грегори глаз и мозг
Грегори глаз и мозг
Каким образом постоянно меняющиеся зрительные структуры, возникающие на сетчатке глаза, перекодируются мозгом в устойчивые картины внешних предметов, столь отличные от зрительных образов? Эту проблему мы сможем полностью понять только тогда, когда будущие вычислительные машины окажутся в состоянии перерабатывать информацию, поступающую одновременно по многим параллельным каналам. По сетчаточным изображениям, возникающим в глазу, мы судим о том, являются ли внешние объекты твердыми или мягкими, приятными или отвратительными, желанными или опасными, Все эти и множество других свойств не даются непосредственно глазу, однако мы «узнаем» о них по сетчаточным изображениям. Мы видим не только существующее положение вещей, но и предугадываем вероятное будущее по тем образам, которые формируются на сетчатке глаза. Зрение позволяет нам планировать будущее, исходя из информации, которую мы получаем в настоящий момент, а также на основании накопленных в прошлом знаний. Исследование зрения приводит нас, таким образом, к изучению мышления, процесса возникновения гипотез и явлений памяти. Глаза — это окна нашего мозга, через которые мы воспринимаем внешний мир. И через эти же окна мы можем постигнуть многие функции мозга.
1. Зрительное восприятие
Мы так привыкли видеть, что трудно себе представить, будто в этой области есть какие-то нерешенные проблемы. Но что такое зрительное восприятие? На сетчатке возникают маленькие искаженные перевернутые образы, а мы видим отдельные объекты в окружающем пространстве. Из комплекса возбуждений сетчатки у нас возникает мир объектов, и никакого чуда здесь нет.
Часто считают, что глаз похож на фотокамеру. Однако существуют совершенно не сходные с камерой признаки восприятия, и они-то наиболее интересны. Каким образом информация, поступающая от глаз, кодируется в нервной системе, переходит в язык мозга и превращается в восприятие окружающих предметов? Задачи, которые стоят перед глазом и мозгом, совершенно отличны от задач фотографической или телевизионной камеры, просто превращающей предмет в образ. Есть соблазн (которому не стоит поддаваться) сказать, что глаза продуцируют в мозгу картины. Картина в мозге предполагает существование какого-то рода внутреннего глаза, необходимого, чтобы ее видеть; однако тогда потребовался бы еще один глаз, чтобы видеть эту картину, и т. д. Возникает бесконечная вереница глаз и картин. Это абсурдно. Глаз снабжает мозг информацией, кодирующейся в нервную активность, — цепь электрических импульсов, которая в свою очередь с помощью своего кода и определенной структуры мозговой активности воспроизводит предметы. Мы можем провести аналогию с написанным текстом: буквы и слова на этой странице имеют определенные значения для тех, кто знает язык. Они соответствующим образом действуют на мозг читателя, однако сами они не являются картинами. Когда мы смотрим на что-нибудь, определенная структура нервной активности воспроизводит предмет, и для мозга эта структура возбуждения и есть этот предмет. Никакой внутренней картины не возникает.
Психологи-гештальтисты считали, что внутри мозга имеются картины. Они, представляли восприятие как модификацию электрических долей мозга, причем эти поля копируют форму воспринимаемых объектов. Эта доктрина, известная под именем изоморфизма, оказала пагубное влияние на теорию восприятия. С тех пор существует тенденция приписывать гипотетическим мозговым полям свойства, якобы «объясняющие» такие явления, как искажение зрительного образа, и другие феномены. Однако легко приписывать вещам определенные свойства. Между тем нет четких доказательств существования подобных мозговых полей и нет объективного способа раскрыть эти свойства. Если нет доказательств существования этих полей и нет способа раскрыть их свойства, следовательно, они в высшей степени гипотетичны. Верные объяснения должны быть доступны наблюдениям.
Психологи-гештальтисты обратили, однако, внимание на очень важный феномен. Они ясно видели, что существует проблема в том, как мозаика стимуляции сетчатки служит началом восприятия предметов. Они особенно подчеркивали тенденцию воспринимающей системы группировать вещи в простые единицы. Существование этой тенденции подтверждается рис. 1, 1.
