Зеркало ума

Однако ближе к самим органам чувств. Попробуйте представить себя наедине с этой книгой, и у вас имеется только зрение, а все другие органы чувств отключены. Конечно, вы многого лишились бы. Но и этого будет достаточно, чтобы составить о книге довольно полное представление. Вы узнаете ее габариты, увидите, как она оформлена, какие шрифты использовались для печати, какие в ней иллюстрации, вы прочитаете ее и, таким образом, полностью используете ее по назначению. И все это вы можете сделать, не дотрагиваясь до книги, находясь от нее на расстоянии, на дистанции. Это позволило отнести органы зрения к дистантным рецепторам (воспринимающим приборам).

В это же время вы будете видеть комнату, в которой находитесь, и все, что в ней. А если посмотрите в окно, перед вами откроется вид на улицу. Вы увидите другие дома или деревья, или поля, или просто голубое небо и солнце, до которого 150 миллионов километров, а когда солнце опустится за горизонт, вы увидите звезды, мириады звезд, чужие галактики, до которых так далеко, что расстояние до Солнца от нашей Земли по сравнению с расстоянием до звезд покажется вам мизерным.

Ваши глаза видят целый мир. Разве это не чудо? Ученые подсчитали, что только за один-единственный день человек видит так много, что если все увиденное им перевести на кинопленку, то нужно израсходовать ее около 19 километров.

Когда-то считали, что из глаз исходят как бы особые тонкие лучевидные щупальца, воспринимающие предмет.

"Самый вид наших глаз, - читаем мы в одном из сочинений Гелиодора из Лариссы, - которые не пусты, а устроены так же, как и другие органы чувств, доказывает, что свет истекает из них". Его поддерживали великий Евклид - создатель "Начал геометрии", Птолемей, Пифагор, Гиппарх, Герон и Сенека. "Светоносным оком" называли глаз величайшие умы древности.

Платон считал, что истекаемый из глаз свет встречается со светом от наблюдаемого тела, в результате чего и возникает восприятие предмета.

А вот его ученик Аристотель, описавший пять чувств: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание, высказал предположение, что глаз нельзя сравнивать с огнем, который светит, что, напротив, он воспринимает свет с помощью зрительных нервов, которые находятся на его задней стенке.

Любопытные соображения высказал на этот счет один из основоположников учения об атомах - Демокрит. Он считал, что от всех тел происходит мгновенное истечение образов, воздух между предметом и глазом уплотняется и, принимая окраску, отражается в глазу. Четыре основных цвета - белый, черный, красный и желтый - определяются формой атомов: белый порождается поверхностью гладкой, как нутро раковины, где атомы плотно пригнаны друг к другу, что даже не отбрасывают тени, черный - поверхностью пористой и шероховатой, красный - сферической и так далее. А вообще, цвета в природе нет, это все мнение, возникающее в глазу от "соприкосновения, очертания и поворота" атомов.

А гениальный римский поэт и философ древности Тит Лукреций Кар выразил свою точку зрения по этому поводу в своем сочинении "О природе вещей" следующими стихами:

 И так я сказал, поверхности тел из 
 себя испускают 
 Фигуры особые, предметов точные
 образы. 
 Сравнить бы их можно с кожицей 
 тонкой иль оболочкою их; 
 От тел отделившись, они пролетают 
 чрез пространства свободные.

В процессе эволюции глаз претерпел огромные изменения. Знаменитый естествоиспытатель XIX века Э. Геккель предполагал, что начало развитию глаза дали простые светочувствительные рецепторы, которые, в свою очередь, обязаны тепловым рецепторам, т. е. тем участкам тела, которые чувствительнее всего были к внешнему теплу.

Каждый из нас за все прожитые годы не раз по неаккуратности или какой-то другой причине ставил себе шишки на лбу, царапал нос, скулы и другие части лица. Но глаза у нас оставались целыми и невредимыми. И этому мы не в малой степени обязаны природе, которая позаботилась о нас и спрятала наши глаза в специальные углубления черепа, снабдила веками, которые могут закрываться помимо нашей воли, инстинктивно, как только к глазам что-то приближается. Попробуйте замахнитесь на кого-нибудь неожиданно для него, и он обязательно закроет глаза. Мы бережем свои глаза даже помимо нашей воли.

Сгруппировавшись на небольшом участке в передней части тела в углублениях, светочувствительные клетки приняли шарообразную форму, покрылись прозрачной студенистой пленкой, которая защищала их от засорения. Пленка утолщалась в центре, становилась плотнее, превращалась в прозрачную роговицу и своеобразную собирающую линзу - хрусталик. Он увеличивал интенсивность света, попадавшего в глаз через круглое отверстие - зрачок, который образовался в передней части (в центре) роговицы, "а светочувствительные клетки. Благодаря сокращениям радужной оболочки, которая окружала зрачок, он мог менять свои размеры, регулировать количество поступающего в глаза света в зависимости от изменения освещенности.

