Чангизи революция в зрении что как и почему мы видим на самом деле

Революция в зрении: что, как и почему мы видим на самом деле

The Vision Revolution

How the Latest Research

Overturns Everything We Thought

About Human Vision

Перевод с английского канд. биол. наук Антона Гопко

Издание осуществлено при поддержке Фонда некоммерческих программ Дмитрия Зимина “Династия”

Фонд некоммерческих программ “Династия” основан в 2002 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании “Вымпелком”. Приоритетные направления деятельности Фонда – развитие фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение.

В рамках программы по популяризации науки Фондом запущено несколько проектов.

В их числе – cайт elementy.ru, ставший одним из ведущих в русскоязычном Интернете тематических ресурсов, а также проект “Библиотека ‘Династии’” – издание современных научно-популярных книг, тщательно отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена в рамках этого проекта.

Более подробную информацию о Фонде “Династия” вы найдете по адресу

Естественно, и даже сверх того

В фильме “Неуязвимый” М. Найта Шьямалана злодей Элайджа Прайс говорит: “Многим людям трудно поверить, что и в них самих, и в других кроются экстраординарные способности”. Положительный герой картины Дэвид Данн действительно не подозревает ни о том, что обладает необычайной силой, ни о невозможности причинить ему какой-либо физический вред (кроме как утопить), ни о своей способности предчувствовать недоброе. Если бы отрицательный персонаж фильма не открыл Данну глаза, тот мог бы прожить всю жизнь так, что никто, в том числе он сам, не узнал бы о его сверхспособностях.

На первый взгляд удивительно, почему Данн оставался в неведении относительно своих дарований. Ну как он, работая охранником, ежедневно пользовался своим умением распознавать зло – и умудрялся этого не замечать? Однако большая доля наших способностей, сверхъестественных и не очень, именно такова. Например, простое умение стоять на ногах требует сложных вычислений, которые мы проделываем, не отдавая себе в том отчета. Сложные механизмы наподобие Дэвида Данна и нас с вами функционируют лишь потому, что обладают невероятным количеством способностей, действующих сообща, но в каждый момент времени мы осознаем только немногие из них. Естественный отбор позаботился о том, чтобы наше драгоценное сознание применялось лишь там, где оно нужнее всего, а все остальное заставил работать скрытно.

Непроизвольные процессы, происходящие у нас в организме, редко сообщают нам о своих целях. Печень еще никому никогда не призналась, что ее назначение – обезвреживать токсины, и инструкция к ней тоже не прилагается. Нейрохирургам пока что не удалось обнаружить какой-либо участок мозга с этикеткой вроде: “Для предвидения будущего. Не удалять без предварительной консультации с врачом или священником”. Функции нашего организма выполняются плотью без ярлыков, и ни один, даже самый фантастический, прибор не позволит нам напрямую “считывать” их в лаборатории.

Что же касается способностей, то их выявить и того труднее, потому что они проявляются в полной мере только там, где они нам нужны, и только тогда, когда они нам нужны. Наши способности формировались естественным отбором в течение миллионов лет для того, чтобы помогать нам выживать и размножаться в естественных условиях. И понять их без знания окружения, в котором они возникли, так же невозможно, как невозможно понять степлер, не зная, что такое бумага.

Итак, разглядеть собственные сверхспособности, посмотрев внутрь себя, невозможно. Их не увидишь в микроскоп. И не поймешь, даже изучив в лаборатории все закоулки лежащего перед тобой куска мяса. А вот если обратить взор наружу, на естественную среду обитания, – то тогда другое дело. К счастью, у нас есть способы узнать, на что мы действительно способны. Применяя научный подход, мы можем выдвинуть гипотезу насчет предназначения той или иной биологической структуры (предположить, каковы ее способности), а потом проверить эту гипотезу и вытекающие из нее прогнозы. Прогнозы могут касаться, например, вопроса о том, как данные способности изменятся в зависимости от местообитания, какими другими признаками должно отличаться животное, обладающее данными способностями, и даже о том, как данная биологическая структура выглядела бы, будь она специально, осознанно разработана для выполнения своих предполагаемых задач. Вот как мы, ученые, выявляем скрытые способности изучаемых объектов.

Именно этим и собирается заняться данный ученый в данной книге – выявлением способностей. Точнее, сверхспособностей. А еще точнее, сверхспособностей, связанных со зрением, – в общей сложности четырех, по одной на каждый из основных аспектов зрения: цветность, бинокулярность, распознавание движения и объектов. Если выражаться языком супергероев, это телепатия, предвидение, спиритизм и рентгеновское зрение. Сейчас вы, вероятно, думаете: “Откуда у нас взяться этим способностям? Автор, предполагающий такое, наверняка чокнутый”. Позвольте сразу же вас успокоить: в этой книге не будет рассказов о сверхъестественном. Да, я в самом деле утверждаю, что мы обладаем четырьмя этими сверхспособностями, но обеспечиваются они нашим телом и мозгом, безо всяких таинственных сил, волшебства и мошенничества. Поверьте, я зануда, упертый ученый сухарь, который раздражается, когда по какому-нибудь научно-популярному кабельному каналу показывают передачу о призраках, мистике и тому подобной чепухе.

Но почему же тогда я пишу о сверхспособностях? Кто-то, вероятно, скажет, что, дескать, нет волшебства – нет и сверхспособностей. Может, и так. Но я склонен утверждать, что волшебства нет, а вот сверхспособности существуют. Я называю четыре названные способности сверхспособностями, потому что их обычно приписывают сказочным персонажам. Считается, что мы, простые смертные, ими обделены.

То, что мы обладаем зрительными сверхспособностями и никто из нас о них не догадывается, – одна из причин, почему я думаю, что данная книга доставит вам удовольствие. В конце концов, сверхспособности – это весело. С этим не поспоришь. Но речь в книге пойдет не только о них. Каждая из этих четырех сверхспособностей является верхушкой одного из айсбергов, а под поверхностью скрывается глобальный вопрос, касающийся нашей с вами природы. Настоящая цель моей книги – дать ответы на вопросы “почему”. Почему мы видим в цвете? Почему наши глаза направлены вперед? Почему они иногда нас обманывают? Почему буквы имеют именно такую форму?

