3.10.3. Восприятие пространства

Восприятие пространства играет большую роль во взаимодействии человека с окружающей средой, являясь необходимым условием ориентировки в ней человека. Оно представляет собой отражение объективно существующего пространства и включает восприятие формы, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся.

Взаимодействие человека со средой включает и само тело человека с характерной для него системой координат. Сам ощущающий человек—материальное тело, занимающее определенное место в пространстве и обладающее известными пространственными признаками (величиной, формой, тремя измерениями тела, направлениями движений в пространстве).

Определение формы, величины, местоположения и перемещения предметов относительно друг друга и одновременный анализ положения собственного тела относительно окружающих предметов совершаются в процессе двигательной деятельности организма и составляют особое высшее проявление аналитико-синтетической деятельности, называемое пространственным анализом. Установлено, что в основе различных форм пространственного анализа лежит деятельность комплекса анализаторов, ни одному из которых не присуща монопольная роль в анализе пространственных факторов среды.

Особую роль в пространственной ориентировке выполняет двигательный анализатор, с помощью которого устанавливается взаимодействие между различными анализаторами. К специальным механизмам пространственной ориентировки следует отнести нервные связи между обоими полушариями в анализаторной деятельности: бинокулярное зрение, бинауральный слух, бимануальное осязание, дириническое обоняние и т. д. Важную роль в отражении пространственных свойств предметов играет функциональная симметрия, которая характерна для всех парных анализаторов. Функциональная асимметрия состоит в том, что одна из сторон анализатора является в определенном отношении ведущей, доминирующей. Было показано, что отношения между сторонами анализатора в смысле их доминирования динамичны и неоднозначны. Так, глаз, доминирующий по остроте зрения, может быть не ведущим по величине поля зрения и т. д. Восприятие формы предметов обычно осуществляется с помощью зрительного, тактильного и кпнестезического анализаторов. У некоторых животных наблюдаются врожденные реакции, так называемые врожденные пусковые механизмы поведения, при воздействии объектов, имеющих определенную форму. Эти врожденные механизмы строго специализированы. Примером может служить оборонительная реакция молодняка семейства куриных па картонный крест, имитирующий силуэт хищной птицы.

Наиболее информативный признак, который нужно выделить при ознакомлении с формой, это контур. Именно контур служит раздельной гранью двух реальностей, т. е. фигуры и фона. Благодаря микродвиженням глаз может выделять границы объектов (контур и мелкие детали). Зрительная система должна быть способна не только выделять границу между объектом и фоном, но и научиться следовать по ней. Это осуществляется посредством движений глаза, которые как бы вторично выделяют контур и являются необходимым условием создания образа формы предмета.

Аналогичный процесс мы имеем в осязательном восприятии. Чтобы определить на ощупь форму невидимого предмета, необходимо брать этот предмет, поворачивать его, прикасаться к нему с разных сторон. При этом рука ощупывает предмет легкими движениями, то и дело возвращаясь назад, как бы проверяя, правильно ли воспринята та или иная его часть. Формирующийся образ предмета складывается на основании объединения в комплекс тактильных и кинестезических ощущений.

Зрительное восприятие формы предмета определяется условиями наблюдения: величиной предмета, его расстоянием от глаз наблюдателя, освещенностью, контрастом между яркостью объекта и фона и т. п.

Воспринимаемая величина предметов определяется величиной их изображения на сетчатке глаза и удаленностью от глаз наблюдателя. Приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов осуществляется с помощью двух механизмов: аккомодации и конвергенции.

Аккомодация — это изменение преломляющей способности хрусталика путем изменения его кривизны.

Рис. 13

Так, при взгляде на близко расположенные предметы происходит мышечное сокращение, в результате чего уменьшается степень натяжения хрусталика и его форма становится более выпуклой. С возрастом хрусталик постепенно становится менее подвижным и теряет способность к аккомодации, т. е. к изменению своей формы при взгляде на различно удаленные предметы. В результате развивается дальнозоркость, которая выражается в том, что ближайшая точка ясного видения с возрастом отодвигается все дальше и дальше.

