Частота встречаемости 19 возможных конфигураций для грех типов естественных изображений (сцены из жизни диких племен, случайная подборка иллюстраций из журнала "Нэшнл джиографик” и выполненные при помощи компьютера виды бизнес-парков). Выражаю благодарность Чжан Цюну и Xao Е за их нелегкий труд в бытность студентами Калифорнийского технологического института, позволивший нам получить часть приведенных здесь данных.


До сих пор я выдвигал лишь интуитивные предположения насчет распространенности той или иной конфигурации. Они дают нам возможность лишь качественно оценить относительную частоту встречаемости форм, да и то не всех. А произвести количественную оценку того, насколько распространена каждая из 19 имеющихся конфигураций, мне помогли два студента Калифорнийского технологического института — Чжан Цюн и Хао Е. Они провели целое лето, даже больше, занимаясь измерением встречаемости конфигураций различного типа на картинках. Одни картинки изображали сцены из жизни диких племен, другие были взяты из журнала “Нэшнл джиографик”, третьи представляли собой компьютерные изображения бизнес-парков. На рис. и показана частота встречаемости различных конфигураций на картинках каждой из трех групп, и можно видеть, что графики получились практически одинаковыми. Ну и насколько же результаты этих количественных измерений совпадают с нашими интуитивными выводами? Мы предположили тогда, что пересечения L- и T-типов должны встречаться часто, а Х-пересечения — относительно редко, и именно это мы видим на рис. 11. Также мы решили, что в ряду “Y, К, Ψ, ‘человечек’ и ‘звездочка’" самыми распространенными будут Y-пересечения, а далее частота встречаемости будет неуклонно падать. Опять-таки, рис. 11 показывает нам, что так это и есть. Наконец, мы пришли к заключению, что форма №14 должна встречаться реже по сравнению с формами №№12, 13 и 15. И снова рис. 11 подтверждает наше предположение.

Данные, представленные на рис. и (которые впервые были опубликованы в 2006 году в журнале “Американ ней- чуралист” мной, Чжан Цюном, Хао Е и Синсукэ Симодзе), показывают, каков мир на уровне “подпредметов”. Вот “автограф”, оставленный природой. Сравним распространенность различных конфигураций в естественных условиях с частотой их встречаемости в фонетических системах письменности. В следующем разделе мы займемся как раз этим: выясним, состоят ли буквы из тех же самых форм и в тех же самых соотношениях, что и природа. Но прежде чем перейти к этому вопросу, нам, возможно, стоит проверить мое предположение, будто культура сделала визуальные знаки и логографические символы похожими на предметы. Хотя интуитивно нам кажется, что это так (рис. 2), теперь, зная, какие формы “подпредметов” распространены в окружающем мире, мы можем доподлинно выяснить, похожи ли эти значки на природные объекты, и проверить, из тех ли самых элементов они состоят. На рис. 12б показана частота встречаемости различных конфигураций в китайских иероглифах и в большой выборке нелингвистических знаков. Как вы можете видеть, природа оставила на них тот же “автограф”, который уже встречался нам на графике с рис. 11 (для удобства сравнения он воспроизведен еще раз на рис. 12а).

Наблюдение, что символы, служащие для обозначения как объектов, так и слов, стали вследствие эволюции культуры похожими на предметы, — это фундаментальное открытие, принципиальное для понимания того, почему логографическая письменность так широко используется. Однако вряд ли это сильно нас удивило: эти символы в самом деле выглядят как предметы. А как обстоит дело в системах “звукописи”, где, как мы предполагали, буквы должны иметь форму естественных “под- предметов”, а слова, подобно условным обозначениям и идеографическим знакам, быть похожими на предметы?



Буквы и природа


Есть нечто притягательное в поиске букв в природе. (“Эй, глянь-ка вон на то дерево вот за теми утками вон за тем деревом — ну точно К!”) Хьелль Б. Сандвед собрал целую коллекцию великолепных фотографий латинских букв в природе и даже обнаружил полный алфавит на крыльях бабочек. Кристина Кастелла и Брайан Дойл опубликовали множество изображений “природных букв”, а однажды я, после того как только что пообедал с ними, случайно встретил своего коллегу из Калифорнийского технологического института, который поведал мне, что и он уже давно занимается поиском букв в естественных очертаниях. Еще как-то раз со мной связалась одна художница из окрестностей Лос-Анджелеса, чтобы поделиться тем, что она уже тридцать с лишним лет размышляет о связи природы с буквами, которую она обнаружила, когда проводила целое лето в медитациях, разглядывая тростник на пруду. Она сказала, что ей доводилось “читать” даже очертания нейронов!

