Необычные зрительные ощущения

Природа наших ощущений

Создатель классической физиологической оптики немецкий физиолог Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц, внесший громадный вклад в понимание механизмов работы глаза, отмечал в "конструкции" и "техническом исполнении" этого органа много несовершенств. По его мнению, оптический прибор с дефектами, которые можно обнаружить в глазу, был бы весьма ненадежным и мало пригодным к употреблению. Мы сейчас не можем разделить точку зрения этого выдающегося исследователя, так как знаем, что некоторые "дефекты" глаза при более пристальном их изучении оказываются еще не всегда понятными нам совершенствами. И, конечно, нельзя забывать, что в наших зрительных ощущениях функционирование глаза - это только начальный этап, хотя и абсолютно необходимый, но все-таки и не единственный. Работа зрительных центров сводится не просто к восприятию изображения на сетчатке, которое, действительно, далеко не всегда совершенно, а к формированию сложного специфического взаимодействия между отдельными структурами, субъективным эквивалентом которого и являются наши ощущения. В процессе индивидуального опыта человека идет непрерывная коррекция этих ощущений, "сверка" их с реально существующим эталоном. Именно этот процесс и обеспечивает точность и совершенство нашего зрительного аппарата в целом.

Вместе с тем любой читатель может привести факты, когда наши зрительные ощущения не в полной мере соответствуют реальной действительности. Описан ряд явлений, при которых зрение "обманывает" нас, приводя иногда к курьезным ситуациям, а порой и к весьма нежелательным последствиям. Это так называемые энтоптические явления, миражи, гало, иллюзии и некоторые другие. Рассмотрим их в общих чертах.

Под энтоптическнми явлениями понимают такие зрительные ощущения, возникновение которых либо вовсе не связано с действием лучистой энергии на сетчатку, либо является следствием своеобразных условий освещения сетчатки. К первым из них относят так называемый собственный свет сетчатки. Это явление знакомо почти всем. Когда вы находитесь в практически полностью затемненном помещении, то можете отметить появление зрительных образов, чаще всего неоформленных. Описаны они впервые немецким естествоиспытателем и поэтом Иоганном Вольфгангом Гете (1749-1832 годы), а также чешским физиологом Яном Эвангелиста Пуркинье (1787-1869 годы). Отмечена зависимость такого рода ощущений от индивидуальных особенностей человека. Окончательной ясности о природе собственного света сетчатки еще нет, однако имеются основания полагать, что это связано с процессами не столько в сетчатке, сколько в зрительных центрах.

К другого рода энтоптическим феноменам относятся явления, связанные с попаданием на сетчатку теней объектов, имеющихся в самом глазу. Например, "летающие мушки", которые особенно отчетливо видны при ярком равномерном освещении (когда смотрят на голубое небо). Они обусловлены тенями различного рода помутнений в преломляющих средах глаза. При помощи специальных опытов можно увидеть тень от кровеносных сосудов сетчатки и даже, как полагают, от эритроцитов.

Явления иного рода по происхождению представляют собой миражи, которые послужили объектом и многочисленных описаний, и разнообразных исследований. Нередко они оказывались источником мистического страха или "всевышних знамений". Однако по своей сущности миражи - вполне реальные явления, а многие из них могут быть даже зарегистрированы объективно (например, сфотографированы). Как правило, под миражами понимают возникновение ощущений предметов, которых на самом деле нет или они находятся в другом месте. Отсюда и представление об их таинственности. Однако, как оказывается, в основе возникновения миражей лежат широко известные физические закономерности.

Одной из часто встречающихся причин возникновения миражей являются особенности атмосферной рефракции (преломления света) при соприкосновении теплого я холодного слоев воздуха. В условиях пустыни над горячим песком находится нагретый воздух, выше которого расположен слой более холодного. Хотя такие условия неустойчивы, но встречаются нередко. Луч света от предмета проходит сквозь более холодный воздух непосредственно к наблюдателю. В то же время луч, проходящий через границу холодного и горячего воздуха, подвергается преломлению, поэтому когда он попадает в глаз наблюдателя, то кажется, что он исходит из места намного ниже, отсюда ощущение отражения от водной поверхности (так желанной жаждущими путниками пустыни). Но по мере приближения к этому зеркальному изображению оно, увы, естественно, исчезает. Аналогичные эффекты можно наблюдать в теплый, ясный день при спуске по асфальтированному шоссе. Свет от неба на некотором отдалении от наблюдателя преломляется над шоссе так, что кажется отражением от водной поверхности.

Над поверхностью воды можно наблюдать противоположное явление. Непосредственно над водой нередко слой воздуха более холодный, чем несколько выше. И в результате отдаленный корабль на море может казаться плавающим в небе. Возможно, что легенда о Летучем голландце и имела в своей основе реальные факты.

Всем людям практически знакомо интересное явление в виде разноцветных колец вокруг Солнца, Луны, фонарей. Их обозначают как венцы или гало. Они связаны с физико-оптическими особенностями наблюдения. Гало являются результатом рассеяния света, возникающего при определенных условиях. Когда взвешенные в воздухе частицы весьма малы, они рассеивают свет по всем направлениям. Когда же они велики по сравнению с длиной световой волны, то от них происходит отражение, как от твердых тел или от водяных капель. Между этими двумя крайними вариантами находятся частицы определенной величины, приблизительно равной длине волны. В соответствии с законами физической оптики, если водяная капля, находящаяся в воздухе, вызывает какое-нибудь дифракционное явление, сопровождающееся разложением цветов, то неизбежно должно образоваться гало. Гало особенно отчетливы, когда капли одинакового размера. При этом отдельные гало накладываются друг на друга, и яркости их складываются. Чем меньше размеры водяных капель, тем больше радиус гало.

Принципиально аналогичными по происхождению являются вертикальные "столбы" света, иногда возникающие от фонарей в зимний день. Они обусловлены специфическими условиями отражения от частичек снежной пыли.

Все рассмотренные случаи характеризуются тем, что появление необычных зрительных ощущений обусловлено вполне определенными физическими причинами и даже могут быть подтверждены способами регистрации, измерений и тому подобным. Совершенно иными по происхождению являются ощущения, которые чаще всего обозначают как иллюзии. Почти все они возникают как неожиданное следствие мыслительной деятельности, выраженное в явном расхождении между ощущениями от реальности и самой реальностью. Иллюзии являются достаточно хорошей иллюстрацией сложности процессов в зрительной системе по восприятию реальной действительности и исключительной роли нашего индивидуального опыта в этой деятельности. Вот поэтому Фридрих Энгельс в своей замечательной работе "Диалектика природы", анализируя философские взгляды Германа Людвига Фердинанда Гельмгольца, писал, что специальное устройство человеческого глаза не является абсолютной границей для человеческого познания; к нашему глазу присоединяются не только еще другие чувства, но и деятельность нашего мышления.

Виктор Иванович Шостак, 1983 год