Чувства животных и человека

Глава 18 Зрение днем

Среди посетителей смотровой галереи на самом верху Эмпайр Стейт Билдинг мы видели недавно двух юношей, которые спорили между собой о марках и моделях автомашин, проезжавших внизу по улице, по дну городского каньона. Отличить мужчину от женщины среди прохожих, находящихся на глубине 400 метров, — это уже хороший показатель остроты зрения. А различение мелких деталей конструкции автомобиля, на которых основывались мнения юношей, — это предел зрительных способностей человека.

Самым маленьким предметом, который большинство людей видит с расстояния в 400 метров, будет мускусная дыня, а яблоко или мышь окажутся невидимыми. Но ястреб, преследующий голубя на высоте смотровой галереи, заметит на тротуаре внизу даже десятицентовую монету, не говоря уж о мыши, в которой он несомненно увидит свою добычу. Когда ястреб максимально напрягает зрение, он исследует поверхность земли как бы с помощью восьмикратной линзы.

Необыкновенная острота зрения у многих птиц уже давно известна человеку. Во времена соколиной охоты было принято возить на луке седла клетку с маленькой птичкой, вроде сорокопута. Обученный сокол часто поднимался так высоко, что человеческий глаз не мог различить его на фоне голубого неба. В этих случаях по поведению пленного сорокопута сокольничий мог определить, где находится его птица. Инстинктивно опасаясь сокола, маленькая птичка поднимала голову и держала ее таким образом, чтобы не выпускать его из поля зрения.

Мы тоже поворачиваем голову и заставляем глаза двигаться, чтобы поместить изображение интересующего нас предмета на маленькую область сетчатки глаза, где наше зрение является наиболее четким. Люди могут по одним лишь чертам лица узнать друг друга на расстоянии семи метров только потому, что каждый из них перемещает изображение лица другого в эту наиболее чувствительную область глаза и анализирует здесь — к примеру, в 283 отдельных участках — эту мельчайшую картину (менее 0,5 миллиметра в поперечнике). Те же самые бесконечно малые участки светочувствительной области глаза управляют автоматическим рефлексом, при помощи которого мы так четко фокусируем на сетчатке изображение, регулируя мышечный контроль над хрусталиком.

Для того чтобы сделать какие-то выводы из столь тонкого анализа зрительных объектов, сигналы, идущие из этой особой анализирующей области глаза, обрабатываются определенной зоной мозга, которая по площади раз в 800 превышает чувствительную область глаза, — своеобразной вычислительной машиной, определяющей значение новых зрительных впечатлений путем сопоставления их с прежним опытом. У человека зрительная зона коры головного мозга делится на две приблизительно равные части, одна из которых следит за центральным полем сетчатки глаза, а другая ведет общее наблюдение за окружающим миром при помощи остальной части глаза, которая велика по размеру, но дает менее четкие изображения.

Мы до такой степени полагаемся на прошлый опыт, что иногда склонны видеть то, чего ожидаем; часто мы не замечаем явных особенностей, которые могли бы удивить нас. Обследуя все, что находится в поле зрения, наш взгляд быстро перескакивает с одного крошечного участка на другой, а промежутки между ними заполняет наш мозг, используя при этом содержимое памяти. Несколько темных пятен, расположенных в известном нам порядке, воспринимаются как изображение целой кошки, вполне определенной, — может быть, той, которая принадлежит соседу по улице. Мы дополняем отсутствующие части теневой надписи, вряд ли сознавая, что художник нарисовал только 50 % контура каждой буквы. Мы легко можем узнать узоры на фарфоровом блюде, найти достаточно оснований, чтобы считать его первосортным, оценить его размер — чайное это блюдо или обеденное; но мы не замечаем щербинку на ободке, пока пальцы не заставят мозг насторожиться. Только тогда глаза обнаруживают брак.

Те детали, которые интересны или важны для мозга, обычно представляют собой лишь ничтожную часть наших зрительных ощущений. Кроме того, каждый вид животных разительно отличается от всех остальных тем, какое значение он придает специфическим зрительным ощущениям. Так, перед человеком возникает проблема: установить, какие особенности внешней среды, попадающие в поле зрения животных, фактически управляют их поведением. Для зарянки это особый оттенок красного цвета, соответствующий окраске грудного оперения самца в брачный период. При виде этого цвета самец зарянки бросается в атаку, защищая определенный участок территории. По-видимому, никакие другие зрительные сигналы, приходящие одновременно с этим, для него не имеют значения. Безразлично, окрашена ли в этот цвет грудка самки, за которой можно было бы поухаживать, или пучок шерсти, надетый на прутик, — самец зарянки должен прогнать его или уничтожить. Подобным же образом пурпурные ласточки независимо от пола будут преследовать модель самолета с бензиновым моторчиком, у которой темно-пурпурный фюзеляж и диагональные полосы на крыльях; но они не обратят внимания на модели других цветов.

