Вступительная статья.
Теория непосредственного восприятия (экологический подход).
Любая традиционная теория восприятия исходит из того, что контакт человека с объектами внешнего мира опосредствован светом, иными словами, что свет является проксимальным стимулом для восприятия объекта. Воздействие света на орган зрения вызывает психические состояния, называемые ощущениями. Человеку ничего, кроме того, что имеется в ощущениях, не дано; ощущения – это единственное звено, связующее человека с внешним миром. В ощущениях, однако, многое из того, что есть в объекте, теряется (например, объемность объекта, его третье измерение), а в образе восприятия все утраченное восстанавливается. Значит ощущения должны подвергнуться последующей обработке. Никто до Гибсона не сомневался в необходимости такой обработки. Гибсон отвергает саму идею необходимости обработки сенсорной информации, поскольку не считает, что восприятие основано на ощущениях. В его концептуальном аппарате не находится места и для такого понятия, как “стимул”. Он убежден, что неоправданный перенос этого понятия из физиологии, где оно вполне уместно, в психологию нанес непоправимый вред развитию психологической теории.
Заменяя проксимальный стимул объемлющим световым строем, свет – информацией, содержащейся в объемлющем строе, пространство – компоновкой поверхностей и т.д., Гибсон разрабатывает совершенно новую систему понятий – концептуальную схему экологической оптики.
Восприятие – активный процесс, осуществляемый иерархически организованной перцептивной системой. Системой Гибсон называет совокупность подвижных и согласованных между друг с другом анатомических органов, такую, например, как “глаз – голова – тело”, приспособленную для извлечения информации об окружающем мире из светового потока.
Первое и, вероятно, главное отличие нового экологического подхода заключается в признании, что субъекту в акте восприятия противостоит не физический мир, каким его описывают физики, а экологический мир. Для Гибсона понятие “окружающий мир” является дополнительным к понятию “животное”.
Иерархический аспект организации экологического мира Гибсон передает с помощью понятия “встроенность”. Мелкие элементы окружающего мира встроены в более крупные и т.д.
Значимость окружающего мира по Гибсону следует из взаимодополнительности окружающего мира и животного. Возможности, которые предоставляет объект субъекту, являются неотъемлемыми атрибутами объекта в экологическом мире.
В процессе работы над экологической концепцией восприятия Гибсон отказался от понятия “стимул” в пользу понятия “информация”. По Гибсону информация никуда не передается, и ее никто не принимает. По существу, у Гибсона термин “информация” сам по себе не имеет смысла и обретает его только в таких выражениях, как “извлечение информации”, “информация для восприятия” и т.п.
Извлечение информации – суть восприятия.
“Информация для восприятия” содержится в свете.
Данная монография состоит из четырех частей. В первой описывается окружающий мир с экологической точки зрения. Вторая часть посвящена экологической оптике. Так называет Гибсон дисциплину, в которой света рассматривается как носитель информации об окружающем мире. Центральным понятием экологической оптики является “объемлющий световой строй”. Центральный тезис экологической оптики состоит в том, что любой экологической реальности окружающего мира в объемлющем световом строе соответствует какая-то оптическая реальность. В то же время не всякая физическая реальность находит свое отражение в объемлющем световом строе. Так, например, физическому понятию “пространство” в строе ничего не соответствует. Из этого Гибсон делает вывод, что пространство как таковое не воспринимается, и что пространство можно только мыслить.
Отличительной особенностью экологической оптики является ее динамизм. Рассмотрим, к примеру, постоянство воспринимаемых предметов при движении наблюдателя. Этот феномен столь же очевиден, сколь и непонятен, ибо постоянный предмет отображается на сетчатке во время своего движения в виде последовательного ряда изображений, каждое из которых в отдельности не позволяет судить об истинной форме предмета. Гибсон отмечает, что так же, как в этом последовательном ряде изменяющихся сетчаточных изображений есть нечто неизменное (динамический инвариант), так и в меняющемся световом объемлющем строе имеется некий инвариант, благодаря которому мы видимо объект постоянным. Постоянство можно передать только через изменение – подчеркивает Гибсон.
Важнейшей частью окружающего мира является сам наблюдатель. Существует так называемая зрительная кинестезия, т.е. возмущение оптической текстуры, несущее информацию о собственных движениях наблюдателя. Эти возмущения принципиально отличаются от тех возмущений оптической текстуры, которые называются перемещением объектов в окружающем мире, поэтому проблема стабильности видимого мира, бывшая камнем преткновения для многих поколений психологов, для Гибсона является псевдопроблемой – с введением понятия “зрительная кинестезия” эта проблема снимается.
По мнению Гибсона, понять принципы лежащие в основе зрительного восприятия, можно лишь в естественных условиях. Изображение постольку может репрезентировать другой объект, поскольку оно передает (симулирует) инварианты, задающие этот другой объект.
Введение
Органом восприятия принято считать глаз, связанный с мозгом. Я же собираюсь показать, что органом зрения является система, в состав которой входят глаз, голова и тело, способное передвигаться по земле. В этой системе мозг – всего лишь один из ее центральных органов.
Узловой вопрос заключается в следующем: складывается ли естественное зрение из единиц наподобие фотографических снимков или нет? Одно-единственное застывшее поле зрения несет скудную информацию о мире. Факты говорят о том, что на самом деле зрительное осознание действительности панорамно и сохраняется даже во время локомоторного акта, сколь бы длительным он ни был.
Часть 1
Окружающий мир, который нужно воспринимать.
Термин окружающий мир в этой книге будет употребляться только применительно к окружению животных – живых организмов с определенным поведением, наделенных способностью чувствовать. Окружение же тех организмов, которые лишены органов чувств и мышц (например, растений), не имеет отношения к изучению восприятия и поведения.
Каждое животное является в той или иной степени субъектом восприятия и поведения. Объектом их восприятия является окружающий мир и в нем же реализуется их поведение.
Размер и масса предметов, составляющих окружающий мир животных, сопоставимы с величиной и массой самих животных.
Элементы окружающего мира
Физическая реальность на любом уровне имеет определенную структуру. Более мелкие элементы содержатся в более крупных – “встроенность”. При любом масштабе можно обнаружить, что одни формы содержат в себе другие. Любой элемент встроен в более крупный. Предметы являются составными частями других предметов. Если мир рассматривать как среду обитания, то в нем не найти атомарных элементов. Вместо них вы найдете элементы соподчиненные друг другу.
Нас будет интересовать непосредственное восприятие, а не восприятие, опосредствованное микроскопами и телескопами, фотографиями и рисунками, и тем более не восприятие речи и письменных текстов. К этим более развитым формам чувственного познания мы обратимся в конце, в четвертой части книги.
Элементы земной поверхности
Основа земного окружения – земь – опорная поверхность, как правило, ровная и гладкая, располагающаяся перпендикулярно силе тяжести. Земь обладает собственной структурой, причем ее элементы встроены друг в друга. На любом участке земной поверхности встречаются, в общем-то, одни и те же элементы. Если двигаться, к примеру, в северном направлении, то не следует ожидать, что структурные элементы земной поверхности станут мельче или крупнее, они везде будут примерно одинаковыми и будут приблизительно равномерно распределены по поверхности земли.
Я буду говорить об изменениях, событиях и последовательностях событий, а не о времени как таковом. Течение абстрактного пустого времени лишено реальности для животного. Мы воспринимаем не время, а процессы, изменения, последовательности. Способность человека ориентироваться во времени с помощью часов, т.е. восприятие социального времени, представляет собой отдельную проблему.
Внутри любого события существуют другие события, подобно тому как внутри всякой формы – другие формы. Первичных элементов временной структуры не существует. События в окружающем мире могут описываться на разных уровнях. Длительность действий животных сравнима с длительностью событий в окружающем мире. Элементарных, атомарных реакций здесь тоже не существует.
Естественные элементы земного окружения и естественные элементы земных событий не следует смешивать с метрическими единицами пространства и времени. Последние произвольны и условны. Первые элементарны в одном смысле слова, а последние – совсем в ином. Отдельно взятое целое – совсем не то же самое, что единица измерения.
Компоновка. Англ. слово layout, которое мы переводим как компоновка, означает буквально – порядок, схема расположения чего-то, планировка.
Мы будем исходить из того, что компоновка окружающего мира неизменна в одних своих аспектах и изменчива в других в одно и то же время. Человек способен узнавать одну и ту же комнату в разные моменты времени лишь постольку, поскольку он может воспринимать перемены в ее обстановке. В основе неизменности лежит изменчивость.
Неизменность, конечно, относительна. Нет ничего, что было бы либо абсолютно неизменным, либо полностью изменчивым. Поэтому лучше говорить об устойчивости в процессе изменения. При любом преобразовании имеются варианты и инварианты, т.е. переменные и постоянные. Одни свойства сохраняются, другие – нет.
Устойчивость в окружающем мире.
Устойчивость геометрической компоновки окружающего мира в определенной мере зависит от того, из каких веществ он состоит, от жесткости этих веществ, т.е. от их способности сопротивляться деформациям. Говоря о постоянстве компоновки среды, мы имеем в виду прежде всего твердые вещества.
Когда твердое вещество начинает плавиться, мы говорим, что этот объект прекратил свое существование. В экологии это называется несохранением, разрушением объекта, тогда как в физике это называют просто изменением состояния. Оба эти утверждения верны, но в поведении животных и детей доминирует экологический принцип.
Если нечто сгорает, или расплавляется, или разбивается, то оно исчезает. Такое исчезновение напоминает оптическое размывание изображения или его рассеивание, подобно дыму.
Мир в некоторых своих аспектах неизменен, а в каких-то других изменчив, но никогда полностью не замирает в одной из крайностей и не превращается в хаос в другой.
Движение в окружающем мире
Движение предметов в окружающем мире представляет собой явление совершенно иного порядка, нежели движение тел в пространстве. События на Земле не обладают непрерывностью, они начинаются и прекращаются внезапно. Земной мир образуют в основном поверхности, а не тела в пространстве. Движение в окружающем мире лучше представлять себе в виде изменений структуры, а не как изменение положения точек, в виде изменений формы, а не координат; в виде изменений в компоновке, а не как движение в обычном смысле слова.
Животные и человек воспринимают окружающий их мир. Окружающий мир отличается от мира физического, т.е. от того мира, каким его описывают физики.
Наблюдатель и окружающий мир взаимно дополняют друг друга. В таком же отношении (взаимодополнительности) со своим общим окружающим миром находится и совокупность наблюдателей.
Компоненты окружающего мира и события в нем естественным образом распадаются на элементы. Эти элементы встроены друг в друга. Из не следует смешивать с метрическими единицами пространства и времени.
Окружающий мир устойчив в одних аспектах и изменчив в других. Уход в небытие и возвращение из небытия представляют собой наиболее радикальные изменения в окружающем мире.
В соответствии с воззрениями классической физики воспринимаем мы пространство и находящиеся в нем объекты. Земное окружение лучше описывать с помощью таких терминов, как среда, вещества, поверхности, которые их разделяют.
Любая граница между веществами, находящимися в каких-либо двух из трех возможных состояний (твердом, жидком и газообразном), образует поверхность. Пример – граница между грунтом и водой на дне озера, граница между водой и воздухом на поверхности этого озера, граница между сушей и воздухом. Последняя поверхность – земь. Земь представляет собой основу восприятия и поведения животных, обитающих на суше, как в прямом, так и в переносном смысле. Она является их опорной поверхностью.
Газ и воздух образуют среду передвижения для животных. (Воздух – бестелесен, вода тоже более или менее бестелесна, твердые тела способны проникать сквозь воздух и воду.) Другой особенностью газообразной и жидкой среды обычно является прозрачность; твердь либо поглощает, либо отражает свет. Однородная среда является необходимой предпосылкой для зрения. Свет мечется между поверхностями с громадной скоростью, достигая в конце концов некоторого устойчивого состояния. Свет частично поглощается веществами, из которых состоит окружающий мир. Эти потери должны непрерывно восполняться за счет источников света. Световой поток, возникающий в результате многократного хаотичного отражения, образует то, что мы называем освещением. Освещение “заполняет” собой среду. В любой точке имеется объемлющий свет, т.е. свет входящий в эту точку во всех направлениях.
Третьей особенностью воздуха и воды является способность передавать механические колебания, которые возникают как результат определенных физических событий. Четвертая особенность заключается в том, что в воздухе и воде химическая диффузия протекает гораздо быстрее, чем в земле. Среда дает возможность “обонять” летучие вещества. Обоняние - обнаружение вещества, удаленного на некоторое расстояние.
Следовательно, в среде содержится информация о летучих веществах, о колеблющихся и отражающих свет предметах. Получая и анализируя эту информацию, животное управляет своими движениями и направляет их.
Каждая точка среды является потенциальным пунктом наблюдения для любого наблюдателя, способного смотреть, слушать и обонять. Вместо геометрических точек и линий у нас есть, таким образом, пункты наблюдения и пути следования. Когда наблюдатель следует из одного пункта в другой, соответствующим образом изменяются оптическая, акустическая и химическая информация. В этом отношении любой потенциальный пункт наблюдения в среде уникален.
В воздухе содержится кислород и, следовательно, в среде возможно дыхание. Животное должно дышать везде и всегда. Следовательно, среда должна быть относительно постоянной и однородной.
В среде нет резких перепадов, нет четких границ между различными ее областями, иными словами, в среде нет поверхностей.
Последняя особенность среды. Среда обладает внутренней направленностью, т.е. у нее есть верх и низ. Гравитация имеет строго определенное направление – вниз. И на суше и под водой свет падает сверху вниз, с неба, а не наоборот. Таким образом, у среды есть абсолютная координатная ось – вертикальная. Т.о. еще одно различие между средой и пространством – в пространстве все три координатные оси независимы, и их можно выбирать произвольно.
Свойства атмосферы
1. Дает живым организмам возможность осуществлять газообмен, т.е. дышать.
2. Позволяет передвигаться.
3. Может быть заполнена светом, благодаря этому животные могут видеть.
4. Позволяет обнаруживать колебания и диффундирующие химические вещества.
5. Она однородна.
6. У нее есть абсолютная система отсчета – верх и низ.