Находить буквы в природе забавно, однако тот факт, что мы в принципе можем развлекаться подобным образом — уже важное наблюдение. Представьте себе какие-нибудь менее популярные варианты этой игры “найди нечто в природе”: шрифт Брайля, клетчатый узор, контуры ушной раковины. Подобные игры никогда не станут модными — просто потому, что эти формы обнаружить в природе слишком трудно. Буквы же искать — одно удовольствие, а отсюда следует предположение: может быть, все дело в том, что буквы созданы по образу и подобию природы? То есть сам факт возможности наших забав с буквами подводит к фундаментальному техническому озарению: буквы формировались в виде естественных “подпредметов”. Простая перестановка слов — не “находить буквы в природе”, а “находить природу в буквах” — позволяет нам сделать шаг от игры к открытию.

Но действительно ли мы находим в буквах природу? Нам известно, что буквы состоят из штрихов, более или менее напоминающих контуры предметов, и что они выглядят естественнее, скажем, фотографий морских узлов. Также мы знаем, что количество отрезков на букву составляет примерно три — как раз столько, сколько требуется, чтобы буквы выглядели как естественные элементы видимых предметов. Не выяснили мы пока одно: имеют ли буквы соответствующую форму? На рис. 13б показано, с какой частотой те конфигурации линий, которые мы обсуждали выше, встречаются приблизительно в ста “звукописных” системах, использовавшихся в различные периоды человеческой истории. Заметно близкое сходство этой кривой с графиками на рис. 13а (те же, что на рис. 11 и 12а). На фонетических системах письма природа оставила тот же автограф. Выходит, природу действительно можно найти в буквах! А это делает слова, записанные при помощи обозначающих звуки знаков, более похожими на предметы, что, в свою очередь, помогает нам “обуздать” свою зрительную систему и приспособить ее к чтению, как это проиллюстрировано на рис. 14. Таким образом, любые используемые людьми визуальные символы — будь то нелингвистические знаки, китайские иероглифы или буквы фонетических систем письма — образованы теми же структурами, из которых складывается форма окружающих нас предметов, благодаря чему слова выглядят похожими на природные объекты. На рис. 15 представлена обобщенная диаграмма встречаемости различных конфигураций в природе и в используемых людьми символах всех типов. Видно, что в целом формы, наиболее распространенные в природе, являются и самыми востребованными в письменности.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 12.

а) График частоты встречаемости геометрических элементов в изображениях природы (тот же, что и на рис. 11). б) Распределение встречаемости различных конфигураций линий в китайской письменности и в неязыковых визуальных знаках. Можно видеть, что форма графиков для этих логографических изображений в значительной мере совпадает с результатами, полученными для природных объектов. Это удивительно, ведь большинство этих символов не похоже ни на какие конкретные предметы реального мира, но не ошеломляет, поскольку все они в принципе стремятся к “предметоподобию”. Выражаю благодарность Чжан Цюну за нелегкий труд, позволивший получить часть приведенных здесь данных.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 13.

Наглядная иллюстрация того факта, что на буквах лежит “печать природы”. а) График частоты встречаемости различных геометрических элементов в изображениях природы (тот же, что на рис. 11 и 12а). б) Частота встречаемости различных конфигураций в алфавитном письме. Очевидно, что формы букв соответствуют контурам, встречающимся в природе. Буквы в алфавитных системах письма выглядят как элементы нашего естественного окружения! (Притом “печать природы” не обнаруживается в случайных линиях и в стенограммах.)


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 14.

Та же схема, что и на рис. 5, но с добавлением слова, написанного буквами. Из данной иллюстрации можно видеть, до какой степени замечательно система алфавитного письма соответствует механизмам, при помощи которых зрительная система распознает окружающие нас предметы. Структура такого письма основывается на контуроподобных линиях, которые складываются в буквы, напоминающие составные элементы реальных объектов, а эти буквы, в свою очередь, объединяются в похожие на предметы слова. К подобным же умозаключениям пришли нейробиологи Станислас Деэн и Лоран Коан.