Можно было бы ожидать, что великое множество видимых деталей, открывающихся чайке или канюку, который патрулирует определенный кусок неба, помешают им быть внимательными к чему-нибудь еще. Однако отдаленная точка в небе — птица-соседка — не менее важна для них, чем ландшафт побережья или морской пейзаж внизу. Если кто-нибудь из соседей снизится, патрулирующие поблизости птицы займут освободившийся участок неба и начнут разыскивать исчезнувшего соседа. Проявив некоторую настойчивость, они могут присоединиться внизу к обеду, который он отыскал.

Стремясь изучить отличия, благодаря которым птицы одного вида могут узнавать друг друга, орнитологи детально исследовали коллективное поведение домашних птиц. Если «подчиненная» птица нападает на «высокопоставленную» при твердо установленном на птичьем дворе порядке клевания, то это значит, что произошла социальная ошибка. Видимо, «высокопоставленную» птицу больше нельзя узнать. Чаще всего это происходит после появления каких-либо изменений на голове (особенно изменений гребня) и шейке той птицы, которая обладает привилегиями в очередности клевания. Домашние птицы фактически способны различать даже отдельные общественные группы. Они побегут к членам своей стаи, даже если их разделяет расстояние в 40 метров. При таком удалении курица в боковом поле зрения кажется объектом того же размера, что и пшеничное зерно, видимое с одного метра — наибольшего расстояния, на котором курица распознает в зерне пищу и бежит к нему.

Довольно трудно показать, насколько важны для птиц характерные детали самого зерна. В пасмурный день цыплята обычно не обращают внимания на зерна. Они не замечают их и в комнате с рассеянным освещением, когда зерна не отбрасывают тени. Но даже глядя обоими глазами, птицы будут по многу раз клевать на полу окрашенные под цвет зерен пятнышки, если сбоку от каждого изображения зерна нарисована черная тень. Видимо, она является тем характерным признаком, по которому птица оценивает размер, форму и расстояние до зерна. Может быть, как раз из-за отсутствия тени многие птицы бездеятельны в пасмурную погоду.

Значительную часть таких реакций на характерные детали зрительных объектов птицы и многие другие животные приобретают по наследству. Птенец, который только что вылупился из яйца, не обратит внимания на пролетающую над ним утку, но с явным страхом будет реагировать на появление ястреба. Очертания ястреба и утки во время полета не так уж отличаются друг от друга. Когда эти птицы планируют, их вытянутые крылья очень сходны по форме. Длинной шее утки соответствует длинный хвост ястреба, а короткому утиному хвосту — короткая ястребиная голова. Разница в том, что направлено вперед — длинный выступ или короткий. Представление об этом является у птенца врожденным. Если черный картонный силуэт парящей птицы двигать над птичьим двором по горизонтальной проволоке длинным выступом вперед, птенцы спокойны — это всего лишь утка. Но если длинный выступ оказывается позади — они бросаются врассыпную и прячутся: это ястреб!

Вылупившиеся в темноте птенцы, которых еще ни разу не кормили, быстро реагируют на кусочки любого твердого материала размером со съедобное зерно. Они попытаются клевать ясно различимый шарик, лежащий за прозрачной стеклянной пластинкой, явно отдавая ему предпочтение перед плоским диском или угловатой трехмерной пирамидой такого же размера в соседнем окошке. Совершенно очевидно, что подобное предпочтение носит врожденный характер. Это заставляет нас задуматься над тем, насколько хорошо умеют различать предметы новорожденные дети.

Исследовать младенцев труднее: они, по-видимому, утомляются и начинают дремать. Однако некоторые малыши, над которыми производились наблюдения в Университете «Вестерн резерв» в первые две недели их жизни, рассматривали предъявляемые им попарно круглые картинки, затрачивая на это разное количество времени. Диски с грубыми набросками человеческого лица привлекали гораздо больше внимания, чем равные им по размеру диски, где в беспорядке были нарисованы те же самые изображения глаз, бровей, носа и рта, или сероватые или цветные диски. Уже в этом возрасте — и не исключено, что по врожденной способности, — младенцы обращали внимание на те черты, по которым взрослые узнают друг друга и определяют настроение человека. Мы могли бы рассматривать это как первые проблески ощущения своей социальной принадлежности. По-видимому, оно быстро развивается по мере того, как глаз ребенка регистрирует все более мелкие детали. Для того чтобы опознать предмет, месячному ребенку требуются в 60 раз более крупные признаки, чем взрослому. Однако полугодовалый малыш воспринимает уже более мелкие предметы и способен различать детали всего лишь в пять раз крупнее, чем самые маленькие, которые может увидеть взрослый.

