Денис Пожидаев – Мы не видим реальность (страница 2)
Если в поле зрения есть место, откуда вообще не приходит обычный зрительный сигнал, почему вы не видите там дыру?
Часть I. Мир перед глазами
Глава 1. Окно, которого нет
Возьмите тот же лист, на котором рисовали крестик и точку. Утром положите его на подоконник. Свет из окна дневной, рассеянный, с голубоватым оттенком неба. Лист белый.
Вечером положите его под настольную лампу с тёплым светом. Лист белый.
Физически это две разные ситуации. Свет, который отражается от бумаги и попадает вам в глаз, утром и вечером различается по спектральному составу, потому что различается свет, падающий на бумагу. Если сфотографировать лист под лампой на телефон и отключить автоматическую настройку баланса белого, он выйдет желтоватым, иногда откровенно жёлтым. Камера честно записала то, что пришло в объектив. Вы же, глядя на лист, скорее всего, не скажете «сегодня бумага жёлтая». Вы скажете, что свет тёплый. А лист останется белым.
Мелочь. Но если к ней присмотреться, она ломает самую удобную картинку зрения, которая у нас есть.
* * *
Картинка такая: глаз похож на объектив, мозг похож на экран. Свет от предметов проходит через хрусталик, падает на сетчатку, сигнал идёт по нерву, и где-то внутри возникает изображение. Ошибки бывают, как бывают царапины на линзе и битые пиксели, но в целом это окно. Более или менее прозрачное, более или менее чистое.
Эта метафора появилась не от глупости. У неё есть серьёзные основания. Глаз действительно содержит оптику, изображение на сетчатке действительно формируется по законам линз, и первые анатомы, разглядывавшие глаз, имели все основания подумать о камере. Кроме того, метафора окна хорошо описывает повседневный опыт. Мир выглядит так, будто он просто есть, а мы просто смотрим.
Проблема обнаруживается, когда мы спрашиваем, что именно окно должно показывать. Если оно честно передаёт свет, пришедший от каждой точки сцены, то вечером лист должен выглядеть жёлтым, как на фотографии. Если оно показывает сам лист, его постоянное свойство отражать свет определённым образом, то это уже работа другого рода. Приходится отделить свойство поверхности от свойства освещения, а в свет, пришедший в глаз, они попадают смешанными.
Получается, что вход изменился, а объект, который вы видите, не обязан меняться вместе с ним. Почему?
До ответа нам придётся пройти несколько ступеней, и начнём с самой безопасной.
* * *
Человеческий глаз реагирует на узкую полосу электромагнитного излучения. В справочниках по физиологии обычно называют диапазон примерно от 400 до 700 нанометров. Это ориентир, а не забор: точные пороги зависят от яркости, условий наблюдения и самого наблюдателя. Но общий смысл ясен. Радиоволны, инфракрасное излучение, ультрафиолет, рентген проходят сквозь комнату, в которой вы сидите, или отражаются от её стен, и ни один из этих сигналов не становится для вас светом.
Со слухом похожая история. Молодой человек с нормальным слухом слышит звуки приблизительно от 20 герц до 20 килогерц. С возрастом верхняя граница обычно опускается. Есть звуки, которые в комнате присутствуют физически, но не присутствуют для вас.
У других животных эти границы проходят иначе. Многие виды видят в ультрафиолете. Способность эта широко распространена и используется для ориентации, поиска пищи и общения с сородичами. Узоры на цветках и оперении, невидимые для нас, для них могут быть вполне заметны. Некоторые рыбы и отдельные водные млекопитающие обладают электрорецепцией, то есть воспринимают слабые электрические поля. У человека такого канала нет вовсе. Дело не в том, что он у нас плохо развит: его просто нет, и мы не можем даже вообразить, каким было бы такое ощущение.
Простую вещь, которая из этого следует, удобно запомнить в виде сцены. В одной физической комнате могут находиться человек, птица и рыба в аквариуме. Мир в этой комнате один. Набор сигналов, которые каждому из них непосредственно доступны, разный.
Здесь велик соблазн сказать эффектную фразу: «Человек воспринимает лишь один процент реальности», или одну десятую процента, или ещё меньше, в зависимости от смелости автора. Такие цифры гуляют по интернету, и у них одна общая беда. Для процента нужен знаменатель. Чему равна «вся реальность», если её выразить в тех же единицах, что и видимый свет? Электромагнитный спектр не исчерпывает мир, а звук, давление, химия и гравитация измеряются в совершенно других величинах. Сложить их в одну шкалу и отрезать от неё человеческий кусочек невозможно. Точная формулировка звучит скромнее: органы чувств человека регистрируют ограниченные диапазоны и типы физических сигналов.