Аккомодация обычно связана с конвергенцией, т. е. сведением зрительных осей на фиксируемом предмете (рис. 13). Определенное состояние аккомодации вызывает и определенную степень сведения зрительных осей, н наоборот, тому или иному сведению зрительных осей соответствует определенная степень аккомодации.

Угол конвергенции непосредственно используется как индикатор расстояния, как своеобразный дальномер. Можно изменить угол конвергенции для данного расстояния с помощью призм, помещенных перед объектом. Если при этом угол конвергенции увеличивается, видимая величина объекта тоже увеличивается, а воспринимаемое до него расстояние уменьшается. Если же призмы расположены так, что угол конвергенции уменьшается, то видимый размер объекта тоже уменьшается, а расстояние до него увеличивается.

Комбинация двух раздражителей — величины изображения предмета на сетчатке и напряжения глазных мышц в результате аккомодации и конвергенции — и является условнорефлекторным сигналом размера воспринимаемого предмета.

Аккомодация и конвергенция действуют лишь в очень небольших пределах, на небольших расстояниях: аккомодация — в пределах 5 — 6 метров, конвергенция — до 450 метров. Между тем человек способен различать глубину воспринимаемых предметов и занимаемого ими пространства на расстоянии до 2500 метров.

Эта способность оценивать глубину на первый взгляд кажется врожденной.

В эксперименте ребенка-ползунка помещали на настил, рядом с которым находился обрыв, где поверх пустого пространства было положено толстое стекло (рис. 14). Эксперимент показал, что ребенок, свободно ползающий по настилу, не покидает его и останавливается перед стеклом.

Рис. 14

При более углубленном исследовании выяснилось, что ребенок реагирует остановкой не на глубину, открывающуюся в обрыве, а на новизну ситуации, связанной с необходимостью перемещения на новую, неизвестную еще поверхность. Останавливает ребенка не глубина, а новизна, вызывающая ориентировочную реакцию и задержку движения. Аналогичный результат имел место, когда за пределами настила под стеклом помещали блестящую фольгу — ребенок также останавливался на границе двух разных поверхностей.

Восприятие глубины и удаленности предметов осуществляется главным образом благодаря бинокулярному зрению. При бинокулярной фиксации дальних объектов (например, звезд на небе) зрительные линии обоих глаз параллельны. При этом изображения удаленных предметов видятся нами в одних и тех же местах пространства, независимо от того, падают ли эти изображения на сетчатку правого или левого глаза или обоих глаз. Следовательно, некоторым точкам сетчатки одного глаза соответствуют определенные точки сетчатки другого глаза. Эти симметрично расположенные точки сетчаток обоих глаз называются корреспондирующими точками. Корреспондирующие точки — такие точки сетчатки, которые совпали бы, если бы при наложении одной сетчатки на другую вертикальные и горизонтальные оси совместились.

Возбуждение корреспондирующих точек сетчатки дает ощущение одного объекта в поле зрения. При каждом положении глаз корреспондирующим точкам сетчаток соответствуют строго определенные точки во внешнем пространстве. Графическое изображение точек пространства, обеспечивающих видение одного объекта при данном положении глаз, называется гороптером (рис. 15).

Если изображение предмета падает в оба глаза на различно удаленные от центра сетчатки некорреспондирующие, или диспаратные, точки, то имеет место один из двух эффектов: возникновение двойственных изображений (если диспаратность точек достаточно велика) или впечатление большей или меньшей удаленности данного объекта по сравнению с фиксируемым (если диспаратность невелика). В последнем случае появляется впечатление объемности, или стереоскопический эффект.