Зрение играет важную роль как в умении детей опознать своих родителей, так и в способности родителей опознать собственных детей. В самом деле, только что вылупившийся утенок прочно привязывается к первому движущемуся предмету, который он увидит после появления на свет. Это может быть мама-утка, или чучело, которое тянут на веревочке, или человек, или даже медленно движущийся мотоцикл. Что бы это ни было, у утенка создается прочная пожизненная привязанность к увиденному предмету, и он отвергает любую замену, какой бы естественной она ни была. Точно так же, если собака-мать, или корова, или крыса не имели возможности как следует разглядеть своего отпрыска, они возьмут под опеку любого приемыша, даже если он принадлежит к совершенно другому виду.

Ранние зрительные впечатления обычно оказывают значительное влияние на дальнейшее поведение животных. По-видимому, первые три дня жизни являются решающими для мигрирующей саранчи Среднего Востока и Африки. Каждое отдельное насекомое, которое после появления из яйца не встречает других представителей своего вида, начинает отдавать предпочтение одиночеству и тени и обычно избегает общества своих сородичей. Напротив, саранча, которая появилась на свет в условиях скученности, проводит всю жизнь в компании товарищей. Она хорошо переносит солнечный зной и быстро приобретает привычки огромными стаями перемещаться в поисках пищи, уничтожая посевы человека. Хочется знать, отдавал ли бы Торо^[28] столь решительное предпочтение собственному обществу, если бы он появился на свет в современном родильном доме и провел первые дни в комнате с кондиционированным воздухом, лежа в одной из близко сдвинутых в ряд детских кроваток. И не превращается ли человеческий род в расу кочующих прыгунов из-за той тесноты, с которой мы сталкиваемся в самом раннем возрасте?

По всей вероятности, зрение связывает нас с нашими собратьями гораздо больше, чем мы предполагаем. Марсель Марсо и другие профессиональные мимы всю жизнь постоянно совершенствуют свое искусство — уменье говорить без слов с любой аудиторией независимо от ее возраста и национальной принадлежности. Очень может быть, что универсальный язык циркового клоуна старше любого произносимого слова.

Легкие движения и быстрые взгляды нередко помогают близким товарищам понимать друг друга. Эти информативные действия, на которые зачастую не обращают внимания, иногда как бы перекидывают мостик через естественные барьеры между различными видами живых существ. При внимательной проверке обнаруживается, что все те лошади и собаки, которым в народе приписывают способность считать и складывать по буквам слова, реагируют на незначительные особенности в поведении хозяев. Многому ли может научиться лошадь или собака у каких-нибудь других животных при подобном внимании к малейшим движениям? Наш врач утверждает, что собаки поддерживают связь посредством зрения и что собака пациента безбоязненно входит в комнату врача только в том случае, если хозяин завяжет глаза своему спаниелю-спрингеру, сидящему перед камином у его ног.

Значит ли это, что чужая собака воспринимает сигналы, которые исходят от глаз собаки врача, или же спаниель, если не завязать ему глаза, будет реагировать на приход собаки посетителя какими-то легкими телодвижениями, которые замечает вновь прибывший?

Мы, как и любой другой вид животных с глазами, используем зрение во многом для того, чтобы распознать предполагаемую пищу. Однако, как указывал философ восемнадцатого столетия Давид Юм, «ни чувства, ни разум ничего не могут сообщить нам о тех качествах, которые делают что-либо пригодным для питания и поддержки человеческого организма». Что же именно в пище, которую мы никогда не пробовали, подсказывает нам, что ее можно съесть без всякого вреда? Исходя из каких признаков даже неопытная щурка, птица-пчелоед ловит насекомое с черно-желтыми поперечными полосками на брюшке и с силой клюет его, так чтобы сразу разрушить все жалящие механизмы, а затем уже использует это насекомое в пищу? Исходя из каких зрительных ощущений жаба узнает, достаточно ли мало насекомое, чтобы служить добычей, или же оно такого размера, что нужно включить механизмы оборонительного поведения?

Весьма специфические зрительные сигналы связаны с ухаживанием, так как только животные с достаточно хорошим зрением ухаживают за своими самками. Однако, число признаков, которые нужно опознавать, должно быть невелико. Иначе как мог бы цветок орхидеи ввести в заблуждение самца паразитической мушки, разыскивающего самку своего вида? Видимо, некоторые орхидеи обладают как раз этими решающими признаками, которые заставляют насекомых осуществлять ложное спаривание с цветком, опыляя его при этом.

Сравнивая, какую роль играет зрение у человека и у других представителей животного царства, можно было бы ожидать значительной разницы между видимым миром человека и других позвоночных животных, с одной стороны, и видимым миром насекомых и ракообразных — с другой. Наши глаза, подобно глазам осьминогов, каракатиц и кальмаров, достаточно мягкие. Поэтому для безопасности они углублены в тело; в них есть всего лишь по одному хрусталику, который обслуживает все светочувствительные клетки. Если бы фотоаппарат уже не был изобретен, почти все принципы его устройства можно было бы вывести из строения глаза этого типа. Однако животные с глазами по типу фотокамеры составляют меньше 6 % всех обитателей животного царства. Огромное же большинство — более 77 % — это насекомые и ракообразные со сложными глазами, как у пчелы. Сложный глаз состоит из выпуклой твердой наружной поверхности; приблизительно на каждую дюжину его светочувствительных клеток приходится по одному хрусталику. Каким же видят мир глаза насекомого?

