Текст книги "Красота и мозг. Биологические аспекты эстетики"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 24 страниц)

Относительная независимость воспринимаемой светлоты поверхности от силы освещения. – Прим. ред.

Рис. 4. Нейронный механизм иллюзии Германна на белой решетке, выявляющийся при записи ответов нейрона с оn-центром в первичной зрительной коре кошки. Вверху слева показаны различные положения рецептивного поля относительно решетки (сама решетка изображена внизу). Соответствующие этим положениям импульсные разряды нейрона представлены справа. Строки 1, 3 и 5 – это показания фотоэлемента: горизонтальная линия смещается вверх в периоды подачи светового стимула в виде решетки. Строки 2, 4 и 6– записи импульсов (вертикальные штрихи), возникающих в ответ на стимуляцию. В строке 2 частота импульсов меньше, чем в строках 4 и 6. Чтобы понять, чем объясняется такая разница в электрической реакции, нужно сравнить воздействие стимула на возбуждающий центр рецептивного поля (+) и на его тормозящую периферию (-) во всех трех случаях. Когда центр попадает в место пересечения полос, нейрон возбуждается слабее, так как свет при этом сильнее (со всех четырех сторон!) воздействует на тормозящий краевой участок поля. Потому-то и кажется, будто в местах пересечения белых полос они чуть-чуть темнее, чем на других участках.

На рис. 4 показаны последствия такой организации в применении к отдельному нейрону с оп-центром.

Рис. 5. Иллюзия Крей-ка-Корнсвита и лежащие в ее основе реакции нейронов первичной зрительной коры кошки. У каждого нейрона удлиненное, двусторонне симметричное рецептивное поле. Вклады, его возбуждающих (+) и тормозящих (—) участков в итоговую активность клетки взаимно уравновешиваются. Поэтому на стимул откликаются только те нейроны, рецептивные поля которых попадают на границу между областями различной освещенности. Два диска, изображенные в середине (слева и справа) совершенно одинаковы по величине и светлоте, но левый кажется и больше, и светлее правого. Это различие, видимо, должно определяться разным направлением перепадов светлоты на их границах. Если это верно, то при создании противоположно направленных изменений светлоты на противолежащих сторонах диска эффект контраста должен уменьшиться. Так оно в действительности и происходит (см. фигуру внизу).

Теперь нам нужно будет рассмотреть функциональную организацию коры больших полушарий, где рецептивные поля зрительных нейронов устроены по-иному [27, 28]. Вместо концентрической структуры им свойственна здесь двусторонняя симметрия с различной ориентацией оси. При изучении отдельных небольших участков корковой ткани выясняется, что клетки с одинаково направленными осями рецептивных полей образуют «колонки», перпендикулярные к поверхности коры. При переходе от колонки к колонке ориентация осей постепенно меняется. На расстоянии около 800 мкм вдоль поверхности цикл этих изменений приводит снова к повторению первоначальной ориентации, но само рецептивное поле теперь уже сдвинуто немного в сторону от своего прежнего положения на сетчатке. Возбуждающие и тормозящие участки рецептивного поля корковой клетки уравновешивают друг друга, и в результате такая клетка не реагирует на равномерное освещение всего рецептивного поля. Возбудить ее могут только полосы (светлые или темные) или же контрастные границы, надлежащим образом направленные и размещенные. Существует много различных подгрупп таких клеток, и у каждой подгруппы своя предпочитаемая ориентация линейного стимула, на которую клетки энергично откликаются.

Вопрос о том, какого рода информацию кодируют эти корковые нейроны, остается неразрешенным. Как бы то ни было, кажется очевидным, что клетки с такими свойствами подготавливают мозг к восприятию контрастов и к анализу форм. Некоторые случаи возникновения контраста между смежными участками показаны на рис. 5: диск выглядит более светлым или более темным в зависимости от того, в каком направлении изменяется светлота на его границе. Те афферентные ' нейроны, концентрические рецептивные поля которых целиком укладываются в равномерно освещенные области сетчатки, реагируют в обоих случаях совершенно одинаково. Те корковые клетки, ориентированные рецептивные поля которых оказались на этих же участках, не откликаются вообще никак. Но если ориентированное поле попадает на линию раздела, то соответствующий корковый нейрон реагирует так, как показано на рис. 5. Таким образом, можно предположить, что контраст воспринимаемой светлоты всего диска обусловлен экстраполяцией на всю его площадь эффекта, создаваемого краевыми нейронами. Если это так, то создание на противоположных краях диска противоположно направленных перепадов светлоты должно было бы ограничить видимый контраст одной половиной диска. Так оно в действительности и происходит – это показано на рис. 5 внизу.