Но, скажите на милость, какая может быть связь между этими серьезными научными вопросами и сверхспособностями? Мне бы не хотелось выдавать все ответы разом, но в качестве приманки могу дать несколько подсказок. Свое цветовое зрение мы используем для того, чтобы видеть человеческую кожу, и благодаря этому способны оценить эмоциональное состояние друзей или недругов (телепатия). Наши глаза направлены вперед, и потому мы можем видеть сквозь предметы, будь то собственные носы или хаос из окружающих нас объектов (рентгеновское зрение). Зрительные иллюзии возникают оттого, что наш мозг вместо того, чтобы как следует распознавать настоящее, пытается выстроить картину будущего (предвидение). Ну и, наконец, буквы эволюционировали на протяжении веков так, чтобы их форма напоминала природные объекты, потому что природные объекты мы приспособлены видеть лучше всего. А буквы позволяют нам беспрепятственно читать мысли как живых, так и… умерших (спиритизм).

Описание книги «Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле»

Описание и краткое содержание «Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле» читать бесплатно онлайн.

Вместе эти три иллюзии создают ошибочное впечатление, будто другие расы очень сильно, качественно отличаются от нашей и что по сравнению с ней они более однородны. И поэтому нет ничего удивительного в том, что мы, люди, склонны воспринимать представителей других рас стереотипно: наши органы чувств вводят нас в заблуждение. Однако когда сознаешь, что пал жертвой иллюзий, проще им противостоять.

Вальдорфский салат

Идея, что цветовое зрение возникло ради наблюдения за кожей, довольно нова: она пришла мне в голову в 2005 году, когда я размышлял о нашей парадоксальной бесцветности, работая по стипендии Слоуна — Шварца в Калифорнийском технологическом институте. Однако моя гипотеза о предназначении цветового зрения была далеко не первой. На протяжении ста лет преобладал тот взгляд, что мы, приматы, выработали у себя способность различать цвета с целью нахождения плодов. А позже было высказано предположение, что цветовое зрение появилось у нас, чтобы замечать не плоды, а молодые, съедобные листья, так что мы воспринимаем цвет из-за плодов и листьев. Из-за салата. Вальдорфского салата[2]. Надо сказать, что эти гипотезы не обязательно противоречат друг другу, потому что у возникновения и эволюции нашего цветового зрения могло быть сразу несколько плюсов. С его помощью мы можем как различать опенки кожи, так и находить пищу.

Однако есть основания полагать, что главным признаком, по которому шел отбор, сформировавший наше цветовое зрение, было все-таки восприятие цвета кожи. Пищевые предпочтения у приматов очень разнообразны. Одни в основном едят листья, другие в основном плоды, а третьи едят куда больше мяса, чем им следовало бы. Причем среди тех, которые питаются фруктами, разные виды предпочитают плоды различной формы и цвета, а кроме того, цвет самих плодов меняется по мере их созревания. Если бы эволюцию цветового зрения направляла необходимость распознавания пищи, то среди приматов мы бы наблюдали огромное разнообразие его типов. Однако среди тех видов приматов, для которых обладание цветовым зрением — норма (то есть когда им обладают и самцы, и самки), различия в цветовосприятии невелики, несмотря на то, что питаются эти виды совершенно по разному. Абсолютно различный рацион — и при этом одинаковое восприятие цветов!

Однако с точки зрения моей “кожной” гипотезы ничего удивительного в этом нет. Хотя цвет кожи у приматов может различаться, кровь у них одинаковая. И, как мы увидим в следующем разделе, когда содержание крови в тканях и ее насыщенность кислородом изменяются, у всех приматов, независимо от вида, спектральные показатели кожи отвечают на эти изменения одинаковым образом. Вот поэтому-то все мы, приматы, обладаем одним и тем же типом цветового зрения.

Кожное телевидение

Ваша кожа (точнее, кожа представителей вашего сообщества) выглядит бесцветной. Нужно это для того, чтобы вы были способны улавливать малейшие изменения ее окраски. Но что это могут быть за изменения?

Многие из них нам хорошо знакомы, хоть мы не всегда об этом задумываемся. Мы вспыхиваем от смущения, багровеем от ярости и бледнеем, как полотно, от ужаса. Когда вы задыхаетесь, ваше лицо синеет. Наблюдая за матчем по боксу или боевому искусству, нетрудно заметить на коже проигравшего (а иногда и победителя) темные синяки, не говоря уже о ярко-красной крови. Когда вы занимаетесь спортом, ваше лицо краснеет, а когда чувствуете слабость, оно может стать белым или желтым. Когда вы смотрите на младенца, старательно наполняющего свой подгузник, то видите, как его лицо приобретает пурпурный оттенок. У детей цвет лица меняется и во время плача. Когда мы испытываем сексуальное возбуждение, наши половые органы отчетливо изменяют свой цвет (и размер). Кожа, под которой пролегают вены, кажется нам голубовато-зеленой.

Эти опенки и связанные с ними эмоции находят отражение в культуре. Гневные лица обычно рисуют красными, и этот же цвет нередко используют для обозначения агрессии, опасности и силы. Дьявол — красного цвета. Когда персонажи мультфильмов смущаются, их лица приобретают розовый опенок. Женщины в красном (красное платье — это, можно сказать, стереотип) воспринимаются как агрессивные и сексуальные: психологи Эндрю Эллиот и Даниэла Ньеста обнаружили, что женщины, одетые в красное, кажутся мужчинам (но не женщинам) привлекательнее. Кровь и кожа упоминаются даже в самом определении слова “красный”, которое дается в “Оксфордском словаре английского языка”: “По отношению к щекам (или коже лица) и губам — естественный здоровый цвет”. И еще: “О человеке или о его лице: временно налившийся кровью, особ, вследствие какого-л. внезапного впечатления или эмоции; вспыхнувший или зардевшийся от гнева (застенчивости и т.п.); покрасневшее лицо, особ, в разговорной речи, выступает в качестве признака замешательства либо стыда”. Синий цвет нередко указывает на состояние грусти, а в числе различных значений слова “синий” “Оксфордский словарь” называет следующее: “мертвенно-бледный, свинцового опенка; цвет, какой кожа приобретает вследствие удара, сильного переохлаждения, глубокого смятения и т. п.” Пурпурный цвет обычно используется для описания крайней ярости, а еще герои мультфильмов резко багровеют, когда поперхнутся едой. Кроме того, в одном из определений пурпурного также упоминается грусть: “цвет траура”. Зеленый подразумевает болезнь, а одно из определений зеленого даже дается специально по отношению к цвету лица: “зачастую в таких конструкциях, как болезненно-зеленый, бледно-зеленый — тусклый, нездоровый или желчный оттенок, признак страха, ревности, дурного расположения духа, болезни”. Лица трусливых персонажей часто изображают желтыми, и одно из жаргонных значений английского слова yellow (желтый) — “малодушный, трусоватый”. Однако, помимо этого, желтый цвет ассоциируется с радостью. На рис. 4 изображены четыре цветных “смайлика”, которыми люди пользуются, чтобы лучше передать свое настроение, а на рис. 5 приведены примеры употребления некоторых понятий цвета по отношению к коже, крови и эмоциям.