Второй соблазн тоньше. Раз птица видит ультрафиолет, а мы нет, значит, птица видит мир «правильнее»? Нет. Другой набор рецепторов даёт другой доступ к информации, но не более истинную картину вообще. У птицы свои ограничения, у рыбы свои. Никто из них не смотрит на мир из точки, где ограничений нет.
* * *
Теперь я должен сам себе возразить, и лучше сделать это раньше, чем это сделает читатель.
Всё сказанное выше ничего не доказывает о том, как работает восприятие. Можно быть устройством с узким диапазоном и при этом без всякой обработки передавать то, что в этот диапазон попало. Фотоаппарат тоже не видит ультрафиолета, и никто не называет его творцом собственного мира. Ограниченность входа — это одно утверждение. Активная обработка входа — совсем другое.
Сенсорные пределы говорят нам только о том, что окно узкое. Стекло в нём при этом может быть идеально прозрачным.
Чтобы двигаться дальше, нужен случай другого рода. Такой, где проблема лежит не за краем нашего диапазона, а прямо внутри привычного зрения. Один такой случай у нас уже есть.
* * *
В прологе вы нашли своё слепое пятно. Напомню коротко, что там происходит. Волокна зрительного нерва собираются со всей сетчатки и выходят из глаза через одно место, диск зрительного нерва. Фоторецепторов, палочек и колбочек, в этом месте нет. Соответствующий участок поля зрения лежит примерно в пятнадцати–двадцати градусах от точки фиксации, в височной половине поля каждого глаза. Его размер и форма у разных людей различаются, а граница, как показали измерения 2023 года, не резкая: между зоной уверенной видимости и зоной невидимости есть переходная полоса.
Когда оба глаза открыты, слепое пятно одного глаза во многом прикрыто информацией от другого. Это существенная часть объяснения того, почему в обычной жизни мы о нём не знаем. Но вы уже проверили: при одном открытом глазе на месте исчезнувшей точки видна не темнота, а бумага.
Это отличается от ультрафиолета принципиально. Ультрафиолет находится за пределами диапазона, и мы о нём не знаем, потому что сигнала нет и переживания нет. Со слепым пятном иначе. Сигнала нет, а переживание есть, и это переживание непрерывного листа.
Вот тут и появляется самая популярная фраза во всём этом разговоре.
* * *
«Мозг дорисовывает». Или «достраивает», или «заполняет». Фраза хороша тем, что сразу создаёт картинку: где-то внутри есть экран, на экране есть дырка, и некая кисточка заливает её цветом окружающего фона. Всё понятно, наглядно, и остаётся только восхититься ловкостью мозга.
К сожалению, почти каждое слово в этой картинке требует оговорки.
Начнём с того, что в науке о восприятии есть термин «перцептивное заполнение» (perceptual filling-in). Им называют целое семейство явлений, в которых человек переживает некоторый признак, цвет, яркость, текстуру или даже движение, в той области, где соответствующей локальной информации нет или её недостаточно. Слепое пятно лишь один из примеров. Похожие эффекты возникают у людей с участками повреждённой сетчатки или зрительных путей, так называемыми скотомами. Возникают при искусственно созданных «дырах» в изображении. Возникают, когда изображение неподвижно зафиксировано на сетчатке: если с помощью специальной техники погасить мелкие непроизвольные движения глаза, неизменные детали сцены постепенно блёкнут и пропадают, а их место занимает окружающий фон.
В 2011 году нейробиологи Вейл и Рис предложили навести порядок в этом зоопарке и разобрали, чем отличаются друг от друга разные формы заполнения. Их главный вывод неудобен для любителей простых объяснений. Эти явления неоднородны. Нет оснований считать, что за всеми ними стоит один механизм, одна кисточка для всех дыр.
Дальше. Если говорить о слепом пятне, то даже слово «заполнение» спорно в своём прямом смысле. Ещё в 1995 году Фрэнк Дёрджин с коллегами опубликовал работу с характерным названием, которое можно перевести как «О заполнении слепого пятна: несколько практических правил». В ней они показали, что часть эффектов, которые приписывали активному раннему заполнению, можно объяснить иначе, без предположения, что где-то в ранних зрительных областях мозга буквально появляется недостающая картинка. Например, как завершение формы, которое не требует ощущения видимого признака в данной точке. Похожим образом мы понимаем, что стол продолжается под лежащей на нём книгой, хотя вовсе не видим эту часть стола.
Есть и прямая проверка одной из самых наглядных гипотез. Можно предположить, что в зрительной коре участок, соответствующий слепому пятну, как бы «сшит»: соседние области коры сдвинуты друг к другу, и дыры в карте просто нет. В 2005 году группа Фрэнка Тонга проверила эту идею с помощью функциональной МРТ. Простой вариант такого пассивного «сшивания» в ранних зрительных областях подтверждения не получил.