Демидов Вячеслав Евгеньевич

Как мы видим то, что видим [издание 3-е , перераб. и доп.]

Как мы видим то, что видим

Вячеслав Демидов

Предисловие к первому изданию

Автор этой книги – не только журналист, но и инженер. А сама книга – результат пятилетнего творческого сотрудничества с учеными из лаборатории физиологии зрения Института физиологии им. И.П. Павлова АН СССР. Все эти пять лет автор внимательно следил за успехами ее сотрудников и постоянно выступал со статьями об их работах.

Проблемы, которые рассматриваются в книге, В. Демидов излагает, опираясь на голографическую гипотезу работы мозга, активно развиваемую в последнее время учеными всего мира (строгости ради отметим, что разделяют эту концепцию не все исследователи). Среди этих исследований видное место занимают труды советских ученых, в особенности работающих в Институте физиологии им. И.П. Павлова АН СССР. А поскольку голография – детище инженеров, становится понятным, почему один из них смог легко и непринужденно ориентироваться с помощью голографического компаса в море разнообразных сведений, которые внешне кажутся разрозненными, а на самом деле демонстрируют глубокое единство материальных сущностей мира, открывающегося перед нами.

Единый подход к самым различным проблемам принес автору заслуженный успех. Разбирая с единых позиций вопрос опознания зрительных образов и причины «капризов» моды, восприятие цвета и строение отдельных систем зрительного аппарата, зрительные иллюзии и формирование внутренней модели мира, Демидов находит удачные объяснения «таинственным» явлениям, выдвигает правдоподобные гипотезы. К таким находкам можно отнести, например, гипотезу о причинах изменения моды, объяснение «тайны» треугольника Пенроуза и «невозможных» картин; своеобразен н любопытен подход автора к проблеме сущностей абстракций и понятия красоты. Убедительно раскрыт внешне парадоксальный тезис о том, что зрительные иллюзии – отражение автоматической точности работы зрительного аппарата, отражение правильности модели мира, сформировавшейся в результате прошлого опыта человека.

Ясность, доступность и одновременно научная строгость изложения материала – несомненные достоинства книги, которую вы держите в руках. В списке литературы, которой пользовался автор, – труды крупнейших ученых, занимающихся проблемами зрения, как советских, так и иностранных. Демидов лично знает многих своих героев, он бывал в научных лабораториях, присутствовал при опытах, и потому атмосфера научного поиска передана им увлекательно и убедительно.

Хорошим, образным языком излагая чрезвычайно сложные проблемы нейрофизиологии и психологии, кибернетики и медицины, автор нигде не впадает в вульгаризацию. Он свободно оперирует понятиями многих наук, приводит удачные, яркие примеры, так что следовать за логикой развития сюжета читателю будет, безусловно, интересно. Проблема голографии – проблема во многом математическая, и тем приятнее, что ее удалось объяснить без формул, на уровне, вполне понятном всем читателям. Очень важно, что Демидов ссылается на самые последние работы, результаты которых опубликованы буквально только что, – в книге ощущается биение пульса современности, она актуальна и свежа.

История познания механизмов работы зрительного аппарата – это история борьбы науки с идеализмом. Результаты современных исследований еще и еще раз подтверждают материалистический тезис о познаваемости природы во всех ее проявлениях, в том числе таких сложных, как зрение и мышление. На место «души» наука ставит изумительные по своей отточенности электрохимические процессы в нейронных сетях мозга. Техника эксперимента с каждым годом становится все изощреннее, наше проникновение в сущность вещей – все глубже. Человек все больше познает сам себя, проникает в такие тайны, перед которыми тайны океана и космоса бледнеют. И вместе с тем язык науки становится все более сложным, наука распадается на все более узкие дисциплины, так что ученые, работающие в одной из лабораторий, уже с трудом ориентируются в проблемах своих соседей за стенкой. Объем информации растет, как снежный ком, и потому роль научной популяризации, особенно обобщающей достижения родственных и смежных дисциплин, в наши годы все более возрастает. Ученый нередко черпает из таких работ полезную для себя информацию. Книга Демидова как раз и является одной из таких книг – удачной попыткой обобщить результаты, полученные специалистами, работающими в самых различных областях знания.

И не только обобщить, но и связать эти результаты с жизненными проблемами, близкими буквально каждому человеку, сочетая серьезность подхода ученого с живостью стиля литератора.

Академик О.Г. Газенко

Предисловие ко второму изданию

Первое издание этой книги было удостоено диплома на конкурсе научно-популярной литературы, который ежегодно проводится Всесоюзным обществом «Знание». И в то же время кафедра офтальмологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова рекомендовала книгу в качестве пособия для адъюнктов.

Два, казалось бы, разноплановых факта, но они в действительности говорят об одном и том же – о несомненной удаче автора, взявшегося написать книгу о таком сложном и трудном предмете, как зрительное восприятие окружающего мира. Предмет этот интересен и сам по себе – ну разве не «чудо природы» наше зрение?!

Но он интересен еще и тем, что разгадка работы этого природного феномена окажет громадную помощь в решении одной из актуальнейших проблем современного научно-технического прогресса – проблемы искусственного интеллекта.

Новое издание значительно расширяет и углубляет научную и философскую направленность изложения материала, что вполне естественно, так как за прошедшие годы было получено много новых данных в пользу той концепции, которая легла в основу первого издания. Расширились наши представления об общей структуре головного мозга, о роли его полушарий в отражении окружающей действительности и его различных отделов в работе зрительного аппарата.

Опираясь, как и прежде, в основном на результаты исследований, ведущихся в лаборатории физиологии зрения Института физиологии им. И.П. Павлова АН СССР, автор вместе с тем привлекает и ту научную информацию, которая получена другими учеными как у нас в стране, так и за рубежом. Благодаря этому и новое издание будет интересным не только широкому кругу читателей, но и специалистам – они найдут в ней немало полезного для себя.

Академик О.Г. Газенко

Введение

Во всем мне хочется дойти

до самой сути...

Борис Пастернак

Перед глазами у меня, а вернее, перед одним правым глазом, потому что левый закрыт черной бумажкой, в дырочку виднеется светлый прямоугольник, по которому причудливой сеткой переплелись тонкие извилистые линии. Щелкнуло, линии исчезли, квадратик на мгновение брызгает белым, и снова возникло переплетение линий.

– Ну, что увидели?

– Ничего, – честно признаюсь я.

– И правильно. Так и должно быть. А теперь?

Снова щелчок. На этот раз почудилось, что вижу контур какого-то четвероногого.

– Собака, – говорю. – Или другое какое животное. Не разглядел толком.

Опять, щелкнув, исчезает переплетение линий. И тут уже я отчетливо понял: козел! Или, может, коза: насчет вымени осталось сомнение...

– Коза, – отзывается Александра Александровна Невская. – А поскольку человек вы нетренированный, то и время ваше сто пятьдесят миллисекунд. Вы ведь не знали, какие картинки я буду показывать.

– А если бы тренированный и знал, что тогда?

– Тогда было бы сто, а может быть, даже шестьдесят миллисекунд.

– Отчего же?

– Зрительный аппарат гораздо быстрее прошелся бы по «дереву признаков»...

Так началось мое знакомство с Лабораторией физиологии зрения, которой руководит профессор Вадим Давидович Глезер*. В дальнейшем я буду называть ее просто – Лаборатория.

* Глезер Вадим Давыдович (род. 1923 г.), доктор биологических наук, главный научный сотрудник Лаборатории физиологии зрения Института физиологии им. И.П. Павлова РАН. В 1941 г., еще до окончания школы, работал лаборантом в Институте физиологии им. И.П. Павлова АН СССР. С 1941 по 1947 г. служил в артиллерийской части, защищавшей Ленинград. По окончании в 1952 г. биологического факультета Ленинградского университета вернулся в Институт физиологии им. И.П. Павлова АН СССР, в Лабораторию физиологии зрения. В 1954 защитил кандидатскую, в 1964 г. – докторскую диссертацию. С 1961 г. – заведующий лабораторией. С 1988 г. – главный научный сотрудник Института, профессор (1967). Под его руководством защищено около 30 кандидатских и 4 докторские диссертации. Почетный член Болгарского общества физиологов Награжден почетной лентой Литовского физиологического общества. Автор свыше 300 статей, 7 монографий, им подготовлены и изданы международные сборники, организованы международные конференции.

(Справочник «Медики России»)

Рис. 1. Mауриц Корнелис Эшер (1898...1972). Относительность (1953)

Рис. 2. Так устроена сетчатка – часть мозга, вынесенная в глазное яблоко

Рис. 3. Глазное дно с хорошо видными кровеносными сосудами

Глава первая. Область досознательного

Человек должен верить,

что непостижимое постижимо,

иначе он не стал бы исследовать.

Гёте

Примерно в конце первого года жизни младенец в первый раз произносит слово «мама»: маленький человечек начинает постигать высшие абстракции, какими являются слова. Но покамест степень абстрагирования – разрыв между реальностью и словом, то есть обозначающим ее знаком, – ничтожна. «Мама» – это только его, ребенка, собственная, единственная мама, все остальные – нет. У каждой куклы свое имя, «кукла вообще» не существует.

Проходит еще год, и слово «кукла» обозначает уже и ту, с которой малыш засыпает, и ту, с которой играют другие дети, и ту, которая стоит в витрине универмага. Слово охватывает все сходные по форме предметы, его абстрактность поднялась на новую ступень.

Еще год-полтора, и в обиход ребенка входит слово «игрушка», объемлющее и кукол, и кубики, и пластмассовый самолет, и электрическую железную дорогу. «Мощность абстракции» слова резко возросла, оно относится уже к предметам, весьма отличающимся по внешности, назначению, свойствам. Связь между зрительным образом, который передается в мозг, и словом, эту вещь обозначающим, становится все менее уловимой.

Наконец, к пяти годам ребенок постигает такую степень абстрагирования, которая ставит его уже вплотную к уровню взрослого. Слово «вещь» не только указывает на предметы, но и вбирает в себя абстракции более низких рангов – «игрушка», «посуда», «мебель», «одежда»... Контакт с конкретным образом падает до ничтожно малой величины..

Так описывают развитие ребенка психологи. А нейрофизиологи говорят, что именно к этому возрасту, к четырем-пяти годам, в мозгу ребенка явственно начинает проявляться особенность, которая властно заявит о себе в двенадцать – четырнадцать лет и окончательно сформируется к семнадцати: неравноценность, асимметричность высших функций правого и левого полушарий. Правое полушарие превращается в хранилище художественных способностей, умения воспринимать мир целостно, во всем богатстве деталей и оттенков, а левое становится обителью логики, рассудочных действий, формул и всякого рода абстракций, в том числе и слов (у нас еще будет случай уточнить, насколько безупречно такое деление).

До какого-то времени оба полушария способны хорошо воспринимать речь и управлять ею, детский мозг очень пластичен, и если левая, «словесная» у взрослых, половина мозга окажется повреждена болезнью или травмой, речевая функция перейдет в правую. Когда же пройден порог (он, как и многое у мозга, расплывчат, но вряд ли переходит за отметку «семь лет»), пластичность исчезает, правое полушарие теряет возможность перестройки, становится навсегда «немым», как у родителей. Происходит все это, понятно, не скачком, а постепенно, но результат именно таков.

Возрастание «мощности абстракции» слова и перестройка функций одного из полушарий – совпадение или нечто более глубокое?

Рис. 4. Развивается живое существо, и всё сложнее становится организация коры его головного мозга (указано число месяцев после рождения)

Три века (уже четыре! – В.Д., 2010) назад английский философ-просветитель Джон Локк написал книгу «Опыт о человеческом разуме». Он работал над ней почти 20 лет. Он провозгласил в ней убежденно и безоговорочно: «В душе нет врожденных идей!» Человеческий мозг, утверждал он, это «чистая табличка», на которой чертит свои узоры мир, воспринимаемый органами чувств. Опыт – вот наш учитель. Нет ничего выше опыта и ничего, что могло бы его заменить. Так учил Локк.

Далек предмет или близок, большой он или маленький – это можно узнать не созерцанием, а только опытом: подойти, измерить, ощупать рукой...

На рубеже XVIII – XIX вв. эту позицию отстаивал Вильгельм фон Гумбольдт, знаменитый немецкий лингвист и просветитель, которым, как и его не менее знаменитым братом Александром, гордится мировая наука. Вильгельм фон Гумбольдт писал: «Рассмотренный непосредственно и сам по себе глаз мог бы воспринимать только границы между различными цветовыми пятнами, а не очертания различных предметов. К определению последних можно прийти либо с помощью осязающей, ощупывающей пространственное тело руки, либо через движение, при котором один предмет отделяется от другого». Ученому казалось, что у зрения непременно обязан быть учитель, и им объявлялась деятельность иных органов чувств, которым почему-то позволено было не нуждаться в учителях... Некоторые исследователи продолжают отстаивать подобную точку зрения по сию пору.

Слов нет, чтобы всесторонне познавать окружающий мир, необходимо то, что философы называют практикой, но практика вовсе не сводится к одному осязанию или механическим движениям руки. «Чистой пластинки» мало, чтобы воспринимать сигналы органов чувств, нужно еще, чтобы эта пластинка была способна к восприятию, соответствующим образом организована. И не случайно, возражая Локку, его современник, великий немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц, говорил, что да, верно, все доставлено разуму органами чувств, за исключением самого разума. А в организации разума центральную роль играет зрение, для своей работы вовсе не нуждающееся в помощи иных источников информации (хотя и не отказывающееся от нее).

Вот, например, птицы: способность различать и узнавать дана им от рождения. Однодневные цыплята, у которых не было времени обучаться, клюют шарики вдесятеро чаще, нежели насыпанные рядом пирамидки, а кружочки всегда предпочитают треугольникам. Если же приходится выбирать между шариком и кружком, без колебаний обращают самое пристальное внимание на объемную фигуру и игнорируют рисунок. Словом, для них самое интересное то, что напоминает пищу.

Рис. 5. Сразу после рождения, еще не имея никакого жизненного опыта, цыпленок охотнее клюет предметы, напоминающие зерна. Сведения о пище заложены в его мозг генетически, и зрение действует соответственно этой программе

Мы называем способность клевать, едва появившись на свет, инстинктом. А способность разобраться, что именно следует клевать, – тоже инстинкт? Пусть так. Но гораздо важнее, что зрительный аппарат цыпленка буквально сразу же проявляет свою способность опознавать круглое, объемное, отличать эту жизненно важную форму от иных.

Но только ли пища – наследственное знание? Экспериментатор переходит от цыплят к птенцам серебристой чайки. В гнезде их кормит заботливая мамаша. И во время опыта детеныш клюет чаще всего предметы, напоминающие формой мамин клюв!

Но может быть, мы в обоих случаях встречаемся с какой-то особой формой различения предметов, скажем, с настройкой зрения на восприятие лишь того, что находится буквально под носом? Супруги Милн приводят в своей книге «Чувства животных и человека» такой факт: однодневные цыплята безошибочно отличают летящую в вышине утку от ястреба, хотя раньше не видели ни той, ни другого. Разница ничтожна: утка – это «ястреб наоборот». У нее длинная шея и короткий хвост, а у ястреба шея короткая, зато хвост длинный. Главное, стало быть, какой выступ впереди: длинный или короткий. И цыплята опрометью бросаются под навес, едва над птичьим двором проезжает по проволоке чучело ястреба, но совершенно спокойны, когда оно движется задом наперед.

Рис. 6. Если у летящей птицы длинный выступ расположен впереди, это утка с вытянутой шеей, а если длинный выступ сзади – это ястреб с его короткой шеей: формы предметов различают даже однодневные цыплята!

Нет сомнений: зрительная система птенцов сразу же после их выхода из яйца столь совершенна, что в состоянии различать форму разных предметов, реагировать на их движение. Но исследователей не оставляют сомнения: вдруг зрение настроено только на эти предметы и не в состоянии различать иные?

Вопрос исчезает, когда мы знакомимся с импринтингом. Этот удивительный психологический и нейрофизиологический механизм состоит в том, что, например, утенок в промежутке между тринадцатым и семнадцатым часами после выхода из яйца «считает матерью» любой движущийся возле него предмет и затем всегда бегает за такой «мамой», пусть ею окажется служитель инкубатора, футбольный мяч или небольшая зеленая коробка с тикающим внутри будильником. Здесь нет и не может быть инстинкта формы, отсутствует обучение: формы чересчур неожиданны и слишком невелико время между появлением на свет и выработкой «привычки».

Рис. 7. Утята бегут за уткой, потому что в первые часы после рождения видели именно ее: это называется «импринтиг» – запечатление

К тому же импринтинг не возникает, если его пытаются вызвать всего на несколько часов позже оптимального срока. Для птенца тогда и родная мать станет чужой уткой. Значит, он отчетливо видит предметы и тут же накрепко запоминает их, выделяет именно этот зрительный образ (не будем пока доискиваться, что это такое) из сонма иных, появляющихся перед глазами.

У высших животных импринтинга нет. Однако и у них обнаружилось нечто, связанное с временем. Исследователи брали котят и сразу же после рождения сшивали им веки одного глаза. Спустя несколько месяцев швы снимали, животные начинали участвовать в разного рода поведенческих экспериментах. И не видевшим мир глазом они никогда не узнавали человека, который с ними работал, а нормальным делали это безошибочно. Более того, временно отключенным (депривированным) глазом они не были в силах даже отличить, когда показанный треугольник был обращен вершиной вверх, а когда – вниз. Для глаза, не имевшего зрительного опыта, оказывалась неразрешимой примитивнейшая задача! Однако то, что другой глаз ее решал, говорило: эксперимент не затронул высшие функции мозга. Нарушились пути к ним. Какие же?

Ответ нашли, когда установили, что у котят исчезла способность, называемая переносом. (У нормально развитых существ перенос заключается в том, что если закрыть повязкой один глаз и выработать условный рефлекс на распознание хотя бы тех же треугольников, то после переноса повязки поведение не изменится. Иными словами, перенос повязки вызывает перенос обучения. Из этого следует, что обучается структура, находящаяся над теми клетками мозга – нейронами, которые объединяют в единое целое сигналы от каждого глаза.)

Отсутствие же структур, занятых восприятием сигнала и/или его переносом, – свидетельство поломки пути передачи. В частности, свидетельство бедности и порой прямого отсутствия некоторых синаптических связей между нейронами.

Рис. 8. Схема клетки нервной системы.

Импульсные сигналы: а) наиболе устойчивы против помех, б) годятся для передачи любой информации, в) пригодны для арифметических действий сложения и вычитания. А способность клеток логарифмировать показывает, что сигналы в дальнейшем можно умножать, делить, возводить в степень и извлекать корни

Что такое синапсы? Это небольшие выпуклости на аксоне – передающем сигнал отростке нервной клетки. Нейрон-передатчик выделяет с помощью синапса особое химическое вещество – медиатор (его вырабатывает тело нейрона, заключает в маленькие пузырьки, в каждый от 10 до 100 тысяч молекул, и гонит эти пузырьки по аксону к синапсу). Медиаторов сейчас известно уже добрых три десятка. Одни действуют на нейрон-приемник возбуждающе, другие тормозят его деятельность.

Каждый нейрон головного мозга получает сигналы в среднем от тысячи других нейронов и реагирует соответственно алгебраической сумме положительных и отрицательных воздействий. Если нет зрительной тренировки, синаптические связи останутся крайне бедными, хотя наследственные механизмы и предусмотрели все необходимые предпосылки для того, чтобы такие связи образовались в полном объеме.

Обделите трехнедельного (именно трехнедельного!) котенка всего на три дня возможностью видеть, и вызванные этим потери окажутся почти такими же, что и в опыте, длившемся от рождения до девятой недели. Этакий «импринтинг наоборот»! И все потому, что на эти роковые три дня приходится начало активного формирования синапсов у нейронов зрительной коры.

Если детенышей шимпанзе выращивать в темноте, лишь на очень короткое время включая слабый рассеянный свет, они не только станут хуже видеть, сдвиги коснутся самого мозга. Условные рефлексы возникают у таких шимпанзят куда медленнее, чем у их собратьев, живших в обычной обстановке. Отсутствие света приводит к тому, что, выйдя в вольеру, подопытные существа не отличают служителя, который их кормит, от посторонней публики. Даже бутылочка с молоком, такая притягательная для маленькой обезьянки, не вызывает поначалу у нее эмоций, лишь с трудом, после множества специальных показов, она приучается ее узнавать, так же как и яркую игрушку. Между тем для контрольных обезьян ее возраста достаточно одного-единственного знакомства с вещью, чтобы навсегда запечатлеть в памяти.

А причина в том, что «у животных, лишенных зрительных ощущений, соответствующие нейроны не развиваются в биохимическом отношении», объясняет видный физиолог Хосе Дельгадо. Под микроскопом мозговые клетки выглядят сморщенными, необычными, и химический анализ показывает, что в них очень мало белков и рибонуклеиновой кислоты – той самой РНК, которая сугубо важна для жизнедеятельности организма. И вес коры головного мозга, посаженного на голодный паек информации, оказывается меньше, чем следовало бы.

Когда в 1931 г. немецкий врач Макс фон Зендем удалил катаракту нескольким слепым от рождения детям (весь остальной зрительный тракт был у них в порядке), оказалось, что «в течение первых дней после операции видимый мир был лишен для них всякого смысла, и знакомые предметы, такие, как трость или любимый стул, они узнавали только на ощупь». Лишь после долгой тренировки прозревшие обучались видеть вещи, но зрение действовало все равно хуже, чем обычно в этом возрасте.

Они с трудом отличали квадрат от шестиугольника. Чтобы обнаружить разницу, считали углы, помогая себе пальцами, часто сбивались, и было видно, что такое опознавание для них – трудная, серьезная задача.

Мало того, у них путались предметы! Петух и лошадь воспринимались одинаково, потому что у обоих животных есть хвост: суждение выносилось по какому-то одному характерному признаку, а не по всей их совокупности (в дальнейшем мы увидим, что это типичный признак плохой работы нейронов теменной коры). И по той же причине – решение на основе одного признака, а не их совокупности, – рыба становилась похожей на верблюда, ибо плавник напоминал горб...

Итак, «быстрое зрительное обучение, столь характерное для приматов, не является врожденной способностью, не зависящей от опыта», – делают вывод нейрофизиологи.

Рис. 9. Младенцы, которым меньше месяца от роду, различают линии толщиной 3 мм с расстояния 0,25 м; полугодовалые – с того же расстояния видят линии толщиной 0,4 мм

И высказывают парадоксально заостренную мысль: животные, а стало быть, и человек видят (точнее, опознают) только то, что видели когда-нибудь прежде. С самого рождения живое существо занято зрительной практикой, пользуется любой возможностью смотреть на самые разнообразные предметы и виды. Только так зрительный канал превращается в линию связи, по которой в мозг поступает девяносто процентов сведений, воспринимающихся нашим «высшим чувствилищем».

И становится этот канал нередко учителем иных органов чувств.

Дизайнеры приводят такой факт. Нескольким экспертам предложили расставить с завязанными глазами девять стульев в порядке удобства сидения на них. Потом они сделали это с открытыми глазами. И стул, получивший при «слепой» оценке второе место, перекочевал на последнее, а бывший прежде шестым – гордо занял первое!

У психологов в запасе есть также примеры. Когда экспериментатор предлагает составить на ощупь фигуру, разрезанную на две половинки, а потом найти такую же целую среди иных, разбросанных на столе, зрячие с завязанными глазами выполняют задание намного лучше слепорожденных, а потерявшие зрение в детстве оказываются «промежуточными». Аналогично выглядят и попытки сооружать на ощупь разные пространственные конструкции из всевозможных по форме кубиков. Зрячие демонстрируют при «слепой» работе куда большее разнообразие форм, чем слепорожденные. «По-видимому, это нельзя объяснить иначе, как наличием зрительного опыта», – заключает французский психолог Робер Франсе и добавляет: получаемая на ощупь информация (а кто будет отрицать, что у слепых она гораздо тоньше и богаче, чем у зрячих) играет роль каркаса, активизирующего зрительные воспоминания, по которым зрячий начинает действовать на ощупь.

Итак, зрительный опыт. На что же он наслаивается? Готова ли уже к чему-то «чистая пластинка» или она только должна сформироваться, чтобы зрение заработало? У экспериментаторов сегодня в руках такой сильный способ исследования, как киносъемка движений глаз. Немало пищи для размышлений дают и записи «вызванных потенциалов» – электрической активности мозга в целом, возникающей, скажем, при рассматривании игрушки. И выяснилось, что уже через восемь – десять часов после рождения младенец охотнее рассматривает пестрые черно-белые таблицы, нежели гладкоокрашеные. Покажут ему треугольник или квадрат – взор движется менее хаотично, глазенки чаще останавливаются на вершинах. Запись вызванных потенциалов показывает, что уже с шести – восьмидневного возраста ребенок реагирует на изменение размеров сетки черно-белых квадратиков шахматной доски.

Еще раньше, уже с четырех дней, явное предпочтение отдается овалу, на котором нарисовано веселое человеческое лицо, нежели рисунку, где черты лица разбросаны в беспорядке. Но самые сенсационные результаты таковы: малыш, которому всего сорок две (!) минуты от роду, передразнивает взрослого, показывающего язык!

Конечно, совершенство зрительного аппарата в столь раннем возрасте весьма относительно, глазу потребуется еще годы и годы учебы, но он работает все-таки куда лучше, чем думали до того, как всерьез начали исследовать способности младенцев. И тем больше хочется проникнуть в загадки зрения, когда знакомишься с поистине безграничной зрительной памятью нашего мозга.

Вам покажут несколько тысяч (именно так: тысяч!) фотографий пейзажей, а спустя месяц продемонстрируют еще раз, но с хитростью: включат в серию показанных слайдов несколько таких, которых вы не видели. И вот по меньшей мере в семи случаях из десяти, а обычно гораздо чаще люди сразу отличают незнакомую картинку среди прочих: «Чувствуется, что ее не показывали...»

Что значит – чувствуется? Экспериментатор задает наводящие вопросы, зрители старательно пробуют вспомнить различия, побудившие сказать «нет», – увы, без особых успехов...

«Картинки остаются в памяти отнюдь не в виде слов», – пишет американский физиолог Рональд Хабер в статье об опытах с распознаванием пейзажей. Сильный удар по тем, кто думает, будто работа мозга строится на основе речи. («Вся работа по субъективному восприятию предметов воплощается в построении и применении языка» – эти слова Гумбольдта, написанные за добрых полтораста лет до опытов Хабера, используются иной раз, чтобы доказать библейский тезис: «Вначале было слово».) Ведь как раз наоборот: люди чаще пытаются запоминать именно слова, представляя их в виде зрительных образов, чему пример мнемоника, которой так увлекались в древности. Считают, что ее принципы разработал Пифагор, и хотя на авторство претендовало порядочное число других, очень похоже, что это был именно он: стоит вспомнить его учение о правящей в природе гармонии чисел... А мнемоники предлагали заняться именно своеобразной смесью математики и геометрии: вообразить регулярной застройки город с улицами, домами и комнатами, где в каждой лежит предмет, понятие или теорема – все, что нужно запомнить. Каждая улица может быть посвящена, например, какой-то отрасли науки, так что в расположенных на ней домах соберутся все знания, расставленные в отличном порядке, а значит, всегда готовые к употреблению.

Рис. 10. Схема строения полушарий головного мозга человека. Левое полушарие – вид сбоку. Правое полушарие – вид со средней линии рассеченного мозга

В наши дни особого интереса к мнемонике нет, ибо еще никто убедительно не доказал, что она действительно улучшает память. Ведь тут все зависит от умения представить себе в виде образов не только предметы – с ними-то уж куда ни шло, – но и слова, выражающие абстрактные понятия, скажем числа. Необходимо очень сильное воображение, чтобы ухитриться делать такое. И все-таки бывают люди, для которых «мнемонический город» – родной.

Увлекательнейший рассказ о таком человеке – «Маленькая книжка о большой памяти», написанная советским физиологом, академиком А.Р. Лурией. Там излагается история наблюдений, которые автор вел в течение нескольких десятилетий над профессиональным мнемонистом Шерешевским, обладавшим феноменальной, поистине безграничной памятью. «Ему было безразлично, предъявлялись ли осмысленные слова или бессмысленные слоги, числа или звуки, давались ли они в устной или в письменной форме; ему нужно было лишь, чтобы один элемент предлагаемого ряда был отделен от другого паузой в 2...3 секунды, и последующее воспроизведение ряда не вызывало у него никаких затруднений... Экспериментатор оказался бессильным в, казалось бы, самой простой для психолога задаче – измерении объема памяти».

Даже спустя много лет Шерешевский воспроизводил предъявленные когда-то ряды без малейших ошибок! Как же он запоминал? С помощью зрения. Показанные таблицы «фотографировал» взглядом, и они накрепко запечатлевались в его мозгу. А если ряды диктовались, техника запоминания была иной, но тоже зрительной: он расставлял слова-образы вдоль по улице. Обычно это была улица Горького в Москве, от площади Маяковского к центру. Цифры превращались в фигуры людей: семерка виделась «человеком с усами», восьмерка – «очень полной женщиной», так что число 87 выглядело «полной женщиной вместе с мужчиной с усами». Слово «всадник» представало то в образе кавалериста, то (когда, став профессиональным мнемонистом, Шерешевский перешел к экономичной системе запоминания) армейским сапогом со шпорою...

А когда образы разместились, не составляло труда (понятно, лишь для одного Шерешевского) припомнить их, прогуливаясь мысленно по улице, с любого места, в любую сторону. Случались и неудачи: слово-фигура попадало в неблагоприятную позицию, скажем, в тень подворотни, и Шерешевский «не замечал» его. Он так объяснял те редчайшие случаи, когда его ловили на забывчивости: «Я поставил карандаш возле ограды – вы знаете эту ограду на улице, – и вот карандаш слился с оградой, и я прошел мимо».

Долгое время считалось, что умение мыслить существует лишь потому, что человек умеет говорить. Опросы, проведенные среди физиков и математиков, показали, что дело обстоит совсем не так просто. Альберт Эйнштейн, человек, безусловно, мыслящий, говорил: «По-видимому, слова языка в их письменной или устной форме не играют никакой роли в механизме мышления. Психические сущности, которые, вероятно, служат элементами мысли, – это определенные знаки и более или менее ясные образы, которые можно «произвольно» воспроизводить и комбинировать между собой... Обычные слова и другие знаки приходится мучительно изыскивать лишь на втором этапе, когда упомянутая игра ассоциаций достаточно установилась и может быть по желанию воспроизведена». Иными словами, речь на известном этапе мышления – это просто механизм для вывода информации из мозга и ввода ее в другой мозг, где какие-то специальные структуры занимаются ее переработкой: структуры, вполне возможно, имеющие отношение к зрению.

Конечно, «благодаря языку сознание формируется и развивается как духовный продукт жизни общества, осуществляется преемственность человеческой деятельности и общения». Бессмысленно спорить с этими словами энциклопедии. Но изобретатели, архитекторы, конструкторы могут рассказать массу случаев, когда решение сложной задачи вдруг происходило во сне, в виде картинки, и философы приходят к выводу: «Внесловесная мысль существует и составляет непременный компонент познавательных процессов».

Рис. 11. Строение человеческого глаза

И если это так, мы сталкиваемся с довольно хитрой проблемой: нейрофизиолог видит, что до самых высших структур коры головного мозга нет близких связей между зрительной и речевой системами. А значит, сколько бы исследователь ни спрашивал человека, почему, скажем, зрительно буква «П» отличается от буквы «Г», никакие логически безупречные ответы (вроде: «У одной есть палочка сбоку, а у другой нет») не приближают к сути дела.

Мы не в силах узнать таким методом, чем же все-таки руководствуется зрительная система, различая буквы и давая тем самым речевому аппарату возможность сообщить об этом. Различительные признаки определены не логикой, вне которой нет осмысленной речи, а чем-то иным. Чем же?

Чтобы узнать это, придется поговорить о кодах.

125 миллионов светочувствительных клеток-фоторецепторов находится в сетчатке. А в зрительном нерве – только 80 тысяч волокон.

То есть, уже на самом первом этапе идут какие-то преобразования зрительного сигнала. А дальше, ступенька за ступенькой, сигнал проходит через наружное коленчатое тело, через затылочную кору и так далее, и так далее... И на всех «промежуточных станциях» – преобразования, преобразования...

Когда-то думали, что удастся глубоко проникнуть в работу зрения и мозга психологическим методом «черного ящика». Он верой и правдой служил исследователям, пока они занимались простыми объектами. Черным ящиком экспериментаторы называют любую вещь, о которой не способны сказать, как она устроена. Внутри темно, – а снаружи простор для любых гипотез. Их выдвигают и проверяют методами вроде описанного Козьмой Прутковым: «Щелкни кобылу в нос, она махнет хвостом».

Рис. 12. Зрительная система млекопитающих.

На нижней схеме показано, что зрительная информация поступает как в затылочную часть коры (через наружное коленчатое тело), так и в средний – более древний – мозг

Человек «щелкает» черный ящик (как – в том и заключается умение задавать природе вопросы), а потом записывает ответную реакцию. До поры до времени исследователи удовлетворялись целостной реакцией организма. Самые храбрые пытались рисовать возможные схемы его внутреннего устройства.

Но увы, когда число связей между элементами системы превышает число атомов во Вселенной (что и характерно для мозга!), полученные методом черного ящика схемы мало чего стоят. «В этом лежит главная причина того, почему по мерке строгой науки чистая психология довольно бесплодна», – заметил, возможно, излишне задиристо, английский биофизик, лауреат Нобелевской премии Френсис Крик, знаменитый своими исследованиями по молекулярной генетике, признанными «одним из важнейших открытий века».

Надо вскрыть структуру, и именно это делают сегодня нейрофизиологи, записывая ответы уже не организма в целом и даже не всего зрительного аппарата, а отдельных нейронов, изучая, как кодируются сигналы, передаваемые нервными клетками друг другу.

Три задачи решает зрительная система. Во-первых, замечает, дает сигнал, что в поле зрения появилось нечто. Во-вторых, опознает это нечто, относит к определенному классу – неподвижное, движущееся, живое, неживое, друг, враг и прочее, так что мы даже при самом беглом взгляде отличаем кошку от автомобиля или принимаем куст за волка (что, бесспорно, полезнее, чем принять волка за куст, хотя и такое бывает). В-третьих, описывает увиденное во всех мельчайших подробностях, так что фигура человека превращается в Ивана Ивановича, нашего директора, а летящая птица – в сороку.

Любая классификация есть абстрагирование. Слово это иные считают принадлежностью философии, далекой, мол, от жизненных забот. А оказывается, зрение наше занимается такой «философией» ежеминутно, особенно на оживленной улице, где хочешь не хочешь, а надо отличать автомобиль от трамвая...

И возникает вопрос: как и когда мы овладеваем искусством зрительного абстрагирования и зрительной конкретизации? Врожденное ли это свойство или возникает оттого, что ребенок учится говорить? С настоящей философией все ясно, она требует умения как минимум читать и писать. А «философствующее» зрение?

Результаты, полученные в последние годы нейрофизиологами, дают право утверждать: зрение и речь являются продуктами одного и того же мозгового механизма, в котором «первым этажом» служит зрительная функция.

Эта мысль – итог многолетней работы Лаборатории, которой руководит Глезер, итог обобщения и своих данных, и данных, полученных в сотнях, если не тысячах, лабораторий страны и всего мира. Познакомимся же с этими результатами.

Итак, в путь? Пожалуй... Или нет: задержимся еще ненадолго, окинем взглядом прошлое. «Уважение к минувшему – вот черта, отличающая образованность от дикости», – с этими пушкинскими словами сделаем несколько шагов назад, чтобы составить представление о здании, куда хотим войти.

Глава вторая. Предвидение Галена

И тот, кто даст удовлетворительное объяснение этих явлений, должен быть поистине Изобретателем и человеком, очень сведущим в Управлении и Внутреннем Устройстве таких Анатомических Машин.

Г. Пауэр

Экспериментальная философия, 1664 г.

Почему глаз видит? Почему в памяти сохраняются, как живые, картины прошлого? Где прячется память? Эти «детские» вопросы человек стал задавать себе, должно быть, с того самого времени, как осознал себя человеком.

Невнятные рассуждения о душе, глядящей на мир через зрачки глаз, словно в открытую дверь, даже в древности успокаивали любопытство только тех, кто не желал задуматься. Критически настроенные умы требовали настоящей, материальной пищи. Тит Лукреций Кар иронизировал:

...Коль глаза только двери у нас заменяют.

То с устранением их, очевидно, гораздо бы лучше

Видеть способен был дух коль, самих косяков бы не стало.

Философский трактат, из которого взяты эти строки, был облечен в изящную форму поэмы «О природе вещей». Лукреций в I в. до н.э. как бы подводил итог достижениям науки античности. Вслед за Эмпедоклом, от которого Лукреция отделяло четыре столетия, поэт-философ считал, что

Есть у вещей то, что мы за призраки их почитаем;

Тонкой они подобны плеве, иль корой назовем их.

Ибо и форму, и вид хранят отражения эти

Тел, из которых они, выделяясь, блуждают повсюду.

Чтобы сделать свою мысль убедительнее, он обращался к аналогиям. Вы ведь видели легкий дым костра, ощущали невидимый жар огня, дивились сброшенной шкуре змеи, повторяющей до мельчайших подробностей форму ее тела? Таковы и «призраки» – легкие, невидимые и неощутимые до той поры, пока они не встретятся с глазом:

Ясно теперь для тебя, что с поверхности тел непрерывно

Тонкие ткани вещей и фигуры их тонкие льются.

«Призраки», «образы предметов» нужны были древнегреческим философам, чтобы объяснить механизм зрения. Эмпедокл учил, что в глазу образы соединяются с исходящим из зрачков «внутренним светом» (вот, оказывается, какого почтенного возраста «лучистые глаза»!). Контакт порождает ощущение – человек видит предметы. Так что душе нет надобности глядеть через зрачки: работа зрения, по Эмпедоклу, – это, как мы сказали бы сегодня, обыкновенный физический процесс.

Вполне физическими, материальными были у древних греков и «образы». Демокрит, живший примерно в 460...370 гг. до н.э., для которого в мире не существовало ничего, кроме атомов, утверждал: «призраки» – суть тончайшие атомные слои, улетевшие с поверхности тел в пространство. Они-то и проникают через зрачок в глаз. А глаз тоже состоит из атомов, и среди них непременно найдутся сродные тем, которые прилетели. Подобное соединяется с подобным, возникает «чувственный оттиск», приводящий в движение атомы души, а душа живет в мозгу. Разумная, чувствующая душа, в отличие от животной, обретающейся в сердце, и растительной, находящейся в животе...

Но вот что приводило в недоумение. Коль мозг есть «чувствующая душа», он должен ощущать. Между тем, медицина свидетельствовала, что мозг не воспринимает боли, когда его оперируют.

И величайший ученый древнего мира Аристотель, не одобрявший воззрений Демокрита, делает в конце IV в. до н.э. вывод: «Нет разумного основания считать, что ум соединён с телом». Следовательно, нет и причин делать вместилищем ума мозг. С телом, утверждал Аристотель, соединена душа. Она есть «причина и начало живого тела», и место ей в сердце (вот вам истоки «сердечных склонностей» и прочего в том же роде). Мозгу же философ отводил роль холодильника, умеряющего сердечный жар. Анатомические представления того времени особой точностью не отличались, мнение знаменитости опровергать никто не посмел. А потом... Потом авторитет Аристотеля высился незыблемо добрых полтора тысячелетия.

На протяжении этих пятнадцати веков только однажды физиологические воззрения Аристотеля были подвергнуты – и успешно – критике. Сделал это Клавдий Гален (Клавдиус Галенус, писали его имя по-латыни), второй после Гиппократа гигант древней медицины.

Грек по национальности, Гален родился в Пергаме, столичном городе римской провинции, бывшем городе царей Пергамского царства. Точная дата этого события неизвестна, его принято относить к 130 г. н.э. Отец Галена, архитектор, человек состоятельный, дал юноше великолепное образование. В Пергамской библиотеке, насчитывавшей около двухсот тысяч книг (по своему богатству она уступала только книгохранилищу Александрии), Клавдий познакомился с сочинениями Платона и Аристотеля, трудами философов-стоиков и их непримиримых противников – философов-эпикурейцев.

Гален изучал медицину у лучших врачей Пергама, потом четыре года путешествовал по городам, знаменитым своими учеными. Он побывал в Смирне, Коринфе и, конечно, в Александрии, где медики считались хранителями древнего эллинского искусства врачевания. Еще в III в. до н.э. Гарофил и Эразистрат вскрывали здесь трупы, ставили первые робкие опыты над животными...

Вернувшись из странствий, Гален получил место врача в школе гладиаторов. То, что ему предложили занять эту должность, свидетельствовало о таланте молодого медика. Бойцы стоили дорого, поставить их на ноги после жестоких ран, которые наносили им дикие звери или товарищи-противники, было в интересах хозяина, и плохому доктору путь в школу был закрыт. Впрочем, в гладиаторской школе Гален пробыл недолго. Город наместника одной из многочисленных провинций Римской империи казался убогим и скучным при одной только мысли о Риме – великолепном, пышном, средоточии людей искусства, философов, ученых...

Рим притягивал таланты, отправился в Рим и Гален. Он быстро завоевал там известность («громкую известность», подчеркивают историки) и как практикующий врач, и как теоретик медицины. На его лекции всегда сходилось множество народу. Он стал знаменитостью, и когда попытался было удалиться назад в Пергам, император Марк Аврелий вызвал его оттуда и сделал придворным медиком. Галену было тогда около 40 лет.

Император-философ (Марк Аврелий был последним крупным стоиком, его книга «Наедине с собой» оставила о нем куда более глубокую память, нежели все его войны и государственные распоряжения) по достоинству ценил талант своего врача. Никто не мешал Галену в его научных занятиях. Он стал первым в истории науки физиологом-экспериментатором: делал животным трепанации черепа, обнажал головной мозг и, удаляя его по частям или рассекая, пытался постигнуть связь отделов мозга с глазами и другими органами чувств, перерезал нервы, чтобы выяснить их назначение. Препарируя животных, Гален первым описал семь пар нервов, идущих от мозга к ушам, носу и другим частям тела, обнаружил в мозге зрительные бугры (он назвал их так, думая, что они связаны со зрением, однако много веков позже было доказано, что это верно лишь частично), а в глазу – сетчатку, от которой прямо к мозгу протянулся зрительный нерв.

Зрение, считал Гален, возникает благодаря «светлой пневме», которая находится между хрусталиком и радужной оболочкой. Она непрерывно поступает сюда из мозга через зрительный нерв. Именно она и воспринимает световые лучи. Образовавшееся от такого слияния светоощущение приходит к «центральному зрительному органу» – так называл ученый зрительные бугры...

«Чтобы создалось ощущение, – писал он, – каждое чувство должно претерпеть изменение, которое затем будет воспринято мозгом. <...> Вот почему мозг посылает частицу самого себя к хрусталиковой влаге, дабы узнавать получаемые ею впечатления. <...> В глазах <...> световые впечатления быстро достигают заключенной в глазу части мозга (курсив мой. – В.Д.) – сетчатой оболочки».

Какое замечательно прозорливое заключение! Оставим в стороне аристотелеву пневму, которую мозг якобы посылает к глазам (впрочем, по воззрениям некоторых современных нам физиологов, центральная нервная система посылает в сетчатку сигналы, управляющие чувствительностью клеток). Пренебрежем тем, что роль светочувствительного элемента отдана хрусталику, а не сетчатке (все догаленовские и многие позднейшие врачи и философы делали ту же ошибку). Не станем требовать от исследователя ответов сразу на все вопросы. Полюбуемся лучше тем, как убедительно возвращена мозгу его истинная роль, которая с тех пор уже никем не оспаривалась, кроме безнадежных схоластов. И отдадим должное смелости утверждения, что глаз – неотъемлемая часть мозга. Ибо в энциклопедиях наших дней зафиксирована чеканная фраза: «Глаз – это часть мозга, вынесенная на периферию»...

Галена отличала отвага, присущая всем истинным ученым. Он был готов защищать самые невероятные с точки зрения «здравого смысла» гипотезы, лишь бы объяснить действие живого органа без таинственных и непознаваемых сил. Такую гипотезу он, в частности, выдвинул для разрешения загадки, весьма смущавшей всех, кто только занимался зрением: как ухитряются проникать в крошечный зрачок «образы», летящие к глазу от предметов и сохраняющие их, предметов, натуральные размеры?

Когда из глаз выглядывала наружу душа, вопроса не существовало: она их видела. Но что делать с «образами» без нее?

И Гален отбрасывает «образы» вместе с душой. Мы видим в его рукописи первый в истории науки чертеж, иллюстрирующий работу глаза так, как она представлялась ученому: орган зрения – это некое подобие нынешнего радиолокатора.

Да, говорит Гален, правы были Эмпедокл и Платон: из глаз действительно исходят лучи. Но они нужны не для того, чтобы соединяться с летящими от предметов «образами». Лучи ощупывают предметы как бы тонкой невидимой спицей. Пусть башня или гора будут сколь угодно громадными – маленький зрачок сумеет своим «лучом» ощутить их формы. Вам кажутся наивными рассуждения Галена? А локатор на самолете показывает пилоту землю именно так...

Спустя немногим более четверти тысячелетия после смерти Галена пала Западная Римская империя. Античную науку забыли в Европе почти на десять веков. К счастью, в отличие от европейцев, персы и подвластные им сирийцы, а особенно завоевавшие в VII в. Персидскую империю арабы относились к знаниям греков и римлян с огромным уважением. На сирийский язык еще в V в. были переведены некоторые труды Аристотеля, затем Плиния. Появились по-сирийски и сочинения Галена.

Неторопливо текли столетия, менялись правители, расцветали и приходили в упадок города, а с ними и философские школы. В IX в. центром науки Востока стал Багдад, сказочный город халифов. Там, а затем в Каире, столице халифата династии фатимидов, жил замечательный мыслитель, физик, математик и медик Абу Али Ибн-аль-Хайсам, известный в средневековой Европе под именем Альгазена, Альгацена, Альхазана – в разных странах произносили на свой лад. Он родился в 965 г. по христианскому летосчислению в Басре. Кто был его отец – неизвестно, неясно и то, как получил он знания, сделавшие драгоценными для нас все его книги (увы, по большей части исчезнувшие). Но его «Оптика», к счастью, избежала гибели и в течение нескольких столетий была руководством для ученых средневековой Европы.

Альгазен утверждал, что никаких лучей глаз не испускает. Наоборот, это предметы посылают в глаз лучи каждой своей частицей! И каждый луч возбуждает в глазу соответствующую точку хрусталика (тут, увы, Альгазен был вполне согласен с Галеном и полагал хрусталик «чувствующим органом»).

Масса лучей – и один зрачок... Не будут ли они путаться, переплетаться? Альгазен ставит эксперимент, зажигает несколько свечей перед маленькой дырочкой, просверленной в коробке. И что же? На противоположной отверстию стенке возникают изображения каждой из свечек, – никаких искажений, никакой путаницы! Вывод: любой луч движется сквозь дырочку самостоятельно, не мешая другим, и принцип этот «необходимо принять для всех прозрачных тел, включая прозрачные вещества глаза».

Итак, Альгазен изобрел камеру-обскуру, как много веков спустя стали называть такие ящики с дырочками. Но, как часто бывает, ученый прошел мимо изобретения, не придал своему опыту того значения, которое он заслуживал с практической точки зрения: Альгазен решал теоретическую задачу. А ведь стоило направить дырочку не на свечи, а на улицу, и... Ибн-аль-Хайсам не сделал решающего шага, слава первооткрывателя модели глаза ускользнула от него.

А может быть, модель не получилась потому, что озадачило исследователя странное обстоятельство: картинка на задней стороне ящика оказалась перевернутой. Мир в глазу – «кверху ногами»? Невозможно, ведь мы видим его прямым! Альгазен был знаком с «Оптикой» Евклида, хорошо разбирался в вопросах преломления света. Может быть, «прозрачные вещества» глазного яблока изменяют путь света так, что изображение в глазу поворачивается «как надо»? Под этот заранее заданный ответ и подогнал ученый чертеж хода лучей. А подгонка под ответ, как мы хорошо знаем, не приносит успеха даже школьникам. Альгазен не поверил результату опыта и не совершил открытия. Более того, предложенные им модели глаза и хода лучей стали грузом, тянущим назад других исследователей.

Поддался авторитету Ибн-аль-Хайсама даже такой гений инженерного искусства, как Леонардо да Винчи, на столетия опередивший время своими техническими идеями. Противоречие между перевернутым изображением и «прямым» восприятием Леонардо разрешал «по-альгазеновски»: строил ход лучей в глазу так, чтобы картинка на задней стенке хрусталика была «вниз ногами»...

И здесь пропустим порядочное число лет, чтобы сразу познакомиться с Джамбатистой делла Портой, богатым итальянским аристократом, человеком незаурядным и противоречивым. (Немецкий историк физики Ф. Розенбергер дал ему такую характеристику: «полудилетант, полуневежда, а в значительной степени шарлатан», с чем, однако, другие исследователи не соглашаются и считают столь резкую оценку перегибом.)

Любознательность делла Порты была невероятной, он был неутомим в разыскании новых научных сведений и мастерски проводил различные опыты, иные из которых снискали ему притягательную и опасную славу чернокнижника.

Строил он и хорошо уже известные тогда камеры-обскуры, а во время возни с ними сделал замечательное изобретение. «Я хочу открыть тайну, о которой до сих пор имел основание умалчивать, – писал он в 1570 г. – Если вы вставите в отверстие двояковыпуклую линзу, то увидите предметы гораздо яснее, так ясно, что будете узнавать в лицо гуляющих по улице, как будто бы они находились перед вами».

Затем делла Порта сравнивал свою камеру-обскуру с глазом и совершенно правильно указывал, что хрусталик играет роль линзы в камере и проецирует изображение на заднюю стенку глазного яблока. Но тут же (увы, дилетантизм дает о себе знать!) делла Порта вопреки всякой логике утверждает, что чувствительным элементом глаза является все-таки не сетчатка, а хрусталик!..

Зато для человека, умеющего размышлять и знакомого с анатомией глаза лучше делла Порты, все становится на свои места. Через 13 лет после публикации сообщения о новой камере-обскуре (что поделать, век нетороплив) про нее узнает врач и анатом Феликс Платер, которого Иоганн Кеплер называл знаменитым. У Платера нет сомнений: камера – это великолепная, очень точная аналогия глаза. И он вновь поднимает на щит мысль Галена о том, что сетчатка есть чувствительный отросток мозга, находящийся в глазном яблоке.

Правда, Платеру не удалось нарисовать картину хода лучей через хрусталик. Математические знания его оказались для такой работы недостаточными. Последний штрих на картину наносит Кеплер (построивший, кстати, большую камеру-обскуру в Линце для наблюдения солнечного затмения 1600 г.): он подводит итог мыслям делла Порты и Платера.

Казалось бы, какое дело астроному до физиологии зрения? Но в те времена каждый серьезный ученый был философом, а значит, интересовался наукой широко, не замыкаясь в скорлупу профессиональных интересов. И спустя четыре года после постройки камеры Кеплер издает трактат «Дополнение к Вителлию», где в четвертой и пятой главах высказывает свою точку зрения на работу глаза. Геометрические построения не оставляют сомнений в том, что «правая сторона предмета изображается на сетчатке слева, левая – справа, верх – внизу, а низ – вверху».

Рис. 13. Так объяснял появление изображения на сетчатке великий Иоганн Кеплер в своем труде «Дополнение к Вителлию, или Оптическая часть астрономии» (1604)

В отличие от своих предшественников Кеплер не смутился полученным результатом. Для астронома мир устроен так, как он устроен, а не так, как нам желается. Кеплер не стал придумывать искусственные способы переворачивания изображения «ногами вниз» внутри глаза. К чему? Ведь картинка, полученная на задней стенке глазного яблока, «не завершает акта зрения до тех пор, пока изображение, воспринятое сетчаткой в таком виде, не будет передано мозгу».

Наука вновь обрела идеи Галена, чтобы иметь возможность двигаться вперед.

Но тогда, в начале XVII в., никто не восхитился прозорливостью великого врача. Ведь средневековые схоласты превратили труды Галена со всеми их ошибками – но можно ли обойтись без них в попытках понять столь сложную вещь, как зрение? – в непререкаемо священные книги, яростно преследовали любого, кто осмелился уточнить или исправить написанное там. Книги Галена были «тяжелой артиллерией» обскурантизма, их требовалось отвергнуть ради прогресса медицины, и их отвергали, уже не отделяя зерен от шелухи...

Только много-много лет спустя, когда обскурантизм был окончательно побежден и стал лишь печальной главой в истории средневековья, наука сумела очистить груды великого врача (всего их насчитывается до 500 по различным вопросам медицины, философии и этики) от всего наносного, что прилепили к ним схоласты. Ибо, как сказал известный английский естествоиспытатель XIX столетия Гексли, «всякий, кто читал произведения Галена, невольно удивляется как многообразию его познаний, так и ясному представлению о путях, которыми должна развиваться физиология».

Глава третья. Этот правый, левый мозг...

Вселенная есть асимметричный ансамбль.

Я полагаю, что жизнь в том виде, как мы ее знаем, должна быть функцией асимметрии мира или следствий, из нее вытекающих.

Луи Пастер

Нам кажется, что картина мира, открывающаяся перед глазами, целостна, непрерывна. А на самом деле картинок две: то, что проецируется на правую половину сетчатки глаза, попадает в левое полушарие, а то, что приходится на левую половину сетчатки, – в правое полушарие. Медики и физиологи называют это реципрокностью, перекрестностью.

Только благодаря связям между полушариями мозга обе полукартины сливаются воедино.

Перекрестно передается звук в половинки мозга слуховым аппаратом. Крест-накрест идет управление мышцами тела и воспринимаются тактильные ощущения. Какая удивительная симметрия! – невольно хочется воскликнуть.

Но и асимметрии в нашем мозге и теле ничуть не меньше (помимо сердца, желудка и прочих органов).

В одной из французских клиник в середине XIX в. скончались двое больных, страдавших расстройством речи. Знаменитый французский антрополог и анатом Поль Брока провел вскрытие трупов и обнаружил, что у обоих пациентов было одно и то же поражение левого полушария: кровоизлияние в заднелобную область. Случайность? Оказывается, нет.

После нескольких лет наблюдений Брока опубликовал статью в шестом томе «Бюллетеня антропологического общества» за 1865 г., в которой заявил: «Мы говорим левым полушарием». Это было сенсацией!

Рис. 14. Функции распределены между полушариями и равномерно, и не очень...

Еще десять лет спустя его соотечественник Клодт Вернике заметил, что при кровоизлияниях в височную область того же полушария больной перестает понимать речь, хотя и может говорить: она превращается для него в бессмысленный шум. «Говорящее» полушарие из уважения к столь важному делу, как речь, назвали доминантным, господствующим, а «безмолвное» – субдоминантным, подчиненным. (Немалую роль, должно быть, сыграла в этом традиция, которая связывала способность мыслить с одним умением говорить. «До сих пор еще можно встретить утверждения о том, что язык является единственным средством мышления», – читаем мы в книге по психологической лингвистике.) Терминология способствовала тому, что наибольшее внимание исследователи уделяли доминантному полушарию, и только в самые последние годы выяснили: и субдоминантное достойно самого пристального изучения.