Совершенно ясно: наша кожа способна принимать самую различную окраску. Как ей это удается? И в каких пределах мы можем менять свой цвет? Как выяснилось, у нашей кожи имеется в некотором роде магическая способность с легкостью приобретать любой возможный опенок без исключения.

Объяснить это странное свойство нам поможет кровь, точнее, два связанных с ней показателя: а) кровоснабжение кожи; б) концентрация кислорода в крови. Как мы увидим, наше цветовое зрение способно оценивать оба эти параметра. Но как именно влияют на цвет кожи их изменения? Если количество крови под кожей ниже нормы, кожа выглядит желтоватой. Если подкожной крови больше, чем обычно, кожа выглядит синеватой. Если содержание кислорода в крови повышено, кожа выглядит красноватой. А если оксигенация крови ниже нормы, кожа выглядит зеленоватой. На рис. 6 изображена ладонь студента по имени Чжан Цюн (Гас), который помог мне с этой картинной, когда я работал в Калифорнийском технологическом институте.

Иначе говоря, желтизна или голубизна кожи определяется количеством крови под ней. Надавите на ладонь — и вы увидите, как в месте нажатия кожа станет желтой, пока кровь не прильет назад. Или просто крепко сожмите кулак и взгляните на костяшки пальцев. В тех местах, где кость давит на кожу, вы увидите желтые пятна. Обескровленная кожа выглядит не только желтой, но и более светлой. А когда содержание крови в коже возрастает, кожа синеет (а также темнеет). Чтобы увидеть кожу, количество крови под которой повышено, достаточно взглянуть на свои вены. Кожа над видимыми венами кажется синеватой (а еще чуть-чуть зеленоватой, потому что венозная кровь бедна кислородом). Другой способ увидеть кожу голубого цвета — перекрыть кровообращение в руке, сжав себе, например, запястье другой рукой, на манер жгута. Примерно через минуту крови скопится достаточно для того, чтобы кожа приобрела голубоватый оттенок. (Кроме того, рука слегка покраснеет, потому что скопившаяся кровь, в отличие от венозной, будет обогащена кислородом. В итоге из-за смешения синего и красного оттенков рука будет выглядеть пурпурной.) Возможно, из-за того, что синеватая кожа является свидетельством избытка крови, а это может быть результатом плохого кровообращения, синий цвет часто ассоциируют с апатией и грустью.

То, будет ли кожа иметь красный или зеленый оттенок, зависит от концентрации кислорода в подкожной крови. Не существует простого эксперимента, позволяющего по собственной прихоти повышать и понижать насыщенность крови кислородом, но в качестве одного из способов наблюдать переход от красного к зеленому может служить сопоставление двух примеров, обсуждавшихся ранее: кожи над венами и кожи после наложения жгута. И там, и там количество крови повышенное, но в первом случае кожа зеленовато-синяя, а во втором — красновато-синяя. Разница объясняется тем, что в первом случае кислорода в крови меньше, во втором — больше. У анемичных людей кожа нередко имеет зеленоватый оттенок, потому что содержание кислорода в их крови понижено. Возможно, это объясняет, почему зеленый цвет иногда ассоциируют со слабостью (от нехватки кислорода человек слабеет), а красный, наоборот, с силой (обилие кислорода делает нас сильнее).

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

Настоящее — это тонкое лезвие ножа, непрерывно скользящее вперед. Важнейшая информация о настоящем заключена в нем самом, однако пока вы успеваете осмыслить эту информацию, ее уже нельзя использовать, поскольку к тому моменту она становится информацией о прошлом. Как же нам удается жить в настоящем и не выглядеть по‑идиотски? Как удается не ударяться о каждый появляющийся на пути предмет? Как удается давать деру от льва до того, как тот прыгнет? Как нам удается остроумно пошутить во время ужина, прежде чем разговор перейдет на другую тему?

Один из способов решить эту проблему — жить в крайне статичных окружающих условиях. Если мир не меняется никогда или почти никогда, то время похоже не столько на лезвие ножа, сколько на широкий обеденный стол. Или, если у вашей окружающей среды имеются какие-то быстро меняющиеся параметры, постарайтесь сделать так, чтобы вас они не касались. Растения пошли этим путем, и потому опасность выглядеть глупо им не грозит.

Но как быть, если вы живете в динамично меняющемся окружении или сами динамически его меняете, то есть двигаетесь? Наилучшим способом одолеть эту трудность было бы сделать так, чтобы для всех, кроме вас, время замерло. Чтобы сесть и тщательно все обдумать, а потом, хорошенько подготовившись, снова включить время. Герой Билла Мюррея в фильме «День сурка» делает по сути то же самое. Только вместо того, чтобы останавливать время, ему и остальным приходится вновь проживать один и тот же день, и лишь он один помнит о том, что этот день уже был. К концу фильма герой становится практически всемогущим.

Загонять окружающих в странные временные петли — это задача для научных фантастов, так что лучше рассмотрим другое решение. Представьте, что вы обладаете способностью предвидеть то, что произойдет вокруг вас в следующие десять минут. Итак, у вас есть десять минут на то, чтобы спланировать все моменты, когда произнесенные вами за праздничным столом остроты прозвучат уместно. Это избавляет нас от необходимости научно-фантастических манипуляций со временем. Впрочем, и прорицательские способности на практике не реализуемы, с той лишь разницей… С той лишь разницей, что в том, чтобы знать, что произойдет позже, и действовать в соответствии с этими знаниями, нет ничего фантастического: мы делаем это постоянно. Я не говорю сейчас ни о зрении, ни о зрительных иллюзиях, ни о проблеме предвидения будущего, которой посвящена данная глава. Я веду речь о простом факте: прежде чем сделать что-либо, мы нередко это планируем и репетируем. Если вы знаете, что через неделю у вас доклад, то в течение ближайшей недели вы будете к нему готовиться. Вот и все. Никакой мистики. Таким образом, знание будущего может быть не менее эффективным, чем власть над временем, но при этом оно гораздо более осуществимо в реальности. Зная будущее, вы ожидаете его, готовитесь к нему и действуете разумно, когда оно наступает. Вот так животные справляются с проблемой тонкого лезвия времени.