“Автограф” природы, обнаруженный нами, остается в силе повсюду, где имеются в изобилии непрозрачные предметы: хоть в африканской саванне, хоть в кампусе Политехнического института им. Ренсселера, где я теперь работаю, хоть на другой планете. Если среда обитания инопланетян тоже образована непрозрачными объектами, а инопланетная культура тоже создавала систему письма, приспособленную для удобства глаза, с большой вероятностью она пришла к письменности, похожей на ту, какой пользуемся мы. К примеру, в любой среде, изобилующей непрозрачными предметами, L- и T-пересечения будут встречаться чаще Х-пересечений. А вот если бы наш мир был сделан из тонированного стекла, то Х-пересечения встречались бы на каждом шагу и “росчерк” природы выглядел бы совершенно иначе.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 15.

Частота различных конфигураций контуров, встречающихся в человеческих знаковых системах и в картинах природы, представленная в виде линии регрессии. Из графика видно, что конфигурации, наиболее часто встречающиеся в природе, являются наиболее типичными и для знаковых систем. Под знаковыми системами в данном случае подразумевается совокупность данных для неязыковых символов, китайских иероглифов и алфавитной письменности, однако та же самая закономерность наблюдается и для каждой из этих знаковых систем в отдельности.



Homo turingipithecus


Осенью 2003 года (я был тогда сотрудником Калифорнийского технологического института) мне в голову пришла безумная мысль. Каждый из нас носит в черепной коробке фантастически мощный компьютер. И вот я подумал: разве не было бы здорово, если бы мы сумели как-нибудь подключиться к этой мощности? Например, такое простое дело, как зрение, основано на том, что зрительной части нашего головного мозга приходится совершать вычислительные операции поразительной сложности. И мало того, что ваш мозг проделывает бесчисленное множество таких операций в секунду, ни одну из них вы еще и не воспринимаете как работу. В отличие от мышления, когда мы “перемалываем” идеи одну за другой, зрение не требует усилий. Более того, множество очень сложных зрительных стимулов может обрабатываться одновременно: одна увиденная нами картина — это тысячи входных сигналов. Мне стало любопытно, нельзя ли программное обеспечение (программы, предназначенные для переработки информации) перевести в зрительные образы так, чтобы при взгляде на этот специальный “визуальный софт” зрительная система невольно производила необходимые вычисления и запускала программу. Такая картинка была бы одновременно и программным обеспечением, и входными сигналами, которые это программное обеспечение обрабатывает. Ваша зрительная система производила бы вычисления безо всяких усилий — в том смысле, что вы ничего особенного при этом не чувствовали бы, — и выдавала бы такое восприятие, которое содержало бы решение произведенных вычислительных операций. Ваше зрительное восприятие и было бы результатом. Иначе говоря, я задался следующим вопросом: можем ли мы обхитрить свою зрительную систему, загружая в нее программы и по собственному выбору запуская их? На первый взгляд замысел может показаться бредом, но это не больший бред, чем использовать ДНК для компьютерных вычислений — идея, которую Леонард Адлеман в 90-х годах заставил нас воспринять всерьез. Что звучит бредовее: вычисления, выполняемые мозгами, или вычисления, выполняемые цистернами с бульоном из ДНК?

После того, как меня осенила моя безумная мысль, я провел несколько месяцев, пытаясь создать “зрительное программное обеспечение”, однако дело почти не шло. Я даже предлагал сто долларов (и соавторство) любому из своих коллег по Калифорнийскому технологическому, кто смог бы предложить “зрительную микросхему” для вычисления простых компонентов цифровых схем, но безрезультатно. И лишь в конце 2007 года, когда я уже работал над этой книгой, стали намечаться некоторые успехи.