Строгости ради надо сказать, что не каждый человек «говорит левым полушарием». Даже если он правша, это будет лишь в девяноста пяти случаях из ста, а у оставшихся пяти доминантным окажется правое. У левшей (казалось бы, они все до единого должны использовать в качестве речевой правую половинку мозга) соотношение тоже не абсолютно: шестьдесят пять из ста подчиняются правилу «доминантное полушарие противоположно ведущей руке», остальные же, хотя и пишут левой рукой, говорят все же «обычным», левым полушарием.

Почему один ребенок вырастает праворуким, а другой леворуким, непонятно, достоверных сведений нет, ясно только, что связано это с изменениями (не нарушениями, нет!) в генетическом коде, который управляет развитием организма. По мнению доктора медицинских наук Анатолия Павловича Чуприкова, заведующего кафедрой психиатрии в Ворошиловградском медицинском институте, известную роль может сыграть чрезмерное волнение женщины во время беременности, простудные заболевания, отравление недоброкачественной пищей.

Леворукость нельзя считать болезнью или психическим отклонением, однако в СССР некоторые родители и, что еще печальнее, учителя пытались переучивать таких детей: обязаны, мол, быть «как все». А что получалось? «Моя дочь хорошо развивалась как раз до того момента, пока ее не начали переучивать. Она стала нервной, впечатлительной, пассивной, застенчивой, много сил и слез стоило ей научиться писать правой рукой», – пишет мать в редакцию газеты. «Учителя настоятельно переучивают мою дочь с левой руки на правую и требуют того же от меня. В результате она с трудом, но все же пишет правой, но я заметила, что в последнее время она начала отставать в учебе, стала капризной и раздражительной, в школу ходит без всякого удовольствия», – сообщает другая. Хотя ученые были убеждены: насильственное переучивание леворуких приводит к неврозам. Природа не прощает стремления переиначить то, что она заложила в самые сокровенные глубины организма.

«Кто поможет левше?» – спросила газета «Советская культура», и пусть медленно, но дело сдвинулось: в «Правде» от 23 июня 1985 г. появилось сообщение «Охранная грамота левше». Министерство здравоохранения выпустило рекомендации для врачей о бережном отношении к леворуким детям. «В семье, детском саду, школе следует не запрещать, а наоборот, поощрять желание ребенка что-то делать левой рукой. Детям разрешается писать как им удобно, не обращая внимания на наклон, каллиграфию. Лишь бы без ошибок, лишь бы не отставали в скорости от своих одноклассников». Ну а для тех, кто все-таки продолжает опасаться, «как бы чего не вышло» с левшами, напомним: Микеланджело, Чарли Чаплин, Владимир Иванович Даль, Иван Петрович Павлов, многие выдающиеся спортсмены, изобретатели, ученые были левшами. Так что если что и выйдет, то не хуже, чем у праворуких.

Левшей не так уж мало. В СССР, например, было миллионов шесть – восемь. И хотя в дальнейшем для простоты мы будем считать доминантным левое полушарие, это вовсе не означает, что забыто истинное положение дел.

Однако еще более важно, что асимметричность видна во множестве проявлений жизнедеятельности самых различных организмов, от лягушек и тритонов до человека. Чем дальше исследует наука специализацию полушарий, тем яснее выявляются прямо-таки поразительные разделения функций. Масса данных была получена при исследованиях «душевной слепоты» (по нынешней терминологии – агнозий), то есть особых расстройств мозговой деятельности.

Первым стал заниматься агнозиями английский невропатолог Хьюлинг Джексон, после того как в 1874 г. подметил, что некоторые больные перестают при поражениях правого полушария узнавать лица. В полном порядке сетчатка, здоров зрительный нерв, нет ощущений ни близорукости, ни дальнозоркости, нормально поле зрения, и вдруг человек не может сказать, кому принадлежит лицо, глядящее на него в упор из зеркала... С тех пор описано множество агнозий правого и левого полушарий. Бывает, видит больной предметы, а телефон называет часами, грушу – цветком, садовая скамейка превращается (впрочем, превращается ли?) для него в диван. Стрелки же на часах ставит совершенно правильно, именно на то время, которое называет врач. Или, бывает, не способен назвать вещь, пока не пощупает ее. Или видит буквы, но воспринимает их просто как рисунки, хотя сразу вспоминает значение, едва обведет контур пальцем, подобно маленькому ребенку. Или потеряна способность читать, букв больной не узнает, а цифрами оперирует по-прежнему свободно. Или...

Но довольно примеров, у нас будет возможность поговорить о них более подробно, и, что самое важное, – в связи с работой разных участков коры каждого полушария. Именно тогда мы увидим, что одни зрительные агнозии – следствие расстройства способности воспринимать пространственные расположения предметов, а другие – результат потери механизма выделения отдельных элементов, из которых предмет складывается.

Рис. 15. Так постепенно все более подробно видел мир художник Антон Редершейдт по мере того, как восстанавливались функции его мозга, нарушенные после автомобильной катастрофы. Обратите внимание, что вначале у него совершенно не было восприятия (и, соответственно, воспроизведения) левой половины зрительного поля

Так, например, после кровоизлияния в теменную долю правого полушария немецкий художник Антон Редершейдт перестал видеть левую половину зрительного поля (медики называют это левосторонней агнозией). Постепенно, однако, функции мозга восстановились. Справа – автопортреты, которые он рисовал во время выздоровления: через два, два с половиной, шесть и девять месяцев после аварии. Видно, как все больше сокращается область левостороннего «невосприятия», чтобы совсем или почти совсем исчезнуть. Замечательно, однако, что сам он не осознавал частичной потери поля зрения, рисунки казались ему совершенно правильными...

Зрительными агнозиями всерьез стали заниматься лишь во второй половине ХХ века, когда появились более изощренные методики обследования больных. Ведь выявить эти расстройства нередко бывает необычайно трудно. Будь повреждена сетчатка или нерв, человек сразу ощутит, что «окно в мир» сузилось. А при агнозии трудно понять, что происходит с организмом. Вроде бы стало хуже зрение, да и то не всегда. Бывает даже, что, когда врач точно выяснит существование агнозии, больной наотрез отказывается в нее верить.

Нередко агнозия – следствие кровоизлияния или опухоли мозга. Сопоставляя с результатами хирургической операции, ученые судят о том, какие области полушарий какими функциями заведуют. Подводя в одной из своих последних книг итоги собственных наблюдений и работ других исследователей, безвременно ушедшая из жизни доктор медицинских наук Елена Павловна Кок писала, что «конкретное и абстрактное восприятие... обеспечивается по преимуществу разными полушариями. В каждом существуют анатомически разделенные системы, обеспечивающие восприятие цвета, формы, величины и т.д.»

Немало данных было получено, когда здоровые люди решали зрительные задачи отдельно левым или правым полушарием. Ведь, как мы помним, правая и левая половины сетчатки каждого глаза соединены соответственно с левым и правым полушариями. Если демонстрировать изображения так быстро, чтобы половинки мозга не успели обменяться информацией, можно быть уверенным: ответ (словом или действием) – следствие работы только одного полушария. И все-таки как ни убедительны такие наблюдения, физиологов не оставляли сомнения: а вдруг межполушарные связи искажают картину?

В конце 50-х гг. были опубликованы результаты опытов, показавших как огромную роль таких связей, так и потенциальную возможность независимой работы каждого полушария. Речь идет о знаменитых «калифорнийских кошках», названных так потому, что эксперименты над ними велись в Калифорнийском технологическом институте. Там работал нейрофизиолог Р. Сперри, который рассек нескольким кошкам мозолистое тело – «мост» из десятков миллионов аксонов, соединяющих оба полушария. После операции ожидали чего угодно, только не того, что каждая половинка мозга станет работать так, как если бы в животном было заключено сразу два живых существа.

Узнали это, обеспечив связь каждого глаза только с одним полушарием. Для этого была перерезана хиазма – перекрест зрительных нервов. Теперь информация от каждой сетчатки (вернее, от соответствующей половинки) шла только в одно-единственное место, в заднетеменную зрительную кору.

Образовались два комплекса «глаз – полушарие», и экспериментатор принялся обучать их отдельно. Для этого один глаз закрывали повязкой, и, скажем, левый комплекс приучался к тому, что пища лежит за дверцей, на которой нарисован круг. А правый комплекс – там, где на ней квадрат. В итоге у кошки формировались два набора условных рефлексов. Любой можно было включить или выключить, просто закрыв соответствующий глаз.

Особенно убедительные доказательства реальности двух мозговых структур принесли опыты с обезьянами, которым не только расщепляли мозг, но и делали так называемую фронтальную лоботомию – перерезали пучки аксонов, идущих из лобных областей мозга к центральным. После лоботомии на обоих полушариях нерасщепленного мозга животное становится спокойным, дружелюбным и беспечным, пусть даже до этого было образцом злобы и нетерпимости. Но такой же эффект наблюдался, когда обезьянам с расщепленным мозгом лоботомию делали только на одном полушарии.

«Когда обезьяна пользовалась глазом, связанным с корой неповрежденного полушария, ей показывали змею, – пишет Дин Вулдридж в своей книге «Механизмы мозга». – Небольшие обезьяны обычно очень боятся змей, и животное с раздвоенным мозгом не составляло исключения: оно проявляло обычный испуг и стремление к бегству. Затем <...> животному пришлось пользоваться глазом, связанным с тем полушарием, на котором была произведена лоботомия. Снова показали змею. Но на этот раз обезьяна не обратила на нее ни малейшего внимания: она не находила в змее ничего страшного».

А человек? Что случится, когда полушария окажутся разделенными у него? На этот вопрос наука получила ответ в начале 60-х гг., когда американские физиологи М. Газанига и знакомый нам Р. Сперри взяли под наблюдение больного, которому нейрохирурги П. Фогель и Д. Богин сделали эту требующую филигранной точности операцию (врачи полагали, что таким способом избавят его от тяжелейшего психического заболевания, при котором никакие медикаменты уже не помогали). И поскольку человеческий мозг в целом – образование в мире животных уникальное, разделенные половинки также продемонстрировали свою уникальность и четкую специализацию по функциям.

Скажем, яблоко в правой половине зрительного поля (то есть спроецированное в левое полушарие) человек с рассеченным мозолистым телом уверенно назовет яблоком, без труда напишет это слово на бумаге: зрительная система и область управления речью, а также письмом здесь связаны напрямую.

Но стоит перенести яблоко в левую половину поля, пустить образ только в правое полушарие, и мы не услышим ни слова, да и на бумаге ничего не появится. Так исследователи еще раз убедились, что правая половинка мозга не способна к продуцированию речи, и нужно перекачать сведения из правого в левое полушарие, чтобы возникло слово.

Рис. 16. Так выглядит связь между зрительными сигналами и движениями рук больного с перерезанным мозолистым телом, когда прекращается передача информации из одного полушария в другое. Левая половина зрительного поля – правое полушарие – левая рука. Правая половина зрительного поля – левое полушарие – правая рука

Но это не означает, что правое полушарие «глупое», оно иное. Оно немо, но вполне разумно. Восприняв слово «карандаш», оно даст соответствующие команды, и больной возьмет карандаш на ощупь среди множества предметов. И наоборот, только почувствовав его в левой руке (и не видя!), отыщет карточку с написанным словом. Происходит все это в полном молчании, а если и будет что-то сказано, то без всякого отношения к делу.

«Карандаш, вложенный в левую руку (вне поля зрения) больной мог назвать консервным ножом или зажигалкой, – пишет Газанига. – Словесные догадки, по-видимому, исходили не от правого полушария, а от левого, которое не воспринимало предмета, но могло попытаться опознать его по косвенным признакам».

Рис. 17. Как увидев, так и ощутив правой рукой предмет, больной с перерезанным мозолистым телом назовет его – даже при закрытом левом поле зрения: ведь информация поступает именно в левое, речевое полушарие. Тот же самый предмет останется неназванным, если зрительная информация поступит только в правое, «немое» полушарие (для этого левое поле зрения будет специально закрыто). Но, несмотря на это, больной без труда найдет левой рукой этот предмет среди множества других!

В СССР было запрещено преднамеренное рассечение мозолистого тела. Ученые и в особенности администраторы считали, что слишком велика цена, которой покупается в подобном случае избавление от душевного расстройства, слишком радикальными оказываются разрушения человеческого в человеке. Обосновывали запрет еще и тем, что задуманный эффект операции проявляется далеко не всегда.

Но бывало, что иной выход отсутствовал: спасая жизнь больному, удаляя кровоизлияние или опухоль, нож хирурга волей-неволей вторгался в запретные области. После такого вмешательства больных обследовали особенно тщательно. Ведь после операции мир представал перед ними значительно измененным, и надо было приучить их правильно действовать в новом для них пространстве. А нейрофизиологи получали бесценный материал, проливающий свет на строение и работу мозга.

В Институте экспериментальной нейрохирургии им. Н.А. Бурденко, где велись и ведутся сложнейшие нейрохирургические операции этого рода, обнаружили, что полушария неравноценны по способам опознавания предметов. Для правого важно, чтобы в картинке было как можно больше деталей, чтобы она выглядела предельно реалистично. Тогда как левому более мил схематизм: воробья, нарисованного со всеми перышками, оно не узнаёт, а вот изображенного в условной манере, особенно в «детской», воспринимает немедля.

Неравноценны и способности полушарий к изобразительному искусству. Пока мозолистое тело не перерезано, и дом, и кубик человек рисует одинаково понятно обеими руками, одинаково хорошо пишет слова. Но вот после операции в правой руке остается только письмо, а рисунки превращаются в невнятные каракули. Левая же рука сохраняет способности к рисованию, но начисто утрачивает письмо. Однако если перерезаны не все волокна, а только часть, межполушарные связи постепенно восстанавливаются, и недели через четыре обе руки действуют почти равноценно.

...Одетый в белый халат, я сижу в одной из комнат лаборатории Института им. Н.А. Бурденко. Для пациента я доктор, и мое присутствие его не смущает.

– Что это такое? – кладет врач на стол картинку: по африканской пустыне бежит страус.

– Не знаю... Бежит что-то... Здесь – не то песок, не то вода... Может быть, небо?..

– Не будем строить догадки, – успокаивает врач, – говорите лучше первое попавшееся, что вам придет в голову. Как вы думаете, живое это или неживое?

– Живое.

– Правильно, очень хорошо. А холодное или теплое?

– Теплое... Гладкое такое, как перья...

– Отлично. Лапы и хвост есть?

– Ой, с хвостами у меня всегда так трудно... А лапы – вот, вижу, есть!

– Большое или маленькое?

– Большое, больше человека.

– Что же это такое?

– Медведь? Хотя нет... Медведь – это такое... круглое... пушистое... Гусь, наверное: вон, шея длинная.

У этой прелестной молодой женщины тяжелейшее расстройство левого полушария, следствие семейной драмы. Но оставшиеся здоровыми структуры мозга дают ей возможность безошибочно определять качества вещей, делить предоставленные зрением образы на противоположные по свойствам классы, – делить, даже не узнавая их...

Рассеченные половинки мозга больше не связать воедино. А исследования, особенно такие тонкие и сложные, как анализ функций полушарий, хотелось бы проводить иначе, то прерывая каким-нибудь выключателем связи, то опять их соединяя. Ведь такая методика – основа любого серьезного эксперимента. Где только отыскать выключатель?

Задолго до сенсационных наблюдений Газаниги и Сперри, в 30-е годы XX в., была придумана электротерапия – способ лечения душевнобольных, заключающийся в том, что через оба полушария пропускают слабый электрический ток. Удавалось прекращать галлюцинации, избавлять от навязчивого стремления к самоубийству... В сороковые годы некоторые психотерапевты стали применять одностороннюю электротерапию: прикладывали электроды так, чтобы ток проходил главным образом через одно полушарие, по кратчайшему пути. Во многих случаях это приводило к более счастливым результатам.

А в конце 60-х гг. ленинградские ученые профессор Лев Яковлевич Балонов и кандидат биологических наук Вадим Львович Деглин увидели, что пропущенный через одно полушарие ток служит тем самым выключателем, о котором мечтали нейрофизиологи.

Больной сохраняет сознание после электросеанса, может общаться с врачом, стало быть, участвовать в опытах, тем более ценных, что мозг не поврежден вмешательством хирурга. Результаты своих наблюдений Балонов и Деглин описали в книге «Слух и речь доминантного и недоминантного полушарий».

Выяснились вещи удивительные, дотоле никому не известные. Прежде всего – что половинки мозга очень сильно влияют друг на друга. Связь эта носит не «помогающий», как можно было бы предположить, а тормозящий характер. Когда одно из полушарий отключено, все функции противоположного резко обостряются. («Человек с разделенными полушариями выполняет задания вдвое быстрее, чем обычно», – отметил Газанига.)

Если воздействием тока угнетено правое полушарие, работа левого, речевого, усиливается: человек становится крайне общительным, болтливым, вмешивается в чужие разговоры, громко комментирует поведение окружающих, обращается ко всем с просьбами и советами. В чем-то он очень похож на подвыпившего; наркологи, кстати, говорят, что в первой фазе опьянения алкоголь действует сильнее именно на правое полушарие.

Но изменения на этом не кончаются. Из-за бездействия правой половины мозга голос становится неузнаваемо странным: глухим, сиплым, хриплым, гнусавым, слова вылетают прерывисто, взахлеб, у одних сюсюкающим, у других с лающим оттенком. Привычные ритм и мелодика речи исчезают, пропадают логические и эмоциональные паузы, подъемы и понижения тона, а ударения ставятся в самых неожиданных местах...

Если же ток проходил через левое полушарие, человек в первое время молчит – угнетены речевые структуры, но как только шок проходит, идут рекой произносимые быстро, четко и выразительно (правое полушарие, от которого зависят интонации, действует!) бессвязные обрывки фраз: «...проходили меня-то, скорее простили меня-то, как я призню меня-то... спросите меня, пускать, подскользнуть... я сейчас самослю... ну скажи, я сама все возьму...» Человек сердится, что врач его не понимает, – бурная жестикуляция, гримасничанье... Воздействие тока глубоко задевает структуры, которые управляют связью слов с тем, что человек хочет сказать, то есть, по-видимому, с теми бессловесными образами, которые возникают в мозгу и опережают высказываемые слова и фразы.

А как в подобном состоянии человек воспринимает речь, обращенную к нему? Балонов и Деглин открыли тут совсем уж сенсационные вещи. Оказалось, что правое полушарие, до их работ считавшееся непричастным к опознанию слов, играет в этом деле очень важную роль. Если оно не функционирует, любые, самые ничтожные помехи сбивают левое с толку, и оно не может воспринимать речь. Но даже если помех нет, человек с отключенным правым полушарием не способен ощутить интонацию.

Отлично понимая, что ему говорят, он равнодушен к тому, как это сказано. Пропадает не только эмоциональное восприятие. Больной решительно отказывается повторять за врачом предложенную интонацию, потому что просто не в состоянии это сделать, какие бы усилия ни прилагал.

Зато при угнетенном левом, не понимая обращенных к нему слов, человек оценивает мелодику речи гораздо тоньше, чем когда работали оба полушария.

Правая половина мозга ответственна и за понимание «предметных шумов» – таких, как звон разбитого стекла, булькание воды, аплодисменты, чихание, храп и так далее, в том числе шумы, сопровождающие всевозможные явления природы, действия человека, работу машин. Мир для человека не то что мгновенно немеет, а как бы наполняется пустым, бессмысленным шумом. А ведь эти сложные звуки, которые невозможно описать словами и которые обретают конкретное значение только при целостном их восприятии (очень важный штрих, смысл которого нам в дальнейшем станет ясен), позволяют строить в нашем воображении целые картины.

На этой способности основаны все радиопьесы; мы буквально видим по звукам, как герой поднимается по лестнице, достает из кармана ключи, отпирает дверь, входит в квартиру... При отключенном правом полушарии эти звуки не вызовут в мозгу никаких картин, не обозначат ровным счетом ничего.

С заблокированным «правым восприятием» нет возможности узнать даже предельно знакомую мелодию: раздольная «Из-за острова на стрежень» превращается в веселую румбу, а романс «Гори, гори, моя звезда» – в марш. Попросят человека в таком состоянии спеть, он отнекивается, а если все-таки уступит настойчивости врача, то безбожно фальшивит, смешивает и перевирает мотивы, слова же оказываются никак не связанными с мелодиями. Тут опять на мысль приходит поведение подвыпившего: кто-то из юмористов, ничего не знавший о роли полушарий, заметил, что в этом состоянии все поют одинаковыми голосами и, кажется, одну и ту же песню.

А при неработающем левом любые мелодии воспринимаются ясно, их ничего не стоит повторить, продирижировать ритм, но назвать песню и вспомнить слова не удастся.

Левое полушарие – слова, правое – мелодии, интонации. Как будто все очень хорошо укладывается в схему «мыслительных» и «художественных» натур, как их очень образно охарактеризовал И.П. Павлов: «...Художники захватывают действительность целиком, сплошь, сполна, живую действительность, без всякого дробления, без всякого разъединения; другие – мыслители – именно дробят ее и тем самым как бы умерщвляют ее, делая из нее какой-то временный скелет, и затем только как бы снова собирают ее части и стараются таким образом оживить, что им вполне все-таки не удается».

Левое – абстракции, правое – конкретика. Какой механизм скрывается за подобным разделением, в чем его суть? Поисками ответа на вопрос занялись в свое время в Лаборатории доктор биологических наук Лидия Ивановна Леушина и кандидаты биологических наук Александра Александровна Невская и Марина Борисовна Павловская.

Они показывали испытуемым картинки на такое короткое время, чтобы половинки мозга заведомо не смогли обменяться информацией. И направляли изображения то в одно полушарие, то в другое.

От участвующих в опыте требовалось опознать либо форму – сказать, появилась ли в окошечке аппарата коза, лист, собака или еще что-нибудь, – либо вместе (непременно вместе!) форму и размер, форму и местонахождение картинки в поле зрения: выше центра, ниже, справа, слева. Почему всегда речь шла о форме, понятно: форма – важнейший признак любого предмета.

Похожими экспериментами занимались многие ученые, но только похожими: интересовались, какие типы картинок или какие признаки их опознаются лучше правым, а какие левым полушарием, как связано опознание с речью, и так далее. Леушина и ее коллеги решили, напротив, узнать: какие ошибки возникают, когда образы опознаются то одной, то другой половинкой мозга? какова систематика этих ошибок, нет ли новых закономерностей?

Испытуемому кажется, что он совсем ничего не увидел, а экспериментатор требует: «Отвечайте, пусть даже вы считаете, что говорите наугад!» Делать нечего, приходится. Но из тысяч ответов видно, что одни ошибки встречаются часто, а другие редки, одни систематичны, а другие случайны.

И у всех участвовавших в опыте ошибки левого, доминантного полушария одинаковы по характеру, а правого, недоминантного – различны, индивидуальны для каждой личности.

Левое полушарие ошибается, так сказать, симметрично: фигура А всегда путается с Г (но показывались, конечно, не буквы), а если демонстрируется фигура Г, то ее в случае ошибки принимают за А. Точно так же выглядит путаница с фигурами Б и В. Но никогда не случалось, чтобы фигуру из пары «А-Г» спутали с фигурой из пары «Б-В», т.е.чтобы А походило, скажем, на Б, а Г на В. Никогда!

Зато в правом – хаос. Картинку А принимают за Г, картинку Б тоже за Г, а вот Г почему-то путают с В, но никогда не с А. У иного испытуемого путаница выглядит по-другому, но все равно «парность», свойственная левому полушарию, в правом отсутствует. Это заставляет серьезно задуматься: почему? И тут еще важная деталь: правое полушарие опознает форму тем точнее, чем лучше воспринимает вторую, сопутствующую характеристику – размер или местоположение. Ошибка в восприятии сопутствующего признака непременно влечет за собой ошибку в опознании формы.

Зато левому неважно, какова точность восприятия сопутствующего признака: форма опознается одинаково верно, какие бы промахи ни делались в оценке местоположения или размера. Более того, при попытке возможно точнее опознать одновременно и форму и сопутствующую характеристику дело шло гораздо хуже: неверные ответы появлялись чаще.

Все это означает, что левое и правое полушария воспринимают одну и ту же картину весьма по-разному, весьма неодинаково.

Левое полушарие, опознавая форму, выделяет лишь то, что позволяет отличать одну фигуру от другой, оно строит обобщенный образ изображения. И поскольку такие образы могут обладать большим или меньшим сходством (при беглом взгляде легко спутать домашнего гуся и лебедя, но никогда – самолет и корову), появляются парные ошибки. Изображения А и Г «записаны» в мозговом пространстве (в его нейронных сетях) с помощью каких-то признаков, позволяющих заключить, что они, эти картинки, похожи. Аналогично, но с помощью иных признаков, записаны картинки Б и В.

Из того факта, что никогда не случается перескока – ошибочного восприятия картинки из одной пары за картинку из другой, исследователи сделали два вывода.

Во-первых, по-видимому, признаки у фигур А и Б или А и В совершенно различны. Во-вторых, всё выглядит так, как если бы в левом полушарии находился механизм опознания, действующий по принципу поисковой системы типа «дерево».

Дерево... В огромную кучу на полу свалены дамские туфли, мужские полуботинки, сапожки, сандалии, домашние тапочки. Глаза разбегаются от обилия размеров, фасонов, цветов. У вас в руках желтый остроносый полуботинок со шнуровкой, к нему требуется второй.

Как проще всего вести поиск, если его поручить роботу-манипулятору?

Можно, конечно, заставить его брать штуку за штукой, рассматривать, сравнивать. Не исключено, что с первой попытки он натолкнется на искомое. Столь же вероятен и противоположный исход: желанная вещь окажется в самом низу и придет в руки последней. Времени уйдет много, и способ последовательного перебора проявит свою крайнюю неэкономичность.

Гораздо разумнее воспользоваться ключевыми признаками вещи. Мы их знаем: «желтый», «полуботинок», «со шнуровкой». Давайте сортировать, опираясь на эти подробности и пренебрегая всеми остальными. Первый шаг: в одну сторону все желтые, в другую все прочие. Второй шаг: из желтой кучи в одну сторону все полуботинки, в другую все прочие. И так далее...

Смотрите, как быстро уменьшается после каждого шага объем работы, с какой стремительностью наш робот движется к цели!

Схема деления, если ее нарисовать на бумаге, напоминает разветвления сучьев на ветке дерева, и метод получил такое название. Он очень эффективен.

Рис. 18. Ловля леопардов в Африке: материк перегораживается пополам забором, потом еще раз пополам ту часть, где оказался хищник, потом еще, еще... Хватит 40 заборов!..

Существует анекдот о ловле леопарда в Африке: материк перегораживают забором пополам, потом ту часть, где леопард, еще раз пополам, и так далее. Чтобы запереть хищника в клетку размером 5х5 метров, хватит всего 40 загородок, хотя площадь материка почти 30 миллионов квадратных километров.

Метод «дерева» называют еще дихотомическим (по-гречески – «разделяю на две части»). Применяя его, приходится все время решать: в какую сторону двинуться на развилке – вправо или влево? Когда разыскивался полуботинок, признаки были грубыми, ясными, и у робота не возникало ни ошибок, ни сомнений. Совсем по-иному выглядел бы результат, содержись в перечне признаков такие тонкие, что под них подойдут сразу несколько предметов, если поиск вести бегло. Например, такой: «высота каблука 1,38 см», а в куче есть желтые шнурованные полуботинки и с каблуком в 1,45 см. При дефиците времени неизбежны ошибки: 1,38 легко принять за 1,45 и наоборот.

Но никогда мужской полуботинок не будет принят за дамскую туфлю: ключевые признаки полуботинков и туфель сидят на разных «ветках дерева».

Все это значит следующее.

Левое полушарие, поскольку существует парность ошибок, воспринимает картину и фон, на котором она появляется, именно методом дихотомического деления. Каждый признак – форма, величина, местоположение – анализируется своим, независимым каналом восприятия. И вообще, для оценки местоположения или размера левому полушарию вовсе нет нужды знать, какой это предмет. Мир воспринимается этим полушарием расчлененно, аналитически. Заставлять работать все каналы сразу, вместе, бессмысленно: опознание теряет точность.

В правом же полушарии организация зрительного опознания совсем иная. Здесь зрительный аппарат как бы последовательно перебирает в картотеке карточки, на которых нарисованы все искомые предметы. Поэтому фигуры путаются при опознании по принципу: то, что раньше попало под обзор, с тем, что позже, но никак не наоборот. Путь перебора затвержен раз и навсегда, обратного хода нет (почему это так, пока неизвестно), нет и перескоков. То есть в правом полушарии все ключевые признаки сплетены в тугой узел, отсутствуют независимо работающие каналы. С формой воедино связаны и размер, и местоположение в поле зрения: это целостный образ, который сравнивается с таким же целостным – искомым, хранящимся в памяти.

Что еще можно сказать про левое и правое полушария?

Левое полушарие, опознавая по отдельным каналам, получает по каждому довольно обедненный образ целого. В каналах ключевые признаки очищаются от второстепенных. А это не что иное, как абстрагирование. Безусловно, зрительные абстракции типа «стол» или «автомобиль» могут возникнуть только после того, как мы увидим первый в нашей жизни стол или автомобиль. Зато абстракции типа «большой – маленький», «далеко – близко» и им подобные, скорее всего, получены нами по наследству от других живых существ, наших предшественников в эволюции. То есть получены генетически. Так что левая половина мозга лучше, нежели правая, опознает знакомые, легко различимые между собой признаки предметов. Лучше оценивает длину отрезков времени. Ему проще выполнить задачу: «Скажите, похожи ли эти предметы?», а поскольку это полушарие речевое, то и определить, можно ли два показанных предмета назвать одним словом (то есть отнести к одному и тому же классу) или нельзя.

Правое же полушарие первенствует в опознании бессмысленных фигур и вообще таких, которые трудно описать словами. Для него более проста задача: «Укажите, чем различаются предъявленные предметы», оно лучше оценивает пространственное расположение деталей, фрагментов. А зрительный образ воспринимает нерасчлененно, сразу во всех подробностях. Разбросанные по листу бумаги точки оно умеет превращать в подобие контура куда четче, чем левое, главенствует в оценке ориентации линий или кривизны. И в таком важном деле, как опознание жестов рук и движений пальцев в азбуке глухонемых, правое полушарие работает лучше, хотя эти знаки играют роль букв, слов и даже предложений.

Наблюдения над людьми, у которых было перерезано мозолистое тело, показали, по словам Газаниги, что «разделение полушарий создает две независимые сферы сознания в одном черепе, иными словами, в одном организме». Ясно, что эти сферы имеются и в мозгу, над которым не проводилась операция разделения.

И то, что левое полушарие способно говорить и понимать речь во всей ее сложности, а правое нет (оно не реагирует на глаголы, хотя способно образовать множественное число), заставляет сделать вывод: происходящие в левом мыслительные процессы могут быть представлены в словесном виде немедленно (подчеркнем: мы хорошо ориентируемся в крайней условности нашего «немедленно»). А то, что происходит в правом, мы услышим лишь после преобразования – передачи в левое полушарие и оформления там в речь.

Всегда ли это возможно и легко ли протекает такой процесс, мы уже представляем по приведенным ранее словам Эйнштейна о его мыслительной работе. И, как бы предвосхищая его, в 1795 г. известный русский государственный деятель М.М. Сперанский писал в книге «Правила высшего красноречия»: «Сцепление понятий в уме бывает иногда столь тонко, столь нежно, что малейшее покушение обнаружить сию связь словами разрывает ее и уничтожает...»

Снова, как видим, возникает перед нами инструмент ввода и вывода информации, а в центральном процессоре происходит нечто, словами не выражаемое. Здесь видится очень глубокая аналогия с работой компьютера: пока не сработал принтер, для внешнего наблюдателя остаются совершенно неведомыми те преобразования, которыми занимается «электронный мозг».

И это наводит еще на одну мысль. Известно, что правое полушарие управляет нашими чувствами наравне с левым, и, если эмоциональное воздействие исходит из правого полушария, человек с перерезанным мозолистым телом не в состоянии объяснить, почему он испытывает, скажем, гнев (правое полушарие, в общем, более агрессивно). Так вот, не являются ли некоторые наши «необъяснимые» поступки и переживания следствием работы именно правого, безмолвствующего полушария? Работы, результат которой либо не передан в левое, либо почему-то там не расшифрован, а стало быть, в любом случае недоступен для выражения в виде слов – то есть для осознания.

Не является ли «подсознание», о котором любят говорить не только мистики, но и вполне материалистически мыслящие художники, поэты, писатели, вообще люди творческой жилки, – не является ли это «подсознание» просто-напросто продуктом деятельности правого полушария, более склонного к познанию мира в конкретных образах, нежели в логических категориях?

И коль скоро правому полушарию недоступны словесные абстракции (то есть абстракции очень высокого уровня), не значит ли все это, что и осознание человеком себя как социального существа возможно лишь в результате деятельности именно левого, речевого, где к тому же (как увидим в дальнейшем) находятся и механизмы зрительного абстрагирования, служащие, судя по всему, основой для абстрагирования словесного? Самосознание личности и понятие «социума», общности людей – абстракции очень высокого ранга. Чтобы понять их, требуется серьезнейшая мыслительная работа.

Тут, правда, есть одна тонкость: восприняв эти абстракции, левое полушарие как бы делится ими с правым, и больные с перерезанным мозолистым телом вполне способны оценить правым полушарием содержание исторических картин или опознать национальный флаг, оценить их жестом «хорошо» или «плохо» в соответствии со своими убеждениями.

И, пожалуй, не будет натяжкой сказать, что обучение логике, математике, иностранным языкам тренирует аппарат абстрагирования, благодаря которому приобретают для человека плоть и кровь такие абстрактные понятия, как гражданственность, свобода, право и многие другие, характеризующие истинно человеческие качества гармонически развитой личности.

Выходит, что в мозгу у человека находятся две исследовательские системы.

Одну, назовем ее условно правой, он посылает в неизведанное: она познаёт мир предельно конкретно, поскольку с помощью абстракций невозможно воспринять ничего нового (которое конкретно именно потому, что ново!).

А другая, столь же условно названная левой, рассматривает это новое и сопоставляет с известным. Сопоставляет в куда более упрощенном виде, избавленном от второстепенных деталей. То есть в виде абстракции той или иной степени.

Так ли это на самом деле?

Глава четвертая. Обманы, вызванные стремлением к истине...

Сколько раз дерево принималось за продолжение дороги, а тень от скалы – за поворот? Страховые компании располагают статистикой, доказывающей, что от зрительного образа до реальности – целая пропасть...

Роже де ля Тай

Оптические иллюзии, или Алгебра невозможного

Познание есть цепь гипотез, которые проверяются и затем либо отбрасываются как несостоятельные, либо принимаются, и тогда мы действуем в соответствии с ними, вернее, с ожидаемыми результатами их применения. Точно такой же работой непрерывно занято зрение. Мы не замечаем ее только потому, что она протекает обычно на подсознательном, бессловесном уровне.

«Разумный глаз» (определение известного популяризатора науки Р. Грегори) строит гипотезы о пространстве и соотношениях между предметами, то есть делает бессознательные умозаключения, как назвал этот процесс Герман Гельмгольц, один из крупнейших естествоиспытателей Германии XIX в., оставивший заметный след в физике, математике, психологии и физиологии, совершивший буквально переворот в науке о зрении.

Как же возводится здание таких гипотез, как делаются эти умозаключения? Несомненно, с помощью аксиом и постулатов. Без них не протянешь длиннейшую цепь «теорем». В самом деле, из геометрии мы знаем, что гораздо экономичнее пользоваться правилом, что «если сторона и прилежащие к ней углы равны, то и треугольники равны», чем каждый раз накладывать фигуры друг на друга. Так нельзя ли получить доказательства «теорем о пространстве», присущих зрению?

Вот одно из них. Мы обычно смотрим на мир с высоты своего роста, то есть с метра пятидесяти – метра восьмидесяти сантиметров. Вещи в этом мире обладают определенными текстурами поверхности.

Что такое текстура? Это прожилки на деревянной палке, переплетение нитей ткани, хаос травинок, прихотливая вязь веток дерева, полосатая шкура зебры да мало что еще. Благодаря текстурам древесина отличается на вид от металла, стекло – от ткани, песок – от воды. Риски, рябь, волны несут мозгу огромную по значимости информацию. Беглого взгляда довольно, чтобы почувствовать воображением мягкость пушистого ковра, пронзительный холодок стального листа, ощутить эти свойства, взглянув не только на реальную вещь, а даже на картину или фотографию...

Чем дальше от нас предмет, тем ближе друг к другу элементы текстур, – вот один из важнейших сигналов о расстоянии. Профессиональные военные хорошо знают, что когда видны пуговицы мундира – противник приблизился на двести метров, а когда стали различимы глаза – на пятьдесят.

При взгляде на земную поверхность более далекие участки встречают взор под более острым углом – и детали текстур сближаются. Но сообщает такое сближение уже не только о расстоянии, но и о высоте наблюдателя. И каким же необычным открывается пространство, едва привычная точка зрения вдруг сменяется иной, так что старые «зрительные» аксиомы приходится срочно отбрасывать и ставить на их место другие!

«Сел в кабину, взялся за штурвал, взглянул на землю и застыл ошеломленный. Мой глаз над землей находился не как обычно на высоте двух метров, а четырех! Земля выглядела так далеко и непривычно, что я не мог себе представить, как буду совершать посадку», – вспоминал летчик Михаил Михайлович Громов (его экипаж был вторым в знаменитом перелете 1937 г. из Москвы через Северный полюс в Америку) о своем первом знакомстве с тяжелым бомбардировщиком после многих лет полетов на истребителях.

Рис. 19. Без измерительной линейки невозможно поверить, что изображения человека внизу слева и изображения человека вдали абсолютно равны, одинаковы. Между тем, это так!

«Не мог себе представить, как буду совершать посадку», – вот, оказывается, что это такое – вдруг увидеть текстуры и весь мир с непривычного места! И говорит ведь не новичок, а опытный пилот, сотни раз приземлявшийся на разных машинах, только маленьких... К счастью, мозг человеческий – система с колоссальными приспособительными возможностями, да к тому же умеющая перестраиваться быстро. «Сошел с самолета расстроенный, – продолжает летчик. – Как же быть – ведь отказываться нельзя, все равно кто-то должен полететь и благополучно приземлиться! Сел в самолет еще раз. Снова взял штурвал на себя и стал смотреть на землю, как во время посадки. Как будто начал привыкать. Но вдруг на том месте на земле, куда был устремлен мой взгляд, появился механик. Он виделся мне необычно далеко и вроде даже уменьшенным. Опять все стало непонятным. Снова я сошел, а через несколько минут еще раз сел за штурвал и принялся смотреть на землю. Посидев минут пять, наконец почувствовал, что теперь ясно отдаю себе отчет: посадка возможна. Теперь я был уверен в себе».

Такое быстрое переучивание может показаться нереальным, но вот что говорит Газанига: «Необходимо помнить, что мы исследуем половину человеческого мозга – систему, способную легко обучаться после единственной (разрядка моя – В.Д.) попытки». Что ж, если таковы результаты функционирования рассеченного мозга, надо думать, что гораздо большими возможностями он обладает, когда полушария обмениваются сведениями и помогают друг другу.

Вернемся, однако, к текстурам. Широко известны иллюзии «роста» одинаковых предметов, когда их рисуют на фоне сходящихся линий или, что еще более усиливает эффект, сокращающихся текстур. Такие картинки обычно приводятся в качестве доказательств «обмана», которому-де подвержено наше зрение. Однако при чем тут обман? Разве глаз – измерительный инструмент вроде микрометра?

В мозгу есть четкий, проверенный сотнями тысяч бессознательных экспериментов постулат: коль скоро два предмета закрывают своими контурами примерно одинаковое количество элементов одной и той же текстуры, значит, предметы в общем равны. А что видит глаз на специально сочиненной картинке? Во-первых, одинаково нарисованные (метрически равные) цилиндры закрывают по-разному элементы постоянной текстуры: иными словами, находятся на различных расстояниях от наблюдателя. Во-вторых, цилиндры эти закрывают собой неодинаковое количество элементов той же текстуры фона: следовательно, тот, который дальше, – крупнее по размеру.

Рис. 20. Прямые линии показывают «стандартную», привычную глазу перспективу, темные квадратики – это текстурный фон. В итоге одни и те же предметы становятся то больше, то меньше: глаз «ошибается», - вернее, воспринимает всё так, как надо!

Выходит, глаз, строя по текстурам образ мира и поддаваясь на провокацию «обмана зрения», попросту стремится отразить мир предельно верно, основываясь на прошлом опыте человека, на сформированной этим опытом внутренней, перцептивной (от латинского «перцепцио» – восприятие) модели внешнего пространства.

Впервые о том, что такое пространство возможно, высказался в 1935 г. выдающийся советский физиолог Николай Александрович Бернштейн. Он утверждал, основываясь на своем многолетием опыте изучения ходьбы, бега и рабочих движений человека, что в мозгу нашем имеется образ воспринимаемого зрением мира, такого, как он видится в натуре. Он назвал этот образ «зрительным полем». (Заметьте: это отнюдь не офтальмологическое поле зрения, не «окно», определяемое оптическим свойством глаз.)

В перцептивной зрительной модели пространства в зрительном поле есть верх и низ, правое и левое, далекое и близкое. А чувствительные элементы, имеющиеся во всех мышцах, суставах и сухожилиях – проприорецепторы, – сообщают мозгу о положении тела и конечностей. Благодаря этому формируется еще один образ: «моторное поле». В его рамках действуют руки и ноги, именно в нем мозг занимает центральное положение, чтобы верно управлять движениями тела относительно покоящегося начала координат.

Бернштейн специально оговаривал, что «не следует надеяться увидеть в головном мозгу что-либо вроде фотографического снимка, хотя бы и очень искаженного». Мозг отражает мир, потому что он мозг, а в каком виде он это делает... Николай Александрович предлагал повременить с попытками немедля вывести законы такого отражения, для них еще слишком мало экспериментальных данных.

Он принял за рабочую гипотезу тезис: отражаются в мозгу не истинные расстояния между предметами и их деталями, а только относительные взаимные расположения.

На реальность существования такого отражения указывают множество фактов, из которых самый простой и понятный – то, что мы одинаково легко представляем себе и атом, и Галактику (то есть вещи совсем непохожие!) в виде вполне обозримых пространственных структур. Зрительных моделей, не очень больших и, что самое главное, удобных для работы с ними, для размышлений.

Перцептивная модель мира формируется в процессе развития человека, среди воздействий играет решающую роль воспитание, то есть освоение культуры (в том числе традиций) сообщества, в котором живет ребенок. В частности, у народов, принявших европейскую систему школьного образования, стороны света оказываются соотнесенными с географической картой: север вверху, юг внизу...

А вот у некоторых африканских племен принято вести отсчет, ориентируясь на восходящее солнце: север у них слева, юг справа. Китайцы же видят мир не «справа» и «слева», а по географическим названиям сторон горизонта, самая обычная речь пестрит выражениями вроде «она живет в южном флигеле», «мы стояли на юго-восточном берегу ручья», «садитесь вон в то западное кресло», «подвинь воду на столе южнее»...

«Топос» по-гречески значит «место». Топология – раздел геометрии, который исследует формы фигур, их взаимное расположение, и совершенно оставляет в стороне длины, углы, площади или строгость контуров. И поскольку мозг отражает мир топологически, писал Бернштейн (уже после выдвижения им гипотезы о перцептивной модели мира в сознании человека), все буквы «А», как бы ни были они нарисованы, представят для нас одну и ту же букву, а все буквы «В» будут другими, ибо по-другому выглядит их топология.

Мысль, что мозг строит картину пространственных взаимоотношений между предметами, а вовсе не занимается абсолютными измерениями их размеров, – это ключ к пониманию разного рода иллюзий, возникающих естественным путем или на специально нарисованных картинках. Взаимоотношение «предмет – фон» показывают мозгу относительные свойства (ближе – дальше, больше – меньше), которые он умеет оценивать с очень высокой точностью. Да к тому же относительные измерения гораздо устойчивее к влиянию помех, всегда присутствующих в каналах передачи информации. Пусть приемники и передатчики получаются при этом сложнее, система в целом действует точнее и надежнее.

Но вот если текстур нет, если перед глазами что-то аморфно-гладкое, мозг лишается одного из важнейших признаков, по которому ориентируется в ситуации.

Еще в 30-е гг. XX в. немецкий психолог Вальтер Метцгер выяснил, что, когда человек стоит перед белой, гладко окрашенной и равномерно освещенной стеной, он в зависимости от яркости света ощущает ее то как клубящийся туман, то как сферу, в центре которой он находится. И лишь когда яркость ламп возрастает, так что проясняются подробности окраски, он говорит: «Это плоская вертикальная стена».

Рис. 21. «Волшебный куб Неккера» – он то и дело выворачивается наизнанку, и остановить эти превращения невозможно! А всё дело в том, что на его гранях нет текстур, говорящих, ближе или дальше от глаза данная поверхность

А еще раньше, за 100 лет до опытов Метцгера, шведский натуралист Неккер нарисовал куб, который обладает свойством выворачиваться наизнанку: одна и та же плоскость кажется то фронтальной, то тыльной. Почему? Мы уже знаем ответ. У куба Неккера нет текстур на гранях – нет поэтому и у мозга причины предпочесть одно «бессознательное умозаключение» по поводу дальности другому. Вот он и демонстрирует попеременно и тот, и другой результат. И даже окраска граней тут плохо помогает: хотя перекрытие одного цвета другим вроде бы и дает зрению нужную информацию, куб выворачивается...

Рис. 22. Портрет злобной старухи то и дело превращается в портрет прелестной девушки: как ни странно, текстуры только помогают превращениям!

Иллюзий такого рода множество: тут и ваза, вдруг обращающаяся в два глядящих друг на друга профиля, и лестница, внезапно становящаяся нишей, и лицо старухи, из которого вдруг проступает портрет прелестной молодой женщины (в этом портрете есть, правда, текстуры, но они-то как раз и помогают «обману зрения»). А ночью на неосвещенной дороге глаз не различает тонких подробностей текстур, и неудачливый шофер принимает темную скалу за темный въезд в тоннель...

Тот, кто испытывает иллюзию, обычно не осознает этого. Потому она и иллюзия, что нереальное кажется реальным, достоверным.

Переубедить охваченного ею человека бывает чрезвычайно трудно, порой совершенно невозможно. Помню, однажды я ехал с такси. Прямо перед машиной – казалось, буквально там, за деревьями, – в небе висел огромный желтый лунный диск. «Вот когда на нее лететь-то надо!» – вдруг сказал шофер, и на мой недоуменный вопрос пояснил: «Смотри, как она сейчас близко, не то что когда наверху!». Признаться, я оторопел и долго не мог найтись с ответом. Ссылки на астрономическую науку оказались тщетны. Парень только хмыкал, а в душе – это было ясно – оставался при своем.

Иллюзию «Луна у горизонта» описал еще Птолемей, автор геоцентрической системы мира. Он же дал первое разумное объяснение: увеличение размеров – результат работы зрения, а вовсе не увеличивающего действия атмосферы, как можно было бы предполагать. Мы ведь не замечаем на лунном диске новых подробностей, которые исчезали бы, когда светило находится в зените и диск выглядит маленьким. В чем же тогда заключается «обман зрения»? Это прояснилось только в последние десятилетия, когда были проведены точные опыты.

Один из них состоит в том, что испытуемый смотрит на поднявшуюся высоко в небо Луну через полупрозрачное зеркало. Как только зеркало поворачивают так, что диск оказывается вблизи горизонта, немедля его размер, ощущавшийся психологически, возрастает процентов на тридцать. Даже когда Луна нарисована на картинке, она кажется у горизонта крупнее: мозг конструирует ее лик таким, а причина – земные текстуры, точнее – горизонт.

Мы привыкли, что все удаляющиеся к горизонту предметы уменьшаются на сетчатке по своим линейным размерам: люди, поезда, облака и самолеты... «Если бы мы увидели аэроплан, поднявшийся над горизонтом за дальней деревней, такого же размера, как видим его над головой, он показался бы больше самой деревни и, вероятно, представлял бы ужасающее зрелище», – пишет известный английский физик Уильям Брэгг в книге «Мир света». Так и Луна: приближаясь к горизонту, она должна была бы уменьшаться в размерах, как самолет, этого властно требует наш опыт. Но ее угловой размер сохраняется постоянным. А так как «возле горизонта» означает для наших «бессознательных умозаключений», что Луна стала дальше, чем когда находилась над головой, надо что-то делать с фактом постоянства углового размера диска. Вот и получается психологически, что диск стал крупнее. Иначе, удаляясь, он никак не мог бы оставаться того же углового размера. И мы видим Луну огромной!

Когда между глазом и горной вершиной нет никаких текстур, зрение грубо ошибается в расстояниях. Окружающие Алма-Ату горные хребты кажутся из центра города такими близкими – рукой подать, а ведь это десятки километров пути. Пассажиры самолета, летящего среди скал, испуганно вскрикивают: крыло вот-вот чиркнет по камню! Между тем до него минимум метров пятьсот. Даже такой тренированный человек, как астронавт Макдивитт, и тот поддался иллюзии: определил на глаз расстояние между своим космическим кораблем и летевшей рядом последней ступенью ракеты-носителя в 120 метров, а прибор показал, что там 600... Поэтому когда говорят о космонавтах, что они совершили стыковку в режиме ручного управления кораблем, надо понимать: преодолели немалую трудность глазомерной оценки расстояний.

Иллюзиями, действиями по сформировавшейся внутренней модели мира, объясняется множество ошибок поведения. Это понятно: чем более соответствует ситуация привычному образу, тем быстрее, «автоматичнее» мы совершаем поступки. По ничтожным фрагментам – расположению стрелок приборов – оператор за пультом управления электростанции восстанавливает в своем воображении полную картину работы котлов, турбин, генераторов. И не только восстанавливает. Главное в его работе – предвидение. Он должен уловить то мгновение, когда события потребуют его вмешательства, а для этого приходится «бежать впереди летчика», как выразился один авиадиспетчер.

Чтобы в полной мере соответствовать своему месту, оператору необходимо богатое воображение, особенно зрительное. Оно позволяет работать при остром недостатке информации и даже – конечно, не очень долго, – вообще без поступления новых данных.

Но что такое воображение, как не хорошо организованная перцептивная модель? Она помогает найти в кратчайший срок правильное решение: предвидящий всегда готов к действию. Так что летчики-испытатели перед вылетом мысленно «проигрывают» задание. Они представляют себе наиболее вероятные отказы техники, строят программы действий. В критический момент у них поэтому всегда психологически больше времени для решения, ибо в заранее продуманной ситуации «время реакции стремится к нулю», отмечают психологи.

Но какой опасной может стать привычка действовать по предвосхищающей действительность перцептивной модели, если в руках у человека оружие, которым он распоряжается практически бесконтрольно! Едва старожилы советского посольства в Вашингтоне, хорошо представляющие себе, что такое современная Америка, заметили у приехавшего в США журналиста Василия Пескова фоторужье – камеру, действительно напоминающую своим видом короткую винтовку, – они сказали: «Спрячь на самое дно чемодана и не вынимай! Боже избави навести такую штуку на кого-нибудь: вместо улыбки в ответ можно получить пулю!» И в самом деле, фантастическая по европейским меркам доступность оружия приводит к тому, что семь тысяч (!) человек убивают в США ежегодно*, более 20 каждый день. В барах, на улицах городов, на автостоянках и возле своих домов люди падают жертвами хулиганов, сумасшедших, грабителей, сводящих свои счеты гангстеров, готовых на все ради порции отравы наркоманов, а то и просто школьников, решивших позабавиться стрельбой по живым мишеням, которые так забавно подпрыгивают, когда в них попадешь... И нередко американец стреляет первым, чтобы не стать (как ему показалось!) мишенью, а уж потом только начинает разбираться, стоило ли стрелять.

* Так я писал в 1978 г. Для второго издания уточнил: по данным 1984 г. в США произошло уже 18 692 убийства. Сейчас, когда я редактирую текст третьего издания, число это, увы, еще больше... – В.Д.

Ну а если вернуться к менее трагическим аспектам жизни, то приходится констатировать, что иллюзии способны внести ошибки в научную работу, исказить результаты опытов и измерений, сделанных точнейшими приборами. В книге профессора Лондонского университета С. Толанского «Оптические иллюзии» (она была переведена на русский в 1967 г.) приводится множество примеров таких неправильных оценок. Так, определяя на глаз позицию линии, равной половине ширины гауссовой кривой, показывающей вероятность разного рода событий, буквально все экспериментаторы ошибаются примерно на 30 процентов. И даже когда линейка с делениями явственно кричит о вранье, неверный чертеж продолжает казаться правильным. Такова сила «внутренних моделей»...

Рис. 23. Все линзы одинаковой кривизны, но большая кажется наиболее «пузатой»

Из трех рядом нарисованных линз самая большая кажется и наиболее «пузатой», хотя все вычерчены одним и тем же раствором циркуля, так что кривизна абсолютно одинакова. Ошибка глазомера в подобном случае может достигать 300 процентов, сообщает Толанский. И ничего с этим не поделать. А какие искажения способны внести текстуры в восприятие – это список, занимающий пару страниц. Наложенный на неудачную штриховку правильный круг превращается в грушу, параллельные линии то выпячиваются бочкой, то демонстрируют «талию»...

Текстуры отличаются друг от друга своими статистическими характеристиками, у каждой по-своему чередуются темные и светлые участки, по-разному соотносятся площади цветных пятен. Чем больше разница текстур, тем больше вероятность того, что мы их не спутаем. И не только мы, но и насекомые. Относительно пчел, по крайней мере, вопрос ясен: они с нами наравне.

Умение животных различать текстуры приводит к мысли: нет ли какой-то связи между этой способностью и восхитительными повадками некоторых птиц? Их поведение очень красочно описал Карл фон Фриш, лауреат Нобелевской премии, присужденной ему за разгадку сигналов, которыми пчелы обмениваются между собой.

Самцы одного из видов ткачиков, птиц семейства воробьиных, строят гнезда, сплетая нечто вроде сетки из травинок. Но, пишет фон Фриш, «самка ткачика очень привередлива. Если она находит архитектурное мастерство супруга недостаточным, то отвергает его притязания, заставляя расплести гнездо и начать все сначала». По мнению ученого, «самец действует не только инстинктивно, но и учится на опыте своих неудач». Еще более удивительны повадки других представителей семейства воробьиных, шалашников. Они украшают свои гнезда «гирляндами ярких цветов, ягодами, перьями попугаев, крышечками от бутылок, осколками стекла и другими блестящими предметами, которые самцу удается подобрать возле человеческого жилья. В качестве последнего штриха самец может даже разрисовать гнездо внутри соком черники, ягоды которой он давит клювом. Когда все готово, он отступает назад, подобно художнику, критически изучающему свое творение, и, не колеблясь, меняет местами цветы или поправляет окраску».

Что это? Эстетическое чувство, его зачатки? А почему бы и нет? Почему бы ощущению прекрасного не быть связанным с какими-то статистическими закономерностями, которым бесспорно подчинены текстуры? Мы говорим о прекрасных произведениях искусства, что они «соразмерны», «гармоничны», – разве в этих словах нет намека на некие единицы измерений, которыми мы бессознательно пользуемся? И что очень важно, для статистического опознавания нет нужды, подобно Сальери, расчленять музыку (или любое другое произведение) как труп».

Правое полушарие опознает целостно. Не оно ли, бессловесное, позволяет нам в цельности, в полном объеме всех деталей восхищаться красотой?