Давайте рассмотрим зрительное восприятие в свете вышесказанного. Мы, как и наши обладающие зрением собратья-животные, например Кенгуру и Динго из сказки Киплинга, определенно не являемся овощами, пребывающими в неизменном мире. Мы бегаем, прыгаем, ползаем, зарываемся в землю, болтаемся на ветках и летаем, и, следовательно, настоящее, с которым приходится иметь дело нашему зрению, остро, как лезвие бритвы. Если в некий момент времени t зрительная система генерирует изображение окружающего мира, то было бы неплохо, если бы получившееся изображение точно передавало положение дел в момент времени t. Такую зрительную систему можно было бы назвать «умным прибором». Но как этого добиться? Ведь когда на основе информации, которую сетчатка получает в момент времени t, будет построено изображение, момент t окажется в прошлом! Иными словами, свет достигает глаза в момент времени t₁, но соответствующее изображение мозг выстраивает в более поздний момент t₂. Отсюда следует, что увидеть мир в момент t₁ вы сможете не раньше, чем наступит t₂. В конечном счете ваше восприятие рассказывает вам о прошлом, а не о настоящем.

Прежде мы пришли к очевидному выводу: зная будущее, можно загодя подготовиться к нему и, как только оно настанет, действовать осмотрительно. Если человек (или его зрительная система) знает, что случится, мозг в состоянии выстроить правильную картину зрительного восприятия в нужный момент: такую картину, которая будет информировать вас о том, что происходит сейчас, а не о том, что происходило в момент, который только что умчался. Если ваш мозг успешно справится с этой задачей, то вы будете видеть настоящее (рис. 3б), а не недавнее прошлое (рис. 3а). Иными словами, когда свет достигает сетчатки в момент времени t₁, головному мозгу следует показывать вам не то, что происходит в момент t₁, а то, что, вероятно, произойдет в момент t₂ — тогда, когда выстраивание изображения завершится. Для того, чтобы видеть настоящее, необходимо предвидеть будущее!

Действительно ли наш мозг работает так медленно, что мы вынуждены прибегать к ясновидению? Сколько времени требуется зрительной системе, чтобы обработать световые сигналы и получить годное для восприятия изображение? Ответ: около десятой доли секунды. Если бы мы, не мудрствуя лукаво, воспринимали происходящее на основании попадающего на сетчатку света, то наше зрительное восприятие показывало бы нам то, каким мир был одну десятую секунды назад. Одна десятая секунды кажется вам не стоящей беспокойства мелочью? В таком случае просто представьте себе такое действие, как ходьба. Даже если вы раздражающе медленно плететесь со скоростью метр в секунду, за одну десятую секунды вы проходите десять сантиметров. И если бы ваш мозг не озаботился предвидением будущего, любой предмет, появляющийся в радиусе десяти сантиметров от вас, вы замечали бы, только миновав его (или врезавшись в него). Это несоответствие станет гораздо более плачевным, если вы перейдете на бег. А теперь представьте, что вам нужно поймать мяч, который летит в вас со скоростью десять метров в секунду. Если вы не будете компенсировать задержку работы мозга при помощи предвидения, то сможете узнать, что мяч находится перед вами на удобном для захвата расстоянии одного метра, когда он уже переместится на метр относительно данной точки и примерно на 25° относительно соответствующей ей точки поля вашего зрения.

Наши провидческие способности наглядно проявляются в простом эксперименте, придуманном в 90-х годах доктором Роми Ниджхаваном, ныне работающим в Университете Суссекса. В этом опыте электрическая лампочка вспыхивает в тот момент, когда мимо нее проходит шар (рис. 4а). Хотя это происходит на самом деле, мы видим вспышку уже после того, как шар проходит мимо лампочки (рис. 4б). В связи с тем, что нам кажется, будто вспышка отстает от шара, данная особенность восприятия получила название «эффекта запаздывающей вспышки». А такие исследователи, как профессор Дэвид Элейс из Университета Сиднея и профессор Дэвид Бэрр из Флорентийского университета показали, что этот эффект обнаруживается даже тогда, когда движущийся предмет, или вспышку, или сразу оба эти стимула испытуемый не видит, а только слышит.

Отчего так? Чтобы воспринимать настоящее, мы должны иметь возможность в момент времени t видеть истинное (для t) местонахождение шара — так же, как мы видим мяч на рис. 3б. Движение предметов предсказуемо, и мозг в состоянии рассчитать, где шар окажется через десятую долю секунды. Вспышку же предсказать нельзя, и поэтому мы видим ее только спустя одну десятую секунды после того, как она произойдет. Однако за этот отрезок времени шар уже успевает пройти мимо лампочки. А это значит, что в момент, когда вы увидите вспышку, шар в вашем восприятии уже переместится дальше.

Доктор Дональд Маккей в 1958 году обнаружил сходное явление — правда, его значимость для временных закономерностей восприятия тогда не была оценена. Вы можете воспроизвести этот эксперимент, когда в следующий раз отправитесь на дискотеку. Прихватите с собой зажженный факел (ну, сигареты или карманного фонарика будет достаточно). Дождитесь песни «Ночная лихорадка» и, как только замигает стробоскоп, машите факелом что есть силы. Вы заметите то же, что заметил Маккей (он, правда, выяснил это другим способом — в лаборатории при помощи осциллографа): рукоятка факела, видимая только во время стробоскопических вспышек, кажется отсоединенной от его горящей части. Она будто не поспевает за огнем! (Эта иллюзия также поможет вам ошеломить не интересующихся наукой вышибал и даст вам время сбежать.) Здесь работает тот же принцип, что и при эффекте запаздывающей вспышки: в роли движущегося объекта в данном случае выступает пламя (потому что его все время видно), а лампочке соответствует рукоятка (поскольку она видна только в отдельные моменты, во время вспышек стробоскопа).