На рис. 16 приведен пример “зрительной микросхемы”. Цифровые микросхемы — важная разновидность вычислительных устройств, которая используется в калькуляторах, компьютерах, телефонах, практически во всей современной электронике. Они представляют собой совокупность так называемых логических вентилей, или гейтов, выполняющих простые логические операции: например, И-вентиль дает на выходе 1, только если каждый из входных сигналов представляет собой 1. Любой участок микросхемы — в том числе выход — всегда находится в одном из двух состояний: 0 или 1. В отличие от электронных микросхем, где используются металлы или полупроводники для кодировки состояний 1 и 0, зрительные микросхемы вроде той, что показана на рис. 16, опираются на неоднозначные зрительные стимулы (такие, которые, как и составляющие их компоненты, могут быть интерпретированы двояко). Любой участок контура на рис. 16 (за исключением точек ввода) может быть воспринят двумя разными способами: как наклоненный к вам или от вас. Этим вашим восприятием наклона и определяется состояние микросхемы, 1 или 0, в данной точке. Результат на выходе определяется тем, как вы воспринимаете наклон контура в специально обозначенной точке — в данном случае она расположена снизу. Точки ввода данных в зрительных микросхемах представлены однозначными стимулами, наклоненными либо определенно к вам (1), либо от вас (0). Один из двух таких входов на рис. 16 находится в состоянии 1, а другой — в состоянии о. Также в данной микросхеме содержится три типа логических вентилей: НЕ (переключающие состояние схемы с 1 на 0 или наоборот), И (которые выдают значение 1, только если оба входа находятся в состоянии 1) и еще вентиль ИЛИ (выводит 1, если хотя бы один из двух входов находится в состоянии 1). Вентили И, ИЛИ функционируют благодаря частичной прозрачности нарисованных элементов, делающей одну из двух возможных интерпретаций состояния микросхемы более вероятной. Например, вентиль внизу рис. 16 — это ИЛИ-вентиль (при беглом взгляде он кажется наклоненным к вам). Такое восприятие обеспечивают два частично просвечивающих отрезка в его левой части. Вся представленная схема является схемой типа “исключающее ИЛИ” — иными словами, она выводит 1 лишь в том случае, если один из входов находится в состоянии 1. Поскольку входы в данном случае имеют значения 1 и 0, на выходе получается 1. То есть в связи с тем, что один из входов изображен наклоненным к зрителю, а другой — от зрителя, люди, если подойдут к делу ответственно, будут воспринимать нижнюю часть схемы скорее как наклоненную к ним.


Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле


Рис. 16.

Пример того, что я называю "зрительной микросхемой”. Данный контур использует нашу зрительную систему для вычисления функции “исключающего ИЛИ” (XOR), то есть такой функции, которая дает на выходе 1 в том случае, если только один из входных сигналов является 1. Построена эта "микросхема” из неоднозначных зрительных стимулов, которые могут быть восприняты двумя четко различимыми способами: как повернутые к вам или от вас. В любой точке схемы значение сигнала, 0 или 1, зависит от вашего восприятия. Если вам кажется, что какая-то часть контура повернута “от вас”, значит, здесь значение сигнала о; если же она повернута "к вам”, значение сигнала 1. Вывод данных производится в нижней части: результат действия всей схемы в целом определяется вашим восприятием рисунка в данной точке. Моя “микросхема" состоит из “проволоки” (прямоугольный орнамент), инверторов (НЕ-шлюзов, в которых происходит переключение состояния контура из положения “к вам" в положение “от вас" или наоборот), И-шлюзов, где выход в нижней части воспринимается как положение “к вам" только в том случае, если оба верхних входа воспринимаются повернутыми “к вам”, ИЛИ-шлюза, выход из которого обычно воспринимается как положение “к вам", если хотя бы один из верхних входов воспринимается повернутым “к вам”. В приведенном примере входами данной “микросхемы” являются непрозрачные параллелепипеды в верхней части рисунка: их положение недвусмысленно, они всегда либо 1 — повернуты “к вам", либо о — “от вас”. Изображенный контур чаще дает на выходе 1 (“к вам"), чего и следует ожидать от микросхемы с такими входными данными. Для того чтобы зрительная система на самом деле могла производить подобные вычисления, вы должны следовать взглядом по микросхеме от входов до выхода, не смущаясь тем, что в некоторых точках контур будет “переключаться”, меняя конфигурацию, как в эшеровских фантазиях, из-за чего на выходе в принципе может получиться о. (На идею представленной здесь разновидности НЕ-шлюзов меня вдохновил Брам ван Хувельн.)


Рис. 16 помогает разъяснить суть стратегии, лежащей в основе зрительных вычислений. Возможности представленных на нем визуальных логических вентилей достаточно велики для того, чтобы построить из них в принципе любую цифровую схему (любую схему, входные и выходные данные в которой обозначаются нулями и единицами). Разумеется, чем больше будет схема, тем меньшего размера компоненты ей потребуются, чтобы она могла уместиться на одной картинке. И как сделать, чтобы зрительная система по-прежнему реагировала на изображение нужным нам образом, — это уже другая проблема, аналогичная трудностям, связанным с миниатюризацией электронных микросхем.