Эффект контраста на рис. 5 – это пример сотрудничества между пространственно разделенными нейронами, способствующего восприятию формы и различия светлоты двумерных участков. Такого же рода сотрудничество при восприятии одномерных структур впервые продемонстрировали физиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визел в 1977 г. [27], Они воспользовались биохимическим методом, позволяющим измерять интенсивность метаболизма нейронов. В своих экспериментах они в течение нескольких минут предъявляли обезьянам вертикальные полосы. В последующем нейроанатомическом исследовании обнаруживалось, что в нейронных колонках, активируемых вертикальными полосами, метаболизм избирательно усиливался. Поскольку в коре мозга эти колонки пространственно разделены, восприятию непрерывной прямой линии соответствует в мозгу возбуждение пространственно разделенных нейронных колонок с одинаковой ориентацией рецептивных полей.

Еще более высокой степени организации приходится ожидать от механизмов, ответственных за появление «иллюзорных контуров» [30]. Это явление (рис. 3 и 4) состоит в том, что фрагменты плоских геометрических фигур вызывают у всех испытуемых одни и те же воспроизводимые иллюзии-восприятие треугольников, прямоугольных полос и т. п. У отдельного нейрона из первичной зрительной зоны коры (обозначаемой V1) предъявление фрагментарной полосы никаких откликов не вызывает. А вот клетки из области V2, откликающиеся на реальные черные и белые полосы, нередко активируются и предъявлением неполных полос (рис. 6) [31, 32].

Это показывает, что зрительная система устроена так, чтобы создавать видимый мир наиболее экономно, перерабатывая как можно меньше элементов стимула.

Рис. 6. Ответы нейронов во второй зрительной зоне мозговой коры обезьяны на предъявление реальной и иллюзорной светлой полосы. Справа-точечные записи (развертки) активности нейрона; каждая светлая точка соответствует разряду клетки, а каждая строка точек-одному циклу возвратно-поступательного движения стимула. Слева-сами стимулы. Овальные фигурки дают представление о форме и ориентации рецептивного поля (эти особенности поля выяснены в опытах с разнонаправленными светлыми полосками различной длины). Каждый стимул совершает возвратно-поступательное движение поперек рецептивного поля; амплитуда этого движения 2 градуса, а период 0,5 с. Первая (верхняя) запись показывает, как нейрон отвечает на предъявление реальной непрерывной полосы. Вторая запись – это реакции на иллюзорную полосу; на самом деле сплошной полосы нет, а вместо этого одновременно движутся две противолежащие полосовидные выемки в черных полях. Из третьей записи видно, что после отсечения обеих выемок из светлого промежутка нейронные ответы резко ослабевают; такое отсечение устраняет иллюзию непрерывности белой полосы (два рисунка внизу).

Любопытно отметить также, что механизмы, ответственные за возникновение зрительных иллюзий, могут дать ключ к пониманию функциональной организации зрительной системы. Иллюзорные явления обычно скрыты в привычной фактуре нашего видимого окружения, которую они же сами и порождают. Действуя как механизмы подчеркивания контуров и контрастного оттенения, они играют важную роль в живописи и графике [29]. Иллюзии и эффекты контраста широко использовались также «оп-артом»– «оптическим искусством» (рис. 7) [33].

Рис. 7. Две зебры, воспринимаемые по их кажущимся контурам: эти контуры не прорисованы и возникают примерно так же, как на чертеже из параллельных линий (см. рис. 3, внизу). (Из Vasarely [33].)

Сказанное вовсе не означает, что в корковой области V2 переработка зрительной информации завершается. Сетчатка несколько раз последовательно представлена в корковых областях VI, V2, V3 и т. д. Функции этих областей неодинаковы. Несколько упрощая, можно сказать, что сведения о форме перерабатываются в колончатых модулях облстей VI и V2, о пространственной глубине-в области V3, о цвете-в V4, а о перемещениях в поле зрения-в V5 [34). Все это как будто означает, что разнокачественные особенности видимого оцениваются нейронными совокупностями, расположенными в разных участках коры. Приходится предположить, что для создания полной зрительной картины необходимо самое широкое межнейронное взаимодействие. Это обстоятельство, возможно, поможет нам разобраться в множестве причудливых нарушений зрительного восприятия, возникающих после небольших локальных повреждений мозга. Узнав побольше о свойствах этих межнейронных взаимодействий, мы, может статься, откроем даже причины некоторых эстетических предпочтений.