Все эти возможности, которые она перед ними открывает, - все это инвариантно.
Атмосферные события
В атмосферной среде в отличие от водной среды происходят определенные изменения, которые мы называем погодой.
О материи в твердом или в полутвердом состоянии говорят, что она вещественна. О материи в газообразном состоянии, то, что она невещественна. Материя в жидком состоянии занимает промежуточное положение. Все вещества обладают большей или меньшей жесткостью. Вещественная часть окружающего мира лишена той однородности, которая присуща среде.
Количество смесей химических элементов неограниченно, причем некоторые смеси однородны, а некоторые – нет. Неоднородные смеси можно назвать скоплениями. Земля вместе с ее “содержимым” является неоднородным скоплением различных веществ. Сравнительно небольшое число веществ, таких, например, как глина, являются аморфными, т.е. не имеют структурных компонентов. Большая же часть веществ представляет собой геометрические скопления – они состоят из кристаллов, клеток или каких-то более крупных составных частей, обладающих своей собственной внутренней структурой.
Животным необходимо уметь различать вещества в окружающем мире, т.к. различные вещества по-разному воздействуют на них. Одни вещества могут служить пищей, другие – нет, третьи же могут оказаться ядовитыми.
Вещества отличаются друг от друга по твердости или жесткости; по вязкости (сопротивляемость текучести); по плотности (масса на единицу объема); по связности или прочности; по эластичности (способности восстанавливать первоначальную форму после деформации) и по пластичности – способности сохранять новую форму после деформации. Вещества по-разному поглощают свет. Уголь почти полностью поглощает падающий свет, а мел – лишь незначительную его часть.
Крупномасштабные химические реакции видны невооруженным глазом.
Подавляющее большинство веществ в окружающем мире не изменяются ни структурно, ни химически и их неизменность имеет большее значение, чем изменчивость. И хотя вещества все же претерпевают изменения, благодаря процессам восстановления, компенсации и роста они впоследствии восстанавливаются, и в результате устанавливается равновесное, или устойчивое, состояние. Т.о. несмотря на изменения, имеет место инвариантность более высокого порядка, чем простое физико-химическое постоянство.
Вода: среда или вещество?
Для водоплавающих животных это среда, а не вещество, в то время как для животных, обитающих на суше, это вещество, а не среда. Нужно просто учитывать вид рассматриваемого животного. Для нас вода попадает в категорию веществ, а не среды.
Все животные независимо от того, обитают ли они на суше, под водой или в воздухе, в своем поведении должны уметь ориентироваться относительно гравитационной вертикали, т.е. они должны правильно определять, где верх, а где низ.
Вещества (заключение)
Они различаются по своему физическому и химическому составам. В отличие от среды вещества представляют собой чрезвычайно сложные и далеко неоднородные соединения и скопления. Они образуют структуру иерархически встроенных элементов. Эти многообразные соединения являются необходимым условием поведения животных, обеспечивают им возможность передвигаться, питаться, осуществлять манипуляции и производственную деятельность.
Вещества в окружающем мире отделены от среды поверхностями. Поверхности постоянны в той мере, в какой постоянны вещества. Все поверхности имеют определенную компоновку. Компоновка относительно постоянна. Постоянство компоновки зависит от сопротивляемости вещества изменениям. С экологической точки зрения поверхности поглощают или отражают падающее на них освещение, хотя считается, что на уровне отдельных атомов вещество и световая энергия взаимодействуют. Вещества сопротивляются проникновению в них света аналогично тому, как они сопротивляются проникновению в них движущегося тела.
Воздух наполнен солнечным светом не только в течение дня – какая-то часть освещения присутствует в нем всегда, даже ночью. Это тоже природный инвариант. Свет падает сверх, с неба, и остается в воздухе в рассеянном виде. Именно это делает поверхности потенциально видимыми в такой же мере, в какой они являются потенциально осязаемыми. Потенциально видимая поверхность – это поверхность, которая могла бы открыться взору помещенного в среду животного с того места, где он в принципе могло бы находиться.
Поверхность – это то место, где разворачиваются основные события. Поверхность – это то место, где свет отражается или поглощается (то есть внешняя оболочка вещества). Поверхность – это то место, где в основном протекают различные химические реакции. Поверхность – это то место где происходят испарение и проникновение вещества в среду. Поверхность – это то место, где колебания вещества передаются среде.
Экологические законы для поверхностей. Эти законы не являются независимыми, и их следует рассматривать в различных сочетаниях друг с другом.
1. У всех устойчивых веществ есть поверхности, и все поверхности имеют компоновку.
2. Любая поверхность обладает сопротивлением деформации, зависящим от вязкости вещества.
3. Любая поверхность обладает сопротивлением разрушению, зависящим от связности вещества.
4. Любая поверхность обладает характерной текстурой, зависящей от состава вещества.
5. Любая поверхность имеет характерные очертания, т.е. крупномасштабную компоновку.
6. Поверхность может быть освещена сильно или слабо, она может находиться на свету или быть в тени.
7. Освещенная поверхность может поглощать большее или меньшее количество падающего на нее света.
8. Поверхность любого вещества обладает характерной для этого вещества отражательной способностью.
9. Поверхность любого вещества обладает характерным для него распределением коэффициентов отражения света с различной длиной волны. Это свойство поверхностей я буду называть их цветом в том смысле, что различные распределения обусловливают различные цвета.
Вещество, поверхность, компоновка и устойчивость
Первый из сформулированных законов просто подытоживает все, что до сих пор было сказано относительно устойчивых вещественных поверхностей в окружающем мире. Вместе со вторым законом он объясняет, почему плоская земная поверхность может служить опорой животным. Однако закон компоновки применим также и к поверхностям, которые служат препятствием для движения, например, стена.
Сопротивление деформации
Согласно второму закону твердость поверхностей может быть различной. Из второго закона следует, что тяжелому животному ни трясина, ни топь не обеспечивают надежной опоры. Что касается препятствий, то из второго закона следует, что поверхности упругих веществ податливы, их можно устранить, если они мешают, тогда как с поверхностями жестких веществ этого сделать нельзя.
Сопротивление разрушению
Второй и третий законы объясняют, почему горшок можно вылепить из глины, а топор приходится тесать из камня. Они же объясняют, почему эти предметы разбившись, становятся бесполезным хламом. Из этих законов следует, что стеклянный дом не самое удачное место для проживания, и уж, во всяком случае, человеку, живущему в нем, не следует бросаться камнями.
Характерная текстура
В четвертом законе речь идет о текстуре. Текстуру можно представить себе как структуру поверхности (последнюю следует отличать от структуры вещества, внешней оболочкой которого является эта поверхность).
Наличие у поверхности текстуры обусловлено в основном следующими 2-мя обстоятельствами: 1) природное вещество редко бывает однородным – как правило, оно представляет собой скопление различных однородных веществ; 2) природное вещество редко бывает аморфным. Поэтому поверхность натурального вещества никогда не бывает ни однородной, ни аморфной, т.е. у нее всегда есть химическая и физическая текстура. Обычно поверхность – это нечто единое, обладающее рельефом. У нее есть пигментная текстура и компоновочная текстура. Поверхности бывают, как правило, одновременно и пятнистыми, и неровными.
Если химические и геометрические элементы поверхности относительно малы, то текстура является тонкой, если же они относительно велики – грубой. Можно измерить плотность текстуры, т.е. число элементов на некоторой единице площади, но зачастую это очень трудно сделать, потому что элементы текстуры на любом уровне величин, как правило, встроены друг в друга. “Форма” текстуры не поддается измерению. Идеальная пигментная текстура шахматной доски, равно как и идеальная компоновочная текстура мозаичных поверхностей, встречается крайне редко.
Характерные очертания
В пятом законе речь идет о крупномасштабной компоновке окружающего мира, его грубой структуре, или макроструктуре. Поверхности состоят из множества микроскопических граней (фасеток), но анализ компоновки поверхностей удобнее вести, выделяя более крупные грани.
Фасетки и грани всегда определенным образом ориентированы как по отношению к источнику освещения, так и по отношению к точке наблюдения. Выпуклые углы мы будем называть выступающими, а вогнутые – уступами. Пятый закон утверждает, что объекты и укрытия обладают характерными очертаниями. Укрытия с различными очертаниями предоставляют различные возможности для манипулирования ими.
Сильное и слабое освещение
Шестой закон гласит, что свет падающий на поверхность, может быть сильным или слабым, ярким или тусклым, но он всегда есть, даже ночью.
Количество солнечного света, зависит от состояния атмосферы и от сочетания еще 2-х факторов: положения солнца на небе и ориентации поверхности относительно неба. Свет многократно отражается от различных поверхностей между небом и землей. Прямое излучение от источника всегда смешивается с непрямым освещением. Падающий свет обычно направлен в разные стороны. Но всегда имеется “преобладающее” освещение, т.е. направление, в котором падающий свет наиболее интенсивен. Смежные грани в окружающем мире всегда будут освещены по-разному.
Сильное и слабое поглощение света
Если свет не поглощается поверхностью, то она либо пропускает его, либо отражает. Большинство поверхностей светонепроницаемы. Прозрачные поверхности наподобие оптического стекла или чистой воды – редкость, а совершенно непрозрачных веществ нет вообще. Только плоские полированные стекла и гладкая поверхность воды пропускают достаточно света, чтобы их можно было назвать прозрачными.
Характерное отражение
Восьмой закон является следствием седьмого. Количество света, которое не было поглощено поверхностью, а отразилось от нее и попало обратно в среду, представляет собой характеристику вещества. Количественное соотношение между отраженным и падающим светом постоянно для любого данного соединения и любой однородной смеси. Это соотношение и есть отражательная способность поверхности.
Характерное спектральное отражение
Девятый закон для экологических поверхностей утверждает, что поверхности характеризуются специфическими распределениями коэффициента отражения для различных длин волн падающего света и что эти различные распределения образуют различные цвета. Слово цвет означает здесь тон, или хроматический цвет, в отличие от ахроматических цветов – различных оттенков черного, серого и белого.
Цвет поверхности неразрывно связан с ее текстурой, так как цвет часто сопутствует текстуре, а цветные объекты часто бывают разноцветными. Цвет вместе с текстурой поверхности позволяет определить состав вещества, выяснить, из чего оно сделано, а это очень важно (отличить лист от цветка, определить созрел плод или нет).
Предварительная классификация поверхностей. (1) Существуют светящиеся поверхности, которые сами излучают свет
(2) Есть более освещенные и менее освещенные поверхности, т.е. поверхности, которые освещены, и поверхности, которые затенены.
(3) Существуют поверхности объемных тел, и их следует отличать от поверхностей плоских листов и пленок.
(4) Существуют светонепроницаемые поверхности, которые следует отличать от полупрозрачных и мутных, полупросвечивающих поверхностей.
(5) Существуют гладкие и шероховатые поверхности. Первые бывают 2-х типов – глянцевые и матовые, а у последних встречается громадное разнообразие различных видов шероховатости.
(6) Есть однородные и конгломерированные поверхности, причем первые из них одноцветные, а вторые – разноцветные. Цвет поверхности зависит как от полноты отражения (черный, белый или серый), так и от спектра отражения (цветовой тон).
(7) В зависимости от вещества, образующего поверхность, она может быть твердой, полутвердой или мягкой.
Мы живем не в “пространстве”, а в окружающем мире, который состоит из более или менее телесно оформленного вещества, воздушной среды и поверхностей, отделяющих вещества от среды.
Вещества в окружающем мире нужно уметь отличать друг от друга. Мы умеем это делать во многом благодаря тому, что умеем видеть их поверхности.
Поверхность обладает характерными свойствами, которые могу изменяться или оставаться постоянными. К таким свойствам поверхности относятся ее компоновка, текстура, свойство быть освещенной или затененной и свойство отражать определенную часть падающего света.
В мире физической действительности нет места предметам, которые что-то значат. А вот в экологической действительности такие предметы есть. Если бы то, что мы воспринимаем, представляло бы собой математические или физические объекты, значения приходилось бы искусственным образом присоединять к ним. Если же мы воспринимаем экологические объекты, то их значения можно обнаружить.
Поверхности и среда – экологические термины, их ближайшие геометрические эквиваленты – плоскости и пространство. Но плоскости бесцветны, поверхности окрашены. Плоскости – прозрачные призраки, поверхности обычно непрозрачны и телесны.
Земь – это, прежде всего поверхность земли. В общем и целом это ровная перпендикулярная направлению силы тяжести поверхность. Частным случаем земи является пол.
Открытое окружение – это компоновка, состоящая только из одной земной поверхности. Такая компоновка является предельным случаем и может встретиться разве что в пустыне, где поверхность совершенно ровная и гладкая. Земная поверхность никогда не бывает полностью открытой.
Укрытие – компоновка поверхностей, которые в той или иной степени окружают среду. Полностью укрытая среда представляет собой предельный случай (комната без окон и дверей). Все поверхности, образующие укрытие, обращены вовнутрь.
Изолированный объект соответствует такой компоновке поверхностей, когда они полностью окружены средой. Все поверхности изолированного объекта обращены наружу. Изолированный объект можно переместить, не разорвав при этом ни одной из его поверхностей.
Прикрепленный объект соответствует такой компоновке поверхностей, при которой они лишь частично окружены средой. Прикрепленный объект может быть просто выпуклостью. Вещество прикрепленного объекта является непрерывным продолжением вещества другой поверхности, чаще всего земи.
Объекты счетны, то есть их можно пересчитать, тогда как ни вещество, ни земь пересчитать нельзя.
Частичное укрытие представляет собой компоновку поверхностей, которые лишь частично укрывают среду. Таким частичным укрытием может быть простая вогнутость. Пещера же или нора – это уже убежища.
Пустотелый объект – это одновременно и объект, и укрытие. Его компоновка такова, что часть поверхностей обращена вовнутрь, часть – наружу. Раковина улитки и хижина являются пустотелыми объектами.
Место – более или менее протяженная поверхность или компоновка, занимающая определенное положение в окружающем мире. Положение места задается включением его в более обширное место. Места могут иметь названия, однако у них нет четко очерченных границ. Среда обитания животного состоит из мест.