Однако прежде чем мы начнем бурно радоваться, предвкушая создание СБИС (сверхбольших интегральных схем), я должен сказать, что на данном этапе мои зрительные микросхемы вроде той, что вы только что видели, имеют серьезные недостатки. Во-первых, визуальные логические вентили не всегда дают на выходе верный сигнал. Например, мои И-шлюзы склонны выдавать восприятие, соответствующее логическому действию “И”, но это лишь тенденция, а не стопроцентно надежный физический результат, как в цифровых электронных микрочипах. Во-вторых, даже если входные данные недвусмысленно подсказывают какую-то одну интерпретацию, нашему восприятию все равно свойственна переменчивость, внезапные перескоки в эшеровском духе из одного состояния в другое. Поэтому на самом деле разглядеть весь свой “путь” по такому контуру может быть непросто, хотя мне и удалось сильно улучшить личные навыки в этом деле при помощи постоянных тренировок. Восприятие наклона рисунка на выходе не возникает само собой, без усилий, как мне изначально хотелось.

Выше я упоминал, что после первой неудачной попытки обмануть зрительную систему и заставить ее производить вычислительные операции по моему желанию, я сдался. “Придется ждать, когда кто-нибудь другой покорит компьютерный потенциал нашего зрения”, — думал я. И лишь спустя год, в 2004 году, изучая эволюцию зрительной системы, я начал осознавать, что на самом-то деле вычислительные способности зрительных отделов нашего мозга давно уже укрощены! Такая технология, как письменность, не только наделила нас способностью к спиритизму и сделала превосходными слушателями. Она позволила нам стать программируемыми — причем не в смысле промывания мозгов, как в фильме “Степфордские жены”. До возникновения письменности мы были, как и калькуляторы, способны производить лишь относительно небольшое количество наиболее важных вычислений. Лида Космидес и Джон Туби уже лет двадцать твердят нам, что мы созданы эволюцией для выполнения лишь тех задач, которые имели к нам непосредственное отношение (например, чтобы замечать, что соплеменник взял себе больше мяса, чем ему причиталось). Мы вовсе не стремились стать универсальными вычислительными машинами, вроде наших компьютеров, и еще менее стремились к тому, чтобы любой встреченный программист мог поставить нам новый “софт”.

Но несмотря на то, что эволюция не делала из нас персональные компьютеры, могло ли выйти, что мы все-таки стали универсальными вычислительными машинами, на которые можно установить любое программное обеспечение? Во-первых, давайте разберемся, что это вообще означает — запускать программы на самих себе. Это означает всего-навсего следовать сложному набору правил, операций, алгоритмов или рецептов. Строго говоря, любой рецепт — это тоже программа. Готовя яичницу, вы следуете простому набору правил, хранящемуся в памяти. Вы производите расчеты, результаты которых на каждом этапе говорят вам, что делать дальше с яйцом, сковородой и лопаткой. Но как рецепт может быть программой, да и вообще иметь отношение к вычислениям, если в нем нет цифр? Программисты действительно предпочитают говорить о вычислениях исключительно на языке цифр, но лишь потому, что цифрами можно обозначить все, что угодно. Например, число 3708 может быть цифровым кодом, расшифровывающимся как “яйцо”. Рецепт останется программой даже в том случае, если в выкладки добавятся овощи.

Раз следование рецепту может расцениваться как запуск программного обеспечения, значит, мы были способны использовать самих себя для выполнения программ задолго до изобретения письменности. Тем не менее, имелись суровые ограничения. Во-первых, все программное обеспечение заучивалось наизусть. Это делало его установку делом крайне трудоемким (загрузка данных требовала многократного повторения), и установить мы могли не больше, чем были в состоянии запомнить. Мы были вроде программируемых микрокалькуляторов, какими я пользовался в 8о-х — 90-х годах: в принципе программируемые, но на деле — сплошная морока из-за малого объема памяти. Во-вторых, хотя мы, люди, и можем запоминать огромное количество информации, если очень постараемся (кое-кто знает наизусть целые разделы Библии), масштабные установки данных обычно возможны благодаря тому, что запоминающий имеет перед глазами текст, который нужно запомнить. Без текста заучить сложные алгоритмы можно было, только услышав их от других. Но другие люди, даже те, кто избрал своей профессией преподавание, никогда не бывают так же терпеливы, как книги, и, весьма вероятно, ваш учитель отправится пить кофе еще до того, как вы закончите зубрить второй стих... И это не говоря о том, что для начала вашему учителю самому нужно было успешно перенять этот алгоритм от кого-либо. Люди могли передавать необходимые знания следующим поколениям, но обычно для этого было нужно тратить всю свою жизнь на общение с учителями.