В случае эффекта запаздывающей вспышки речь идет о том, где, в какой точке вашего зрительного поля вы видите движущийся объект относительно мигающего. Ну а что насчет свойств предметов помимо их местонахождения? Представьте себе, например, что объект неподвижен, но его окраска быстро меняется от красного к синему. Представьте также, что в момент, когда он принимает строго определенный оттенок пурпурного, находящийся рядом бесцветный объект на мгновение вспыхивает точно тем же оттенком. Какого цвета вам покажется в это мгновение первый объект? Бхавин Шет, Роми Ниджхаван и Синсукэ Симодзе из Калифорнийского технологического института показали, что, как и при эффекте запаздывающей вспышки, объект, вспыхивающий пурпурным, выглядит отстающим. То есть, несмотря на то, что он вспыхивает именно тогда, когда объект, меняющий окраску, приобретает тот же самый оттенок, наблюдателю кажется, что окраска меняющего цвет объекта к тому времени уже прошла эту стадию и стала более синей. Шет, Ниджхаван и Симодзе обнаружили тот же эффект и для ряда других показателей (в том числе для яркости и даже для формы украшающего объекты орнамента).

Неумолимая поступь времени заставила нас выработать способность к предвидению: ведь только видя будущее, мы можем воспринимать настоящее. Явления, подобные эффекту запаздывающей вспышки, стали одними из первых свидетельств, доказывающих наличие у нас умения видеть настоящее точно вовремя, и это только начало. Ниже я расскажу о фактах, подтверждающих эту нашу способность, и объясню, как зрительные иллюзии являются ее следствием. Но мне бы не хотелось, чтобы у вас осталось впечатление, будто способность предвидеть будущее — это бремя. Напротив, мы должны считать ее выгодным приобретением. Сейчас объясню, почему.

— Это быстрый компьютер? — спросил я продавца. — А то. — Ничего, если мы его включим? — Да не вопрос. — Продавец нажал кнопку, и жесткий диск зажужжал.

Полторы минуты спустя компьютер был готов к работе. «Чертовски долго для быстрого компьютера, — думал я тем временем. — Кажется, в 80-х годах мой компьютер грузился и то быстрее».

Разработчики компьютеров желают, чтобы их программы выделывали всякие крутые штуки, и чем дольше удастся заставить пользователя ждать, тем эффектней программное обеспечение сможет проявить себя за имеющийся в его распоряжении промежуток времени. А люди вполне готовы смириться с продолжительным ожиданием, и компьютерщики, судя по всему, в курсе. Похоже, по мере появления все более быстродействующих компьютеров они не говорят: «Теперь мы можем делать то же самое практически мгновенно». Вместо этого они как будто бы рассуждают так: «Давайте-ка придумаем, что бы еще мог показать компьютер, пока пользователь ждет».

Если поразмыслить, дети функционируют примерно по тому же принципу. У трехлетнего ребенка подготовка к купанию занимает уйму времени: только на то, чтобы снять носки, иногда уходит целая минута. Но вот моей дочке уже пять, и я заметил, что она, будучи вполне способна раздеться молниеносно, тратит столько же (а то и больше) времени, прежде чем присоединиться к своему младшему брату, плещущемуся в ванне. Не желая использовать свои усовершенствованные моторные навыки для более организованного перехода к водным процедурам, она расходует столько же времени, сколько привыкла (и сколько, как она уже знает, ей позволяется), чтобы дольше валять дурака.

Подозреваю, что со зрением дело обстоит примерно так же. Нам, животным, требуются зрительные системы, способные производить в уме необычайно сложные вычисления, результаты которых отображались бы в виде полезного для нас визуального восприятия. Именно такие зрительные системы формирует естественный отбор. Вопрос только в том, сколько времени «позволяется» потратить головному мозгу на выстраивание воспринимаемого нами изображения. Ответ на этот вопрос зависит в первую очередь от окружающей среды и того, насколько она предсказуема. Тут среда среде рознь: от непредсказуемой Нью-Йоркской фондовой биржи до предсказуемых перемещений мяча туда-сюда во время теннисного матча. Чем предсказуемее среда, тем точнее мозг способен предвидеть будущее, тем больше он может «выторговать» себе времени на построение картинки. То есть вполне может быть так, что наш мозг, подобно инженерам-компьютерщикам и пятилетним купальщикам, нацелен не на уменьшение задержки, необходимой для зрительного восприятия, а на ее увеличение (путем интенсификации провидческих способностей), чтобы высвободить больше времени для работы. Говоря шире, мозг может стремиться к тому, чтобы находить оптимальное равновесие между преимуществами более неспешных, обстоятельных вычислений и риском ошибок, сопряженных с заглядыванием слишком уж далеко в будущее.

Я хочу обратить ваше внимание на то, что способностью воспринимать настоящий момент мы наделены не обязательно затем, чтобы бороться с некой фиксированной задержкой реакции нашей нервной системы. В своих академических работах, которые должны быть лаконичными, я не касаюсь этой тонкой проблемы и просто говорю, что способность видеть настоящее дает животному преимущество, поскольку позволяет ему компенсировать задержку, возникающую в нервной системе между поступлением сигнала на сетчатку и его восприятием. Однако отсюда можно сделать ошибочный вывод, будто продолжительность данной задержки — это минимум, необходимый для того, чтобы переправить данные с сетчатки в соответствующие области мозга и произвести вычисления. На самом деле все несколько сложнее. Величина задержки сама по себе подвергается действию отбора в ходе эволюции и вполне может быть значительно большей, чем могла бы быть в случае, если отбор стремился бы сделать ее настолько короткой, насколько возможно. Не исключено, что мы устроены так, что эта задержка гораздо длиннее, чем нужно, и это дает нам дополнительное время для улучшения восприятия. Но эта стратегия стала возможной только потому, что мы научились эксплуатировать предсказуемость, которая есть в природе. Следовательно, вопреки ожиданиям, вполне может оказаться, что мозги с самой медленной реакцией и есть самые умные.