А при попытке логически, словами, то есть левым полушарием (набором абстракций!) объяснить причину красоты испытываем невероятные трудности: она просто ускользает из рук, как это описал Сперанский... «Формулы красоты», задуманные по образцу определений квадрата или треугольника, сбиваются на тавтологии типа «чувство прекрасного отражает прекрасное в самой действительности». Авторы статьи «Прекрасное» в третьем издании Большой советской энциклопедии не стали давать категорическое определение, а пошли по более разумному пути, постарались передать читателю эмоции, которые возникают при общении с прекрасным: «переживание и ощущение прекрасного вызывает бескорыстную любовь, чувство радости и ощущение свободы».

Впрочем, если левое полушарие затрудняется дать определение прекрасному в словах, почему бы не предположить, что более удачливой окажется математика? Нильс Бор, один из создателей современной физики, заметил, что математика «похожа на разновидность общего языка, приспособленную для выражения соотношений, которые либо невозможно, либо сложно излагать словами». Может быть, для прекрасного – для всех его видов! – существует некий математически обобщенный образ, который и вызывает у нас те эмоции, которые обозначены в статье «Прекрасное»?

На такую возможность намекает многое. Все наши органы чувств изъясняются на одном и том же языке – языке импульсов, бегущих по нейронным сетям.

Не в этой ли общности кодов разгадка того, что критики нередко пытаются выразить свое восхищение предметом искусства с помощью терминов другого искусства и даже с помощью слов, к искусству не имеющих в общем-то отношения? Так появляются «сочная живопись», «кричащие краски», «тусклый звук», «раздольная мелодия», «огненный танец» и так далее. Все мы, впрочем, понимаем (вернее, ощущаем, нередко каждый по-своему), что именно хотел сказать своими определениями критик или искусствовед. Однако значит ли это, что он выразил суть дела? что нашел формулу прекрасного? Тогда как обобщенный образ прекрасного произведения точно воспринимается зрителем, слушателем, читателем. И творцом произведения, который обычно не в состоянии удовлетворительно объяснить, почему это слово, этот мазок положены именно в этом месте. «Так соразмернее, красивее, лучше», – говорят авторы...

Рис. 24. Различные почвы отличаются своими текстурами и статистическими характеристиками

Рис. 25. А вот эти картинки-текстуры, синтезированные с помощью компьютера, различают даже пчелы: их микроскопический мозг способен решить такую задачу.

Целостный образ – в правом, разъятый на абстрагирующие каналы – в левом. Как это связано с мнением автора информационной теории эмоций члена-корреспондента АН СССР Павла Васильевича Симонова насчет того, что правому полушарию принадлежит ведущая роль в порождении целей, а левое уточняет средства их достижения? Согласно Симонову эмоция – это результат сравнения потребности (точнее, вероятности ее удовлетворения в данный сиюминутный момент) с реальностью, которую преподносит жизнь. Мечта приближается к яви – эмоциональный плюс, судьба щелкает по носу – тут уж не до улыбок...

То есть обобщенный образ и связанные с ним эмоции, в том числе эмоция восхищения красотой, – это не что-то бесплотное, вневременное, не связанное с жизнью человека. Наоборот, именно в деятельности, в социальных связях, во всем том, что называется емким словом «жизнь», и рождается прекрасное, иначе не объяснить, почему ощущение красоты сопереживают сразу (или порознь, неважно) сотни, тысячи, миллионы людей, разделенные порой не только тысячами километров, но и тысячами лет.

Все время проявляется правило: мы часто, очень часто видим что-то именно таким не потому, что оно такое, а потому, что знаем (воспитаны!), каким оно должно быть. Прошлый опыт властно диктует свою волю. И вот вопрос: связаны с жизненным опытом иллюзии? Будут ли они разными хотя бы по силе у людей с разным жизненным багажом?

Этот интереснейший вопрос решала среди прочих та экспедиция в глухие районы Узбекистана, в которой участвовал будущий академик Лурия в начале 30-х гг. Советская власть еще только начинала в этих местах преобразование жизни. Рядом с женщиной-активисткой и студенткой медицинского училища можно было встретить женщину, которую называли «ичкари»: она никогда не выходила за порог женской половины дома. Обреченные проводить всю жизнь в чрезвычайно узком кругу интересов и впечатлений, «ичкари» отличались очень своеобразным мышлением.

Оно проявлялось, например, в ассоциациях, которые вызывали у них геометрические фигуры. Нарисованный на бумаге круг был для них не кругом, а только ситом, тарелкой, ведром, луной. Квадрат воспринимался как дверь, доска для сушки урюка, треугольник – как амулет, украшение... И если контур треугольника был обозначен не сплошными линиями, а рядами точек или звездочек, он сразу терял свое прежнее значение и становился бусами, вышивкой, циферблатом часов, звездами на небе. Перед участниками экспедиции открылась небывалая возможность проследить, как по мере роста образованности и вовлечения человека в общественную жизнь изменяется характер работы его зрительного механизма.

Это особенно хорошо вырисовывалось на иллюзиях. В частности, на такой известной, как два одинаковых кружочка, из которых один играет роль сердцевины цветка с крупными, а другой – с мелкими лепестками. По контрасту с обрамлением первый кружок видится уменьшившимся, а второй увеличенным. Однако женщины «ичкари» оказались «иллюзиеустойчивыми»: лишь треть участниц опыта поддавались такому обману зрения. А чем образованнее была группа испытуемых, тем выше становился процент замечавших иллюзию: учащиеся курсов дошкольных воспитательниц – 64, колхозные активистки – 92.

Рис. 26. На этой картинке мы всё видим явственно только потому, что наш мозг умеет мгновенно оценивать текстуры и их статистические данные

Оно и понятно: поскольку перцептивная модель мира формируется на основе опыта, то, естественно, она у этой категории испытуемых была уже иной, нежели у «ичкари». Наши недостатки суть продолжение наших достоинств, это известно было и тысячелетия назад. Аналогичные обследования, проведенные зарубежными учеными в Африке, дали сходные результаты. Иллюзии, обычные для жителей городов, то есть в «мире прямых линий и прямоугольников», почти полностью отсутствуют у жителей племен, обитающих в круглых деревенских хижинах: соотношение 64 к 14.

Да, более обычные события кажутся истиннее, нежели менее обычные...

В Третьяковской галерее есть петербургский пейзаж знаменитого рисовальщика графа Ф.П. Толстого (1763...1873). Он прикрыт полупрозрачной калькой, у которой слегка загнулся уголок. И хотя очень многие знают, что калька нарисована, все поддаются искушению ее приподнять. Вероятность столь необычного рисунка не принимается во внимание перцептивной моделью, и она подсказывает наиболее естественное решение.

Оценка вероятностей ради обретения истины – вот суть работы нашего аппарата восприятия...

Глава пятая. Плоский трехмерный мир

Художник

Писал свою дочь,

Но она,

Как лунная ночь,

Уплыла с полотна...

Леонид Мартынов

Обезьяны любят рисовать. Обычно они чертят красками на бумаге бессмысленные полосы и закорючки. Однако в один прекрасный день молодая шимпанзе Мойя нарисовала нечто, напоминающее не то рыбу, не то самолет. Когда ее спросили, что это такое, она ответила: «Это птица».

Да, именно так: ответила! Мойя, как и другие молодые обезьяны – Пили, Татус, Коко и Уоши, – обучена специальному языку знаков и умеет составлять простые, лишенные грамматики, но все же понятные фразы. И отсутствием грамматики, и небольшим, около 300 слов, запасом «обезьяний язык» напоминает речь полуторагодовалого ребенка.

И, подобно постигающему мир ребенку, Уоши могла долго изучать свою физиономию в зеркале, а потом протянуть к изображению руку и сказать ошеломленному экспериментатору: «Это я», поставив под сомнение известный тезис, будто животные не способны выделить себя из окружающего мира (не забудем, конечно, что обезьяна оказалась столь интеллигентной благодаря общению с людьми). Что еще интереснее, Уоши стала самостоятельно учить своего сына языку знаков, и пятилетний детеныш усвоил их почти 50!

Так вот, Мойя нарисовала птицу.

Затем в присутствии целой комиссии экспертов она еще раз нарисовала птицу, а потом кошку и клубничку. Рисунки, конечно, были далеки от шедевров изобразительного искусства. «Но ведь ей всего три с половиной года, – объясняла Беатрис Гарднер, вместе со своим мужем Аленом проводившая эти необыкновенно интересные исследования. – В таком возрасте и ребенок рисует немногим лучше...»

Чем дальше, тем больше стирается такая четкая когда-то грань между способностями высших животных и человека.

Например, считалось (что особенно отстаивали марксисты-ленинцы), будто исключительно человек умеет пользоваться орудиями труда, которые сам для себя изготовил. А любое животное, в том числе обезьяна, лишь случайно употребляет палку или камень как подсобное средство. Но кинопленка зафиксировала: обезьяна берет или выламывает не первую подвернувшуюся палку, а только ту, которая подходит ей как орудие.

Это сенсационное наблюдение произвели сотрудники лаборатории физиологии приматов Института физиологии им. И.П. Павлова под руководством доктора медицинских наук Леонида Александровича Фирсова. Они выпустили группу обезьян на маленький островок посередине озера Язно в Псковской области и отсняли потрясающе интересный фильм, который не раз показывался по телевидению.

Вот, например, шимпанзе Сильва достает конфету из глубокой ямки, куда ее рука не может проникнуть. Сначала сломала и очистила от сучков одну палку; когда убедилась, что та коротка, – выломала другую, подлиннее, затем третью, еще более длинную, и на четвертый раз именно такую, какая требовалась. Ее сородич Тарас применяет палку как упор, не дающий захлопнуться дверце ящика с лакомством. «Палка в руках шимпанзе становится универсальным предметом, – говорит профессор Фирсов. – А ведь способность любую рогатину, хворостину превратить в нужный для каждого конкретного случая предмет дает основание рассматривать этот предмет как орудие, ибо он приобрел обобщенный характер. Такое поведение обезьян аналогично деятельности древнего человека. Стало быть, вопрос об «орудийной деятельности», разделяющей нас, людей, и животных, неожиданно усложняется».

Корреспондент «Известий» А. Ежелев, беседующий с ученым, задает вопрос: «Если поверить в то, что приматы способны к обобщениям, то не рядом ли и абстрактное мышление?»

«Одно и то же физиолог может назвать обобщением, а психолог – абстракцией», – следует спокойный ответ.

Рис. 27. С помощью таких картинок-знаков обезьяны в лаборатории общаются с людьми

Действительно, обезьяны, научившись выбирать более крупный одиночный предмет, совершенно не замечают изменений условия задачи, если приходится делать выбор между большим и меньшим множеством знаков на карточках. Выходит, обезьяны способны к некоторым обобщениям, а от обобщения рукой подать до понятия...

(Забегая вперед, скажем, что сегодня благодаря исследованиям сотрудников Лаборатории зрения стало ясно следующее: абстрагирование в смысле неизменности, т.е. инвариантности формы, и обобщение в смысле объединения пространственных свойств, – эти действия производятся разными областями мозга. Причем инвариантное описание – высшее достижение эволюции.)

Правда, нередко приходится слышать утверждение, что понятие неотделимо от слова. Однако такую нераздельность демонстрирует человек, а у других животных, говорит Фирсов, понятия просто другие, более низкие по сравнению со словесными человеческими. Но лишь только обезьяны оказываются под влиянием человека, то есть попадают в социальную среду, они приобретают и возможность отразить свои примитивные зрительные или бессознательные понятия с помощью придуманных человеком знаков. Придуманных специально для обезьян, не владеющих речью.

Очень характерны в этом отношении опыты, проведенные в Калифорнийском университете Д. Примаком, который использовал для общения с шимпанзе Сарой жетоны разных форм. Животное охотно выкладывало последовательность «Мери – дай – Сара – банан» и отказывалась от выполнения серии «Сара – дай – Мери – банан», сулящей менее приятную для Сары перспективу.

Как и при всяком новом начинании, не обходится и без критических голосов. Герберт Террас из Колумбийского университета, обучавший шимпанзе Нима языку знаков, занимает наиболее резкую позицию: «Обезьяны не способны на более сознательные действия, чем, например, собаки, умеющие по команде сидеть или следовать за хозяином».

Мнение Фирсова иное: «В нервных механизмах головного мозга шимпанзе и, очевидно, других антропоидов, прослеживается некая подсистема, обеспечивающая восприятие на понятийном, но дословесном уровне».

Дословесном! Не правда ли, как это близко к работе зрительного механизма? Ведь если у человека там все происходит до известного этапа бессловесно, то есть сходно с животными, почему бы не предположить, что рисунки Мойи – это ее попытка выразить в образах какие-то свои, обезьяньи понятия, показать себе самой свой внутренний мир?

И здесь мы оставим симпатичных человекообразных и спросим себя: что такое картины? Почему сейчас, когда «бурное развитие» техники и промышленности сделало доступным каждому фотографический аппарат, прибор, в общем, достоверно передающий яркости и цвета изображений, по-прежнему существуют живописцы, наносящие на холст краски точно такими же кистями, как это делали две с половиной тысячи лет назад художники Древней Греции? Почему картины имеют стоимость, выражающуюся порой шестизначными цифрами, а иные не могут быть вообще оценены никакой суммой, тогда как очень хорошие копии, не говоря уже о репродукциях, сравнительно с подлинниками не стоят ничего?

Может быть, все дело в том, что художник способен угодить клиенту, сделать ему приятное?

В Фивах, как сообщает древнегреческий писатель Клавдий Элиан, закон предписывал «живописцам и ваятелям придавать тому, что они изображают, более возвышенные сравнительно с действительностью черты», а за преуменьшение достоинств образца грозил штраф. Но сейчас техника ретуши и фотомонтажа достигла такого совершенства, что мастеру фотопортрета не составит труда убрать беспокоящие заказчика детали. Что же тогда?

Может быть, причина в работе глаза, который способен вообще, а глаз художника в особенности различать тончайшие оттенки цвета, ничтожные изменения яркости, тогда как самая лучшая фотопленка не передаст и малой толики свето-цветового богатства мира? Но глаз глазом, а на пути к картине стоит палитра. Она, как и пленка, ограничена в своих технических возможностях передачи цвета и яркости. И хотя, искусно комбинируя краски, художник добивается поразительно верного («как на картине») воспроизведения действительности, приборы, даже не очень точные, говорят: все искажено!..

Неужели картина привлекает лишь своей способностью создавать иллюзию? Но разве не приедается, и весьма скоро, любое фокусничание? Вспомните калейдоскоп: сколько минут вы способны глядеть в него без перерыва? А картину можно рассматривать часами. И что самое интересное, зритель равно восхищается как предельно верной, так и крайне условной передачей цвета и контуров.

Еще более запутывает проблему парадоксальность картины как таковой.

С одной стороны, это просто холст или бумага. С другой – она выходит далеко за рамки «просто» холста или бумаги, «Никакой объект не может быть одновременно двухмерным и трехмерным, – пишет профессор бионики Эдинбургского университета Р. Грегори в книге «Разумный глаз», – а картины мы видим именно так. Картина имеет совершенно определенный размер и в то же время показывает истинную величину человеческого лица, здания или корабля». К материальности картины приплюсовывается духовность того, кто на нее смотрит, работа его мозга. Без зрителя не возникнет ни трехмерности, ни истинных размеров изображенных предметов.

Кто же ответит нам, что такое картина?

Давайте взглянем на полотна взором тонко чувствующего живопись критика. Не исключено, что после этого мы окажемся ближе к цели. И кстати, выясним, чем же художники вообще отличаются друг от друга, кроме того, что, как принято говорить, «пишут в разной манере».

Какие картины взять? Пожалуй, лучше всего подойдут для нашей задачи постимпрессионисты – те самые, творчество которых, по определению энциклопедии, «кладет начало истории изобразительного искусства XX в.». Итак...

«Все на этих полотнах насквозь пронизывало солнце; тут были деревья, которые не смог бы определить ни один ботаник; животные, о существовании которых не подозревал и сам Кювье; море, словно излившееся из кратера вулкана; небо, на котором не мог бы жить ни один бог. Тут были неуклюжие остроплечие туземцы, в их детски наивных глазах чудилась таинственность бесконечности; были фантазии, воплощенные в пламенно-алых, лиловых и мерцающих красных тонах; были чисто декоративные композиции, в которых флора и фауна источали солнечный зной и сияние».

Это Гоген.

«Картина изображала остров Гранд-Жатт. Здесь, подобно колоннам готического собора, высились какие-то странные, похожие скорее на архитектурные сооружения, человеческие существа, написанные бесконечно разнообразными по цвету пятнышками. Трава, река, лодки, деревья – все было словно в тумане, все казалось абстрактным скоплением цветных пятнышек. Картина была написана в самых светлых тонах – даже Моне и Дега, даже сам Гоген не отважились бы на такой свет и такие краски. Она уводила зрителя в царство почти немыслимой, отвлеченной гармонии. Если это и была жизнь, то жизнь особая, неземная. Воздух мерцал и светился, но в нем не ощущалось ни малейшего дуновения. Это был как бы натюрморт живой, трепетной природы, из которой начисто изгнано всякое движение».

Это Сёра.

«С помощью красного и зеленого цветов он старался выразить дикие человеческие страсти. Интерьер кафе он написал в кроваво-красном и темно-желтом тонах с зеленым биллиардным столом посередине. Четыре лимонно-желтые лампы были окружены оранжевым и зеленым сиянием. Самые контрастные, диссонирующие оттенки красного и зеленого боролись и сталкивались в маленьких фигурках спящих бродяг. Он хотел показать, что кафе – это такое место, где человек может покончить самоубийством, сойти с ума или совершить преступление».

Это Ван Гог.

«Сначала мы видим на первом плане яркие, несгармонированные красочные пятна: высокие, словно приклеенные к холсту, стволы сосен и сжатое, как сложенный лист бумаги, пространство. Взгляд скользит вверх и вниз по стволам, затем переходит в правую часть картины, к четким очертаниям желтой полосы акведука. Акведук уводит взгляд в левую часть картины и благодаря сокращению в линейной перспективе создает иллюзию некоторой глубины. Взгляд обводит последний план, переходит к горе и возвращается к переднему плану. Потом начинается второй круг обзора: взгляд идет по акведуку, к горе, пытаясь разобраться в нагромождении синих пятен и уловить очертания и объем горы. Несколько оранжевых и красных штриховых мазков в правой части горы и светло-желтые мазки, покрытые сверху тонким слоем голубого, создают объемы. Потом и равнина перед горой приобретает пространственное протяжение, и в картине постепенно появляется глубина. Медленно проявляется пространство переднего плана. Беспорядочные пятна объединяются во взаимном соотношении и начинают восприниматься как земля и трава, тени и свет. Дольше всего остается отдельным голубым пятном на плоскости холста – пятно в правом нижнем углу. Но потом и оно присоединяется к бугру глинистой земли и смотрится как голубая тень...»

Это Сезанн.

Три первые цитаты взяты из книги Ирвина Стоуна «Жажда жизни», последняя – из сборника статей сотрудников Музея им. А.С. Пушкина «Западноевропейское искусство второй половины XIX в.», на материалах которого я буду в значительной мере строить свой дальнейший рассказ. Четыре художника, четыре индивидуальности, четыре разных мира на холсте. Четыре мира? Или один, но трансформированный в соответствии с восприятием творца картины?

Критики единодушны в своем мнении. Эти и другие постимпрессионисты велики не своей техникой письма, хотя она значительна и интересна, а тем, что говорили миру такое, чего до них никто и никогда ему не говорил. Они предчувствовали потрясения XX в. «Наше столетие с его грандиозными войнами, социальными революциями, миллионами жертв, потрясением всех привычных мировоззренческих основ начинаются не по календарю и не с первой мировой войны, – в духовном плане оно начинается с экстатической взвихренности постимпрессионизма», – утверждает советский искусствовед Е. Левитин. Вот что такое художник, если он достоин своего звания!

Рис. 28. Тулуз-Лотрек. Танец в «Мулен Руж»

Чтобы выразить чувства, которые их охватывали, постимпрессионисты шли на сознательные «искажения натуры», приводящие в ужас приверженцев лощеных академических школ. В картине «Танец в Мулен Руж» Тулуз-Лотрек утрирует именно те вещи, на которые хотел обратить внимание зрителя. Вот в центре пара танцоров: Валентин Ле Дезоссе, прозванный человеком-змеей, и его партнерша Ла Гулю. Разве бывают «в жизни» такие извилистые ноги, как у него? Вы видели когда-нибудь колени на том месте, где нарисовал их Валентину бесстрашный Лотрек? И когда это танцовщица, даже самая лихая, была способна выкрутиться так, как это сделала на картине Ла Гулю?

И в то же время видали вы когда-нибудь столь безумно пляшущую пару? Приходилось ли вам наблюдать, как картина, статичная по своей природе, превращается в подобие киноэкрана? Вглядитесь: да ведь он перебирает на холсте ногами, этот Валентин Ле Дезоссе!

Конец XIX в. был временем поисков новой художественной выразительности. И не только во Франции. Немало дали мировому искусству русские художники. Проблему передачи движения успешно решал Суриков. Его «Боярыня Морозова» как раз пример такого исключительного мастерства. «Знаете ли вы, например, что для своей «Боярыни Морозовой» я много раз пришивал холст, – вспоминал художник. – Не идет у меня лошадь, а в движении есть живые точки, а есть мертвые. Это настоящая математика. Сидящие фигуры в санях держат их на месте. Надо найти расстояние от рамы до саней, чтобы пустить их в ход. Чуть было не найти расстояние – сани стоят. А мне Толстой с женой, когда «Морозову» смотрели, говорит: «Внизу надо срезать, низ не нужен, мешает». А там ничего убавить нельзя – сани не поедут».

Рис. 29. В.И. Суриков. Боярыня Морозова

И в этой картине ведь тоже все «не как в жизни». Критики того времени соревновались друг с другом в выискивании «неправильностей»: и места-де для кучера в санях мало, и рука, мол, у боярыни чересчур длинна и вывернута так, как анатомически невозможно, и снег не притоптан на улице – сани словно по пороше в поле едут... Лучше всего ответил им сам Суриков: «Без ошибки такая пакость, что и глядеть тошно. В исторической картине ведь и не нужно, чтобы было совсем так, а чтобы возможность была, чтобы похоже было. Суть-то исторической картины – угадывание. Если только сам дух времени соблюден – в деталях можно какие угодно ошибки делать. А когда все точка в точку – противно даже».

Выходит, искажения такого сорта – отнюдь не слабость рисунка и уж ни в коем случае не желание «пооригинальничать», о чем во времена оно приходилось слышать немало Лотреку и его единомышленникам. Эти «искажения» – средство, которым безошибочно достигается цель.

Ван Гог: какую задачу преследовал он своими огромными мазками, своей резкой цветной обводкой контуров, своими кричащими красками – словом, всеми теми приемами, которые подчеркивают «небывалость» изображенного на его полотнах?

Вот как он объяснил это в письмах к брату Тео:

«Я хочу написать портрет друга, художника, пребывающего в больших мечтах, который работает так же, как соловей поет, в чем и заключается его натура. Этот человек будет белокурым. Мне бы хотелось передать в живописи все мое удивление, всю любовь, которую я к нему питаю. Значит, сначала я напишу его так точно, как только смогу. Однако после этого картина еще не готова. Чтобы закончить ее, я преувеличиваю белокурость волос. Довожу до оранжевых тонов, до хрома, до светло-лимонного цвета. Позади головы, на месте стены обычной комнаты, пишу бесконечность. Делаю фон богатейшего синего цвета, самого сильного, какой только могу получить. Таким образом, белокурая, светящаяся голова на фоне богатейшего синего цвета даст мистическое впечатление, как звезда в голубой лазури».

А вот он же по поводу другой своей картины – «Колыбельной»: это «изображение того, как матрос, ничего не знающий о живописи, представляет себе женщину на берегу, находясь сам в открытом море».

«Мне бы хотелось писать так, чтобы все, у кого есть глаза, видели бы все ясно» – таково творческое кредо художника.

А пейзажи Сезанна, подметили искусствоведы, все построены на криволинейности, У него нарушена классика перспективы (заметим, что в этом «пороке» обвиняли и Сурикова, и Врубеля, и многих других живописцев). Но многоплановость Сезанна совсем иного свойства, нежели, скажем, Пуссена. У старых мастеров, обращает наше внимание искусствовед Т. Перцева, пейзаж звал в глубину картины, заставлял взор переходить постепенно от переднего плана к задним. У Сезанна же пейзаж как бы противодействует вторжению взгляда, заставляет преодолевать какое-то сопротивление, двигаться по пространству картины весьма сложным путем. Мир Сезанна постигается в труде, в активной работе восприятия, потому что художник «воссоздает единый образ мира, логически переходя к открытию эмоционально-философского восприятия природы».

Когда смотришь на мир Сезанна, кажется, что он вращается, покачивается около центральной оси картины. Художник писал множество полотен, пытаясь постигнуть динамику поворотов дорог. Он смело нарушал законы живописи: краски у него не глохнут по мере перехода к задним планам, как это считалось необходимым по теории воздушной перспективы (о суриковской «Боярыне Морозовой» некий критик писал: «Нет воздушной перспективы, которой достигнуть было немудрено, затерев несколько фигур вторых планов»), линии не сходятся, как того требует перспектива линейная. Предметы как бы сбегаются к центру картины, дальние планы становятся одновременно и далекими, и близкими. Он, Сезанн, рисовал «невозможные фигуры» (мы с ними еще встретимся на страницах этой книги) тогда, когда и названия такого не было. Он рисовал разные стороны предметов с разных точек зрения и соединял их воедино, сливая в цельность, которая не укладывалась в голове привыкшего к классике зрителя. Его предметы поворачиваются в пространстве то одним, то другим боком, и такая необычность «передает всю пластическую выразительность отдельных частей пейзажа. Сумма приемов рождает на полотне новое живописное пространство».

Вот именно: пространство. Оно совсем иное у художника, нежели у зрителя: две индивидуальности, они по-разному мыслят о мире, и встреча их – это диалог, в котором никто друг друга не перебивает. Вот почему настоящая, великая живопись, графика, вообще искусство так привлекательны!

Да и начинающий, если он искренен в своей речи, привлекает не меньше, чем маститый оратор. Возьмите рисунки детей: когда-то считавшиеся мазней, они сегодня – предмет пристального изучения. Взрослые с их помощью пытаются встать на уровень детского восприятия – увидеть себя глазами своих потомков.

«Когда дети передают в рисунке событие, вызывающее у них отрицательную эмоциональную настроенность (обиду, страх и т.д.), движения руки становятся резкими, размашистыми; как правило, увеличивается масштаб рисунка, штрихи, мазки выходят за контур фигур; преобладают темные краски». Это не искусствоведческий анализ, это пишет психолог, доктор наук Марионелла Максимовна Кольцова, специалист по детской психике и детскому восприятию внешнего мира.

Девочка из дружной семьи рисует себя и своих родителей в ярких, радостных тонах, улыбающихся, держащих друг друга за руки.

А ее подруга берет толстый черный фломастер, набрасывает сюжет резкими штрихами: у папы и мамы только по одной руке, которыми они держат «любименького Вовочку».

Еще одна девочка рисует своего отца (он пьет, избивает мать и дочку) на отдельном листе бумаги темно-коричневой краской: «Папу нельзя рисовать вместе с нами...».

Но вот иной лист со светлыми красками, закругленными, спокойными мазками: «Маша заболела ангиной, и мама осталась дома...»

Эмоции формируют художественное пространство по своим законам, отличным от законов формальной логики. Наш взор всегда невольно ищет согласованность, порядок, ритмику (почему, – разговор еще будет), и художник делает за нас эту работу организации материала: на, бери, пользуйся! Только нужно сначала немного потрудиться и нам, зрителям. Нужно приучить свой мозг разглядывать произведения живописи чуть иначе, чем деталь автомобиля или резиновые сапоги: не так утилитарно-примитивно. Чтобы понимать картины, нужно учиться. Дети делают это непременно. Они обводят пальчиком контур, чтобы выделить предмет среди других, нетренированный аппарат опознавания еще путается в пересечениях линий.

А их папы и мамы иной раз с бравадой провозглашают свое «непонимание» Дали и Кустодиева, Пикассо и Врубеля, Петрова-Водкина и Дейнеки: там все так «не похоже». Они не в силах представить, что каждая картина – окно в иной мир! Они считают единственным критерием свою персону и аплодируют критику, высокомерно заявившему в свое время на страницах одной из парижских газет: «Каким образом г. Коро может видеть природу такой, как он нам ее представляет? Нам в наших прогулках (курсив мой – В. Д.) никогда не приходилось видеть деревья похожими на изображения г. Коро».

Такие люди обожают фотографии, особенно цветные. Они полагают, что камера объективна и бесстрастна, «реалистична». Они не знают, насколько снимок зависит от личности человека, нажимающего на спуск затвора. Мир фотоизображения, сделанного стандартным объективом со случайной точки, – это случайный взгляд. Он крайне неинтересен, в чем с горечью убеждается такой фотолюбитель, проявив и отпечатав свою первую (а иногда и не первую) пленку. То, что казалось таким прекрасным, выглядит до зевоты тоскливо: нет настроения, которое сопровождало человека в ту минуту, когда он любовался пейзажем.

А откуда его взять, настроение, как втиснуть в кадр? «В настоящее время технически грамотное изображение воспринимается как факт, само собой разумеющийся. Претендовать на художественную фотографию может только глубокая по содержанию и совершенная по форме работа», – прочитав такое, начинающий обращается к теории. Там он узнает, что уже много-много десятилетий назад в фотографии проявились «тенденция к отказу от скрупулезной точности рисунка и стремление к его обобщению, недосказанности».

Современная фотография занята поисками выразительных средств ничуть не меньше, чем живопись. Различные объективы, специальные способы обработки пленки и особые приемы фотопечати, – достаточно развернуть газету, раскрыть иллюстрированный журнал, не говоря уже о специальных изданиях, чтобы увидеть, как разнообразно мыслят фотографы, как они изощряются в попытках выразить мир. Вот именно: не отразить, а выразить! Максимально близко к тому, как это делают художники (а те – парадокс! – берут себе на помощь фотоаппарат как вспомогательный инструмент познания жизни, это делали Рерих, Шишкин, Врубель, Репин, Бенуа...).

Сверхширокоугольный «рыбий глаз» предельно искажает изображение, превращает прямые линии в дугообразные – вспоминаете Сезанна? Соляризация превращает фотографию в контурный рисунок ворсистой кистью – грубо подчеркнутые контуры изобретены Ван Гогом. Цветной пейзаж, превратившийся в пестрое скопище разномастных точек, – Сёра, Синьяк?

Нет, я не собираю обличительный материал и не пытаюсь обвинять фотомастеров в плагиате. Просто уж очень интересен этот ход: попытка превратить камеру в подобие кисти (хотя в игру входит не только камера, но и множество других технических компонентов). Художники фотографии все смелее пытаются воплощать в своем творчестве призыв Максимилиана Волошина:

Все видеть, все понять, все знать, все пережить.

Все формы, все цвета вобрать в себя глазами.

Пройти по всей земле горящими ступнями.

Все воспринять и снова воплотить.

И их попытки не безуспешны.

Они создают на фотобумаге свое пространство, безжалостно убирают из кадра все лишнее, печатают позитив с двух, трех негативов, если выразительности одного недостаточно, находят ритмику созидания там, где обычный глаз не замечает ничего, кроме хаоса вывороченной земли, труб и железобетона. Они видят мир, как и положено людям искусства, – каждый по-своему.

И здесь мы отступим в прошлое, уйдем на пости три столетия от наших дней.

Петербург, 1715 г. За десять лет до смерти Петра Великого здесь открывается Морская академия. Учить кадетов было повелено:

1) арифметике, 2) геометрии, 3) фехту или приемам ружья, 4) артиллерии, 5) навигации, 6) фортификации, 7) географии, 8) знанию членов корабельного гола* и такелажа, 9) рисованию, 10) бою на рапирах.

* То есть корпуса судна, не оснащенного мачтами. – В.Д.

В 1716 г. начинает работать Хирургическая школа при Санкт-Петербургском военном госпитале. Рисование и здесь входит в обязательную программу.

Что же рисовали обучавшиеся? Детали морских судов? Артиллерийских орудий? Органы человеческого тела? Ничего подобного: пейзажи и портреты!..

Зачем же при крайней нехватке образованных людей, при нужде готовить специалистов елико возможно скорее тратили время на бесплодное вроде бы занятие?

«Рисование требует такой же деятельности ума, как наука».

Кто это сказал? Это слова Павла Петровича Чистякова, учителя братьев Васнецовых, Сурикова, Репина, Врубеля, Серова. «Обучение рисованию... составляет столь важный предмет для развития в детях способности наблюдать и размышлять (курсив мой – В.Д.), что ему должно быть отведено в школе одинаковое место с другими предметами преподавания» – это тоже его, Чистякова, слова. Имена его великих учеников, художников всемирно знаменитых, доказывают правоту высказанных им мыслей более чем весомо.

Не кажется ли теперь, что мы постепенно приближаемся к некоторому пониманию того, зачем одни люди рисуют картины, а другие – эти картины смотрят? Что нам становится яснее, почему хорошие картины столь многоплановы в своей выразительной сущности, почему талантливые живописные произведения столь не передаваемы в словах? Не кажется ли вам, что за картинами стоит нечто большее, чем просто желание «отобразить»?

Голый охотник наносил на скалу контур пронзенного дротиком оленя, он верил, что после этого будет с добычей. Он пытался постигнуть законы, правящие Природой, и повлиять на них. Он не виноват, что рационалистическим идеям о взаимосвязи явлений суждено было появиться только много тысячелетий спустя.

Но он, этот безусловно талантливый человек, не только воспринимал мир своеобразно, он сумел донести это свое восприятие до нас. «Мы часто видим мир при помощи тех очков, которые носил тот или иной большой художник», – заметил Всеволод Эмильевич Мейерхольд. Какое глубокое определение того, что принято называть сопереживанием! Творчество одного человека, размышляющего о мире, о своем месте в этой бесконечной Вселенной, становится искрой, от которой разгорается могучий костер, пробуждаются мысли другого, третьего, тысяч и миллионов.

«Произведение изобразительного искусства является не иллюстрацией к мыслям автора, а конечным проявлением самого мышления», – утверждает искусствовед и психолог Р. Арнхейм, работающий в США. Поэтому великие творения мастеров живут вечно.

Говорят, что когда Микеланджело упрекнули в недостаточной похожести портретов герцогов Медичи на оригиналы, великий итальянец спросил: «Кто заметит это через сто лет?».

Мысли, заключенные в картинах, заслоняют порой даже историю. «Боттичелли был художник, писавший женские лица так, как их не писал никто ни раньше, ни позже его. Многие знают Боттичелли и его картины, но кто назовет вам политического лидера Флоренции тех времен, кто скажет, кому принадлежала крупнейшая импортная фирма Венеции или какие города воевали между собой и кто из них вышел победителем?» – заметил выдающийся современный дизайнер Джордж Нельсон.

А в русской истории: кто, не задумываясь, назовет (я не беру в расчет специалистов-историков и искусствоведов) имена царей, при правлении которых творили Андрей Рублев, Брюллов, Куинджи, Репин, Суриков?..

Великие полотна бессмертны потому, что отражают масштаб мыслей художника, что рисунок и колористика – проявление вовне, выражение внутреннего мыслительного процесса. Большой человек никогда не замыкался в скорлупу, не уходил от животрепещущих вопросов жизни, пусть кому-то это и чудилось. Как сказал Леонид Мартынов:

И так как они не признали его.

Решил написать он себя самого.

И вышла картина на свет изо тьмы.

И все закричали ему:

– Это мы!

И теперь мы понимаем, почему кандидат искусствоведения Н. Молева, благодаря исследованиям которой мы узнали об уроках рисования в Морской академии и Хирургической школе, назвала статью об этих уроках так: «Путь к самому себе».

Глава шестая. Мир строится из деталей

...Точно так же приготовляют

пончики с вареньем, повидлом, яблоками и пр.

На 1 кг пшеничной муки – 2,5 стакана молока

или воды, 2...3 ст. ложки масла, 1 ст. ложку сахара,

2 яйца, 1 чайную ложку соли, 30 г дрожжей.

Книга о вкусной и здоровой пище

В начале 60-х гг. прошлого (теперь уже прошлого!) века доктор биологических наук Альфред Лукьянович Ярбус, тогда еще кандидат, проделал опыты, на которые сегодня ссылаются во всем мире все, кто хоть сколько-нибудь причастен к изучению восприятия форм и пространства.

Классические эти опыты дали начало большой серии различных исследований и значительно углубили понимание того, что значит «смотреть на мир».

На глазном яблоке испытуемого Ярбус укрепил маленькое зеркальце. Отраженный от него световой зайчик стал писать на фотобумаге узор – след движения глаз.

Человек разглядывал картину или рисунок, а узор засвидетельствовал, что «смотреть» вовсе не означает «обводить зрачками контуры предметов» (увы, даже сейчас в фундаментальных книгах, написанных неспециалистами в области зрительного восприятия, приходился читать, будто «глазное яблоко движется в соответствии с контуром»).

Нет, глаза совершают странные скачки, поначалу кажущиеся совершенно хаотическими! Но по мере того как записи отдельных движений наслаиваются друг на друга, выплывают прелюбопытные закономерности.

Первая из них та, что максимумы внимания приходятся на смысловые центры изображения. В частности, человек или животное всегда будет таким центром, даже если картина изображает природу или технику.

Лица людей значат для зрителя больше, чем фигуры, а фигуры – больше, чем детали обстановки. Рассматривая портрет, мы останавливаем взор главным образом на глазах, губах, носе. Эти же элементы – глаза, нос, пасть – наиболее интересны наблюдателю и тогда, когда перед ним морда животного.

Рис. 30. Оказывается, так мы смотрим на Нефертити... Впервые эксперимент был поставлен в лаборатории А.Л. Ярбуса в начале 60-х годов ХХ в.

Такая «иерархия ценностей», в общем, понятна. Глаза – «зеркало души», движение губ или подергивание щеки говорят о настроении более чем красноречиво. Подмеченные еще в незапамятные времена «бегающие глаза» субъекта с нечистой совестью не случайны: он концентрирует свое внимание не только на лице собеседника, всегда интересном для занятого разговором человека, но и на руках (вдруг их движение что-то выдаст?), карманах (нет ли там оружия?), лицах окружающих (не ждать ли подвоха с их стороны) – и нам сразу бросается в глаза странность, необычность такого «зрительного общения».

Да, движения глаз отражают работу мысли. Этому найдены убедительные доказательства.

В одном из опытов Ярбус предлагал испытуемым рассматривать картину Репина «Не ждали» с разных «установок», то есть стараясь решить ту или иную логическую задачу. И что же? Когда было необходимо оценить материальное положение семьи, особое внимание взора привлекало убранство комнаты, которое при «свободном» рассматривании практически не замечалось. Пытаясь вычислить возраст персонажей, зритель направлял зрачки исключительно на лица. быстрые перелеты от лиц детей к лицу матери и далее к лицу вошедшего (и немедля обратно, и снова назад по тому же пути) – таково решение задачи «Сколько времени отсутствовал тот, кого не ждали?» Беспорядочно блуждающий взгляд – попытка запомнить расположение людей и предметов в комнате...

Картина «Не ждали» – произведение широко известное. Тем интереснее, что разные люди по-разному ее рассматривают. Узоры линий отмечают: хотя элементы изображенного привлекают внимание разных людей, вообще говоря, одинаково и в явной связи с «установкой», – но каков путь обхода элементов взором, это индивидуально для каждого человека.

Мир каждый видит в облике ином.

И каждый прав – так много смысла в нем, –

сказал за двести лет до опытов Ярбуса Гёте.

Эти присущие данному человеку особенности очень устойчивы. Когда вы посмотрите на картину сейчас, через три дня и неделю спустя, зеркальце скажет, что путь взгляда остался, по сути, тем же самым. «Искусство – зеркало, отражающее того, кто в него смотрится», – эти слова Оскара Уайльда порой воспринимаются как стремление «выразиться поэффектнее». А выходит, они имеют документальное подтверждение...

Несколько другой метод – киносъемку глаз использовал доктор педагогических наук Вениамин Ноевич Пушкин, чтобы понять «технологию» решения шахматных задач: путь взора подсказывает исследователю, как мыслит при этом шахматист.

Рис. 31. В зависимости от поставленной задачи, шахматист по-разному осматривает доску с фигурами. Киносъемку глаз проводил к.пед.н. В.Н. Пушкин

И что же? Маршрут движения зрачков зависит от задания: найти решение – рисунок один, а вот просто оценить позицию, сказать, чья сильнее, – маршрут иной.

При поисках выигрыша глаз фиксируется в основном на «функционально значимых пунктах» позиции, и потому имеются обширные районы доски, куда взор вообще не заходит. А при оценке позиции точки фиксации глаз распределяются по всей доске.

Глядеть – значит мыслить, мыслить – значит непременно особым образом глядеть.

Шахматист рассматривает каждый фрагмент позиции примерно четверть секунды. Такую же величину фиксации взора во время чтения (прозы или стихов – все равно) отмечают Ярбус и многие другие исследователи, так что доска для гроссмейстеров действительно предстает раскрытой книгой...

Четверть секунды – это время, нужное кратковременной памяти, чтобы сравнить свое содержимое с запасами долговременной. А если этого времени не хватает, потому что текст эмоционально насыщен, и у читателя возникают ответные мысли и ассоциации, взгляд задерживается дольше, но опять-таки на время, кратное четверти секунды. Мы скоро увидим, что за этой цифирью кроется интереснейшая нейрофизиология.

Объем информации, передаваемой за это ничтожное время по зрительному каналу, резко меняется с возрастом. Шестилетний ребенок способен понять за минуту не более 75 слов, двадцатилетний студент проглатывает 340. Почему?

Потому, что малыш для чтения сотни слов останавливает свой взгляд двести сорок раз и пятьдесят пять раз возвращается к прочитанному. Студент же останавливается и возвращается значительно реже.

По мнению многих исследователей, жизненный опыт дает возможность отсеивать второстепенные по значимости признаки, объединять несколько простых признаков в один сложный, комплексный знак. Иными словами, изменяется алфавит, в котором ведется опознавание, – перечень знаков, среди которых требуется обозначить искомый. И потому, хотя время остановки взора, в общем, неизменно у дошкольника и студента, скорость переработки сведений в высших отделах мозга резко возрастает.

Мозг взрослого работает быстрее, чем мозг ребенка, не только вследствие общего развития человека, не только потому, что память взрослого богаче знаниями, но и потому, что внутренняя структура мозга совершенствуется, что способы представления информации, воспринимаемой органами чувств, становятся экономичнее.

Почему так стабилен узор, который чертит свет от зеркальца? После опытов Ярбуса американские физиологи Д. Нотон и Л. Старк стали фиксировать не только общую картину пути, но и последовательность переходов взора от одной точки фиксации к другой. Путь обхода (он связан с контуром, но вовсе не повторяет его!) оказался, как и узоры, совершенно индивидуальным для каждого испытуемого и очень устойчивым.

Экспериментаторы сделали вывод, что при первом знакомстве с предметом человек как бы ощупывает его взглядом, прокладывая путь обхода: в зрительной памяти застревают признаки, характеризующие вещь, а в моторной памяти – сигналы от глазодвигательных мышц. Образуется «кольцо признаков», в котором зрительная и двигательная информации перемежаются. При новом знакомстве «кольцо» помогает опознать изображение.

По мнению других ученых, слова языка, обозначающие детали контура, подчеркивают важность этих фрагментов для опознания контура в целом. Слова «прямолинейность», «вогнутость», «излом», «пересечение» и им подобные характеризуют информативные с точки зрения отличий одного контура от другого) участки. Для более точных и тонких указаний специалисты прибегают к особым терминам. В профессиональном языке архитекторов вы найдете «полувал», «плинт», «соффит», «эхилин» и много других подобных слов, у авиаторов встретитесь с «плосковыпуклым», «S-образным», «ромбическим», «клиновидным» и прочими профилями крыльев, моряки оперируют понятиями «бульбообразного», «ложкообразного», «клиперского» носа судна.

Какие же формальные признаки характерны для точек фиксации взгляда? Что именно принимает зрительный аппарат за информационно важную особенность? Оказывается, участки контура с очень сильным искривлением – то есть «информативные фрагменты».

Рис. 32. Кошка, которую нарисовал американский исследователь М. Эттнив: наверное, самая знаменитая в мире ученых...

Американский исследователь М. Эттнив предложил испытуемым отметить на рисунке, изображающем лежащую кошку, точки, которые наиболее важны для опознания смысла фигуры. Эти точки оказались, как и можно было ожидать, точками максимальной кривизны данного участка контура. Ученый соединил примерно сорок таких пунктов прямыми линиями – рисунок практически не пострадал, четкость опознания осталась прежней.

Именно эту особенность работы зрительного аппарата бессознательно использовали кубисты, «гранившие» изображаемые предметы. На нее опираются многие приемы стилизации, свойственные народному творчеству, – при вышивке крестом, в ковроткачестве. Резкие изломы не мешают узнавать изображенные мастером плавные в жизни контуры фигур людей и животных.

А как обстоит дело с теми фрагментами, на которых взор не задержался во время рассматривания? Мы их что – не видим? Видим, конечно, но не так отчетливо. Поэтому мозг порой досочиняет их, используя те миллионы картин, которые прошли перед глазами и неосознанно отложились в памяти.

Что это так, свидетельствуют «невозможные фигуры», очень смущающие неподготовленного зрителя. Вот одна из них – треугольник Пенроуза. При беглом взгляде вы не замечаете в нем ничего особенного. Три его угла настраивают на привычную картину: сколоченный из трех брусков объемный треугольник.

Дело, однако, осложняется, едва вы пытаетесь представить его пространственную форму, то есть займетесь реконструкцией трехмерности по плоскому изображению. Мозг отказывается принять реальность этой фигуры. Глаз блуждает по контуру от одной вершины к другой, вертится по кругу все быстрее, быстрее и ни на йоту не приближается к решению загадки. Треугольник остается странным, ирреальным. В чем причина?

Еще триста пятьдесят лет назад Декарт так описывал схему восприятия сложного образа: «Если я нашел путем независимых мыслительных операций отношения между А и В, между В и С, между С и D, наконец, между D и Е, то это еще не позволяет мне понять отношения между А и Е. Истины, усвоенные ранее, не дадут мне точного знания об этом, если я не смогу одновременно припомнить все истины. Чтобы помочь делу, я буду просматривать эти истины время от времени, стимулируя свое воображение таким образом, что, осознав <...> один факт, оно тут же перейдет к следующему. Я буду поступать так, пока не научусь переходить от первого звена к последнему настолько быстро, что ни одна из стадий этого процесса не будет «спрятана» в моей памяти, и я смогу созерцать своим мысленным взором всю картину сразу». Как мы знаем, мозг примерно по этой схеме управляет движением глаз. И вот в случае «невозможной фигуры» такой метод познания подводит...

Рис. 33. «Невозможная фигура»: треугольник Пенроуза. Его тайна в том, что мы пытаемся зрительно вообразить на плоскости фигуру, которая на самом деле объемна (показана слева)

Давайте посмотрим, почему это случается. Анализ требует терпения, но в конце концов мы будем вознаграждены: откроется тайна не только треугольника Пенроуза, но и других «невозможных» изображений.

Итак, пересекающиеся поверхности 3 и 1 нашего треугольника образуют в точке А пересечение типа «Т» (см. рис. 34). Это значит, что поверхность 1 лежит под поверхностью 3: об этом говорит наш жизненный опыт. Смотрим на точку В – там опять пересечение «Т», образованное плоскостями 3 и 4: поверхность 3 лежит под поверхностью 4. Переходим к точке С – опять такое же пересечение и, значит, поверхность 4 лежит под поверхностью 1. Но ведь мы только что убедились, что 4 не может быть под 1, так как 4 лежит над 3, а 3 – над 1. Следовательно, 4 должна находиться над 1, а тип пересечения (Т) свидетельствует об обратном. Глаз получает две взаимоисключающие информации: созерцание каждого узла говорит, что все три бруска перпендикулярны друг другу, обход же взором отказывается строить на этих условиях объемную фигуру.

Рис. 34. Всего лишь восемь узлов. Ими исчерпывается всё разнообразие пересечения поверхностей, и наше зрение это очень хорошо знает

Как же выйти из противоречия? Очень просто: выкинуть один из фактов (излишнее знание только мешает). Закройте пальцем верхнюю вершину, и стороны треугольника выскочат из плоскости листа! Псевдоплоская фигура обретает объемность, все три брусочка оказываются перпендикулярны друг другу. Трюки, подобные треугольнику Пенроуза, очень любил рисовать голландский художник Морис Эсхер (или Эшер, как иногда на немецкий лад читают его фамилию). То и дело на его картинах встречаются «струящийся вверх» водопад, таинственной формы строения, направленная все время вниз по замкнутому кольцу лестница...

Странность изображений разгадывается известным нам способом: нужно прикрыть часть картины, построить с треугольником и линейкой точки схода перспективы, и становятся видимыми очень изощренные приемы «игры» мастера. Вопрос только: как ухитрялся он воображать свои невообразимые картины?

Конечно, все сказанное не значит, что зрение и мозг удовлетворяются одними «кусочками изображений». Первое впечатление проверяется иными фрагментами, контуры и объемы уточняются многократными проходами взора по разным путям – так возникает сложный, богатый образ. Чем обширнее кладовые нашего зрительного богатства, тем полнее воспринимается все новое, на что обращается глаз, тем полнее способность видеть:

Большими глотками я глотаю пространство.

Запад и восток – мои, север и юг – мои...

Все, что я добуду в пути, я добуду для себя и для вас.

Я развею себя между всеми, кого повстречаю в пути.

Я брошу им новую радость и новую грубую мощь...

Теперь я постиг, как создать самых лучших людей:

Пусть вырастают на вольном ветру, спят под

Открытым небом, впитывают солнце и дождь, – как земля, –

это слова великого романтика Уолта Уитмена.

Но, оказывается, фрагментарность восприятия, как ее демонстрируют записи движений глаз, – это лишь внешнее выражение глубинных процессов, совершающихся на пути от сетчатки к высшим отделам зрительного аппарата. Попробуем немного продвинуться к ним и для начала поговорим о полях.

Окружающий мир проецируется хрусталиком на сетчатку в виде комбинации светлых и темных пятен. То, что предметы окрашены, вносит, конечно, некоторые особенности, но ведь и краски бывают разной яркости. Соответственно яркости откликаются фоторецепторы, на сетчатке возникает «рельеф возбуждения». (Строго говоря, в темноте фоторецепторы не «молчат», а, наоборот, вырабатывают так называемый «темновой ток», который уменьшается по мере увеличения освещенности: эта непонятная особенность фоторецепторов присуща только позвоночным.)

Вырабатываемый фоторецептором сигнал поступает на биполярную клетку сетчатки и там алгебраически складывается с другим сигналом – от клетки горизонтальной. Это нужно, чтобы учесть среднюю яркость картины и сделать возможным работу зрения и при солнечном, и при лунном свете.

Каждая горизонтальная клетка суммирует возбуждающие и тормозящие сигналы от некоторого количества близко расположенных светочувствительных клеток – нейрофизиологи называют их полем горизонтальной клетки. Поэтому горизонтальная клетка вырабатывает сигнал, учитывающий среднюю освещенность ее поля (это было установлено многими авторами, в том числе членом-корреспондентом АН СССР Алексеем Леонтьевичем Бызовым). А поскольку все горизонтальные клетки связаны между собой, учитывается средняя освещенность сетчатки в целом.

В итоге получается, что после этих сложений и вычитаний ганглиозная клетка, от которой в высшие отделы мозга идет аксон – волоконце зрительного нерва, – передает не абсолютную яркость света, а относительную: плюс или минус от средней энергии светового потока на сетчатке. Так что хотя нейрон зрительной системы способен ответить лишь на стократное изменение входных сигналов, вся она работает при перепадах яркости в сто миллиардов раз, повергая в зависть конструкторов телевизионных систем. Таковы возможности относительных измерений! И не случайно этот принцип – реагировать не на абсолютные, а на относительные изменения – мы видим буквально во всех отделах зрительного аппарата, принцип экономичный, оптимальный по своей сути.

Ведущим для всех уровней зрительной системы является и принцип полей.

Есть, например, поля ганглиозных клеток, которые впервые были обнаружены американским физиологом X. Хартлайном, впоследствии Нобелевским лауреатом. В 1932 г. он исследовал сетчатку лягушки и с удивлением увидел, что каждое волоконце в ее зрительном нерве несет сигналы не от одного фоторецептора, а от нескольких. Одни «линии связи» передавали сигналы, когда на подключенное к ним поле падал свет. Другие, наоборот, когда освещение сменялось тьмою. Хартлайн так их и назвал: «он»-поле (включено по-английски) и «офф»-поле (выключено). Сейчас эти термины общеприняты.

Двадцать пять лет спустя американские же физиологи И. Леттвин, Г. Матурана, В. Мак-Каллок и В. Питс обнаружили в сетчатке лягушки несколько типов совершенно неизвестных дотоле клеток – детекторов, как их назвали. Эти нейроны срабатывают, воспринимая различие специфические свойства изображений.

Одни детекторы реагируют на границу между светлым и темным участком – на край предмета.

Другие возбуждаются, тогда эта граница в движении, но молчат, когда она неподвижна.

Третьи указывают, что в поле зрения лягушачьего глаза появился маленький темный предмет, который движется: по-видимому, добыча, скорее всего – муха.

Рис. 35. Схема сетчатки, как она видна под электронным микроскопом: К – колбочка, П – палочка; в продолговатых члениках этих рецепторов находится множество мембран, к которым прикреплены молекулы веществ, реагирующих на фотоны; Н – ножки фоторецепторов, с которыми вступают в контакт горизонтальные клетки г, а также карликовые биполярные клетки кб, палочковые биполярные клетки пб, плоские биполярные клетки плб. Амакриновые клетки о – следующий после биполярных слой нейронов, обрабатывающих информацию, переданную фоторецепторами. Ганглиозные клетки г – последняя ступень обработки информации в сетчатке и «передаточная станция»: именно от этих клеток начинаются волокна зрительного нерва. В прямоугольнике показано, как диадный синапс (сверху) контактирует с отростками, ганглиозных и амакриновых клеток

Как только «нечто» приблизится, – а измерение расстояний функция еще одного специального детектора, – лягушка немедля атакует «это движущееся».

Кстати, точно такую же муху, но лежащую без признаков жизни на земле, лягушка атаковать не станет. Она с голоду может умереть, если кругом будут вполне съедобные, но неподвижные мухи: такой уж высокоспециализированный и не очень умный аппарат – лягушачий глаз. Он передает в мозг данные о некоторых свойствах предметов и автоматически предписывает действия по принципу: маленькое – охоться, большое – спасайся, и так далее.

Глаз более высокоорганизованных животных, тем более глаз человека, никаких предписаний, в отличие от лягушачьего, не выдает. Он сообщает мозгу сведения о картинке, он приемо-передатчик, но не командир.

Поэтому лягушачий глаз больше поставил вопросов, чем разрешил. От него не удавалось перебросить мостик к млекопитающим. И действительно, первые же опыты показали, что глаз кошки, этого прекрасно ориентирующегося в пространстве хищника, устроен совсем иначе.

Рис. 36. Работа простого поля, выделяющего точку с помощью полей on и off

Прежде всего по-иному выглядят поля ганглиозных клеток: не сплошные, а «двухступенчатые». Каждое поле природа сконструировала как кружок с «он»- или «офф»-центром и наружным кольцом (периферией) противоположного действия.