На голове пчелы длиной всего лишь в 18 миллиметров расположена пара выпуклых сложных глаз, каждый из которых состоит примерно из четырех тысяч слегка сужающихся к одному концу цилиндрических элементов, которые соединены вместе, как семена в шаровидном платановом орехе. Каждый такой элемент, обладающий своим хрусталиком, должен информировать насекомое о любых изменениях в количестве света, приходящего от какого-либо одного маленького участка общего поля зрения. Такого рода глаз очень чувствителен к движению, когда светлые и темные участки в поле зрения воздействуют один за другим на радиально расходящиеся элементы.

Самое лучшее зрение пчелы значительно слабее нашего наихудшего. Чтобы пчела смогла увидеть какой-нибудь предмет, он должен быть относительно большим — в сто раз больше такого, который может разглядеть человек. А если предмет находится на периферии поля зрения пчелы, его размеры должны быть в шесть тысяч раз больше. Это кажется почти невероятным, если вспомнить, какие маленькие цветы могут находить пчелы. Однако парадокс легко объясним. Пчела не может увидеть отдельного цветка, пока не приблизится к нему вплотную. Большую роль здесь играет угол зрения. Поскольку наши глаза без помощи сильной линзы не могут отчетливо рассмотреть предметы, находящиеся на очень близком расстоянии, то мы обычно не замечаем того, что глаза животных увеличивают предметы и хорошо видят их с расстояния в 25 миллиметров и меньше.

Даже если мы знаем, каким образом насекомые видят отдельные цветы, то остается неясным, как же пчелы находят цветущие растения. Это происходит благодаря их способности замечать движение. Мы сами часто улавливаем движущийся предмет «краешком глаза». Если это неподвижный воробей или насекомое, то они слишком малы, чтобы рассмотреть их на краю поля зрения. Когда они двигаются, их изображение начинает перемещаться с одного участка светочувствительной ретины на другой, и наши глаза сообщают о наличии «чего-то», не устанавливая точно, чего именно. Мы поворачиваемся, чтобы взглянуть прямо, и получаем в 60 раз более подробное изображение этого объекта.

Подобным же образом, если в поле зрения пчелы что-то движется, ее крошечный мозг получает сообщение о движении. Неважно, покачивается ли это на ветру цветок или над ним пролетает пчела. Если изображение цветка перемещается с соответствующей скоростью от одной части сложного глаза к другой, то поступает сообщение о движении. Пчела спускается вниз, чтобы рассмотреть предмет с более близкого расстояния.

Яблоню в полном цвету, окруженную зеленой травой или сорняками, пчела может увидеть еще издали. Белый цвет дерева хорошо контрастирует с окружающим фоном. С более близкого расстояния насекомое способно различать, что цветы собраны в соцветия с зелеными или темными участками между ними. Если цветущие ветви колышет ветер, то они привлекают пчел гораздо сильнее, чем деревья, защищенные от ветра зданиями. На колеблющихся ветвях будет больше насекомых: колыхания белых пятен в поле зрения пчел служат для них как бы сигналом к спуску.

Конечно, сами по себе сложные глаза пчелы не более эффективны, чем нервная система, с которой они связаны. Именно взаимодействие мозга и глаз обеспечивает летящему насекомому особую чувствительность к движению. К тому же оно дает насекомому способность определять скорость своего полета относительно земли, приобрести которую человек стремился с тех самых пор, когда была создана авиация. Но пока люди не научились при помощи электронных схем имитировать нервную систему, которая обслуживает сложный глаз, они не могли практически применить этот принцип. Сейчас инженеры разработали для авиации индикатор путевой скорости, копирующий работу глаза насекомого. Один его элемент располагается в передней части самолета, второй в хвосте и оба обращены к земле. Электронная схема измеряет время, в течение которого темный или светлый участок поверхности земли перемещается от одного ограниченного поля зрения до другого. Эта информация автоматически соотносится с высотой самолета над местностью, и затем производится индикация вычисленной скорости в километрах за час в переводе на перемещение по карте.

