ГЛАВА 2. Рентгеновское зрение

ГЛАВА 2. Рентгеновское зрение

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

Редьярд Киплинг “Как леопард получил свои пятна"[5]

Загадочный шимпанзе

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

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

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

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

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

Рис. 1.

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

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

Где циклопы?

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

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

Рис. 2.

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

Рис. 3.

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

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

Рис. 4.

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

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

Рис. 5.

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

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

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

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

Я вижу себя насквозь

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

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

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

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

Быть здесь, но видеть оттуда

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

Рис. 6.

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

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

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

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

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

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

Рис. 7.

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

Рис 8.

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

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

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

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

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

Рис. 9.

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

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

Видеоигры для циклопов

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 10.

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

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

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

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

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

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

Рис. 11.

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

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

Рис. 12.

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

Мир, расколотый пополам

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

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

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

Рис. 13.

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

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

Бесподобное зрение

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

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

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

Данный текст является ознакомительным фрагментом.