Лист – объект, состоящий из двух параллельных поверхностей, ограничивающий тонкий (по сравнению с их величиной) слой вещества. Поверхности листа могут быть плоскими или изогнутыми, лист может быть упругим, но он не может легко менять форму (пример – проницаемые и непроницаемые мембраны, обнаруженные в живых организмах).
Щель – компоновка, состоящая из двух параллельных поверхностей, очень близко (по сравнению с их величиной) примыкающих друг к другу и разделенных средой. Щели (трещины) часто встречаются у твердых тел.
Палка – продолговатый объект.
Волокно – продолговатый объект маленького диаметра, такой, как проволока или нитка.
Двугранный угол – стык двух плоских поверхностей. Выпуклый двугранный угол частично укрывает вещество и образует выступ. Вогнутый двугранный угол частично укрывает среду и образует уступ.
Отличия геометрии поверхностей от абстрактной геометрии.
Поверхность вещественна, плоскость – нет. Поверхность текстурирована, а плоскость – нет. Поверхность никогда не бывает совершенно прозрачной, плоскость – всегда прозрачна. Поверхность можно увидеть, плоскость – лишь визуализировать.
У поверхности только одна сторона, у плоскости их две. Соединение двух плоских поверхностей образует либо уступ, либо выступ, в абстрактной геометрии пересечением двух плоскостей является линия. Поверхность обращена в сторону источника освещения или точки наблюдения. В абстрактной геометрии положение объекта определяется координатами относительно выбранных осей,
в геометрии поверхностей положение объекта определяется по отношению к направлению силы тяжести и уровню земной поверхности, так как среде присуща полярность верха и низа.
в геометрии поверхностей положение объекта определяется по отношению к направлению силы тяжести и уровню земной поверхности, так как среде присуща полярность верха и низа.
Детали местности
Загроможденное окружение позволяет передвигаться только в прогалинах.
Путь предоставляет пешеходу возможность передвигаться с одного места на другое между препятствующими движению деталями местности.
Препятствие можно определить как объект, сравнимый по величине с животным, чреватый возможностью столкновения или даже травмы. Преграда представляет собой более общий случай. Ею может быть поверхность обрыва, стена или заграждение, созданное руками человека.
Обрыв, отвесный выступ – очень важная деталь местности. Это место, откуда можно упасть. Опасность края или градиент опасности, – чем ближе к обрыву, тем больше опасность.
Убежища
Воздушная среда никогда не бывает ни полностью однородной, ни совершенно инвариантной. По этой причине люди многие животные должны иметь убежища. Пещеры, норы, которые представляют собой частичные укрытия. Некоторые животные и люди сами строят убежища.
Вода
Вода как вещество необходима для жизни. Животные должны пить. Вода увлажняет сухие поверхности.
У границы между водой и сушей пешее движение прекращается. Обитающие на суше животные, у которых органом дыхания являются легкие, не могут дышать в воде, они могут захлебнуться и утонуть.
Огонь
Огонь – это протекающее на суше событие, у которого есть начало и конец, в процессе которого расходуется горючее и выделяется тепло. Огонь дает тепло, освещение, но огонь опасен, так как может повредить кожу. Существуют градиент опасности и предел, за которым тепло начинает причинять вред.
Объекты
Объект – это просто устойчивое вещество с замкнутой или почти замкнутой поверхностью. Поверхность объекта обладает определенной текстурой, отражающей способностью, цветом и компоновкой, причем компоновка поверхности образует очертания объекта.
Орудия
Орудия – это изолированные объекты совершенно особого типа. Они удобны в обращении, портативны и, как правило, жестки.
Наличие возможности прикреплять что-либо к телу наводит на мысль о том, что граница между животным и окружающим миром подвижна и не всегда проходит по поверхности кожи. Этот факт убеждает в неправомерности абсолютного противопоставления “объективного” и “субъективного”. Когда мы рассматриваем возможности, которые предоставляют нам вещи, нам удается избежать этой философской дихотомии.
Искусственные объекты для показа
Объект для показа представляет собой поверхность, оформленную или обработанную таким образом, что представляемая ею информация – это нечто большее, чем информация о ней самой.
Окружающий мир одного наблюдателя
и окружающий мир всех наблюдателей
и окружающий мир всех наблюдателей
Можно рассматривать компоновку окружающих поверхностей относительно точки наблюдения, движущейся по пути, которым может проследовать любой индивид. Любой индивид может занять любое место, а в одном и том же месте в разное время могут побывать все индивиды. Поскольку вещественная компоновка среды обитания остается неизменной в течение довольно длительного времени, у всех ее обитателей имеются равные возможности для ее обследования. В этом смысле окружающий мир окружает всех наблюдателей точно так же, как и единственного наблюдателя.
В реальном поведении на самом деле имеют значение способы взаимного расположения поверхностей, а не абстрактные, формальные, интеллектуальные понятия математического пространства.
Часть 2
Информация для зрительного восприятия
Информацию для зрительного восприятия несет свет. Наука о свете называется оптикой. То, что я называю экологической оптикой, связано с наличной информацией для восприятия и отличается и от физической, и от геометрической, и от физиологической оптики.
Большинство из тех предметов, которые нужно видеть, не являются светящимися; они видимы лишь благодаря свету. Вопрос в том, как они видимы, поскольку они не стимулируют глаз, подобно светящимся объектам. Промежуточный случай с люминесцирующими телами является исключением.
В физической оптике отражение света сводится к повторному испусканию света атомами отражающей поверхности. В экологической оптике различие между светящимися и несветящимися поверхностями является решающим. В то время как в физической оптике отражающую поверхность представляют в виде сверхплотной сети маленьких светящихся объектов, в экологической оптике отражающая поверхность понимается так, как если бы она была подлинной поверхностью, имеющей текстуру.
При дневном освещении часть излучаемого Солнцем света достигает Земли в виде пучка параллельных лучей, тогда как другая его часть рассеивается, проходя через атмосферу, которая никогда не бывает совершенно прозрачной. Этот свет еще больше рассеивается, попадая на текстуированную земь, благодаря так называемому рассеянному отражению. (Не следует путать с зеркальным отражением, которое подчиняется простому закону равенства углов падения и отражения.) Каждое новое отражение все больше рассеивает поток падающих лучей. В результате свет попадает не только в убежища, укрытые от прямого солнечного света, но даже в такие места, из которых совсем не видно неба. Это освещение.
Освещение – явление более высокого порядка, нежели излучение. В физической оптике экспериментаторы стремятся избежать того, что они называют рассеянным светом в темной комнате. Но в экологической оптике нас интересует именно этот свет.
Факт многократного отражения света в среде имеет множество последствий, на которые, несмотря на их важность для зрения, никогда не обращали внимания ученые-оптики. Важнейшее следствие – существование объемлющего света, т.е. света, который окружает точку, любую точку в пространстве, в которой может находиться наблюдатель.
Излучение становится освещением благодаря многократному отражению между поверхностями, обращенными друг к другу.
В любом обычном околоземном пространстве освещение достигает равновесия, т.е. приходит в так называемое установившееся состояние. Приток энергии от солнца уравновешивается поглощением энергии поверхностями. При любых изменениях в источнике немедленно возникает новое установившееся состояние. Структура многократного отражения остается той же самой. Можно представить себе в каждой точке среды не плотное множество пересекающихся прямых линий, а множество встроенных друг в друга телесных углов. Множество телесных углов будет одним и тем же независимо от интенсивности освещения. Эти углы опираются на высекаемые ими фрагменты окружающего мира. Понятие энергетического потока соотносимо с понятием сетчаточной стимуляции, а множество телесных углов, рассматриваемых в качестве проекций, соотносимо с понятием стимульной информации.
Изучаемый свет является источником освещения; объемлющий свет является результатом освещения. Излучаемый свет расходится во все стороны от источника энергии; объемлющий свет сходится в точку наблюдения. Излучаемый свет должен состоять из бесконечно плотного множества лучей; объемлющий свет можно рассматривать как множество телесных углов с общей вершиной. Свет, излучаемый точечным источником, одинаков во всех направлениях; свет, объемлющий точку, различен для различных направлений. У излучаемого света нет структуры; у объемлющего света структура есть. Излучаемый свет распространяется; объемлющий свет не распространяется, он просто есть. Объемлющий свет зависит от поверхностей окружающего мира. Излучаемый свет – энергия; объемлющий свет может быть информацией.
Структурирование объемлющего света
Объемлющий свет задает окружающий мир лишь постольку, поскольку он обладает структурой. Т.е. чтобы свет содержал какую бы то ни было информацию, он в точке наблюдения должен быть различным для различных направлений. Для описания объемлющего света, обладающего структурой, будет использоваться термин объемлющий оптический строй. Строй должен иметь составные части. Объемлющий свет не может быть однородным. Объемлющий свет, лишенный какой бы то ни было структуры, возможен лишь в абстракции как предельный случай. Если объемлющий свет не структурирован, в нем нет никакой информации об окружающем мире; в этом случае окружающий мир не задан.
Стимуляция и стимульная информация
Энергия должна быть преобразована из одного вида в другой. Предположим, в среде, заполненной туманом, находится наблюдатель. Рецепторы сетчатки будут стимулироваться, и по волокнам оптического нерва будут, следовательно, проходить импульсы. Но в свете, входящем в зрачок глаза, не будет никаких различий для разных направлений, его нельзя будет сфокусировать, и никакого изображения на сетчатке сформировать не удастся. Сетчаточного изображения не будет потому, что свет на сетчатке окажется таким же однородным, как и объемлющий свет вне глаза. Наблюдатель не сможет зафиксировать глаз и глаз будет бесцельно блуждать. Его глаз при попадании света будет точно так же слеп, как и в случае, когда свет в него не попадает.
На этом гипотетическом примере видно различие между сетчаткой и глазом, т.е. различие между рецепторами и воспринимающим органом. Рецепторы стимулируются, а орган активируется. Стимуляция сетчатки светом возможна без какой-либо активации глаза стимульной информацией.
Воспринимающая система не может просто подвергаться стимуляции; правильнее говорить, что она приводится в состояние активности при наличии стимульной информации.
Рецепторы являются пассивными элементарными анатомическими компонентами глаза, который в свою очередь является лишь одним из органов целостной системы.
В стимулах как таковых информации нет, ощущения светлоты не являются , а сигналы, поступающие на сетчатку, не являются теми сенсорными элементами, которые обрабатываются мозгом.
Для зрительного восприятия кроме стимуляции требуется еще и стимульная информация. При однородной объемлющей темноте зрение не работает из-за отсутствия стимуляции. При однородном объемлющем свете зрение не работает из-за отсутствия информации, хотя при этом имеется адекватная стимуляция и соответствующие ощущения.
Мы не можем видеть поверхности, или объекты, или окружающий мир непосредственно; мы видим их всегда опосредованно. Все, что мы когда-либо видели непосредственно, - это то, что стимулирует глаз, то есть свет. Глагол видеть, если его правильно употреблять, означает иметь ощущение света. Я считаю, что есть только один способ видеть освещение: посредством того, что освещается; будь то поверхность, на которую упал луч, облако или освещение частицы. Мы не видим света, который присутствует в воздухе, наполняет его.
А что можно сказать об ощущениях слепящего солнечного света? Мы воспринимаем состояние глаза, вызываемое сверхсильной стимуляцией, которое сродни боли. Мы воспринимаем факт о своем теле, а не о мире, факт сверхстимуляции, а не свет, который ее вызывает.
Если свет в точном значении этого термина никогда не виден как таковой, то из этого следует, что видение окружающего мира не может основываться на видении света как такового.
Стимуляция может быть необходимым, но никак не достаточным условием для видения. Помимо стимуляции рецепторов, должна быть еще и стимульная информация для воспринимающей системы.
Точно так же, как нельзя увидеть стимуляцию рецепторов сетчатки, нельзя почувствовать механическую стимуляцию рецепторов кожи и услышать стимуляцию волосковых клеток внутреннего уха. Мы не воспринимаем стимулы.
Стимулируются только рецепторы наблюдателя, его органы чувств не стимулируются, а активируются. Это положение явно противоречит тому, что большинство психологов считают само собой разумеющимся. Они беспечно используют глагол стимулировать и существительное стимул в разных, порой не согласующихся значениях. Просмотрев ряд современных работ по психологии, я обнаружил восемь различных значений термина стимул.
В физиологии стимулом является все, что возбуждает рецептор или вызывает реакцию; это эффективный стимул, и любое приложение энергии, которое возбуждает рецептор, эффективно.
Стимул в строгом смысле этого слова не несет никакой информации о своем источнике в окружающем мире, т.е. он не задает своего источника. Свой внешний источник задает лишь та стимуляция, которая приходит в виде структурированного строя и изменяется во времени.
Строго говоря, стимул – это всегда нечто кратковременное. Если он сохраняется длительное время, реакция рецептора слабеет и в конце концов прекращается совсем. Это явление сенсорной адаптации. Следовательно, стимул не может задавать постоянно существующий объект. Стимульная информация об объекте должна находиться в потоке стимуляции, который в чем-то неизменен, в чем-то изменчив. И, кроме всего прочего, объект не может быть стимулом.
Восприятие – не реакция на стимул, а акт извлечения информации. При наличии информации восприятие может состояться, а может и не состояться. У процесса восприятия в отличие от сенсорных процессов нет никакого стимульного порога. Восприятие зависит от возраста воспринимающего, от того, насколько хорошо он научился воспринимать и насколько сильна у него мотивация к восприятию. Если бы в основе восприятия лежали ощущения, для которых существуют пороги, то у восприятия тоже должны были бы быть пороги, то у восприятия тоже должны были бы быть пороги. Но их у него нет, и я полагаю, что причина этого в том, что ощущения не лежат в основе восприятия.
Информацию нельзя передавать или принимать, она не состоит из сигналов или сообщений, она не предполагает наличия отправителя или получателя. Когда наблюдатель приобретает информацию, окружающий мир не теряет ее. Ее количество неограниченно.
Стимуляция не состоит из стимулов. Поток непрерывен. В потоке, конечно, можно выделить отдельные фрагменты, но они встроены друг в друга, и их нельзя разложить на элементарные частицы.
