Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле - Марк Чангизи

Рис. 10.

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

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

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

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

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

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

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

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

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