Этот эффект можно наблюдать с помощью стереоскопа — аппарата для раздельного предъявления двух картин левому и правому глазу. Эти картины образуют стереопару, которая получается при раздельной съемке двумя фотокамерами, расположенными на расстоянии, равном расстоянию между глазами. Таким образом получаются диспаратные изображения, при рассматривании которых возникает рельефное изображение.

Если в стереоскопе предъявляют два изображения, различия между которыми настолько велики, что не обеспечивают слияния изображений, то возникает своеобразный эффект: то одна, то другая фигура появляются в чередующейся последовательности. Это явление известно как бинокулярное соревнование. Иногда при этом два объекта выступают в форме, представляющей собой комбинацию обеих фигур. Например, рисунок изгороди, предъявляемый одному глазу, и рисунок лошади, предъявляемый другому, могут вызвать впечатление, что лошадь прыгает через изгородь.

Рис. 15

Восприятие глубины может достигаться благодаря вторичным признакам, являющимся условными сигналами удаленности: видимая величина предмета, линейная перспектива, загораживание одних предметов другими, их цвет.

Хорошо известны рисунки, дающие двойственное восприятие глубины (рис. 16, 17, 18). В некоторых ситуациях тот факт, что интерпретация глубины может полностью меняться на обратную, имеет исключительное значение. Так, при посадке самолета может случиться, что восприятие посадочной полосы пилотом будет перевернутым по глубине. Подобное явление наблюдается ночью или во время тумана, когда не видны те детали обстановки, которые служат для пилота условными сигналами, помогающими адекватному отражению удаленности предметов.

Одним из таких сигналов является, например, яркость огней на посадочной полосе (известно, что яркие источники света кажутся расположенными ближе, чем тусклые), и достаточно неудачного сочетания световых сигналов, чтобы возникло перевернутое восприятие глубины.

Рис. 16

Одним из важных моментов пространственного различения — это восприятие направления, в котором находятся объекты по отношению к другим объектам или наблюдателю. Направление, в котором мы видим объект, определяется местом его изображения на сетчатке глаза и положением нашего тела по отношению к окружающим предметам. Для человека характерно вертикальное положение тела по отношению к горизонтальной плоскости земли. Это положение, созданное общественно-трудовой природой человека, является исходным для определения направления, в котором человек распознает окружающие предметы. Поэтому в пространственном видении, в том числе и восприятии направления, помимо зрительных ощущений, большую роль играют не только кинестезические ощущения движений глаз или рук, но и статические ощущения, т. е. ощущения равновесия и положения тела.

При бинокулярном зрении направление видимого предмета определяется законом тождественного направления. По этому закону, раздражители, падающие на корреспондирующие точки сетчатки, видятся нами в одном и том же направлении. Это направление дается линией, соединяющей пересечение зрительных линий обоих глаз с точкой, соответствующей середине расстояния между обоими глазами. Иными словами, изображения, попадающие на корреспондирующие точки, мы видим на прямой, идущей как бы от одного “циклопического глаза”, находящегося посередине лба.

Рис. 17

Рис. 18

Известно, что на сетчатке глаза образуется перевернутое изображение тех предметов, на которые мы смотрим. Перемещение наблюдаемого объекта вызывает перемещение сетчаточного изображения в обратном направлении. Однако мы воспринимаем предметы, и движущиеся и неподвижные, не в искаженном виде, а такими, какими их передает на сетчатку оптическая система глаз. Это происходит благодаря сочетанию зрительных ощущений с тактильными, кинестезическими и другими сигналами.

Интересные данные были получены в опытах, в которых ориентация изображений на сетчатке глаз испытуемых намеренно искажалась с помощью специальных оптических приспособлений. Последние давали возможность получать изображения, перевернутые как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Оказалось, что спустя некоторое время наступает адаптация и мир, видимый испытуемыми, перестраивается, хотя и не полностью.