В глаз позвоночных попадает меньше половины объемлющего света (меньше полусферы). Пара глаз, направленных в противоположные стороны, таких, как у кролика, получает одномоментно почти весь объемлющий свет. Объемлющий свет структурирован. Назначение такой двойной зрительной системы состоит в том, чтобы зарегистрировать эту структуру, точнее – инварианты этой изменяющейся структуры.
Утверждение о том, что глаз регистрирует инвариантную структуру объемлющего света, не вписывается в общепринятую теорию, в которой утверждается, что он формирует изображение объекта на глазном дне.
Теория формирования изображения в темной камере, подобной глазу, уводит нас более на чем на 350 лет назад, к Иоганну Кеплеру. В своей теории Кеплер исходил из того, что все видимое является источником излучения, точнее, из того, что любая точка тела может испускать учи во всех направлениях. Разумеется, для того, чтобы непрозрачная отражающая поверхность могла излучать свет, на нее должно попасть излучение от другого источника, который фактически превращает ее в набор точечных источников вторичного излучения. От каждого такого точечного источника в глаз через зрачок попадает маленький конический пучок расходящихся лучей. Хрусталик вновь сводит этот пучок в отдельную точку на сетчатке. Расходящиеся и сходящиеся лучи образуют то, что называется сфокусированным пучком лучей. Плотное множество сфокусированных точек на сетчатке образует сетчаточное изображение. Имеется взаимно-однозначное проективное соответствие между излучающими точками и сфокусированными точками.
Сфокусированный пучок лучей состоит из двух частей: расходящегося конуса излучаемого света и сходящегося конуса лучей, преломленных хрусталиком. У одного из этих конусов вершина находится на объекте, у другого – на изображении. Следовательно, каждая точка объекта связана таким пучком с некоторой точкой изображения. Таким образом, для каждого объекта существует бесчисленное множество пучков, и в каждом пучке имеется бесчисленное множество лучей. В истории оптики автором этого экстраординарного интеллектуального открытия считают Кеплера.
Эта теория прекрасно работает, когда речь идет об изображениях, которые проецируются на экран или на какую-нибудь иную поверхность и предназначены для того, чтобы на них смотрели. Это привело к одному из наиболее стойких заблуждений в истории психологии – к убеждению, что сетчаточное изображение – это нечто предназначенное для того, чтобы на него смотрели. Я называю это концепцией "крошечного человечка в мозгу". В соответствии с этой концепцией глаз уподобляется фотоаппарату, а оптический нерв – кабелю, по которому в мозг передается изображение.
Существование крошечного человечка в мозгу неявно подразумевается даже в той более развитой теории, согласно которой сетчаточное изображение передается в виде сигналов по волокнам оптического нерва. Поскольку эти сигналы передаются в закодированном виде, их нужно будет декодировать. Сигналы являются сообщениями, а сообщения нужно истолковывать. В обеих теориях глаз отправляет, нерв передает, а разум или дух получает. В обеих теориях подразумевается разум, существует отдельно от тела.
Мы можем рассматривать зрение, как воспринимающую систему, в которой мозг является просто составной частью. Глаз тоже является частью этой системы, так как сигналы, поступающие на сетчатку, вызывают подстройку глаза, что в свою очередь приводит к изменению сигналов, поступающих на сетчатку, и т.д. Это циклический процесс, а не передача в одном направлении. Система глаз – мозг – тело регистрирует инварианты в структуре объемлющего света.
У камерного глаза есть сетчатка – вогнутая мозаика фоторецепторов, у сложного глаза – выпуклый пучок фоточувствительных световых трубочек. В первом случае в глаз попадает бесконечное число световых пучков, причем каждый из них фокусируется в точку, и их объединение образует непрерывное изображение. Во втором случае в глаз попадает конечная выборка из объемлющего света, и при этом глаз ничего не фокусирует и оптическое изображение в нем не формируется. Однако, если несколько тысяч трубочек упакованы, как в глазу стрекозы, зрительное восприятие оказывается довольно хорошим.
Понятие объемлющего оптического строя, несмотря на то, что его не признают оптики, - более подходящее основание для понимания зрения, чем понятие сетчаточного изображения. Регистрация различий по интенсивности в различных направлениях необходима для зрительного восприятия, а формирование сетчаточного изображения – нет.
Мы склонны воспринимать информацию прежде всего как нечто, что отправляется и принимается. Совершенно иная информация содержится в окружающем нас океане энергии – объемлющая стимульная информация. Информация для восприятия не передается, она не состоит из сигналов и не подразумевает наличия отправителя и получателя. Мир задан в структуре приходящего к нам света, а воспринимаем мы этот мир или нет, зависит от нас самих.
Оптическая информация - информация, которую можно извлечь из текучего оптического строя.
Экологическая оптика имеет дело с многократно отраженным светом в среде, т.е. с освещением. Физическая оптика имеет дело с электромагнитной энергией, т.е. с излучением.
Есть четкое различие между стимульной информацией и стимуляцией. В нормальных условиях у нас нет ощущений, вызываемых стимулами.
Информация, которую можно извлечь из объемлющего света, - совсем другого рода, нежели информация, передаваемая по каналам связи.
Строй не может быть однородным, он должен быть разнородным. Он должен быть дифференцированным, он должен быть заполненным, он должен быть оформленным. Для того, чтобы быть объемлющим, строй должен полностью окружать точку.
Точка наблюдения – не геометрическая точка в абстрактном пространстве, а местоположение в экологическом пространстве, т.е. в среде, а не в пустоте. В то время как абстрактное пространство состоит из точек, экологическое пространство состоит из мест – позиций и местоположений. Когда точка занята, с объемлющим строем происходит нечто чрезвычайно интересное: в нем появляется информация о теле наблюдателя. Точка наблюдения никогда не бывает неподвижной, за исключением предельного случая. Наблюдатели перемещаются в окружающем мире, наблюдение, как правило, осуществляется в процессе движения.
Окружающий мир не состоит из объектов. Он состоит из земли и неба, из объектов на земле и в небе, из холмов и облаков, огней и закатов. Не все из перечисленного можно отнести к отдельным объектам – кое-что встроено друг в друга, что-то является движущимся, а кое-что – одушевленным. Строй в точке не состоит из форм в поле. Феномен "фигура-фон" вообще не применим к реальному миру.
Составные части оптического строя, идущего от земли, представляют собой нечто совершенно отличное от составных частей самой земли, они также иерархические соподчинены друг другу по величине. Составные части строя – это зрительные углы гор, ущелий, деревьев и листьев (на самом деле это, что в геометрии называется телесными углами). Это усеченные углы. Все оптические компоненты строя, какова бы ни была их величина, становятся исчезающе малыми на границе между небом и землей, у горизонта. Величина же вещественных компонентов земли остается неизменной.
Понимание оптического строя как иерархии встроенных телесных углов с общей вершиной (а не как пучка лучей, пересекающихся в одной точке) обладает рядом преимуществ. У любого телесного угла, каким бы малым он ни были, есть форма – в том смысле, что форма есть у его сечения. Каждый телесный угол обладает своеобразием, чего нельзя сказать о лучах. Телесные углы могут заполнять сферу аналогично тому, как секторы заполняют круг, однако не нужно забывать, что внутри одних углов находятся другие, так что их объединение не будет сферой.
В структуре оптического строя нет брешей. Он не состоит из отдельных точек или пятен. Он полностью заполнен. Каждая составная часть слагается из более мелких компонентов. Строй больше похож на иерархию, нежели на матрицу, и не следует пытаться разложить его на совокупность световых пятен. В объемлющей иерархической структуре местоположение нельзя определить парой координат.
Различие между отношением метрического местоположения и отношением включения можно проиллюстрировать следующим образом. Можно условиться задавать местоположение звезд на небе, отсчитывая градусы вправо от севера и вверх от горизонта. Но местоположение любой звезды можно считать заданным, во-первых, если известно, в какое из созвездий она входит, и, во-вторых, если известна вся картина звездного неба в целом.
Представление о зрительном угле восходит к Евклиду, который каждому объекту в пространстве ставил в соответствие так называемый “зрительный конус”. Это терминологическая неточность, поскольку зрительный угол будет конусом только в том случае, если объект круглый. Правильнее было бы говорить о грани объекта, у которой могут быть любые очертания, и о соответствующем телесном угле. Поперечное сечение образующей телесного угла1 будет называться абрисом объекта. При удалении объекта соответствующий ему телесный угол уменьшается, а при повороте или наклоне объекта телесный угол, соответствующий поворачивающейся или наклоняющейся грани, сжимается. В этом заключаются два главных закона перспективы для объектов.
Т.о. представление об объемлющем оптическом строе, как множестве телесных углов, соответствующих объектам, является развитием античной и средневековой оптики. Однако вместо единственного объекта, предстоящего глазу, я рассматриваю окружение из освещенных поверхностей. А вместо набора телесных углов я рассматриваю образуемый ими встроенный комплекс. Большие телесные углы в строе соответствуют граням этой компоновки, передним граням изолированных объектов, а также тем промежуткам или дырам, которые мы называем фоном или небом. Малые телесные углы строя соответствуют в компоновке тому, что можно было бы в отличие от граней назвать фасетками. Малые телесные углы соответствуют не форме поверхности, а ее текстуре. Однако, здесь различие только в масштабе, который выбирается произвольно.
Естественная перспектива – область науки об объемлющем строе телесных углов. Вдоль меридианов нижней половины строя, соответствующей суше, имеются градиенты размера и градиенты плотности углов, причем у горизонта размер уменьшается до нуля, а плотность становится бесконечной. Естественной перспективой нельзя воспользоваться, если имеешь дело с тенями, полутонами и пятнами света. Наиболее серьезное ограничение состоит в том, что в естественной перспективе не затрагивается движение. Хотя я назвал эту дисциплину естественной перспективой, древние называли ее perspectiva. Латинское слово, которое они использовали для обозначения того, что мы сейчас называем оптикой. В наше время термин перспектива стал обозначать совокупность приемов – технику создания картин. Художники Возрождения назвали этот метод искусственной перспективой.
Неподвижная точка наблюдения является всего лишь предельным вырожденным случаем движущейся точки наблюдения. Оптический строй изменяется при движении точки наблюдения. Но в то же время он и не изменяется, т.е. изменяется неполностью. Некоторые детали строя сохраняются, некоторые – нет. Причиной изменений деталей строя является жесткая локомоция, а неизменность обусловливается жесткой компоновкой окружающих поверхностей. Неизменность задает компоновку и служит источником информации о ней. Изменение является источником информации другого рода, информации о самой локомоции. Нам нужно различать два вида структур в обычном объемлющем строе. Я буду называть их перспективной структурой и инвариантной структурой.
Перспективная структура и инвариантная структура
Термин структура расплывчатый. Давайте предположим, что за внешней структурой строя во время движения точки наблюдения лежит своего рода глубинная структура. Эту глубинную структуру составляет все, что инвариантно, несмотря на изменения. Инвариантное не бросается в глаза. Глубинное обнаруживает себя в процессе изменения внешнего. Поговорка: “Чем больше меняется, тем больше остается тем же самым”. Если меняться означается становиться иным, но не превращаться в нечто совершенно другое, то утверждение верно, и высказывание подчеркивает тот факт, что инвариантность чего бы то ни было становится более явной благодаря изменениям. Если изменяться означает становиться иным путем превращения в нечто совершенно другое, утверждение оказывается внутренне противоречивым и возникает парадокс.
Существует много инвариантов структуры. Некоторые из них сохраняются на протяжении длинных отрезков пути следования, тогда как другие – лишь на коротких. Перспективная структура меняется при любом смещении точки наблюдения – чем короче смещение, тем меньше изменение, чем больше смещение, тем изменение больше. Инвариантная структура выделяется лучше, если застывшая перспективная структура начинает меняться.
Рассмотрим старую проблему: как мы видим прямоугольные поверхности, такие, например, как поверхность стола? Вопрос можно сформулировать по-другому: Какие инварианты скрываются за перспективными преобразованиями строя света, идущего от стола?
Зрительно нам дано множество трапецевидных форм, и лишь одна из них прямоугольная, видимая в том случае, когда оптическая ось глаза перпендикулярна поверхности и проходит через ее центр. Но вопрос можно сформулировать по-другому: какие инварианты скрываются за перспективными преобразованиями строя света идущего от стола? Изменение углов и пропорций трапецевидных проекций – неоспоримый факт, но неизменность соотношений между четырьмя углами и инвариантные пропорции в множестве проекций – тоже бесспорный факт, и не менее важный, и они оба задают прямоугольную поверхность единственно возможным образом.
Внешняя форма становится иной, но скрывающаяся за ней глубинная форма остается той же самой. Структура изменчива в одном отношении и инвариантна в другом.
Оптический строй течет во времени, а не переходит от одной структуры к другой.
Значение изменяющейся перспективы в объемлющем строе
Остановленная перспективная структура в объемлющем строе задает для наблюдателя фиксированное положение, т.е. покой, а текучая перспективная структура задает нефиксированное положение, т.е. локомоцию. Существует оптическая информация, позволяющая отличить локомоцию от неподвижности, и это в высшей степени значимо для всех наблюдателей – людей и животных. Окружающий мир – это просто то, относительно чего осуществляется либо локомоция, либо состояние покоя.
Локомоция и покой связаны с текучей и застывшей перспективными структурами в объемлющем строе. Когда речь идет о потоке или об отсутствии такового, подразумевается одна из этих структур. В них содержится информация не об окружающем мире, как в инвариантах, а о потенциальном наблюдателе. Информация о мире, который окружает точку наблюдения, подразумевает информацию о точке наблюдения, которая окружена миром. Первую я назову экстероспецифической информацией, а вторую – проприоспецифической информацией. Текучая перспективная структура задает локомоцию, а каждый индивидуальный образец потока задает конкретный локомоторный путь. Течение оптического потока задает маршрут, т.е. пролегающий в окружающем мире локомоторный путь.
Текучая перспективная структура и скрывающаяся за ней глубинная инвариантная структура сопутствуют друг другу. Они существую в одно и то же время. Несмотря на то, что они задают разные явления (В первом случае локомоцию в жестком мире, во втором – компоновку этого жесткого мира).