Рис. 1, 1. Это множество точек, расположенных на равном расстоянии друг от друга, воспринимается как непрерывно меняющиеся узоры из рядов и квадратов. Рассматривая этот рисунок, мы знакомимся с активным организующим началом в зрительной системе.
На этом рисунке точки фактически расположены на равном расстоянии друг от друга, однако имеется тенденция «организовывать» их в ряды и колонки, хотя они представляют собой не связанные между собой объекты. Над этим стоит подумать, так как на этом примере мы сталкиваемся с сутью проблемы зрительного восприятия. Мы можем видеть на самих себе, как мы подсознательно группируем сенсорные данные в объекты. Если бы мозг не искал непрерывно объектов, карикатуристу пришлось бы плохо. Ведь фактически все, что карикатурист должен делать, — это дать глазу несколько линий, и вот мы видим лицо законченным и весьма выразительным. Несколько линий — это все, что требуется для глаза; остальное делает мозг: видит объектов находит в нем все, что возможно. Иногда мы видим объекты, которых нет: лица в пламени, Луна видится нам как человеческое лицо.
Шуточный рис. 1, 2 иллюстрирует это. Разве это набор бессмысленных линий? Нет, это прачка со своим ведром. Теперь взгляните еще раз: линии намечают контуры вещей.
Рис. 1, 2. Юмористический рисунок: что это такое? Когда мы видим здесь реальную фигуру, а не просто бессмысленные линии, рисунок неожиданно воспринимается как нечто цельное — это предмет, а не набор линий.
Зрительное восприятие вовлекает многочисленные источники информации помимо тех, которые воспринимаются глазом, когда мы смотрим на объект. В процесс восприятия, как правило, включаются и знания об объекте, полученные из прошлого опыта, а этот опыт не ограничен зрением, но предполагает и другие ощущения: осязательные, вкусовые, обонятельные, слуховые, а возможно, также температурные и болевые. Вещи— это больше, чем набор стимуляций; они имеют прошлое и будущее; когда мы знаем прошлое предмета и можем предсказать его будущее, восприятие предмета выходит за пределы опыта и становится воплощением знания и ожидания, без которых жизнь даже в простой форме невозможна.
Хотя нас интересует наше восприятие мира вещей, важно рассмотреть сенсорные процессы, лежащие в основе ощущений, — каковы они, как они протекают и что вызывает их нарушение. Мы будем в состоянии понять, как мы воспринимаем мир, только если постигнем процессы, лежащие в их основе.
Существует много так называемых «двусмысленных рисунков», которые наглядно иллюстрируют, как один и тот же набор стимуляций глаза является источником различных по содержанию восприятий и как восприятие объекта выходит за пределы ощущений. Большинство распространенных двусмысленных рисунков можно подразделить на две категории: рисунки, которые попеременно воспринимаются то как фигура, то как фон, и рисунки, которые спонтанно воспринимаются различными по глубине. Рис. 1, 3 относится к первой категории фигура — фон: иногда черные части рисунка воспринимаются как два профиля, а белая часть — как нейтральный фон; в другой раз черные части — несущественны и служат фоном, а белая воспринимается как главное, и мы видим изображение вазы.
Рис. 1, 3. Восприятие этого рисунка спонтанно изменяется. Мы видим здесь то два профиля, то — белую вазу, ограниченную не имеющим значения темным фоном. Перцептивное «решение», что является фигурой (или объектом), а что — фоном, сходно с инженерным различением между «сигналом» и «шумом». Это основная проблема для любой системы, имеющей дело с информацией.
ЛитЛайф
Жанры
Авторы
Книги
Серии
Форум
Грегори Ричард Лэнгтон
Книга «Глаза и мозг. Психология зрительного восприятия»
Оглавление
Читать
Помогите нам сделать Литлайф лучше
Психология зрительного восприятия
Ежегодно в Советском Союзе и за рубежом выходит большое число книг, посвященных описанию работы зрительной системы. Глаз — это традиционный объект исследования физиков, астрономов, физиологов и психологов, а в последнее время — математиков и инженеров. Это естественно, так как зрительная система доставляет человеку до 90 % всей принимаемой им информации. Поэтому представителей самых различных областей науки и техники интересуют такие проблемы, как достоверность приема информации зрительной системой, увеличение скорости ее приема, компенсация расстройств зрительной системы, условия зрительного и эстетического комфорта и т. д.