Возможно, за нашими размышлениями на тему скорости реакции головного мозга кроется объяснение того чутья, при помощи которого Человек-паук чувствует надвигающуюся опасность, обычно грозящую ему самому. Будучи способен узнавать о событиях за несколько секунд то того, как они произойдут, он имеет в запасе некоторое время, чтобы правильно воспринять их и произвести в нужный момент адекватную поведенческую реакцию. Наверняка эта способность Человека-паука заглядывать настолько далеко в будущее связана с тем, что он умеет улавливать какие-то природные закономерности, не заметные нам с вами. Это вполне разумное предположение, если вспомнить, что после паучьего укуса герой стал обладать дополнительными чувствами. И если бы нейрофизиологам довелось измерить время, необходимое Человеку-пауку для полного восприятия получаемых им сенсорных стимулов, то, возможно, у него эта задержка оказалась бы больше нашей. И это было бы не признаком небольшого ума, а, напротив, следствием более мощной способности предвидеть будущее. Свойством не тугодума, но — гения.

Итак, есть два способа показать себя умным: управлять временем или предвидеть будущее. У второй стратегии, однако, есть недостаток: если ваши предсказания окажутся ошибочными, вы будете выглядеть болваном. Психологи обожают выставлять людей дураками (большинство их, вероятно, ради этого и выбрали профессию), и некоторым психологам удалось обнаружить любопытные ситуации, когда ваша зрительная система оказывается одураченной, думая, будто нечто сейчас произойдет, а оно не происходит. Иными словами, они придумали способы одурачивать вашу зрительную систему, заставляя ее видеть следующий момент и при этом устраивая все этак, чтобы предвосхищаемый момент не наступил.

Одна разновидность подобных штучек называется «инерцией репрезентации», ее открыла в 80-х годах Дженнифер Фрейд, психолог из Орегонского университета. В своих первоначальных опытах, которые впоследствии были значительно усовершенствованы Тимоти Л. Хаббардом и другими исследователями, она показывала испытуемым простые видеоролики с вращающимся прямоугольником вроде изображенного на рис. 5 и спрашивала их, как выглядел последний запомнившийся кадр. Фрейд выяснила, что людям запоминалось, будто прямоугольник прокручивался несколько дольше, чем в действительности.

В 1990 году Вилейанур Рамачандран и Стюарт Энстис (из Калифорнийского университета в Сан-Диего) и независимо от них Рассел и Кэрин де Валуа из Калифорнийского университета в Беркли в 1991 году открыли еще один эффект, который отчасти сродни «захвату движения»: когда движение, происходящее в пределах объекта, заставляет предположить, что и сам объект перемещается в определенном направлении, в то время как он не двигается с места. Наблюдателю этот объект кажется смещенным в том направлении, в каком он «должен» двигаться.

И последний пример. Взгляните на рисунок: у каждого объекта имеется размытый шлейф, свойственный движущимся предметам. Когда испытуемые смотрят на рисунок, многим из них кажется, будто объекты на нем движутся в сторону от своих расплывчатых «хвостов», и чем длиннее хвост, тем выше скорость «движения». Иными словами, людям данные статичные фигуры кажутся подвижными, и их «движение» согласуется с направленностью шлейфа и его длиной. (Подробнее феномен размытого шлейфа будет рассмотрен в этой главе.)

Подытожим: человек видит предметы там, где они «должны» быть, но поскольку картинки не меняются в «нужном» направлении, возникает ошибка восприятия. То есть наша зрительная система заглядывает в будущее и использует полученную информацию, чтобы построить картину настоящего. Однако предначертанное так и не наступает, и в результате возникает иллюзия. Подобных ложных ощущений и следует ожидать в том случае, если наш мозг пытается показывать нам текущий момент, а не прошлое. И неспроста исследователи, открывшие второй из описанных здесь эффектов, предположили, что зрительная система стремится показывать нам настоящее. Как мы вскоре увидим, геометрические иллюзии в действительности имеют много общего с рис. 5, 6 и 7 (особенно с рис. 7, который тоже статичен). Специфика геометрических иллюзий состоит в том, что они прямо связаны с тем фактом, что животные двигаются и их движение направлено вперед. Об этом мы тоже поговорим.

Быть одураченным иллюзиями, представленными на рис. 5−7, возможно, неприятно, но, на наше счастье, над реальностью психологи-экспериментаторы не властны. В реальном мире предвосхищаемые моменты благополучно наступают. В реальном мире никто не ставит время на паузу, обрекая наше восприятие на бесплодное томление. В реальном мире наши безупречные способности к предвидению нас не подводят, и мы всегда видим настоящее наиточнейшим образом.

Что? «Безупречные способности к предвидению будущего»? Не волнуйтесь, я просто проверял, не уснули ли вы. К сожалению, безупречных способностей к предвидению будущего у нас нет. Это просто невозможно. Ну а раз наш дар видеть будущее иногда дает осечки, то это значит, что иногда и настоящее мы видим с ошибками. Более того, эти ошибки могут быть даже неприятнее, чем просто восприятие будущего момента, который никогда не наступает. Реальность не довольствуется тем, что предметы, от которых мы ждем движения, стоят на месте. В реальности предмет, который «должен» двигаться в какую-либо сторону, может совершенно непредсказуемо направиться в другую. То есть мы можем не просто видеть то, чего нет. Еще мы можем видеть объект в одном месте, в то время как он находится в другом: например, летит рикошетом в опасной близости от головы. Восприятие настоящего момента порой пребывает по поводу этого самого момента в прискорбном неведении.

Является ли это препятствием для предвидения будущего? Нет, это просто препятствие, которое не преодолевается нашими провидческими способностями, а не довод против существования этих способностей как таковых. В конце концов, если бы животные не стремились видеть настоящий момент, то у них, конечно, ошибочных картин настоящего не возникало бы. Но при этом у них не возникало бы никаких картин настоящего: ни точных, ни ложных. Когда неудачно отрикошетивший предмет летит в голову животного, не занимающегося предсказаниями будущего, оно точно так же пребывает в блаженном неведении, но не потому, что ошибочно воспринимает настоящее, а потому, что все еще занято изучением того, каким мир был в прошлом — до того, как опасность возникла. Даже не зная того, что происходит в настоящем, можно рисовать предполагаемое настоящее в воображении, вместо того чтобы ковыряться в прошлом.