В компоновку окружающего мира входят как проецирующиеся в точку наблюдения поверхности, так и поверхности, которые в эту точку наблюдения не проецируются (скрытые поверхности), однако наблюдатель воспринимает именно компоновку, а не проецирующиеся поверхности. Повсюду вокруг видны предметы, причем одни из них видятся позади других. Информация в неявном виде содержится в краях, которые разделяют поверхности, а вернее в элементах оптической структуры, которые задают эти края. Если заданы закрывающие края, то тем самым заданы как закрывающая, так и закрываемая поверхность.
Я не говорю, что можно увидеть невидимое. Утверждение заключается в том, что можно воспринимать поверхности, которые временно пропали из виду, и что можно точно определить, что пропало из виду. Если локомоция обратима – а так оно и есть на самом деле, - то все, что пропадает из виду, по мере передвижения наблюдателя вновь появляется в виду, когда он возвращается, и наоборот. Это принцип обратимого заслонения.
Проецирующиеся и непроецирующиеся поверхности
Объекты бывают открытыми и закрытыми, заслоненными и незаслоненными, скрытыми и нескрытыми, спрятанными и неспрятанными.
Заслонение – пересечение зрительного угла. Заслоненная поверхность – это поверхность, которая пропала из виду, которая скрыта от взора. Заслоняющий край – это край заслоняющей поверхности. Впервые этот термин был предложен Дж.Дж. Гибсоном, Дж. Капланом, Х.Н. Рейнольдсом и К.И. Уилером.
Возможность заслонения обусловлена следующими двумя особенностями окружающего мира, которые были описаны во 2-ой главе. Во-первых, поверхности, как правило, светонепроницаемы; а во-вторых, основное окружение, суша, обычно загромождено. Главные элементы обстановки – это объекты, изолированные и прикрепленные, укрытия, выпуклости, такие как холмы, вогнутости, такие, как ямы, и проемы, такие, как окна. Эти детали компоновки поверхностей обуславливают отделение заслоняющих поверхностей от заслоняемых.
Поверхность является проецирующейся в точке наблюдения, если в объемлющем оптическом строе у нее есть зрительный телесный угол; если у поверхности нет такого угла, то она является непроецирующейся. Проецирующаяся поверхность может стать непроецирующейся по крайней мере в трех случаях: если ее телесный угол уменьшился до точки, если телесный угол уменьшился до точки, если телесный угол сжат в линию, если телесный угол перестал существовать как таковой.
Потеря из виду и появление в виду
Поверхность, которая прекратила свое существование, поверхность, которая больше не освещается, поверхность, которая находится у горизонта и поверхность, которая заслонена - эти разновидности исчезновения коренным образом отличаются друг от друга.
Место заслонения: заслоняющие края.
Различие между краем как просто стыком двух поверхностей и краем, благодаря которому одна поверхность закрывает другую, заслоняющим краем. Край – это ребро выпуклого двугранного угла. Заслоняющий край – это ребро двугранного угла, у которого только одна грань проецируется в точку наблюдения. Такой заслоняющий край будет называться прямым заслоняющим краем. Кромка изогнутой выпуклости, вернее, линия касания образующей зрительного телесного угла, представляет собой еще один вид заслоняющего края – искривленный заслоняющий край. Прямой заслоняющий край является “острым” краем, а искривленный заслоняющий край – “округлым”.
Самозаслонение и наложение
Когда точка наблюдения движется, проецирующиеся и непроецирующиеся поверхности сменяют друг друга, но взаимосменяемость отдельных частей объекта отличается от взаимосменяемости отдельных частей фона. У объекта взаимосменяемость происходит между противоположными гранями, а на поверхности позади объекта сменяют друг друга смежные области. У объекта ближняя сторона превращается в дальнюю сторону, и наоборот, тогда как у фона открытые участки становятся скрытыми, и наоборот.
Наложение
Когда точка наблюдения движется, образующая зрительного телесного угла скользит по поверхности. Ведущий край постепенно закрывает текстуру поверхности, тогда как ведомый край постепенно открывает ее. Т.е. текстура у боковых границ фигуры либо изымается (происходит постепенное уменьшение компонентов структуры) либо добавляется (постепенное увеличение компонентов структуры). Край, который закрывает фон, изымает нечто из строя, край, который открывает фон, добавляет нечто в строй. Ничего подобного не происходит с поверхностью, которая сама что-то закрывает или не закрывает. Такое разрушение претерпевает лишь поверхность, которую открывают или закрывают.
Информация, задающая положение поверхностей
У заслоняющего края поверхность всегда “загибается”, а за ним, как правило, “простирается” другая поверхность. Эти поверхности связаны и непрерывны. Есть ли в изменяющемся оптическом строе информация, задающая связанность и непрерывность? Предварительная гипотеза о непрерывной поверхности объекта: Продолжение поверхности объекта задается у заслоняющего края всякий раз, когда перспективное преобразование формы или текстуры в оптическом строе доходит до своего предела и когда перспективное искажение любой последовательности форм и текстур постепенно достигает этого предела. Это правило для потери из виду; если его обратить, то получится правило для появления в виду.
Предварительная гипотеза о непрерывной поверхности фона: Всякий раз, когда в оптическом строе происходит такое регулярное возмущение постоянства форм и тексту, при котором они постепенно изымаются у контура, у заслоняющего края будет задавать продолжение поверхности фона. Это – правило для потери из виду; заменив “изымаются” на “добавляются”, получаем правило для появления в виду.
В этих двух гипотезах ничего не утверждается о восприятии, в них говорится только об информации, которая в обычных условиях доступна восприятию. Они не имеют никакого отношения ни к пространству, ни к третьему измерению, ни к глубине, ни к удаленности. По существу, предлагается новая теория, в основе которой лежат не признаки, ключи или знаки, а прямое извлечение информации об объемности и взаимном расположении. Объект на самом деле обладает объемом, а фон на самом деле непрерывен. Картина или изображение объекта не имеют отношения к вопросу о том, как он воспринимается. Факт состоит в том, что постепенное перспективное искажение грани объекта воспринимается как его поворот, который является в точности таким, каким его задает преобразование, и никогда не воспринимается как изменение формы, которое должно было бы наблюдаться, если бы традиционное допущение о том, что сначала обнаруживается силуэт, а затем добавляется глубина, было верным.
Случай очень удаленной поверхности
В технике живописи, подчиняющейся законам перспективы, считается, что на линии горизонта лежат точки схода, т.е. те точки, где сходятся параллельные линии, которыми передается земная поверхность. Железнодорожный поезд “исчезает” в той же самой точке, где “встречаются” железнодорожные рельсы. Т.о. горизонт подобен заслоняющему краю в том, что он является местом, где вещи появляются в виду и теряются из виду.
Оптика заслонения: выводы
1. В идеальном случае, когда на поверхности земли ничего нет, в любую точку наблюдения проецируется любая часть поверхности. Однако, такое открытое окружение вряд ли пригодно для жизни.
2. В том случае, когда на земле есть какая-то обстановка, т.е. когда на субстрате имеется компоновка из светонепроницаемых поверхностей, какие-то части компоновки будут проецироваться в произвольно выбранную фиксированную точку наблюдения а все остальные части в эту точку проецироваться не будут.
3. Оптически открытая поверхность объекта всегда отделяется от оптически закрытой поверхности заслоняющим краем. В то же самое время заслоняющий край всегда связывает ее с оптически скрытой поверхностью.
4. Обратимость заслонения задет то факт, что дальняя сторона является продолжением ближней стороны.
5. Любая поверхность компоновки, которая в данной фиксированной точке наблюдения скрыта, в некоторой другой фиксированной точке наблюдения станет открытой.
6. Скрытая и открытая поверхности сменяют друг друга. Все то, что данное движение открывает, обратное движение прячет. Этот принцип обратимого заслонения справедлив как для движения точки наблюдения, так и для перемещения изолированных объектов.
7. Разделение скрытой и открытой поверхностей у заслоняющего края лучше всего задается перспективной структурой строя; тогда как связь скрытой и открытой поверхностей у заслоняющего края задается глубинной инвариантной структурой. Возможно, поэтому пауза в локомоции привлекает внимание к различиям между скрытым и открытым, в то время как сама локомоция делает очевидной непрерывную связь между ними.
Откуда берется в объемлющем свете его инвариантная структура. Объемлющий свет может быть структурирован только тем, что окружает точку наблюдения, т.е. окружающим миром. Пустая воздушная среда, или среда, заполненная туманом его не структурирует. Должны быть поверхности – и те, которые испускают свет, и те, которые его отражают. Только благодаря тому, что вещественное окружение структурирует объемлющий свет, в нем содержится информация об этом окружении.
До сих пор подчеркивалось, что объемлющий свет структурирован в виде строя благодаря единственному свойству этих поверхностей – их компоновке. Но как именно компоновка структурирует свет? Компоновка поверхностей – не единственная причина структурирования света; свой вклад вносит и конгломерация поверхностей, т.е. разноцветность окружающего мира. Различные вещества с разной отражательной способностью образуют различные поверхности компоновки. В инвариантную структуру объемлющего света вносят свою лепту освещенные и затененные, белые и черные поверхности – каждая по своему.
В своей последней книге, я попытался сформулировать теорию структурирования объемлющего света, в ней утверждалось, что существуют ТРИ ПРИЧИНЫ: компоновка поверхностей, пигментация поверхностей, затененность поверхностей. Однако третья из этих причин не похожа на первые две и осталось неясным, как она увязана с ними. Теория была статичной. Теперь я собираюсь сформулировать теорию источников инвариантной оптической структуры в их связи с источниками вариаций в оптической структуре. Для меня сейчас стало ясно, что структура как таковая, застывшая структура, есть миф или, по крайней мере, предельный случай. Инварианты структуры не существуют иначе как в неразрывной связи с ее вариантами.
Источники инвариантной оптической структуры
Главными инвариантами земного окружения, его постоянными свойствами являются компоновка поверхностей и отражательная способность этих поверхностей. Относительное постоянство компоновки обусловлено тем, что большинство веществ достаточно тверды, чтобы их поверхности были жесткими и оказывали постоянное сопротивление деформации. Относительное постоянство отражательной способности обусловлено тем, что вещества при соприкосновении с воздухом проявляют, как правило, химическую инертность, и их поверхности сохраняют один и тот же состав, т.е. один и тот же цвет, как хроматический, так и ахроматический. На самом деле на уровне микрокомпоновки (текстуры) и микросостава (конгламерации) различия между компоновкой и отражательной способностью исчезают.
Источники вариативной оптической структуры.
Существует два регулярных и повторяющихся источника изменений в структуре объемлющего света (не считая локальных событий, которые будут рассмотрены в след. главе). Есть, во-первых, изменения, вызванные движением точки наблюдения, и, во-вторых, изменения, вызванные движением источника освещения, обычно солнца. Первому из них было посвящено уже много страниц. Движение солнца по небосклону от восхода до захода является основной временной закономерностью в природе. Оно является фактом экологической оптики и условием эволюции глаз у животных, обитавших на суше.
При движении источника света меняется направление, в котором свет падает на поверхность окружающего мира, перемещаются отбрасываемые тени. Компоновка и окраска поверхностей сохраняются, а их освещенность и затененность – нет. Это означает, что в полдень, когда освещенность высока, оптической строй имеет другую структуру, нежели, скажем, утром.
На поверхность освещение попадает от солнца, неба и других поверхностей, которые обращены в ее сторону. Поверхность, которая обращена к солнцу, освещается “непосредственно”, поверхность, которая к солнцу не обращена, но все же обращена в сторону неба, освещена менее непосредственно. Любая поверхность в полуукрытии, обращенная только в сторону других поверхностей, освещена еще менее непосредственно. Чем больше отражений претерпевает свет, тем сильнее он поглощается и тем более тусклым он становится. Следовательно, те поверхности, которые находятся далеко от входа в пещеру, будут освещены слабее, чем находящиеся у входа. Однако в любом воздушном пространстве, в любой впадине на земле или в любом полуукрытии имеется направление преобладающего освещения, т.е. направление, по которому приходит света больше, чем по какому бы то ни было другому.
Относительная освещенность любой грани компоновки по сравнению с освещенностью смежных граней зависит от того, насколько эта грань отклоняется от направления преобладающего освещения. Поверхность, перпендикулярная преобладающему освещению, получает его больше всего, а поверхность, отклоняющаяся от него, получает освещения меньше. Еще меньше получает поверхность, параллельная ему, а поверхность, отклоненная в противоположную сторону, получает его меньше всего. Пару терминов освещенный и затененный или на свету и в тени не нужно рассматривать как дихотомию, так как между светом и тенью имеется непрерывное множество промежуточных состояний.
Плоская поверхность, состоящая из различных веществ, структурирует объемлющий свет благодаря тому, что участки с высокой отражательной способностью отбрасывают больше энергии, чем участки, у которых отражательная способность невелика.
С экологической точки зрения у поверхности нет абсолютного цвета; цвет поверхности относителен и зависит от цвета смежных поверхностей. Отражательная способность поверхности задается только по отношению к отражательной способности других поверхностей компоновки. Это обусловлено тем, что естественное окружение представляет собой скопление веществ. Даже одна поверхность нередко является конгломератом веществ.
В земном строе свет и тень не подвержены колебаниям. Они меняются местами медленно, смещаясь в одном направлении. В водном строе свет и тень колеблются и быстро сменяют друг друга, двигаясь в обоих направлениях. Действительно, когда светит солнце и волны выступают в качестве зеркала, можно сказать, что солнечные блики мерцают, вспыхивают и гаснут. Эта особая форма флуктуации характеризует водную поверхность.
Если объемлющий свет в точке наблюдения структурирован, он представляет собой объемлющий оптический срой. Точка наблюдения может быть неподвижной или движущейся относительно постоянного окружающего мира. Точка наблюдения может быть свободна или занята наблюдателем.
Структуру объемлющего строя можно описать с помощью зрительных телесных углов, общая вершина которых лежит в точке наблюдения. Они являются усеченными углами, т.е. их определяет устойчивый окружающий мир. Кроме того, они встроены друг в друга, подобно составным частям самого окружающего мира.