С появлением письменности мы из еле программируемых калькуляторов превратились в полноценные компьютеры, способные к каким угодно вычислительным операциям. В первой половине XX века Алан Тьюринг разработал строгое определение алгоритма, и одним из ключевых условий для гипотетической “машины Тьюринга” было наличие доступа к ленте бесконечной длины, где информация могла бы записываться, храниться и куда впоследствии могла бы считываться с... ленты для записи и считывания. Лента была необходима машине Тьюринга, поскольку она обеспечивала фактически безграничное пространство памяти, в котором машина могла хранить все этапы вычислений. Лента была необходима и особой разновидности таких гипотетических машин — универсальной машине Тьюринга, поскольку та умела считывать записанные на ленту программы и, следовательно, выполнять любой алгоритм, какой вы ей ни подсунули бы.

С появлением письменности мы получили собственную “ленту” фактически бесконечной длины. Это позволило нам переносить, по ходу рассуждений, содержание своей кратковременной памяти на бумагу и, что сейчас для нас интереснее, впервые предоставило нам возможность выполнять какой угодно алгоритм, лишь бы он был записан. Вместо того чтобы хранить свод инструкций в голове, мы радикально упростили себе задачу: теперь нам достаточно помнить только один пункт — тот, который мы выполняем в настоящий момент, — чтобы выполнить его и благополучно забыть, перейдя к следующему пункту алгоритма, рецепта, инструкции и так далее. Ужасно сложные операции могут быть записаны и заполняют целые книги. Эти книги жанра “как сделать то-то и то-то” содержат не просто перечни фактов, но сложные наборы инструкций для выполнения сложных задач. В момент, когда я пишу эти строки, на сайте Amazon.com можно найти по меньшей мере 720 тысяч книг, название которых начинается со слов “Как сделать...”, и каждая из них представляет собой пакет программ, только и ждущих выполнения головным мозгом.

Однако наше превращение в универсальные вычислительные машины не было бы возможным, если бы мы не могли с такой скоростью и легкостью читать написанное. Будь наши рецепты записаны при помощи бинарного кода, то есть одними нулями и единицами, мы не стали бы связываться с их чтением. Когда вам наконец удалось бы расшифровать указание, сколько минут яйцо должно находиться на сковороде, оно уже превратилось бы в угли. Если бы письменность закачивалась в мозг с той же скоростью, с которой густой кетчуп покидает бутылку, мы предпочли бы дождаться, когда наш учитель вернется с обеденного перерыва. Возможно, он менее терпелив, чем книга, зато его слова буквально влетают в уши. Подлинный прорыв в наших личных компьютерных способностях произошел благодаря не письменности как таковой, но той технологии письма, которую выработала человеческая культура, — технологии, основанной на естественной способности головного мозга распознавать предметы. Изобретя письменность, имеющую очертания природы и потому оптимальную для глаз, Homo sapiens стал качественно новым видом животного: Homo turingipithecus.



Не забывай писать!


Выше в данной главе речь шла о письменности и прочих простых визуальных символах. А что мы можем сказать по поводу фасонов одежды, архитектурных сооружений, предметов быта, цвета и фактуры тканей, мебели — да вообще всего, что есть в человеческой культуре?

Нашему биологическому виду свойственна особенность: люди склонны придавать большое значение сказанному, и лингвистика существует специально для того, чтобы выявлять и объяснять эмпирические законы речи. Однако наши высказывания бывают не только звуковыми. Когда мы пишем, мы делаем визуальное высказывание, и в ходе эволюции внешний облик этого высказывания мог получиться самым разным. Все зрительные аспекты человеческой культуры можно считать визуальными “высказываниями”. Однако, как ни странно, попыток описать управляющие ими законы предпринималось крайне мало. Единственный тип подобных высказываний, который удостоился пристального изучения, — это изобразительное искусство. Обратите внимание, что изучение звуковых искусств (скажем, музыки и поэзии) вряд ли тянет на серьезную лингвистику и составляет в лучшем случае крошечный участок этой обширной области. Языковедение, дополняя лабораторные исследования, помогает нам объяснить устройство мозга и мышление. Точно так же мы могли бы ожидать, что и изучение человеческих визуальных высказываний — то есть то, что я называю визуальной лингвистикой, — облегчит нам понимание работы нашей зрительной системы. Такая наука, как визуальная лингвистика, фактически отсутствует, и я считаю настоящую главу вкладом в эту крайне скудно разработанную дисциплину.