В последние годы во многих лабораториях мира ведется интенсивная работа по созданию технических устройств, хотя бы в некоторых отношениях имитирующих работу глаза. Предлагаются самые различные модели (функциональные, аналоговые, математические), более, а чаще менее достоверно описывающие работу зрительной системы или ее элементов. По мере расширения этой работы все больше и больше выясняется изумительное совершенство зрительной системы, а соответственно и сложность поставленной задачи. Неудачи в ее решении заставляют исследователей изощряться и разрабатывать все более совершенные и тонкие приемы экспериментирования в области зрения. Эта работа ведется по многим линиям: от исследования ответов одиночного рецептора до исследования деятельности зрительной системы в целом и влияния свойств личности на восприятие. Сейчас, пожалуй, едва ли найдется хоть одна область исследования зрения, где не были бы предложены новые методические приемы и не получены чрезвычайно интересные результаты. Примерами может служить изучение влияния длительной сенсорной и перцептивной изоляции на восприятие, изучение сенсорной и перцептивной перегрузки, изучение сенсорных и перцептивных искажений, вызываемых различными оптическими и фармакологическими способами, изучение восприятия в условиях стабилизации изображения относительно сетчатки, изучение процесса восстановления зрения у слепорожденных после удаления катаракты, изучение восприятия пространства и восприятия движений. Этот перечень можно было бы продолжить, но и сказанного достаточно, чтобы согласиться с тем, что область исследования зрительной системы относится в настоящее время к числу наиболее интенсивно разрабатываемых в современной психологической науке. При этом очень многие исследования зрительной системы имеют первостепенное значение для решения практически важных проблем инженерной и космической психологии, технической эстетики, бионики.
Ричард Грегори, известный исследователь зрительной системы, написал превосходную и очень нужную книгу. Несмотря на ее кажущуюся популярность, это серьезная и вполне современная книга. Ее автор не упрощает проблематики исследования, говорит о теоретических и экспериментально-методических трудностях исследования того или иного вопроса. Он сообщает о новых достижениях и интерпретирует их на фоне традиционных гипотез и концепций. Особенный интерес представляет тот факт, что автор делает попытку дать анализ мозговых механизмов зрительного восприятия человека, последовательно останавливаясь на той роли, которую играют в организации зрительного восприятия как периферический аппарат глаза, так и центральные аппараты мозгового анализа и синтеза зрительной информации. Теоретические положения автора не всегда безупречны, но Р. Грегори не руководствуется никакими предвзятыми философскими концепциями и сам предупреждает о сложности теоретической интерпретации многих новых данных, а также о возможной недостаточной обоснованности некоторых выводов. B целом концепция Р. Грегори, рассматривающего восприятие как активный процесс, безусловно включающий обучение, весьма близка к концепциям зрительного восприятия, которые разрабатывают советские ученые. Однако нужно отчетливо представлять себе, что разработка теории зрения очень далека от завершения. В настоящее время существует более двух десятков теоретических трактовок зрительного восприятия, расходящихся по многим весьма существенным пунктам. И большое число фактов пока не укладывается в хорошо интегрированную теоретическую схему. Это, естественно, сознает и такой интересный и вдумчивый последователь, как Р. Грегори. Он указывает во многих случаях на трудности интерпретации тех или иных фактов. Но главное достоинство книги состоит в том, что она содержит чрезвычайно богатый материал, со вкусом подобранный автором из традиционной и главным образом современной экспериментальной психологии зрительного восприятия. Многие приводимые им данные будут новыми, а порой и неожиданными не только для широкого читателя, но и для специалистов различного профиля, занятых исследованием и моделированием зрительной системы. Хотелось бы отметить, что и собственные исследования автора в области зрительных иллюзий, также отраженные в книге, несомненно, привлекут внимание читателей.
Р. Грегори не чужд и прикладной проблематике исследований зрительной системы. Главы «Искусство и реальность» и «Глаза в космосе» блестяще написаны, и в них содержатся не только фантазии, но и реальные проблемы, которые предстоит в ближайшее время решать ученым.