В высших перерабатывающих областях мозга обнаружены зрительные нейроны, особо чувствительные к стимулам, сходным с человеческим лицом или какими-то его частями [35, 36]. Ответы этих нейронов не зависят ни от расположения «лицевого раздражителя», ни от его размеров, ориентации или цвета. Выходит как будто бы, что нейроны этого класса не в состоянии выделить определенное лицо в определенном пространственном положении. Но задача эта очень важна. Поэтому приходится предположить, что различные особенности одного и того же лица кодируются и перерабатываются различными, пространственно разобщенными нейронными ансамблями. Их деятельность создает сложную и широко разветвленную картину возбуждения, к которой «лицевые нейроны» если что и добавляют, то разве только ярлык – «лицо». Иными словами, застывшего и неизменного представления видимых объектов зрительная система, вероятно, не создает. Более правдоподобно то, что видимое окружение бывает представлено в мозгу динамичной картиной активности множества разбросанных по мозгу нейронов. Важно также заметить, что эти нейроны находятся не только в мозговой коре: в работу вовлекаются и клетки более глубоких отделов мозга-базальных ганглиев, таламуса и др.

Все сказанное приводит нас к предположению, что среди внешних стимулов есть предпочитаемые-те, чьи свойства наиболее «удобны» для обработки внутренними механизмами зрительной системы. Быть может, именно такие стимулы образуют в совокупности то, что получает положительную эстетическую оценку. В связи с этой мыслью вспоминается утверждение Канта: мы находим форму прекрасной, если она облегчает восприятие [37]. Возможно, что таким способом зрительная система просто поощряет простое решение задачи. Тут много общего с тем, как мы воспринимаем речь: ясное изложение сложного предмета импонирует нам больше, чем запутанный очерк, даже когда он более содержателен.

Если такое на первый взгляд упрощенное истолкование зрительной оценки прекрасного верно, то почему тогда эстетические установки могут быть разными в различных культурах и даже просто у разных людей? Да потому, надо думать, что мозг пластичен. Нам известно, например, что нейронные сети мозговой коры не определяются всецело наследственностью. Чтобы они окончательно сложились, нужен опыт видения, приобретаемый в раннем периоде жизни. Правда, это не позволяет объяснить непрерывное видоизменение наших эстетических оценок на протяжении всей жизни. Как бы то ни было, пластичность, т. е. обучаемость, остается одной из важнейших особенностей центральной нервной системы. Кроме того, в мозгу есть места, где способность к обучению, видимо, сохраняется особенно долго. Это зоны полимодальной конвергенции, т. е. участки, куда сходятся пути от разных органов чувств. Вот эти-то мозговые области с их полимодальными нейронами и ответственны, скорее всего, за приобретение новых знаний. Именно неугасимая способность этих нейронных структур к обучению и лежит, по всей видимости, в основе межличностных, внутрикультурных и межкультурных различий в эстетических суждениях (см. гл. 2). А эстетический консерватизм пожилых людей можно было бы объяснить физиологически предопределенным возрастным снижением обучаемости.

Предполагая, что способность воспринимать красоту подвержена физиологическим ограничениям, мы сталкиваемся еще и с проблемой биологической роли этой способности. В связи с этим можно думать, что «прекрасное» выполняет функцию биологического вознаграждения. В самом деле, мы всегда отдаем предпочтение вознаграждающим раздражителям. Прекрасное в состоянии вознаградить сразу и ум, и чувство-эти два аспекта психики тесно сцеплены. И опять-таки эта мысль уже была высказана тем же Кантом [37]. Эмоциональное состояние человека, повидимому, сильно зависит от активности корковых областей, образующих так называемую лимбическую систему. Эта часть мозга лежит ниже неокортекса и окружает мозговой ствол; в филогенетическом отношении это примитивное корковое образование. Между частями лимбической и зрительной систем существуют связи; поэтому вполне возможно, что лимбические структуры влияют и на эстетические суждения.