Я начал эту главу с разговора о “спиритическом даре” — сверхспособности, о которой мы иногда фантазируем, но в обладание которой может верить только человек заблуждающийся. Тем не менее на самом деле мы все обладаем этим даром — и все благодаря письменности. Но письмена несут в себе такую силу только потому, что культурная эволюция сделала их легко понимаемыми, и единственный способ, каким можно было этого достичь, состоял в том, чтобы придать им формы, которые “впору” нашему мозгу: естественные формы. Мы видели, что в случаях, когда язык может обозначать слова символами, похожими на предметы, — в логографических системах письма, — он старается именно так и делать. А когда у письменности нет такой возможности, как это происходит при “звукописи”, где знаки соответствуют не словам, а звукам речи, культура все равно заставляет буквы выглядеть как части природных объектов. Но хотя данная техническая новинка и наградила нас сверхъестественной способностью к спиритизму, вряд ли спиритизм объясняет то, почему письменность настолько совершенна, и вряд ли он был серьезным фактором формировавшего ее отбора. Вероятнее всего, эту книгу будут читать, только пока я жив. Если вы читаете эти строки до 2069 года (тогда мне стукнет сто), я от души желаю себе, чтобы вы не были медиумом. Но, подозреваю, лет через шестьдесят, когда я давно буду мертв, очень немногие будут использовать мою книгу в качестве источника информации об освещаемых здесь вопросах. Нет, безусловно, я был бы счастлив узнать, что в XXII веке она будет украшать собой сливные бачки туалетов всего мира, но пишу я ее с целью передачи идей от живого к живому. Я беру знания, мысли, приправляю их крупицей занимательности и переношу на бумагу. И это, вероятно, главное умение, которое дала нам письменность, — умение, сильнее всего повлиявшее на траекторию развития человеческой культуры: способность эффективно передавать свои идеи другим.

Еще более важным достижением по сравнению со способностью читать мысли мертвых является разительное увеличение вычислительных способностей, данное нам письменностью и превратившее нас из Homo sapiens в Homo turingipithecus. Качественная письменность позволяет нам быстро выгрузить из головы результаты любых подсчетов в уме и раздумий на первый попавшийся клочок бумаги. Кроме того, она впервые позволила нам устанавливать на самих себя программы по выполнению тех или иных действий. Пусть чтение пособия по управлению вертолетом займет значительно больше времени, чем у Тринити из фильма “Матрица”: с точки зрения наших не знавших письменности предков тот факт, что подобную информацию можно держать в буквальном смысле в руках, сам по себе фантастичен. В сущности, книга — не что иное, как увесистая дискета.

Но способность записывать знания и “апгрейдить” внутричерепной персональный компьютер — умения не просто более важные, чем спиритизм. Они-то и делают общение с мертвецами стоящим делом. При всем заслуженном уважении к моим неграмотным предкам, я думаю, что, не имея ни широкого доступа к фактам и идеям, ни той вычислительной мощности, какую мы приобрели с возникновением письменности, они вряд ли смогли бы сообщить нам что-либо ценное, ради чего стоило бы затевать спиритический сеанс.



Лабораторные опыты

Человеческие “высказывания”


Когнитивные способности

Когнитивная психология,

Лингвистика


когнитивная нейрофизиология


Зрение

Психофизиология зрения

?


визуальная лингвистика



Рис. 17.

Следует создать научную дисциплину, которая по отношению к зрению была бы тем же, чем является лингвистика по отношению к когнитивным способностям: такую, которая изучала бы визуальные "высказывания" (письменность, символику, моду, архитектуру и прочие аспекты культуры), выясняя, как эти эмпирические наблюдения взаимосвязаны с нашей зрительной системой и ее эволюцией.