Рис. 37. Несколько простых полей, соединенных соответствующим образом, способны выделить, например, линию определенного размера. В зависимости от того, как расположены поля на сетчатке, они выделяют линии разной ориентации и разной формы. Это установили американские физиологи Х. Хартлайн (1932), И. Леттвин, Г. Матурано, В. Мак-Каллок и В. Питс (1957). Нервные импульсы показывают, как поля реагируют на свет и его выключение (правая часть рисунка)

Группы таких полей способны подчеркивать контуры изображений, усиливать контраст между участками, не слишком отличающимися по яркости, это продемонстрировал в 1959 г. тот же Хартлайн. Стало ясно, почему мы видим темные каемки – полосы Маха – на границах между такими участками: их создает зрительный аппарат «из ничего», просто потому что так устроен.

Для живых существ очень важно, что сетчатка умеет выделять контуры. В них содержатся самые существенные сведения о предметах. Однако было бы ошибкой думать, что работой сетчатки все и заканчивается. Нет, дело только начинается, впереди много станций, и первая, как мы уже говорили, – НКТ, наружное коленчатое тело. Оно вносит очень важный вклад в преобразование зрительного сигнала. Но прежде чем начать об этом рассказ – маленькое отступление.

Глаза людей на портретах смотрят задумчиво, строго, весело, лукаво... Мы не замечаем их неподвижности, как не замечаем и того, что наши собственные глаза все время в движении. Я имею в виду не те «обходы», которыми глаз выделяет наиболее информативные части картинки. Есть иные движения, они не подчиняются нашей воле, и управлять ими невозможно. Не удастся их и остановить, как ни старайся уставить взор в одну точку.

Мышцы не в состоянии удерживать глазное яблоко в полном покое. Более того, их задача как раз обратная: обеспечить непрерывные микродвижения.

Во-первых, тремор, при котором глаз подергивается с частотой около 100 герц (100 раз в секунду, но это средняя цифра, а пределы – от 30 до 150). Амплитуда дрожания ничтожная, 20...40 угловых секунд; если глаз видит тонкую линию, она будет перепрыгивать лишь с одного фоторецептора центральной ямки на другой, рядом лежащий, и не далее, а их там на одном квадратном миллиметре собралось около 50 тысяч...

Во-вторых, существует дрейф – медленные плавные смещения взора: в угловых мерах – от трех до тридцати минут.

В-третьих, периоды дрейфа сменяются небольшими скачками – микросаккадами. Взгляд «плывет» – и вдруг рывком перебрасывается чуть в сторону, где опять начинается дрейф. Эти движения также невелики по амплитуде, они того же порядка, что и дрейф, так что точка, спроецированная в центральную ямку сетчатки, даже при самом большом микросаккадическом скачке не выйдет за ее пределы.

Рис. 38. Наши глаза все время в движении: зигзагообразные линии – дрейф, прямые линии – быстрые саккадические скачки. На их время глаз слепнет!

И наконец, четыре раза в секунду глаз совершает незаметный со стороны большой саккадический прыжок (опять оговорюсь что цифра средняя: промежутки между этими скачками бывают от трех сотых секунды до двух секунд: эмоции и внимание делают свое дело).

Зачем все эти движения? И перед электронным осциллографом усаживаются студенты (любимый испытательный объект всех физиологов). На экране луч чертит прямую линию, а на ней пульсирует острый выброс, словно горная вершина в чистом поле. Ее видят все, кроме «автора». Ученый, проводящий опыт, подключил к мышцам его глаза токоотводящие электроды – наклеил в нужных местах на кожу тонкие проволочки.

Каждое сокращение мышечных волокон, вызывающих саккадическое движение, – это еще и выработанный ими электрический сигнал. Таково свойство всех мышц. Проволочки уловят сигнал, передают на усилитель, и на экране появляется горная вершина. А человек, по чьей милости она появилась, ее не замечает. И убедить его в том, что она существует, нет никакой возможности. «Перестаньте меня разыгрывать!» – сердится он.

Выходит, в момент саккадического движения мы слепы? К чему человеку, да и хотя бы той же кошке, по нескольку раз в секунду слепнуть?

Клетки НКТ дали ответ. Два наружных коленчатых тела – по одному в каждом полушарии – стоят на пути зрительных сигналов от сетчатки к затылочным областям коры больших полушарий. Существовало когда-то мнение, что НКТ – своего рода усилительная станция, наподобие тех, которые взбадривают сигналы в трансокеанских кабелях. Вещь, конечно, вероятная, только почему другие нервные цепи лишены таких станций? Рождается тогда иная гипотеза: НКТ не усиливает, а только регулирует силу сигналов, почему, мол, и работает зрительная система при изменениях освещенности в сто миллионов раз. Но гипотезу выдвинули до того, как стала ясна роль клеток сетчатки, промежуточных между фоторецепторами и ганглиозными клетками, а как только эта роль прояснилась, гипотеза приказала долго жить... И в книге «Переработка информации у человека», которая уже упоминалась, так прямо и написано: таинственна роль упорядоченных структур этой области мозга.

Рис. 39. С помощью полей, выделяющих границы между перепадами яркостей, и «просеивания» картинки сквозь «сита» НКТ мы за время между саккадическими скачками видим то, что видим

Действительно, когда микроэлектрод, с помощью которого отводят сигналы нейронов, опускается сюда, в НКТ, исследователь видит круглые поля с «он»- и «офф»-центром и противоположно действующей периферией. Такие же, как на выходе ганглиозных клеток. Повторение? Нет, природа такими вещами не занимается...

– Опыты были довольно хитрыми, но главное не в методике, а в результате, – сказал мне в Лаборатории доктор биологических наук Никита Филиппович Подвигин. – А он таков: мы доказали, что переданный по зрительному нерву в НКТ «экран» из круглых «он»- и «офф»-полей превращается там в пульсирующий. Идут эти пульсации с частотой саккадических подергиваний глазного яблока.

Вот как это происходит (на картинке изображена условная интерпретация процесса, результат которого – предстающий взору слон). Сразу же после скачка диаметр каждого поля весьма велик. Потом они начинают уменьшаться, и через 0,04 – 0,07 секунды стягиваются в маленькие точки. Площадь поля сокращается иногда в 250 раз. «Булавочные головки» существуют еще несколько сотых долей секунды и вдруг очень быстро возрастают в диаметре, увеличиваются, увеличиваются, пока границы их не станут расплывчатыми, неопределенно большими. И зрение больше ничего не передает в высшие отделы мозга до следующего скачка.

Поля нейронов НКТ, так же как поля ганглиозных клеток сетчатки, способны выделять контуры или во всяком случае границы между светлыми и темными участками изображения. Следовательно, в первый момент после саккады «экран» НКТ способен передать в высшие отделы только очень грубые сведения, пригодные для опознания самых общих очертаний этих границ.

Потом только, по мере стягивания полей, в образе «прорезаются» детали, которые становятся все более мелкими. А когда из картинки извлечен максимум сведений, восприятие прекращается потому, что поля распадаются, расплываются до следующего саккадического движения. В промежутке между скачками, судя по всему, зрительная кора перерабатывает данные, полученные из НКТ. А затем – новый круг анализа.

Цикличность восприятия вполне аналогична цикличности работы любого компьютера. Чтобы принять новую информацию, старая вычищается из кратковременной памяти при очередном скачке, свежие данные не путаются с предыдущими. Во время скачка смотреть не нужно, чтобы изображение не дергалось, вот глаз и слепнет. Честное слово, не перестаешь восхищаться фантастической продуманностью (если только это слово можно отнести к природе) схемы действия зрительного аппарата!

Чрезвычайно важная подробность: степень стягивания полей «экрана» НКТ зависит от освещенности сетчатки, от общего потока света. При тусклой лампочке в коммунальном коридоре зрение принципиально не в состоянии различить мелкие детали обстановки: поля слишком крупны, и пыль на полу вроде бы и не существует. А если ввернуть поярче?

Часовщики и радиомонтажники стараются доставить себе на стол лампу посильнее. Работник дорожной полиции скажет, что хорошо освещенные дороги – это снижение аварийности. Главный инженер подтвердит: да, в хорошо освещенном цеху реже несчастные случаи. Яркий свет способствует росту производительности труда: «пульсирующие поля» стягиваются сильнее, а раз четче зрение, увереннее действует рука.

Благодаря полям НКТ в зрительную кору поступает изображение, как бы просеянное через множество сит: в одном задерживаются только крупные «камни» – большие фрагменты картинки, в следующем помельче и так далее, пока не дойдет до самого мелкого «песка». Что из этого следует? О, весьма многое! Но чтобы это ясно увидеть, займемся ненадолго одной задачей.

Смотрите: на столе сотня фотографий, мужские и женские лица. Нужно их рассортировать. Две минуты, и задача решена. В левой стопке мужчины, в правой женщины. И теперь спросим себя: по какому критерию производилось деление? Какие приметы являются признаком женского лица и какие мужского? Основание для разбивки было, а способны мы дать ему определение? Нет, не сию минуту – завтра, через неделю?..

Искренне советую, не беритесь за это безнадежное дело. На нем споткнулись уже тысячи отменных специалистов по вычислительной технике. Оно и понятно. Потому что дать словесное определение обобщенному образу «мужчина», «женщина», «стул», «стол» и прочим такого же рода невозможно, ибо эти образы – зрительные абстракции. А с абстракциями нужно обходиться корректно. Кушать вишни и сливы мы можем, но не в состоянии есть абстрактный плод. Так что когда в наш век компьютеризации программисты попытались вбить в электронные мозги логические определения зрительных абстракций, фиаско выглядело вполне закономерным.

Несколько лучше обстоит дело со словесными описаниями конкретных человеческих лиц, но пользоваться такими определениями (и составлять их) умеют опять-таки не машины, а только люди. Еще в конце прошлого века французский криминалист Альфонс Бертильон, начальник Бюро судебной идентификации Парижской префектуры, разработал принципы «словесного портрета», к которому охотно прибегают и сегодня.

«Разрабатывая словесный портрет Янаки, я допросил большую группу свидетелей... Выяснил все его мельчайшие приметы и разработал словесный портрет, из которого явствовало, что Янаки имеет средний рост, телосложение полное, лицо овальное, лоб низкий и скошенный, брови дугообразные, сросшиеся, рыжеватые. Нос у него был длинный, с горбинкой и опущенным основанием, рот средний с толстыми губами, причем нижняя отвисала, а углы губ были опущены. Подбородок у Янаки тупой раздвоенный, слегка оттопыренные большие уши имели треугольную форму, чуть запухшие глаза были зеленоватыми, а волосы – рыжими», – вспоминал следователь уголовного розыска.

Не правда ли, как выпукло предстает перед нами образ человека в этих простых, точных профессиональных терминах! Пусть «точность» подобных определений далека от показаний измерительных приборов, вы прекрасно сможете нарисовать, если обладаете талантом художника, портрет Янаки. Конечно, длинный нос для одного лица станет вполне обыкновенным или даже коротким для другого, так что составление словесных портретов – искусство. В этом деле криминалисты тренируются, как тренируются геологи в распознавании своих индигово-синих, кошенильно-красных, томпаково-коричневых и медово-желтых минералов...

Как же, однако, быть, если свидетель не знает специальных терминов (а так чаще всего и случается), если видел преступника только мельком, в испуге, если сохранились лишь самые общие впечатления? В таком случае прибегают к портрету-роботу. В криминалистической компьютерной программе хранится сотни и тысячи разнообразнейших форм носов, ушей, бровей, глаз, бород, овалов лица, причесок... Из них «лепят» портрет, а свидетель подсказывает:

– Нет, лицо как будто шире... Нет, еще шире... Вот сейчас в самую точку. А волосы не такие длинные...

Конечно, нет уверенности, что робот будет во всех деталях похож на разыскиваемого, но путеводную нить он все-таки дает. И вот еще вопрос: может быть, наблюдая за изготовлением подобного портрета, удастся вскрыть критерии, которыми человек пользуется, узнавая лица?

Американский физиолог Леон Хармон провел серию экспериментов. Опытный художник-криминалист рисовал портрет «разыскиваемого» по указаниям хорошо знавших его «свидетелей». Затем художник сравнивал получившийся портрет с фотографией «беглеца» и записывал бросившиеся ему в глаза различия: «Губы должны быть чуть толще, уши прижатее, а овал лица – круглее...» Взяв портрет и словесную корректировку, новый художник-криминалист, до того не участвовавший в опыте, набрасывал еще один портрет-робот. А потом устраивался вернисаж.

К своему огромному удивлению, «свидетели» вдруг осознали, что созданный по их словам облик далек от реальности. Подавляющим большинством он был признан совершенно непохожим: язык еще раз доказал свою приблизительность, расплывчатость.

Зато в оценке отклонений речь куда более точна: второй портрет все одобрили как близкий к оригиналу.

И все-таки самым лучшим, гарантирующим точность опознания выше 90 процентов, оказался портрет, нарисованный художником с фотографической карточки. «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать...»

Тогда исследователь подошел к проблеме по-иному. Почему нет возможности добиться ничего путного от рисунков, опрашивая их «напрямую»? Может быть, в них чересчур много деталей, и они слишком выразительны, эти второстепенные подробности, так что целостный облик предстает искаженным? Может быть, стилизованное изображение, этакая крупноблочная мозаика, сконцентрирует внимание зрителя на самых существенных, самых информативных подробностях? Чтобы докопаться до правды, решили создать портрет, нарисованный как бы донельзя грубой малярной кистью.

Роль маляра поручили компьютеру. Ведь что такое компьютерный портрет? Набор точек различной яркости. Каждая яркость и цвет определяется числом. Скажем, самая светлая – 100, а самая черная – 0. У каждой точки есть и адрес: расстояние от краев, бокового и верхнего. Портрет выглядит длинным столбцом цифр, который превращается на экране в картинку.

Рис. 40. Путем квантования яркостей картинка преобразуется зрительной системой в скопище точек – «блок-портрет»

А затем на портрет этой пары наложили сетку из 400 квадратиков (матрицу из 20 строк и стольких же столбцов) и приказали: «Все точки, которые попадают в границы каждого квадрата – адреса их, уважаемый компьютер, вам известны, – приведите к общему знаменателю. То есть выведите среднюю яркость для данного квадрата – его условную яркость. А затем покажите на экране, что получилось».

Так возникли крупноблочные элементы и сложилась мозаика. На экране высветился... Нет, не портрет, какая-то мешанина темных и светлых пятен! И все-таки почти половина испытуемых увидели в этом хаосе облик человека и отыскали его портрет среди фотографий, разложенных на столе, хотя лицо его видели впервые. Если бы они выбирали наугад, вероятность успеха не превысила бы четырех шансов на миллион, следовательно, случайность исключена.

Выходит, зрение умеет превращать мозаику грубых блоков в нечто тонкое и изящное, свойственное хорошей фотографии? Или, наоборот, в нашей памяти тонкие черты лиц запоминаются в виде блок-портретов? Или?..

Но как бы то ни было, если взглянуть на блок-портрет с расстояния в пару шагов или чуть прищурившись, возникает что-то похожее на обычную фотографию. В чем причина метаморфозы? Чтобы рассказать об этом, придется вспомнить о рядах Фурье.

В 20-х годах XIX века французский математик Жан Батист Жозеф Фурье напечатал работу, обессмертившую его имя: «Аналитическая теория тепла». Паровые машины уверенно завоевывали позиции в промышленности, инженеры нуждались в теории теплопередачи, она и была создана. А в дальнейшем оказалось, что сшитый Фурье математический костюм впору и электрикам, и радиоинженерам, и строителям самолетов – представителям тысяч профессий, включая психологов и физиологов.

Универсальность формул не случайна. Тепловое движение – один из частных случаев движения вообще. Математический аппарат одинаково точно описывает и колебание струны, и распространение тепла по трубопроводу, и прыжки кузова автобуса на рессорах, и качку супертанкера на морских волнах, и беззвучное путешествие Луны среди звезд, и биение пульса...

Рис. 41. Так сложное («неправильное») колебание – в нашем случае резкий скачок яркости – разлагается в ряд «правильных» колебаний – в ряд Фурье

Колебания маятника зафиксируются на графике в виде плавной кривой – синусоиды. Прихотливое дрожание осинового листа – это сумма множества простых колебаний, сложение массы разных синусоид, отличающихся частотами и амплитудами. Фурье доказал, что любое сложное колебание, каким бы странным ни был его записанный на бумаге график, можно превратить в ряд простых синусоид. И наоборот, из некоторого количества подобранных по формулам Фурье простых колебаний не составит труда сотворить сложное колебание – то, которое нам требуется.

Методами этими широко пользуются ученые наших дней. Николай Александрович Бернштейн первым в мире продемонстрировал, что движения рук и ног человека (а каждая конечность – это многозвенный шарнир!) можно изложить Фурье-языком. Развивая его взгляды, швед Иохансон, сотрудник Упсальского университета, выяснил, что формулами Фурье выражаются танцы: чем длиннее ряд, на который разлагаются движения, тем больше в рисунке танца деталей, придающих ему специфику и неповторимость...

А теперь взглянем на блок-портрет. Что можно сказать о яркости квадратиков мозаики в любом из рядов? Что она подвержена каким-то колебаниям. То есть и тут можно применить формулы рядов Фурье. Только измерять мы будем частоты не в герцах, как принято у электриков и радиотехников, а в циклах на градус, так, как считают физиологи. Эта их единица значит вот что. Когда глаз смотрит на блок-портрет с такого расстояния, что строка блоков занимает в поле зрения один угловой градус (вспомните геометрию), то при двадцати циклах «темное – светлое» пространственная частота 10 цикл/град, а при десяти циклах – 5 цикл/град. Самая низкая пространственная частота блок-портрета, понятно, ноль – отсутствие каких бы то ни было изменений яркости.

В описанном блок-портрете из 400 квадратиков максимальная полезная пространственная частота равна 10 цикл/град. Полезная! А кроме нее присутствует очень много вредных частот, их называют шумом.

Они возникают «сами собой» из-за резких перепадов яркости между квадратиками. Любой такой перепад, говорит Фурье-анализ, состоит из суммы бесконечно большого количества пространственных частот. Однако бесконечность сугубо теоретична: частота растет, а размах колебания, его амплитуда, становится все меньше. На десятой частоте размах становится таким крохотным, что этой частотой обычно пренебрегают.

Пространственные частоты шума глушат, забивают полезную информацию. Так бывает, когда зверь спрячется в густом кустарнике: дробное чередование ветвей и листьев прячет своими высокочастотными сигналами информацию о его туловище, которую дают низкие пространственные частоты.

Тут пора вспомнить об экране НКТ. Ведь он как раз занимается тем, чем занимался в нашем примере компьютер! Пульсирующие поля НКТ превращают картинку в целый набор изображений – результат прохождения через сита, о которых мы уже говорили. И конечно же, мы не увидим спрятавшегося зверя, если низкочастотные составляющие сигнала малы, зашумлены.

Рис. 42. Частотный анализ

На этом принципе основана вся военная маскировка, при которой «высокочастотная» окраска разноцветными пятнами делает контуры военной техники или каких-либо сооружений неузнаваемыми, по той же причине пятнисты комбинезоны десантников.

Ясно теперь, почему блок-портрет становится более узнаваемым с большого расстояния. Сетчатка в этом случае не способна передать высокие пространственные частоты: фоторецепторы хоть и малы, а имеют свою величину, рецептивные поля еще крупнее, так что перепад «темное – светлое», пришедшийся целиком на такое поле, воспринимается как участок какой-то средней яркости. Шумы уменьшились – полезная информация выступила явственнее.

А с прищуриванием – тут действует иной механизм. Прищуренные ресницы играют роль диафрагмы, уменьшают количество проходящего к сетчатке света. Поэтому поля НКТ стягиваются не до конца, что также выглядит для высших отделов зрительной системы как срезание высоких пространственных частот, уменьшение зашумленности. Сито НКТ анализирует картинку с помощью сравнительно грубых ячеек, и высокочастотные перепады яркости просто не воспринимаются зрением, а раз шума нет, видимость улучшается.

И вот еще один факт для размышлений. Мы говорили, что глаз, осматривая картинку, задерживается чаще всего на изломах контура и участках большой кривизны – информативных фрагментах. Специалисты по теории связи сразу скажут: в этих фрагментах много высоких пространственных частот, и чем излом круче, тем длиннее набор, тем выраженнее в нем высокочастотные составляющие.

Не потому ли и зрачок дольше смотрит на это место, что зрительная система ждет, пока через сито НКТ пройдут самые высокие члены разложения в ряд Фурье? И не поможем ли мы взору немедля обратить внимание на такие фрагменты, если каким-то образом вырежем из пространственно-частотного винегрета только интересные нам частоты и представим их зрению?

Оптики пользуются для этого фильтрами Фурье: разного рода регулярными структурами. Это и решетки, и «шахматные доски», и концентрические круги, и многие иные формы, лишь бы обеспечивалось чередование прозрачных и непрозрачных участков. Чем выше нужная пространственная частота, тем элементы фильтра деликатнее.

Когда в руках такой фильтр, нетрудно выяснить, есть ли в изображении соответствующие пространственные частоты: достаточно взглянуть через него. Все частоты, кроме той, на которую фильтр настроен, ослабятся, а «его» пройдет свободно. Упоминание о такой возможности было в статье, рассказывавшей о работах Лаборатории в Колтушах и помещенной в журнале «Знание – сила». Месяца через два пришло письмо из города Омсукчана Магаданской области:

«Уважаемая редакция!

В 11-м номере за 1974 г. вашего журнала была помещена корреспонденция В. Демидова «Глаз и образ». В ней, в частности, упомянуто о фильтрах Фурье. Отмечено, что оптики издавна пользуются фильтрами-решетками. Это натолкнуло меня на мысль о применении решетчатых фильтров в геологическом дешифрировании аэрофотоснимков. Ведь снимок всегда несет ряд случайных колебаний фототона, маскирующих границы раздела разнородных участков земной поверхности. Фильтры Фурье как раз и позволят снять эти случайные колебания, выровнять однородные и более контрастно выделить неоднородные поверхности. Мною были изготовлены несколько примитивных фильтров (на прозрачную целлулоидную пластинку нанесена черной тушью решетка). Определенный эффект достигается. Неясные контуры структур становятся более отчетливыми, легче выделяются...»

Большая статья о применении различного рода фильтров (растров) помещена в сборнике «Исследование природной среды космическими средствами». Он был издан Академией наук СССР к совещанию советско-американской рабочей группы, занимавшейся проблемой поиска природных богатств с самолетов и из космоса. Авторы отмечают плодотворность идеи анализа аэрофотографий через растр, говорят, что качество изображений улучшается.

Фильтры Фурье против шума... Но ведь шумом можно считать не только помехи, а и всякого рода изменения (вариации) изображений, например размера или форм букв при письме. Зрительный аппарат человека ухитряется схватить нечто общее, присущее этим вариациям, не обращая внимания на второстепенные особенности. Не происходит ли в зрительной системе фильтрация Фурье? И не вытекает ли эта уникальная возможность зрительной системы из деятельностью НКТ, из процеживания картинок через сита пульсирующих полей? Судя по всему, это так.

И правда, инженеры кое-чему научились у живых организмов: компьютерные программы сегодня распознают с высокой точностью типографские шрифты, а после недолгого обучения – даже рукописные и изысканно стилизованные, например готику. А компьютерная полицейская программа сравнивает фотографию на паспорте с портретом в своей памяти, и загорается красная надпись: преступник!

Конечно, стопроцентной гарантии от ошибок достичь не удается. Ряд Фурье простирается в бесконечность, и в всегда найдется такая крошечная деталь, которой будут отличаться картинки, похожие по всем остальным показателям. Но тут уж ничего не поделаешь. Проблему «похож – не похож» приходится всегда решать с какой-то разумной степенью точности.

Но что самое главное, такой подход – через фильтры Фурье – позволяет взглянуть на проблему опознания с голографических позиций.

Голография... Ее материальную основу – волновой процесс – наука осознала еще в VII в. Знаний, чтобы воплотить ее в реальность, хватило бы у таких замечательных исследователей, как Юнг, Френель, Фраунгофер, много и плодотворно занимавшихся волновой природой света и взаимодействием его волн. И все-таки она не появилась, хотя Кирхгоф, Рэлей, Аббе и многие другие физики второй половины XIX – начала XX в. вплотную подходили к ее принципам.

А изобретя ее, наконец, в 1947 г., Деннис Габор, венгерский физик, работавший в Англии, не смог найти ей практического применения и с годами почти позабыл о придуманном способе получения необычных фотографических изображений.

Рис. 43. Создаются голограммы методом Эммета Лейта и Юриса Упатниекса (сверху) или более общим методом Ю.Н. Денисюка (снизу)

Иную, чем у Габора, обобщенную схему получения голограмм предложил в 1962 г. ленинградский инженер Юрий Николаевич Денисюк. Из нее вытекали и все остальные методы голографирования. Увы, тогдашние советские ученые-эксперты, к которым попала на рассмотрение заявка на открытие (примерно 100 страниц формул и описаний экспериментов), отнеслись к ней по-барски презрительно. Рецензия состояла из одной строчки: «Заявитель явно не знает курса физики для десятого класса средней школы». Этот отзыв сочинил некий кандидат наук, а подписал всемирно известный физик, директор Института физических проблем П.Л. Капица (и на старуху бывает проруха...). В результате Денисюк лет на восемь забросил свои занятия голографией, хотя уже получил практические результаты и защитил кандидатскую диссертацию по этой проблеме.

Единственный человек, который вполне оценил его теорию, был почтенный физик, академик Иван Николаевич Обреимов, присутствовавший на защите. Он сказал: «Тут говорили о физической невозможности процесса, предложенного диссертантом. Пусть так. Но ведь математическая сторона работы безупречна, не правда ли? Так давайте за физику поставим ему ноль, а за математику пятерку». С ним все согласились, и защита состоялась.

Рис. 44. Чтобы увидеть сголографированное изображение, голограмму нужно осветить, например, солнечным светом или лучом лазера

Обреимов рекомендовал статью Денисюка в «Вестник Академии Наук». Она вышла в свет за месяц или два до появления в «Журнале американского оптического общества» статьи американских радиофизиков Эммета Лейта и Юриса Упатниекса, предложивших еще одну схему получения голографических изображений. Так что приоритет остался за Денисюком. И пришло письмо от крупного американского физика П. Дж. ван Хирдена: «Мое незнание Ваших работ тем более непростительно, что, как я только что обнаружил, Ваша статья 1962 года давно уже переведена на английский...».

После всего этого кандидата физико-математических наук Денисюка выбрали членом-корреспондентом Академии наук СССР, хотя он не имел степени доктора, случай беспримерный в истории академии. И, конечно же, выдали диплом на открытие. А доктором наук он стал позже, но не по голографии...

Голография в ее наиболее известном виде – это особое фотографирование, без привычной фотокамеры, на пластинку, которую ставят между лазером и голографируемым предметом (левый рисунок). Отраженный от предмета лазерный луч – предметный – и идущий сквозь пластинку опорный луч взаимодействуют друг с другом, как положено двум потокам волн. Сплетение горбов и впадин создает на пластинке узор из темных и светлых пятнышек, каждое из которых – размером с четверть световой волны. Если теперь (после проявления, закрепления и еще одной операции, которой в обычном фотографическом процессе нет, – отбеливания) выставить пластинку на свет, мы вдруг увидим, как «из ничего» возникнет объемное изображение, скажем, сростка кристаллов горного хрусталя.

Как это происходит? Предельно бегло – дело обстоит так, как если бы каждое получившееся пятнышко стало самостоятельным источником света. Его электромагнитные волны взаимодействуют в пространстве, усиливая и ослабляя друг друга, и из световых лучей оказывается соткан видимый образ – предмет, подвергшийся голографированию. По сути этот образ не что иное, как память о тех электромагнитных волнах, которые отражались от него во время съемки.

«Я бы хотел указать на философский аспект таких удивительных явлений, как <...> сходство голографической регистрации с памятью человека», – заметил Габор. И действительно, на одной голограмме можно уместить сотни тысяч изображений, в одном квадратном сантиметре ее находит пристанище до 100 миллионов бит (единиц измерения информации).

Голограмма любого предмета – идеальный фильтр, выделяющий его изображение среди тысяч других. Скажем, множество ключей с хитрыми бородками разбросаны в беспорядке на столе: попробуйте отыскать нужный. Сколько минут вы потратили? А достаточно взглянуть на освещенный лазером хаос через голограмму данного ключа, – и там, где он лежит, вспыхнет яркая точка. Скорость работы голографических опознающих систем в миллион раз превосходит быстроту самых лучших установок, решающих задачу традиционными методами. Таковы, например, голографические узнаватели, которым предъявляют для сравнения фотографии, отпечатки пальцев, буквы рукописей и т.п. Как не заметить тут сходства со зрением, опознающим за сотые доли секунды знакомое лицо среди множества других!

Где же складываются и вычитаются пространственные частоты, с которыми оперирует глаз и к которым имеет, по-видимому, прямое отношение НКТ? Разнообразные опыты, проводившиеся в лабораториях многих стран, убедили исследователей, что делается это в высших областях зрительной системы.

Глава седьмая. Новый ключ к старым тайнам

Таким образом, голограмма, которая

вначале была использована как метафора или

аналогия для объяснения некоторых сторон

нарушения деятельности нервной

системы, стала точной моделью

нормальных форм ее работы.

Карл Прибрам. Языки мозга

Многие думают, что память – это нечто вроде запасника картинной галереи: стоят у стенки прислоненные друг к другу тысячи полотен, нужно вспомнить – вытащил, посмотрел...

– Недавно перечитывал Антокольского, – сказал Глезер, – и запомнились строчки:

Что память?.. Кладовая. Подземелье.

Жизнь как попало сброшена туда.

Спят на приколе мертвые суда.

Недвижные, не сдвинутые с мели...

Красивая картина. Очень впечатляющая. В поэзии, конечно, можно все, на то она и поэзия. А в жизни...

Кто посмотрит на эти «суда»? Древние отвечали: душа. Но мы-то знаем, что никакой отдельно живущей от тела души нет. Нет в мозгу у человека маленького человека, который смотрит этакий телевизор: чего, мол, там видит своими глазами человек, какие образы складывает в памяти? Десять, а по другим данным даже 50 миллиардов нервных клеток у нас в мозгу, идут от одной к другой электрические импульсы разной частоты и амплитуды, в межклеточном пространстве и в клетках происходят химические изменения, и кроме этого ничего – понимаете, ничего! – нет. А мы видим, и память существует, и картины прошлого мы с вами вспоминаем. Что же приходит из глаза в мозг?

В средние века считалось, что приходят идеи. Поступают по зрительным нервам и складываются в резервуаре памяти, который полагали находящимся где-то возле затылка. Но опять-таки слово «идеи» ничего не объясняло.

Когда широко распространилось книгопечатание и листы с гравюрами на божественные и светские темы получили повсеместное хождение, стали учить, что в мозгу каким-то путем возникают «отпечатки» изображений, переносятся туда, мол, картинки того, что хрусталик проецирует на заднюю стенку глазного яблока. Подобные гипотезы укрепились особенно в конце XIX в., раскрывшего строение глаза и роль сетчатки с ее светочувствительными палочками и колбочками.

Большой популярностью пользовалось мнение, что от каждого светоощущающего рецептора идет в мозг одно нервное волокно, формируя в коре «рельеф возбуждения» – этакую фотографию увиденного. Долгое время гипотеза представлялась единственно верной, ее защищали крупнейшие физиологи, в частности Иван Михайлович Сеченов. Но все-таки пришлось от нее, несмотря на заманчивую простоту и наглядность, отказаться, когда выяснилось, что чувствительных элементов сетчатки раз в полтораста больше, нежели волокон зрительного нерва: как при таких условиях может сформироваться картинка? (Заблуждения чудовищно цепки и живучи. Даже в середине ХХ в. всерьез защищались такие взгляды: зрительные ощущения суть фотографические копии того, что представляется взору. В солидных книгах писали...)

Проблема человечка-гомункулуса в мозгу явно бесплодна. Что же противопоставляет ему современная наука? В книге «Информационные процессы мозга и психическая деятельность» высказывается мысль, что свойственное человеку «Я» – это то содержимое памяти, которое извлекается именно в тот момент, когда в мозг приходит сигнал от органов чувств: нельзя ощутить внешний сигнал без своего «Я» и нельзя почувствовать своего «Я» без внешнего сигнала. Поэтому бессмысленно искать человеческое «Я» в мозгу, как ищут золотые самородки. Ощутить себя можно лишь во взаимодействии с внешним миром, получая от него какие-то сигналы. Человек располагает своим «Я» только в виде информационной системы, в столкновении памяти с сиюминутным восприятием (у очень многих людей самопортрет, то есть мысленное представление о своей внешности, существенно расходится с тем, что показывает объективное зеркало: «Ах ты, мерзкое стекло, это врешь ты мне назло!»). Но как бы то ни было, вопрос о том, в каком виде картины внешнего мира приходят в мозг и получают там вид образов, не снимается словами об «информативном столкновении».

Казалось, в тоннеле забрезжил свет, когда в 1959 г. физиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визел, работавшие в Гарвардском медицинском институте, ввели в затылочную кору кошки (туда, где оканчиваются волокна зрительного нерва) микроэлектрод и обнаружили нейроны, к которым сходились сигналы уже не от нескольких сотен фоторецепторов, как к ганглиозным клеткам сетчатки, а сразу от многих тысяч. Это выдающееся открытие было следствием новой техники эксперимента. Раньше, чтобы обнаружить поле, связанное с ганглиозной клеткой, требовался простой сигнал: тонкий, словно спица, луч. Яркая точка на экране – вот что возбуждает «он»- и «офф»-поля сетчатки. Клеткам коры нужны иные стимулы для возбуждения – прямые линии и прямоугольники.

Однако не всякий стимул заставит заговорить клетку. «Нередко требуются многочасовые поиски, чтобы обнаружить отдел сетчатки, связанный с определенной клеткой коры, и подобрать оптимальные для этой клетки раздражители», – писал Хьюбел. По виду стимула и разделили американские исследователи обнаруженные ими поля клеток зрительной коры (поля коры, чтобы каждый раз не говорить «клеток»).

Простые поля выделяют только прямые тонкие линии. Едва линия попадает в область сетчатки, где дислоцировано поле, как нейрон коры буквально кричит: вижу, вижу! Убрали линию в сторону – замолкла и клетка, словно погасла сигнальная лампочка.

Сложные настроены на перепады яркостей типа «прямой край», «угол», «дуга». Они срабатывают и тогда, когда в поле зрения появляется движущийся предмет, – в чем-то сродни лягушачьим детекторам. Однако то, что клетки-сигнализаторы находятся не в сетчатке, а в коре мозга, говорит нам о куда большей сложности и гибкости зрительного аппарата млекопитающих.

Все эти поля ощущают ориентацию, – нужно тридцать таких полей, чтобы выделить наклоны одной-единственной линии через каждые шесть градусов во всем диапазоне углов от нуля до 180 градусов.

Есть поля, которые видят, скажем, только горизонтальную линию, движущуюся сверху вниз, а на вертикальную, гуляющую вправо-влево, внимания не обращают.

Сверхсложные поля выделяют уже не просто линии, а линии вполне определенной длины. Небольшое отклонение размера в ту или иную сторону, и реакцию нейрона не обнаружишь, «лампочка» не вспыхивает.

А то вдруг микроэлектрод натыкается на клетку, которой природа задала задачу: реагировать только на информацию, поступающую сразу от обоих глаз, и молчать, если один из них не видит стимула на экране. Сдвинули контакт чуть глубже или в сторону (не забывайте, что толщина коры головного мозга у кошек равна максимум двум миллиметрам, а у человека – четырем с половиной) – здесь нейрон, воспринимающий сигналы преимущественно от правого глаза, а рядом – в основном от левого: они имеют прямое отношение к проблеме объемного, бинокулярного зрения, которой мы еще займемся.

Полей коры – тысячи, сотни тысяч и миллионы. Перекрывая друг друга, именно они позволяют зрительному аппарату оценивать с помощью одних и тех же рецепторов сетчатки и элементы контура, и яркость, и цвет, и многое другое, делать это сразу по всему зрительному пространству, открывающемуся глазу, одновременно.

В области наиболее четкого зрения – центральной ямке сетчатки – находятся маленькие поля, позволяющие тонко распознавать форму предметов.

Ближе к краям сетчатки – поля крупные, с помощью которых форму не различишь, но зато уловишь яркость и движение, так что даже боковым зрением удается заметить мчащийся автомобиль или вспыхнувший фонарик (эти специфические поля обнаружены у всех млекопитающих, с какими только работали по этой теме ученые). Стоит появиться на краю поля зрения чему-то движущемуся, как через 15...17 сотых долей секунды туда непроизвольно обращается взор. Причем исключительно точно: пауза, потом быстрый скачок (скорость плавно нарастает до максимальной и так же плавно сбрасывается до нуля), и центральная ямка направлена прямехонько на объект, чтобы дальше безошибочно отслеживать его движение. Что все это значит?

Только то, что данные о движении предмета – его скорости, направлении, ускорении – зрительный аппарат вырабатывает перед началом ясного видения, по каналу (или каналам), с опознанием формы никак не связанным.

И действительно, нейроанатомы нашли, что подкорковая структура «ядро глазодвигательного нерва» получает сигналы прямо от сетчатки, минуя НКТ, а также от затылочной коры, такое двойное подчинение, по-видимому, и обеспечивает перемещение глазного яблока задолго (по скоростям мозговых процессов) перед тем, как мы увидим ясно то, на что обратили взор.

Поля – врожденные структуры. Их отыскали даже в коре еще не прозревших котят. «Существовавшее ранее представление о том, что большинство связей мозга функционально отбирается из совокупности случайно сформированных соединений, в настоящее время кажется неправомочным. Уже на ранних стадиях развития большинство связей устанавливается точно; существует много доказательств того, что образованные связи специфичны не только для данной области мозга, но и для данного нейрона (а в некоторых случаях и для данных частей нейрона) внутри этой области», – читаем мы в книге «Мозг».

И возникла мысль, что поля, реагирующие на линии, углы, дуги, площадки и так далее, – не что иное, как те самые детекторы, задача которых состоит в выделении признаков разных изображений. А затем, мол, эти признаки объединяются между собой в высших отделах мозга, формируют сложные признаки, потом еще более сложные, и в конце концов находится где-то гностический (от греческого «гнозис» – знание, познание) нейрон, сигнализирующий, что в поле зрения появился данный предмет. По этому поводу шли дискуссии, и Джордж Сомьен писал в книге «Кодирование сенсорной информации в нервной системе млекопитающих», что «вопрос о возможности существования клеток «детекторов кошки», т.е. нейронов или групп нейронов, специализированных для идентификации определенных классов предметов, вновь поднят со всей серьезностью».

Увы, дальнейшие исследования показали, что детекторная гипотеза «не проходит». Ну хотя бы потому, что не отвечает на такой вопрос: почему мы одинаково хорошо способны узнать льва и на реалистическом, во всех подробностях, рисунке, и в изощренно-стилизованном или наивно-детском изображении? Фрагменты каждый раз разные, сработают разные выделяющие детекторы, а результат один и тот же. Что же, для каждого такого льва существует отдельный детектор? Сомнительно, покачал бы головой философ Уильям Оккам (ок. 1285 – 1349), провозгласивший принцип: не нужно делать посредством большего то, что можно достичь посредством меньшего...

Где же выход? Оказалось, в новом подходе к роли полей, в той гипотезе, которая была выдвинута коллективом Лаборатории профессора Глезера.

...Кошке сделали трепанацию черепа, просверлили дырочку в черепной коробке. Кошки переносят операцию завидно хорошо, к вечеру уже прыгают.

Но эта лежит неподвижно. Она кураризирована: в вену ей мелкими каплями подают кураре, тот некогда таинственный яд, которым южноамериканские аборигены смазывали наконечники своих копий и стрел. Кураре, словно выключатель, останавливает действие мышц, и глаза кошки направлены строго в одну точку, туда, где ей на экране показывают «кино». Тихо шуршит аппарат искусственного дыхания. Кошка лежит на теплой грелке и, не исключено, блаженствует. Во всяком случае не сердится и не искажает своей злостью результатов опыта.

А по экрану проплывает светлая полоска, ведь неподвижные глаза иначе ничего не увидят. Вот полоску сменила «зебра» – две светлые полоски с темным промежутком между ними, а то по команде экспериментатора появятся «зебра» из трех полосок, четырех, пяти... Решетки... Пространственные частоты, каждая из которых – речь, обращенная к мозгу...

– Они открыли нам, что мозг действительно занимается голографией, – сказал Глезер. И стал рассказывать прежде всего не о своей лаборатории, а о работах Хьюбела и Визела.

Эти нейрофизиологи в конце 60-х годов выяснили, что в затылочной коре кошки можно обнаружить не одну клетку, настроенную на выделение линии определенного размера, а несколько. Требовалось только двигать микроэлектрод строго перпендикулярно к поверхности коры, и такие клетки встречались одна за другой, словно лежащие столбиком монетки. А рядом другой столбик, настроенный на такую же линию, только иного наклона...

В итоге на площади около 0,8 x 0,8 миллиметра – в модуле – собираются столбики нейронов, отхватывающих все ориентации линии, от нуля до 180 градусов (см. иллюстрацию справа). Замечательно, что у человека и обезьян в каждом столбике примерно 260 клеток, и это число удивительно стабильно по всей затылочной коре. А у всех иных млекопитающих – там только по 110. И хотя серьезные доказательства отсутствуют, есть мнения, что такое различие имеет далеко идущие следствия. Вполне возможно, что именно оно определяет более высокие интеллектуальные способности приматов. Ведь во всех других, не-зрительных участках коры, даже у человека столбики состоят из 110 нейронов...

Рис. 45. Модульная организация коры головного мозга. Столбики модуля распознают линии и решетки всех ориентаций от 0 до 180 градусов через каждые 6 градусов. Размер поля затылочной коры кошки определяет остроту ее зрения. У человека поле впятеро меньше – 0,5 градуса – и соответственно острота зрения выше

Английский нейрофизиолог Вернон Маунткасл, настойчиво пропагандирующий мысль о модульной организации коры, открыл это свойство мозга в конце 50-х годов прошлого века. Он показал, что вертикальные связи нейронов каждого столбика гораздо интенсивнее, чем горизонтальные, передающие сигналы от столбика к столбику. И что каждый столбик работает относительно независимо, делает свое дело как суверенная система с собственными входом и выходом. Маунткасл исследовал соматосенсорную кору, область мозга, на которую проецируются окончания нервов, несущих сведения от кожи и внутренностей. Эксперименты Хьюбела и Визела подтвердили, что таким же способом устроена зрительная кора.

Хитрость только в том, что каждый фоторецептор сетчатки соединен не с одним нейроном, а сразу со многими тысячами. «Линия связи» от светочувствительной клетки захватывает в коре целый цилиндр диаметром примерно два с половиной миллиметра. А ведь на каждом квадратном миллиметре коры вглубь уходит около 100 тысяч нейронов!

Гипотеза XIX в. о прямых связях «фоторецептор – нейрон коры», как мы знаем, не подтвердилась. Но некое зерно ее все же оказалось жизнеспособным. Выяснилось, что соединения между сетчаткой и зрительной корой, несмотря на промежуточные преобразования, упорядочены топографически (припоминаете гипотезу Бернштейна?). Иными словами, если по сетчатке начнет блуждать яркая звездочка, максимум возбуждения нейронов затылочной коры – локус – повторит все ее эволюции. Пойдет точка вправо, и в соответствующую сторону двинется локус, точка вверх – и локус в то место коры, которое соответствует верхней части сетчатки.

Восхитительная сложность организации зрительной системы на этом уровне еще не кончилась. Ведь что означает разветвляющаяся линия связи «фоторецептор – цилиндр коры»? Только то, что мозаика фоторецепторов, этих вполне отделенных друг от друга образований (дискретных, сказал бы специалист), представлена в коре колоссальным множеством перекрывающихся нейронных цилиндров. То есть, по сути, непрерывно. Дискретная топография преобразовалась в «гладкую» – вот разгадка того изумлявшего ученых парадокса, что мы видим линии сплошными, хотя они воспринимаются с помощью дискретных элементов сетчатки, то есть палочек и колбочек.

Наконец, модули, входящие в цилиндры коры, правильно чередуются: один связан с правым глазом, соседний с левым, и так далее... Четкость, предопределенная генетически, видна повсюду в нервной системе. «Хотя, вообще говоря, схема соединений мозга очень запутана, работы последнего времени показали, что эти соединения гораздо более упорядочены, чем можно было думать», – отметил Френсис Крик. Действительно, у одного из червей нейронная сеть состоит всегда из 279 клеток, не больше и не меньше, и каждая соединена с другими клетками одинаково точно и занята только ей присущим делом. Вам кажется некорректным сравнение человека с червем?

Но вот что говорит Хьюбел: «Принципы нейронной функции удивительно сходны у столь далеких друг от друга животных, как улитка и человек; большая часть того, что известно о нервном импульсе, изучено на кальмаре. Даже основные структуры головного мозга так сходны, например, у кошки и человека, что нередко не имеет значения, чей мозг изучать».

То, что зрительная кора и НКТ организованы в топографическом плане соответственно сетчатке, то есть ретинотопически, объясняет немало зрительных феноменов. Ведь это наиболее простой и эффективный способ выделения простейших пространственных признаков любой картины и ее деталей: «справа», «слева», «сверху», «снизу», «большой», «маленький», «подвижный», «неподвижный» и так далее. Конечно, такого описания мира еще недостаточно, чтобы составить его полный образ, но некоторые, причем весьма важные, сведения живое существо получает.

Что же касается модулей и входящих в них столбов из нейронов, то не имеют ли выделяемые ими линии разной ориентации какого-нибудь отношения к голографии? Такой вопрос поставили перед собой сотрудники Лаборатории. И принялись показывать кошкам «кино» – решетки с разными пространственными частотами.

Почему именно решетки, а не что-нибудь другое? Откуда у Глезера и его коллег взялась уверенность, что найдутся нейроны, реагирующие не только на одиночную линию, но не на «зебры»? Прозорливость эта основывалась на сущности голографического процесса, прямо вытекала из анализа с помощью рядов Фурье.

Ведь граница между светлым и темным участками картинки – не что иное, как перепад яркостей. Значит, он может быть представлен совокупностью пространственных частот, может состоять из решеток с одной линией (ее-то и обнаруживали всегда, исследуя зрительную кору «по Хьюбелу и Визелу»), с тремя, пятью и так далее: таков и только таков ряд Фурье в подобном случае. Следовательно, если мозг действительно занимается голографией, если зрительная кора умеет делать такие преобразования, в ней обязаны находиться нейроны, настроенные на восприятие «зебр» с разным нечетным числом полосок.

Еще в 1966 году выдающийся английский нейрофизиолог Ф. Кэмпбелл установил, что зрительная система в целом работает подобно многоканальному Фурье-фильтру. Каждый канал такого фильтра настроен на выделение определенной пространственной частоты. Он доказал это так. Сначала испытуемому показывали решетку, у которой контраст между «прутьями» и «пустотой» был очень мал, однако таков, что решетка была все-таки заметна. Затем человек переводил взор на очень яркую, очень контрастную решетку, смотрел на нее примерно минуту и сразу же после этого пытался увидеть малоконтрастную. Но она как бы прикрывалась шапкой-невидимкой. Несмотря на все старания, испытуемый не видел ничего: мощный сигнал от контрастной решетки резко понизил чувствительность зрительного канала.

Ясно, что во всех трех случаях изображение попадало на разные участки сетчатки, так что об «утомлении» фоторецепторов не могло быть и речи. Чувствительность подавлялась на иных, более высоких участках тракта, по-видимому, в коре.

Если же «слабая» и «сильная» решетки резко различались по своим пространственным частотам, подавление не наступало, работали в каждом случае разные каналы приема зрительного сигнала.

Но действительно ли с корой связаны эти каналы? Кэмпбелл не смог тогда ответить на этот вопрос.

Ответ нашли сотрудники Лаборатории.

Рис. 46. Когда микроэлектрод идет строго перпендикулярно коре, он встречает нейроны, реагирующие на различные решетки, однако все эти решетки наклонены под одним и тем же углом

Во-первых, они отыскали нейроны, существование которых было предсказано ими, что называется, с помощью карандаша и бумаги. Одиночные полосы таким клеткам безразличны. Нейроны были бы признаны «молчащими», проверяй их по методике Хьюбела и Визела. Но полноценный сигнал немедленно появлялся, как только проекционный фонарь показывал кошке движущуюся решетку.

Второе открытие заключалось в том, что для целого ряда полей решетка должна выглядеть прямоугольником вполне определенной длины и ширины. Все пространство сетчатки анализируется корой по «полосатости» каждого кусочка – факт чрезвычайно важный, как мы очень скоро увидим.

Рис. 47. Косое движение микроэлектрода – и поля, перекрывая друг друга, располагаются под разными углами

Третье открытие оказалось самым сенсационным. Стало ясно, зачем в столбе любого модуля зрительной коры так много нейронов. Они вовсе не резервируют друг друга, как могло бы показаться (всем известна колоссальная надежность нейронных сетей!), дело в ином. Хотя все нейроны столба соединены с одним и тем же полем сетчатки, каждый дает максимальный ответ только на свою решетку, то есть на вполне определенную пространственную частоту. Математик скажет, что поле обладает «весовой функцией», которая в реальности представлена именно этой решеткой, а математически описана формулой с дифференциалами и интегралами.

Хотя и грубая, но наглядная аналогия работы поля, выделяющего «свою» решетку, – это человек, примеряющий шляпы в магазине. На его голову удобно сядет только шляпа вполне определенного размера, но, вообще говоря, напялить можно любую, хотя одни будут держаться еле-еле, а другие болтаться. Реакция примеряющего окажется каждый раз иной.

Так же и нейрон, обладающий данной весовой функцией, способен отозваться не только на оптимальную решетку, но и на другие. Как говорят, он обладает широким спектром входных сигналов, один из которых – «тот самый»». С позиций математического анализа любой ответ есть «свертка» весовой функции с распределением освещенности в данной решетке – операция, немного напоминающая умножение с последующим суммированием.

Выходит, объединенные в столб нейроны способны отреагировать на любую решетку данного наклона, попавшую на их рецептивное поле сетчатки. Каждый нейрон ответит по-своему, оптимально или не оптимально – это без разницы. В целом сформируется ансамбль ответов, подобный тому, который получался, когда робот анализировал картинку с помощью набора фильтров Фурье и фотоэлементов. Объединенные в модуль, все столбы своими сигналами обозначат решетку любого наклона и любой пространственной частоты.

Целостная картинка, имеющаяся на задней стенке глазного яблока, представлена на уровне затылочной коры сигналами модулей. Они разбивают эту картинку, превращают в огромное множество фрагментов (по числу полей). И каждый фрагмент, в свою очередь, выглядит внутри модуля ансамблем сигналов – результатом разложения по функциям Фурье.

То есть фрагмент представлен голографически. Точнее, кусочно-голографически, а уж если быть совсем точным – кусочно-квазиголографически. Почему «квази», то есть «как бы»?

– Потому что обычную голограмму непременно связывают с лазерами, когерентным излучением, сплетением опорного и предметного пучков, а здесь ничего этого нет, да и не нужно, – отвечает Глезер, выдвинувший эту гипотезу в 1970 г. – Ибо голография в точном смысле этого понятия есть разложение некоего колебательного процесса в ряд Фурье и запоминание того, что получилось. «Холос» – греческое слово, от которого получился термин, – означает «цельный, целостный». То есть речь идет о полной, во всех деталях, записи информации. Этим зрительный аппарат и занимается.

Проблема целостной записи относится, кстати, не только к зрению, но и физиологии восприятия вообще. Мелодию увертюры к опере «Кармен» человек запоминает не как последовательность звуков, а как некий образ, во всей полноте, так что потом мелодия звучит для него в любой тональности, с любыми вариациями, вплоть до джазовых синкоп, – вот какое широкое обобщение! Почти наверняка можно предположить, что когда доберутся до этой тайны, она окажется связанной с рядами Фурье и квазиголографией...

Ну а насчет зрения – голографический подход объясняет немало. Например, возникновение иллюзий, с чем иные модели зрительной системы плохо справляются.

Вадим Давыдович порылся в бумагах на столе и вытащил фотографию. На ней виднелись светлые пятна на темном фоне.

– Вот это голографическая интерпретация иллюзии Мюллера – Лиера...

Несмотря на мудреное название, иллюзия знакома всем, это линии с «хвостиками»: длина линий одинакова, но «хвостики» направлены у одной наружу, а у другой внутрь, так что в итоге линии кажутся разной длины. Долгое время считали, что глаз ошибается в размерах потому, что скользит от одного края картинки до другого. И если «хвостики» направлены в ту же сторону, что движение, взор «протягивается» по ним, психологически удлиняя размер. Наоборот, встречая противодействующие «хвостики», взор тормозится – линия кажется короче. Эту версию опроверг голографический эксперимент, а перед тем – психологический.

Рис. 48. Четыре голограммы (слева) и то, что они показывают (справа). В кружке иллюзия Мюллера-Лиера

Для психологического эксперимента изображение делали неподвижным относительно глаза: помещали диапозитив в миниатюрную присоску Ярбуса на глазном яблоке. Теперь водить зрачком по линиям возможности нет, а испытуемые все равно видят их иллюзорно разной длины.

Стало ясно, что рождается иллюзия не в глазу как таковом, а гораздо глубже: на уровне коры.

Голографический эксперимент заключался в том, что картинку с иллюзией Мюллера – Лиера превращали в голограмму, а потом выбрасывали из нее высокочастотные члены разложения Фурье. После этого восстановленное (и несколько менее четкое, естественно) изображение было именно таким, каким оно кажется: иллюзорно большая линия выглядит на голограмме действительно более длинной, нежели та, у которой «хвостики» вовнутрь.

Точно так же был вскрыт голографический механизм иллюзии «птичек» – разбросанных по листу бумаги равносторонних треугольников (они слева вверху на этой картинке).

Рис. 49. Голографический механизм иллюзии «птичек»

«Птички» летят, когда на них смотришь, то в одну сторону, то в другую, то в третью... Причина их своенравного поведения в том, что зрительный аппарат каждый раз использует не весь «мозговой фильтр Фурье», а только какую-то его часть.

Этот эффект великолепно демонстрирует ЭВМ: она показывает на экране телевизора «полет птичек» в любом направлении (нижний ряд). Для этого компьютер смотрит на треугольнички через Фурье-фильтр (справа вверху), соответственно синтезированный компьютером, но выбирает то одну часть фильтра, то другую, то третью (см. второй ряд изображений на рисунке справа).

А какой биологический, природный смысл был формировать такую сверхсложную опознающую мозговую систему, как Фурье-анализатор и кусочная квазиголография? Огромный.

Рис. 50. Слева вверху – светлый квадрат,  которого нет на самом деле. Справа – линия, которой также нет на самом деле. Причина? Голографическое устройство  зрительного аппарата, обеспечивающее анализ текстур

Помните, рассматривая «обманы зрения», мы много говорили о текстурах? А теперь посмотрите вокруг: мир – это мозаика текстур. Но что такое эти текстуры, как не естественные, природой изготовленные решетки?

Все огромное многообразие природных текстур может быть представлено в затылочной коре соответствующим многообразием кодов – ансамблей ответов каждого модуля (паттернов, как для краткости называют такой ансамбль). То есть мозг получает сведения, насколько дробны и упорядочены элементы текстур, насколько и в каком направлении наклонены. Любая картинка оказывается представленной в затылочной коре некоторой мозаикой паттернов – соответственно множеству полей нейронов и множеству модулей коры.