Книга Р. Грегори будет с интересом прочитана не только специалистами в области зрительного восприятия, но и всеми, кого интересует старая как мир проблема: как мы воспринимаем окружающий мир таким, каким он является на самом деле.
В. Зинченко, А. Лурия
Я очень рад, что моя книга «Глаз и мозг» выходит в свет на русском языке. Здесь, на Западе, мы восхищаемся достижениями советской науки как в биологии, где давние традиции идей и эксперимента оказали большое влияние на развитие нашей мысли, так и в области недавних замечательных советских космических исследований. Поэтому я оцениваю появление моей книги на русском языке— что делает ее доступной русскому читателю — как большую честь, которой я вряд ли заслуживаю. Я хотел бы искренне поблагодарить профессора Московского университета А. Лурия за то, что он содействовал появлению русского перевода моей книги.
Эта книга предназначена для тех, кто интересуется вопросом о том, как человеческий мозг обрабатывает информацию, полученную от глаза, и как возникают удивительные явления зрения.»В ней делается попытка разобраться в идеях, которые возникли еще в древности и которые за последние сто лет проверялись и развивались во многих экспериментальных лабораториях разных стран. Я попытался изложить в этой книге основные положения и экспериментально полученные факты с теми необходимыми техническими подробностями, какие достаточны для того, чтобы читатель мог разобраться в проблемах и основных открытиях, не углубляясь в детали вопроса. Я хотел бы надеяться, что я не слишком упростил трудные и еще не решенные до конца проблемы и не создал впечатления, что мы знаем о глазе и мозге больше, чем знаем о них в действительности. Рассказывать о не вполне решенных проблемах опасно, так как ход рассуждений основывается на предположениях, которые могут быть опровергнуты позднейшими исследованиями. Но все-таки я полагаю, что подобные попытки стоит иногда делать. Даже если эти рассуждения ошибочны, только путем рассмотрения современных идей и фактов можно привлечь других ученых и особенно молодых, к дальнейшей разработке этих проблем.
Я уверен, что мы не поймем функций мозга достаточно полно, пока новые технические достижения не дадут нам возможности моделировать его. Не правда ли, интересно, что чисто философские вопросы были выяснены и нашли свое разрешение благодаря прогрессу технической мысли? (Этот факт даже беспокоит некоторых наших мыслителей на Западе!)
Каким образом постоянно меняющиеся зрительные структуры, возникающие на сетчатке глаза, перекодируются мозгом в устойчивые картины внешних предметов, столь отличные от зрительных образов? Эту проблему мы сможем полностью понять только тогда, когда будущие вычислительные машины окажутся в состоянии перерабатывать информацию, поступающую одновременно по многим параллельным каналам. По сетчаточным изображениям, возникающим в глазу, мы судим о том, являются ли внешние объекты твердыми или мягкими, приятными или отвратительными, желанными или опасными, Все эти и множество других свойств не даются непосредственно глазу, однако мы «узнаем» о них по сетчаточным изображениям. Мы видим не только существующее положение вещей, но и предугадываем вероятное будущее по тем образам, которые формируются на сетчатке глаза. Зрение позволяет нам планировать будущее, исходя из информации, которую мы получаем в настоящий момент, а также на основании накопленных в прошлом знаний. Исследование зрения приводит нас, таким образом, к изучению мышления, процесса возникновения гипотез и явлений памяти. Глаза — это окна нашего мозга, через которые мы воспринимаем внешний мир. И через эти же окна мы можем постигнуть многие функции мозга.
Грегори глаз и мозг
Некоторое представление о сложности организации системы восприятия яркости у человека дает парадокс Фехнера. Он состоит в следующем. Если глазу предъявляется маленький, довольно яркий источник света, он будет вызывать ощущение определенной яркости, и зрачок при включении этого источника света будет уменьшаться до определенного размера. Теперь добавим второй, более тусклый источник света. Он помещается несколько в стороне от первого, так, чтобы возбуждать другую область сетчатки. Что же при этом произойдет? Хотя общая интенсивность света с добавлением второго источника увеличится, зрачок больше не сократится, как это можно было бы ожидать, а расширится соответственно разнице интенсивностей между первым и вторым раздражителями. По-видимому, он реагирует не на общее, а на среднее освещение. Никто не знает, как сетчатка осуществляет это.