Совершенно очевидно, что насекомые пользуются своими сложными глазами точно таким же образом. Если встречный ветер относит их назад с той же скоростью, с какой они могут лететь, или даже с большей, то они снижаются и пережидают, пока ветер утихнет. Пилот небольшого самолета, летящего со скоростью 140 километров в час при скорости встречного ветра 140 километров в час, с таким же успехом мог бы приземлиться, поскольку фактически он неподвижно стоит над местностью. Он только тратит бензин, рассекая ветер. Однако, пока ученые не создали индикатора путевой скорости, имитирующего сложный глаз, пилоту нечем было руководствоваться, кроме воздушной скорости, говорящей ему, сколько километров в час проходит его самолет по отношению к воздуху, обтекающему концы его крыльев. Для управления полетом гораздо важнее знать, как движется самолет по отношению к земле.

По-видимому, любое движение является весьма существенным для зрения. Пчела добивается этого движения во время своего полета над землей. Хищник терпеливо ждет, пока его будущая жертва не начнет двигаться и не обнаружит своего местопребывания.

Мы сами создаем такое движение посредством скачкообразных перемещений своего взгляда благодаря тому, что мышцы, контролирующие работу наших глаз, постоянно сокращаются и расслабляются, наши глазные яблоки все время слегка подрагивают, смещаясь вверх, вниз или в стороны. Если прикрепить к ним особые контактные линзы, которые при любом движении глаз делают поле зрения неподвижным, то получим совершенно удивительные результаты. Яркая цветная картинка поблекнет и превратится в однообразное коричнево-серое изображение. Только благодаря незначительному подрагиванию глазного яблока, в результате которого происходит перемещение зрительного изображения на светочувствительных клетках, глаза так и не адаптируются полностью к падающему на них свету, какой бы ни была интенсивность освещения. Не будь этого, они перестали бы посылать сигналы мозгу. Мы очень выигрываем от того, что не можем поддерживать неподвижное состояние глаз.

По-видимому, большинству животных не присущи эти очень незначительные скачкообразные движения глаз. Если в поле зрения лягушки нет движущегося предмета, глаза ее не посылают мозгу существенной информации. Должно быть, зрительный мир лягушки обычно так же пуст, как чистая классная доска. Однако любое двигающееся или «охорашивающееся» насекомое обязательно выделяется на фоне этой пустоты, будто оно нарисованное.

Для обнаружения пищи амфибиям настолько необходимо движение, что до 1960 года любое такое животное в неволе предпочитало голодать, если ему не давали живых активных насекомых и червей или не кормили из рук кусочками мяса, медленно помахивая ими перед самыми глазами земноводного. В 1960 году коннектикутские психологи Вальтер и Франсис Касс изобрели нечто вроде аттракциона «дрессированные жабы» в виде вращающейся платформы с электроприводом, на край которой клали кусочки рубленого мяса. Жабы быстро научились стоять у края этой Lazy Susan^[29] и хватать разложенные на ней кусочки фарша. Некоторые жабы забирались даже на саму платформу и продолжали различать на ее фоне кусочки мяса, хотя и вращались теперь вместе с ней. Возможно, пища не исчезала из поля зрения животных, потому что они совершали всем телом легкие непроизвольные движения, которые являются реакцией жабы на любое продолжительное перемещение всего поля зрения. Даже этих легких движений достаточно, чтобы кусочки фарша остались в поле зрения жабы.

Богатство нашего зрительного мира пропадает только тогда, когда его картины слишком быстро проносятся у нас перед глазами. Пожалуй, мы можем воспринять как отдельные зрительные образы не больше десяти изображений в секунду. Даже при такой скорости следующие одна за другой картинки должны быть приблизительно похожи, чтобы восприятие их не смазывалось. Если мы проецируем на домашний киноэкран 16 изображений в секунду, то воспринимаем их как слитное непрерывное действие; в то же время мы едва ли заметим 32 коротких затемнения экрана в секунду. Однако при 16 затемнениях или при более медленной скорости смены отдельных кадров мигание на экране становится раздражающим. Мы можем также заметить колебания яркости ламп накаливания, питающихся переменным током с частотой 25 герц, который до самого последнего времени вырабатывался гидроэлектростанциями Ниагарского каскада. При частоте переменного тока 50 или 60 герц свет ламп кажется нам совершенно ровным. Точно так же мы никогда не видим быстро двигающейся точки от электронного луча на экране телевизора; вместо этого у нас создается иллюзия цельной картины. И если мы не сидим слишком близко к телевизору, то все параллельные линии, по которым последовательно пробегает эта точка, сливаются для нас в единое изображение.

В этом смысле мы очень отличаемся от многих животных со сложными глазами. Муха или пчела может различить источники постоянного света и света, мерцающего более 200 раз в секунду. Очевидно, эти существа компенсируют свою слабую способность различать отдельные пространственные детали необыкновенным свойством воспринимать изменения видимого мира во времени. Можно не сомневаться, что уменье различать отдельные изображения, следующие с большой скоростью, является весьма важным при полетах животных, перемещающихся на небольшой высоте среди всякого рода препятствий со скоростью 8–16 километров в час.