В заключение можно отметить следующее. Функциональная организация зрительной системы такова, что зримое окружение отображается мозгом в виде динамичных комплексов (паттернов) нейронной активности. Такое отображение воплощает наши представления о действительности, позволяющие успешно взаимодействовать с физическим миром. То, что видится нам красивым или приятным – это, возможно, такие совокупности зрительных стимулов, которые лучше всего соответствуют способам обработки информации в центральной нервной системе. Эти способы до известной степени предопределены наследственно, однако богатство и разнообразие зрительного опыта вместе с продолжающимися процессами научения делают эстетические предпочтения подверженными перемене. Такая пластичность и есть вероятная причина того, что любая застывшая эстетическая теория будет неудовлетворительной. Вряд ли можно ожидать, что более полное постижение законов внутренней переработки зрительной информации поможет делу. Сложность приложения этих законов столь велика, что предсказуемости эстетических оценок не добиться, по-видимому, никогда.

ЛИТЕРАТУРА И ПРИМЕЧАНИЯ

1. Eigen М., Schuster P. (1979). The hypercycle. Springer, Berlin.

2. Murdoch 1. (1980). Structure in the novel. In: Medawar P., Shelley J. (eds.) Structures in science and art. Excerpta Medica. Amsterdam, pp. 95-103.

189 3. Fechner G. Т. (1860). Elemente der Psychophysik. Breitkopf und Hartel, Leipzig.

4. Much E. (1914). The analysis of sensation and the relation of the psychical to the psychical. The Open Court, Chicago. Translation of: Die Analyse der Empfindun-gen-und das Verhaitnis des Physischen zum Psychischen, 6th edn. G. Fischer, Je-na.

5. Stevens S.S. (1961). The psychophysics of sensory functions. In: W.C. Rosenblith

(ed.). Sensory Communication. MIT Press, Cambridge, pp. I-33. 6, Hering E. (1874). Grundriss einer Theorie des Farbensinnes. Sber. Akad. Wiss. Wien, mathnat. К I III 70: 169–204.

7. Leonardo da Vinci (1651). Trattato della Pittura di Leonardo da Vinci. Scritta da RaefFaelle du Fresne. Langlois, Paris.

8. Homer W.I. (1964). Seurat and the science of painting. MIT Press, Cambridge,

9. Kohler W. (1938). The place of value in a world of facts. Liveright, New York.

10. Kohler W. (1969). The task ofGestalt psychology. Princeton University Press, Princeton.

11. Koffka K. (1930). Psychologie der optischen Wahrnehmung. In: Bethe A., Bergmann G. V., Embden G., Ellinger A. (eds.). Handbuch der normalen und pathologischen physiologic, vol. 12, Springer, Berlin, pp. 1215–1271.

12. Wertheimer M.C. (1923). Untersuchungen zur Lehre von der Gestalt. Psychol. Forschung, 4: 176.

13. Geschwind N. (1974). Selected papers on language and the brain. D. Reidel, Dor-trecht.

14. Hecaen H., Albert M.L. (1978). Human neuropsychology. John Wiley and Sons, New York.

15. Luria A.R. (1973). The working brain. Basic Books, New York. 16. Lessen N.A., Ingvar D. H. (1972). Radioisotopic assessment of regional blood flow. Progr. Nucl. Med., 1: 346–409.

17. Mazziotta J. С… Phelps M. E., Garson R. E., Kuhl D. E. (1982). Tomographic mapping of human cerebral matabolism: Auditory stimulation. Neurology. 32: 921–937.

18. Roland P.E. (1985). Cortical organization of voluntary behavior in man. Human Neurobiol., 4: 155–167.

19. Brown W. S., Lehman D. (1979). Verb and noun meanings of homophone words activate different cortical generators: A topographic study of evoked potential fields. Exp. Brain Res. Suppi., 2: 159–168.

20. Jung R. (1974). Neuropsychologie und Neurophysiologie des Kontur-und Formse-hens in Zeichung und Malerei. In: Wieck H. H. (ed.). Psychopathologie musischer Gestaltungen. Schattauer, Stuttgart, pp. 30–88.