Попробуем закрыть один глаз и проследить изменения в яркости. Практически нет разницы, воспринимается ли свет одним или двумя глазами. Однако это не так; когда маленькие тусклые источники света воспринимаются в окружающей темноте, тогда они кажутся значительно ярче при работе двух глаз, чем при работе одного. Это явление еще не разгадано.
Рис. 6, 4. Химические процессы, лежащие в основе зрения. Черная кривая показывает чувствительность человеческого глаза (темно-адаптированного) к различной длине световой волны. Красные точки показывают количество света в пределах того же самого диапазона световых волн, которое поглощается фотохимическим родопсином в глазу лягушки. Обе кривые, по существу, совпадают, и это говорит о том, что человеческий глаз при темновой адаптации функционирует путем поглощения света тем же фотохимическим веществом.
Яркость — функция цвета. Когда глаз воспринимает лучи света различного цвета, но одной и той же интенсивности, то цвета, расположенные в середине спектра, будут казаться ярче, чем цвета, расположенные на концах спектра. Это показано на рис. 6, 5; кривая, изображенная на этом рисунке, известна как кривая спектральной яркости света. Это явление имеет практическое значение, так как, если мы хотим, чтобы сигнализирующий об опасности свет был ясно виден, он должен быть окрашен в цвет, к которому глаз максимально чувствителен, то есть в цвет, расположенный в середине спектра. Дело осложняется еще и тем, что кривые чувствительности для палочек и колбочек несколько различны. Они сходны по общему виду, однако колбочки более чувствительны к оранжевому цвету, а палочки — к зеленому. (На этом основании есть смысл окрашивать стены затемненной фотографической комнаты в зеленый цвет, так как глаза при этом получают наиболее эффективный свет, к которому фотографическая пленка относительно нечувствительна.)
Рис. 6, 5. Этот рисунок показывает, как изменяется чувствительность глаза к различной длине световых волн в спектре, когда глаз адаптирован к свету. Черная кривая показывает чувствительность темно-адаптированного глаза, красная кривая показывает, что при адаптации к свету происходит изменение чувствительности к цветам спектра, в это время колбочки берут верх над палочками. Это явление известно под названием «сдвиг Пуркинье».
Кривая яркости света ничего не говорит нам больше о восприятии цвета. Она отражает чувствительность к свету в зависимости от длины световой волны, но вне связи с теми цветами, которые видит глаз при каждой длине световой волны. Глаза животных, не имеющих цветного зрения, обнаруживают сходную с человеческой кривую спектральной яркости света.
Можно предположить, что, помимо фотохимических изменений, связанных с процессом адаптации к свету при восприятии света действуют еще некоторые дополнительные механизмы, причем не фотохимической, а нервной природы. В частности, после завершения процесса адаптации глаза к темноте пространственные и временные характеристики остроты зрения ухудшаются, в то время как чувствительность возрастает. Однако при темновой адаптации утрачивается способность глаза различать мелкие детали. Это непростое явление, оно возникает отчасти вследствие того, что сетчатка интегрирует при этом энергию с большей зоны, то есть от большего числа рецепторных элементов. По ходу темновой адаптации увеличивается время, в течение которого может интегрироваться световая энергия, попадающая на сетчатку.
Изменения временных характеристик чувствительности глаза при темновой адаптации лучше всего, хотя и не в прямой форме, проявляются в любопытном и очень интересном явлении, известном под названием эффект маятника Пульфриха. Не менее примечательна история открытия этого эффекта, особенность которого состоит в том, что его можно наблюдать, только смотря обоими глазами, — и все же он был открыт человеком, слепым на один глаз! Этот эксперимент заслуживает того, чтобы его повторить. Возьмите длинную нитку, прикрепите к ней гирю, чтобы сделать маятник длиной в несколько футов (один фут равен 30, 48 см). Качните маятник под прямым углом к линии взора. Смотрите на колеблющуюся гирю обоими глазами, но прикройте один глаз темным, проницаемым для света стеклом (например, половинкой солнечных очков или кусочком засвеченной пленки). Тогда можно будет видеть, что гиря качается не по прямой линии, а описывает эллипс. Этот эллипс может быть очень странным: в самом деле, длинная ось может располагаться вдоль линии взора и, несмотря на это, будет казаться, что гиря, качаясь по прямой, пересекает эту линию.