Как ни странно, мы доскональнее изучили, что существенно для глаз и мозга насекомого, видящего определенные картины, чем собственные приемы распознавания букв алфавита. Пчел можно приучить к тому, чтобы они прилетали за капельками сладкой воды, налитой на горизонтальные пластинки из тонкого стекла, которые положены на большие модели кругов, треугольников и прямоугольников. Если кормление производилось каждый раз на черном диске, пчелы не будут обращать внимания на пустые квадраты, знаки «X» или даже черные кольца того же диаметра, что и диск. Однако они не смогут отличить друг от друга черный диск, черный треугольник и черный квадрат разного диаметра, если все эти фигуры будут иметь одинаковый периметр. Пчелы будут путать знак «X» и контур треугольника, если у этих фигур граница между черным и белым насчитывает одинаковое число сантиметров.

Насекомое не распознает форму как таковую, однако оно может ассоциировать пищу с примерным периметром фигуры. Именно этим признаком отличается цветок с тремя лепестками от пятилепесткового цветка того же диаметра. Вот почему пчелы могут по нескольку раз посещать отдельные виды цветущих растений, а затем перестают прилетать к тем из них, с которых начинают опадать лепестки.

Осьминог или сухопутная черепаха гораздо лучше различают крупные объекты, чем любое животное со сложными глазами. Но до сих пор никому не удалось узнать, как эти животные оценивают то, что видят. Возможно, их метод можно было бы улучшить и применить при создании новых чудес электронной техники. Если бы только техническое устройство могло просматривать карточки в картотеке или титульные страницы книг и узнавать в латинском «А» ту же самую букву, что и «А», напечатанное курсивом, рукописное «а» или строчное «а», то такая машина могла бы заниматься ведением картотек и поиском документов в архивах. Некоторые люди неодобрительно относятся к успехам подобных попыток. Они опасаются, что инженеры, стремясь «расширить» и подменить человеческие чувства, создадут столь совершенное устройство, что оно заменит человека. Другие не видят в этом опасности и надеются на реальный прогресс. Они хотят знать, как человек распознает образы — простые на вид, как буквы алфавита, или сложные формы китайских иероглифов. Что нужно для постройки машины, которая сможет выполнять обязанности библиотекаря?

В природных условиях лишь такие большие животные, как слон, сильные, как пантера, такие мгновенно реагирующие, как скунс, или хитрые, как ворона, могут позволить себе роскошь иметь заметную внешность. Остальные животные находятся в безопасности или могут быть уверены в том, что пообедают, только когда хищник их не видит. Как правило, у хищников, к несчастью для их жертв, великолепные глаза, а мозг приспособлен к использованию зрительных сигналов. Чтобы скрыться от хищника, не убегая от него, необходимы и смелость — нужно стоять совершенно неподвижно, — и маскировка, иначе такое бездействие не увенчается успехом.

Мы можем легко обнаруживать замаскировавшихся животных во многом благодаря особенностям нашего зрения. Одной из них является способность человека замечать границу между двумя серыми поверхностями, разница между которыми в количестве отражаемого света составляет всего лишь один процент. В диапазоне между белым и черным цветом мы различаем примерно пятьсот оттенков серого. А пчела обнаружит границу между оттенками серого, если они отличаются друг от друга по количеству отражаемого света на 25 процентов. Вследствие этого ее глаза различают лишь около дюжины серых цветов да еще белый и черный. В зрительном диапазоне маленькой фруктовой мушки Drosophila, которую так широко используют при изучении наследственности, насчитывается всего три оттенка серого цвета.

С этим неумением распознавать оттенки серого цвета связана реакция насекомых на темноту. Насекомое, которое активно лишь в дневное время, при резком падении освещенности до одной сотой уровня солнечного света считает, что наступила ночь. По-видимому, оно сразу же располагается поспать; это знают смельчаки, которые ловили поднимающегося с цветка шмеля, сложив чашечкой ладони вокруг жужжащего насекомого. Попробуйте сделать это! Не тревожьтесь, если пленник угрожающе жужжит, ползая по внутренней поверхности ваших ладоней. Внезапная темнота побеждает его беспокойство, и он утихает удивительно быстро. Чтобы пробудить шмеля от сна, нужно подержать его под лучами солнца. В полумраке солнечного затмения почти все дневные насекомые засыпают.

Даже если насекомое в течение часа свыкается с темнотой помещения, его сложные глаза смогут видеть лишь при освещенности, составляющей тысячную долю от максимальной. Мы же вполне обходимся одной миллиардной. По этой причине, не говоря уже о других, дневные насекомые не просыпаются вместе с птицами, а спокойно остаются на своих местах, пока Солнце не поднимется над горизонтом и не наполнит светом затененные места.