21. Sabadel (1980). L'homme qui ne savait plus parler. Nouvelle Editions Baudiniere.

22. Creutzfeldt 0. D. (1983). Cortex cerebri. Springer, Berlin.

23. Edelman G. M., Mountcastle V. B. (1978). The mindful brain. MIT Press. Cambridge.

24. Kuffler S. W. (1953). Discharge patterns and functional organization of mammalian retina. J. Neurophysiol., 14: 37–69.

25. Baumgartner G. (1961). Die Reactionen des zentralen visuellen System der Katze im simultanen Helligkeitskontrast. In: Jung R., Kornhuber H. H. (eds.). Neurophysio-logie und Psychophysik des visuellen Systems. Springer, Berlin, pp. 296–313.

26. Grusser O.-J. (1978). Visual function of the inferotemporal cortex. In: Scindler S., GilorW.K. (eds.). Informatik-Fachberichte, vol. 16. Springer, Berlin, pp. 234–273.

27. Hubel D. N., Wiesel T. N. (1977). Functional architecture of macaque monkey visual cortex. Proc. Roy. Soc. B, 198: 1-59.

28. Hubel D.H., Wiesel T.N., Stryker M.P. (1977). Orientation columns in macaque monkey visual cortex demonstrated by the 2-desoxyglucose autoradiographic technique. Nature, 269:328–330.

29. Jung R. (1974). Neuropsychologie und Neurophysiologie des Kontur-und Formen-sehens in Zeichung und Malerei. In: Wieck H. H. (ed.) Psychopathologie musischer Gestaltungen. F. K. Schatauer, Stuttgart, pp. 27–88.

190

30. Kanisza G. (1979). Organization in vision. Praeger, New York.

31. Peterhans E., Von der Heydt R., Baumgartner G. (1986). Neuronal responses to illusory contour reveal stages of visual cortical processing. In: Pettigrew J. D., Sanderson K..J., Lewick W.R. (eds.). Visual neurosciences. Cambridge University Press, Cambridge, pp. 343–351.

32. Von der Heydt R., Peterhans E., Baumgartner G. (1984). Illusory contours and cortical neuron responses. Science, 224: 1260–1262.

33. Vasarely V. (1969). Vasarely. Editions Du Griffon, Neuchatel.

34. Zeki S. (1983). The distribution of wavelength and orientation selective cells in different areas of monkey visual cortex. Proc. Roy. Soc. B, 217: 449–470.

35. Gross C.G. (1973). Visual functions of inferotemporal cortex. In: Jung R. (ed.). Handbook of sensory physiology, vol. VII, part. 3В, Springer, Berlin, pp. 451–482.

36. Perret D. /., Smith P. A. J., Potter D. D.. Mistlin A. J., Head A. S.. MUner A. 0.. Jea-ves M.A. (1984). Neurons responsive to faces in the temporal cortex: Studies of functional organization, sensitivity to identity and relation to perception. Human Neuro-biol., 3: 197–208.

37. Kant 1. (1799). Kritik der Urteilskraft. 3rd edn., part I, Kritik der asthetischen Ur-teilskraft, paragr.

15. Berlin. Глава 8 Обратим взгляд на искусство ^ И. Ренчлер, Т. Селла, Л. Маффеи^

С течением времени отношение к эстетике и взгляды на нее менялись, подчас довольно быстро. В качестве примера рассмотрим представления ученого Германа фон Гельмгольца и художника Василия Кандинского о взаимоотношениях изобразительного искусства и музыки. Предвосхищая разработки новейших школ, Гельмгольц [1] утверждал, что изобразительное искусство и музыка в корне различны, поскольку задача живописца-копировать, отображать или истолковывать видимую природу; музыка же, напротив, не имеет своим источником соответствующую

«слышимую природу», а всецело проистекает из творческой души композитора. Такое же понимание музыки высказывал и Кандинский в своей книге «О духовном в искусстве» (1912) [2], однако он заявил, что художник, не находящий удовлетворения в простом копировании, стремится применить в живописи приемы музыки. Он замечал в современной ему живописи тягу к ритму, к математически четким построениям, к повторению цветовых пятен, а в результате – к приданию цвету динамичности.

Более радикальной оказалась эстетика «супрематизма», созданная русским художником Казимиром Малевичем [3] всего несколько лет спустя. Он писал:

«Прикладные изделия современной техники, которые создаются на основе хитроумного противопоставления одной естественной силы другой, не несут в себе ни малейшего следа

«художественного» подражания формам природы; это новые произведения человеческой культуры.