Что же вызывает этот удивительный эффект? Уменьшая приток света, темное стекло вызывает процесс темновой адаптации в глазу. Адаптация приводит к задержке передачи сигнала от этого глаза к мозгу; другой глаз не участвует в этом процессе. Эта отсрочка ведет к тому, что затемненный глаз видит гирю с некоторым запозданием, а так как движение гири в середине траектории ускоряется, отсрочка в этом месте оказывается более значительной, и глаз, прикрытый фильтром, видит гирю все дальше и дальше от того места, где видит гирю другой незатемненный глаз. Эта разница в восприятии положения гири одним и другим глазом и приводит к тому, что траектория движения гири кажется эллипсом, расположенным по прямой линии к линии взора; мозг оценивает движение гири как действительно происходящее по эллипсу. Это показано на рис. 6, 3.
Рис. 6, 3. Маятник Пульфриха. Маятник колеблется под прямым углом к линии взора наблюдателя, один глаз которого закрыт темным стеклом, причем оба глаза открыты. Наблюдателю кажется, что маятник описывает эллипс. Этот эффект возникает в результате задержки сигнала от частично адаптированного к темноте глаза, закрытого темным стеклом. При приближении маятника к середине траектории колебания увеличивается разобщение изображений, получаемых левым и правым глазами, которое оценивается мозгом как различие в расстоянии. Это и создает видимость эллипса.
По-видимому, увеличение отсрочки при темновой адаптации связано с увеличением времени интеграции возбуждения, подобно тому как фотограф прибегает к более длительной экспозиции при тусклом освещении. Мы видим этот эффект непосредственно, когда наблюдаем, как увеличивается огненный след, оставляемый в темном небе разорвавшимися ракетами фейерверка, так как в темноте усиливаются процессы темповой адаптации.
Как увеличение задержки передачи сигнала от сетчатки к мозгу, так и связанное с этим процессом увеличение времени интеграции возбуждения, имеет практическое значение. Задержка сигналов сетчатки вызывает увеличение времени реакции у шоферов при тусклом освещении, а увеличение времени интеграции возбуждения ухудшает точную локализацию движущихся объектов. В этих условиях затрудняются игры, связанные с движением; судья провозглашает: «Прекратите игру из-за слабого освещения» — задолго до того, как зрители сами убеждаются в том, что солнце садится.
Ричард Грегори: Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия
Здесь есть возможность читать онлайн «Ричард Грегори: Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия» весь текст электронной книги совершенно бесплатно (целиком полную версию). В некоторых случаях присутствует краткое содержание. Город: Москва, год выпуска: 1970, категория: Прочая научная литература / на русском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале. Библиотека «Либ Кат» — LibCat.ru создана для любителей полистать хорошую книжку и предлагает широкий выбор жанров:
Выбрав категорию по душе Вы сможете найти действительно стоящие книги и насладиться погружением в мир воображения, прочувствовать переживания героев или узнать для себя что-то новое, совершить внутреннее открытие. Подробная информация для ознакомления по текущему запросу представлена ниже:
Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия: краткое содержание, описание и аннотация
Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.
Ричард Грегори: другие книги автора
Кто написал Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия? Узнайте фамилию, как зовут автора книги и список всех его произведений по сериям.
Возможность размещать книги на на нашем сайте есть у любого зарегистрированного пользователя. Если Ваша книга была опубликована без Вашего на то согласия, пожалуйста, направьте Вашу жалобу на info@libcat.ru или заполните форму обратной связи.
В течение 24 часов мы закроем доступ к нелегально размещенному контенту.
Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия — читать онлайн бесплатно полную книгу (весь текст) целиком
Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.