Обычно мы мало задумываемся над тем, какие бывают оттенки серого цвета. Юнко и шалашница — серые. Мальтийская кошка, кора бука и сланец — тоже серые. Но, с другой стороны, серый цвет не обычен для природных объектов. Большинство предметов, которые мы видим, либо голубые, как небо или шпорник, либо зеленые, как хлорофилл, или желтые, как канарейка или одуванчик, или оранжевые, или красные. Серые тона, на которые реагируют наши глаза, представляют собой смесь почти бесконечного множества цветов. Мир предстает перед нами таким, каким его воспринимает большинство животных, только когда мы видим эти цвета превращенными в серый цвет на черно-белой фотографии или на экране телевизора. В остальное время цветное зрение служит нам дополнительным средством для раскрытия маскировки и распознавания значимых контрастов зримого мира.

Несмотря на общепринятое мнение, красная тряпка не является чем-то особенно притягательным для быка. Животное возбуждается при виде чего-то колеблющегося. Белый лоскут или накидка видны ему гораздо лучше, а значит и действуют на него сильнее, потому что бык не может различать цвета. Этой способности лишены также коровы и лошади, собаки и кошки, свиньи и овцы. Никого из них нельзя обучить за соответствующее вознаграждение подходить к цветному квадрату любого тона, если расположить его наугад среди серых квадратов различного оттенка — от белого до черного. Среди всех млекопитающих только человек и некоторые приматы наслаждаются роскошью цветного зрения.

Точные детали механизма цветного зрения остаются одной из самых сокровенных тайн природы. Например, ощущение желтого цвета с таким же успехом возникает при попеременном освещении глаза красными и зелеными вспышками, как и при раздражении его желтой частью спектра. Точно так же белый цвет — это такая интерпретация ощущений в мозгу, которая может быть получена и другими способами, помимо самого распространенного — создания смеси волн различной длины с подходящей интенсивностью, соответствующей их интенсивности в солнечном свете.

Дневные птицы и большинство рептилий различают цвета. При тщательном исследовании это свойство было обнаружено также у всех рыб. Лягушки и саламандры, по-видимому, различать цвета не способны. Уверенность в том, что лягушка-бык схватит крючок на конце лески, если к нему привязать кусочек красной фланели, — такое же заблуждение, как с быком и красной тряпкой^[30].

Пчелы обладают удивительной способностью отличать какой бы то ни было цвет от любого оттенка серого. Это же относится к кальмарам и целому ряду ракообразных. Но нельзя сказать, что они видят цвета так же, как мы. Что касается пчел, то дело обстоит далеко не так.

Различение цветов животными отчасти определяется шириной воспринимаемого ими спектра. Несколько лет назад английский энтомолог X. Эльтрингем осуществил один из наиболее впечатляющих опытов на насекомых. Он поймал несколько бабочек, известных под названием черепаховок, в узоре крыльев которых преобладает красный цвет, и нанес на их сложные глаза слой прозрачного красного лака, тем самым как бы снабдив их безвредными красными очками. Затем он отпустил их на свободу и заметил, что бабочки летают так же хорошо, как и прежде. Очевидно, черепаховка способна видеть в красном свете, так как лишь он один способен проходить сквозь красный фильтр. Когда то же самое попытались проделать с белыми бабочками, известными под названием «большие капустницы», они летали бесцельно и их реакции напоминали реакции слепых насекомых. Эти наблюдения вполне согласуются с поведением обоих видов бабочек, поскольку черепаховка посещает обычно красные цветы, а большая капустница делает это редко. По-видимому, она воспринимает их лишь как черные пятна.

Наше зрение также имеет свои пределы, и мозг неспособен расширить диапазон цветов, которые мы видим в радуге. Граница наших возможностей на фиолетовом конце спектра определяется фильтрующим действием желтоватого хрусталика, который поглощает ультрафиолет. С годами наш хрусталик становится желтее и отфильтровывает соответственно больше фиолетовых лучей. Старые художники почти не отдают себе в этом отчета, но в их картинах редко встречаются настоящие фиолетовые тона.

Нас особенно интересуют ультрафиолетовые лучи, потому что для пчелы это наиболее активная часть солнечного света и наиболее характерный цвет, отличающийся от фиолетово-голубого, голубовато-зеленого и зеленовато-желтого. Различные объекты, отражающие ультрафиолетовые лучи, кажутся насекомым гораздо ярче тех, которые не отражают этих лучей. Нам не удается уловить эту разницу, но для изучения зрительного мира насекомых в этой части спектра мы можем использовать в качестве вспомогательного средства фотопленку или телевизионную камеру, чувствительные к ультрафиолету. Большинство предметов, отражающих видимый для нас свет, отражает и ультрафиолетовые лучи. Однако бывают и сюрпризы. Например, обыкновенная желтая маргаритка поглощает ультрафиолетовые лучи; исключение составляют кончики лепестков, которые интенсивно их отражают. В итоге насекомые воспринимают цветок в виде венчика ярких ультрафиолетовых пятен, окружающих конусообразный центр цветка, где их ожидают нектар и пыльца.