Сначала глаза различали только яркость и направление световых лучей, а потом по мере своего совершенствования - и наиболее резкие контуры близко расположенных предметов, а затем и сами предметы и, наконец, им стало под силу видеть и то, что находится на значительном расстоянии, при минимальной освещенности, определять цвета.

Хрусталик нашего глаза - это чудесная природная линза, напоминающая формой чечевицу. Растягиваясь или утолщаясь с помощью специальной охватывающей его мышцы, в зависимости от того, на каком удалении от нас находятся предметы, на которые мы обращаем свой взор, он уменьшает их изображение в сотни и тысячи раз, после чего они фокусируются на дне глаза, на оболочке из переплетения рецепторных клеток и их отростков, которые называют сетчаткой. Сетчатка - сложное образование, состоящее из десяти слоев.

Хрусталик позволяет не просто концентрировать свет на светочувствительные клетки, устилающие сетчатку глаза, а образовывать за счет изменения кривизны своих поверхностей, формировать на этой сетчатке оптические изображения в виде световых узоров, которые мозг научился соответствующим образом истолковывать.

В состав светочувствительного слоя сетчатки, выстилающей специфическую внутреннюю поверхность глазного дна, входят высокодифференцированные рецепторные светочувствительные клетки, отдаленно похожие на короткие палочки и конусообразные колбочки. В них находятся окрашенные вещества - пигменты. Под воздействием света пигменты способны изменяться.

110-125 миллионов "палочек" (как их только сосчитали!), более или менее равномерно расположившись по всей сетчатке, позволяют нам видеть при самом мизерном свете, в затемненном помещении, ночью, но они не воспринимают цвета; а шесть с половиной миллиона "колбочек", сгруппированных главным образом в центральной части сетчатки, включаются в работу, когда предметы хорошо освещены. Их чувствительность значительно меньше, но зато они устроены так, что позволяют нам различать цвета. Каждая палочка в среднем имеет длину от 40 до 60 микрон, а толщину - около 0,5-0,6 микрона. Колбочки немного короче, но зато значительно шире - от 2,5 до 7,5 микрона. Размеры и форма их варьируют в зависимости от места расположения.

Встретившись с лучами света, отраженными от предметов внешнего мира, рецепторные клетки возбуждаются (зрительный пигмент в них на какое-то очень короткое время выцветает, разлагается) и передают это возбуждение через нервные клетки сетчатки (там происходит первичная обработка сигналов) по нервным волокнам в зрительные центры головного мозга, где и возникает зрительный образ. То место, где зрительный нерв, состоящий из одного миллиона волокон, по которым и поступают в мозг сведения о яркости, цвете, форме, величине и направлении движения предметов, выходит из глаза, светочувствительных клеток нет, оно не воспринимает образов и называется "слепым пятном". Это пятно обнаружил еще в XVII столетии известный физик Эди Мариотт и на этом эффекте основывал некоторые свои опыты, демонстрируя их для забавы придворным короля. Невидимое пространство не так-то и мало. Если смотреть в ясную ночь на небо, то слепое пятно по своей величине займет пространство диаметром, на котором одиннадцать раз уложится диаметр Луны, какой она нам видится в полнолуние.

Сетчатка нашего глаза, как уже говорилось, далеко неоднородна по остроте восприятия образов, и если мы хотим что-то получше рассмотреть, должны поместить изображение на маленькую область сетчатки, расположенную в центральной части и занимающую менее 0,5 миллиметра в поперечнике, где зрение будет самым четким. Здесь сосредоточены только одни колбочки, призванные получать информацию при освещении. Этот самый важный участок сетчатки называют желтым пятном.

"Чтобы заметить очень слабо освещенный предмет, не нужно на него смотреть", - это сказал более ста лет назад французский физик и астроном Доминик Араго. И это так. При плохом освещении человек лучше видит не то, что находится прямо перед ним, а то, что с боков. Более чувствительные палочки, разбросанные по периферии ретины, помогают нам увидеть в темноте очертания кустов, канаву, камни, перебегающего дорогу зверька.

Ночью, когда освещение почти отсутствует, колбочки бездействуют, и мы, как бы ни сосредоточивали свой взгляд на затемненном предмете, не увидим формы и цвета его.

Так как мы смотрим сразу двумя глазами, это позволяет нам не только объять взглядом большое поле зрения, но и охватить предмет с различных сторон, расценивать расстояния до него. Наш мозг накладывает изображения предметов от обоих глаз одно на другое, они сливаются, становятся выпуклыми, как в стереокино, приобретают объем и глубину.