Для каждой картинки, для каждого предмета мозаика оказывается особой. То есть получается мозаика признаков, позволяющих отличать предмет от предмета, пейзаж от пейзажа, лицо от лица...

– Мы назвали эти признаки простыми, – сказал Глезер. – С их помощью можно описать и запомнить любую картинку, от чрезвычайно пестрой до контурной, ведь гладкую поверхность можно рассматривать как выродившуюся «до нуля» текстуру. А математически это означает, что совокупность сигналов модулей выглядит многомерным пространством, и каждое конкретное изображение есть точка в нем.

Чтобы опознать изображение, надо сначала запомнить все признаки, и потом, когда поступит из сетчатки новое изображение, сравнить новые признаки с прежними, записанными в памяти. И если в итоге аппарат сравнения выйдет в прежнюю точку многомерного пространства, можно будет сказать: «Да, это тот же самый предмет». А если нет – нет.

Тут очень к месту вспомнить пульсирующие поля НКТ. Поскольку паттерны модулей затылочной коры опираются на эти поля, ясно, что в начальный момент после каждого саккадического скачка будут работать корковые нейроны, отвечающие лишь на самые низкие пространственные частоты. Только позже, по мере стягивания полей НКТ, станут восприниматься более высокие частоты, описываться все более тонкими составляющими паттернов.

Выходит, при запоминании картинки «точка» в многомерном пространстве простых признаков будет ставиться постепенно: сначала на основании грубых признаков, потом все более мелких. И соответственно опознание совершается после каждого скачка в несколько этапов; от грубого до наиподробнейшего. В этой последовательности – разгадка одного озадачившего всех опыта, произведенного в 1969 г. американскими физиологами.

Они формировали на телеэкране картинку так, что сначала появлялись низкие пространственные частоты (грубые контуры), а потом все более высокие (мелкие подробности). Если промежутки между появлением этих частот были невелики, человек не отличал такое последовательное изображение от обычного, когда все частоты подавались на экран одновременно. Сейчас понятно, почему картинки казались одинаковым: темп появления высоких пространственных частот соответствовал стягиванию полей НКТ, и для зрительного аппарата было безразлично, что высокочастотные составляющие пришли в мозг чуть позже низкочастотных.

– Вадим Давыдович, – спросил я, – а как же в таком случае мы видим контуры? Поля покажут характер текстуры, размер области, которую она заполняет, – где же контурная линия?

– Этим занимаются особые поля, только для того и предназначенные. Когда мы их обнаружили, нас удивило, что они выглядят «трехслойным пирогом»: средняя часть возбуждает нейрон коры, а боковины тормозят. Если такая текстура попадает на все поле или, что то же самое, поле оказывается внутри текстуры, сигнала нет, тормозные фланги подавили возбуждающий сигнал центра. Однако едва хотя бы один фланг вышел за границу, попал на иную текстуру или даже на такую же, но по-иному повернутую своими элементами, возбуждающий центр поля пересиливает торможение одиночного фланга. В итоге контур подобраза оказывается выделен цепочкой, составленной возбужденными нейронами, – можно сказать, выстрижен из фона примерно так же, как хозяйка обводит колесиком с зубцами линии выкройки...

– Вы сказали – подобраза? Что это значит?

– Так называются текстурно однородные участки. Взгляните на дерево на большом лугу: в картине три текстурных подобраза – ствол, крона и луг как фон. Или возьмите любую гравюру: все мастерство художника построено именно на умении пользоваться разнообразием текстурных подобразов. Впрочем, подобраз не есть что-то абсолютное и приговоренное навсегда им оставаться. Для образа «дерево» подобразами будут «ствол» и «крона», но та же самая крона – образ для подобразов «ветка» и «лист».

Мир велик и разнообразен, и столь же разнообразна иерархия образов и подобразов. Но еще важнее, что открылась, наконец, причина, ради которой поставила природа между сетчаткой и выходными сигналами затылочной коры столько преобразующих ступенек. Без этих преобразований нет возможности выделить текстурный подобраз из фона, созданного иной текстурой, а такая задача для живого существа жизненно необходима, как для хищника, так и для жертвы.

К тому же описание мира через систему подобразов оказывается очень экономичным. В чем заключается цель зрения и в конечном счете мышления? Установить, каково пространственное расположение предметов и как оно изменяется во времени. Это самая общая формулировка любой познавательной деятельности. Сейчас наша задача скромна: нужно всего лишь увидеть, как возле дерева на лугу ходит человек. И действительно, передвижение его подобраза в ретинотопическом пространстве заднетеменной коры не затрагивает подобразов «луг» и «дерево». Мозгу, следовательно, нужно реагировать только на сравнительно небольшие изменения общей картины, и обработка информации получается наиболее простой. А покупать победу малыми силами – первое требование, которое природа предъявляет к живому. Организм ведь существует не ради информации, а ради того, чтобы жить...

И уж коль затронута ретинотопика, надо отметить, что «выстриженные из образов» подобразы (а значит, и образы тоже) располагаются в нейронном пространстве затылочной коры именно в таких между собой взаимоотношениях, в каких они спроецированы хрусталиком на сетчатку. Так, как на самом деле располагаются предметы в пространстве перед нами. Но – и это принципиально важный момент! – мы в нейронных сетях затылочной коры не увидим никаких контуров.

То, что существует реально на сетчатке как контурная картинка, предстает в коре столь же реально, но математической моделью контуров и пространства. То есть подобно тому, как в аналитической геометрии нет линий, точек, плоскостей и так далее, а имеются одни уравнения. Примерно такой математикой с помощью кусочной квазиголографии и занимается мозг.

В итоге мы видим открывающееся перед нами пространство не только в виде светлых и темных пятен, но и в виде текстурных участков, имеющих четко очерченные границы. Видим сразу по всему полю зрения. А так как плотность расположения фоторецепторов неравномерна по пространству сетчатки, получается картинка разной четкости. И мы направляем центральную ямку, область наиболее четкого зрения, туда, где хотим разглядеть что-нибудь пояснее.

– Хотелось бы обратить внимание на то, – сказал Глезер, – что квазиголографический механизм, формирующий простые признаки деталей изображения, сформирован в зрительной системе генетически. Это значит, что он у всех людей одинаков. Поэтому если мы с вами смотрим вместе на какую-то вещь, она отражается в нейронных сетях затылочной коры у меня и у вас одинаково. Вот что дальше будет, какой смысл каждый извлечет из полученной картины, – это зависит от образования, жизненного опыта и так далее, словом, от социальных факторов. Но зрительная основа образов у всех одна.

Глава восьмая. Палитра

Для возникновения цвета необходимы свет

и мрак, светлое и темное, или, пользуясь

более общей формулой, свет и несвет.

Гёте

Когда в 1903 г. французский химик Луи Жан Люмьер (тот самый, который изобрел вместе со своим братом Огюстом кинематограф) решил заняться цветной фотографией, он ничего не знал о том, как устроена сетчатка курицы. И при всем при том почти буквально повторил в своем новом изобретении важную особенность ее конструктивной схемы (сетчатки, конечно, а не курицы).

У курицы, как и у многих птиц, и у некоторых видов черепах, природа поставила перед совершенно одинаковыми рецепторами сетчатки светофильтры – жировые клетки красного, оранжевого и зеленовато-желтого цветов. И еще бесцветные. А Люмьер брал зерна крахмала, окрашивал их в красный, зеленый и синий колеры, после чего посыпал этим трехцветным порошком фотопластинку.

Рис. 51. Одна из схем получения белого цвета. В реальности дело обстоит несколько сложнее...

Изобретатель руководствовался теорией цветового зрения, которую принято называть сейчас трехкомпонентной. Она ведет начало от речи «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее, в публичном собрании Императорской Академии Наук июля 1 дня 1756 года говоренное Михаилом Ломоносовым». Великий ученый сообщал слушателям: «Я приметил и через многие годы многими прежде догадками, а после доказательными опытами с довольною вероятностью утвердился, что природа эфирных частиц имеет совмещение с тремя родами действующих первоначальных частиц, чувствительные тела составляющих... От первого рода эфира происходит цвет красный, от второго – желтый, от третьего – голубой. Прочие цветы рождаются от смешения первых... Натура тем паче всего удивительна, что в простоте своей многохитростна, и от малого числа причин произносит (так и автора – В.Д.) неисчислимые образы свойств, перемен и явлений»».

Эта смелая мысль не была тогда по достоинству оценена научным миром. Лишь спустя полвека к ней обратился английский физик Томас Юнг. Он отметил, что идеи Ломоносова дали ему, выражаясь нынешним лексиконом, материал для размышлений.

Юнг оттолкнулся от самоочевидного факта: сетчатка сообщает мозгу о форме и цвете предметов (представления о более высоких мозговых структурах и их роли тогда еще находились в самом зачатке), а любая часть изображения может быть окрашена в любой, вообще говоря, тон. Как же глаз ухитряется видеть все многообразие красок? Неужели на любом кусочке сетчатки находится бесчисленное множество элементов, призванных реагировать каждый на свой цвет? Вряд ли: уж очень сложно, и тут к месту было вспомнить Уильяма Оккама с его принципом «не плодить лишних сущностей, кроме необходимых».

Вполне логичным поэтому выглядело такое предположение: ощущающих цвет клеток немного, но благодаря их совместной работе возникает ощущение бесконечного богатства красок. Три эфира, упомянутые Ломоносовым, трансформировались у Юнга в три цветоощущающих элемента сетчатки.

Детально это его предположение развил Гельмгольц в своем «Справочнике по психологической оптике», изданном в 1859...1866 гг. в Гейдельберге, где он читал физиологию студентам университета. После чего трехкомпонентная теория Юнга-Гельмгольца вполне утвердилась в науке о зрении.

Сейчас точно установлено, что в сетчатке цветовые фотоприемники – колбочки – именно трех родов: у одних максимальна чувствительность к желтым лучам, у других к зеленым, у третьих к синим. Удалось даже подобраться с измерительным прибором непосредственно к колбочкам сетчатки обезьяны, которая различает цвета почти так же, как человек. Чувствительность колбочек к частоте световых колебаний оказалась очень близкой к той, которая следует из теории трехкомпонентного зрения. Графики ответов занимают обширные области: «размазанность» кривых, перекрывающих друг друга, обеспечивает цветовое восприятие.

Но природа не поставила никаких светофильтров перед фоторецепторами нашей сетчатки. Она сделала хитрее: создала несколько разновидностей светочувствительных пигментов. Каждый из них лучше всего ловит «свои» кванты – минимальные порции света и вообще электромагнитных колебаний.

Глаз человека – система невероятно высокочувствительная. Академик Сергей Иванович Вавилов писал в книге «Глаз и Солнце», что порог раздражения палочек, с помощью которых мы видим ночью, эквивалентен силе света обыкновенной свечи, рассматриваемой с расстояния двухсот километров. Тогда на кусочек сетчатки, где находится примерно 400 палочек, попадает всего лишь шесть – девять квантов.

То есть для срабатывания фоторецептора достаточно одного-единственного кванта, ибо совершенно невероятно, чтобы даже две частицы света попали точно в один и тот же рецептор.

Долгие годы этот результат, к тому же подтвержденный опытами, во время которых глаз действительно ощущал квантовый характер света (ни один прибор не способен похвастать подобной чувствительностью!), казался граничащим с чудом: как ухитрилась природа сконструировать такой механизм? Новейшие исследования дали ответ: влетевший в светочувствительную клетку фотон – это как бы палец, нажимающий на спусковой крючок ружья.

Рис. 52. Молекула ретиналя реагирует на влетевший в нее квант света поворотом ее «хвостика»

В фоторецепторах любого живого существа находится несколько видоизмененный витамин А – ретиналь, вы видите его на рисунке слева (для создания объемности я написал на основной части молекулы ARABIKA). У основной части молекулы есть небольшой хвостик длиной в три атома углерода (он изображен черным цветом и тем же словом). Пока фотон не попал в молекулу, она изогнута так, что хвостик перпендикулярен плоскости, в которой лежат углеродные атомы основной части (картинка А). Квант заставляет хвостик повернуться, молекула становится плоской (картинка В).

В тонких наружных члениках палочек и колбочек молекулы ретиналя прикреплены к плоским дискам, собранным в стопку, словно монеты. Дисков множество, в палочке глаза лягушки, например, их около двух тысяч, на них несколько десятков миллионов молекул ретиналя. У фотона мало шансов проскочить мимо. Какой-нибудь диск да окажется удачливым хозяином ретиналя, поглотившего квант света.

И тогда начинается самое интересное. Стенка наружного членика фоторецептора – мембрана – вместе с окружающей жидкостью представляет собой миниатюрную электростанцию, генератор постоянного тока. Пока квант не попал в фоторецептор, мембрана почти одинаково хорошо пропускает через себя ионы калия и натрия: калий – в клетку, натрий – из клетки(см. верхнее изображение на картинке справа). Каждый ион – носитель электрического заряда, и генератор вырабатывает небольшое, близкое к нулю напряжение.

«Выстрел ружья» сразу меняет картину. В мембране начинает работать насос, резко увеличивающий поток натриевых ионов и, следовательно, напряжение, отдаваемое генератором (нижняя картинка). В итоге внутренние структуры фоторецептора усиливают энергию кванта примерно в два миллиона раз. И экспериментатор видит на экране осциллографа импульс светочувствительной клетки – ответ на попадание фотона. Все это гораздо дольше рассказывается, чем происходит.

Рис. 53. До попадания фотона потоки калия и натрия одинаковы, и потенциал на выходе фоторецептора равен нулю. Ретиналь имеет обычный красный цвет. Однако после попадания фотона ретиналь становится желтым и резко возрастает поток натрия из фоторецептора: образуется мощный электрический импульс, поступающий далее в нервную систему

После «нажатия на спуск» сигнал фоторецептора поступает в нейронные цепи сетчатки через три тысячные доли секунды. Самое же замечательное, что природа остается верна этой схеме процесса в зрительных органах всех животных, от моллюсков до человека.

Вы спросите: а как же три цветочувствительных элемента, если один ретиналь? Тут вмешивается особый белок – опсин. Соединяясь с ретиналем-один (в его шестичленном углеродном кольце всего одна двойная связь), он дает родопсин, присущий высокочувствительным палочкам и наиболее охотно поглощающий световую энергию с длиной волны пятьсот семь микрометров.

Соединяясь же в колбочках с ретиналем-два (у него две двойные связи), опсин превращается в «глубоководный» родопсин (названый так потому, что впервые был обнаружен у рыб), порфиропсин и иодопсин – соответственно в синем, зеленом и желтом фоторецепторах.

Рис. 54. Три вида родопсина, обеспечивающих наше трехцветное зрение

Если какого-то пигмента нет, человек не ощущает соответствующих тонов, становится частично цветослепым. Именно цветовой слепотой страдал английский физик Джон Дальтон, по имени которого и назван дальтонизмом этот недостаток зрения. Открыл его, кстати, у Дальтона не кто иной, как Юнг...

Колбочки, сравнительно малочувствительные, тяготеющие к центру сетчатки («желтому пятну»), работают днем. Палочки, которых в двадцать семь раз примерно больше, – ночью, и поскольку их не три типа и даже не два, никаких цветов различать ни в сумерки, ни ночью не удается. «Ночью все кошки серы», – справедливо говорит пословица.

Зато «ночные» элементы сетчатки чувствительны к ультрафиолетовому свету. Нам, правда, эта способность ни к чему, и хрусталик, словно светофильтр, отсекает ультрафиолет. Но если во время операции хрусталик удаляют и заменяют пластмассовой линзой (эту виртуозную операцию первым в СССР стал делать Станислав Николаевич Федоров, замечательный хирург-офтальмолог, директор Московского НИИ микрохирургии глаза), больные потом читают всю офтальмологическую таблицу в свете ультрафиолетовой лампы! Обычные люди ничего при этом не видят и думают, что их мистифицируют.

Едва квант света попал в ретиналь любого пигмента, тот отделяется от опсина, и пигмент обесцвечивается.

Родопсин, за свой цвет названный зрительным пурпуром, становится светло-желтым, почти совершенно прозрачным.

Такое выцветание интенсивнее в тех местах, где света больше, поэтому на сетчатке возникает как бы фотографический портрет. Подчеркиваю: как бы! Ибо процесс нетороплив, а глаза непрерывно в движении.

Рис. 55. Общая схема превращения родопсина. Слева верху – молекулы родопсина, словно стопка монеток, заполняют верхний членик фоторецептора. После попадания фотона в молекулу ретиналя, «хвостик» поворачивается. А ретиналь меняет свой цвет на желтый. На всё это уходит 0,003 секунды

Впрочем, все это не помешало любителям сенсаций сочинить в конце ХIХ века живучую легенду: якобы на сетчатке мертвеца останется то, что он видит в последний момент, например лицо убийцы. Следователю остается аккуратно вынуть сетчатку (по иной версии, сделать фотоснимок глаза), и портрет преступника у него в руках. Увы, самые тщательные опыты не подтвердили таких рассказов. Жаль, конечно, что природа отказала правосудию в такой веской улике, да что поделаешь...

Но вернемся к теории Юнга-Гельмгольца. Она неплохо объясняет, как из цветов спектра образуются различные краски. Она подсказывает, каким способом можно «обмануть» глаз и показать ему один и тот же цвет, смешивая пары совершенно различных лучей. Для этого нужно только соответствующим образом возбудить различные колбочки. Существует множество комбинаций лучей, воспринимаемых глазом как белый свет: его дадут такие пары, как, например, имеющие длины волн 486 и 590 нанометров (голубой и оранжевый), 467 и 572 нанометра (синий и желто-зеленый), 494 и 640 нанометров (красный и зеленый), и так далее, и так далее... Вместе с тем красный и зеленый лучи могут дать великолепный желтый тон, который, кроме того, легко составить из оранжевого и зеленовато-синего света... Рецептов создания любого цвета, лежащего в средней части спектра, оказывается тысячи. Обо всем этом убедительно говорят учебники. Умалчивают они лишь о том, чего теория не объясняет.

А трехкомпоненная теория плохо объясняет некоторые расстройства зрения. Например, почему некоторые дальтоники видят только синие лучи, а всё остальное – в черно-белом варианте. Ведь белое по этой теории есть результат сочетания трех сигналов от трех типов колбочек, и если это так, должны быть ощущения других цветов. Словом, когда нейрофизиологи смогли подключить к ганглиозным клеткам сетчатки свои приборы и стали освещать ее не белым светом, а разноцветными лучами, оказалось, что сигналы от колбочек есть, только они сочетаются между собой совсем не так, как мыслилось по теории Юнга-Гельмгольца. Что поделать, наука на месте не стоит, и у любой теории есть вершина и спад...

Основываясь на феномене «сине-белых» дальтонических расстройств, известный немецкий физиолог Эвальд Геринг выдвинул в 1874 г. гипотезу, весьма расходившуюся с господствовавшей тогда трехкомпонентной: вместо сложения сигналов основой было вычитание. Геринг утверждал, что в чувствительных элементах глаза находятся три вещества, из которых одно распадается под действием красных лучей и восстанавливается от зеленых, другое претерпевает такие же изменения благодаря синим и желтым лучам, а третье чувствительно к черным и белым. Это казалось нелепостью: вы когда-нибудь видели черный свет? Да к тому же никаких веществ такого рода найти не удалось, а авторитет Гельмгольца, и вполне заслуженно, был высок.

Словом, о гипотезе Геринга вспоминали в учебниках не более как об историческом факте, чуть ли не курьезе. Но судьба почему-то любит неудачников с острым умом. Девяносто лет спустя после публикации работы Геринга вышла из печати статья Роберта Де Валуа и Джорджа Джекобса: ганглиозные клетки сетчатки глаза лягушки работают «по Герингу»!

Помните, мы говорили об обратных связях в сетчатке? Мы увидели там систему, благодаря которой в мозг поступают из ганглиозных клеток сигналы, свидетельствующие не о яркости света на данном участке, а только об отклонениях этой яркости от некоего среднего значения, средней освещенности. Вверх – белый свет, а вниз... иначе как черным его не назовешь!

Такое же положение и с цветовыми сигналами. Цветовые лучи воспринимаются лягушачьей сетчаткой с помощью полей ганглиозных клеток. Но поля эти по своим ответам гораздо сложнее, чем черно-белые. До тех пор, пока никакого света на него не подано, ганглиозная клетка отправляет в мозг сигналы спонтанной активности – редкие, как бы случайные импульсы. Благодаря им даже в полной темноте мы видим не черноту перед глазами, а как бы колеблющуюся серую пелену.

Рис. 56. Цветовые поля наружного коленчатого тела (НКТ между сетчаткой и зрительной корой), «взвешивающие» пары цветов: какого цвета больше? Всего возможно восемь комбинаций: четыре комбинации с ON-центром сложного поля и четыре комбинации с OFF-центром сложного поля. Этим обеспечиваются ответы о перепады яркостей  «свет – темнота» и «темнота – свет». Всё это происходит задолго до работы зрительных полей коры

Но вот исследователь начинает проверять поле с зеленым «он»-центром и красной «офф»-периферией (левый верхний рисунок). Дает зеленый свет на центр – спонтанная активность сменяется дробью импульсов: «Есть свет!». Выключает свет – сигналов нет, затормаживается на некоторое время даже спонтанная активность.

С периферией, как и положено, зависимость обратная. Красное световое кольцо угашает спонтанную активность, а выключение света заставляет ганглиозную клетку дать сигнал.

У других трех типов «красно-зеленых» ганглиозных клеток поля имеют либо зеленый «офф»-центр и красную «он»-периферию, либо красный «офф»-центр и зеленую «он»-периферию, либо, наконец, красный «он»-центр и зеленую «офф»-периферию... Уфф! И еще четыре такие же пары существуют для желтых и синих лучей. (У приматов такой работой заняты нейроны коры.)

Нейроны же НКТ лягушачьего мозга предстают в роли «весов», взвешивающих цветовые сигналы. Первый тип возбуждается от красного и тормозится от зеленого, второй тип от красного тормозится, а от зеленого возбуждается. Третий и четвертый типы таким же манером обращаются с голубым и желтым цветами.

Де Валуа обнаружил, что реакция таких клеток НКТ зависит не только от длины волны света, падающего на сетчатку. Клетки отвечают на направление сдвига длины этой волны. Положим, мы исследуем клетку, тормозящуюся от красного и возбуждающуюся от зеленого света. Но сменив освещающий красный луч на желтый, мы все равно получим возбуждение: ведь произошел сдвиг от более длинноволнового, красного света, к более коротковолновому, желтому. Зато если возбуждающий зеленый сменится тем же желтым (сдвиг от коротких волн к длинным), возникнет тормозная реакция.

То есть ответ ганглиозной клетки зависит не от абсолютного значения длины волн, а от длины волны «предыдущего» света. По трехкомпонентной теории такого просто быть не может.

И когда изменяется яркость возбуждающего зеленого света – клетка НКТ отслеживает своим сигналом эти изменения.

Аналогично действуют и другие клетки НКТ такого рода.

Смотрите, какая удивительная получается картина: нейронам безразлично, какова причина «позеленения» или «покраснения» цвета, падающего на поле данной клетки НКТ. Изменилась ли яркость (вышло солнце из-за туч или спряталось), стало ли иным сочетание лучей разных длин волн в спектре (в зените солнце или оно у горизонта со своей алой зарей), – в любом случае реакция нейронов НКТ будет соответствовать только направлению этого изменения. Словно качели в детском саду: Сережа поднимается вверх – Петя опускается...

Однако из «качелей» следует и другой, куда более важный вывод: с помощью рецепторов сетчатки и нейронов НКТ лягушка не в состоянии увидеть цвет. И мы тоже. Самое большее – это отметим, в каком направлении по спектру (от красного конца к фиолетовому или наоборот) изменяется окраска того участка изображения, который попал на поле данного нейрона. Значит, и тут встречаемся все с тем же принципом: цвет «конструируется» в высших отделах мозга, а сетчатка только поставляет для этого «строительные материалы».

Действительно, в 1977 г. ученик Глезера, каунасский физиолог Альгис Бертулис со своими коллегами (а год спустя американец Д. Майкл) обнаружили в затылочной коре обезьяны поля – такие же, какие для черно-белых стимулов нашли у кошек Хьюбел и Визел. Эти новые поля отвечают на всевозможно ориентированные полоски вполне определенного цвета. Оставалось только доказать, что нейроны коры реагируют на цветные решетки – красно-зеленые и желто-синие.

Прямые опыты с нейронами и косвенные – психологические – дали одинаковые по смыслу результаты. Например, испытуемому показывают две решетки: вертикальную красно-черную и горизонтальную сине-черную. Затем появляются вертикальная и горизонтальная черно-белые решетки тех же пространственных частот. Но испытуемый видит... черно-зеленую и черно-желтую! Почему? Потому что по закону последовательного цветового контраста «иллюзорный» цвет является дополнительным к истинному, предыдущему, соответственно работе нейронных «качелей».

Итак, иллюзия. Но мы-то знаем, что любая иллюзия есть отражение нормальной работы зрительного аппарата, нарочно поставленного в непривычные условия.

Так и в опытах Бертулиса и Майкла. Эксперимент удается лишь при равенстве пространственных частот цветной и черно-белой решеток. В противном случае эффекта нет. Цветоощущающие поля коры, настроенные на выделение цветных решеток, работают, по-видимому, так же, как поля лягушачьей НКТ. Если в первой фазе эксперимента они возбуждены и дают сигнал «Цвет есть!», то во второй фазе белый луч выглядит для них уменьшением яркости «их» цвета (ведь белый свет потому и белый, что не имеет резкого преобладания какого-то одного тона). То есть получается «скольжение» по красно-зеленой или сине-желтой оси сигналов. И вместо красного видится зеленый тон, вместо синего – желтый. Все те же «качели»...

Отсюда Глезер и его коллеги по Лаборатории заключают: цветовое зрение формируется благодаря тому, что в затылочной коре, помимо черно-белых полей, осуществляющих кусочное квазиголографическое представление изображений, обязаны быть нейроны, таким же квазиголографическим способом отражающие окраску. Это и есть те самые каналы передачи цвета, существование которых давно уже предполагалось.

Альгис Бертулис обнаружил в 1980...1982 гг. очень интересную их особенность: каналы (то есть составляющие их рецептивные поля) способны передавать только сравнительно низкие пространственные частоты. Это значит – не выше 10 цикл/град, если краски отстоят друг от друга далеко по спектру (скажем, красный и фиолетовый), и всего 2...3 цикл/град, если надо распознавать красный и оранжевый, зеленый и голубой, синий и фиолетовый.

Казалось бы, при таких условиях мы принципиально не в состоянии различать мелкие детали цветных изображений. Но опыты говорят иное. При нормальном освещении четкость цветового зрения около одной угловой минуты, то есть в худшем случае шестикратно, а в лучшем – тридцатикратно выше, чем следует из опытов Бертулиса. Ошибка? Некорректно поставленный эксперимент? Нет, работа безупречна. Просто цветовому зрению помогает черно-белое! Как? Чтобы рассказать об этом, придется вспомнить о некоторых опытах Ярбуса.

Глаза наши все время находятся в движении, но что случится, если их остановить? Для этого Ярбус изобрел в начале 60-х гг. присоску (мы ее уже упоминали) – крошечный проекционный аппаратик, куда можно вставлять картинки, тест-объекты. Аппаратик столь миниатюрен, что сила атмосферного давления «приклеивает» его прямо к глазному яблоку, так что тест-объект оказывается совершенно неподвижным относительно сетчатки. И... спустя одну-две секунды изображение исчезает! Вместо картинки в поле зрения возникает светло-серая пелена, которую можно увидеть, закрыв глаза или попав в темную комнату. Пелена, как мы знаем, – результат спонтанной активности ганглиозных клеток сетчатки.

Куда же девалось изображение? А никуда. Легкий удар кончиком карандаша по тест-объекту – и он вновь возникает, чтобы через секунду опять пропасть. Вот теперь все ясно: удар нарушил неподвижность картинки относительно сетчатки. Выходит, только движение (глаза или картинки, неважно) порождает зрительный образ. Оно принципиально необходимо, чтобы зрение работало. И действительно, стоит ввести перед тест-объектом что-нибудь движущееся, как этот предмет оказывается прекрасно различим на фоне серой пелены – «нуль-цвета», как назвал его Ярбус.

Совершенно неожиданное следствие вытекало из опытов: сам по себе свет еще не обеспечивает видения.

Зрительная система равно отображает «нуль-цветом» и полную темноту, и неподвижность изображения относительно сетчатки. Более того, пусть яркость этого неподвижного тест-объекта сколь угодно велика – глаз этого не заметит. «Даже раскаленная, слепяще яркая нить электрической лампочки становится невидимой», – писал Ярбус. Какой же элемент выключается? Скорее всего, сетчатка. Ведь второй глаз, на котором нет присоски, продолжает все великолепно различать. Значит, после хиазмы все структуры зрительного аппарата, через которые проходят сигналы от обеих сетчаток, действуют нормально. А в глазу с присоской картинка попадает все время на одни и те же фоторецепторы, они воспринимают постоянную, никак не изменяющуюся яркость, хотя нуждаются в ином: чтобы световое воздействие на них было все время разным. Для этого глаза и движутся.

Что случится, если «нуль-цвет» появится на фоне какого-нибудь видимого изображения? Ярбус изготовил присоску, тест-объект которой закрывал лишь часть поля зрения. Испытуемый увидел странную вещь: тест-объект (это была просто белая бумажка) превратился в какого-то хамелеона. Стоило направить взор на зеленый щит, и она становилась зеленой, на фоне красного – красной, в несколько секунд полностью перекрашиваясь и совершенно сливаясь с ним. Бумажку заменили цветной, но это, как и следовало ожидать, совершенно не повлияло на ее «перекрасочные» свойства.

Возникло противоречие. С одной стороны, неподвижный тест-объект обязан вызвать «нуль-цвет» на том участке изображения, куда он проецируется, попадая на сетчатку. С другой стороны, зрительный тракт с этим не желает считаться и подменяет «нуль-цвет» другим, зависящим от цвета изображения. Значит, фоторецепторы фоторецепторами, а в высших структурах зрительной системы работает некий маляр.

Как он выглядит нейрофизиологически?

Рис. 57. Опыты каунасского исследователя Альгиса Бертулиса, ученика В.Д. Глезера, продемонстрировали, что более яркий фон «закрашивает» детали малого размера, и на большом расстоянии мы их просто не видим! Например, белое пятно диаметром 6 см сливается с фоном (в данном случае голубым) уже на расстоянии 10 м

Опыты Бертулиса и его коллег продемонстрировали, что эффект «прокрашивания» можно получить без присоски, во время нормального рассматривания. Нужно лишь установить яркость объекта и фона одинаковыми, а сам объект сделать не слишком большим, примерно в 20 угловых минут (так выглядит с десятиметрового расстояния кружок диаметром шесть сантиметров). Разница в цвете объекта и фона в этом случае может быть огромной, и все-таки объект будет окрашен в цвет фона, ассимилирован.

Выходит, сами по себе цветовые каналы еще не способны дать сведения о цвете малых объектов. Чтобы цветоощущение заработало, надо увеличить яркость объекта, повысить его контраст с фоном. На яркость же реагируют черно-белые, ахроматические поля. Как только они выделили предмет, отличили его от фона, вступают в игру цветочувствительные поля и присваивают предмету цветовой тон – «прокрашивают».

Ведь различия в яркости – это пример простейшей, вырожденной текстуры. А для улавливания текстурных различий имеется ахроматический канал, он благодаря своим небольшим рецептивным полям (нейронов затылочной коры) обладает гораздо лучшей разрешающей способностью, нежели цветоощущающие каналы, то есть воспринимает мелкие и мельчайшие детали.

Это очень хорошо видно, когда на ассимилированный по цвету кружочек накладывают решетку, а на фон – точно такую же, но по-иному ориентированную. Цвет кружочка сразу проявляется, хотя его яркость осталась прежней («невидимой») относительно фона. Ведь текстурный канал уже выделил форму объекта, так что цветовому не составляет труда окрасить выделенное.

Итак, окончательное суждение о цвете зависит и от яркости предмета относительно фона, и от текстуры. Это объясняет множество эффектов, известных каждому из собственного опыта.

Вот на красном полотнище нарисована зеленая ветвь – и ощущение зеленого цвета оказывается связанным и с этим красным цветом, и с цветом неба, на фоне которого смотрится полотнище, и с общей яркостью освещения. Каждый новый цветовой тон, лежащий на фоне иной краски, выглядит очередной фигуркой удивительной цветовой «матрешки»: окраска каждой внутренней фигуры зависит от окраски внешнего по отношению к ней фона. Так что фон способен и «поднять», и «убить» положенный на него цвет, как прекрасно чувствуют не только художники, но и многие дамы, следящие за своими нарядами. Все дело в сложной игре сигналов-чисел, поступающих в высшие отделы мозга от нейронов затылочной коры.

Нейрофизиологи раскрыли и причину того, каким образом зрение берет поправку на освещение, на его спектральный состав, то есть обладает константностью (над этой проблемой плодотворно работали в свое время советские ученые Н.Д. Нюберг и М.М. Бонгард). В самом деле, краски мы с вами, в общем воспринимаем правильно, пусть свет будет солнечным или от желтоватых электроламп накаливания. Цветные фотографические эмульсии этой способностью не обладают, и для съемки днем приходится использовать один тип пленки, а когда включены лампы – другой, иначе цвета на фотографии будут безнадежно искажены.

А глазу хоть бы что. Он автоматически вводит коррекцию на спектральный состав (разумеется, не беспредельно).

Психологам казалось, что глаз ищет в картинке что-нибудь белое (что это действительно белое – известно из прошлого опыта) и по нему берет поправку. А если белого нет, сойдет и блик: он всегда кажется белым... Скептики возражали: затяните комнату зеленым бархатом, бликов нигде не будет, а материал как был зеленым, так им и останется. Почему? Тут даже крупные специалисты по цвету только разводили руками...

Однако в последней четверти ХХ века американский нейрофизиолог Зеки обнаружил в зрительной коре обезьян (не в затылочной, а еще выше по пути движения зрительного сигнала – в так называемой престриарной) поля, реагирующие только на очень узкие кусочки спектра. Ширина этих кусочков – примерно 15 нанометров, то есть пять процентов всей ширины спектра видимых лучей от красного до фиолетового. «Узкая вырезка» приводит к тому, что нейроны Зеки «видят» цвет, не обращая внимания на то, как меняется спектральный состав освещения в целом. Они играют роль эталонов, опорных пунктов системы различения цветов.

Пока освещение «более или менее белое», в нем присутствуют все электромагнитные волны, соответствующие всем цветам спектра (даже цветные лампы излучают свет весьма широкого спектрального состава). Пока от окрашенных поверхностей отражается столько света, что действуют нейроны Зеки, зрительная система имеет «точки отсчета», на которые опираются цветоощущающие красно-зеленые и сине-желтые «качели».

Но, конечно, поздним вечером, когда на горизонте тлеет одна красноватая заря, спектральный состав освещения изменяется столь резко, что нейроны Зеки перестают работать. «Качели» теряют опору. Они показывают только, что изменилась яркость освещения, но не способны определить цвет.

Есть какая-то глубокая аналогия между восприятием цвета и узнаванием высоты музыкального тона. Очень многие люди умеют правильно напевать мелодии, обладают относительным слухом, но лишь единицы способны сказать; «Это фа-диез третьей октавы», когда им предъявляют чистый тон частотой 1480,0 герц, и «Это фа третьей октавы», когда частота 1396,9 герца. У этих немногих – абсолютный слух. «Трудно удержаться от предположения, что мозг человека, обладающего абсолютным слухом (в отличие от мозга других людей), хранит в долговременной памяти мысленное представление об основных тонах звукоряда», – писал журнал «В мире науки».

Может быть, именно расстройство нейронов Зеки – причина дальтонизма, по крайней мере некоторых его проявлений? Со времен Юнга принято было считать, что причина болезни – отсутствие колбочек с одним из цветочувствительных пигментов. В наше время предполагали, что один из пигментов во всех колбочках заменен на другой из-за ошибки в генетическом коде.

Однако точные измерения, проведенные академиком АПН СССР Евгением Николаевичем Молоковым и сотрудником кафедры психологии МГУ Чингисом Абильфазовичем Измайловым, показали некорректность обеих гипотез. Нет, все дело в отсутствии одной или нескольких опорных точек...

Подводя итог, можно так описать нейрофизиологическую гипотезу цветового зрения.

Сначала красно-зеленые, сине-желтые и черно-белые поля создают с помощью кусочно-квазиголографического отображения шестимерное пространство яркостей. Затем крупные по размеру цветные поверхности воспринимаются цветочувствительными полями. А если внутри такой поверхности оказываются мелкие детали другого цвета, их контуры выделяются черно-белыми полями, после чего красно-зеленые и сине-желтые «качели» присвоят выделенному участку... Хочется сказать: «цвет», но погодите: эти «качели» не способны определить его без сигналов от нейронов Зеки, которые укажут точную окраску почти вне зависимости от спектрального состава освещения.

То есть в зрительной системе действуют одновременно два механизма. Один выделяет контуры, не особенно заботясь об окраске того, что внутри. Другой прокрашивает выделенное, не обращая внимания (в известных пределах) на спектр освещающих лучей и давая нам возможность в общем правильно воспринимать цвета.

Эта гипотеза выдвинута Глезером и его коллегами по Лаборатории. Она обладает тем достоинством, что с единых позиций объясняет множество эффектов цветового зрения, в частности парадокс коричневого цвета.

Художник легко получит такой цвет, смешав оранжевую и черную краски. Черный тон в обыденном представлении ассоциируется с чем-то таким, что поглощает все лучи, само ничего не отражая. Хорошее приближение к столь идеальному объекту – маленькая дырочка в ящике, выложенном изнутри черным бархатом. Она действительно почти ничего не отражает, но черные краски, увы, такой способностью не обладают! Поэтому черная компонента красителей оказывается далеко не нейтральной, она изменяет не только яркость смешанных с нею красок, но и цвет. А вот можно ли так скомбинировать световые лучи, чтобы получить коричневый тон?

Долгое время на вопрос отвечали отрицательно: черного света нет! Нет? А как же цветное телевидение? Испытуемого подводят к телевизору и демонстрируют примитивную картинку – оранжевое пятно на белом фоне. Поворот рукоятки – и оранжевое становится насыщенно коричневым. Что случилось? Включили еще один цветогенератор? Отнюдь! Просто уменьшили яркость фона. И для черно-белых светочувствительных полей мозга это эквивалентно добавлению в картинку черного света.

Новая гипотеза подсказывает инженерам, как строить цветоанализаторы, которые ничуть не хуже человеческого глаза способны различать краски и столь же мало (а еще важнее, так же) реагировать на изменения спектрального состава освещающего света. Эти приборы должны повторить схему зрительного тракта, смоделировать разделение обязанностей между сетчаткой, НКТ и зрительной корой. Тогда удастся объективно контролировать не только цвета, образуемые смешением чистых тонов спектра, но и все нестандартные, определяемые такими расплывчатыми терминами оттенки, как «горчичный», «шоколадный», «бурый» и так далее, которые вызывают столько споров, что приходится составлять атласы образцов, иначе не прийти к соглашению

Любой воспринимаемый человеком цвет, как видим, – продукт мозговой работы. Что ж удивляться, что разные люди неодинаково видят краски, по-разному ощущают гармоничность или диссонансностъ их сочетаний? Даже среди художников (хотя, если разобраться, почему «даже»?) одни больше преуспевают в изображении форм, а другие лучше чувствуют живописную сторону дела. История живописи сохранила имена выдающихся колористов – Веласкеса, Тициана, Веронезе, Рафаэля. Русские критики так, например, отзывались о колористическом мастерстве Сурикова: «...дал новую, чисто русскую гамму красок, которой воспользовались Репин и Васнецов и следы которой мы можем найти в палитре Левитана, Коровина, Серова»; «угадал странную красивость русского колорита»; «цвета сливаются в непередаваемую гамму, постигаемую зрением и не поддающуюся наглядному описанию». Сам художник шутливо говаривал: «И собаку можно рисованию выучить, а колориту – не выучишь».

И здесь надо остановиться немного на почтенного возраста заблуждении, неоднократно разоблаченном, но опять и опять появляющемся на страницах популярных книг и журналов. Я имею в виду сказку о том, что древние якобы не воспринимали некоторых цветов, например синего.

Основывают ее на строках, в которых Гомер называет море у берегов Крита «виноцветным», то есть зеленоватым, а не лазурным, как на самом деле. Один популяризатор в книге, изданной в СССР в начале 60-х годов прошлого века, так прямо и написал: «Гомер этого (синевы – В.Д.) не заметил. И современники его тоже не заметили. Лишь спустя несколько веков греческие скульпторы стали различать ярко-синий цвет и, чрезвычайно обрадовавшись этому открытию, принялись раскрашивать в синий цвет статуи».

Все это – сплошное недоразумение. Ведь даже зрение обезьян, стоящих ниже нас на эволюционной лестнице, прекрасно чувствует синие тона!

Заблуждение насчет цветослепых греков уходит корнями в середину XIX в., когда английский премьер-министр Гладстон, большой знаток древнегреческого языка и творчества Гомера, в одном из своих сочинений заявил, что великий поэт, по-видимому, различал далеко не все оттенки цветов. Тут же нашлись филологи, объявившие, будто названия красок «ущербны» и в древнееврейском языке, и древнеиндийском – санскрите. Определили даже последовательность ощущений цвета, якобы возникавших у человека: сначала только оттенки серого, потом наступил черед красного, оранжевого, желтого (как раз, мол, в тот период и жил Гомер), затем светло-зеленого и, наконец, синего и фиолетового.

Восторги быстро охладели, едва этнографы установили, что самые отсталые племена не отличаются от европейцев по способности ощущать и различать краски. Затем более строго подошедшие к своей профессии языковеды нашли, что прямые или косвенные обозначения белого, желтовато-белого, желтого, желто-зеленого, синего, красного, коричневого цветов рассыпаны во множестве по древнееврейским текстам. Так что в конце XIX в. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона мог уже категорично и четко подвести итоги: «Совокупность всех историко-филологических исследований не позволяет допустить идею эволюции цветоощущения в исторические времена. Гипотеза физиологической эволюции этих ощущений не может представить также никаких доказательств в свою пользу из области естественных наук».

В 30-х гг. ХХ века очень интересное наблюдение сделал Александр Романович Лурия (в той самой экспедиции в глухие районы Узбекистана, о которой у нас уже была речь). Узбеки и в особенности узбечки охотнее пользовались не привычными для нас названиями красок, а определяли цвета по аналогии с чем-то обыденным, хорошо знакомым. В блокнотах ученых появлялись цвета «гороха», «персика», «розы», «телячьего помета», «помета свиньи», «озера», «цветущего хлопка», «фисташки», «табака», «печени», «вина» и множество иных. Можно ли на основании этого делать вывод, что узбечки, великолепные ковровщицы, и узбеки, мастера цветной керамики, не различали цветов? Нет, конечно. Им просто были не нужны европейские названия.

Чем глубже входят филологи в эту терминологическую проблему, тем яснее видят: у каждого народа названия цветов такие, а не иные, потому, что это вытекает из его условий жизни, из его деятельности. Папуасы тангма, живущие в горах, называют только два цвета – мули (этим словом обозначают черный и зеленый) и мола (то есть белый, красный и желтый), а чтобы понять, о чем идет речь, добавляют уточняющее слово. Так же и у вьетнамцев всего четыре основных названия цветов и бессчетное количество дополнительных, поясняющих оттенок: от слова «голубой» образуется 42 производных термина – обозначения синего, голубого и зеленого оттенков...

Так что семь цветов радуги – чистейшая условность. С таким же успехом спектр мог бы быть мысленно разделен и на 4, и на 14 отрезков. Семь цветов понадобились великому Ньютону, чтобы непременно привязать их к семи тонам хроматической музыкальной гаммы – тоже чистейшей условности. Зато не менее великий Леонардо да Винчи считал, что основных, он называл их «простыми», цветов – только пять: белый, который «является причиной цветов», желтый (земля), зеленый (вода), синий (воздух), красный (огонь) и черный (мрак «...который находится за элементом огня, так как там нет ни материи, ни плотности, где лучи солнца могли бы задерживаться и в соответствии с этим освещать»).

Вдумаемся: глаз различает тысячи оттенков, а в словаре каких-нибудь три десятка обозначений. Почему? Потому что термин – всегда абстракция, а «абстракции обобщения не существуют в неизменном виде на всех этапах; они сами являются продуктом социально-экономического и культурного развития» – вот вывод, к которому пришла наука.

В последние десятилетия цветом пристально интересуются не только художники, но и инженеры. По мнению некоторых исследователей, половина несчастных случаев на производстве происходит потому, что машины и цеха окрашены без учета свойств человеческого зрения. А для него черный цвет ассоциируется с тяжестью, белый и голубой – с чем-то легким, праздничным. Освещенная красным абажуром комната кажется теплой, а смените его на синий – люди станут ежиться, будто повеяло прохладой.

«Окраска грязного производства часто бывает затруднена, так как считают, что красить то, что все равно будет испачкано, нецелесообразно. Но надо иметь в виду, что существуют определенные цвета, которые менее восприимчивы к грязи, и это не только «краски для грязи», которые сами по себе уже имеют грязный и невзрачный вид. [...] Установка для подачи песка выглядит очень привлекательно, когда желтовато-серый песок лежит слоем толщиной в палец на ее голубовато-стальных конструкциях. Достигнутое этим сочетание двух цветов производит лучшее впечатление, чем если бы тот же слой песка лежал на элементах, выкрашенных в цвет, близкий к цвету песка», – пишут германские колористы Г. Фрилинг и К. Ауэр. А вот сообщение из журнала «Сайенс дайджест»: стены кабинетов в одной из стоматологических клиник окрасили в синие цвета, чтобы уменьшить у пациентов чувство страха.

Чувства, подстегнутые цветом, спорят с весами и термометром. Список влияний так же длинен, как список красителей: работоспособность и кровяное давление, аппетит и внимание, эмоции и острота слуха – вот несколько взятых наугад «параметров» человека, подверженных воздействию красок и лучей.

Психологи провели опыт: осветили аппетитно накрытый стол светом, прошедшим через такой светофильтр, что окраска кушаний резко изменилась. Мясо стало серым, салат – фиолетовым, зеленый горошек превратился в «черную икру», молоко приобрело фиолетово-красный тон, яичный желток – красно-коричневый... Гости, только что пускавшие слюнки в предвкушении богатого ужина, оказались не в силах даже попробовать столь странную пищу. А тем, кто ради науки все же приступил к трапезе, стало дурно...

Воздействие цвета иной раз сильнее выговоров и запретов. Если поставить урну на белый круг или квадрат, люди стараются поточнее бросить окурок, чтобы тот не упал на белое. Желтые стены классов и коридоров меньше провоцируют школьников на занятия «живописью». Оператор точнее считывает показания приборов, если пульт окрашен в теплые тона. И так далее, и так далее – результаты, которые говорят: мозг наш не только создатель цвета, но и его подчиненный.

Глава девятая. В правом, конкретном...

...Так разум среди хаоса явлений

Распределяет их по ступеням

Причинной связи, времени, пространства

И укрепляет сводами числа.

Максимилиан Волошин

Бывают такие зрительные агнозии, когда видимый мир распадается на фрагменты, никак между собой не связанные. Показывают больному ножницы, он видит прямое лезвие и говорит: это меч. Потом замечает острые концы: нет, это, наверно, вилы... Смотрит дальше – узнает кольца, но они у него никак не связываются с лезвиями: полагает, что это очки...

Какой же вывод должен сделать исследователь? Только тот, что в нашем зрительном аппарате имеются две независимые системы. Одна выделяет из картинки фрагменты, подобразы – лезвия, кольца и так далее. Другая из этих подобразов составляет целостное изображение – ножницы. Если вторая система выйдет из строя, первая различит подобразы, но в образ они не сольются. Ну а если первая система откажет, тогда и говорить не о чем: опознавание станет невозможным, даже если перед глазами наипростейшая фигура.

В свое время В.Д. Глезер выдвинул в книге «Механизмы опознания зрительных образов» гипотезу: зрительная система обладает двумя основными каналами: каналом обобщенного образа предмета (или даже целой сцены) и каналом пространственных отношений.

Первый обеспечивает опознание форм предметов и их подобразов – как контурных, так и отличающихся текстурами.

Второй заведует опознанием взаимного расположения предметов и деталей; иными словами, именно благодаря его действию формируется пространственный, топологический образ внешнего мира.

Клинические наблюдения говорили, что канал формы связан с нижневисочной областью коры (какого полушария – в то время вопрос еще не ставился), а канал пространственных отношений – с заднетеменной.

Рис. 58. Слева направо и сверху вниз: бабочка, настольная лампа, ландыш, молоток, балалайка, высокочастотная кривая, рыба-елка-тарелка, кувшин-утюг-молоток-нож, туфля-часы-маска. Некоторые картинки скрыты «шумом» – мешающими кривыми. Если вы не видите хотя бы одного предмета, полезно обратиться к врачу-офтальмологу: возможно, у вас что-то не в порядке со зрением

Чтобы вполне удостовериться, действительно ли теменные области коры отвечают за ориентацию в пространстве, сотрудница Лаборатории, кандидат биологических наук Нина Владимировна Праздникова провела в 1977 г. ряд опытов.

Выяснилось, что когда у собаки удаляют определенный участок теменной коры, то животное хотя и отличает крест от квадрата, но совершенно перестает распознавать, где в этом квадрате стоит черная точка. А ведь перед операцией пес отлично справлялся с этой, в общем, весьма простой задачей.

Произошло вот что: нож хирурга разрушил «операторы пространственных отношений» (те самые нейроны, которые говорят цыплятам, длинный впереди туловища птицы выступ или короткий, скользит ли над птичьим двором безобидная утка или злой ястреб), и выбор квадрата стал случайным.

За прошедшие десятилетия было установлено множество новых фактов. И в частности, такой: зрительные агнозии, которые мы описывали только что, – следствие поражений правого полушария.

Из рисунка дома больной выделяет только отдельные фрагменты и говорит: вижу перекладины... что-то вроде окна. Врач спрашивает: а дом видите? Но эта прямая подсказка проходит мимо: вот окно вижу... а дома нет, не вижу... Таков результат опухоли в правой теменной области.

Какой же нейронный механизм оказался задет? Нейроанатомы установили, что из затылочной коры, от модулей кусочного квазиголографического представления увиденной картины, сигналы идут в престриарную область. Она находится на пути к теменной и височной зонам коры. В престриарной области происходит еще одно преобразование зрительного сигнала, но теперь уже с опорой не столько на сигналы сетчатки, сколько на те паттерны, которые вырабатываются модулями затылочной коры.

Дело том, что, хотя эти модули и умеют «выстригать» своими нейронами подобраз из фона (и даже образ, если он весь заполнен одной и той же текстурой), их «пунктир» остается разобщенным. Он физически существует, но никак его «штрихи» еще не объединены, а значит, делать с ними дальше ничего не удастся. И природа поручила нейронам престриарной коры важную миссию объединения. В результате здесь формируется уже вполне законченный подобраз той самой формы и заполненный той самой текстурой, как это есть в действительности (еще раз подчеркну: все описанное происходит не в геометрической, а в математической форме, причем связанной с многомерным пространством сигналов).

Форма и текстура оказываются, таким образом, слиты воедино. Нельзя видеть форму и не замечать текстуру, и наоборот. Признаки того и другого сцеплены плотно, нераздельно.

Кроме того, престриарная кора дает возможность продолжать мысленно контуры предметов там, где их, формально говоря, не видно. Вот, смотрите: лежащая на столе книга закрыла его край, но стол от этого не теряет края, мы его наблюдаем как бы сквозь книгу.

А в специально сделанных рисунках действительно (хотя это и называют иллюзией) человек видит контуры там, где они не прочерчены, а лишь только возможны. Хорошо это или плохо? По большей части, конечно, хорошо. Такая особенность преобразования зрительного сигнала дает нам и другим высшим животным возможность видеть мир состоящим из цельных предметов, пусть они частично закрывают друг друга: они не распадаются на бессмысленные фрагменты, как непременно было бы, отсутствуй описанная специальная обработка сигналов в престриарной коре.

Почему такое видение неизбежно, ответ ясен. Модулям престриарной коры, задача которых – объединять сходные сигналы в единое целое, ничего не остается, как заполнять разрывы подходящими текстурами, дабы в конце концов получился целостный контур.

И когда мы говорим о «хорошей», «соразмерной», «приятной для глаза» форме предметов, мы, в сущности, оцениваем работу нейронов престриарной коры: смогли ли они представить такие текстуры, которые легко объединяются в более крупные агрегаты – «образы». А так как текстурой можно считать и цвет, напрашиваются мысли о роли этой области коры в колористике, в оценке и в подборе гармонирующих красок... К сожалению, престриарная кора исследована еще очень мало, и поэтому не будем заниматься беспочвенными спекуляциями.

Но вот что хорошо известно, так это то, что после престриарной коры текстурные подобразы оказываются в нижневисочной коре, а данные о расположении этих подобразов в пространстве – в заднетеменной (естественно, правого полушария – в этой главе мы говорим только о нем). Причем ситуация представлена очень компактно, обобщенно, так что и стена далекого леса, и книги на полке, и гребенка окажутся родственниками, поскольку все это – «вертикально ориентированные текстурные подобразы, стоящие в ряд».

Во время исследования зрительной системы испытуемым в Лаборатории показывали такую картинку: лиса ловит сачком бабочку, а рядом стоит козленок. Так вот, при экспозиции 40 миллисекунд (то есть 40 тысячных долей секунды) человек ничего не видел. При 60 говорил, что «кто-то поднял что-то на кого-то». При 160 видел сачок и какое-то животное. И только при 320 миллисекундах называл лису. Выходит, ситуации опознаются гораздо раньше, чем участвующие в сцене предметы?

Описанный опыт был проведен в ленинградском Институте телевидения профессором Ильей Ионовичем Цуккерманом и В.Д. Глезером. Когда я спросил у них, как можно объяснить такую приверженность к ситуациям, то в ответ услышал:

– Ну хотя бы с точки зрения эволюции. Чтобы выжить, нашим далеким предкам, да и не только им, требовалось в первую очередь опознать, что «кто-то терзает кого-то», нежели детально выяснять: тигр это или леопард. Кто умел быстро разбираться в опасной ситуации – выжил, а кто не умел – тому судьба вряд ли благоприятствовала...

Но вот установлены пространственные отношения. Выявлены подобразы. Что дальше?

Рис. 59. Работа правого (конкретно воспринимающего мир) полушария

Оказывается, заднетеменная кора посылает запросы в нижневисочную и извлекает оттуда подобразы (об этом говорит характер нейронных связей между областями коры). После чего в правом полушарии формируется полное описание того, что происходит перед взором на самом деле. И мы видим конкретный предмет или сцену со всеми их неповторимыми деталями. И конечно, запоминаем – точно так же, как запоминаются в соответствующих участках зрительной коры подобразы и пространственные отношения, чтобы потом можно было их опознать при новой встрече.

Причем есть данные, говорящие, что в правой заднетеменной коре имеются две отдельные программы сборки образа из подобразов. Одна программа описывает только пространственные отношения между объектами в сложной, многофигурной сцене. Другая же – только пространственные характеристики размещения подобразов одиночного предмета. И что самое важное, при этом формируются своеобразные шкалы для измерений: те самые, которые позволяют сказать, что нос длинный, а сложение полное.