Столь же необычно выглядят в ультрафиолетовом свете некоторые насекомые. И самец, и самка мотылька сатурния луна кажутся нам пастельно-зелеными. Однако в ультрафиолетовом свете она выглядит как блондинка, а он как брюнет. Эту разницу должны замечать мотыльки, когда они видят друг друга при свете дня. Луна, в честь которой названы эти мотыльки, почти не отражает на землю ультрафиолетовых лучей. Не встречают их также и животные озер, рек или океанов, плавающие на глубине 2–3 сантиметров или более, потому что верхние слои воды почти целиком превращают эти лучи в тепло.

Сравнительно немногие животные проводят дневные часы, путешествуя у поверхности воды. Глаза некоторых из них особым образом приспособлены к тому, чтоб видеть и в воде, и в воздухе. Особой приметой черного жука-вертячки, который крутится и носится стрелой на поверхности прудов и озер, являются разделенные пополам сложные глаза. Одна половина глаза вертячки находится под водой, другая смотрит в воздух. Четырехглазые рыбы, живущие в реках Центральной и Южной Америки, точно так же приспособлены для зрения и в воздушном, и в водном царстве. Каждый глаз состоит из двух зрачков, и рыба плавает у поверхности воды, глядя одним зрачком в воздух, а другим — в воду. Таким образом, она бывает в курсе всех событий, происходящих вокруг нее. Оба зрачка обслуживаются одним хрусталиком, а пропорции глаза скорректированы таким образом, чтобы рыба могла ясно видеть через оба зрачка одновременно.

Рыбы обычно видят весьма причудливым образом. Сквозь толщу воды они различают предметы на дне. Прямо над собой (и во все стороны от вертикали до максимального угла в 48,8°) они смотрят как бы через окошко, ограниченное горизонтом. Это происходит в результате преломления света, входящего в воду. За пределами этого окошка находится отраженное изображение дна, а хорошее это изображение или плохое — зависит от того, насколько сильно ветер рябит поверхность воды. Любая рыба так привыкла к этому странному видению мира, что не упускает из виду ни одной детали: червяка на крючке, привязанном к концу лески; зимородка, парящего прямо над головой; улитку, ползущую по дну. Все важно.

Пока зимородок не нырнет в воду, гоняясь за гольяном, он изучает обстановку одним глазом — монокулярно. Какой бы глаз при этом ни использовался, он фокусирует изображение объектов при помощи комбинированного светопреломляющего действия хрусталика и искривленной роговой оболочки глаза, покрытой слезной жидкостью. Пока что птица действует так же, как мы. Но когда зимородок ныряет, в воде его роговица, подобно нашей, перестает фокусировать световые лучи. Под водой мы оказываемся беспомощно дальнозоркими, если не надеваем подводные очки или маску для защиты роговой оболочки глаз, которую в воздухе увлажняет слезная жидкость. У зимородка нет таких приспособлений. Вместо этого глаза у него скошены и он может направлять взгляд прямого впереди клюва, разыскивая рыбу с помощью бинокулярного зрения. Глаза зимородка обладают подходящими пропорциями для подводного видения в этом направлении, и при известной ловкости и удаче намеченная жертва оказывается в поле его зрения.

Лишь несколько удивительных животных, таких, как тюлень и морская змея, подобно зимородку, приспособлены для того, чтобы видеть и в воздухе, и в воде. Зрение большинства живых существ ограничено так же, как наше. И у рыб, и у пингвинов, которые охотятся за рыбой, зрачки обладают таким сильным фокусирующим действием, что им не нужна помощь роговицы, чтобы видеть во время плавания. Но когда пингвин оказывается на суше, то дополнительное фокусирующее действие роговицы делает его трогательно близоруким. Ему трудно отличить лежащий у его ног камень от яйца.

Быть может, самым важным заключением, к которому мы приходим, оглядываясь вокруг при свете дня, является то, что специфическая комбинация ограничений и специализаций нашего зрения предоставляет нам почти безграничные возможности. Конечно, мы не обладаем перископическим зрением кролика или вальдшнепа, у которых глаза находятся по обе стороны головы и почти не создают бинокулярного поля зрения. Но оба наши глаза обращены вперед, и мы можем использовать их одновременно, рассматривая предметы в своих руках. Это способствовало развитию ловкости наших рук, изобретению инструментов и всему прогрессу цивилизации.

Сегодня среди наших приборов есть много таких, которые помогают нам значительно расширить диапазон зрительных способностей по сравнению с любыми другими животными. С помощью телескопов мы исследуем дальние уголки Вселенной, микроскопы приближают к нам совершенно незнакомый микромир. Даже мысленно трудно возвратиться к тем временам, когда мы меньше знали о жизни. В стремлении открыть новые горизонты мы изменили сам воспринимаемый нами мир и создали новую среду для человечества.