Разглядывая окружающие предметы, человек ко всему прочему различает их окраску. По мнению ученых, это достигается с помощью трех видов колбочек, которые по-разному реагируют на раздражение световыми волнами различной длины. При возбуждении одних колбочек у человека возникает ощущение красного цвета, вторых - зеленого, а при возбуждении колбочек третьего вида человек воспринимает синий цвет.

Конечно, обычно происходит раздражение сразу всех колбочек, но сила такого раздражения бывает различной, и человек воспринимает тот цвет, колбочки какого вида сильнее раздражаются. Кстати, это предположение впервые высказал еще Ломоносов. Он открыл, что любой цвет можно получить из смеси трех цветов - красного, желтого и голубого, и на этом основании сделал неправильный вывод, что белый свет является смесью трех цветов. Однако из этой неправильности родилась правильная трехкомпонентная теория зрения.

Теперь-то мы знаем, что белый луч - смесь лучей семи цветов, а свет для глаза бывает трех сортов потому, что в нем имеются три специализированных приемника. Впрочем, эта специализация оказалась не очень строгой. И уже в XIX веке великому немецкому ученому Гельмгольцу удалось доказать, что приемники своих цветов проявляют некоторую чувствительность и к другим лучам. Когда все колбочки раздражаются с одинаковой силой, человек видит белый цвет.

У некоторых людей колбочки того или иного вида поражены или частично изменены и по этой причине они неспособны воспринимать красный, зеленый или синий цвета. Все предметы таким людям представляются в неправильном цвете. Слепые на красный цвет вынуждены довольствоваться миром холодных сине-зеленых красок. Впервые на это явление обратил внимание в 1794 году английский ученый Джон Дальтон, страдавший подобного рода слепотой^*.

^* (По имени ученого явление названо дальтонизмом. Им выражают особенность зрения, которая заключается в неспособности различать некоторые цвета, большей частью красный и зеленый.)

Встречаются иногда и такие люди, которые вообще не различают цветов, как, кстати сказать, не различают их многие виды даже очень высокоорганизованных животных. Таким животным все представляется в черно-белом цвете, т. е. так, как нам представляются кадры нецветной кинокартины.

Всем сложнейшим биохимическим превращениям в "палочках" и "колбочках" мы обязаны первым биологическим молекулам, у которых в процессе эволюции, шедшей на Земле миллиарды лет, развилась чувствительность к свету, лучистой энергии, воспринимаемой глазом и делающей окружающий мир доступным зрению, видимым. И пусть мы не видим лучей Рентгена, гамма-лучей и волн радио, которые тоже сродни свету, разница лишь в длине волн, пусть наш глаз воспринимает лишь световые волны ничтожного диапазона: от 390 до 780 миллимикрон, это не особенно удручает нас.

Есть у нашего глаза и другие недостатки, а вернее, особенности. Он, например, преломляет зеленые и фиолетовые лучи гораздо сильнее, чем красные. Если бы, скажем, фотоаппарат или бинокль накладывал на изображение такие радужные полосы и пятна, которые откладываются на сетчатке нашего глаза, мы бы их забраковали. Зная это, оптики придумали специальные ахроматические объективы, в которых линзы подобраны в определенной комбинации, позволяющей избавиться от такой хроматической аберрации. У человека нет подбора таких линз. Их ему заменяет мозг. Возникающие в приемных устройствах глаза нервные импульсы проходят через своеобразный фильтр, и там изображение очищается от "наслоений", вызванных оптическим несовершенством глаза, и мы видим предметы такими, какие они есть на самом деле.

Так как прозрачность хрусталика неоднородна (по причине волокнистого строения), мы видим световые точки, например, звезды или далекие огни в ночи, лучистыми.

Однако все недостатки глаза с лихвой перекрываются его достоинствами. Да и почти все недостатки эти человек научился устранять. Например, стоит нам воспользоваться предложенным еще Леонардо да Винчи способом посмотреть на звезду сквозь картонку с маленьким, сделанным иглой отверстием, что позволяет световому лучу пройти сквозь центральную часть хрусталика и не подвергнуться воздействию его лучистой структуры, и на нашей сетчатке звезда Отразится как светлая точка.

Ученые полагают, что больше 80 процентов всех сведений о внешнем мире человек получает с помощью зрения. Глаза позволяют нам видеть свет, краски, форму предметов. С их помощью мы без особого труда определяем не только величину и объем предметов, но и их взаимное расположение и расстояние между ними.

Глаза называют зеркалом ума. Они больше других органов чувств служат разуму, питают его информацией об окружающих человека предметах, они способны проникать в "невидимую суть видимых вещей".