У собак обе эти программы тоже существуют. И после одних удалений, проведенных экспериментатором в заднетеменной коре собачьего мозга, животному становится все равно, находится квадрат справа или слева от треугольника, а после других – собака не различает треугольники и квадраты.

Мы опознаем прежде всего ситуацию, причем гораздо быстрее, чем те фигуры, которые в ней участвуют, – вот причина того, что свидетели дорожной аварии видят ее совсем по-разному. И эта быстрота понятна: оценивается привычная ситуация, для которой в заднетеменной коре уже давно припрятана готовая схема – результат жизненного опыта.

Однако чтобы ее детально конкретизировать, надо потрудиться: надо извлекать подобразы и собирать их в конкретную картину, на что требуется время и соответствующий зрительный материал. «Врет, как очевидец» – эта ироническая поговорка имеет, увы, под собой серьезное нейрофизиологическое обоснование... Хороший следователь и хороший историк прекрасно осведомлены об этой особенности человеческого припоминания. Сиюминутно свидетель конструирует прошлое (оно всегда прошлое, даже минуту спустя, ибо настоящее – это то, чем занимается человек, излагая свою версию), конструирует не только из подобразов, бесспорно существовавших в момент описываемого события, но и из таких, которые могли бы в принципе быть.

У строителей тоннелей есть термин «сбойка», когда две бригады, шедшие с разных сторон горы, встречаются в точно назначенном месте. Работу правого полушария, опознающего зрительные образы, Глезер представил, исходя из нейрофизиологических данных. Американский же специалист по робототехнике и искусственному интеллекту Марвин Минский пришел к аналогичным выводам, опираясь на математические абстракции проблемы искусственного интеллекта. Не правда ли, великолепная сбойка?

Минский предположил, что «когда человек сталкивается с новой ситуацией (или существенно меняет точку зрения на прежнюю задачу), он извлекает из памяти определенную структуру, называемую фреймом». Слово это по-русски значит «остов», «скелет». Каждый фрейм описывает какую-либо ситуацию – пейзаж, комнату, заводской цех и так далее. Таким образом, фрейм представляет собой некую структуру сведений, причем не только зрительных, но и многих иных. Например, как следует себя вести в данной ситуации, что можно ожидать в ней, какие шаги предпринять, если ожидания не сбудутся, и так далее. Кроме того, различные фреймы могут представлять не только разные ситуации, но и разные ракурсы, под которыми мы рассматриваем (в буквальном и переносном смыслах) сцену или предмет.

Рис. 60. Это лишь немногие из элементов, на которые разлагается изображение (в левом нижнем углу), чтобы в конечном итоге мы смогли бы увидеть это изображение во всей его целостности

Затем Минский делает предположение, что каждый фрейм состоит из двух частей: основы, всегда истинной в предполагаемой ситуации, и связанных с основой ячеек, которые надо заполнять конкретными данными.Нетрудно видеть здесь полную аналогию между совместной работой заднетеменной коры, поставляющей образ конкретной пространственной ситуации, и нижневисочной коры, где содержатся подобразы.

Мы знаем, что квазиголографические образы и подобразы находятся в отношениях, напоминающих матрешку: внутри каждого подобраза можно отыскать подподобразы. И ячейки фрейма сами могут быть фреймами со своими ячейками более низкого ранга, а все множество фреймов – объединенным в «сверхфрейм» (термин, предложенный Глезером).

Конструкт этот отражает наши знания о мире и о возможных в нем ситуациях. Таким образом, когда при кратковременном показе наблюдатель видел, что «кто-то поднял что-то на кого-то», – это означало опознание только верхней части фрейма, опознание стандартной ситуации (напомним, что для этого какая-нибудь подобная ситуация непременно должна быть увидена в прошлом и зафиксирована в памяти). Однако времени было недостаточно, чтобы заполнить ячейки фрейма подобразами данной ситуации: лиса, сачок и так далее. Лишь когда время рассматривания увеличилось и информационный поток от заднетеменной коры слился с потоком от нижневисочной в единую совокупность, содержание картинки удалось распознать.

Совместная работа упомянутых участков коры правого полушария объясняет, почему мы можем хорошо различить вид местности при ударе молнии, хотя продолжительность вспышки значительно меньше того времени, которое необходимо для точного опознания предмета. Ведь мы всегда видим более или менее привычные картины, опираемся на заключенный в памяти багаж. И, обозревая ситуацию, перемещаем не столько взор, сколько внимание во внутреннем пространстве нейронных структур. Этой работой занимается заднетеменная кора, вполне достойная титула «механизм внимания».

Разделение функций между заднетеменной и нижневисочной корой делает понятными многие агнозии, связанные с правым полушарием.

Кровоизлияния и опухоли в правой височной коре (и, конечно же, нарушения в проводящих путях от престриарной коры к нижневисочной) приводят к предметной агнозии. Больной не видит, что перед ним: стол, стул или тумбочка; он замечает нечто неясное, распознает светлые и темные пятна и делает догадки на основе того, как эти пятна размещены в пространстве. Поэтому он и называет скамейку диваном, а телефон часами. Однако, взяв телефон в руки, он тут же опознает его: тактильное и мышечное чувства не затронуты болезнью, и они вызывают в памяти образ, соответственно с которым человек действует.

Может показаться, что такой больной все же различает какие-то формы. Ведь когда ему предъявляют карандаш и авторучку, он говорит, что не знает, какие это предметы, но видит, что они оба длинные. Более того, немецкий психиатр Гольдштейн описал в начале века своего пациента, который во время исследования не различал ни треугольников, ни квадратов, ни иных геометрических фигур, но превосходно играл в кости и карты.Видел он или не видел форму фишек домино и карт?

Мы получим ответ, рассматривая зрительную систему такого больного с позиции разделения функций между заднетеменной и нижневисочной областями правого полушария. Ведь длина, ширина, высота – это характеристики, которые извлекаются из поступившего в затылочную кору изображения совсем иным каналом, нежели форма, – каналом, связанным со здоровой теменной корой. А мозг человека, этот фантастически гибкий, перестраивающийся механизм, привлекает сведения из прошлого опыта, использует тактильное и мышечное чувство, опознаёт слуховые образы, – и в результате конструирует из туманных, бесформенных пятен картину мира, в котором можно существовать и при легких расстройствах мозга даже не замечать недуга.

Насколько изощренной может быть такая перестройка, показывает случай с женщиной, которую чуть было не признали симулянткой. Эту очень интеллигентную старушку обследовали в клинике Психоневрологического института им. В.М. Бехтерева. Ее направили туда с диагнозом: сильнейшая предметная агнозия. Однако когда врач показал рукой на висевший в кабинете портрет и спросил, кто на нем изображен, женщина ответила не задумываясь: Бехтерев. И объяснила: струится! (Струящимся потоком ей всегда представлялись волосы бороды.) Потом сказала, что стены кабинетов бывают украшены портретами известных личностей, нередко имеющих прямое отношение к данному учреждению (например, театру), а поэтому портрет бородатого мужчины в кабинете Института им. В.М. Бехтерева – портрет самого Бехтерева.

А вот поражения правой заднетеменной коры приводят к тому, что, совершенно правильно описывая и узнавая фрагменты, человек не в состоянии слить их в целостный образ. Пространственные отношения между ними становятся непредставимыми, исчезают из перцептивного пространства, да и сомнительно, сохраняется ли вообще это пространство в сознании.

Рис. 61. Расстройство правой заднетеменной области не позволяет понять, в чем нелепости этих картинок, а также свести отдельные фрагменты в целостный образ

Помните, больной острые концы ножниц называл вилами, а кольца – очками? Это потому, что вывод о форме он делал по отдельным подобразам, а не в результате опознания пространственных отношений между ними и слияния их в образ. Так что грубые ошибки тут совсем не удивительны.

Ленинградский психиатр А.Г. Меерсон показывал больным с легкими расстройствами правой заднетеменной коры (легкими потому, что рисунок они видели) рисунки, в которых отдельные части предметов были отделены друг от друга: скажем, носик чайника находится в стороне от корпуса. Такой отрыв детали, а тем более резкое смещение или поворот были непреодолимым препятствием для сборки подобразов в образ.

Или другой рисунок: дерево согнулось под напором ветра, крона сместилась куда-то в сторону от ствола. Больной, у которого нарушена заднетеменная кора, не понимает, что это дерево. Здоровому же мозгу доступны операции смещения и поворота – функции этой коры, и мы легко опознаем предмет с отделенными и повернутыми фрагментами, говорим: это дерево, согнувшееся под ветром.

Способность мозга к восстановлению искаженных образов колоссальна. Мне довелось проверить это на себе, рассматривая на Международной выставке книги толстый фолиант, посвященный творчеству Пикассо – тому периоду, когда художник занимался «разложением» реальности на фрагменты. Он причудливо деформировал лица моделей, так что портреты переставали быть портретами в обычном понимании этого слова. Мне всегда оказалось, что такая изломанность, такое смещение всего и вся полностью убивает портрет, что в нем сходство подменяется буйной фантазией художника. Но в той книге, которую я рассматривал, эти картины были собраны в серии, каждая посвященная одному из персонажей мастера.

И вдруг, глядя на эти мозаики, я поймал себя на мысли, что нахожу явное сродство картин в каждом ряду между собою. Мозг, этот великий собиратель подобразов, свел разбросанные на плоскостях носы, рты и уши воедино, придал им такую ощутимую портретность, что даже показалось: пройди сейчас мимо меня персонаж картины, и я его узнаю... Да, Пикассо хотел взорвать реальный образ, расчленить, раскидать его на мелкие кусочки, но он ничего не мог поделать с природой зрения. Она сильнее. Единственное, чего смог добиться создатель полотен, – это только того, что мы стали тратить больше времени и мозговой работы, дабы опознать изображенное (не будем вдаваться в обсуждение эстетических приобретений и потерь при такой манере живописи), а люди, недостаточно тренированные, не освоившие этого непривычного художественного языка, оказываются вообще не в состоянии его понять.

Взаимодействие височной и затылочной коры правого полушария – ключ к пониманию того, зачем глаза наши перебегают от одного информационно богатого фрагмента к другому. Мы схватываем сразу пространственную ситуацию, но чтобы конкретизировать ее, должны наполнить содержанием ячейки фрейма. Вот и блуждают глаза по картине, выхватывают то ту, то другую особенность – данные о форме и текстуре подобразов. И делают это не раз, не два, ибо точный образ нуждается в прочно зафиксированных памятью деталях.

Обход связан с той задачей, которую ставим перед собой сознательно или бессознательно. Эту особенность, как помним, хорошо демонстрировали узоры, нарисованные зеркальцем в опытах Ярбуса. Механизм внимания (увы, мы еще так мало знаем о его работе) выбирает из пространственной картины, в которой разместились предметы, именно такие подобразы, которые требуются для решения задачи. А очень точные скачки взора как раз и показывают, что мы видим всю картину сразу до того, как уточним ее фрагменты.

Такой подход к механизму скачкообразного осмотра поля зрения позволяет иначе, более достоверно, объяснить результаты, полученные Нотоном и Старком: дело не в сигналах глазодвигательных мышц, не они кодируют расположение фрагментов в поле зрения. Мир строится из деталей, все верно, только детали отбираются не как попало, а в соответствии с тем «скелетом» образа, который уже сформировался и находится в правой заднетеменной коре.

Смотрите, какая получается цепочка преобразований.

Прежде всего сетчатка разбивает картину на миллионы точек.

Затем ганглиозные клетки сетчатки с помощью своих полей превращают дискретное, мозаичное образование в пятна, то лежащие рядом, то перекрывающиеся.

Далее НКТ своими пульсирующими полями проверяет эти пятна на содержание пространственных частот: подготовляет работу нейронов затылочной коры, которые отражают мир кусочным квазиголографическим образом и непременно текстурно.

В итоге поле зрения оказывается разбитым на множество фрагментов, в каждом из которых модули затылочной коры вычисляют простой признак текстуры. Это необходимо для того, чтобы нейроны затылочной коры смогли «выстричь» подобраз из фона, а клетки престриарной – собрать «пунктир» выстрижения в подобраз, казалось бы, давно уже превратившийся в ничто после этих бесконечных преобразований.

Глава десятая. Вполне реальный невидимка

...Абстрактное – только усохшее конкретное.

Анатоль Франс. Сад Эпикура

Много месяцев каждый вошедший в рабочую комнату Александры Александровны Невской видел одну и ту же картину: сидит, припав глазом к окуляру аппарата, испытуемый. «Коза», – говорит он. В протоколе появляется галочка. Сменяется диапозитив. Щелчок затвора. «Рука», – слышен ответ. Галочка, смена диапозитива, щелчок, ответ. Галочка, диапозитив, щелчок... И так раз за разом, десятки, сотни щелчков... Пятый, седьмой, двенадцатый испытуемый... День за днем, неделя за неделей. Галочки из протоколов перекочевали на простыни графиков, выстроились в цепочки точек, потом по ним легли осредняющие линии...

Одним испытуемым не говорили, какие будут картинки, другим давали рассматривать их долго и внимательно. И опять щелкал затвор, и опять люди старались увидеть контур в мелькнувшем на миг светлом квадратике – лист, треугольник, портфель, руку, утюг, клещи, окно, лицо, козу...

Мгновение... Вытащить из-за спины и показать на мгновение рисунок проще простого: раз! – и пожалуйста. Однако такое будет не опытом, а игрой. В серьезном эксперименте это «раз» далеко не простое, и совсем нелегко добиться этого «пожалуйста».

Гельмгольц нашел, что скорость передачи раздражения по нервам равна всего 30 метрам в секунду. Новейшие исследования расширили предел: минимум полметра, максимум 100 метров. А глаз способен заметить даже чрезвычайно короткую вспышку, лишь бы была мощной и поставила сетчатке должное число фотонов.

Уникальная чувствительность зрения приводит специалистов по телевизионным системам к выводу, что «зрительный процесс представляет собой абсолютную конечную веху в цепи эволюции». Сетчаткой на нижней границе ощущения «улавливается каждый поглощенный фотон, и дальнейшее увеличение чувствительности маловероятно». В 30-е годы ХХ века советский исследователь Б.Н. Компанейский доказал это, освещая предметы электрической искрой в темной комнате. Хватало одной десятимиллионной секунды, чтобы испытуемый разглядел объект и ощутил его рельефность.

Понятно, что наше сознание не срабатывает за столь безумно короткое время. Даже на усиление энергии фотона требуется, как мы знаем, три тысячные доли секунды, а затем включаются нервные клетки сетчатки, НКТ, различных иных отделов зрительного аппарата... Так что вспышка в десятимиллионную секунды, как и отдельный фотон, тоже лишь палец на спусковом крючке, а стреляет весь зрительный аппарат, обладающий таким важным свойством, как кратковременная память.

Она фиксирует воспринятый сетчаткой образ примерно на четверть секунды. Именно благодаря такой фиксации кадры киноленты сливаются в непрерывную картину. (Строго говоря, это объяснение эффекта движения людей и прочего на киноэкране грешит некоторой примитивностью, потому что в восприятии фильма участвуют не только кратковременная память, но и высшие отделы мозга, которые строят промежуточные положения предмета между двумя кадрами.)

Когда-то думали, что изображение сохраняется именно на сетчатке, коль скоро в ней выцветает «зрительный пурпур», известный нам родопсин. Французский физиолог В. Кюне писал в конце XIX в.: «Сетчатка ведет себя... как целое фотоателье, в котором фотограф непрерывно обновляет пластинки, нанося на них новые слои светочувствительного материала и стирая в то же самое время старые изображения».

Эксперименты, однако, показали связь кратковременной памяти не с сетчаткой, а с мозгом.

Представьте себе, что вы смотрите на лампочку, загорающуюся каждые полсекунды. Вполне естественно, она будет выглядеть мерцающей. Ведь новая вспышка придет к глазу после того, как кратковременная память длительностью в четверть секунды угаснет и перестанет удерживать образ предыдущей вспышки.

Затем опыт усложняют. Правый глаз видит одну лампочку, левый – другую, причем каждая загорается через полсекунды. А интервалы сдвинуты на четверть секунды. Иными словами, новая вспышка света поступает в зрительную систему от одного глаза именно в тот момент, когда кратковременная память готова стереть картинку от предыдущей вспышки, воспринятой другим глазом.

Если бы память находилась в сетчатке, нам казалось бы, что вспышки перепрыгивают из одного глаза в другой. Но этого не происходит. Наблюдателю кажется, что обе лампочки горят одновременно и... непрерывно.

Итак, зрительный аппарат просуммировал сигналы от каждого глаза. Сложение картинок происходит в затылочной коре. Может быть, и кратковременная память находится там же?

И как быть, если экспериментатору нужно представить зрению (не глазу!) картинку на время, меньшее четверти секунды? Напрашивается ответ: выключать кратковременную память. Прекрасно, но где взять выключатель?

Оказывается, таким выключателем должно быть кино.

Очень простенький кинофильм, состоящий всего из трех кадров: сетка из извилистых линий – предъявляемый рисунок – снова сетка. Каждое последующее изображение стирает предыдущее из кратковременной памяти, это точно установлено. И когда человек глядит в аппарат, которым командует Невская, кадры с сеткой распахивают и закрывают в кратковременной памяти «ворота времени». Экспериментатор не сомневается, что картинка предъявлена ровно на столько сотых или тысячных долей секунды, сколько задано с пульта.

Чище всего стирает образы сетка, составленная из наложенных друг на друга контуров всех предметов, какие только демонстрируются во время опыта. С точки зрения кусочного квазиголографического представления понятно, почему: у высших отделов престриарной коры нет основания для того, чтобы каким-то определенным образом «склеивать» пунктир нейронов, выделяющих линии контура, – и вместо осмысленной картинки получается хаос.

Однако надежность опознания рисунка зависит не только от длительности предъявления, но и от того, было ли известно смотрящему, какой набор картинок ему покажут. Я не знал и затратил сто пятьдесят миллисекунд, обычное время для нетренированных участников опыта. А тот, кому картинки знакомы, работает быстрее.

Насколько? Это зависит от числа рисунков, которые он ожидает увидеть. Чтобы опознать одно изображение из возможных двух, хватит 15 миллисекунд, вдесятеро меньше, чем затратит нетренированный коллега. Если возможных изображений четыре, время опознания возрастет вдвое. Восемь картинок увеличат его в три раза, до 45 миллисекунд; 16 картинок – вчетверо...

Опять мы встретились с «поиском по дереву», о котором узнали, рассматривая работу «правого-левого мозга». Тогда подобная поисковая система обнаружилась в левом полушарии: она, как выяснилось, производит дихотомическое разделение обобщенных образов, чтобы зрение смогло опознать предъявленное изображение.

Есть ли у этих двух систем – поисковой и кратковременной памяти – нечто общее? Или это одна и та же система?

Сейчас мы ответим на вопросы.

Но прежде надо отметить, что время опознания стало после опытов Невской точным, бесстрастным критерием, позволяющим проникать в работу зрительного аппарата. Положим, вводит экспериментатор в набор известных картинок еще одну (тот же предмет, но иного размера, повернутый или еще как-нибудь измененный) и смотрит, увеличивается ли время ответа. «Да» – картинка для зрительной системы объективно новая, пусть в словесном ответе это все тот же гриб; осталось время прежним – картинка воспринимается зрением как старая.

Психофизиологические исследования Глезера и Невской, которые впервые продемонстрировали «поиски по дереву», были проведены значительно раньше, чем совместная работа Невской, Леушиной и Павловской, вскрывшая различные опознавательные механизмы правого и левого полушарий. Показывая испытуемым «кино», исследователи еще не знали, что открытый ими способ оценки количества информации, приносимой изображением в мозг, связан с левым полушарием. Поэтому в первом издании этой книги я ничего не мог сказать, какое полушарие пользуется дихотомическим делением, речь шла о восприятии в целом.

Сегодня многое стало ясным, в том числе и механизм поиска «по дереву». Опознание этим путем возможно потому, что левое полушарие (его престриарная кора) обращается с простыми признаками – точно такими же, которые имеются и в правой затылочной коре, – своеобразно: оно их объединяет.

Простые признаки, как мы помним, представляют собой паттерны – совокупности сигналов модулей, на которые природа разбила затылочную кору. Эти признаки, в соответствии с перестройкой «сита» полей НКТ, выделяются последовательно, от самых грубых до самых тонких.

В правой затылочной коре и более высоких отделах зрительной системы правого полушария благодаря простым признакам отражаются вполне конкретные образы, расположенные во вполне конкретном, открывающимся сиюминутно перед глазами, зрительном пространстве. Паттерны, описывающие одинаковые текстуры, объединяются между собою только внутри данной текстуры однородной области – той области, которая «выстрижена» нейронами затылочной коры из фона...

В левом же полушарии объединение простых признаков происходит иначе. Кусочное квазиголографическое представление картины видоизменяется так, что возникает преобразование Меллина (описывать его без формул крайне сложно, поэтому ограничимся одним названием). Оно обладает массой полезных свойств. В частности, сложные признаки – результат объединения большого количества простых – дают возможность очень экономично (с точки зрения использования ресурсов мозга) воспринимать и запоминать предъявляемые изображения. Это резко упрощает оценку связи воспринятого образа с имеющейся в мозгу моделью мира, а в конечном счете позволяет быстро решать, какое действие нужно предпринять.

Сложные признаки выглядят математически как особого рода поверхности – гиперплоскости в многомерном пространстве простых признаков. Чтобы опознать (отыскать в памяти) образ, левому полушарию нет нужды просматривать путь в точку многомерного пространства, как это делает правое. Достаточно определить, справа или слева от гиперплоскости находится искомый сложный признак, и в несколько шагов выйти в искомую область. Грубо говоря, с помощью сложных признаков идет стрельба по площади, а не по точечной цели. Ясно, что если площадь велика, на такое попадание хватит иной раз даже одного «снаряда», даже самого грубого признака («живое – не живое» и тому подобное), хотя в большинстве случаев придется тратить пять – десять.

Отсюда понятно, почему при коротком времени предъявления не различаются, например, картинки «зонтик» и «карандаш». Это происходит не потому, что оба они длинные. Длина есть признак, передающийся и описываемый отдельным каналом – каналом пространственных отношений. По длине, как известно, мы лишь в немногих случаях способны косвенно судить о форме. Причина путаницы в том, что в первые мгновения после саккадического скачка поля НКТ очень грубы, и описание по преобразованию Меллина оказывается очень приблизительным: зонтик и карандаш не различаются потому, что первые члены преобразования у них одинаковы. А поскольку (из-за краткости предъявления, заданного экспериментатором) дальнейший анализ прерывается, испытуемый судит о форме только на основании усеченного набора сложных признаков – и ошибки неизбежны.

Такой механизм зрительного опознавания объясняет, почему левое полушарие лучше справляется с задачами «Установить сходство», а правое – с задачами «Установить различие», а также, почему при анализе сходства мозг ошибается чаще, нежели при анализе различия.

Установить сходство можно уже на самом раннем этапе анализа по преобразованию Меллина, когда поля НКТ крупны и в зрительную систему проходят сведения о низких пространственных частотах, то есть грубых контурах. Для этого достаточно сложных признаков.

А опознать достоверно, по всем мельчайшим подробностям – для этого нужно просмотреть не только сложные, но и все простые признаки, выйти не в область, а в точку многомерного пространства, то есть работать правым полушарием.

Формула, согласно которой действует механизм «поиска по дереву», очень проста: X = 15lоg_2Y, где X – время опознания в миллисекундах, а Y – число картинок, среди которых надо сделать выбор.

Лингвистам известно, что слов, которым соответствуют простенькие рисунки, обиходных слов-понятий типа «птица», «чайник», «дом», «очки» и им подобных, в русском языке около тысячи. Поэтому когда испытуемому не говорили, какой набор картинок будет показан, он был вправе ожидать любую из тысячи. Вряд ли, конечно, он мог назвать эту цифру, но мозг его на основании жизненного опыта уже был настроен именно на такой порядок величины.

Нетренированный человек, стало быть, все равно подготовлен. Только набор образов у него гораздо шире, чем у тех, кто точно знает; сегодня будут показывать вот эти привычные восемь картинок. Подставив число 1000 в формулу, получаем время надежного опознания, близкое к пятнадцати миллисекундам, каким оно и бывает на практике.

Когда я собирал материал для первого издания этой книги, у меня произошел такой диалог с Невской:

– Предварительная установка на решение какой-то задачи заставляет мозг перестраиваться, чтобы возможно скорее произвести сравнение. Мак-Каллок, например, полагает, что для более легкого опознания мозг строит предположительный обобщенный образ предмета до того, как изображение появилось на сетчатке. Возможно, так оно и есть: удачливые грибники утверждают, что в лесу они стараются поотчетливее представить себе грибы, которые ищут... – сказала Александра Александровна.

– Почему же тогда признаки не путаются, когда я вижу несколько вещей? Вот сейчас у меня перед глазами этот хитроумый аппарат, стул, стол, вся остальная обстановка, – спросил я.

Преобразование Меллина замечательно тем, что после него нет препятствий для проективных преобразований. То есть вы можете реально поворачивать фигурку Деда-Мороза в пространстве, смотреть с разных расстояний так, что на сетчатке будет каждый раз несколько иная картинка (и так ее воспримет правое полушарие), однако в левом полушарии после преобразования Меллина будет все время один и тот же ответ: Дед-Мороз.

Говоря иначе, благодаря этому преобразованию (вот только как природа до него додумалась?) зрительный аппарат человека и высших животных приобретает способность к инвариантному восприятию, при котором и большой гриб, и маленький, и средний (понятно, одной и той же формы) выглядят обобщенным образом данного гриба.

Рис. 62. Благодаря преобразованию Маллина наш (и по крайней мере высших животных) зрительный аппарат воспринимает предметы инвариантно, то есть вещь опознается как «та самая», хотя проекции ее на сетчатке будут разной величины в зависимости от расстояния, на котором она находится. Эти результаты получены А.А. Невской в лаборатории В.Д. Глезера

Жизненный же опыт как раз и состоит в том, чтобы выучиться правильно оценивать варианты. Узнавать без ошибок, когда гриб видится маленьким потому, что размер его таков, а когда – потому, что он далеко. Скорее всего, в этой оценке играют роль текстуры, различаемые на поверхности предмета, а также соотношения предметов между собою. Бесспорно, вносит свой вклад и врожденный механизм определения дальности с помощью нейронов диспаратности (о них – чуть позже).

Взять в руки вазу и вертеть, чтобы увидеть со всех сторон... Неукротимая потребность эта заложена с детства, когда мы вертели игрушки, чтобы дать зрительному аппарату левого полушария возможность увидеть их в разных ракурсах и сформировать признаки, обеспечивающие инвариантность восприятия. Дело это долгое и трудное. Лишь к 13 годам левое полушарие ребенка демонстрирует такие характеристики опознавания, которые свойственны взрослому.

Но когда в левой нижневисочной коре, куда поступают сложные признаки формы изображений, сформировалась зрительная абстракция предмета, мы даже при кратковременном предъявлении опознаем объект, под каким бы углом он для нас ни находился: лошадь выглядит лошадью что сбоку, что спереди, что сзади.

Однако лошадь стоящая и лошадь бегущая – для зрительного аппарата абстрагирования уже разные образы. Они не инвариантны между собой. Точно так же не сливаются воедино зрительные абстракции «пятерня» и «кулак», «чайник для заварки» и «чайник для кипятка», хотя в сознании нашем они объединены словами «лошадь», «рука» и «чайник». Зрительные абстракции, как видим, дают пищу для абстракций более высокого ранга. И что все они находятся в одном и том же левом полушарии, да еще в височной области коры (которая, как известно, прямо связана с речью), выглядит уже не совпадением, а чем-то гораздо большим. Впрочем, это настолько серьезная тема, что ей отведена заключительная глава, так что подождем...

Преобразование Меллина отвечает и еще на один вопрос: почему мы отличим волка от собаки, а уж тем более волка от медведя, но не в силах ни представить, ни нарисовать абстрактного волка или медведя, хотя структуры для их опознания существуют?

Дело в том, что после меллиновского преобразования образ совершенно теряет кусочно-квазиголографическое представление. Из конкретного образа извлекаются его сложные признаки, но таким способом, что обратный путь «сложить в образ» становится невозможным. Зрительная абстракция реально присутствует в левой нижневисочной коре, записанная в виде соответствующих изменений нейронной сети, в «терминах мозговой математики». Впрочем, полушария обмениваются информацией, и абстрактный образ (вызванный обозначающим словом) оказывается сразу же представленным в правом полушарии с помощью запомненных там подобразов и пространственных отношений. Немало людей умеют такой образ нарисовать, а уж сказать, отличается ли рисунок от внутреннего левополушарного представления, может каждый. И в этом, как видим, нет ничего странного.

Правое полушарие получает схему зрительного аппарата от природы, генетически. И работает он по генетически заданным правилам. Поэтому у любого человека конкретное дерево представится конкретно, то есть именно таким, каково оно есть, со всеми своими ветвями и прожилками на коре. Работа правого полушария, иначе говоря, не зависит от личности человека, и потому допускаемые этим полушарием зрительные ошибки в известной мере «стандартны». В то же время дефекты в правом полушарии приводят к тому, что восприятие становится чрезмерно глобальным, теряет способность к тонким различениям внешне одинаковых предметов и образов.

С левым полушарием дело обстоит иначе. По мере развития ребенка его полученный наследственно левополушарный зрительный аппарат преобразуется, формируется для зрительно-абстрактного опознания. Это установлено экспериментально. Работа левого полушария, определяемая воспитанием и иными социальными факторами, оказывается сугубо индивидуальной, связанной с личностью, (эксперименты показывают, что персональны также левополушарные зрительные ошибки).

Поэтому когда, догматически понимая разделение людей на «художественные» и «мыслительные» натуры, пытаются противопоставлять работу одного полушария работе другого, попытка эта оказывается нелепой.

«Абстрактный невидимка», живущий в левом полушарии, необходим мыслящему образами художнику ничуть не меньше, чем математику, иначе человек искусства не уйдет дальше создания частных, мало кому интересных композиций. Ведь хотя оба полушария и способны вырабатывать обобщения, но правое обобщает лучше по внешнему сходству, а левое – по функциональному.

Человек на протяжении своей жизни воспринимает массу информации, приобретает, как говорят, некоторый «алфавит» образов, с помощью которого быстро оценивает ситуации, принимает решения о своих действиях. С этими задачами лучше справляется левое полушарие. А правое способно решать такие зрительные задачи, для которых нет сложившегося «алфавита» образов, нет привычных зрительных описаний.

Левое полушарие – для привычного, правое – для нового. Так можно подвести итог.

Глава одиннадцатая. Стерео широкоэкранное для каждого

Кавказ подо мною. Один в вышине

Стою над снегами у края стремнины...

Пушкин

– Лежит ли позади пирамидки какой-нибудь большой предмет?

– Да, целых три: большой красный брусок, большой зеленый кубик и синий брусок.

– Поставьте теперь самый маленький брусок на зеленый кубик, на котором стоит пирамидка.

– Ладно.

– Теперь поставьте сверху самую маленькую пирамидку.

– Ладно.

С кем ведется диалог? С человеком, неважно различающим цвета или формы предметов, которого вводят в пространственные и цветовые соотношения вещей? Ничего подобного. Это диалог с роботом, опубликованный еще в 1970 г.

Бездушный автомат, как некогда поругивали кибернетические устройства, уже тогда вполне различал цвет, величину, форму, положение вещей в перцептивном пространстве, сформированном его «электронным мозгом». Робот оперировал машинным языком, в котором были точно определены такие понятия, как «поддерживается другим предметом», «находится впереди», «находится напротив», «затеняется другим предметом», «способен быть опорой» и так далее.

Как воспринимает машина цвет или величину, в общем, легко можно представить: цветное телевидение нам хорошо известно, измерить площадь изображения на экране и сравнить с имеющимися в памяти эталонами тоже не составит особого труда. А вот форма, взаимное расположение предметов...

Когда вещи закрывают друг друга, их контуры пересекаются. Может показаться, что это плохо: как же, глазу виден не весь предмет, а только часть. Однако именно данное обстоятельство дает зрению массу сведений, сведений очень полезных. В точках пересечений могут сходиться две, три или несколько линий. А типов таких узлов не так уж и много – всего восемь.

Рис. 63. Мы судим о пространственном расположении предметов, невольно анализируя, как они закрывают друг друга

Если узел выглядит как две линии, пересекающиеся под острым углом, то область снаружи и область внутри угла принадлежат, скорее всего, разным предметам. Когда три линии сходятся под углами, каждый из которых меньше 180° («вилка»), – это границы трех поверхностей одного и того же тела. А вот если один из этих трех углов больше 180° («стрелка»), то две области принадлежат одному предмету, а третья – другому. Очень вероятно, что это «другое» – фон, на котором развертывается действие. Узел «Т» (два смежных угла, равных в сумме 180°) обычно означает, что некая плоскость закрывает тело, которому принадлежат поверхности, образующие смежные углы узла.

Оглянитесь вокруг, и вы увидите, что узлы действительно служат важнейшими признаками глубины пространства. Каждый из них сообщает об отношениях поверхностей между собою, о том, принадлежат ли эти поверхности одному телу или нескольким, впереди или позади другой находится интересующая нас, над или под нею. Узлам присвоили наименования, сформулировали правила действия над ними и соответствующими поверхностями, чтобы робот смог ориентироваться в комнате, где разбросаны детские кубики.

Линии – узлы – зоны – поверхности – тела – общая сцена...

Правила опознания, заложенные в память ЭВМ робота, обеспечивают его ориентацию в пространстве, определяют путь расшифровки ситуации, в которой он оказался.

Для программистов стало большим открытием, что когда предметы отбрасывают тени, описать сцену и правильно распознать увиденное роботу-манипулятору куда проще,чем без теней. «Ранние исследования были более трудными из-за предположения, что тени – это всего лишь досадное усложнение», – отметил Патрик Уинстон, редактор книги «Психология машинного зрения».

Вторым открытием создателей опознающих программ было то, что для опознания формы следует анализировать не только расположение линий и теней, но и игру полутонов отраженного от предметов света. Инженеры, наконец, пришли к тому, что уже тысячелетия назад было известно людям искусства и модницам: щеки под действием темных румян кажутся более выпуклыми, делающая кожу матовой пудра придает лицу мягкость линий и нежность...

Робот, с которым велся разговор по поводу разноцветных кубиков, был одноглазым – смотрел вокруг себя объективом одной-единственной телевизионной камеры. И все-таки мир для него представлялся объемным, разделенным на передние и дальние планы. Это еще раз подтвердило известную офтальмологам истину: объемность и стереоскопичность – совсем не одно и то же, хотя такие понятия дилетантам кажутся на одно лицо.

Ну а мы с вами не хотим быть совсем уж дилетантами. В чем же разница?

Пушкин писал:

Здесь тучи смиренно идут подо мной;

Сквозь них, низвергаясь, шумят водопады;

Под ними утесов нагие громады;

Там, ниже, мох тощий, кустарник сухой;

А там уже рощи, зеленые сени.

Где птицы щебечут, где скачут олени.

Эту разворачивающуюся, многоплановую картину поэт видел обоими глазами, бинокулярно.

Но и робот своим единственным монокулярным телеглазом рассмотрел бы все именно в такой последовательности. Ведь на расстояниях свыше километра объемность пейзажа воспринимается человеком только панорамно, то есть потому, что предметы закрывают друг друга и демонстрируют взору разнообразные узлы схода контуров (помните, как в горах или в космосе, когда такого последовательного перекрытия планов нет, люди грубо ошибались в расстояниях?). Есть и другие «вторичные» признаки, по которым мы видим панорамно и отличаем близкое и далекое: различны относительные размеры деревьев, людей, домов, изменяется их окраска (происходит то, что художники называют линейной и воздушной перспективами), по-иному ложатся светотени...

Уже классическим примером стал случай со знаменитым летчиком-испытателем Сергеем Николаевичем Анохиным, который, потеряв в авиакатастрофе глаз, сумел оставшимся глазом натренироваться в определении дальности и панорамном видении. Так что особая, предельно строжайшая врачебная комиссия признала его годным к летной работе. Ведь глаза дублируют друг друга, и каждый умеет определять объемность с помощью вторичных признаков.

А первичный признак – это стереоскопичность, действующая на расстояниях меньше километра (у некоторых людей, правда, область эта более обширна, достигает полутора километров, потому что глаза у них расставлены шире обычного). Объемность тут возникает потому, что правый и левый глаз видят предметы немного по-разному: не только фасад, на который направлены и где сходятся оптические оси обоих яблок, но каждый слегка и «свою» боковую сторону (такое уклонение от центрального рассматривания называют параллаксом, от греческого параллабо – уклоняюсь).

В среднем глаза наши разнесены на шесть с половиной сантиметров, отсюда и километровая граница стереоскопического зрения, дальше мозг уже не улавливает разницу изображений. А если нужно дальше, военные берут стереотрубы и дальномеры, в этих приборах база – расстояние между объективами – измеряется десятками сантиметров, даже метрами, соответственно возрастает стереоскопическая глубина пространства. При шестиметровой базе она достигнет двух десятков километров.

В «Книге о живописи» Леонардо да Винчи есть такие строки: «Натуру, рассматриваемую двумя глазами, невозможно передать на картине так, чтобы там она была видна с равной выпуклостью, хотя бы линии, свет, тени и цвет переданы были совершенно в точности». (Вполне возможно, что художники и философы задумывались об этом и раньше, но слова Леонардо – первое письменное свидетельство.)

Почему? Потому что написанная художником плоская картина попадает одинаково на одни и те же точки сетчатки в правом и левом глазу: глаз сразу замечает отсутствие стереоскопической объемности.

Чтобы предметы стали стереоскопичными, изображения на правой и левой сетчатках обязаны быть несимметричны относительно оптической оси глаза. Тогда мышцы поворачивают глаза так, чтобы одинаковые точки изображений пришлись на так называемые корреспондирующие области сетчаток. После этого две картинки сливаются в одну и происходит фузия, по терминологии офтальмологов.

Англичанин Джозеф Гаррис в 1775 г. осознал роль параллакса: «...Это дает нам видимый рельеф предмета, помогая различить его и отделить от плоскости, в которой он лежит. Так, нос тем более выделяется, чем больше мы видим его с обеих сторон лица одновременно». А 63 года спустя его соотечественник лорд Чарлз Уитстон (который придумал известный всем электротехникам, а сейчас, кажется, и школьникам «мостик Уитстона» для высокоточного измерения электрических сопротивлений), сконструировал первый в истории стереоскоп. С помощью этого прибора изобретатель продемонстрировал, что две нарисованные с чуть-чуть разных точек зрения картинки – о фотографии тогда еще никто ничего не знал, и их рисовали с помощью двух разнесенных камер-обскур – после слияния дают чрезвычайно объемный образ.

В том же году французский изобретатель Дагер обнародовал свой способ получения фотографических изображений – дагерротипов, и уже несколько месяцев спустя знаменитый физик Араго высказал мысль о возможности стереоскопической фотосъемки...

Вернемся в физиологию. Удивительно, но мало кто осознаёт, каким поразительным достижением эволюции является сама по себе способность видеть. Нейронные связи зрительной системы, благодаря которым формируется бинокулярный объемный образ, возникают не случайно, не просто потому, что в мозгу миллиарды нейронов, – нет, для этой фантастически сложной сети есть план, генетически заложенный в организм.

Среди прочего подтверждение этому – многочисленные опыты, начало которым положили эксперименты английского физиолога Т. Бауэра. Благодаря им стало ясно: способность к объемному восприятию возникает у малышей «сама собой».

Двухмесячные дети, у которых нет еще серьезного зрительного опыта (они ведь по большей части спят), определяют расстояние до кубиков независимо от размера изображения на сетчатке. Что делал Бауэр? Он ставил кубики разного размера так, чтобы картинки на сетчатке были одинаковыми. Или, наоборот, располагал одинаковые кубики так, чтобы они проецировались на нее как предметы разного размера.

Ухищрения оказались напрасны. Малыша обмануть не удалось. «Свой», контрольный кубик он никогда не путал с «подделывающимися» под него. Не путал потому, что смотрел на мир обоими глазами и что именно к этому моменту, к восьмой неделе жизни, его глаза приобрели некоторую возможность двигаться слаженно. Стали, пусть еще не очень умело, взаимодействовать так, как того требует бинокулярное стереоскопическое зрение.

Вся работа шла по классической методике условных рефлексов. А когда надо было поощрить младенца, подкрепить правильный выбор, ему не еду давали, как щенку там или котенку, – нет, с ним играли в «ку-ку». Из-под стола появлялась вдруг симпатичная улыбающаяся девушка, говорила весело: «Ку-ку!», и за такую «духовную пищу» малыш готов был по двадцать минут участвовать в эксперименте, не засыпая.

Но, конечно, не следует преувеличивать возможности двухмесячного младенца. Гигантскую по сложности программу формирования аппарата бинокулярного зрения ему предстоит еще очень долго осваивать. Особенно важны первые полгода после рождения, любые нарушения в это время тяжко отзываются на последующем.

Примерно к трем годам острота зрения ребенка достигает 2/3 остроты взрослого, и в это же время оканчивается второй критический период развития бинокулярного восприятия окружающего мира. Однако все еще нельзя сказать, что стереоскопическое зрение вполне отлажено: по многим данным, лишь к 11...13 годам это восприятие поднимается на уровень взрослого.

К сожалению, существует немало наследственных и приобретенных причин, нарушающих в раннем детстве (а порой и в зрелом возрасте) способность к фузии. Изображения от обоих глаз тогда не сливаются в одно. Расслабьте глазные мышцы, глядя на эту страницу, и вы ощутите, каково приходится человеку с таким дефектом: строчки раздваиваются, ни читать, ни даже просто видеть в таком состоянии невозможно...

– Крайне тягостное ощущение, – говорит профессор Эдуард Сергеевич Аветисов, руководитель одного из отделов Научно-исследовательского института глазных болезней имени Гельмгольца, где лечат косоглазие, восстанавливают панорамное, а нередко и объемное бинокулярное зрение. – Мозгу тут ничего не остается, как убрать, подавить одну из картинок. А что значит – подавить? Человек сам себя делает, по сути, слепым на один глаз! И хотя весь зрительный путь в порядке, – возникает амблиопия. Если такое случится в раннем детстве, когда малыш еще не умеет говорить, он и пожаловаться не может. Мозг же, эта сверхпластичная система, перестроится с возрастом настолько, что привести зрение в норму будет нелегко.

– Придется резать глазные мышцы, чтобы исправить положение глаз?

– Если бы только это, проблемы бы не было. Одной операцией ничего не добиться. Надо пробудить нейроны, которые долгое время не действовали или действовали, так сказать, в десятую долю своей силы. Надо активизировать сетчатку, высшие отделы зрительного тракта.

Оказывается, у страдающих косоглазием и связанными с этой болезнью нарушениями бинокулярного зрения, по-иному, чем у здоровых, функционируют зрительные области головного мозга. Подавление работы зрительного пути не означает, что глаз потерял светочувствительность. До затылочных отделов коры идут какие-то сигналы, а в коре, там, где два изображения должны слиться вместе, «ненужные» сигналы отбрасываются. Даром для нейронных структур это не проходит...

Как же врач пробуждает нейроны? Эдуард Сергеевич рассказал, что для этого существует несколько методов. Например, центральную ямку сетчатки раздражают очень мощным, тонким, словно спица, лучом. Способ так и называется – «слепящее» (он жестом и голосом изобразил кавычки) раздражение. Аветисов и его коллеги предложили метод давно, еще в начале 60-х гг., и сейчас его используют в детских садах, где лечат страдающих амблиопией детей. В итоге дремлющие связи между сетчаткой и зрительной корой пробуждаются, острота зрения косящего глаза возрастает, нередко весьма существенно – с сотых долей нормальной остроты почти до единицы.

Другой метод – длительную «заклейку», окклюзию глаза, видящего хорошо, – предложил еще в 1743 г. известный французский естествоиспытатель Бюффон. Он написал об этом в диссертации «О причинах косоглазия и способах его лечения», и метод оказался настолько хорош, что врачи пользуются им и спустя почти два с половиной столетия.

А из новейших способов лечения стоит отметить раздражение сетчатки лучом лазера, формирующего на глазном дне черно-красные решетки заданной врачом пространственной частоты. (Решетки! Вот до каких практических высот поднялись они, эти кое-кому представлявшиеся «пустыми» нейрофизиологические идеи о мозговой голографии!)

Лазер хорош тем, что созданная им решетка – это следствие интерференции лучей, а значит, она обладает такими великолепными характеристиками, которых с помощью диапозитива никогда не получить. Ее контрастность близка к ста процентам, то есть в самых темных местах у нее действительно чернота, отсутствие света. Яркость же света изменяется в линиях решетки не скачком, а плавно, синусоидально. Так создаются идеальные условия для прохождения сигнала через зрительный тракт. А решетки, как мы знаем, – это тот самый сигнал, на который природой настроены рецептивные поля нейронов затылочной коры. Кстати, именно с помощью лазерных решеток установили, что безукоризненно работающий глаз воспринимает лучше всего все-таки вертикально ориентированные линии, а хуже всего – наклонные под углом 45 градусов.

Почему же лазер действует на «молчащий» зрительный путь? Прежде всего потому, что не нужно представлять себе дело так, будто мозг ребенка, страдающего косоглазием, прерывает каким-то магическим выключателем этот нейронный канал. Уже говорилось, что мозг поступает иначе: снижает уровень сигнала от «мешающего» глаза. В зрительную кору поэтому поступает только грубое, расплывчатое изображение. А яркий свет на сетчатке снимает торможение, блокирующее проводящий путь, стимулирует видение решеток высокой пространственной частоты, способствует работе «молчавшего» глаза.

Однако пробудить его функцию – этого еще мало для возрождения бинокулярного зрения. Профессор Аветисов вместе с доктором медицинских наук Тамарой Павловной Кащенко разработали методику «диплоптики», то есть принудительного восстановления двойного изображения вместо той иллюзорно-одиночной картинки (не будем придираться к неточности слова «иллюзорной» в этом контексте), которую видит страдающий косоглазием человек.

– Знаете, что нас больше всего радует во время курса лечения? – сказал Аветисов. – Когда больной вдруг говорит: «Доктор, у меня в глазах две картинки!» Это значит, пробудился молчавший до того зрительный путь, убрано подавление. Дальше лечить уже будет куда проще.

Способ оказался очень эффективным. Примерно у 85 процентов больных восстанавливается симметричное положение глаз, а у 60 процентов – истинно бинокулярное восприятие.

Создавая свою методику лечения косоглазия, Аветисов и Кащенко придумали несколько новых контрольно-исследовательских приборов и среди них такой, который может незаметно для испытуемого увеличивать или уменьшать одну из картинок в стереоскопе. С его помощью было сделано открытие: мозг умеет сливать в нераздваивающийся образ приходящие от глаз изображения, даже если одно отличается от другого по размеру на 65 процентов. А ведь раньше считали, что 5 процентов – уже предел... Мало того, сцепленность образов, фузия, сохраняется, даже когда экспериментатор вводит в поле зрения особые призмы, как бы растаскивающие изображения на обеих сетчатках в разные стороны. У больных, конечно, показатели устойчивости хуже. Но прибор и создан для того, чтобы объективно выявлять людей со склонностью к косоглазию, с едва начавшейся болезнью.

Как можно объяснить новооткрытый феномен? Если придерживаться классических представлений о передаче картинки из сетчатки в затылочную кору методом «точка в точку», столь огромное различие в размере таинственно. Оно просто невозможно без развала бинокулярного восприятия.

Современная же нейрофизиология, оперирующая понятиями рецептивных полей, может высказать некоторые соображения на этот счет (правда, опытами они еще не подтверждены). Во-первых, сигнал от каждого фоторецептора приходит, как известно, на множество модулей зрительной коры. Во-вторых, относящиеся к одному глазу модули – глазодоминантные – расположены вовсе не как солдаты в парадной шеренге: никаких стройных рядов, лабиринт – вот слово, какое только и может охарактеризовать топографию модулей глазодоминантности. И наконец, не следует забывать, что в зрительном тракте образ передается системой параллельно действующих каналов, так что форма и размер отражаются разными нейронными структурами. Поэтому до определенного момента изображения, пришедшие от каждого глаза, будут отмечаться в коре как одинаковые, несмотря на различия в размерах. И только потом, когда сигнал от канала размера превысит некий порог, изображения разъединяются – возникает диплопия.

Пространственно-частотный подход к определению характеристик зрительного аппарата оказался очень продуктивен в таком важном деле, как массовое обследование людей, чтобы выявить малозаметные, но опасные признаки начавшегося заболевания. Ведь здесь важно иметь надежный, не требующий дорогой аппаратуры, а главное, быстрый метод. Его и разработали ленинградские ученые: профессор Вениамин Васильевич Волков, начальник кафедры офтальмологии Военно-медицинской академии, сотрудница той же кафедры Людмила Николаевна Колесникова и старший научны» сотрудник лаборатории физиологии зрения Института физиологии им. И.П. Павлова АН СССР Юрий Евгеньевич Шелепин. Суть метода очень проста. Вы усаживаетесь перед прибором, а на его экране движется неширокая щель, в которой видна решетка какой-либо пространственной частоты. Таких решеток восемь, каждая нарисована так, что ее контрастность плавно изменяется. Поэтому видится решетка во время прохождения щели сначала расплывчато, потом четко. Начинают пускать щель с самого малого контраста и самой низкой пространственной частоты, а от человека только и требуется, что сказать «Вижу!» в тот момент, когда он заметил прутья решетки. Можно проверять оба глаза сразу, можно каждый в отдельности, то и другое очень важно для диагностики.

Оказывается, существует при нормальном зрении вполне определенный порог контрастности, до которого решетка не видна, как ни старайся ее разглядеть. И пороги эти (относительно каждой решетки) свои, они закономерно изменяются с возрастом. Лучше всех видят молодые люди от 15 до 25 лет, а малыши и пожилые различают высокие пространственные частоты значительно хуже – мы с вами уже знаем, почему.

Показав каждому глазу по восемь таблиц, врач получает достаточно объективную характеристику качества зрения: вот такие-то решетки пациент различаете хуже, чем положено для его возраста... И что еще важнее, по характеру изменений врач может судить, нет ли тенденций к такому неприятному заболеванию, как глаукома, не обнаруживаются ли настораживающие сдвиги в периферическом зрении (которым сразу замечаем движущийся сбоку автомобиль).

Решетку не обманешь, как порой это бывает, если остроту зрения определяют с помощью таблиц с буквами и цифрами. Некоторые ловкачи выучивают их наизусть и бойко отвечают, хотя им уже давно пора обзавестись очками. С решеткой иное дело. Ее номер пациенту не известен, и он зря будет говорить «Вижу!», если ничего не увидел: врач пустит щель по той же решетке еще раз и мигом разоблачит обман.

Вернемся, однако, к бинокулярному зрению, где нас ожидает еще немало любопытного...

Слитный бинокулярный образ возникает лишь тогда, когда поля зрения обоих глаз перекрываются. Чем больше перекрытие, тем шире сектор стереоскопического зрения, но зато пропорционально меньше угол панорамного образа.

Природа по-разному наделила этими качествами зрительные аппараты разных животных.

Общее правило таково: у жертв выше панорамность, но ничтожна или даже совсем отсутствует стереоскопичность, а у хищников панорамность сравнительно с жертвами невелика, зато сектор стереоскопичности занимает почти все поле зрения. (Строго говоря, истинная стереоскопия возможна только тогда, когда сливаются изображения, попадающие на центральную ямку сетчатки, в область наиболее четкого зрения, а это как раз и присуще только хищникам.)

Скажем, у зайца сектор стереоскопии всего десять градусов, по пять с той и другой стороны от продольной оси тела. Панорамность же – 315 градусов, почти вся сфера вокруг как на ладони: подберись – хищник! Зато у кошки стереосектор занимает 120 градусов, а панорамность – 280.

Рис. 64. Области стереоскопического зрения (заштрихованы) и панорамного восприятия предметов у мирного травоядного кролика и хищной кошки

Нам, людям, природа дала 120 градусов стереоскопичности и 180 панорамности. Человек, выходит, хищник? Увы, мы в отряде приматов, а там, как своими собственными глазами видели участники экспедиции знаменитой Джейн Гудолл, шимпанзе едят обезьянок поменьше, таких, как молодые павианы...

Но, с другой стороны, у человека нет ни когтей, ни клыков, и стереоскопичность служит ему отличную службу, помогая увидеть врагов с их защитной, мимикрирующей окраской. Мы порой искренне восхищаемся мимикрией насекомых: ах, взгляните на фотографию: бабочка прямо-таки слилась с корою дерева! То-то и есть, что на фотографию... «Военные хитрости» насекомых годятся против тех врагов, которые лишены стереоскопического зрения и видят мир монокулярно, а как раз таково большинство насекомоядных птиц. Пестрая текстура коры и пестрая текстура крыльев бабочки или жука действительно неотличимы друг от друга при «одноглазом» видении. Фотография дает нам точку зрения птицы.

А будет рассматривать обоими глазами человек ту же бабочку на дереве – мимикрия не поможет (оттого-то мы и знаем, кстати, что мимикрия насекомых существует). Благодаря параллаксу выпуклое тельце бабочки окажется представленным на обеих сетчатках по-разному, и объемность насекомого сразу бросится в глаза.

Рис. 65. Стереоскопические картинки Белы Юлеша. Если вы сумеете слить вместе по горизонтали пары этих картинок (для этого надо немного потренироваться, сводя глаза, – начните с нижней пары), то увидите, как пестрый квадратик выскочит из плоскости и повиснет над книжным листом. На этой особенности стереоскопического зрения основаны способы распознавания фальшивых денег

Известный биофизик Бела Юлеш, сотрудник компании «Белл Лэбретриз», продемонстрировал этот факт стереоскопического зрения очень изящным и простым опытом. Он взял два одинаковых фотоотпечатка текстуры, составленной из черных и белых точек, которые были разбросаны совершенно хаотически, случайно. Потом вырезал в центре каждого отпечатка по одинакового размера квадратику и сдвинул один вправо, другой влево, а образовавшиеся белые полосочки закрыл хаотической текстурой из точек. Получились две пестрые картинки, которые вы видите наверху.

Когда смотришь на них невооруженным глазом, вырезанные и смещенные квадратики увидеть невозможно, они спрятались в информационном «шуме» точек окружения. Однако стоит вставить картинки в стереоскоп или направить глаза в бесконечность, чтобы картинки слились. После небольшой тренировки это многим удается. Начните с того, что постарайтесь свести вместе два нижних, гладких квадрата и увидеть между ними еще один, слившийся, стереоскопический: над большим квадратом висит в воздухе маленький. Теперь медленно переведите глаза выше, и перед взором возникнет парящий над пестрым фоном пестрый же квадрат.

Открытие Юлеша заставило нейрофизиологов и психологов совершенно по-новому взглянуть на проблему стереоскопичности зрения. Оказалось, что мозг разыскивает с помощью нейронов коры некоторые одинаковые участки изображений в том и другом глазу, совершенно не интересуясь их осмысленностью и связью с общей картиной.

Как только такие одинаковые участки найдены (тут немедля на ум приходит гипотеза Глезера о кусочном квазиголографическом представлении образа в высших отделах мозга), им присваиваются метки «Находятся на таком-то расстоянии». Когда же все кусочки сольются в образ, в сознании возникает объемная сцена, зрительная картина, где одни предметы близко, а другие далеко, и куб отличается в профиль от круглой банки такого же размера.