Понятие зрительного телесного угла возникает в связи с естественной перспективой, которая по сути не отличается от античной оптики. Зрительные углы никогда не бывают одинаковыми. При движении точки наблюдения телесные углы строя изменяются, т.е. изменяется перспективная структура. Однако глубинная перспективная структура, будучи структурой инвариантной, не подвержена изменениям. Аналогичным образом телесные углы строя изменяются, когда солнце движется по небу, т.е. когда изменяется структура теней. Однако за изменяющимися тенями тоже скрываются глубинные инварианты.
Движущийся наблюдатель и движущееся солнце- это те условия, в которых земное зрение эволюционировало в течение миллионов лет. Но к движущемуся наблюдателю применим инвариантный принцип обратимого заслонения, аналогичный принцип обратимого освещения применим и к движущемуся солнцу. Все, что теряется из виду, появится в виду, и все, что совещено, будет затенено.
До сих пор почти ничего не было сказано об изменениях в окружающем мире. Могла сместиться лишь точка наблюдения или источник освещения – реки же не текли, камни не осыпались – ничто не двигалось в природе.
Экологические события, в отличие от микрофизических и астрономических событий, происходят на уровне веществ и поверхностей, которые отделяют вещества от среды. Вещества различаются по твердости, и, следовательно, поверхности различаются по степени сопротивления деформации.
Вещества различаются своей химической инертностью или степенью сопротивления реакциям с агентами, подобными кислороду в среде.
В связи с экологическими событиями не следует забывать и о различии объектов, которые прикреплены к земле, и объектов, которые к ней не прикреплены. Изолированный объект можно двигать, не нарушая непрерывности его поверхности, с прикрепленным объектом этого делать нельзя. Объект может покоиться на поддерживающей его поверхности, находясь с ней в соприкосновении, не будучи прикрепленным к ней.
Мы рассматриваем сейчас только “внешние” события, исключая пока из рассмотрения смещение точки наблюдения. Изменение заслонения, которое обычно сопутствует смещению точки наблюдения, представляет собой весьма своеобразное оптическое событие, поскольку у него одновременно есть и объективный и субъективный аспект. Иными словами, открывание и закрывание поверхности зависит и от положения поверхности, и от положения точки наблюдения. Мы имеем дело в основном с событиями, которые происходят на суше, поэтому движение солнца по небосклону, вместе со специфическими движениями теней, которые от него зависят, мы оставим в стороне.
В предварительном порядке события, после сделанных исключений, можно разбить на три основных вида: изменение компоновки поверхностей, изменение цвета и текстуры поверхностей и изменения, связанные с самим существованием поверхностей. Причиной изменения компоновки являются силы; изменение цвета и текстуры поверхности вызывается изменением состава вещества; изменение, затрагивающее существование поверхности, вызывается изменением состояния вещества.
Изменение компоновки сложными силами
К изменению компоновки сложными силами относятся любые перемены в очертаниях поверхности окружающего мира, в том числе и обретение изолированным объектом нового положения в результате смещения. То, что мы склонны называть движениями, представляет собой перемещения и вращения изолированных объектов – падение груза, вращение волчка, качение меча, полет снаряда. Есть много других изменений в компоновке поверхностей, которые еще более значимы: упругие деформации поверхности другого животного, разбрызгивание и проливание воды, эластичные и пластичные изменения резины и глины, разрушение или разрыв поверхности.
Изменения компоновки
Жесткие переносы и вращения объекта
1) Смещения (падающее тело, летящая стрела) 2) Повороты (открывающаяся дверь) 3) Комбинации (катящийся мяч)
1) Смещения (падающее тело, летящая стрела) 2) Повороты (открывающаяся дверь) 3) Комбинации (катящийся мяч)
Столкновения объекта
С отскоком и без отскока
С отскоком и без отскока
Нежесткие деформации объекта
1) Неодушевленные (капли жидкости, комки глины) 2) Одушевленные (изменение позы животного)
1) Неодушевленные (капли жидкости, комки глины) 2) Одушевленные (изменение позы животного)
Деформация поверхности
Волны, течение, эластичные или пластичные изменения
Волны, течение, эластичные или пластичные изменения
Разрушение поверхности
Разрывание, разлом; распад; взрыв
Разрывание, разлом; распад; взрыв
В приведенном списке собрано то, что можно было бы назвать экологической механикой. Земной субстрат играет роль абсолютной системы отсчета для них, поскольку сам он никогда не смещается и не поворачивается. Вселенная неподвижна (по крайней мере на этом уровне анализа).
На этом уровне анализа деформации и разрушения поверхности несводимы к движениям материальных частиц.
Событие, принадлежащее некоторому подклассу в приведенном выше списке, может, конечно, происходить вместе с событием другого подкласса.
Смещения, повороты, деформации, даже движение волн и течение реки могут осуществляться без нарушения непрерывности каких бы то ни было поверхностей. Если непрерывность утрачивается, происходит разрыв, и это в высшей степени значимое экологическое событие. В этом случае изменение компоновки превращается в изменение способа существования; поверхность перестает существовать, потому что вещество изменило свое “состояние”.
Некоторые события обратимы во времени, некоторые нет.
Смещения и повороты, так же как и локомоции, могут происходить как в прямом, так и в обратном направлении. Аналогично освещенные поверхности могут стать затененными, а затененные – освещенными. Такая обратимость есть и у некоторых жестких деформаций, хотя и не у всех, но она не присуща разрушению поверхности. В предельном случае распад поверхности и получение целой поверхности из ее частей не находятся в реципрокном отношении.
Субстрат. Земля, рассматриваемая в качестве субстрата, - это не только то, относительно чего любая вещь движется, она, кроме того, еще и то, относительно чего любая вещь занимает вертикальное положение, наклонена или перевернута. Она простирается от горизонта до горизонта, т.е. она горизонтальна. На экологическом уровне гравитация абсолютна, а не относительна.
Изменение цвета и текстуры при изменении состава.
Цвет и очертания - слишком упрощенные понятия, поскольку текстура, будучи разновидностью очертаний на уровне мелкомасштабной компоновки, неразрывно связана с цветом. Мы будем говорить о цвете и текстуре, не отделяя один от другой, поскольку и тот, и другая определяются составом вещества. Когда в результате химической реакции вещество меняется, меняется и его поверхность.
ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА И ТЕКСТУРЫ
Поверхности растений.
Позеленение - (повышение содержания хролофилла); увядание – понижение содержания хлорофилла).
Поверхности животных.
Смена меха (наступление зимы), Смена оперения (созревание).
Земные поверхности
Выветривание камня (окисление), Почеренение дерева (горение), покраснение железа (ржавление).
Молекулярные химические реакции в пробирках чаще всего обратимы. Однако, химические изменения на экологическом уровне не обратимы во времени. Созревание и сгорание нельзя повернуть вспять. Существуют, конечно, уравновешенные циклы экологических изменений, такие, например, как цикл двуокиси углерода, но они протекают медленно и, как мне кажется, являются необратимыми.
Появление и исчезновение поверхности
в результате перехода материи в другое состояние.
в результате перехода материи в другое состояние.
Газ не является веществом, хотя он материален. Когда вещество переходит в газообразное состояние, оно становится просто составной частью среды, его поверхность перестает существовать. Оно не дематериализуется, а деовеществляется. Оно больше не отражает света, и, следовательно, ни в одной точке наблюдения оно не задано в объемлющем строе. Оно не просто теряется из виду, оно прекращает свое существование.
При переходе из газообразного состояния в твердое или жидкое состояние поверхности вновь обретают существование, а при переходе из жидкого в твердое изменяют его.
Изменение способов существования поверхностей.
Жидкость в газ (испарение, кипение) - газ в жидкость (конденсация, дождь)
твердое в газ (сублимация) - газ в твердое?
твердое в жидкость (таяние) – жидкость в твердое (замерзание)
твердое в раствор (растворение) – раствор в твердое (кристаллизация, осаждение)
биологический распад, биологический рост.
разрушение- соединение
Экологическое разрушение поверхностей доступно зрению, а экологическое созидание поверхностей – нет, если не принимать во внимание рост животных и растений, который происходит очень медленно.
Выше я попытался показать, как можно наилучшим образом попарно противопоставить эти процессы, однако их сопоставление показывает, что они не обратимы во времени. В любой из этих пар ни одно событие не является простым обращением вспять другого.
Выводы: что же мы будем считать событием?
Экологические события многообразны и с трудом поддаются формализации. Существуют закономерности более высокого уровня, которые в настоящее время нельзя описать простыми уравнениями механики и физики.
События как первичные реалии. Во-первых, течение экологических событий отличается от абстрактного хода времени, с которым имеют дело в физике. Поток событий разнороден и распадается на составные части. Пора начать относиться к событиям как к первичным реалиям, а ко времени – как производной от них обстракции – понятию, выведенному в основном из регулярно повторяющихся событий наподобие тикания часов. Воспринимаются события, а не время.
Объекты не наполняют пространство, так как пустого пространства, с которого якобы все началось, никогда не было. Среду тоже нельзя назвать пространством – это какое-то подобие вместилища, но никак не пространство.
Время и пространство не является пустыми хранилищами, которые надлежит наполнить, они всего-навсего призраки событий и поверхностей.
Реальностью, лежащей в основе такого измерения, как время, является последовательная упорядоченность событий, а реальностью, лежащей в основе пространственных измерений, является смежная упорядоченность объектов. Упорядоченность событий изменить нельзя, тогда как упорядоченность частей – можно.
Повторяемость и неповторимость. Встречаются случаи чистого повторения, такие как колебания маятника или вращение часовых стрелок, и случаи неповторимости или новизны, такие, как образование облаков или перемещение песка на речной отмели. Каждый новый восход солнца подобен предыдущему и все же не похож на него, и это повторяется каждый день. Это правило, касающееся событий, согласуется с общей формулой, в соответствии с которой в основе изменений лежит неизменность.
Обратимые и необратимые события. Одни события представляют собой обратимые последовательности, другие – необратимые. Изменение положения можно восстановить, а изменение состояния – нет.
Встроенность событий. Поток экологических событий состоит из естественных единиц, встроенных друг в друга, - внутри одних эпизодов содержатся другие, подчиненные им, а эти последние подчиняют себе других. Эпизоды, как и поверхности, структурированы на разных уровнях. Годы и дни представляют собой естественные единицы последовательной структуры; часы, минуты, секунды – производные и искусственные единицы. Если принять идею встроенных последовательностей, можно понять, почему в некоторых случаях исход последовательности событий может неявно содержаться в ее отправном пункте, т.е. как конец может присутствовать в начале, в результате чего, наблюдая начало, можно предвидеть конец.
Возможности, которые открывают события. События, так же как и места, объекты и другие животные, открывают для животных определенные возможности. Некоторые события способствуют изменению возможностей, которые сулят места, объекты и другие животные. Огонь дает возможность согреться в холодную ночь, но он также чреват и возможностью ожога. Проблема: с помощью какой содержащейся в свете информации можно воспринимать эти события?
Что происходит с объемлющим оптическим строем, когда в окружающем мире случается событие? Происходит возмущение инвариантной структуры строя. Вероятно, для разных видов событий существуют разные виды возмущений.
События во внешнем мире не следует смешивать с содержащейся в свете информацией о них. В световом строе нет никаких материальных событий, в нем есть только информация, задающая события. В световом строе нет никаких материальных объектов, а есть только инварианты, задающие объекты. Начало и конец возмущения в свете соответствует началу и концу события во внешнем мире, но на этом соответствие и заканчивается.
Механические события
Рассмотрим случай жесткого переноса, при котором расстояние от объекта до точки наблюдения остается постоянным. Когда объект смещается относительно окружающего мира происходит возмущение структуры. У одной границы зрительного телесного угла происходит постепенное изъятие, в то время как у другой – постепенное добавление. Первое соответствует ведущему краю, второе – ведомому. Если объект смещается относительно неструктурированного фона, каковым может служить большой просвет, например, небо, пространственный промежуток между краем объекта и ближайшим к нему краем просвета образует пятно, которое либо убывает, либо разрастается. Такие убыль и прирастание подобны изъятию и добавлению единиц текстуры.
Жесткий перенос является особым случаем, объект не приближается к точке наблюдения и не удаляется от нее, и не происходит никаких изменений внутри соответствующего объекту контура. В общем случае происходит увеличение или уменьшение контура. Увеличение сопровождается постепенным изъятием оптической структуры вне контура. Увеличение формы в строе означает приближение чего-либо, а уменьшение – удаление. Если зрительный телесный угол объемлющего строя приближается к полусфере, крайнему пределу, которого может достичь телесный угол, тем самым создается событие громадного значения – соприкосновение объекта с точкой наблюдения. Это общий закон естественной перспективы.
Если такой объект, как сфера или колесо вращается вокруг оси, совпадающей с линией взора, то, может показаться, что поворот круглой формы в строе в точности копирует поворот круглого объекта во внешнем мире. Но это не так. С оптической точки зрения происходящее можно было бы квалифицировать как своего рода срезание или соскальзывание текстуры у контура, возникающее в результате вращения объекта относительно фона, хотя из строя ничего не изымается и в строй ничего не добавляется. Происходит возмущение непрерывности строя. Короче говоря, в общем случае объекты нельзя поворачивать, не вызывая изменений заслонения.
Что происходит со строем при деформации поверхности во внешнем мире? В этом случае допущение о том, что деформация оптической текстуры является копией деформации вещественной структуры, представляется правдоподобным, поскольку элементы оптической текстуры благодаря естественной перспективе являются проекциями элементов вещественной текстуры и находятся во взаимнооднозначном соответствии с ними.
Что происходит со строем, когда поверхность рвется или ломается? В этом случае математическая непрерывность поверхности текстуры нарушается и, как следствие, нарушается математическая непрерывность текстуры. Если трещина на поверхности превращается в брешь, то появляются заслоняющие края там, где их раньше не было. Если брешь расширить, возникнет новая поверхность. В строе появится новая оптическая текстура, которая заполнит образовавшуюся брешь. Появление новой структуры в бреши является информацией, которая играет имеет решающее значение.