Подобное приспособление оказалось невозможным у животных. Так, к глазам кур прикрепляли призмы, переворачивающие изображение слева направо, и изучали способность птиц клевать зерна. У кур этот навык резко нарушался, и даже после трехмесячного ношения очков никакого реального улучшения навыка не наблюдалось. Сходные данные были получены на земноводных. Очевидно, врожденные зрительные реакции у животных на расположение предметов не могут изменяться под влиянием обучения, если требуется, чтобы животное усвоило реакцию, антагонистическую инстинктивной.

Восприятие направления, в котором находятся объекты, возможно не только с помощью зрительного, но и с помощью слухового и обонятельного анализаторов. Для животных нередко звук и запах единственные сигналы, действующие на расстоянии и предупреждающие об опасности.

Восприятие направления звука осуществляется при бинауральном слушании. Основу дифференцировки направлений звука составляет разность во времени поступления сигналов в кору головного мозга от обоих ушей. Звуки могут локализоваться не только в левом и правом направлении по горизонтали, но и по направлению вверх и вниз. Экспериментальные данные показали, что в последнем случае для восприятия пространственного расположения звука необходимы движения головы испытуемого.

Таким образом, механизм локализации звука учитывает не только слуховые сигналы, но и данные других анализаторных систем.

Всегда ли восприятие дает нам адекватное отражение предметов объективного мира? Описаны многочисленные факты и условия ошибок в восприятии, главным образом зрительные иллюзии.

1) Иллюзия стрелы (рис. 19). Она основана на принципе сходящихся и расходящихся линий: стрела с расходящимися наконечниками кажется длиннее, хотя фактически обе стрелы одинаковой длины.

Рис. 19

Рис. 20

Рис. 21

2) Иллюзия железнодорожных путей (рис. 20). Линия, расположенная в более узкой части пространства, заключенного между двумя сходящимися прямыми, кажется длиннее, хотя на самом деле обе шпалы одинаковы.

3) Переоценка вертикальных линий (рис. 21). Высота цилиндра кажется больше, чем ширина полей, хотя они равны.

4) Иллюзия веера (рис. 22). Параллельные линии вследствие влияния фона ближе к центру кажутся выпуклыми, а дальше от центра — вогнутыми.

5) Иллюзия пересечения (рис. 23). На одной прямой лежат линии АХ, а не ВХ, как кажется.

6) Иллюзия концентрических окружностей (рис. 24). Представленные на рисунке концентрические окружности воспринимаются как спираль из-за того, что короткие отрезки прямых (изображены белым) пересекают эти окружности в местах их пересечения с фоном.

Зрительные иллюзии были обнаружены и у животных. На практическом использовании зрительных иллюзий основана маскировка, которая для бесчисленного множества зверей, рыб, птиц и насекомых является защитным приспособлением. Один из эффективных способов маскировки — мимикрия — слияние с фоном, другой способ маскировки состоит в использовании деформирующего рисунка, в такой степени нарушающего очертания животного, что его нельзя различить и опознать. Пример деформирующего рисунка — яркие полосы зебры, благодаря которым с определенного расстояния невозможно выделить контур животного.

Все эти явления убеждают в том, что существуют какие-то общие факторы, вызывающие возникновение зрительных иллюзий. Выдвигались различные объяснения ряда наблюдаемых зрительных иллюзий. Так, иллюзия стрелы объясняется свойством целостности восприятия: мы воспринимаем видимые нами фигуры и их части не отдельно, а в некотором соотношении и свойства всей фигуры ошибочно переносим на ее части (если целое больше, то больше и его части). Аналогично можно объяснить и иллюзию веера. Переоценка вертикальных линий объясняется тем, что движения глаз в вертикальной плоскости требуют большего мышечного напряжения, чем движения в горизонтальной плоскости. Поскольку интенсивность мышечного напряжения может служить мерой пройденного пути, вертикальные расстояния кажутся нам больше горизонтальных. Однако далеко не для всех видов зрительных иллюзий найдено убедительное истолкование.

Рис. 22

Рис. 23

Рис. 24