Посмотрим, какую же информацию о фигуре предмета дает эта мозаика? Первое, что мы заметим, размеры отображения, конечно, другие, оно значительно меньше. Далее, прямые линии несколько выгнуты. Это происходит из-за вогнутости глазного яблока, а также свойства линз, которое называют сферической аберрацией. Наконец, относительные размеры некоторых линий и углов иные, чем у самого предмета.
Как же из такой искаженной картины извлечь информацию о действительной форме предмета в пространстве?
Все дело в том, что пространственная форма вещи не искажается, а преобразуется при ее отображении на плоскость сетчатки по определенным строгим законам, так называемой центральной проекции. Сокращение относительных размеров различных участков отображения по сравнению с их соотношением в оригинале происходит пропорционально их удаленности от глаза. Это перспективное сокращение является величиной постоянной, которая «известна» мозгу (параллели сходятся в точке установки глаза на бесконечность). Таким образом, центральная проекция несет полную информацию о действительном соотношении размеров различных частей объекта (метрике). А то, что на первый взгляд кажется искажениями, в действительности несет информацию о расположении этих частей объекта в пространстве. Чтобы извлечь всю эту информацию, надо «только» осуществить преобразование, обратное тому, которое произвела над фактической фигурой объекта его центральная проекция.
О том, что мозг способен осуществлять такое обратное преобразование, свидетельствуют фотография, живопись, кино. Мы не видим в них фактически искаженных плоских отображений, а воспринимаем пространственную форму изображаемых вещей. (Правда, не во всей полноте, так как отсутствует бинокулярное стереовосприятие, придающее полную предметность.)
Итак, мы видим, что информация, которая позволяет разграничивать вещи и определять их пространственную конфигурацию, извлекается из самих ощущений, которые порождаются вещами. Только извлекается эта информация из других свойств ощущений, чем при сигнальном отражении.
Там информация извлекается из сенсорных свойств отдельных ощущений — их модальности, качества, интенсивности, длительности и т.д. Здесь — из структурных свойств всей мозаики ощущений, порождаемых внешним миром. (Гештальтисты предложили называть такие структурные свойства целого «гештальт-качествами», т.е. качествами образа).
К таким структурным свойствам относятся, как мы видели: а) позиционные соотношения раздражений (плотность, близость, связность, непрерывность, замкнутость и т.д.); них извлекается информация о пространственной целостности (отдельности) предмета; б) метрические соотношения раздражений (соотношение величины раздраженных участков, их взаимное расположение, форма и т.д.); из них извлекается информация о пространственной конфигурации предмета.
Почему это возможно? Потому что конфигурации раздражений на сетчатке и отвечающая ей мозаика ощущений отражают действительную форму подлинника — предмета. Правда, ряд свойств у них совершенно различны. Например, оригинал — это физическая вещь, а ощущения — субъективные переживания. Свойства вещи — это ее энергетические характеристики (формы движения). А свойства ощущений — это их модальности и качества (формы психических отражений). Но есть такие свойства вещей, которые сохраняются и в конфигурации вызванных ими раздражений. Это как раз топологические и проективные свойства объекта.
Как возможно такое? Как может быть что-то общее у свойств вещей и свойств нематериальных психических переживаний? Чтобы понять это, нужно сделать небольшую экскурсию в математическую теорию отображений. Она свидетельствует, что определенные свойства одного множества объектов могут точно соответствовать свойствам другого множества объектов даже в том случае, когда сами эти объекты в отдельности не имеют никаких общих свойств. Примерами могут служить такие множества, как звуки и обозначающие их буквы, предметы и их фотографии, песня и ее запись на магнитной ленте, радиоволны и передаваемая ими музыка и т.д. Ясно, что по своим физическим свойствам, например, звуки и буквы совершенно различны. Но структурные свойства текста и произносимой по нему речи одинаковы. Элементы текста — буквы следуют в том же порядке, как соответствующие им звуки в речи по этому тексту (при фонетическом принципе орфографии). Поэтому речь можно рассматривать как отображение текста или, наоборот, текст — как отображение речи. Именно потому, зная правило отображения, оказывается возможным перенести текст в речь или речь в текст.
Те структурные свойства, которые сохраняются при отображении, называют инвариантами. Л сам процесс отображения именуют преобразованием, инвариантным к указанным свойствам.
Например, мы видели, что при центральной проекции изменяются многие свойства предмета, но неизменным остается определенное соотношение между конфигурацией проекции и пространственной конфигурацией вещи. Значит, центральная проекция является преобразованием вещи, инвариантным к ее пространственной конфигурации.