Т.О. какое бы мехническое событие мы ни взяли, обнаруживается ошибочность точки зрения, согласно которой “оптическое движение является двухмерной проекцией физического движения в трех измерениях”. Ошибка лежит глубоко, она коренится в нашей концепции пустого пространства, в понятии так называемого третьего измерения пространства. Если восприятие пространства вообще существует, то оно может быть чем угодно, но только не восприятием глубины.
Химические события
Что произойдет с оптическим строем, если изменится состав поверхности, входящей в разноцветную компоновку поверхностей? Зеленое растение расцветает, зеленый плод созревает ,камень выветриватеся, а дерево темнеет. Изменения в составе почти всегда задаются изменением отражательной способности, как избирательной, так и неизбирательной, как хроматической, так и ахроматической. Вещества не могут быть бесцветными в самом широком смысле этого слова даже в том случае, когда они не пигментированы.
Поскольку постольку вещества химически инертны, отражательная способность их поверхностей относительно постоянна, и это постоянство является первопричиной инвариантной структуры в объемлющем оптическом строе. Однако поверхности химически активных веществ, в частности поверхности живых организмов, устойчивостью не обладают. Растения и животные меняют свой цвет и текстуру в зависимости от времени года.
Неизвестно, что происходит с оптическим строем, когда какая-нибудь из поверхностей меняет цвет. Без сомнения, происходит “возмущение” глубинной инвариантной структуры, но это достаточно неопределенное утверждение. Трудность состоит в том, что нам неизвестно даже, какой инвариант в строе задает постоянны поверхностный цвет во внешнем мире, не говоря об изменяющихся цветах. Мы не знаем, что задает состав. Мы не знаем, как чернота и белизна задаются отдельно от затененности и освещенности. На мой взгляд, ключом к решению этой проблемы является движущийся источник освещения, однако развитой теории у меня нет.
Пигментная текстура плоской конгломерированной поверхности проецируется в строй, и, несмотря на всевозможные перспективные преобразования, качество, плотность и регулярность пигментной текстуры оказываются заданными в оптическом строе. Такие “формы” текстуры инвариантны также и при изменении направления освещения, и при изменении его интенсивности. Возможно, таким способом задается состав вещества, и, поскольку именно он имеет значения для животных, отражательная способность поверхности, будучи чистой абстракцией, менее важна, чем мы привыкли считать.
Разрушение и образование поверхностей.
Какая информация в оптическом строе соответствует уходу в небытие поверхностей и их выходу из небытия при изменении агрегатного состояния вещества. Всякий раз, когда объемлющий свет структурирован в одной своей части и не структурирован в соседней, в первой части задается поверхность, а во второй – пустота. Текстуированная область к низу от горизонта задает земную твердь, а однородна область выше горизонта – пустое небо. Аналогично, разнородные области на небе задают поверхности, даже если это всего лишь поверхности облаков, а однородные участки между облаками задают отсутствие поверхности. Кроны деревьев лесу образуют наверху текстуру, а свободные от листвы проемы лишены текстуры, и именно в этих проемах летают птицы. До тех пор пока зрительный телесный угол в строе остается неструктурированным, он будет задавать проем.
В верхней полусфере объемлющего строя поверхности облаков могут рассеяться, и тогда мы говорим, что они пропали. Оптическую текстуру заменило отсутствие текстуры. Когда на небе собираются облака, мы говорим, что их поверхности материализуются. Отсутствие текстуры заменяет текстура. В нижней полусфере строя оптические превращения более сложны, так как там всегда имеется фоновая текстура. Когда жидкая поверхность испаряется, ее оптическую текстуру заменяет то, что лежит за ней. То же самое, когда происходит сублимация твердой поверхности или когда такая поверхность тает. Иногда при превращении вещества объект становится прозрачным. Это означает, что позади оной поверхности задается другая. “Появление” и “исчезновение” оказываются совмещенными во времени.
Оптические превращения, которые задают рассеяние, испарение, сублимацию, растворение, распад и разложение, являются сложными вариантами замещения одной текстуры на другую.
При постепенно замещении оптической текстуры, как и при ее постепенном изъятии по одну сторону контура, оптический строй теряет текстуру, однако теряет ее по-разному. В случае замещения текстуры ее утрата задает поверхность, которая уходит в небытие. В случае изъятия текстуры ее утрата задает поверхность, которая уходит из виду у заслоняющего края, как это описывалось в предыдущем разделе.
Виды возмущений оптической структуры.
Наиболее общим термином, для обозначения того, что происходит в оптическом строе в тот момент, когда что-либо происходит во внешнем мире, является возмущение структуры строя. Я считаю, что не следует говорить о движениях в строе.
Разновидности возмущений.
1. Постепенное изъятие и добавление элементов по одну сторону контура (смещение объекта относительно фона).
2. Постепенное уменьшение и увеличение брешей (перемещение объекта по небу).
3. Срезание или соскальзывание оптической текстуры у контура (вращение круга).
4. Перспективные преобразования (поворачивание грани объекта).
5. Увеличение до предела и уменьшение (приближение и удаление объекта).
6. Деформация (текучие, вязкие и эластичные события).
7. Возникновение новой структуры (разрывание).
8. Аннулирование текстуры (рассеяние в небе).
9. Замещение старой текстуры на новую (рассеяние на земле).
10. Изменение “цветовой структуры” (химические события.
Эти оптические происшествия и им подобные все время происходят в строе света, попадающего в глаз. Они несут информацию о событиях в окружающем мире. Эти возмущения подчиняются определенным законам и ожидают своего исследователя.
Для некоторых из рассматривавшихся выше изменений в какие-то моменты временим нарушается взаимная однозначность отображения элементов, поскольку с течением времени некоторые элементы строя теряются, а некоторые вновь появляются. Изъятие или добавление текстуры во время заслонения является примером такого нарушения. Перспективные искажения и сжатие текстуры сохраняют взаимную однозначность отображения лишь до тех пор, пока не достигнут своего предела, после чего текстура теряется. Возникновение новой текстуры при разрыве поверхности, “аннулирование” текстуры вследствие рассеяния поверхности и замещение старой текстуры новой представляют собой еще несколько случаев утраты взаимной однозначности отображения или проективного соответствия.
С другой стороны, некоторые из этих оптических возмущений все же сохраняют, по-видимому, взаимную однозначность соответствия элементов на протяжении какого-то времени. К их числу можно отнести перспективные преобразования, деформации (т.е. топологические преобразования) и даже срезание или соскальзывание оптической текстуры у контура. Элементы сохраняются (не теряются и не приобретаются) как в случае частичных перестановок точечной текстуры, так и при более существенных перестановках, например при случайных смещениях типа броуновского движения. Для любого такого возмущения можно найти инварианты – соотношения, пропорщии и отношения между элементами. Возмущения, перечисленные первыми, имеют наибольшее число инвариантов перестановки, упоминавшиеся в конце – наименьшее. Возмущение связности или порядка смежности более серьезно, чем просто возмущение формы. Полное нарушение порядка смежности элементов еще более серьезно.
Возмущения оптического строя не похожи на задаваемые ими события в окружающем мире. Даже если бы удалось свести оптические возмущения к движению пятен – у оптических пятен нет ни массы, ни инерции, они не могут сталкиваться; и на самом деле это не пятна, а встроенные друг в друга формы, которые не могут двигаться. У так называемого оптического движения настолько мало общего с физическим движением, что его не следует даже называть движением.
Каким образом оптическое возмущение соотносится с задаваемым им событием в окружающем мире? Такое соответствие есть, и оно имеет вид последовательной упорядоченности. Начало и конец возмущения в строе в точности совпадают с началом и концом события в окружающем мире. Если события одновременны, возмущения тоже одновременны. Если событие состоит из подчиненных ему событий (так, например, падение меча с лестницы состоит из последовательности скачков), то и возмущение состоит из подчиненных ему возмущений. Если событие плавное, такое, как надувание воздушного шарика, то возмущение также плавное.
Если в окружающем мире происходит ряд повторяющихся событий, то в объемлющем оптическом строе также происходит ряд повторяющихся возмущений. При механических событиях эти оптические возмущения обычно сопровождаются звуками, как это бывает, например, при столкновении объектов или разрыве поверхностей. Цепь оптических возмущений идет параллельно цепи акустических возмущений. В противоположность порядку смежности, которым обладает ряд объектов, последовательную упорядоченность ряда событий нельзя переупорядочить. Некторые отдельные события из всей последовательности одного дня, можно повернуть вспять (напр. Смещения), но последовательный порядок их осуществления непреложен.
Особым видом механических событий, в которых участвуют два изолированных объекта, является столкновение. Оно состоит из двух последовательных смещений, причем первое смещение служит причиной второго. Это событие высшего порядка слагается из двух соподчиненных событий. Наглядным примером такой причинной последовательности является соударение двух упругих объектов.
Для неодуш. объектов столкновение может послужит причиной не только их смещения, но и поломки, искривления ,леформации и .п. для одуш объектов – ранения и всевозможных сложных операций. Со времен Юма философы спорили, может ли такая причинность восприниматься? Можно ли воспринимать динамическое событие как таковое? Есть ли задающая его информаци? Эксперименты показывают, что есть.
Была проведена предварительная классификация событий. Было выделено три класса событий: изменение компоновки поверхностей, изменение цвета или текстуры поверхности и изменение способов существования поверхности. (1 переносы, столкновения, 2 изменения поверхностей у растений и животных, которым даже нет названия, 3 таяние, растворение, рассеяние).
Любое экологическое событие встроено в более продолжительное, иногда в этой череде событий встречаются повторы, события всегда имеют какой-то смысл, течение их никогда не бывает таким гладким, как течение ньютоновского “абсолютного математического времени”.
Оптической информацией, необходимой для различения разнообразных событий могут быть только различные возмущения локальной структуры оптического строя. Дано предварительное описание типов оптических возмущений: изъятие-добавление, срезание, преобразование, увеличение-уменьшение, деформация и т.п.
В предыдущих главах точка наблюдения мыслилась как позиция, с которой могло бы осуществляться наблюдение, позиция, которая могла бы быть занята, но которая не обязательно занята. В силу того, что любой наблюдатель может занимать любую позицию, инварианты строя при локомоции будут одни и те же у всех наблюдателей. Точка наблюдения является общедоступной, а не лично. Теперь нас будет интересовать обратная сторона медали. В занятой точке наблюдения появляется оптическая информация, задающая самого наблюдателя. Эта информация доступна только данному наблюдателю, и никакому другому. Тело животного-наблюдателя на какое-то время загораживает часть окружающего мира характерным только для этого животного образом. Я называю такую информацию проприоспецифической, отличая ее от экстероспецифической. Проприоспецифическая информация задает не окружающий мир, а самого наблюдателя.
Поле зрения животного – представляет собой телесный угол объемлющего света, который может охватить его глаз. В отличие от объемлющего строя поле зрения ограниченно; это нечто вроде выборки изо всей сферы. Угловые размеры поля зрения зависят от того, как размещены глаза на голове. У некоторых животных глаза размещены сбоку – у них поле зрения почти панорамно (лошади); у других глаза находятся спереди – у них поле зрения приблизительно равно полусфере (люди). И у тех, и у других поле зрения левого глаза частично накладывается впереди на поле зрения правого глаза, однако у людей степень наложения гораздо больше, чем у животных с полупанорамным зрением. Полем зрения я называю результат объединения полей зрения от обоих глаз.
Поле зрения – это большой зрительный телесный угол вместе с его образующей. У поля зрения есть границы. В каком-то смысле они похожи на заслоняющие края, например на края оконного проема. За краями поля зрения скрывается окружающий мир, и, когда поле начинает двигаться, происходит прибавление оптической структуры у ведущего края с одновременным изъятием структуры у ведомого края. В то же время края поля зрения отличаются от краев оконного проема, поскольку в случае с оконным проемом то, что находится на переднем плане, заслоняет то, что находится на заднем плане, тогда как и в случае с полем зрения то, что находится на заднем плане заслоняется головой наблюдателя.
Какую бы точку наблюдения человек ни занимал, он будет видеть лишь часть (не более половины) своего окружения, остальное закрывается головой. То, что закрыто, заслоняется реальностью особого рода. Хотя она не является частью окружающего мира, тем не менее для нее справедлив принцип обратного заслонения. Целью зрения является постижение окружающего мира, всего объемлющего окружения, а не только той его части, которая случайно оказалась перед глазами. Объемлющая информация доступна любому наблюдателю, который способен поворачивать голову. Зрительное восприятие панорамно, но для того, чтобы зафиксировать панораму, требуется определенное время.
У поля зрения есть и другие примечательные черты. Кроме овальной границы, в нем появляются и другие заслоняющие края. Ближайшими являются края глазницы, брови, носа и скулы; края рук, ног, кистей рук и стоп хотя и расположены дальше, тем не менее тоже заслоняют поверхности “внешнего” окружения. Если кисти и стопы сравнивать с другими заслоняющими краями, то они больше похожи на объекты, чем на края оконного проема. Внедряясь в поле зрения снизу в виде очертаний причудливой формы, они, с точки зрения наблюдателя, ведут себя как прикрепленные объекты. Однако от объектов их отличает упругость и тот факт, что прикреплены они не к земле, а наблюдателю. При движении этих полуобъектов у ведущего края происходит изъятие оптической структуры, а у ведомого – прибавление, совсем как в случае с внешними объектами.
В обычном объемлющем строе существует информация, задающая близость частей тела самого наблюдателя по отношению к точке наблюдения – ближе всего расположена голова, потом туловище, конечности, пальцы. Следовательно, в ощущении самого себя, когда голова переживается как центр, а тело – как периферия, нет ничего мистического. Переживание собственного Я – это не философская абстракция; для такого переживания в оптической информации есть соответствующая основа.
Различие между полем зрения и видимым полем.
Видимое поле означает интроспективные впечатления особого рода, противопоставляемые переживанию видимого мира. Видимое поле – это мимолетная мозаика ощущений, тогда как поле зрения – феномен экологической оптики.