Именно это свойство бинокулярного зрения использовал Гельмгольц (понятно, не подозревая о деталях нейрофизиологического механизма стереоскопии), когда предложил опознавать в стереоскопе фальшивые деньги. Как ни старается преступник, ему не под силу абсолютно точно, до долей миллиметра, скопировать рисунок банковского билета (тогда еще не существовало сверхвысокоточных лазерных сканеров и цветных принтеров). В стереоскопе ошибки «рукодельцев» немедленно всплывают над плоскостью бумаги, едва эксперт кладет рядом настоящую банкноту и поддельную.

А без стереоскопа: каким образом мозг отыскивает на сетчатке одинаковые участки изображений? На этот вопрос ответил Джон Петтигрю, работавший в Калифорнийском университете. Он открыл в затылочной коре кошки нейроны диспаратности (слово диспаратус по-латыни значит раздельный, обособленный). Термин говорит, что изображение на сетчатке правого и левого глаза выглядит чуть по-разному. Диспаратность тем больше, чем ближе к глазам находится предмет: оптические оси глазных яблок поворачиваются, сходясь в точке, привлекающей внимание, и все остальные точки оказываются по отношению к оптической оси диспаратными.

К каждому нейрону диспаратности приходят сигналы от обоих глаз: с правых сторон каждой сетчатки, как мы помним, информацию снимают нейроны левой затылочной коры, а с левых сторон – нейроны правой коры. То есть у любого такого нейрона существуют два рецептивных поля.

Рис. 66. Схема работы стереоскопического зрения (сверху) и нейрофизиологическая сеть с простыми и сложными зрительными полями, открытыми Джоном Петтигрю из калифорнийского университета

До тех пор, пока данный участок изображения не попал сразу на оба этих поля, нейрон диспаратности молчит. А как только поля сразу увидят одинаковый кусочек, нейрон возбуждается, дает сигнал в высшие отделы зрительной системы. Причем максимальный ответ нейрона будет только тогда, когда изображение очутится точнехонько посередине каждого поля. Петтигрю назвал такие поля простыми (вот они, на нижней картинке). Обнаружил он и более сложные поля, объединяющие в себе как бы множество простых. Такие сложные поля привязаны к нейронам коры, объединенным в модули. Нейроны диспаратности формируют модули двух типов: для наведения глаз в данную точку пространства и для измерения дальности до отдельных точек (вернее, маленьких кусочков) предмета.

Наведением заведуют модули, для которых все равно, в каком направлении движутся глазные яблоки. Нейроны этих модулей обладают огромными полями, в несколько градусов по диагонали (здесь и далее измерения на сетчатке). Несмотря на это, они реагируют на ничтожную разницу в диспаратности. У кошки эта разница меньше двух угловых минут. У человека, по-видимому, около десяти угловых секунд, потому-то и четкость стереозрения наша куда лучше кошачьей. У орла... С орлами, увы, еще никто не занимался этой проблемой.

Помните поля, находящиеся на периферии сетчатки и сигнализирующие, что где-то сбоку появилось что-то движущееся? По команде этих полей глаза поворачиваются на это «что-то». А модули наведения, составленные из нейронов диспаратности, как бы ставят перед взором бессчетное число плоскостей, делают «срезы» пространства, чтобы дать мышцам фокусировки хрусталика команду: предмет находится там-то.

Что же касается модулей для измерения дальностей отдельных точек предмета, то топография их полей на сетчатке иная.

Прежде всего, эти поля невелики по размеру.

Во-вторых, если модуль диспаратности находится в левой затылочной коре, то все его относящиеся к правому глазу поля (физически расположенные на правой сетчатке) довольно плотно наложены друг на друга в некоторой области задней стенки глаза, тогда как поля этого модуля, относящиеся к левому глазу, разбросаны по левой сетчатке. Причем разность координат тем больше, чем дальше расположена в пространстве линия, возбуждающая данный нейрон модуля. Иными словами, каждый нейрон модуля как бы знает, на какую линию (то есть находящуюся на каком расстоянии) должен реагировать.

Обратную картину продемонстрируют модули в правой затылочной коре. Наложенные друг на друга поля относятся к левому глазу, а разбросанные – к правому.

Благодаря работе гигантского множества таких полей мы и видим не только плоские контуры, но и линии поверхностей: по сути, сами эти поверхности, как угодно расположенные в пространстве. Очень интересно, что имеются нейроны, способные реагировать не только на линии, как в опытах Петтигрю, но и на структуры, составленные из случайно разбросанных, по Юлешу, точек. Это открытие сделал Г. Поджио из Медицинской школы университета Джона Гопкинса. Нейроны Поджио демонстрируют чрезвычайно высокую точность работы стереосистемы наших глаз.

Ведь в случайно сформированной картинке Юлеша много похожих или почти похожих участков, так что зрение, казалось бы, обязано ошибаться. Но этого не происходит. И так как речь идет об опознании (на досознательном уровне) изображений бессмысленных, но имеющих определенную статистику чередований темных и светлых пятен, логика наших рассуждений уже в который раз заставляет обратиться к кусочному квазиголографическому отражению увиденной картины...

Модули, открытые Петтигрю, стали важным аргументом в давнем споре физиологов.

Сторонники одной схемы считали, что объемность – результат оценки мозгом сигналов от мышц, когда мы бродим взором по пространству, фокусируя глаза с одного предмета на другой. Мышцы. дескать, сводят оптические оси глаз, чтобы изображение не двоилось, – вот мозг и получает от этих мышц сигнал о дальности той или иной точки.

Защитники другой гипотезы утверждали, что вначале должен быть сигнал о положении предметов в пространстве. И только потом уж сформируется команда, куда повернуть глаз, на какую точку его фокусировать. В пользу второй гипотезы говорил доказанный Глезером еще в 1959 г. факт: на глаз человек оценивает расстояние в 30, а то и в 50 раз точнее, чем позволяет мышечное чувство. Еще один аргумент – известное каждому умение видеть объемно окружающую обстановку после удара молнии. Вспышка, как уже говорилось, столь коротка, что мышцы никак не смогут сработать, однако объемность пространства воспринимается, тем не менее, совершенно отчетливо.

Модули Петтигрю резко усилили позицию сторонников второй гипотезы. Действительно, в темноте, перед вспышкой, глаза направлены в бесконечность, таково уж свойство зрительной системы. Но как только полыхнет, нейроны диспаратности сразу отмечают расположение предметов, дают сигналы об их объемности. На это им вполне достаточно времени.

Однако в любом случае полный, объемный образ сформируется только после того, как полушария обменяются сведениями. Люди с рассеченным мозолистым телом не в силах построить стереоскопическое изображение. Они видят двумя глазами, но о глубине пространства судят только по вторичным признакам.

Глава двенадцатая. Прямые последствия перевернутого

Всякая идея, чуждая нашему способу видеть и чувствовать, кажется нам всегда нелепой.

Гельвеций. Об уме

Этот мир долго был камнем преткновения физиологов. Он получился из сделанного Кеплером геометрического построения хода лучей в глазу, а увидел его впервые Рене Декарт, под знаком идей которого, изложенных в «Трактате о свете», прошла вторая половина XVII и весь XVIII в. Декарт взял глаз быка, соскоблил белый слой с его задней стенки – склеры и вставил эту естественную камеру-обскуру в дыру, прорезанную в оконном ставне. Тут же на полупрозрачной склере ученому открылся вид, наблюдавшийся из окна.

Пейзаж был перевернутым. Как и Кеплера, Декарта это не смутило. Он был убежден, что душа вполне в состоянии построить даже по таким «знакам» вполне реальный образ материального мира. Правда, он не спросил себя, сумеет ли душа перевернуть изображение еще раз, если с помощью линз «выпрямить» картинку на сетчатке. Этот вопрос ставили позднейшие исследователи и, без всяких опытов, решали его в пользу души, то есть мозга. Гельмгольц, например, в качестве доказательства приводил людей, работающих с микроскопами: они быстро приучаются к тому, что правая сторона в поле зрения – это левая в натуре, и наоборот. Добавим, что и астрономов не волнует перевернутое изображение Луны в телескопе, а фотографы, снимающие камерами с матовым стеклом (правда, таких аппаратов осталось мало), не испытывают неудобств оттого, что глядят на «обращенный» пейзаж.

Однако все это – вопрос привычки. Если того же астронома или фотографа попросить прочитать повернутую кверху ногами газету, он, конечно, сможет это сделать, но с немалым усилием, медленно и неуверенно. Как ни странно, потому что у взрослых потеряно то, что они имели в детстве: инвариантность к зеркальным преобразованиям. Маленьким детям ведь все равно, стоят ли буквы нормально или перевернуты, как в зеркале. Когда детишки обучаются письму, они пишут одни буквы так, другие этак – им безразлично. (И прозревшие щенки отличаются этой же особенностью: для них не имеет значения, вершиной вниз или вверх висит в эксперименте треугольник, хотя взрослая собака такие фигуры никогда не спутает.)

Но у некоторых детей с годами все-таки не появляется уменье отличать верх от низа, а правое от левого. Это легастеники. Их врожденный недостаток отравляет им все школьные годы и мешает получить профессию. Их считают глупцами, в классе они сдают самые плохие письменные работы и даже после многолетнего обучения так и не могут писать без ошибок.

Американского миллионера Рона Дэвиса (вот он, на картинке) ждала именно эта участь, однако внезапно жизнь его превратилась в историю о Золушке.

Рис. 67. Знаменитый Рон Дэвис, миллионер и сотрудник НАСА, которого в детстве долго считали слабоумным, пока он не показал, что его IQ равен 137! Удивительно, конечно, но все показанные на рисунке надписи он читает без всякого труда. Так уж устроен его зрительный аппарат и вообще мозг

В возрасте двенадцати лет он не мог написать ни своей фамилии, ни своего адреса! Его считали недоразвитым. Однако в 17 лет, во время проверки на интеллектуальность он показал феноменальный результат: его IQ оказалось равным 137! Это сразу же превратило его в незаурядную личность. Ему помогли поступить в университет и получить инженерное образование. Он был принят в НАСА, американское агентство по авиации и космосу, и стал мультимиллионером. Потом он заработал еще много миллионов как маклер по недвижимости.

«Всем этим я обязан своей легастении», – говорит Рон Дэвис. По его мнению легастения – подарок. «Легастеники могут думать в 400 – 2000 раз быстрее, чем другие», – утверждает он, – «потому что думают образами, тогда как все прочие – абстракциями».

Вы спросите: как же он добился таких успехов, если легастеник не может осознать ни знаков, ни слов? А он всегда заводил себе компаньона, занимавшегося канцелярией, формулярами и письмами. Он научился успешно скрывать от окружающих свой недостаток, о котором не знала даже его первая жена, но все же страх, что он будет разоблачен, не покидал его ни на минуту. Поэтому в 38 лет он сменил профессию и стал скульптором.

Тут-то он и сделал свое открытие: заметил, что при работе со скульптурами легастения появляется лишь тогда, когда он теряет зрительную ориентацию. После многочасовых тренировок он нашел путь и назвал его «Поиск ориентира». Дэвис стал превращать буквы в звуки, которые слышал вполне ясно, хотя те же буквы на бумаге представлялись ничего не выражающими значками. В результате он довольно быстро научился читать книги, и читать даже в поезде.

Два года спустя, в 1982 году, он основал в Калифорнии институт по исследованию легастении (Reading Research Council). Там разрабатываются для детей и их родителей программы, имеющие целью извлечь пользу из легастении. Программа учит легастеников находить ориентир. Затем надо тренироваться в понимании таких абстракций, как «на», «до тех пор, пока» и т.д., которые для легастеника особенно трудны. Более 500 подобных слов перечислены Дэвисом в его книге. Она дает рекомендации, как формировать фигуры и звуки, с помощью которых абстрактные слова становятся конкретно-зримыми. Так, союз «и» надо представить в виде двух сцепленных железнодорожных вагонов.

Уже открыт Davis-Legasthenie-Institut в Гамбурге, в нем прошли курс почти 80 человек. «В 70% случаев мы имели совершенно удовлетворительный результат, в остальных – требуется продолжать работу», – говорит Иоаннс Циванакис, руководитель этого института. – «Стопроцентной гарантии, естественно, не может дать никто».

Аномальное зрение? Как справляется оно с инвариантностью, например при повороте изображений?

В Лаборатории занималась в аспирантуре Надежда Стефанова, физиолог из Болгарии. Она установила, что если нарисовать лошадь и наклонять картинку так, чтобы лошадь шла в гору или с горы, то небольшие покачивания, когда «гора» не круче пятнадцати градусов, препятствий для опознания не составляют. А при больших углах – такое впечатление, будто человек сначала мысленно вращает картинку, чтобы она заняла «нормальное» положение, и только потом включается опознающий аппарат.

Американцы Роджер Шепард и Линн Купер в экспериментах, построенных несколько по-другому, выяснили: скорость такого поворота – около шестидесяти градусов в секунду. Иными словами, нужно как минимум три секунды, чтобы узнать даже очень знакомую вещь, внезапно возникшую перед взором кверху ногами.

То, что мы отличаем верх от низа, – результат работы вестибулярного аппарата, находящегося в ухе любого позвоночного. Поэтому человек, висящий на турнике вниз головой, прекрасно видит, что перевернулся не мир, а он сам.

Но во время тренировочных полетов на самолете по кривой Кеплера, когда будущих космонавтов приучают к невесомости, у иного кандидата возникает ощущение, будто «самолет перевернулся и летит в перевернутом положении, а я завис в самолете вниз головой». В чем причина? Внезапно наступила невесомость, и вестибулярный аппарат перестал передавать в мозг сигналы о низе и верхе...

Что же случится, если при нормально работающем аппарате равновесия перевернуть не картинку, а весь мир перед взором? Профессор психологии Калифорнийского университета Джордж Стреттон в 1896 г. надел очки, которые поставили ему пол на место потолка, а потолок – на место пола, и почувствовал себя довольно неуверенно. Зрение оставалось четким, но предметы казались какими-то странными. «Создавалось впечатление, – писал ученый в дневнике, – что эти смещенные, фальшивые, иллюзорные образы находились между мною и объектами как таковыми... Вещи виделись одним образом, а мыслились совершенно другими».

Первые три дня ощущалась тошнота и другие признаки морской болезни. На четвертые сутки организм стал приходить в норму, остались только ошибки в определении правого и левого, а на пятый день и они исчезли. Человек освоился в необычном мире. А когда очки были сняты, переход в прежний, неперевернутый мир произошел удивительно быстро, в течение примерно двух часов: перестройка «переворачивающего механизма» не затронула прежних навыков мозга.

К сожалению, ценность эксперимента была значительно снижена и его краткостью, и тем, что переворачивающие очки были монокулярными, а другой глаз прикрывала заслонка. Можно было думать, что, опрокинув мир в обоих глазах, исследователь ощутит и более сильные эффекты.

Так оно и оказалось, когда 40 лет спустя после Стреттона его соотечественник Дж. Петерсон надел бинокулярно переворачивающие очки. «Я видел мою стопу, приближающуюся ко мне по коврику, который находился где-то передо мной. Я впервые столкнулся с таким странным зрительным впечатлением, как я сам, идущий к себе. Блюда на столе выворачивались так, что превращались в холмики, и было очень странно видеть, как ложка движется к верхушке жидкости, снимая ее, – и ничего не разливается. Когда я вошел в длинный коридор, я обнаружил, что пол выглядит мысом, по обеим сторонам которого опускаются вниз стены. Это было тем более странно, что я мог коснуться стен руками. Торцовая стена в конце коридора выглядела выдвинувшейся ко мне, а стены – удалившимися от нее, хотя я их трогал руками».

Как и в опыте Стреттона, неприятные ощущения кончились через несколько дней, а потом исследователь просто не замечал переворачивающих линз до конца опыта, словно родился с ними. И когда через восемь месяцев снова их надел, оказалось, что мозг не расстался за это время с приобретенными навыками: ученый чувствовал себя в обращенном мире вполне свободно, как если бы перерыва не было.

Что ж, все ясно, все решено? Экспериментаторы не были бы учеными, если бы не ставили опытов по множеству раз. Новые условия, новая техника эксперимента всегда вносят что-то такое, что освещает проблему с неожиданной стороны. Когда Фредерик Снайдер решил повторить опыты своих предшественников, он ходил в «переворачивающих» очках целый месяц, дольше их всех. Он уже совершенно не ощущал присутствия стекол и думал, что его мозг полностью перестроился на восприятие перевернутого мира.

И тут кто-то спросил его: «А все-таки, какими вы видите предметы: прямыми или перевернутыми?»

«Пока вы не задали этот вопрос, – после раздумья ответил Снайдер, – они казались мне стоящими нормально. Теперь же, когда я вспоминаю, как они выглядели до того, как я надел эти линзы, я вынужден сказать, что вижу их и сейчас перевернутыми. Но пока вы меня об этом не спрашивали, я этого абсолютно не сознавал».

Точно такой же эффект отметила студентка факультета психологии МГУ Лидия Иноземцева. Она носила инвертирующие очки в эксперименте, который проводили кандидаты психологических наук А.Д. Логвиненко и В.В. Столин. Когда перевернутый мир стал ей привычен, как мир нормальный, стоило «всмотреться», и пейзаж вдруг переворачивался вверх ногами, словно в первый день, когда были надеты очки.

Выходит, изображение на сетчатке может быть стоящим прямо или вверх ногами, – не в этом суть, а в том, что информация с сетчатки поступает в высшие отделы зрительной системы в обобщенном, инвариантном к поворотам виде. Причина инвариантности, вне всякого сомнения, – те Фурье-преобразования и преобразования Меллина, которые совершаются зрительными областями коры. Чтобы видеть и опознавать образы предметов квазиголографическим способом, нет препятствий, в какой бы ориентации ни находились их изображения на задней стенке глазного яблока. А вот перевернут наблюдатель или мир, – это сообщает восприятию вестибулярный механизм.

Это совершенно снимает древнюю проблему: видит ли ребенок в первые дни своей жизни родителей стоящими вниз или вверх головой? Он их просто видит, и все тут. Понятие верха и низа придет к нему много позже.

У взрослого же механизм «верх – низ» за годы жизненной практики выучился работать так, а не иначе. Но то, что научилось, способно переучиться. Способно подавить сигналы «мир перевернут», поступающие от зрительного аппарата и противоречащие направлению силы тяжести. Поэтому нет ничего таинственного в переворачивании образа, когда человек, давно привыкший к инвертирующей оптике, вдруг усилием воли воспринимает мир снова «кверху ногами». Фокус прост. Волевой стимул снимает подсознательный запрет, и сигналы «мир перевернут» опять начинают поступать в мозг от зрительного канала, напоминая, что очки-то по-прежнему действуют...

На такие сложные операции способен только человеческий мозг, что подтверждает его особо высокое развитие по сравнению с мозгом любых других существ. Когда инвертирующие очки надевают обезьяне, для нее это равносильно сокрушительному психологическому удару. Она, пошатываясь, делает несколько неверных движений и падает. Развивается классическая картина комы: угасают рефлексы, дыхание становится частым и поверхностным, падает кровяное давление. Впечатление, что животное при смерти... В этом тяжелейшем состоянии, характерном для острого поражения нервной системы, оно остается несколько дней. Медленно-медленно возвращается способность реагировать на внешние раздражители, да и то лишь на самые сильные. По большей части обезьяна лежит неподвижно, как бы выключась из окружающего мира. Все это «в точности напоминает состояние животного, ослепшего в результате перенесенной болезни».

А человек – он выдерживает и куда более мощные нагрузки. Продолжая свои опыты с оборачивающими очками, Логвиненко и Столин надели испытуемому оптику, которая нарушила соответствие между положением объекта на сетчатке и сигналами мышц, двигающих глазное яблоко.

Нормальное соотношение известно: чем ближе предмет, тем сильнее нужно сводить оптические оси глаз, чтобы отсутствовало двоение. Очки сделали эту зависимость обратной. Зрение говорило, что глаза надо свести, а сигналы от мозга к мышцам должны были поступать противоположными по знаку, т.е. на разведение.

К тому же и на мышцы, управляющие хрусталиком, требовалось подать обратные команды, чтобы изображение было в резкости.

Мозгу, как видите, задали крепкую задачку на сообразительность. И хотя ничего похожего на реакцию обезьяны отмечено не было, зрительная система оказалась в полном разладе.

Разрушились привычные представления, возникли новые, странные образы. Тени, например, перестали быть тенями: они могли «восприниматься то как цвет поверхности, то как прозрачный участок, за которым виднелась чернеющая пустота, то как особая полупрозрачная плоскость и т.п.». Неплохо, а? «Прозрачная тень», которую мозг конструирует только потому, что не в состоянии связать зрительные и мышечные сигналы!

Эти и другие опыты показывают бесспорно: картины мира, увиденные глазом и отражающие действительность, отражают ее правильно только до тех пор, пока зрительный аппарат и все иные органы чувств работают нормально и согласованно. Когда же вдруг в нейронных механизмах происходит сбой и у взрослого человека пропадает благоприобретенное разделение верха и низа, то есть возвращается детская инвариантность к поворотам вокруг горизонтальной и вертикальной осей, – это трагедия. Что с того, что больной одинаково хорошо прочтет прямой и зеркальный тексты? У него путаются цифры 69 и 96, 91 и 61, римские XI и IX, буквы при письме никак не устанавливаются на строке в нужном порядке, и хотя человек водит карандашом по бумаге, прочесть написанное уже нельзя... Легастения...

Инвариантность к зеркальным преобразованиям – частный случай громадного перечня всевозможных «постоянств восприятия». Вас никогда не занимало, почему и в трех метрах, и в десяти, и вплотную собака видится собакой, кошка – кошкой? А ведь размеры изображений на сетчатке все время разные. И почему лошадь в любом ракурсе представляется лошадью? Почему находящиеся на одинаковом расстоянии большой гриб, средний и маленький одинаково воспринимаются как грибы, хотя и разного размера.

Это, казалось бы, самоочевидное свойство зрения не дает покоя ученым уже немало столетий. Все это время считалось, что зрительная система умеет воспринимать инвариантно только потому, что учится. Объясняли инвариантность к размеру и дальности, например, так. В зависимости от расстояния до предмета его величина на сетчатке разная, и разным будет «узор возбуждения» в мозгу. Животное или человек сопоставляет узор с дальностью – пожалуйста, сформировался новый, обобщенный узор, не зависящий от расстояния и, следовательно, от размера картинки на сетчатке.

Епископ Джордж Беркли, вошедший в историю как убежденный и воинствующий философ-идеалист, не мог представить иного пути. Он утверждал в «Трактате о началах человеческого знания», изданном в 1710 году, что лишь трогая все руками, малыш способен связать размер картинки на сетчатке с дальностью до предмета (сегодня, триста лет спустя, мы с вами знаем, что это не так, и измерением дальности занимаются нейроны диспаратности). Шли годы, столетия, философские взгляды епископа подверглись научной критике, а вот мнение его о работе зрительного аппарата, не опиравшееся ни на какие опыты и бывшее плодом умозрительных рассуждений, почему-то оказалось чертовски живучим, въелось в учебники, превратилось в «ходячую истину».

К счастью, в 60-е гг. нашего века удалось строго доказать, что нередко вовсе не осязание является учителем зрения, а скорее наоборот. Начнем с того, что зрение превозмогает сигналы от других органов чувств. Например, если смотреть на свою руку через призму, сдвигающую изображение на несколько сантиметров в сторону, то спустя несколько минут и впрямь покажется, что рука находится там, хотя информация от мышц и говорит совсем иное. Особенно показательны опыты с инвертирующими очками в то время, когда человек еще не полностью освоился с «перевернутым миром». Скажем, на стену вешают перевернутый плакат и спрашивают, в каком положении он находится. Испытуемый говорит, что видит его нормально. И, показывая на нижнюю часть плаката, уверенно произносит: «Это голова, это верх». На просьбу провести рукой по плакату сверху вниз, движение совершается снизу вверх, причем испытуемый приговаривает: «Сверху вниз, сверху вниз...»

А вот как выглядит со стороны завтрак Лидии Иноземцевой, которой всего три дня назад надели инвертирующую оптику. «На столе стоят тарелка, чашка со сметаной, корзинка с хлебом. Испытуемая начинает располагать все эти предметы для удобства в определенном порядке: тарелку, из которой она будет есть, – поближе, стакан, из которого она время от времени пьет, – подальше, корзинку – еще дальше, ее она будет использовать редко. При этом все перечисленные предметы она в действительности расставляет в обратном порядке: ближе всего корзинку, дальше всего тарелку, а видит их в оптическом поле в желаемом порядке. Интересно, что испытуемая совершенно не замечала неудобств, которые доставляла ей стоящая почти на противоположном крае стола тарелка. Внешне ее действия выглядели очень абсурдными. На желание одного из ассистентов помочь ей, выразившееся в том, что он пододвинул тарелку поближе к испытуемой, она обиделась, приняв отодвигание (так ей виделось в оптическом поле) тарелки при ее беспомощном положении, которое она хорошо осознавала, за неуместную шутку. Рука с вилкой проделывала вычурную траекторию, единственное оправдание которой состояло в том, что эта траектория в оптическом поле выглядела нормальной», – пишет Логвиненко. Зрение командует – мышцы подчиняются, и обратная связь, абсолютно необходимая для того, чтобы вывести руку в должную позицию, замыкается только через оптический канал, а сигналы проприорецепторов игнорируются.

Жаль, что не сделана была такая проверка: как стала бы действовать испытуемая, закрыв глаза? Ведь тогда у нее должен был полностью восстановиться внутренний образ мира, со всеми его топологическими соотношениями. Почувствовала бы она, что расположила нелепо посуду на столе и совершает странные движения рукой?

Американский психолог Джеймс Гибсон издал в 1950 г. книгу «Восприятие видимого мира». Он писал: «Если вы посмотрите в окно, вы увидите землю, здания и, если повезет, то еще деревья и траву. Это то, что мы условимся называть видимым миром. Это обычные сцены повседневной жизни, в которой большие предметы выглядят большими, квадратные – квадратными, горизонтальные поверхности – горизонтальными, а книга, лежащая в другом конце комнаты, выглядит так, как она представляется, когда лежит перед вами. Теперь взгляните на комнату не как на комнату, а, если сможете, как на нечто, состоящее из свободных пространств и кусочков цветных поверхностей, отделенных друг от друга контурами. Если вы упорны, сцена станет похожей на картинку. Вы заметите, что она по содержанию чем-то отличается от предыдущей сцены. Это то, что мы назовем видимым полем. Оно менее знакомо, чем видимый мир, и его нельзя наблюдать без определенных усилий».

Современные нейрофизиологические данные позволяют рассмотреть нарисованную Гибсоном ситуацию по-иному. Что такое видимый мир? Это внутреннее представление о внешней действительности, перцептивная модель, сформированная деятельностью всех органов чувств, в первую очередь зрения. Зрительный же аппарат многоканален, в нем есть канал передачи формы, то есть контура, канал передачи цвета, канал передачи объемности и так далее.

Сформированное восприятие предмета имеет комплексный и, подчеркнем, многоканальный характер, оно многогранно, мы только в силу привычки (или, если угодно, в силу заложенной в нас генетической программы) не замечаем механизма этой многогранности. Но вдруг каким-то людям доступно подавлять работу канала объемности, как йоги умеют регулировать частоту биений своего сердца? Если такое подавление – реальность, почему бы внешнему миру не предстать в их сознании не набором объемных предметов, а, наоборот, из контуров и плоскостей?

Встав на такую точку зрения, мы не удивимся, если какой-нибудь сверходаренный человек научится отключать канал сигналов вестибулярного аппарата и по собственному желанию видеть мир то прямым, то перевернутым. Что такое невольное отключение возможно, свидетельствуют уже упоминавшиеся эксперименты в условиях кратковременной невесомости, когда самолет летит по баллистической кривой, словно снаряд: опытный летчик пишет, что в первые секунды невесомости ему показалось, будто самолет перевернулся, а он висит вниз головой...

Подобное ощущение возникает у космонавтов после того, как двигатели ракеты-носителя прекратят разгон корабля и наступает невесомость. Например, космонавту Герману Степановичу Титову показалось, что приборная доска «сместилась и заняла место над головой», а Константину Петровичу Феоктистову во время полета довольно долго чудилось, что его перевернули кверху ногами (иллюзия сохранялась и с закрытыми глазами). Конечно, во всех этих случаях отключался не канал, а генератор сигналов. Но кто знает, вдруг можно отключить и канал? Во всяком случае людям в инвертирующих очках это удается...

«Видимое поле» Гибсона – это, грубо говоря, фотография предметов, примитивная, плоская, мало что говорящая о мире. А «видимый мир» – это уже картина, это уже образ, образ целостный, переливающийся всеми красками разнообразной сенсорики. Не случайно же опытные педагоги утверждают, что в каждом из нас спрятан живописец, и нужно только освободиться от стеснительности.

Ущербным и бедным, а значит, плохо соответствующим реальности предстает мир (то есть его перцептивная модель в мозгу, не будем никогда забывать об этом) перед людьми, глухими к живописи, скульптуре, музыке, искусству вообще. Ведь именно искусство изощряет наши органы чувств, обогащает их диапазон, раздвигает границы восприятия мира. О таких людях сказал поэт:

Они не видят и не слышат,

Живут в сем мире, как впотьмах,

Для них и солнцы, знать, не дышат

И жизни нет в морских волнах.

Лучи к ним в душу не сходили,

Весна в груди их не цвела,

При них леса не говорили,

И ночь в звездах нема была!

И языками неземными,

Волнуя реки и леса,

В ночи не совещалась с ними

В беседе дружеской гроза!..

Все, что здесь говорилось, разумеется, направлено не к умалению роли науки, роли логического начала в постижении мира и законов, им управляющих. Но в том-то и дело, что великие ученые черпали в искусстве своеобразную и нередко очень серьезную опору для своих теоретических изысканий. «...Полезными комбинациями являются как раз наиболее изящные комбинации, т.е. те, которые в наибольшей степени способны удовлетворить тому специальному эстетическому чувству, знакомому всем математикам», – утверждал французский математик Анри Пуанкаре.

Наука вскрывает всеобщие, «надчеловеческие» закономерности. Искусство изучает человека, познает человеческое в предметах и явлениях, с которыми он связан, в том числе и в самой науке. Наука без искусства – холодный и нередко враждебный людям феномен, вместе же они – великая песнь во славу человека. Чтобы проникнуть в сущность вещей, необходимо создать в своем воображении адекватную модель мира, того самого видимого мира, о котором мы столько говорили. И без искусства тут многого не добьешься.

Австрийский математик Курт Гёдель в начале 30-х гг. ХХ в. доказал теорему, которая вошла в теорию познания как теорема Гёделя. Она утверждает, что любая формализованная, логическая система принципиально не является полной. То есть в ней всегда можно отыскать утверждение, которое средствами этой системы не может быть ни опровергнуто, ни доказано. Чтобы обсуждать его, необходимо выйти за пределы системы, иначе ничего, кроме беготни по замкнутому кругу, не получится.

Многие философы считают, что искусство и является тем «другим миром», в который необходимо войти, чтобы преодолеть теорему Гёделя по отношению к науке, этой гигантской логической системе. Наука открывает перед нами реальный образ мира, но образ расчлененный. Искусство соединяет его отдельные фрагменты в неразрывную целостность, придает научному миру личностный, человеческий смысл.

Пусть будет у каждого он богат и прекрасен!

Глава тринадцатая. Эталоны и циклы

Мода, гордая богиня,

На колени пред тобой

Опускаются с мольбой

И служанки, и княгини.

Даже и монахи ныне,

На словах с тобой борясь,

Блещут новизною ряс.

Шебаштьян Гневковский. Богиня мода

Здание Лаборатории стоит чуть на отлете. От автобусной остановки нужно пройти через весь поселок, а потом вдоль множества зданий других лабораторий Института физиологии. То и дело слышится собачий лай. Справа от дороги, в вольерах, бегают беспородные псы. По своим умственным способностям дворняжки дают сто очков вперед обладателям выставочных медалей, и здесь, где изучают мозг, их «дворянское» царство.

Перед опытом собак не кормят. В опыте нужно работать, добиваться права на аппетитный кусочек мяса. А вольерный режим дня уже воспитал привычки. Если в строго определенный час не показывается миска с едой, муки голода становятся невыносимыми, ожиданье переполняет все собачье существо.

Вбежавший в манеж пес видит несколько дверок с белыми картонками на каждой. Одна помечена, на ней крест, треугольник или еще какая-нибудь несложная фигура. Или просто прямая линия. А за дверцей пища: маленький кусочек мяса, съешь его – еще больше разгорается аппетит. При следующем появлении пса в манеже картинка висит уже на другой дверце, снова нужно ее обнаружить. Очень скоро собака безошибочно реагирует на рисунок, со всех ног мчится туда, где можно поесть, толкает носом дверцу и получает заработанное.

Тогда и начинается эксперимент. Горизонтальная линия, означающая «Мясо тут!», соседствует теперь не с чистыми картонками, а с такими, на которых есть линии, по-разному наклоненными к горизонту, вплоть до вертикали: просим выбирать. Но животное не выбирает, не тратит времени на раздумья. Оно все так же уверенно бежит к своей дверце. Как бы ни тасовалась «колода карт из линий», в каком бы соседстве «мясная» линия ни появилась, секунды пробежки одни и те же. Иными словами, нет «поиска по дереву». Есть генетически присущее эталонное опознавание линий любого наклона, за которое и собака, и мы с вами должны благодарить природу, то есть эволюцию.

Человек ведь тоже опознает линии разного наклона не «по дереву», а сразу, за минимально возможное время, причем всегда постоянное. Это заслуга полей затылочной коры. Наши знания о Фурье-преобразованиях, которыми они заняты, дают право утверждать, что именно здесь вырабатываются сигналы для такого быстрого опознавания. Учиться ничему не нужно – поля сформированы генетически.

Следующая ступень – пес учится опознавать без ошибок несложную фигуру. Здесь уже нет эталона: собаке приходится выбирать нужную фигуру на дверце среди других методом дихотомического деления. Зрительный аппарат перебирает сложные признаки, и чем больше картинок, тем больше (в соответствии с известной нам логарифмической зависимостью) требуется времени для выбора. Впрочем...

Спустя какое-то число опытов экспериментатор замечает, что как будто выработался эталон и на фигуру. Да, на фигуру, хотя никаких для нее полей природою не предусмотрено. Как это определяет исследователь? Очень просто: заменяет все картинки новыми, кроме затверженной, – и время пробежки не изменяется (если бы зрительного эталона не было, время непременно возросло бы).

И дальше в первом издании этой книги было написано: «Этот факт, установленный сотрудниками Лаборатории, сделал понятными многие странные прежде явления. Тренинг-эталон, возникающий во время учебы (сознательной или бессознательной, неважно), одно из ценнейших приобретений зрительного аппарата высших позвоночных на их долгом эволюционном пути. Принять решение при таком способе опознавания можно за очень короткое время, почти рефлекторно. Значит, те, кто обладал таким умением, успешнее избегали когтей врагов, легче отыскивали добычу».

Однако новейшие сведения о работе зрительного аппарата, которые получены в Лаборатории, заставляют пересмотреть гипотезу тренинг-эталона, казавшуюся несколько лет назад такой привлекательной. Более правдоподобным представляется несколько иной механизм опознания: не столько по образу, то есть по характеристикам формы, сколько по пространственному расположению подобразов – фрагментов, из которых состоит любая картинка и которые располагаются в правом полушарии.Вид взаимного расположения текстурных подобразов возникает сразу по всему полю зрения, едва зрительный сигнал достигает престриарной коры и поступает оттуда в заднетеменную.

Итак, пространственные отношения определяются раньше, чем создастся общее представление о предмете. При достаточно большом числе показов мозг перестает сравнивать для опознания все подобразы в памяти с подобразами, пришедшими извне. Образ опознаётся по одному тому, как выглядит в заднетеменной коре картина пространственных отношений подобразов. Внешнему наблюдателю кажется, что возник тренинг-эталон, потому что мозг больше не занимается поисками по «дереву признаков».

Но так или иначе, а способность вырабатывать тренинг-эталон (оставим ради краткости термин, но не будем забывать об истинном положении вещей) – способность чрезвычайно полезная. Посмотрите, например, как легко ориентируется в дорожных знаках старый водитель и сколько мук причиняют они новичку! Для одного – автоматизм, почти рефлекс, для другого – кроссворд. Но пройдет полгода, год, и глядишь – оба сравнялись. Сформировался тренинг-эталон. Вообще профессионал опознает эталонно сотни таких вещей, которые для профана сливаются в нечто бесформенное, требующее действий на логическом уровне, вплоть до обращения к измерительным инструментам, справочникам и тому подобным «спасательным кругам». Если вы не привыкли иметь дело с болтами, наверняка перепутаете М5 и М6: разница их диаметров всего 20 процентов. А слесарь-сборщик возьмет нужную деталь почти не глядя, пусть в ящике навалено с десяток видов крепежа...

Тренинг-эталон подтверждает мнение, высказанное академиком Андреем Николаевичем Колмогоровым, что более короткая программа обеспечивает получение более ценной информации. И действительно, мозг невероятно быстро перестраивается, чтобы извлекать наиболее важные сведения из картинки за минимальное время.

Что еще интереснее, тренинг-эталон проливает новый свет на капризы моды.

По крайней мере четыре раза в год, а если удается – чаще стараются модельеры страстно уверить, что новая «лихая мода, наш тиран» (как определил ее Пушкин) придумана во благо: «Все кажущиеся прихоти моды – из стремления к усовершенствованию». Во что бы то ни стало творцам одежды хочется логически оправдать сузившиеся или, наоборот, расширившиеся брюки, укоротившиеся или удлинившиеся юбки, резко намеченную или скрытую талию – словом, найти в этом беспрестанном обновлении костюма (да и не только его, но и прически, мебели и даже формы кузова автомобиля) некий функциональный смысл. Прошлогодняя мода была дурна, «а вот нынешняя, напротив, позволяет каждому подчеркнуть свою индивидуальность». Советские вульгарные социологи утверждали, что мода – заметьте, мода, а не стиль! – «несет в себе социальные признаки данного общества»... Тут уж только руками развести: факт, что сегодня высота каблука или длина юбки не такая, как вчера, – это социально значимый признак?

Рис. 68. Изменения фасонов одежды неявным образом отображали изменения политического строя и экономики...

А как быть, если юбки одинаковой длины сшили себе представительницы различных общественных слоев или даже формаций?

Но довольно шуток. Не будем путать крупномасштабные изменения океана-стиля, свойственные эпохам, с модой, этой легкой рябью на его поверхности.

Действительно, когда резко переменяется стиль внутреннего убранства жилищ, стиль одежды, стиль взаимоотношений людей, стиль оформления изделий промышленности, тут мы воочию видим дыхание социальных процессов, потрясающих страны, материки и саму планету.

Без труда мы отличаем стиль Древней Греции от стиля Древнего Рима, готическую одежду XV в. от модернизма конца XIX – начала XX в., барокко периода расцвета французского абсолютизма от аскетических костюмов пуритан Кромвеля. Мы хорошо знаем, что явилось концом стиля рококо: Великая французская революция с ее простым платьем якобинцев, призывавших к равенству. Боярские неповоротливые наряды стали в динамичную эпоху Петра I символом отсталости и реакции – надо ли удивляться страсти, с какой юный царь расправлялся с ними и вводил в быт, в саму жизнь европейский стиль?

Впрочем, было бы неверным стараться видеть в сменах стиля исключительно влияние социально-политических событий. Историки связывают немало сдвигов стиля с новыми способами ткачества, новыми станками и материалами. Уже в XIV – XV вв. в Западной Европе были придуманы все виды покроев, существующих ныне.

В XX в. новую историю костюма открыла швейная промышленность, выпускающая одежду массовыми тиражами... Известный французский модельер Пьер Карден говорил: «Мода изменяется прежде всего потому, что за ней стоит промышленность... Мода – это локомотив. Она тянет за собой заводы, выпускающие красители, ткацкую промышленность, производство шерсти, хлопка, шелка и льна, дает работу манекенщицам, журналистам, фоторепортерам, рабочим, шоферам, модельерам, дизайнерам, транспорту... За модой – гигантский механизм. И потому мода – далеко не каприз».

По мере ускорения темпа жизни и развития средств массовой коммуникации (то есть информации и пропаганды) ускоряется смена стилей. В XV – XVI вв. полный переход на новый стиль занимал около полувека, в наше время он уменьшился примерно до 10 лет. В автомобилестроении и оформлении бытовой техники господствовали последовательно конструктивизм 20 – 30-х гг., «обтекаемый» стиль 30 – 40-х, вычурный «анималистический» 40 – 50-х, строгий классицизм 50 – 60-х и, наконец, «космический» стиль 60 – 70-х гг., сменившийся в бытовой радиоэлектронике «лабораторно-приборным» стилем – голый металл, подмигивающие светодиоды, разнокалиберные рукоятки, предельная функциональность, асимметрия... Сегодня автомобили, особенно маленькие, реализуют тезис «Уродливое – прекрасно!», как его провозгласил в своем романе «Колеса» американский писатель Артур Хэйли.

А внутри крупных перемен стиля каждые два года (последнее время все чаще) играет своими нюансами мода, связанная, как уверяют модельеры, с «постоянно меняющимися потребностями людей».

Рис. 69. Примерно каждые десять лет в течение трех четвертей ХХ века происходили изменения дизайна предметов техники и быта (по Ю.С. Сомову). Сегодня темпы изменений резко ускорились – по крайней мере втрое, если не вчетверо...

Какими потребностями? Конечно же, не утилитарными. Одежду используют по-прежнему, чтобы прикрывать наготу (или обнажаться до границ минимальной приемлемости), автомобиль – чтобы ездить, радиоприемник – чтобы слушать музыку. (Я не говорю об изменениях, связанных с чисто конструктивными усовершенствованиями: например, с приходом транзисторов на смену электронным лампам или с установкой переднеприводного двигателя в автомобиле вместо заднеприводного. В подобном случае изменение внешности изделия отлично иллюстрирует идею единства формы и содержания.)

В динамизме моды заключено также и нечто большее, чем желание изготовителя поуспешнее сбыть свой товар (что иногда без особых на то оснований выдают за единственную причину смены мод). Нельзя отрицать, конечно, что порой художника приглашают на завод, чтобы он «сделал красиво», потрафил дурному вкусу публики, а чаще всего – хозяина. Так появился «стайлинг».

Но по мере того как в промышленную эстетику приходили все более талантливые художники-конструкторы (дизайнеры), разработанные ими формы промышленных изделий начали оказывать все большее влияние на потребителя.

Сам того не замечая, покупатель попадает под воздействие эстетических свойств товара. Они, эти свойства, воспитывают в человеке новые эстетические желания. «Так незаметно промышленность, экономика попадают в зависимость от эстетической потребности, так в рациональную систему производства включается момент иррациональный, интуитивный, личностный, культурный, нефункциональный; так выясняется, что экономическая система и промышленность нуждаются не только в науке, но и в искусстве», – читаем мы в книге «Проблема дизайна». Словом, своей изменчивостью мода в гораздо большей степени отвечает эстетическим потребностям человека, чем утилитарным. «Быть современным» – категория эстетики, морали.

Когда человек воспринимает необычную форму чего-то и как-то реагирует на нее, рефлекс этот опирается на сложные связи между личностью и окружающим миром, но миром не вещей, а людей. «Мода – это особый способ межличностной коммуникации», – пишет заведующий кафедрой Ленинградского института театра, музыки и кинематографа профессор Л.В. Петров. Действительно, модная одежда – это всегда своеобразный знак. Простейший пример тому – совсем не «модная» форменная одежда военных: она на большом расстоянии уже указывает, друг приближается или враг. Форма стюардессы авиалайнера, официанта, железнодорожного служащего или полицейского есть знак, который демонстрирует окружающим все многообразие связей этого человека с нами и обществом, знак очень точный, ясный и потому экономичный в смысле спрессованности огромного объема сведений, содержащихся в нем. А молодежь (да и вообще люди любого возраста) своей одеждой, прической, стилем поведения еще издали как бы подают сигнал тем, кто «одного поля ягода»...

По мнению дизайнеров М.В. Федорова и Ю.С. Сомова, авторов книги «Оценка эстетических свойств товара», в мозгу человека вырабатываются эталоны красивых и некрасивых вещей – критерий, производный от его, человека, индивидуального и социального опыта. С помощью таких эталонов мы оцениваем, обычно бессознательно, эстетические достоинства того, что видим. Это, конечно, не исключает того, что потом, на стадии логического анализа, предварительное впечатление будет пересмотрено. Впрочем, не переоценка ценностей важна нам сейчас, а эталоны. Очень уж близко лежит то, о чем толкуют дизайнеры, к экспериментам с собаками и моде. Невольно спрашиваешь себя: не является ли смена моды реакцией на выработку в сознании человека тренинг-эталона, настроенного своим пространственным отношением подобразов на данную, часто встречающуюся форму вещей – вещей модных на некотором отрезке времени?

Журналист Вениамин Левицкий описывает «закон Лавера», одного из крупных дизайнеров ХХ века: новая одежда считается неприличной за 10 лет до того, как войдет во всеобщее употребление, бесстыдной – за 5 лет, смелой – за 1 год, нарядной – в «своё время», годом позже – уже немодной, через 10 лет – отвратительной, смешной – через 20 лет, забавной – через 30 лет, причудливой – через 50 лет, очаровательной – через 70 лет, романтической – через 100 лет, символом красоты – через 150 лет...

Пока эталона нет, новый силуэт зритель опознает, проходя по «дереву признаков». Мы делаем это бессознательно, однако делаем, и мозг занимается работой. А узнавание по тренинг-эталону происходит немедленно: работа выбора кончилась! Так не наступившее ли «безделье» мозга вызывает неприятные ощущения, связанные с лицезрением наскучивших форм: дискомфорт, зевоту, эмоциональную неудовлетворенность? И не воспринимают ли эти симптомы усталости первыми именно художники-модельеры, художники-дизайнеры, люди, которые по организации своей психики способны почувствовать беспокойство раньше других? Почувствовать и сделать все от них зависящее (а зависит от них многое!), дабы выбросить за борт старые формы?

Может быть, и любовь с первого взгляда – тоже реакция на тренинг-эталон, но теперь уже положительная?

Конечно, в игру тут входит не одно только зрение, но, как писал Евгений Винокуров:

Красавица!.. И вот, обалдевая,

Застыли мы, открыв в смятенье рот...

– Смотрите, вон красавица!

Живая

Красавица!

Вон – не спеша идет!

...И мы уже молчим, благоговея,

Молчим, от потрясения немы,

Следим глазами:

Вот она правее –

И мы правей, она левей – и мы...

И тут же вспоминаются строчки Николая Заболоцкого:

А если это так, то что есть красота,

И почему ее обожествляют люди?

Сосуд она, в котором пустота,

Или огонь, мерцающий в сосуде?

Можно многое вспомнить в связи с модой, красотой и эталонами. Можно процитировать мнение директора Института социальной психологии Страсбургского университета Абраама Моля о том, что привлекательность или несимпатичность человека «связана с незначительными отклонениями каждого элемента телосложения от общей схемы». Можно вспомнить спартанцев, которым запрещалось законом (!) носить одежду «не подобающего для мужчины цвета». Или влюбленного в плацпарады Павла I, пытавшегося нивелировать все и вся:

Размер для шляп – вершок с осьмой,

Впредь не носить каких попало...

В СССР было время, когда администраторы ресторанов не пускали в свои заведения девушек в брюках. В одной книге о моде, изданной в 1959 г., так и предписывалось: «Иногда мы встречаем на улицах молодых девушек и женщин в брюках. А между тем появляться в брюках на улице, на собрании, в институте не принято – это считается неприличным. Девушка или женщина может ходить в брюках только дома, во время занятий спортом или на работе, если это необходимо по условиям производства». Потом не пускали в мини-юбках, потом в макси, требуя – о, ирония судьбы! – как минимум брючного костюма («...В женском гардеробе широко используются брюки», – меланхолично заметила дама, автор приведенной чуть выше цитаты, в своей новой книге о моде, изданной в 1974-м, а не в 1959-м году...).

В моде одни забегают чуть вперед, а другие цепляются за наряды своей молодости... Такова жизнь, как говорят во Франции...

Кстати, о Франции. Профессор Петров приводит в своей книге «Мода как общественное явление» поучительную историю. Людовик XIV, которому приписывается фраза «Государство – это я!», почему-то очень не любил высокие женские прически, которыми увлекались придворные модницы. Но вывести из употребления «вавилонские башни» никак не мог, хотя и весьма старался. Но вот в Париж приехал английский посланник лорд Сэндвич со своей хорошенькой женой, носившей низко уложенные волосы, и все парижские дамы мгновенно последовали за заграничной новинкой. Король был в чрезвычайном раздражении. «Признаюсь, меня очень оскорбляет то, – жаловался он, – что, когда я, опираясь на свою власть, выступал против этих высоких причесок, никто не выказывал ни малейшего желания сделать мне удовольствие и изменить их. Но вот явилась никому не известная англичанка, и вдруг все дамы, даже принцессы, кинулись от одной крайности к другой!»

– Все, что вы написали, – сказал модельер Вячеслав Михайлович Зайцев, – это довольно верная констатация того, что в мире моды происходит... Я бы только хотел обратить внимание на ее роль, так сказать, в продолжении человеческого рода. Если вы любите другого и вас любят, вы хотите нравиться этому человеку. Если вас, к несчастью, не любят, вы хотите нравиться еще больше. И роль моды в этом «нравиться» колоссальна. И еще. Человек – дитя природы. Во всем живом, что природу наполняет, все меняется от сезона к сезону, и в человеке тоже. «Моды сезона» не прихоть, а выраженное внешне желание отметить изменения, происходящие в природе и в человеческом организме, желание соответствовать времени года, желание чувствовать на себе доброжелательные взгляды... Мы ведь очень чутко реагируем на то, как на нас смотрят, и женщины в этом отношении – точнейшие барометры. А доброжелательные взгляды поднимают тонус, вызывают желание жить хорошо, красиво, желание работать хорошо – это уж само собой разумеется... Мысль о том, что один из толчков к смене моды – усталость восприятия, кажется мне совершенно бесспорной. Знаете, когда делаешь новую коллекцию костюмов, а на это уходит примерно полгода, многие вещи к концу уже кажутся совсем не такими интересными, какими воспринимались вначале. Однако если бы было не так, я бы испугался: неужели я останавливаюсь?

...Здесь автор и хотел кончить разговор о моде. Но жена сказала: «А плохая мода? Почему о ней ни слова? Или такой не бывает?»

Увы, бывает... Однако проблема «что такое хорошо и что такое плохо» в моде запутана больше, чем где бы то ни было. «То, что правда на той стороне Пиренеев, то обман на другой стороне», – сказал французский поэт. Можно одно утверждать наверняка: если мода используется, чтобы подчеркнуть мнимое превосходство над другими людьми, если она – результат желания казаться, это безусловно плохая мода. Потому что здесь уже кончается эстетика и начинается нечто совсем иное: фальшивая вывеска, торгашество, стремление сбыть подороже малоценный товар...

Рис. 70. Даже консервативное мусульманское общество не в состоянии преградить путь изменениями моды (фото из газеты Berliner Zeitung, 28.08.2001)

И с разговора о моде мы неизбежно переходим к разговору о личности. Казаться или быть? Один из выдающихся дизайнеров Джордж Нельсон заметил, что мода не витамин и не сульфопрепарат, а потому не в состоянии превратить скучную, серую и ничтожную жизнь в значительную и радужно светлую. Казаться или быть? От того, как мы ответим сами себе на этот вопрос, зависит, как люди воспримут моду, которую мы выбрали.

Ведь что там ни говори, а для всех вокруг наша мода – это наши слова о себе.

Глава четырнадцатая. Видимые слова

Теория, основные гипотезы которой правильны, <...> укажет – даже между весьма чуждыми ей по содержанию фактами – на соотношения, которые для другой теории навсегда останутся неизвестными.

Огюст Френель. О свете

По данным ЮНЕСКО, у людей, живущих на нашей планете, 2796 языков и 8 тысяч диалектов. Из них сколько-нибудь основательно изучены полтысячи. Вот такая статистика. Да еще: три четверти языков не имеют своей письменности, и две трети жителей Земли говорит всего на 27 языках.

Человек – по крайней мере в принципе – может выучить все языки планеты. Но посмотрите, много ли среди нас полиглотов? Пять языков вызывают уважение, знающий семь становится знаменитостью местного масштаба, владеющий шестнадцатью выходит на международный уровень известности... Трудное это дело – говорить «по-иностранному», как бы ни уверяли, что доступно оно каждому.

А маленький ребенок шутя овладевает любым языком.

Что значит – овладеть языком?

В любом языке есть словарный запас и грамматика. С помощью слов мы указываем на предметы и явления – это называется номинацией. Грамматика показывает, как следует сочетать слова между собой, чтобы из них получились понятные другим предложения.

Лингвисты полагают – первым эту идею выдвинул американец Ноэм Хомский, – что у человека есть нечто такое, что именуется языковой способностью. Это «нечто» (и только оно!) дает возможность говорить понятно и, главное, правильно с грамматической точки зрения.

Психологи же утверждают, что человеку свойственна языковая активность – способность произносить слова и фразы на своем языке. Но психологи не требуют, чтобы речь была грамматически правильна. Достаточно, чтобы была понятной.

И тут начинаются очень серьезные трудности. Языковая способность «по Хомскому» непременно связана с глубинной грамматикой, порождающей фразы. Глубинной потому, что она спрятана где-то в подсознании. Эта грамматика, согласно лингвистам, состоит из набора правил (лингвисты называют их операциями), по которым можно построить любое предложение на данном языке. Только вот вопрос: представляет ли себе говорящий эти правила? По-видимому, нет. Правила вскрывает ученый, специально изучающий такую подсознательную грамматическую работу. Но тогда у говорящего обязаны быть хотя бы интуитивные, неясные представления об этой грамматике? Да, они есть, отвечают лингвисты.

Что ж, психологи берутся за эксперименты, разрабатывают модели языковой активности и пытаются привести их в соответствие с интуитивными лингвистическими представлениями о грамматике. Но как ни изощряются психологи, им никак не удается вскрыть реальные правила, которыми пользуется человек, чтобы говорить, – правила в психологическом смысле, то есть связанные с какими-то сторонами мозговой деятельности...

Овладеть языком – значит «овладеть правилами». Овладеть правилами – значит «овладеть языком». Просто и понятно. Но дают ли эти тавтологии ключ к пониманию механизмов порождения и особенно восприятия речи?

Гипотеза порождения языка с помощью языковой способности и глубинной грамматики подвергается все более активным атакам. Доктор филологических наук А.А. Леонтьев пишет: «...Большая часть описаний отдельных языков по методу Хомского и его школы свелась к простому переписыванию ранее полученных данных о том или ином языке на новый лад. Оказалось, что для того чтобы опубликовать статью с описанием, допустим, фонологии какого-то языка, «по Хомскому», совершенно не обязательно [...] владеть этим языком». Что же касается способности глубинной грамматики порождать тексты, то «... эта возможность осталась чисто теоретической. Даже попытки приложить модель Хомского к обучению иностранным языкам в целом провалились, не говоря уже об использовании ее для автоматического синтеза и анализа речи или машинного перевода».

Американские лингвисты Р. Кэмпбел и Р. Уэлс указывают, что суть дела не в грамматической строгости, а в умении строить словесные конструкции соответственно контексту, соответственно обстоятельствам.

