Ричард Докинз - Расплетая радугу: наука, заблуждения и тяга к чудесам

Автоматические уловки, используемые мозгом для построения трехмерной модели из двух двумерных изображений, удивительно сложны и служат основой, возможно, самых впечатляющих из всех иллюзий. Они появились с открытием венгерского психолога Белы Юлеша в 1959 году. Нормальный стереоскоп представляет одну и ту же фотографию левому и правому глазу, но взятую под соответственно различными углами. Мозг соединяет их и видит впечатляюще трехмерную сцену. Юлеш сделал то же самое, за исключением того, что его картины состояли из случайно разбросанных крошек перца и соли. Левому и правому глазу показывали один и тот же случайный узор, но с принципиальной разницей. В типичном эксперименте Юлеша область рисунка, скажем, квадратная, содержала случайные точки, смещенные в одну сторону на подходящее, чтобы создать стереоскопическую иллюзию, расстояние. И мозг видит иллюзию — выступает квадратный участок — даже при том, что нет ни малейшего следа квадрата на любой из этих двух картин. Квадрат присутствует только в расхождении между этими двумя картинами. Квадрат выглядит очень реальным для зрителя, но в действительности его нет нигде, лишь в мозге. Эффект Юлеша является основой иллюзии «Волшебного глаза», столь популярной сегодня. Как гениальный образец искусства разъяснения, Стивен Пинкер посвятил небольшой раздел книги «Как работает разум» (1998) принципу, лежащему в основе этих картин. Я не буду даже пробовать улучшить его объяснения.

Есть простой способ продемонстрировать, что мозг работает как сложный компьютер виртуальной реальности. Сначала, оглядитесь вокруг, двигая глазами. Когда вы вертите глазами, изображения на сетчатках движутся, как при землетрясении. Но вы не видите землетрясение. Вам место действия кажется неподвижным, как скала. Я, конечно, собираюсь сказать, что виртуальная модель в вашем мозге реконструируется неподвижной. Но можно продемонстрировать еще кое-что, потому что есть другой способ сделать изображение на вашей сетчатке движущимся. Осторожно надавите на глазное яблоко через кожу века. Изображение на сетчатке переместится так же, как раньше. На самом деле вы, при достаточной ловкости вашего пальца, могли бы подражать эффекту перевода взгляда. Но теперь вам будет в действительности казаться, что видите перемещение земли. Вся сцена сдвинется, как будто вы видите землетрясение.

Какая разница между этими двумя случаями? Разница в том, что мозговой компьютер был настроен учитывать нормальные движения глаза и делать поправку на них в построении своей рассчетной модели мира. Очевидно, мозговая модель использует информацию не только от глаз, но также и от инструкций по перемещению глаз. Всякий раз, когда мозг выдает приказ мускулам глаза переместить глаз, копия этого приказа посылается участку мозга, который конструирует внутреннюю модель мира. Тогда, когда глаза перемещаются, программа виртуальной реальности мозга предупреждено и ожидает, что изображение на сетчатке глаза переместилось ровно настолько, сколько нужно, и это заставляет модель компенсировать эффект. Таким образом, построенная модель мира видится неподвижной, хотя может рассматриваться под другим углом. Если земля перемещается в любое другое время, кроме того, когда модели сказано ожидать движения, виртуальная модель движется соответственно. Это хорошо, потому что землетрясение действительно может произойти. Разве что не в том случае, когда вы дурачите систему, тыкая в глазное яблоко.

В заключительной демонстрации, используя себя в качестве подопытного животного, вызовите у себя головокружение, вращаясь волчком. Затем остановитесь и посмотрите неподвижно на мир. Вам покажется, что он вращается, даже при том, что ваш разум говорит вам, что он отнюдь не во вращении. Изображения на вашей сетчатке не перемещается, но акселерометры в ваших ушах (которые действуют, выявляя движение жидкости в так называемых полукружных каналах), сообщают мозгу, что вы вращаетесь. Мозг приказывает программе виртуальной реальности ожидать увидеть, что мир вращается. Таким образом, когда изображения на сетчатке не вращаются, модель регистрирует несоответствие и крутится в противоположном направлении. Выражаясь субъективным языком, программа виртуальной реальности говорит себе: «Я знают, что вращаюсь, из того, что говорят мне уши; поэтому, чтобы модель оставалась неподвижной, необходимо будет ввести в модель противоположное вращение, относительно данных, представляемых глазами». Но сетчатки на самом деле не сообщают ни о каком вращении, поэтому тем, что вы видите оказывается компенсирующее вращение модели в голове. Как выразился Барлоу, это неожиданно, это «новость», и именно поэтому мы это видим.

У птиц есть дополнительная проблема, от которой люди обычно избавлены. Птица, садясь на ветви дерева, постоянно раскачивается вверх и вниз, туда-сюда, и изображения на ее сетчатке качаются соответственно. Это все равно как переживать постоянное землетрясение. Птицы удерживают голову, и, следовательно, изображение мира неподвижными благодаря старательному использованию мускулов шеи. Если вы снимаете на камеру птицу на раскачиваемой ветром ветке, вы почти можете представить, что голова прибита к фону, в то время как мускулы шеи используют голову как точку опоры, чтобы двигать остальные части тела. Когда птица идет, она использует тот же самый прием, чтобы сохранять свой воспринимаемый мир неподвижным. Именно поэтому шагающие цыплята дергают головой назад и вперед, что может показаться нам весьма забавной манерой. На самом деле это довольно разумно. Когда тело движется вперед, шея тянет голову назад контролируемым способом, так, чтобы изображения на сетчатке оставались неподвижными. Затем голова дергается вперед, чтобы позволить циклу повториться. Я не могу не задаться вопросом, не могло ли, как неблагоприятное последствие такой особенности птиц, получиться так, чтобы какая-нибудь птица оказалась неспособна видеть реальное землетрясение, потому что е мускулы шеи автоматически обеспечивают коррекцию. Более серьезно, мы могли бы сказать, что птица использует мускулы своей шеи для упражнений в стиле Барлоу: оставляя недостойную внимания часть мира неизменной, чтобы выделить подлинное изменение.

Насекомые и многие другие животные, похоже, имеют подобную привычку совершать движения, чтобы сохранять свой видимый мир постоянным. Экспериментаторы демонстрировали это в так называемом «оптомоторном аппарате», где насекомое помещается на столе и окружается полым цилиндром, раскрашенным с внутренней стороны вертикальными полосами. Если вы теперь будете вращать цилиндр, то насекомое будет использовать ноги, чтобы поворачиваться, не отставая от цилиндра. Оно совершает движения, чтобы сохранять свой визуальный мир постоянным.