Попробуем закрыть один глаз и проследить изменения в яркости. Практически нет разницы, воспринимается ли свет одним или двумя глазами. Однако это не так; когда маленькие тусклые источники света воспринимаются в окружающей темноте, тогда они кажутся значительно ярче при работе двух глаз, чем при работе одного. Это явление еще не разгадано.
Рис. 6, 4.Химические процессы, лежащие в основе зрения. Черная кривая показывает чувствительность человеческого глаза (темно-адаптированного) к различной длине световой волны. Красные точки показывают количество света в пределах того же самого диапазона световых волн, которое поглощается фотохимическим родопсином в глазу лягушки. Обе кривые, по существу, совпадают, и это говорит о том, что человеческий глаз при темновой адаптации функционирует путем поглощения света тем же фотохимическим веществом.
Яркость — функция цвета. Когда глаз воспринимает лучи света различного цвета, но одной и той же интенсивности, то цвета, расположенные в середине спектра, будут казаться ярче, чем цвета, расположенные на концах спектра. Это показано на рис. 6, 5; кривая, изображенная на этом рисунке, известна как кривая спектральной яркости света. Это явление имеет практическое значение, так как, если мы хотим, чтобы сигнализирующий об опасности свет был ясно виден, он должен быть окрашен в цвет, к которому глаз максимально чувствителен, то есть в цвет, расположенный в середине спектра. Дело осложняется еще и тем, что кривые чувствительности для палочек и колбочек несколько различны. Они сходны по общему виду, однако колбочки более чувствительны к оранжевому цвету, а палочки — к зеленому. (На этом основании есть смысл окрашивать стены затемненной фотографической комнаты в зеленый цвет, так как глаза при этом получают наиболее эффективный свет, к которому фотографическая пленка относительно нечувствительна.)
Рис. 6, 5.Этот рисунок показывает, как изменяется чувствительность глаза к различной длине световых волн в спектре, когда глаз адаптирован к свету. Черная кривая показывает чувствительность темно-адаптированного глаза, красная кривая показывает, что при адаптации к свету происходит изменение чувствительности к цветам спектра, в это время колбочки берут верх над палочками. Это явление известно под названием «сдвиг Пуркинье».
Кривая яркости света ничего не говорит нам больше о восприятии цвета. Она отражает чувствительность к свету в зависимости от длины световой волны, но вне связи с теми цветами, которые видит глаз при каждой длине световой волны. Глаза животных, не имеющих цветного зрения, обнаруживают сходную с человеческой кривую спектральной яркости света.
Можно предположить, что, помимо фотохимических изменений, связанных с процессом адаптации к свету при восприятии света действуют еще некоторые дополнительные механизмы, причем не фотохимической, а нервной природы. В частности, после завершения процесса адаптации глаза к темноте пространственные и временные характеристики остроты зрения ухудшаются, в то время как чувствительность возрастает. Однако при темновой адаптации утрачивается способность глаза различать мелкие детали. Это непростое явление, оно возникает отчасти вследствие того, что сетчатка интегрирует при этом энергию с большей зоны, то есть от большего числа рецепторных элементов. По ходу темновой адаптации увеличивается время, в течение которого может интегрироваться световая энергия, попадающая на сетчатку.
Изменения временных характеристик чувствительности глаза при темновой адаптации лучше всего, хотя и не в прямой форме, проявляются в любопытном и очень интересном явлении, известном под названием эффект маятника Пульфриха. Не менее примечательна история открытия этого эффекта, особенность которого состоит в том, что его можно наблюдать, только смотря обоими глазами, — и все же он был открыт человеком, слепым на один глаз! Этот эксперимент заслуживает того, чтобы его повторить. Возьмите длинную нитку, прикрепите к ней гирю, чтобы сделать маятник длиной в несколько футов (один фут равен 30, 48 см). Качните маятник под прямым углом к линии взора. Смотрите на колеблющуюся гирю обоими глазами, но прикройте один глаз темным, проницаемым для света стеклом (например, половинкой солнечных очков или кусочком засвеченной пленки). Тогда можно будет видеть, что гиря качается не по прямой линии, а описывает эллипс. Этот эллипс может быть очень странным: в самом деле, длинная ось может располагаться вдоль линии взора и, несмотря на это, будет казаться, что гиря, качаясь по прямой, пересекает эту линию.