Созданное художником-реалистом воспроизводит природу как она есть и представляет ее в виде соразмерного органического целого. В таком воспроизведении природы невозможно усмотреть никакого элемента творчества, поскольку элемент творчества можно найти не в неизменном синтезе природы как таковой, а в изменчивом воссоздании ее интерпретаций.

Когда художник творит, а не подражает, он самовыражается. Его произведения – не отражение природы, а новые явления действительности, ничуть не менее значимые, нежели явления самой природы.

' Посвящается Пьеро Дорацио.

' Ingo Rentschler, Inst. Med. Psychol., Munchen, BRD; Terry Caelli, Dept. of Psycho)., Queen's University. Kingston, Ontario, Canada; Lamberto MafTei, Istituto di Neurofisiol del Consiglio Naz. delle Ricerche, Pisa, Italia.

Глава 8. Обратим взгляд на искусство

Таким образом, изобретательный инженер, художник-творец и профессиональный «копиист» осуществляют три возможные формы созидательной деятельности. Творческое действо проявляется в работе как изобретателя, так и самобытного художника, имитатор же, будучи лишь воссоздателем, обслуживает уже существующее. Основой такого различия в деятельности служит, на мой взгляд, тот факт, что представления об окружающих нас вещах, основанные на информации от органов чувств, могут формироваться при участии разных мозговых центров и поэтому часто оказываются несходными между собой».

Особенно интересны два положения, выдвинутые Малевичем. Во-первых, творческое начало в искусстве представлялось ему вытекающим из переменчивого характера представления природы художником и не зависящим от различий между природой и душой. Во-вторых, он утверждал, что различное представление природы порождается активацией различных форм мозговой деятельности. Таким образом, воззрения Кандинского и Малевича были, очевидно, разделены эпохальным рубежом в развитии эпистемологии. Идеи Кандинского еще соответствовали кантовскому разделению чувствования и постижения, т. е. способности души подвергаться воздействию вещей самих по себе и способности ее действовать на основе чувствования [4]. По Кандинскому «предметно-изобразительное» искусство выражает чувствование, а

«неизобразительное» – постижение. В более позднее время восприятие понималось, по сути дела, как интерпретация предметного мира в понятиях уже накопленных мозгом знаний. Это привело Грегори [5] к представлению о том, что сознание «складывается из гипотез восприятия и понимания», причем «наша действительность формируется из личных перцептивных гипотез и всеобщих концептуальных гипотез». Это уже новая эпистемология, и если рассмотреть в ее контексте эстетику Малевича, то создается впечатление, что творческий элемент в искусстве, согласно Малевичу, связан с созданием новых форм действительности, а не с различием между произведениями искусства и физическими предметами. Ниже мы попытаемся показать, что эту примечательную идею подтверждают недавно полученные данные о функциях и кодирующих свойствах воспринимающего мозга, и в особенности зрительной системы человека.

Восприятие как конструкт сознания

Чтобы глубже вникнуть в изучаемый предмет, необходимо лучше разобраться в природе восприятия. И тут важнее всего отметить, что современные теории подчеркивают активную природу восприятия, которое связано с поиском наилучшей интерпретации сигналов, приходящих по афферентным нервным путям [5]. Это возрождение кантовской концепции восприятия произошло сравнительно недавно. В XIX веке Гельмгольц хотя и признавал наличие бессознательной коррекции нашего видения физических объектов, но все же подчеркивал сходство глаза с фотокамерой. Такое представление о пассивной и неискаженной передаче физических стимулов было типично для эмпирического подхода к проблеме восприятия. Считалось, что структура воспринимаемых объектов отображается сознанием в степени, определяемой предшествующим опытом. С этим взглядом согласовывалось и представление о том, что восприятия складываются в результате суммации ощущений и идей, а идеи – это отпечатки прошлых ощущений. Такой «атомизм восприятия», видимо, подкрепляется и успехами атомистической концепции в физике и химии [6].