Вот две фразы: «Крестьянка продала корову, так как она нуждалась в деньгах» и «Крестьянка продала корову, так как она не давала больше молока». Каждый без труда разберется, когда «она» – крестьянка, а когда – корова. На каком же основании? Просто мы много что знаем. Мы знаем, что деньги нужны человеку, а не корове, что коров содержат ради молока, что... Короче: овладеть языком – значит не просто затвердить сумму правил и набор слов. Нужно гораздо больше. Философ говорит: свободное обращение с языком означает, что мы имеем широкие знания об окружающем мире.

В книге Хьюберта Дрейфуса «Чего не могут вычислительные машины» есть глубокое утверждение: каким бы ни был по сложности компьютер, хоть сегодня, хоть через сто лет, человек будет отличаться от него в главном – в том, что обладает живым, смертным, самодвижущимся телом. Только оно способно прочувствовать, что такое «упасть», «скорость», «высоко», «гора» и тысячи иных вещей, которые в ином случае остаются просто понятиями, определенными с помощью других, столь же мало имеющих отношения к действительности понятий. В поговорке «Сытый голодного не разумеет» все это выражено с предельной четкостью. Что уж говорить о возможности понимания металлическим компьютером телесного человека...

Языковеды подметили, впрочем, что «точность и легкость понимания растут по мере уменьшения словесного состава фразы и увеличения ее бессловесной подпочвы». Бессловесной! Откуда же берутся эти «немые» знания?

Вне всякого сомнения, их порождает опять-таки наше самодвижущееся тело: мы живем и, чтобы жить, обязаны так или иначе функционировать, брать в руки какие-то вещи, изучать их, действовать с их помощью, куда-то ехать, управлять какими-то машинами и так далее. А поскольку человек – животное общественное и в силу этого существовать может только в общении с другими людьми (мы любим уединение, но не выносим одиночества!), приходится ему овладевать также и умением зрительного, бессловесного разговора, сильно зависящего от того социума, в котором воспитывался ребенок и пребывает взрослый.

Рис. 71. В разных культурах и субкультурах один и тот же жест может иметь самые разные значения – от положительного до оскорбительного

Ведь типично американский жест «О’кей», долженствующий показать, что у демонструющего все в порядке, во Франции означает «ноль», в Японии – «деньги», а странах Средиземноморья так объявляют о своей «нестандартной направленности» гомосексуалисты.

В 170-страничной книге Аллана Пиза «Язык жестов» приведены многие десятки «высказываний тела», от присущей генетически способности отвечать улыбкой на улыбку, хмуриться в печали или чтобы показать неприязнь, до благоприобретенных и призванных продемонстрировать либо откровенность, либо дружелюбие, либо превосходство.

А профессор Калифорнийского университета Пол Экман, известный своими иследованиями психологии лжи, обнаружил, что, помимо общеизвестных мимических движений, лицевым мышцам присущи микродвижения.

Рис. 72. Выражение лица – это безмолвье слова, обращенные к собеседнику

Они длятся не более четверти секунды и выражают то, что человек хочет скрыть, – иными словами, обнажают его ложь (не имеет значения, во злобу ли эта ложь или во спасение): он бессловесно «проговаривается».

Однако тренированный наблюдатель способен заметить эти «проговорки» и сделать определенный вывод: непонятно, по каким причинам, но собеседник пытается что-то скрыть («ложью вообще» Экман называет именно стремление к утаиванию).

Микродвижения особенно хорошо заметны, когда медленно прокручивается снятый во время беседы видеофильм.

Практическая польза исследований профессора подтверждена тем, что его методика выявления лжи принята на вооружение Госдепартаментом США и другими, не менее серьезными ведомствами.

Однако эта интереснейшая тема весьма далеко уводит нас от предмета основного разговора. Вернемся же к обучению и накоплению знаний.

Порой делают вывод, будто любое накопление знаний связано непременно и только с физической деятельностью. Например, Линдсей и Норман пишут:

«Действие – основа первоначальных знаний, получаемых ребенком... Так, его представление о собаке может быть основано (курсив мой – В.Д.) на осязательных ощущениях, которые дает ее шкура, и на восприятии забавных звуков, которые издает собака, если ее ущипнуть... До усвоения языка структуры восприятия и узнавания могут строиться лишь на основе действий (курсив мой – В.Д.), имеющихся в опыте ребенка».

Последняя фраза – пример фетишизации языка, фетишизации мышечного действия. Чего только стоит слово «лишь»! Конечно, если речь идет о слепом или слепоглухонемом ребенке, авторы правы. Но у зрячего младенца самые первые, самые непосредственные впечатления о предметах складываются все-таки на основе зрения!

Наука давно уже продемонстрировала несостоятельность рассуждений взрослых о «сумбуре», который-де свойствен зрению новорожденного. И если говорить о собаке, то сначала ребенок видит ее (порой на картинке или в виде игрушки), и только потом в его мозгу возникает связь между зрительным образом собаки и ощущением от ее шерсти. Слов нет, ребенок никогда не узнает, какова шерсть на ощупь, если не будет щупать ее, но для того чтобы действие было осмысленным (хотя бы удовлетворяющим любопытство), оно должно чем-то направляться, и это «чем-то» – прежде всего зрение.

Именно зрение расставляет в определенном порядке множество ощущений, получаемых живым существом, показывает их взаимосвязи. Благодаря зрению части предмета получают свое значение как элементы целого, а сам предмет соотносится с фоном, то есть находится в окружении других предметов.В итоге благодаря фону все предметы и их зрительные образы приобретают для человека личностный смысл, присущий той или иной ситуации: одно дело увидеть пистолет в витрине музея и совсем иное – в руке бандита...

А что же язык? Еще в 1864 г. Хьюлинг Джексон впервые высказал мысль о том, что именно зрение служит учителем языка, а не наоборот. Он полагал, что человек бессознательно оперирует образами, которые потом превращаются им в речь.

Действительно, когда слепоглухонемых детей учат пальцевой азбуке, они ощупывают предметы и скульптуры, в результате чего формируют свои, нам малопонятные образы внешнего мира. Но, несмотря на это, мир таких детей существенно ограничен. Он ущербен именно из-за отсутствия зрительных картин, сколь бы широко ни умели они пользоваться словом.

Вот свидетельство – книга «Как я воспринимаю, представляю и понимаю окружающий мир», написанная слепоглухонемой женщиной, кандидатом наук Ольгой Ивановной Скороходовой:

«Когда я бываю в музеях, и тот, кто меня сопровождает, хочет пересказать мне изображение на какой-либо картине, я слушаю с интересом, но не всегда представляю картину такой, какова она в действительности.

Если на картине изображены предметы, которые я раньше осматривала* (например, люди, животные, деревья, тропинки, знакомые мне птицы), тогда и составляю приблизительное представление о картине. Если же на картине изображается, например, солнечный восход или закат, различные пейзажи или бушующее море с погибающим пароходом, тогда я представляю совершенно гладкую поверхность полотна картины, к которой прикасаюсь руками, а солнце или море представляются мне отдельно, независимо от картины, и такими, какими я их воспринимаю в природе: солнце согревает меня своими лучами, а море плещется у моих ног, обдавая меня каскадами брызг; мне чудится даже специфический запах моря.

* То есть ощупывала. – В.Д.

Уходя из музея, я могу вспомнить о картинах, и мне они представляются в таком же размере, в каком я их воспринимала: представляется стекло, если картина была под стеклом, представляется рама – гладкая или с инкрустациями, но не пейзажи, т.е. не красивые виды; мне вспоминается только содержание, только смысл описания да еще тень чего-то неясного... Но поскольку я пользуюсь языком зрячих и слышащих людей, поскольку я читаю художественную литературу, то вполне могла бы рассказать – и, вероятно, не хуже зрячих, – о какой-то картине <...> тем же языком, теми же фразами, что и видящие и слышащие люди. Слушающий меня человек, наверное, не поверил бы, что я никогда не видела данную картину глазами. Однако я в своих работах пишу только правду и не хочу приписывать себе то, чего я не видела и чего не представляю».

Совершенно иначе выглядят образы окружающего мира у человека, не слепоглухонемого от рождения, а ослепшего в зрелом возрасте:

«Я очень хорошо помню краски. Всегда спрашиваю об оттенках – светлая краска или темная, блестящая или пастельная. Прошу, чтобы сравнили мне цвет с каким-нибудь предметом, который я помню с того времени, когда видела. И воображаемый цвет как бы возникает где-то в середине головы. А если напрячься, он переносится как бы под веки. У Пруса я читала, как для слепой девушки вишня была просто круглой и гладкой. Для меня она осталась темно-красной, блестящей. Если я в комнате, я вижу мебель, о которой знаю, что она здесь стоит. Вижу окно, дверь, сидящих людей... Когда хожу на прогулку и спутник рассказывает мне о том, что вокруг, я представляю себе то, о чем он рассказывает, но только не сразу, а спустя несколько времени. Я могу представить себе красивый пейзаж или какую-нибудь вещь, но восхититься сразу же скульптурой не могу: ведь я ощупываю ее, поэтому вижу только фрагменты. Мне нужно сложить их вместе. А насколько это «вместе» похоже на действительную скульптуру, сказать мне трудно. Но вот – знаю, что такое перспектива. Знаю, что стена деревьев становится в перспективе все меньше, а деревья чем дальше, тем как бы больше прижимаются друг к другу. Это я могу себе вообразить. Я могу это сделать, но только если прикажу себе, и тогда воображаю. А если хочу представить то, что когда-то видела по-настоящему, глазами, – это не нужно складывать из кусочков. Я вижу это где-то в глубине головы. А потом переношу все это под веки».

Что зрительные образы и их словесные обозначения прочно связаны, говорит такой факт. Когда глухонемых детей обучают говорить с помощью пальцевой азбуки, они усваивают только те значения слов, которые воспринимали наглядно. Затвердив, что «поднять» – значит нагнуться и взять что-то с пола, они не понимают выражений «поднять руку», «поднялась температура»; если слово «ручка» запоминалось как «ручка для письма», вызывают недоумение сочетания «ручка кресла», «ручка девочки», «ручка двери». Да и мы с вами, если никогда не слышали, что моряки называют скамейку для гребцов в шлюпке и отмель вдали от берега «банкой», сочтем бессмысленными выражения «Сев на банку, Вася взял в руки весла» и «Корабль угодил на банку»: полисемия, как называют лингвисты это свойство слов, – штука коварная. Помочь способны либо картинка, нарисованная художником, либо описание, то есть картинка в словах.

И человек рассказывает: «Вот значит... сначала мы, значит... туда... потом потихоньку-потихоньку... а они уже там, и вот вдруг... ах!! и потом ничего!... а потом ой, ой, ой, как было... а потом... вот... немножко-немножко... а потом... лучше-лучше... и вот видите, как сейчас?!» Непонятно? Наверное, вы все поймете, если узнаете, что это боец рассказывает, как его ранило, как его лечили. У него поражена левая височная область мозга. Клинически характерный признак – выпадение существительных. Человек не может назвать, то есть обозначить абстрактным знаком ни одного предмета.

Рис. 73. Прибор фиксирует, какие области коры головного мозга участвуют в актах зрения, слуха и речи. Чем ярче цвет, тем активнее нейроны

А мы знаем, что именно левая нижневисочная кора формирует зрительно-абстрактные образы предметов, причем эти абстракции низшего ранга объединяются словами в более высокие, так что образы «лошадь бегущая» и «лошадь стоящая» превращаются в словесно-зрительную абстракцию «лошадь», объединяющую всех возможных лошадей в любых положениях, видимых с любых точек.

Для расстройств в левой височной области типичен и такой симптом, как «незрительность» слова, потеря связи между звучащим или написанным словом и зрительным образом (хотя сами предметы человек видит, может отличить один от другого: то есть конкретные, сиюминутные представления не задеты). Больному показывают карточку, на которой написано слово «нос», громко читают это слово, и просят показать этот предмет, а в ответ слышат: «Нош... нож... ноз... ношт... Не знаю, что это слово означает...» Потеря зрительных абстракций в левом полушарии делает невозможным представление в правом конкретного образа – того самого, который человек способен вообразить себе зрительно.

Характерно, что при более легких поражениях такие больные теряют способность к разделению понятий в больших областях, называемых семантическими полями. У лингвистов так обозначаются гнезда слов, объединенных каким-то весьма общим, весьма абстрактным признаком. В семантическое поле «домашние животные» входят слова и образы «кошка», «собака», «корова», «коза» и так далее. В зрительной системе эти образы разделяются с помощью сложных признаков – выход в ту или иную область многомерного пространства этих признаков идет методом дихотомического деления, то есть «по дереву». Если «дерево» повреждено, человек не отличит находящихся на соседних «ветвях» собаку и кошку. И действительно, больной говорит «кошка» на картинку, где изображена собака, вместо слова «скрипка» у него всплывает «маэстро», вместо «концерт» – «спектакль»...

Словесное противопоставление лингвисты называют парадигмой (греческое παράδειγμα значит «пример», «образец»). По парадигматическому, противопоставительному принципу построены все семантические поля: есть животные и (или «а не») растения, домашние животные и дикие, собаки и кошки, таксы и терьеры, большие – маленькие, злые – добрые, красивые – безобразные... Парадигматика языка удивительно соответствует схеме работы зрительного аппарата. В обоих случаях обнаруживается дихотомическое деление, принцип «дерева».

И если согласиться с Джексоном, признать зрение первичным, а речь вторичным образованием, становится ясно, в чем причина сходства: оно отражает одинаковую, судя по всему, схему строения нейронного аппарата левой височной коры и для видимого образа, и для звукового.

Вот еще одна особенность, свидетельствующая о работе по принципу «дерева» в многомерном пространстве представлений. Для речи свойственны звонкие и глухие согласные, твердые и мягкие звуки, краткие и длинные, и вся эта парадигматика разрушается при поражениях левой височной области. Человек не различает слов «бочка» и «почка», «дочка» и «точка», «пыл» и «пил», а когда в наушниках звучит попеременно «да – та, да – та, да – та...», он повторяет: «да – да, да – да». И говорит, что в звуках чувствуется какое-то отличие, но только непонятно какое.

Поэтому при лечении таких больных врачи стараются воздействовать в первую очередь на зрительную систему. Если только удается восстановить рисование предмета, то, как правило, восстанавливается и слово, казавшееся навсегда забытым.

Но – и это чрезвычайно важно для дальнейшего! – при поражении височных областей сохраняются пространственные характеристики образов, а также расположение событий во времени (что можно представить как пространственное – по оси времени). Вспомните рассказ раненого: каждый способен в его бессвязной речи восстановить существительные, им невольно опущенные, и понять последовательность событий, восстановить ситуации.

Ситуациями же оперирует левая заднетеменная кора, она отражает расположение предметов в той модели внешнего мира, которую каждый человек носит в себе, где помещается все – – от атома до Вселенной.

И поэтому поражения левой заднетеменной области имеют совершенно специфический вид, диаметрально противоположный расстройствам левой нижневисочной коры: остаются слова, но теряются связи между ними.

Больному читают фразу: «На ветке дерева гнездо птицы». Он отвечает: «Вот – что это... тут все: и ветки... и дерево... и гнездо... и птицы... А вот как они друг с другом связаны?» Спрашивают, понятны ли словосочетания «брат отца» и «отец брата», – слышат: «Вот... брат... и отец... А как вместе – не могу схватить... Отец брата... Брат отца... и тут отец, и тут отец... И тут брат, и тут брат... не знаю, в чем разница». Просят нарисовать план комнаты, в которой стоит его кровать, – эта простая процедура, с которой шутя справляется здоровый человек, оказывается для больного безнадежно трудной, а уж про географическую карту и говорить не приходится.

Что же случилось? В любом языке есть предлоги, падежи, разного рода частицы (порой они «вклеиваются» в слово, как в турецком языке), порядок слов и иные операторы, задача которых в том, чтобы продемонстрировать слушающему пространственные соотношения между объектами, соотнесенность во времени.

«Ветка дерева» означает, что она принадлежит данному дереву, «на ветке» – что гнездо находится именно на этой ветке, «гнездо птицы» – что птица его построила или заняла... Для нас с вами само собой разумеется, что правое отличается от левого (впрочем, искусством без запинки поворачиваться «Напра-во!» многие овладевают только в армии), мы прекрасно понимаем значение операторов «над», «под», «сзади», не испытываем недоумения при виде словосочетаний «одолжил брату сто рублей» или «Катя светлее Сони». Увы, все это для больного с поражением левой теменной области недоступно: у него разрушены абстрактные пространственные операторы...

В то же самое время левая нижневисочная область по-прежнему справляется с абстрагированием образов предметов, работает система «поиска по дереву признаков». Отсюда и никаких сбоев в назывании изображений на картинках, демонстрируемых врачом. Но отчетливо понимая, что такое круг и квадрат, безошибочно отыскивая их на рисунках, страдающий расстройством теменной области человек не в состоянии ответить, находится круг над или под квадратом: признаки-операторы разрушены. Пропадает возможность установить время по часам, потому что не осознается пространственное расположение стрелок. Стали одинаковыми числа 1012 и 2110, так как исчезло понятие разряда, то есть места в ряду.

Сложную грамматическую конструкцию, требующую анализа порядка вещей в пространстве (например, «Топор, которым дровосек срубил дерево, которое росло в лесу, заржавел»), больной не осознаёт, но простое предложение с теми же словами «Дровосек срубил дерево» понимает прекрасно. Скажут ему: «Дайте карандаш и ручку», – проблем нет, а вот просьба «Покажите карандашом ручку» оказывается невыполнимой.

А при поражениях теменной коры правого полушария исчезает – из-за потери механизма оценки пространственных отношений между подобразами – возможность «склеивания» из зрительных фрагментов полноценного образа того, что видит глаз. Сами фрагменты человеку видны, а формирование сложных признаков в левом полушарии оказывается ущербным (описание по Меллину, как мы помним, требует «перекачать» в левое полушарие конкретный образ из правого), нет прохода по «дереву признаков» и речевой ответ выглядит случайным, гадательным. «Это гусь», – говорит больной, увидев на картинке, как акробат стоит вверх ногами. Торчащие накрест лыжи превращаются в ножницы, а висящее на длинной ножке яблоко – в кастрюлю.

Речь как таковая не нарушена, однако восприятие страдает грубыми отклонениями от нормы: попытки зрительно представить себе что-либо оканчиваются для пациента неудачей. «Больная, хорошо объяснявшая на словах, как пройти из палаты в лабораторию, не могла запомнить коридор, по которому много раз ходила... Она узнавала комнату не по конкретному пространственному образу – определенному расположению предметов, а лишь по отдельным словесно описываемым признакам (например, лабораторию – по красной папке в стеклянном шкафу, свою палату – по номеру и т.д.)», – фрагменты не сцеплялись в образ.

Ну а при нарушениях в правой нижневисочной коре, как уже было сказано, прекращается (из-за отсутствия возможности опознавать фрагменты) формирование целостного конкретного зрительного образа. Возникает предметная агнозия. Человек с таким поражением мозга переходит, незаметно для себя, на опознание мира с помощью канала пространственных отношений. И, понятное дело, допускает грубые ошибки. Но поскольку расстройство такого рода возникает нередко в пожилом возрасте, он постепенно, в течение многих лет, приспосабливается к своему необычному восприятию столь тонко, что даже специалистам порой кажется симулянтом.

Мысли о том, что правое полушарие воспринимает мир преимущественно конкретно, а левое – абстрактно, выдвигались уже бессчетное число раз. Однако эти соображения высказывались в обобщенном, как правило, виде. Гипотеза Глезера о роли заднетеменной и нижневисочной областей каждого полушария, об их взаимосвязи – новый шаг в познании работы мозга.

А самое главное, эта гипотеза впервые демонстрирует, что связь между зрением и речью отражает не случайное совпадение функций, а глубокое единство этих двух мозговых механизмов.

И, как любая хорошо обоснованная гипотеза, она открывает перед исследователями новые пути экспериментов, объясняет непонятные прежде факты.

Было время, его отголоски встречаются порою и сейчас, когда зрение и речь противопоставляли друг другу. Зрение мыслилось как нечто наивное, неспособное проникать в глубокие сущности вещей (вспомним хотя бы мнение Гумбольдта), речи же придавалось ни с чем не сравнимое превосходство.

Сегодня ученые не столь категоричны. Они отдают должное словесно-логическому мышлению, но не пренебрегают и наглядно-действенным, и образным (наглядно-образным), а также теоретическим и практическим, интуитивным и аналитическим, реалистическим (направленным на внешний мир) и аутистическим (направленным на собственную личность), продуктивным и репродуктивным, непроизвольным и произвольным...

Нас с вами интересует наглядно-образное мышление и его соотношение со словесно-логическим. И вот что говорят эксперименты: если вам зададут задачу «Алиса выше, чем Мери, Элси ниже, чем Мери, так выше ли Элси, чем Мери?» и предложат решить ее в уме, вы выстроите девочек в ряд и приметесь считывать ответ с этой возникшей перед мысленным взором картинки.

Еще показательнее отношение к зрительным образам таких ученых, которые, казалось бы, самим предметом своей специальности всецело направлены на словеснознаковую (в смысле математических знаков) работу. Я имею в виду физиков-теоретиков. Они изучают мир, который превратился в набор абстракций, не постигаемых человеческими чувствами. Академик Владимир Александрович Фок еще в 1936 г. писал: «...Отсутствие наглядности не раз ставилось в упрек новой теории (квантовой механике – В.Д.). Но по существу дела так должно быть. Ведь мы называем наглядным то, что соответствует нашим представлениям, полученным из повседневного опыта; а наш повседневный опыт, собственно говоря, относится к предметам не слишком малым, таким, которые можно в руки взять... Ясно, что, если мы перейдем к предметам более мелкого масштаба или, наконец, к атомному миру, мы должны быть готовы к тому, что встретим там законы другие, отличные от законов, справедливых в области другого масштаба».

Отказ от принципа наглядности, переход на не-наглядные математические абстракции казался неоспоримым. В самом деле, как представить себе мир элементарных частиц, каждая из которых есть одновременно и частица и волна?

Однако, вопреки ожиданиям, физики ищут и создают наглядные, чуть ли не потрогать руками, зрительные модели не-наглядных явлений и объектов. Без этого, как выяснилось, очень трудно добиться взаимопонимания между специалистами, даже если их интеллекты равны, что уж говорить о студентах. Когда великий шотландец Джеймс Клерк Максвелл (его ставят в один ряд с Ньютоном и Эйнштейном) создавал свою теорию электромагнитного поля, он старался сделать ее более наглядной с помощью такой аналогии: заполнял всю Вселенную сцепленными друг с другом шестеренками. Это объясняло, как может в «пустоте» передаваться взаимодействие между телами. Грубая, но наглядная модель помогала перестройке мышления для восприятия новых, непривычных сущностей.

Модели современной физики отличаются от моделей старой, «механической» физики тем, пишет советский физик и философ академик Моисей Александрович Марков, что прежние модели были уменьшенной копией действительности, были «работающими моделями». Нынешние же наглядные модели – они особые, «неработающие», но тем не менее делающие свое дело. Они играют роль иллюстрации к какой-то одной стороне сложного явления, именуемого микромиром, ибо из наших макроматериалов принципиально невозможно построить микромирные, не ощущаемые руками и зрением, вещи и явления. Поэтому физик создает несколько моделей, каждая для своей стороны микромирной целостности, а потом мысленно сливает их воедино.

Вот почему, если речь справедливо называют инструментом абстрактного мышления, правомерно называть зрение «предметным, конкретным мышлением», постулирует Глезер в своей книге «Зрение и мышление», идеями которой я во многом пользуюсь.

Крайне интересные параллели существуют между восприятием какой-либо сцены с помощью зрения и восприятием словесного сообщения с помощью слуха. В мозгу для зрительного образа оказывается чрезвычайно мало вариантов пространственных отношений между подобразами (то, что мы хотя и редко, но ошибаемся, говорит о некотором разнообразии вариантов). Точно так же для слушающего существует лишь ничтожное число вариантов увязки последовательности слов с грамматикой (без которой слушающий порой не в состоянии раскрыть смысл фразы) и общим контекстом речи, тем более что нужно предполагать те или иные намерения говорящего (то есть представлять его картину потребного внешнего мира, его «модель будущего»).

Зато совсем иначе (и тоже параллельно!) выглядят как зрительное воображение сцены, так и попытка написать или сказать фразу. Представляя в сознании какую-то конструируемую зрительно ситуацию, мы вправе отбирать любые детали, в том числе совершенно фантастические, лишь бы они отвечали нашим конечным намерениям. И совершенно так же при построении фразы имеем чрезвычайно широкое поле выбора грамматических средств и лексики. По этому поводу Арнхейм пишет: «Поскольку материал писателя – это не подлинный объект, воспринимаемый органами чувств, а лишь наименование этого понятия, он может сочетать в своих образах элементы, заимствованные из разных источников. Ему не нужно заботиться о том, чтобы созданные им сочетания были возможны или хотя бы вообразимы в материальном мире». Действительно:

Жил старик со своею старухой,

У самого синего моря...

Как взмолится золотая рыбка,

Голосом молвит человечьим...

В палатах видит он свою старуху:

За столом сидит она царицей...

Все слова абсолютно реальны. А результат? Прихотливая комбинаторика – в границах конечного замысла, возбуждаемых зрительных образов и словесных ассоциаций, – позволяет создавать произведения, именуемые сказками.

И тут хочется высказать гипотезу: не связаны ли мышление с помощью зрительных образов и мышление с помощью «внутренней речи»? Понятие об этой речи ввел в тридцатые годы Лев Семенович Выготский, человек, которого многие современные нам ученые называют «Моцартом в психологии». Слово «речь», употребленное им, давало кое-кому повод утверждать, будто «внутренняя речь» – это нечто вроде беззвучного проговаривания, что это «речь минус звук».

Против таких утверждений выступал, в частности, один из ближайших друзей и последователей Выготского, А.Р. Лурия. Он обращал внимание лингвистов и психологов на то, что такая речь отличается «как от мысли, так и от внешней речи». Ведь слова, которые люди произносят во время эксперимента, иллюстрируя ход своих рассуждений, существенно отличаются от нормального говорения. Человек не произносит во время решения шахматной задачи: «Я вижу, что слон c3 может идти на поле b6, а после этого...» Нет, магнитофонная запись выглядит совсем по-иному: «Ага! А если мы слоном пойдем на... на b6, так, слон на b6... отлично, поле b7 перекрыто... собственно, мат-то нечем... и давать... мат-то... нечем... и давать... Ага! А если такую штуку провести... если такую штуку провести...»

Что отражают эти слова? Бесспорно, процесс мышления. Но они вовсе не равны «внутренней речи», ибо произнесены и тем самым превратились во внешнюю речь, пусть и «грамматически аморфную», как называл ее Лурия. Где же мысль, куда она спряталась, чтт именно записал магнитофон?

Выготский подчеркивал очень важный момент: «Сама мысль рождается не из другой мысли (курсив мой – В.Д.), а из мотивирующей сферы нашего сознания, которая охватывает наши влечения и потребности, наши интересы и побуждения, наши аффекты и эмоции». То есть мысль есть детище деятельности, результат «столкновения» с действительностью. Эту действительность человек переделывает, преобразует в соответствии со своими потребностями, побуждениями, интересами.

По представлениям Н.А. Бернштейна, в мозгу человека есть две модели: одна показывает действительность, а вторая демонстрирует «потребное будущее», то есть, грубо говоря, то, что хочется человеку. Эта действительность, как уже много раз отмечалось, фиксируется в мозгу на 90 процентов благодаря сведениям, которые доставляет зрительный аппарат. А потребное будущее есть комбинация сведений, оно уже построено благодаря желаниям и размышлениям.

Чем занимается шахматист, мысленно переставляя фигуры шахматной задачи? Он пытается преобразовать зрительный образ, сформированный при рассматривании задачи (реальность), в другой образ, столь же зрительный, но обладающий иным качеством: матовой ситуацией для черного короля (потребное будущее). Потребность возбуждает мозг, заставляет заниматься мыслительной работой. Мысленные преобразования шахматной позиции (как бы то и дело вспыхивающие новые и новые картинки, пусть даже не очень четко осознаваемые) выражаются в виде «грамматически аморфной» речи. Мышление идет в образах, и магнитофон записывает процесс преобразования зрительной модели настоящего в зрительную же модель потребного будущего!

Шахматисту нет нужды в связных высказываниях, его слова – это как бы флажки, которые втыкает в карту военных действий стратег, чтобы зафиксировать некоторые центральные пункты и избавить мозг от ненужных усилий. (Кстати, об усилиях: генетик и психолог Френсис Гальтон так ответил на вопрос, как движется его мысль: «Часто случается, что после того как я долго работал и достиг результатов, которые для меня совершенно ясны и удовлетворительны и которые я хочу выразить словами, я должен настраивать себя в совершенно ином интеллектуальном плане... Это одна из наибольших неприятностей в моей жизни».)

То, что человек очень часто мыслит зрительными (то есть основанными на зрительных образах) ситуациями, лишь впоследствии оформляя их в слова, объясняет многие парадоксы работы переводчиков и ту серьезную неудачу, которая постигла кибернетиков, до сих пор искренне верующих, что возможно создание «идеальных» программ для перевода с одного языка на другой. Слов нет, переводческие программы существуют и даже переводят «тысячи слов с точностью 92%», как об этом писал журнал английских деловых кругов «Интернешнл менеджмент» еще в 1984 году.

Увы, после действия такой программы, сколь бы совершенной она ни была, текст нуждается в серьезной «полировке». Приходится заменять или ставить в нужную грамматическую форму примерно каждое пятое слово. И это не в художественных текстах, а в научных, с их крайне ограниченными темами, словарем и жесткими грамматическими конструкциями. Причем «полировщик» обязан быть человеком, отлично знающим предмет научной статьи или книги, иначе не избежать чудовищных ошибок.

Причина? У «электронного мозга» нет зрительного воображения. Он не умеет перестраивать абстрактные слова в конкретные картины и снова превращать эти картины в словесные (то есть абстрактные!) обозначения на другом языке. А ведь только так и работают высококвалифицированные переводчики-синхронисты, про которых шутят, что они не понимают того, о чем говорят.

Спросите своего знакомого: «Что бы ты взял с собой, отправляясь на необитаемый остров на пару недель?» – и ручаюсь, он начнет мысленно осматривать содержимое своих шкафов... Японские нейропсихологи просили испытуемых перечислять по памяти крупные города Японии, и как только бойкое начало сменялось затяжными паузами, советовали: «А вы представьте себе карту!» – после чего темп ответов становился ровным, ибо пространственная схема поиска делала его простым и отчетливым.

Если же вернуться снова к переводчикам, то им хорошо известно свойство любого естественного языка – его гибкость, которая определена тем, что слова принадлежат к «размытым множествам», значения которых четко не фиксированы. Этой особенностью естественные языки отличаются от искусственных, логически безупречных, используемых для описания жестко формализованных явлений и процессов.

Искусственный язык строится по принципу: «Каждому явлению – один и только один знак, каждому знаку – одно и только одно явление» (конструкторы таких языков изо всей мочи стремятся к такому идеалу, и творения их получаются чудовищно жесткими и унылыми). Естественный язык обращается со словом вольно; у слова «порядок» – в русском языке почти двадцать значений, у слова «строить» – свыше десяти...

Лингвисты говорят, что значение слова поддается влиянию контекста: «порядок на производстве» и «хороши у вас на производстве порядки» – это разные «порядки», потому что слово вставлено в широкую картину, но не слов только, а и образов, которые этими словами вызваны, образов зрительных, пусть даже и ощущаемых невнятно.

Вместе с тем, взаимоотношения между речью и зрительным образом (не лишне напомнить, что современная психология понимает под образом «все накопленные и организованные знания организма о себе самом и о мире, в котором он существует», а эти знания «заключают в себе нечто гораздо большее, чем картины») чрезвычайно тесны и многообразны. Выготский писал: «Речь освобождает ребенка от непосредственных впечатлений, способствует формированию его представлений о предмете, она дает ребенку возможность представить себе тот или иной предмет, который он не видел, и мыслить о нем». Да, именно так, но последнее утверждение («не видел») представляется полным подводных камней.

Зададимся вопросом: что случится, если ребенок или взрослый услышит слово, не имевшее для него до сих пор связи со зрительным опытом и не объясненное с помощью других слов (опирающихся опять-таки на зрительную основу)?

Оказывается, человек воображает в этом случае нечто совершенно произвольное, ориентируясь на звукопись – те образы и эмоции, которые вызывает обычно у «носителей языка» мелодика звуков и звукосочетаний.

Не потрудившись заглянуть в словарь, некоторые люди (увы, их не так уж мало...) искренне полагают, что либерал – это «что-то слащавое», вояж – «что-то круглое», реванш – «что-то быстрое, скорое, что-то хорошее». Вот почему обучение языку предполагает непременное зрительное обучение новым образам, новым формам, новым пространственным представлениям. Нет нужды отрицать, что такое обучение можно вести и словами, но только если слова эти отобраны и выстроены в художественное произведение мастером – писателем.

Это одна сторона вопроса.

Другая заключается в том, что слово, соединившись со зрительным образом, производит над ним крайне важную операцию: освобождает от частностей, от мелких, второстепенных подробностей. В слове «дом» заключены все бывшие, существующие и будущие дома. Такое обобщение, правда, совершается не мгновенно, а на протяжении эволюции языка, в течение длительного времени, нередко тысячелетий.

В языках народностей, стоящих на иной, нежели европейцы, ступени языкового абстрагирования, можно встретить, например, «свыше тридцати разрядов числительных», нужных для обозначения различных предметов (это установил этнограф Е.А. Крейнович, изучавший быт нивхов – обитателей Сахалина и низовья Амура). Одни числительные служат для подсчета мелких круглых предметов – пуль, дробинок, яиц, икринок, капель воды; другие – для длинных предметов, таких, как деревья, ребра, волоски, дороги, кишки; третьи – для листов бумаги, циновок, одеял и иных плоских тонких вещей; четвертые – для вещей, употребляющихся парами (рукавиц, весел, глаз, лыж, сережек). Есть особые числительные для сетей, совсем иные – для лодок, специальные – для нарт. Связки рыбы, предназначенной для людей, нивхи подсчитывают не так, как те же связки, предназначенные в пищу собакам.

Но вот странность: числительными для икринок и капелек воды у нивхов служили... топоры! Почему? Ученый полагает, что здесь речь идет не о современном железном топоре, а «об овальном топоре каменного века», что в числительных нивхов запечатлелась и сохранилась до наших дней «одна из древнейших классификаций, созданных людьми каменного века». Если это так, то еще раз подтвердилось известное положение: числительные, эти предельно абстрактные понятия, выработаны из сугубо конкретного зрительного материала.

Человечество овладевало гигантской многозначностью лова в течение тысячелетий. Сегодня планета покрыта густой сетью телестанций и кабельных телесетей, программы принимаются миллиардами телевизоров. Добавьте к этому сотни миллионом видеомагнитофонов. И вот уже возникает кое у кого мысль: не пора ли отказаться от словесной передачи информации в пользу зрительной?..

Как-то московская «Литературная газета» как затравку для публичной дискуссии опубликовала письмо девятнадцатилетнего студента-второкурсника из Горького, ныне Нижнего Новгорода (дискуссия почему-то не состоялась). Юноша писал, что книга «отдает нафталином», она не современна: «появились новые средства информации, которые способны лучше, чем книга...» и так далее. И предлагал: «Все шедевры литературы уместить на пленке», потому что «это все и лучше запоминается, и сильнее действует: зрительный ряд, и звук, и цвет, и прочее». Причина нелюбви молодого человека к книге? Стремление добыть себе побольше времени: «У меня его просто нет, и я не знаю, у кого в избытке», «На чтение тратишь в пять раз больше времени, чем на просмотр телепередачи», «Просиживать вечера за книжкой мало кто может себе позволить» – это все цитаты из его письма. (Тут, правда, вспоминается персонаж старого, очень хорошего французского фильма «Их было пятеро» – Маркиз, который так отвечал на вопрос своих окопных товарищей, что он делал до войны: «Ничего. Но это отнимало массу времени...»)

Если, однако, оставить вопрос времени в стороне, ибо тратить его на просмотры видеофильмов – заменителей книги все равно придется, стоит поговорить о тех приобретениях и потерях, которые связаны с мощным внедрением в нашу жизнь видеоканала передачи информации. Его сильные стороны общеизвестны: многокомпонентное действие на восприятие, эмоции, память; острая репортажность и подача событий крупным планом; плотная упаковка сведений... «Твое перо сотрется прежде, чем ты опишешь полностью все то, что непосредственно представит тебе живописец своею кистью», – говорил Леонардо да Винчи, обращаясь к литератору. Что бы он сказал о телевизоре? И все-таки...

Любой, даже начинающий сценарист знает, что нет абсолютно никакой возможности перевести на экран все то, что заложено писателем даже в маленьком рассказе, не то что в повести или романе. Что есть произведения (хотя бы знаменитый «Золотой теленок»), абсолютно не передаваемые средствами кинематографа. Что экранизация – это всегда создание совершенно нового произведения, со смещенными и даже порою искаженными акцентами. Что даже порою сценаристы снимают свое имя с титров фильма, ибо считают, что режиссер сделал совсем иное, чем было написано в тексте. Ибо слово и образ одновременно равны и не равны друг другу.

Погружаясь в прозаическое или стихотворное произведение, ребенок приучается к чрезвычайно важному делу: умению переводить чужие слова на язык образов (зрительных, эмоциональных и иных). Чтение активно формирует способность левого полушария к абстрагированию, определяемому речью. А кроме того, прочтенное слово (как, естественно, и услышанное) возбуждает еще одну способность – внутренне, умственно представлять по слову образ, то есть перекодировать абстракцию в конкретность. Этот второй процесс начисто отсутствует при рассматривании картинки на экране. В итоге «читающий человек» формируется в более интеллектуальную личность, нежели тот, кто всецело отдается зрительным впечатлениям без их обсуждения и осмысления в словах, то есть на уровне абстракций.

Неумеренное увлечение телевидением наносит большой ущерб развитию человека, особенно становлению личности ребенка. «Как смотреть телевизор», «Опасный телеэкран», «Школьник у телевизора», «Облученные телевизором» – заголовки статей советских газет середины 80-х годов ХХ века. Уже тогда люди отрешились от восторгов по поводу телезрелища без границ.

В самом деле, кинематограф и театр дает зрителю определенную, строго дозированную зрелищную информацию. Потом, возвращаясь домой, человек обсуждает увиденное, осмысляет, даже если делает это «про себя».

Телевидение же гонит вперед своих взмыленных лошадей, и нужно обладать очень большой силой воли или очень плохо относиться к показываемому, чтобы повернуть выключатель. Опрос 2700 американцев показал: 90 процентов их неправильно истолковывают даже незамысловатую рекламу или детективный сериал. Уже через несколько минут после просмотра программы «телезрители не могли ответить на 23...36 процентов вопросов о ее содержании». Исследователи Южнокалифорнийского университета на три недели посадили группу из 250 одаренных учеников начальных классов к телевизорам. «Тесты выявили явное снижение после этого всех творческих способностей», – сообщил журнал «Ридерс дайджест». Французские педагоги отмечают «растущее обеднение словарного запаса учащихся»: они не понимают многих слов литературного языка, свойственного книгам. Вывод: «Успехи в школе обратно пропорциональны количеству часов, проведенных перед телевизором».

Итак, нужна культура общения с телеэкраном, потому что изгнать его из жизни и невозможно, и нерационально. Ведь гигантское множество разнообразных ситуаций с колоссальным количеством предметов мы познаем именно благодаря телевидению. А значит, как ни парадоксально, расширяем тем самым масштабы слов.

Ведь когда искусственный язык пытается дать определение слову «стул», он безуспешно жаждет перечислить формальные признаки предмета. А естественный язык определяет в первую очередь (и примеров этому можно тысячами брать из словарей, хотя бы словаря Даля) функцию: «Род мебели для сиденья, со спинкой (на одного человека)». Вот она, ситуация.

Кому-то такой подход может показаться уж очень детским: «Стул – это, то, на чем сидят, стол – это то, за чем едят...» Но опять же лингвисты называют денотатами любые реальные или воображаемые объекты, которые могут иметь обозначения в языке, причем «денотат <...> не есть конкретный телесный предмет, а ситуационное (выделено мною – В.Д.) представление о нем».

Именно в силу ситуационности естественная речь называет стулом и настоящий стул, с мебельной фабрики, и какой-нибудь ящик или камень, да вообще любое подходящее место для сидения, лишь бы зрительная (то есть разворачивающаяся в пространстве и во времени) картина позволила это сделать.

– Извините! – слышу я возражения. – Есть масса слов и выражений, для которых не найти зрительного образа: «постоянная Планка», «дифференциал», «спин электрона» и тысячи иных терминов науки!

Верно, таких слов предостаточно. Но мы уже говорили, что даже физики-теоретики, изъясняющиеся на языке абстрактнейших формул, стремятся переводить свои «работающие» абстракции в «неработающие» зрительные, чувственные модели. Вспомогательный зрительный образ бывает совершенно необходим для обучения, и «спин» превращается в быстро вращающийся игрушечный волчок. В книгах по высшей математике, предназначенных для начинающих, читатель встречаетмся со множеством чертежей, единственная цель которых – быть мостиком между абстракцией и чувством.

Абстрактное мышление немыслимо без слов. «Лингвистическое превосходство левого полушария имеет, повидимому, анатомическую основу», – читаем мы в авторитетной книге «Мозг». Действительно, у большинства певчих птиц левая половина мозга более важна для пения; у японских макак, живущих в высокогорье и легко переносящих снежные зимы, левое полушарие является ведущим при восприятии криков, которыми эти необычайно говорливые обезьяны обмениваются; есть и другие данные в пользу того, что существует сильная связь между способностью к восприятию и «производству» звуков и левым полушарием как механизмом. Так что когда произошел качественный скачок и появилось абстрактное мышление как высшая, чисто человеческая форма мышления, не видится ничего удивительного в том, что пристанищем этого мышления стало именно левое полушарие.

Качественные скачки возникают непременно на основе каких-то количественных изменений некоторой материальной основы. А о ней Фридрих Энгельс (несмотря на свой марксизм, широко образованный человек и отличный популяризатор науки) писал: «Нам общи с животными все виды рассудочной деятельности: и н д у к ц и я, дедукция, следовательно, также абстрагирование <...> анализ незнакомых предметов (уже разбивание ореха есть начало анализа) синтез (в случае хитрых проделок у животных), и, в качестве соединения обоих, эсперимент (в случае новых препятствий и при затруднительных положениях). По типу все эти методы – стало быть, все признаваемые обычной логикой средства научного исследования – совершенно одинаковы у человека и у высших животных. Только по степени (по развитию соответствующего метода) они различны».

А современный нам нейрофизиолог пишет: «Основные структуры головного мозга так схожи, например, у кошки и человека, что нередко не имеет значения, чей мозг изучать».

Левая половина мозга, ходом эволюции сформированная как аппарат для зрительно-абстрактных образов, оказалась подготовленной для возникновения в ней речевого нейрофизиологического механизма.

А тесная связь между речевыми расстройствами и зрительными агнозиями заставляет внимательно отнестись к предположению о возможной идентичности нейронных структур, занятых обработкой зрительных и речевых сигналов в высших отделах мозга – заднетеменной и нижневисочной коре.

Очень интересны в этой связи данные о влиянии речи на развитие способности видеть, данные, полученные сотрудниками Гарвардского университета Майклом Маккоби и Ненси Модиано. Они изучали в Гренландии и в США, как воспринимают мир дети зрительно, как связываются у них слова и образы. В экспериментах участвовали школьники и их сверстники, не имеющие возможности ходить в школу. Оказалось, что у этих групп различаются не только общий кругозор, но и зрительные навыки: «Дети, не ходящие в школу, даже самые старшие по возрасту, не умели так хорошо узнавать и называть картинки, как это делали первоклассники в городе и деревне.Это неумение опознать картинки, несмотря на знакомство с изображенными предметами, само по себе вызывает интерес», – пишут исследователи.

И выдвигают такую гипотезу: обучение (и связанная с этим активизация речевой функции) «разрушает естественное единство перцептивного мира или по крайней мере навязывает ему иную структуру», то есть заставляет подходить к действительности аналитически и как-то по-иному воспринимать предметы. Речь, как полагают Маккоби и Модиано, оказывает влияние на зрительные абстракции и зрительные признаки, – впрочем, об этой связи речи и зрения говорит вся история человечества.

Бывали, правда, люди, подобно философу Этьену Джилсону, утверждавшие, что «рисовать словами столь же невозможно, как говорить рисунками». Странно, но он почему-то забыл об иероглифах и о том, что писатели именно с помощью слов возбуждают в нашем сознании картины, изумительные по силе и красоте.

Ни одно чувство, ни одна область мозга не действует без влияния и помощи других, и конечно же, говоря о возможных связях между зрением и речью, я не пытался противопоставить одно другому или доказывать чье-то превосходство.

То, что зрение активно влияет на речь и, следовательно, на словесно-логическое мышление, дает основание верить, что к пониманию устройства мозга и созданию сколько-нибудь полной теории его работы люди придут через изучение того, как они не только говорят и слышат, но и как видят.

Как они видят то, что видят.

А отсюда проложатся пути и к созданию искусственных систем, воспринимающих мир зрительно так, как это делает человеческая зрительная система.

Доктора физико-математических наук Илья Абрамович Вул и Марина Борисовна Павловская показали, что, если научить ЭВМ воспринимать изображения по принципам кусочной квазиголографии, машина оперирует понятиями «похож – не похож» почти так же, как человек: в восьми случаях из десяти оценки совпадают. Добиться такого результата еще никому не удавалось. К аналогичным выводам пришли и сотрудники Киевского университета Л.И. Вайнерван, С.В. Махова и В.Л. Зима, хотя методика их экспериментов несколько отличалась от той, которой пользовались Вул и Павловская. Трудно поверить, но это факт: исследователи научили бездушную машину смотреть на окружающие предметы почти так же, как это делает одухотворенный человек.

«Вы не найдете в природе ничего простого, все в ней перепутано и слито. А наша любознательность требует найти в этом простоту, требует, чтобы мы ставили вопросы пытались ухватить суть вещей и понять их многоликость как возможный итог сравнительно небольшого числа процессов и сил, на все лады сочетающихся между собой» – эти слова знаменитого физика Ричарда Фейнмана как нельзя лучше выражают смысл научного исследования.

Ими мне и хочется закончить рассказ, во многом увы, поневоле беглый, о нейрофизиологии зрения, малой части физиологии – науки, престиж которой среди других дисциплин все более возрастает.

Рис. 74. Эту мозаику выложил неизвестный мастер в I тысячелетии до Р.Х. Стало быть, люди всегда видели мир практически одинаково

Послесловие к первому изданию

Если эта книга была написана, так только потому, что сотрудники лаборатории физиологии зрения Института физиологии в Колтушах помогли мне и своими рассказами, и тем, что позволили присутствовать на опытах, и тем, что иногда даже вовлекали в них. Общение с учеными и особенно с профессором В.Д. Глезером стало той основой, на которой слой за слоем наращивались другие сюжетные линии, и мне хочется от всей души поблагодарить этих увлеченных своим делом людей за редкую возможность год за годом наблюдать проверку новой гипотезы, становление новой теории.

Не менее важны были для моей работы советы и критические замечания ученых, исследующих другие аспекты зрительного восприятия: профессора А.Л. Ярбуса и кандидата биологических наук Г.И. Рожковой, докторов медицинских наук Э.С. Аветисова и Ю.З. Розенблюма, кандидата медицинских наук Л.И. Московичуте. Встречи с членом-корреспондентом АН СССР А.Г. Спиркиным были очень полезны для философского осмысления проблемы формирования перцептивной модели мира. Я очень признателен всем за ту атмосферу сотрудничества и доброжелательности, в которой проходило обсуждение рукописи.

Автор

Послесловие ко второму изданию

За время, прошедшее с подготовки рукописи первого издания, немало гипотез, относящихся к зрению, были еще и еще раз проверены. Поэтому переработка и дополнения коснулись именно тех спорных аспектов, о которых восемь лет назад нельзя было сказать, насколько они точны. Это, в свою очередь, потребовало изменения композиции. Некоторые факты исключены просто из-за отсутствия места, которое пришлось отдать новым данным. Встречи с сотрудниками Лаборатории, которой руководит В.Д. Глезер, и с ним самим, были, как и прежде, основой для подготовки материала книги, за что я искренне благодарен.

Автор

Литература:

1.Глезер В.Д., Цуккерман И.И. Информация и зрение. – Л.: Наука, 1961.

2.Глезер В.Д. Механизмы опознания зрительных образов. – Л.: Наука, 1966.

3.Зрительное опознание и его нейрофизиологические механизмы. Под ред. Глезера В.Д. – Л.: Наука, 1975.

4.Глезер В.Д. Зрение и мышление. – Л.: Наука, 1985.

5.Ананьев Б.Г. Психология чувственного познания. – М.: Педагогика, 1960.

6.Арбиб М. Метафорический мозг: Пер. с англ. – М.: Мир, 1978.

7.Балонов Л.Я., Деглин В.Л. Слух и речь доминантного и недоминантного полушарий. – Л.: Наука, 1976.

8.Бианки В.Л. Асимметрия мозга животных. – Л.: Наука. 1985.

9.Брэгг У. Мир света. Мир звука: Пер. с англ. – М.: Наука, 1967.

10.Вавилов С.И. Глаз и Солнце. – 10-е изд. – М.: Наука, 1981.

11.Восприятие. Механизмы и модели: Пер. с англ. – М.: Мир, 1974.

12.Вулдридж Д. Механизмы мозга: Пер. с англ. – М.: Мир, 1965.

13.Грегори Р. Разумный глаз: Пер. с англ. – М.: Мир, 1972.

14.Дельгадо Х. Мозг и сознание: Пер. с англ. – М.: Мир, 1971.

15.Иваницкий А.М. и др. Информационные процессы мозга и психическая деятельность. – М: Наука, 1984.

16.Интеллект человека и программы ЭВМ: Сборник. – М.: Наука, 1979.

17.Исследование речевого мышления и психолингвистика: Сборник. – М.: Наука, 1985.

18.Котик М.А. Краткий курс инженерной психологии. – Таллин: Валгус, 1971.

19.Красота и мозг: Биологические проблемы эстетики: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995.

20.Линдсей П., Норман Д. Переработка информации у человека: Пер. с англ. – М.: Мир, 1974.

21.Лурия А.Р. Об историческом развитии познавательных процессов. – М.: Наука, 1974.

22.Лурия А.Р. Маленькая книжка о большой памяти. – М.: Изд-во МГУ, 1968.

23.Лурия А.Р. Основные проблемы нейролингвистики. – М.: Изд-во МГУ, 1975.

24.Механизмы опознания зрительных образов. – Л.: Наука, 1966.

25.Мозг: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984.

26.Моль А. Теория информации и эстетическое восприятие: Пер. с франц. – М.: Мир, 1966.

27.Основы сенсорной физиологии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984.

28.Петров Л.В. Мода как общественное явление. – М.: Знание, 1974.

29.Пиз А. Язык жестов: Пер. с англ. – Минск, 1998.

30.Прибрам К. Языки мозга: Пер. с англ. – М.: Прогресс, 1975.

31.Психология машинного зрения: Пер. с англ. – М.: Мир, 1978.

32.Развивающийся мозг и среда. – М.: Наука, 1980.

33.Рок. И. Введение в зрительное восприятие. В 2 тт.: Пер. с англ. – М. Педагогика, 1980.

34.Сенсорные системы. Сенсорные системы и асимметрия полушарий. – Л.: Наука, 1985.

35.Симонов П.В., Ершов П.М. Темперамент, характер, личность. – М.: Наука, 1984.

36.Скороходова О.И. Как я воспринимаю, представляю и понимаю окружающий мир. – М.: Педагогика, 1972.

37.Слобин Д., Грин Дж. Психолингвистика: Пер. с англ. – М.: Прогресс, 1976.

38.Сомов Ю.С. Композиция в технике. – М.: Машиностроение, 1972.

39.Сомьен Дж. Кодирование сенсорной информации: Пер. с англ. – М.: Мир, 1975.

40.Тамар Г. Основы сенсорной физиологии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1976.

41.Толанский С. Оптические иллюзии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1967.

42.Фейгенберг И.М. Видеть – предвидеть – действовать. – М.: Знание, 1986.

43.Фрумкин Р.М. Цвет, смысл, сходство. – М.: Наука, 1984.

44.Шехтер М.С. Зрительное опознание. Закономерности и механизмы. – М.: Педагогика, 1981.

45.Элдмен Дж., Маунткасл В. Разумный мозг: Пер. с англ. – М.: Мир, 1981.

46.Экман П. Психология лжи: Пер. с англ. – СпБ, М., Харьков, Минск: Изд. «Питер», 2000.

Источники иллюстраций:

1.Kinderzeit: Wie und Warum in 15 Bänden. – Deutsche Field Enterprises Educational Corporation GmbH, WestßBuch Verlag. B. 12, 1975, S. 174, 284.

2.Лютьен-Дреколль Э., Рохен Й.В. Анатомический атлас. М.: Внеш-сигма, 1998, С. 139, C. 124.

3.Berliner Zeitung, 10. Juni 1997; 8. Juli 1998.

4.Рок И. Введение в зрительное восприятие. В 2 тт.: Пер. с англ. – М.: Педагогика, 1980. Т. 1, С. 67...68.

5.TopWare: Taschengeld Serie, file Nr. 61.

6.Mattias Arnild. Henry de Toulouse-Lautrec: 1864...1901: Das Theater des Leben. Taschen Verlag GmbH & Co. Köln, 1987, S. 27.

7.The Tretyakov Gallery: Moscow: Painting: Aurora Art Publushers. – Leningrad, 1979. №72.

8.Красота и мозг: Биологические проблемы эстетики: Пер. с англ. – М.: Мир. 1995, С. 103...105.

Текст издания:

Демидов В. Е. Как мы видим то, что видим. 3-е изд., перераб. и доп.

Демидов Вячеслав Евгеньевич родился в 1933 г. Кандидат философских наук (диссертация «Реклама как вид социальной деятельности). Автор научно-художественных и научно-популярных книг, книг и брошюр по рекламе и маркетингу, нескольких сотен статей, очерков и рекламных произведений, тематика которых связана с такими отраслями науки и техники, как радиоэлектроника, машиностроение, энергетика, психофизиология зрения. C 1990 г. живет в Германии.

Рецензенты второго издания:

Преображенский П.В. – доктор медицинских наук;

Розенблюм Ю.3. – доктор медицинских наук.

Первым изданием эта книга вышла в Москве в 1979 году, вторым – в 1987 году. Была переведена на английский (Москва, «Мир», 1986) и польский (Варшава, «НОТ-СИГМА», 1989) языки.

Данное третье, дополненное и в определенных частях переработанное берлинское издание предпринято автором.

Для широкого круга читателей.

Издание библиографическое, номерное.

Дата публикации:

21 декабря 2010 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

Content

Демидов Вячеслав Евгеньевич Как мы видим то, что видим [издание 3-е , перераб. и доп.]

Глава первая. Область досознательного

Глава вторая. Предвидение Галена

Глава третья. Этот правый, левый мозг...

Глава четвертая. Обманы, вызванные стремлением к истине...

Глава пятая. Плоский трехмерный мир

Глава шестая. Мир строится из деталей

Глава седьмая. Новый ключ к старым тайнам

Глава восьмая. Палитра

Глава девятая. В правом, конкретном...

Глава десятая. Вполне реальный невидимка

Глава одиннадцатая. Стерео широкоэкранное для каждого

Глава двенадцатая. Прямые последствия перевернутого

Глава тринадцатая. Эталоны и циклы

Глава четырнадцатая. Видимые слова