Наши глаза, как и глаза всех животных, сформировал окружающий мир: именно он позаботился о том, чтобы обладатели плохо работающих глаз испытывали трудности с оставлением потомства. Естественный отбор — вот основной источник наших сверхспособностей, и он был главным героем трех из четырех моих рассказов о суперзрении: цветовое зрение (глава 1) было отобрано им, чтобы мы могли по коже человека читать его эмоции и прочие состояния; направленные вперед глаза (глава 2) были отобраны, чтобы мы могли использовать “рентгеновское” зрение в среде, изобилующей зрительными помехами; иллюзии, описанные в главе 3, были следствием нашей способности предвидеть будущее — ее отбор оставил нам, чтобы мы могли воспринимать настоящее.

Естественный отбор сформировал человеческие глаза в той же мере, в какой и глаза любого другого животного, но наши глаза удостоились особой чести: они сами формируют окружающий мир! Они делают это через культуру — и мы тоже. Выходит, существует и другой способ возникновения зрительных сверхспособностей, без которого нельзя понять историю о спиритизме, рассказанную в заключительной главе: посредством культуры мы можем менять мир ради удобства собственных глаз. Естественный отбор научил глаза умело различать предметы, встречающиеся в природе, и поэтому эволюция культуры сформировала зрительные символы, близкие по своим свойствам к природным объектам, чтобы глаз мог обрабатывать их максимально эффективно.

Общим знаменателем наших зрительных сверхспособностей является то, что все они — результат эволюции, будь то эволюция путем естественного или же культурного отбора. И только рассматривая зрение в контексте его эволюции, можно надеяться на революционные открытия, касающиеся природы наших возможностей. Ведь не бывает революции без эволюции.

Серия“Элементы"

Марк Чангизи

РЕВОЛЮЦИЯ В ЗРЕНИИ

Что, как и почему мы видим на самом деле

Главный редактор Варвара Горностаева Художник Андрей Бондаренко Ведущий редактор Илья Кригер

Научные редакторы Марина Рощина, Ксения Торопова Ответственный за выпуск Ольга Энрайт Технический редактор Татьяна Тимошина Корректор Инна Безрукова Верстка Андрей Кондаков

Настоящее издание не содержит возрастных ограничений, предусмотренных федеральным законом “О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию" (№436-ФЗ)

Общероссийский классификатор продукции OK-005-93, том 2;

953000 — книги, брошюры

Подписано в печать 14.02.2014. Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Гарнитура "MetaNormalC”

Печать офсетная. Усл. печ. л. 19 Тираж 4000 экз. Заказ № 7708/14.

ООО "Издательство ACT”,

129085. г. Москва, Звездный бульвар, д. 21, строение, 3. комната 5

Охраняется законом РФ об авторском праве. Воспроизведение всей книги или любой ее части воспрещается без письменного разрешения издателя.

Любые попытки нарушения закона будут преследоваться в судебном порядке

По вопросам оптовой покупки книг обращаться по адресу:

123317 г. Москва, Пресненская наб., д. 6. стр. 2, БЦ “Империя”, а/я №5 Тел.: (499) 951 6000, доб. 574

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета

в ООО “ИПК Парето-Принт”, г. Тверь www.pareto-print.ru

Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле



notes

Примечания


1


Пер. Л. Хавкиной. — Здесь и далее, если не указано иное. — примечания переводчика.

2


Американское блюдо из яблок, сельдерея и орехов с добавлением свежего

винограда или изюма.

3


. Пер. H. Калашникова.

4


. Пер. Н. Калашникова.

5


Пер. Л.Хавкиной.

6


Пер. Л. Хавкиной.

7


Объединение местных учреждений в США и Канаде, занимающихся, в числе

прочего, разрешением конфликтов между бизнесом и потребителями.

8


Перевод Л. Хавкиной.

9


Обращение президента к IV Генеральной ассамблее Международного общества “Образование через искусство" (Монреаль, 19 августа 1963 года). — Прим. авт.

10


“Дождь в Испании продолжается главным образом на равнинах” (англ.)

учебная фраза, используемая для постановки произношения. Получила ши­рокую известность благодаря одноименной песне из мюзикла Фредерика Лоу “Моя прекрасная леди".


на главную | моя полка | | Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле |     цвет текста   цвет фона   размер шрифта   сохранить книгу

Текст книги загружен, загружаются изображения



Оцените эту книгу