Совершенно иного взгляда придерживался Иммануил Кант [7]. Он утверждал, что физический мир доставляет лишь материал для ощущений, а сознание активно организует этот материал в пространстве и во времени и создает понятия для интерпретации опыта. Взгляды Канта повлияли на Гете и его теорию цвета («Farbenlehre»), в основу которой он положил идею о том, что глаз– активный агент, а не пассивный приемник. Однако на другие психологические теории учение Канта почти не повлияло, за исключением «гештальтпсихологии», которая выросла в конце девятнадцатого века из трудов Христиана Эренфельса [8]. Согласно Эренфельсу, восприятие формы подчиняет себе восприятия отдельных элементов, составляющих целое. Такие авторы, как Макс Вертгеймер, Вольфганг Кё-лер и Курт Коффка предполагали даже, что сама природа элементов восприятия определяется организацией целого [9].

При последующем изучении процессов восприятия идеи гештальтпсихологии не получили дальнейшего развития-в основном потому, что этой теории не удалось подойти к количественной оценке отношений между фигурой и фоном и таких свойств фигуры, как «хорошая форма» и

«замкнутость». В отличие от этого психофизика, созданная еще в прошлом веке физиком Густавом Фехнером [10], измеряла главным образом пороги чувствительности как гипотетические элементы восприятия. В таком же духе нейрофизиологи склонны сейчас рассматривать рецептивные поля как врожденные и неизменяемые «шаблоны», которые служат для выделения в сложном стимуле свойств, определяющих его распознавание.

Психологи же все больше осознавали роль, которую играет в восприятии активное изменение поступающих извне сигналов. Существуют, например, проявления избирательного внимания: наглядное представление о них дает «эффект вечеринки», когда в комнате, гудящей от множества голосов, мы в состоянии прислушиваться к голосу какого-то отдельного человека. Другие широко известные примеры этого-неоднозначные изображения [11], такие как утка-кролик Ястрова или куб Неккера (рис. 1). Общее для таких изображений то, что воспринимается либо один, либо другой объект, но не оба одновременно. Нарисованное животное (А) – это или утка, или кролик, а куб-ящик, видимый либо сверху, либо снизу.

И все-таки более основательно представление об активной природе восприятия развивалось в технических дисциплинах. Еще Аристотель учил, что мир состоит из вещей, наделенных одновременно многими свойствами, и употреблял термин «сущность» для обозначения тех свойств, без которых объект перестал бы быть самим собой и, что не менее важно, принадлежать к определенной категории. Категория, таким образом, определяется своей сущностью [12]. На языке техники связи задача отнесения объекта к определенной категории или классу есть, по сути дела, задача распознавания образа. Поэтому нетрудно понять, что восприятие отождествимо с распознаванием образов.

Ватанабэ [13], детально обсуждая принципы, лежащие в основе распознавания образов, иллюстрировал это замечанием Витгенштейна о двояком значении глагола «видеть»: можно видеть картинку и видеть изображенного на ней кролика. В первом случае речь идет о физической реальности, а во втором-об объекте восприятия. Это заставило Ватанабэ считать «видение одного из многих» или «одного из двух», как в примере с уткой-кроликом, важным отличительным признаком распознавания образов.

Можно лучше понять видение как процесс классификации, если рассмотреть, как распознавание образов осуществляется автоматами [13].

Рис. 2. Узнавание птиц как уток, гусей и лебедей. Томас Кун проиллюстрировал здесь принципы распознавания образов на примере обучения детей узнаванию водоплавающих птиц. (Перепечатано с разрешения автора [16].)

А. Как только одна из птиц появляется, отец может не только сказать своему маленькому сыну. что это за птица. Он может также помочь ребенку, указав на то, что у уток шея короткая и изогнутая, у гусей-более длинная и относительно прямая, а у лебедей шея еще длиннее, однако менее прямая.

Б. В конце концов ребенок может научиться относить каждую увиденную им водоплавающую птицу к определенной группе по признакам длины и кривизны шеи. Такое символическое представление позволяет решать задачу распознавания объектов (образов), если приводит к выделению групп (классов), внутри которых различия меньше, чем различия между представителями разных групп. Оно начинается с исследования большого числа переменных, например ряда элементов картины («pixels»), определяемых растром, который используется для ее воспроизведения. Этот процесс заканчивается двоичным вобором – система решает, принадлежит или нет предъявленный объект к определенному классу. В отличие от требований к пассивной передаче изображения при распознавании необходимо уменьшить количество информации. Обычно это достигается путем поиска символического представления, общего для объектов данного класса. Таким образом, первоначальная картина с множеством переменных заменяется гораздо меньшим набором паттернов или признаков, которые, во-первых, проще первоначальных и, во-вторых, ассоциируются с ними [14].