Правда, кое-какая разница между животным, ошибающимся насчет будущего, и животным, вообще не предвидящим будущего, все-таки есть. Когда животное, способное предвидеть будущее, рисует в своем воображении ошибочные картины настоящего, на «видеопленку» его памяти записываются ложные воспоминания, а на «видеопленку» животного, не заглядывающего в будущее, не заносится ничего, кроме правды, пусть даже эта правда бывает бесполезна на тонком лезвии настоящего момента. Здесь мы видим примерно то же различие, что между ежедневной газетой типа «Нью-Йорк таймс», которая вынуждена рисковать, предсказывая результаты выборов, что- бы выйти в печать как можно скорее, и еженедельником вроде журнала «Тайм», который может терпеливо ждать, пока будут сосчитаны все голоса, и только потом решать, какой делать обложку очередного номера. В каком-то смысле «Тайм» существует вне настоящего времени, он в меньшей степени отражает новости каждого конкретного дня, зато излагает факты с большей достоверностью. А «Нью-Йорк таймс» живет сегодняшним моментом, представляя собой более подходящее чтиво на каждый день, но зато сильнее подвержена случайным ошибкам. Наше восприятие больше напоминает «Нью-Йорк таймс».

Как издатели «Нью-Йорк таймс» поступают в тех случаях, когда их предвидение будущего дает осечку? На следующий день они печатают опровержение. Но мы-то знаем, как бы им хотелось поступать на самом деле: они предпочли бы заменить все до единого в мире экземпляры с ошибкой на исправленные. А поскольку лживые заголовки куда унизительнее для почтенного новостного издания, чем ложное мировосприятие для любого из нас, я уверен, что они, если бы только могли, не остановились бы и перед использованием устройства для стирания памяти (вроде того, которое появлялось в фильме «Люди в черном»), чтобы заставить читателей навсегда забыть уже прочитанное. После этих корректировочных манипуляций даже у тех, кто успел прочитать опубликованную ошибочную информацию, истинные воспоминания о ложных фактах были бы стерты и заменены на ложные воспоминания о фактах истинных. Поразительно, но, судя по всему, это именно то, чем обычно занимается наш головной мозг в тех случаях, когда предвидение будущего нас подводит. Хотя изначально наше восприятие в момент времени t может быть ложным, как только мозг осознает, что ошибся, он тут же «стирает», или маскирует, воспоминания о неправильно увиденном и фабрикует новые (ложные) воспоминания, будто в момент t мы наблюдали истинное положение вещей.

Ну, по крайней мере, он поступает так в некоторых случаях. Мы приводили примеры, когда у нашего мозга, провалившего задание по предвидению будущего, не получается спрятать концы в воду. В частности, так обстоит дело в ситуациях, показанных на рис. 5−7, где мозгу дается подсказка относительно того, каким будет следующий момент, а потом этот момент не наступает. Профессор Роми Ниджхаван (его имя упоминалось здесь в связи с исследованием эффекта запаздывающей вспышки) вместе со студентом Джерритом У. Мосом полагает, что простая причина, по которой мозг не в состоянии переписать свои ложные предсказания, состоит в том, что стимулы, использовавшиеся в данных опытах, неестественны, и потому эволюция не научила мозг находить к ним подход. В реальной жизни головному мозгу обычно не удается предвидеть будущее в тех случаях, когда объект, который должен был плавно продолжать делать то, что он делал, вдруг резко подскакивает или останавливается. То есть, как правило, ошибки в восприятии будущего связаны с неожиданными изменениями, с проявлениями прерывистости (дискретности) окружающего мира. Однако в случае трех обсуждавшихся иллюзий (рис. 5−7) зрительные раздражители не имеют точки прерывания, которая могла бы послужить меткой непредвиденного события. Начнем с того, что, например, в опыте Дженнифер Фрейд с инерцией репрезентации (рис. 5а) последовательность кадров сама по себе прерывиста. Прямоугольник на видео не вращался плавно, так что его исчезновение в последнем кадре было не более неожиданным, чем все предшествовавшие изменения. А в эксперименте с «захватом движения» (рис. 6) последовательность кадров непрерывна —движение внутри объектов бесконечно. Не происходит внезапных изменений и на рис. 7. Собственно говоря, там не происходит никаких изменений: перед нами статичное изображение. Ниджхаван и Мос считают, что именно в тех случаях, когда с объектом, будущее которого мы пытаемся предвидеть, не происходит ничего серьезного, нашему мозгу труднее заметить, что его все-таки одурачили. Ниджхаван и Мос подчеркивают, что когда неожиданное происходит на самом деле (как это обычно бывает в природе), мы воспринимаем будущее без ошибок. Точнее, мы, разумеется, воспринимаем его с ошибками, но внезапная перемена картинки дает сидящим у нас в голове «редакторам» сигнал стирать ложные воспоминания, записывая поверх них воспоминания об истинных ощущениях, которых мы в соответствующий момент не испытали.

Вот поэтому в действительности мы не сталкиваемся с иллюзиями такого типа — исследователи называют их «иллюзиями перескока», поскольку мозг, пытаясь локализовать предмет, как бы перескакивает через его истинное местонахождение. И поэтому-то, как показали ученые, перескок исчезает, если в такую иллюзию внести какое-нибудь неожиданное изменение. Давайте припомним опыт Роми Ниджхавана с запаздывающей вспышкой (рис. 4), где лампочка вспыхивает точно в тот момент, когда движущийся объект равняется с ней. Людям кажется, будто вспышка происходит уже после того, как движущийся объект миновал лампочку, и это вполне согласуется с тем, что наша зрительная система старается показывать нам настоящий момент. Ну а что же в таком случае произойдет, если движущийся объект, поравнявшись с лампочкой, исчезнет? Иными словами, что будет, если после вспышки перестанут быть видны и объект, и лампочка? По идее, наши способные предвидеть будущее мозги должны будут создать нам видимость того, что объект продвинулся по своей траектории несколько далее, чем на самом деле (перескок), и испытуемые скажут, что увидели вспышку, когда объект уже миновал лампочку, как это и было при эффекте запаздывающей вспышки. Ничего подобного, однако, не происходит, как показали в 1998 году Дэвид Уитни и Икуя Мураками из Гарварда и в 2000 году, независимо, Дэвид Иглмен и Терренс Сейновски из Института им. Солка. В этом случае никакого перескока испытуемые не видят. По мнению Роми Ниджхавана, который заметил это еще в 1992 году, ничего удивительного здесь нет, ведь если исчезновение движущегося объекта было непредвиденным, с этим объектом произошло некое внезапное изменение. А исчезновение предметов — это такое не поддающееся предвидению событие, к которому эволюция должна была очень хорошо нас подготовить, поскольку движущиеся объекты постоянно пропадают из виду (например, оказываются чем-либо загорожены). Как мы решаем эту проблему? Умело редактируя видеозаписи постфактум. Чтобы проверить свое предположение насчет того, что процесс перезаписи «видеопленки» инициируется именно внезапностью, в 2006 году Ниджхаван и Мос поставили эксперимент, похожий на опыт с неожиданным исчезновением движущегося объекта, однако теперь они показывали испытуемым постепенно исчезающую движущуюся точку, и никакой вспыхивающей лампочки при этом не предусматривалось. В одном случае передвижение этой точки было более предсказуемо, чем в другом (в силу более длинной траектории), и Ниджхаван с Мосом выяснили, что в восприятии испытуемых более предсказуемая исчезающая точка уходила несколько дальше по сравнению с менее предсказуемой. То есть в условиях данного эксперимента — при отсутствии каких-либо резких изменений — иллюзия перескока возникала снова.