При топологическом преобразовании изменяются все геометрические свойства вещи, кроме характера ее связности. Так, например, топологически одинаковыми являются шар и куб, но не шар и кольцо (связность последнего «нарушена» дырой). Следовательно, топологическое преобразование вещи является инвариантным к ее целостности.
Отсюда вытекает, что любые топологические отображения вещи сохраняют характер ее целостности. А любые проективные преобразования — сохраняют характер ее пространственной конфигурации. Но именно такие отображения осуществляются, как мы видели, на сетчатке глаза. Поэтому нет ничего удивительного и таинственного в том, что можно извлечь информацию о проективных и топологических свойствах объекта из мозаики отображающих его ощущений. Ведь эта мозаика имеет те же проективные и топологические свойства, что отображаемый объект. Они, эти топологические и проективные свойства мозаики ощущений, — и есть объективные структурные свойства вещи, их точная модель, реализованная в форме чувственных переживаний.
Исследования показали, что сходные закономерности наблюдаются и при восприятии пространственной формы предметов путем ощупывания, т.е. на основе тактильных ощущений. Следует отметить, что здесь геометрический образ предмета формируется уже на основе последовательности ощущений во времени.
То же самое относится и к слуховым образам (фонемы, слова, мелодии). Хотя здесь уже имеет место распределение раздражителей во времени, но учитываются в общем те же топологические и метрические свойства их структуры: близость, однородность, упорядоченность и т.д., а также соотношение высоты, интенсивности и длительности звуков во времени.
По-видимому, топологические свойства потока раздражителей, их соотношений в пространстве и времени лежат также в основе восприятия движения и изменения формы предметов.
Так, например, если в длинном ряду лампочек они последовательно быстро вспыхивают одна за другой, это воспринимается как одна движущаяся вспышка. Это явление, которое называют фи-феноменом, лежит в основе всем известной движущейся рекламы. Здесь восприятие движения явно обусловливается близостью, однородностью и последовательностью вспышек, т.е. топологическими свойствами их распределения в пространстве и времени. Другой, всем известный пример — кино. Фактически при «прокручивании» кинофильма мы имеем тоже ряд последовательно вспыхивающих неподвижных картинок, в которых каждая следующая чуть-чуть отличается от предыдущей расположением и конфигурацией изображений. Это воспринимается как их движение или изменение фигуры. Здесь тоже явственно, что однородность соседних во времени конфигураций, их близость во времени, непрерывность и упорядоченность изменений воспринимаются как движение. Аналогично, по-видимому, воспринимается движение и изменение формы реальных объектов. Связность, соседство и согласованное поведение (смещение) всех точек, принадлежащих предмету, относительно остальных элементов зрительного поля воспринимаются как движение предмета. В том же случае, если одинаково смещаются все элементы зрительного поля, мы переживаем это уже по-другому, как наше собственное движение относительно неподвижных предметов окружающего мира.
(Вообще-то дело здесь обстоит сложнее. Сообщение о наших собственных движениях дают также мышечные ощущения, статолитовый аппарат во внутреннем ухе, чувствительный к ускорениям и направлению силы тяжести. Но об этом мы поговорим позже.)
Способность мозга извлекать из структуры раздражений достаточную информацию о метрических и топологических свойствах объектов имеет свои пределы.
Если для этого нужно переработать слишком много информации, то аппарат структурного отражения начинает все хуже справляться со своей задачей. Такое положение возникает в двух случаях:
1) когда размеры объекта слишком велики;
2) когда число составляющих его элементов слишком велико.
В первом случае возникает трудность объединения совокупности раздражителей в одну структуру. В результате воспринимаются лишь соседство или следование относительно самостоятельных частей, «кусков» предмета. Так происходит, например, когда мы с близкого расстояния рассматриваем какое-нибудь огромное сооружение, или с башни осматриваем город.
Во втором случае возникает трудность различения. У восприятия исчезают определенность формы, четкая расчлененность и границы отдельных объектов. Структура превращается в текстуру. Примеры: восприятие издали листвы густого кустарника, лесистого холма, толпы и т.п.
Теперь рассмотрим атрибутивное отражение. Как уже отмечалось, такое отражение возникает, когда качества, о которых сообщают ощущения, воспринимаются как объективные свойства, принадлежащие определенному предмету, а не как свойства ощущений, принадлежащие внутренним переживаниям субъекта. Эту разницу можно проиллюстрировать следующим опытом. Закроем глаза и повернемся лицом к солнцу. Лучи, проникающие сквозь веки, будут раздражать сетчатку, и мы увидим красное поле. Этот красный цвет стоит у нас в глазах. Он не принадлежит никакой вещи, а переживается как чистое качество нашего ощу