Нерезкие непредсказуемые изменения, подобные описанным, — вещь неестественная, и поэтому мозг не получает ожидаемого сигнала о том, что произошло нечто непредвиденное, и не осознает, что ему следовало бы заняться «видеомонтажом». Однако нерезкие непредсказуемые изменения — лишь одна из множества неестественностей, способных сбить с толку нашу зрительную систему. Имеет смысл ожидать, что выходить из затруднений при помощи фабрикации видеопленки головной мозг способен только в естественных ситуациях, а значит, имеет смысл подумать о том, какие еще неестественные ситуации мы могли бы подстроить, чтобы обмануть бдительность внутренних «видеоредакторов». Рета Канаи, Бхавин Шет и Синсукэ Симодзе из Калифорнийского технологического института провели в 2004 году серию опытов, очень похожих на описанный эксперимент с запаздывающей вспышкой, но добавили некоторые противоестественные условия. Например, когда испытуемым предлагали смотреть в сторону, чтобы наблюдать движущуюся точку боковым зрением, последнее местонахождение точки воспринималось ими с перескоком. Иллюзия перескока имела место и в том случае, когда яркость движущегося объекта уменьшали до такой степени, чтобы на общем фоне он был едва заметен.

Другим примером иллюзии перескока, вызванной неестественностью обстоятельств, является эксперимент, проведенный в 2001 году в Беркли. Его авторами стали нейрофизиологи Фу Юйси, Шэнь Яосун и Ян Дань. Два шара с неясными контурами, расположенные один выше другого, двигались к центру экрана: первый слева, второй — справа. Поравнявшись друг с другом, они меняли направление движения и возвращались обратно по той же траектории. Наблюдателям, однако, казалось, что, прежде чем отправиться обратно, шары прошли друг мимо друга, то есть продвинулись в первоначальном направлении дальше, чем на самом деле. Фундаментальным сходством всех подобных опытов является то, что местонахождение движущегося предмета в них воспринимается нечетко. Это как если бы издатели «Нью-Йорк таймс» вдруг стали реже замечать собственные ошибки и, как следствие, стали менее способны стирать их из памяти читателей на манер «людей в черном» по той причине, что тексты стали двусмысленней и туманней. (Если бы у них была рубрика по теории литературы, там бы вообще никогда не требовалось поправок.)

Вряд ли многие из вас, начиная читать эту главу, всерьез надеялись узнать, что мы в самом деле способны предвидеть будущее, и уж совсем мало кто рассчитывал найти здесь практическое пособие, как овладеть своими скрытыми способностями, чтобы, сидя дома, без труда заработать миллион. Но, возможно, вы все же разочарованы тем, что наша способность видеть сквозь время простирается в будущее всего на десятую долю секунды. А еще горше вам было, видимо, узнать, что к тому моменту, когда ваш мозг воспринимает будущее, это будущее как раз наступает, то есть фактически вы видите не будущее, а настоящее. Собственно будущее вы видите только в тех случаях, если оно отказывается наступать, что вообще-то будущим тоже не назовешь. Но прежде чем вопить: «Обман, надувательство!» и заваливать Бюро совершенствования деловой практики Объединение местных учреждений в США и Канаде, занимающихся, в числе прочего, разрешением конфликтов между бизнесом и потребителями. жалобами на меня, позвольте мне объяснить… что на самом деле все обстоит еще хуже. Если вы думали, что наши провидческие способности не вполне то же самое, чем якобы обладают гадалки, но, тем не менее, они — важная особенность человеческого зрения, возвышающая нас над прочими представителями животного царства, то позвольте мне… как бы это сказать… избавить вас от иллюзий. Почему? Потому что эта способность есть и у кроликов. Даже у примитивных саламандр она есть. Скажу больше: сетчатка кроликов и саламандр прекрасно справляется с предвидением будущего, не прибегая к помощи остальных частей их хиленького мозга. Нейробиологи Майкл Дж. Берри, Иман Бриванлу и Маркус Мейстер из Гарварда, а также Томас Джордан из Стэнфорда показали в 1999 году, что активность нейронов сетчатки кроликов и саламандр не отстает от движения объекта, а следует за ним. Сетчатка этих животных сама по себе воспринимает настоящее посредством заглядывания в будущее!

В свете сказанного наше человеческое суперзрение может показаться не таким уж и «супер». Но я придерживаюсь убеждения, что «супер» мы с вами или не «супер» зависит не от того, есть ли нам чем похвалиться за обедом перед соседями-земноводными. Наша способность предвидеть будущее заслуживает внимания уже потому, что она кажется лежащей за пределами наших возможностей, а также потому, что мы считаем, что иметь ее было бы неплохо: не случайно же мы нередко наделяем ею супергероев и прочих вымышленных персонажей.

И пускай наша способность видеть будущее используется только затем, чтобы воспринимать отнюдь не будущее, а настоящее. Действительно ли нам хотелось бы видеть будущее? Я хочу, чтобы мое восприятие в момент времени t точно отражало состояние мира в момент t. Это поможет мне принимать разумные решения и вести себя адекватно ситуации, поскольку мое тело живет в настоящем, а не в будущем.