На само деле у любого животного, наделенного двумя глазами есть два поля зрения. Каждый из двух глаз, занимая свою точку наблюдения, осуществляет выборку их своего объемлющего оптического строя. Поскольку между точками наблюдения имеется некоторое (межокулярное) расстояние, соответствующие им оптические строи различны. Для этого различия я использую термин диспаратность, по аналогии с сетчаточной диспаратностью, которой так много уделяется внимания в физиологической оптике изображений.
Представители каждого вида видят самих себя иначе, чем особи других видов. Видение самого себя каждым индивидом различно.
Незрительная информация о себе самом
Я считаю, что все воспринимающие системы проприочувствительны в той же мере, в какой они экстерочувствительны, поскольку все эти системы поставляют (хотя и в разной форме) информацию об активности наблюдателя. Движения наблюдателя наряду со стимуляцией мышц, суставов и внутреннего уха обычно приводят к возникновению зрительных, слуховых и осязательных ощущений. Поэтому информация, задающая себя самого, извлекается независимо от того, какой чувствительный нерв посылает импульсы в мозг. Я хочу особо подчеркнуть разнообразие источников информации о себе самом и тот факт, что эта информация во всем многообразии извлекается одновременно.
Эгорецепция и экстерорецепция неразделимы
Оптическая информация, задающая наблюдателю его самого вместе с головой, телом, руками и т.п., сопутствует оптической информации, задающей окружающий мир. Эти два источника информации сосуществуют. Самовосприятие и восприятие окружающего мира происходят одновременно.
Информация для восприятия расстояния
Если под расстоянием понимать расстояние до объекта в пространстве, то тогда это линия, упирающаяся одним своим концом в глаз и проецирующаяся на сетчатке в одну точку. Следовательно, расстояние само по себе видеть нельзя. Вместо того, чтобы считать, что расстояние – это нечто простирающееся по воздуху, можно встать на точку зрения, согласно которой расстояние простирается по земле; в этом случае его можно увидеть. Оно будет проецироваться в виде градиента уменьшения оптического размера и увеличения оптической плотности деталей на поверхности земли. Для каждой из трех разновидностей оптических градиентов – градиентов перспективы размера, перспективы диспаратности и перспективы движения – нос обеспечивает абсолютную точку отсчета, абсолютный нуль расстояния, отсчитываемого “отсюда”.
Как задается поворот головы
Три пары полукружных каналов в вестибулярном аппарате внутреннего уха, расположенные в вертикальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях, фиксируют движения головы и задают степень ее поворота. Эти повороты головы фиксируются еще и зрительно. То, что их задает, я называю скольжением поля зрения в объемлющем строе во время поворотов головы и кручения поля зрения в строе во время наклонов головы.
При движении головы дело не ограничивается “движением” поля зрения относительно внешнего мира. Когда голова движется, мир скрывается и открывается таким образом, что этим в точности задается, как движется голова.
Поле зрения глазницы представляет собой в каждый отдельный момент времени выборку из объемлющего оптического строя, и такие выборки их строя осуществляются непрерывно. Объединенное (от двух глазниц) поле зрения сопоставляет две выборки из объемлющего строя. Они в большей или меньшей степени накладываются друг на друга, и получается, что структура этих частей строя должна быть одна и та же. Но это не совсем так, поскольку две точки наблюдения слегка разнесены, в результате чего возникает диспаратность двух структур. Эта диспаратность, или непарность, максимальна для контура, который является проекцией края носа животного.
Оптическое уменьшение выпрямляющегося силуэта руки задает ее вытягивание, попытку что-нибудь достать, тогда как оптическое увеличение задает сгибание руки, подтягивание к себе чего-нибудь. При удалении рука заслоняет все уменьшающуюся часть окружающего мира. Рука, в которой находится оружие, само это орудие, обрабатываемая им поверхность – все это задается в виде изменяющейся компоновки ближайшего окружения, информация о котором содержится в меняющейся структуре оптического строя, доступного обоим глазам.
Наблюдатель осуществляет выборку из объемлющего строя независимо от того, движется он или нет, он может рассматривать мир как во время движения, так и во время остановки.
Если обратиться к открытому (т.е. лишенному предметов) окружению, то в таком окружении локомоцию будет задавать течение строя, его поток, а отсутствие потока будет задавать покой. Течение строя представляет собой изменение перспективной структуры (земли, пола, стен). Основной закон для текучей перспективы состоит в том, что для одной половины строя она центробежна, а для другой – центростремительна, однако эти две полусферы не являются инвариантными, они смещаются. Паттерн центробежного и центростремительного потока накладывается на неизменные детали строя. Одна из этих неменяющихся деталей – контраст, - который образуют небо и земля у горизонта, а другая - текстура земли. Когда наблюдатель меняет направление, паттерн потока смещается, если наблюдатель поворачивает обратно, паттерн потока обращается, но инварианты структуры и текстуры при этом никогда не смещаются. Они задают неподвижную местность, тогда как паттерн потока задает локомоцию наблюдателя относительно этой местности.
Мы устанавливаем местонахождение тех инвариантных деталей строя, которые задают цель движения, ее конечный пункт, каким бы он ни был, а затем направляем на них фокус оптического центробежного потока и удерживаем его в этом положении. Короче говоря, мы увеличиваем форму, задающую цель.
Переживаются жесткий мир и текучий строй. Оптическое течение объемлющего строя никогда не воспринимается как движение; оно просто переживаеся как кинестезия, т.е. эголокомоция.
Открытое окружение проецируется в глаз движущегося наблюдателя в виде непрерывного текучего паттерна, чего нельзя сказать об окружении, которое заполнено предметами. Наличие заслоняющих краев как правило приводит к тому, что поверхности то закрываются, то открываются, а соответствующие оптические текстуры то убывают, то растут. Этот вид изменений не является ни течением, ни преобразованием, потому что некоторые элементы предшествующего строя не отображаются в элементы последующего строя. Следовательно, инварианты, которые задают компоновку реального окружения, не являются просто инвариантами проективных образований. Об этом более подробно поговорим в третьей части книги.
Как такой оптический поток связан с классической кинестезией, которая, как полагают, является чувством движения? Я предлагаю лишь признать, что наряду с мышечно-суставной кинестезией существует зрительная кинестезия. Во время пассивной езды в транспорте мышечно-суставная кинестезия не функционирует. Единственно надежную информацию о смещении задает зрительная кинестезия. Классическое чувство движения ненадежно, так как рыбы в воде и птицы в воздухе должны напрягать мышцы только для того, чтобы оставаться на одном месте.
Информация о самом себе сопутствует информации об окружающем мире, и эти два вида информации неотделимы друг от друга. Эгорецепция неразрывно связана с экстерорецепцией. У восприятия есть два полюса, субъективный и объективный, и имеется информация задающая как тот, так и другой. Воспринимая окружающий мир, мы воспринимаем самих себя.
Края поля зрения заслоняют внешнее окружение, когда голова поворачивается и заслонение меняется, то что было скрыто – открывается, а то что было открыто, скрывается.
Три типа движений было выделено: 1 повороты головы относительно тела, 2движение конечностей относительно тела, 3 передвижение относительно окружения, т.е. локомоция. Для каждого из них существует свой тип оптической информации, задающей его. В случае поворота головы – скольжение поля зрения по объемлющему строю, в случае движения конечностей – вхождение в поле зрения специфических очертаний, в случае локомоции – течение объемлющего строя. Я предлагаю во всех этих случаях извлечение такой информации называть зрительной кинестезией.
Как мы переходим от поверхностей к возможностям? Если в свете содержится информация для восприятия поверхностей, то, может быть, там есть и информация для восприятия того, какие возможности они предоставляют? Быть может, состав и компоновка обусловливают то, какими будут эти возможности?
Возможности окружающего мира – это то, что он предоставляет животному, чем он его обеспечивает и что он ему прелагает – неважно, полезное или вредное. Возможность – нечто, что относится одновременно и к окружающему миру, и к животному таким образом, который не передается ни одним из существующих терминов. Он подразумевает взаимодополнительность окружающего мира и животного.
Если земная поверхность приблизительно горизонтальная (т.е. ненаклонная), плоская (т.е. не выпуклая и не вогнутая), достаточно обширная (относительно размеров животного) и если вещество, из которого она состоит, твердое (по отношению к весу животного), то такая поверхность предоставляет возможность опереться на нее. Эту опорную поверхность мы называем субстратом, земью или полом. Возможности нужно измерять иначе, чем физические величины.
Различные компоновки предоставляют разным животным возможность вести себя по-разному. Различные вещества окружающего мира предоставляют различные возможности для питания и производства. Различные объекты окружающего мира предоставляют различные возможности для манипуляций. Другие животные предоставляют, помимо всего прочего, богатые возможности для сложных взаимодействий: сексуальных, хищнических, родительских, боевых, игровых, кооперативных, а также связанных с процессом общения. Для человека то, что сулит другой человек, составляет целую область социальных значимостей. Мы уделяем пристальное внимание той оптической и акустической информации, которая задает, что представляет собой другой человек, к чему он склонен, чем он нам угрожает и что он сделает.
В экологии есть понятие ниши. Это совсем не то же самое, что ареал обитания вида; ниша скорее указывает на то, как живет животное, чем на то, где оно живет. Я считаю, что ниша – это набор возможностей.
Ниша подразумевает определенный тип животного, а конкретное животное подразумевает определенный тип ниши. Физическое, химическое, метеорологическое и геологическое состояние земной поверхности и предшествовавшая растительная жизнь – все это необходимые условия, без которых жизнь животных была бы невозможна. Эти условия должны быть инвариантными, для того, чтобы смогла развиться животная жизнь. Возможность в равной степени является и фактом окружающего мира, и поведенческим фактом. Это одновременно и физическое и психическое, хотя и ни, и ни другое. Возможность обращена и к окружающему миру и к наблюдателю.
Не следует путать понятие ниши для определенного вида с тем, что некоторые зоопсихологи называют феноменальным окружением вида. Жизнь живого организма тесно связана с окружением, но окружение в своем существовании не зависит от организма.
Компоновка поверхностей изменилась из-за того, что землю расчищали, рыли, разравнивали, мостили и застраивали. Зачем человек изменил очертания и вещества своего окружения? Для того, чтобы изменились возможности, которые окружение ему предоставляет. Искусственный окружающий мир – это не новый окружающий мир (по сравнению с естественным), это все тот же старый окружающий мир, видоизмененный человеком. Существует только один мир, каким бы многообразным он ни был. Основа окружающего мира – вещества, среда и поверхности – одна и та же для всех животных.
Среда
Воздух дает возможность дышать, возможность беспрепятственно передвигаться по земле, которая сулит опору. Если есть освещение и нет тумана, воздух делает возможным зрительное восприятие, дает возможность воспринимать летучие вещества и колебательные события, носителями которых являются поля запахов и звуков.
Вещества
Вода более вещественна, чем воздух, и у нее с воздухом всегда есть общая поверхность. Она сули возможность утолить жажду, сулит купание и умывание (являясь растворителем). Оптическая информация о воде задается характеристиками ее поверхности, особенно свойственными только воде флуктуациями, вызываемыми волнением.
Твердые вещества, которые более вещественны, чем вода, обладают характерными поверхностями. Одни вещества годятся в пищу, другие –нет, все зависит от биологического вида животного. Твердые вещества в зависимости от степени их твердости предоставляют возможность для различных видов производственной деятельности.
Поверхности и их компоновки
Плоская, твердая, горизонтальная, протяженная поверхность сулит опору. Земная поверхность является в буквальном смысле основой поведения животных, живущих на земле. Кроме того, она является основой их зрительного восприятия, в частности так называемого восприятия пространства.
Плоская земная поверхность обычно расположена ниже как изолированных, так и прикрепленных к ней объектов. На земле есть определенная “обстановка”, иначе говоря, земля обычно бывает загромождена.
Горизонтальная, плоская, протяженная поверхность, которая не является твердой – поверхность реки или озера – обеспечивает возможность плавать и нырять.
Вертикальная, плоская, протяженная поверхность (стена, склон обрыва) представляет собой преграду. Если воспринимается определенная компоновка, то воспринимаются и те возможности, которые она предоставляет.
Склон обрыва, стена, река, пропасть предоставляют собой преграды. Дерево или камень является препятствием. Обычно между препятствиями есть проходы, и эти проходы видимы. Восприятие препятствий и преград направляет локомоцию так, чтобы избежать поверхностей, чреватых возможностью травм, и воспользоваться открытыми проходами. Угроза столкновения с поверхностью во время локомоции задается довольно простым способом – взрывообразным увеличением оптической текстуры. Это явление было названо лумингом (от англ. Loom – принимать угрожающие размеры). Его не следует путать с увеличением проходов между препятствием и с появлением нового вида, открывающегося, скажем, при приближении к дверному проему.
Объекты
Изолированные объекты, если они предоставляют животному возможность для какой-либо деятельности, должны быть сравнимы по величине с этими животными. Объектами можно манипулировать, из них можно что-то сделать. (листы, палки, волокна, емкости, одежда и орудия – изолированные объекты, предоставляют возможность манипулировать ими.)
В ортодоксальной психологии утверждается, что мы воспринимаем объекты постольку, поскольку мы различаем их свойства и качества, что объекты складываются из своих качеств. Я убежден, что когда мы смотрим на объекты, то воспринимаем их возможности, а не качества.
Значение замечается прежде, чем будут восприняты поверхность и вещество, цвет и форма как таковые. Возможность является инвариантным сочетанием переменных. Легче воспринять такую инвариантную единицу, чем воспринимать все переменные по отдельности.
Другие люди и животные
Животные сами инициируют свои движения. Они взаимодействуют с наблюдателем и друг с другом. Люди и животные могут служить источником информации о себе лишь постольку, поскольку другие люди и животные могут их видеть, слышать, обонять и т.д.
Места и укромные места.
Важная разновидность места – укромное место – место, предоставляющее возможность укрытия, т.е. укромное место.
В любой фиксированной точке наблюдения некоторая часть окружающего мира открыта, а остальное скрыто. Сам наблюдатель (вернее его тело) открыт для одних точек наблюдения и скрыт для других. Спрятаться означает поместить свое тело в то мест, которое скрыто от других наблюдателей для тех точек, которые другие наблюдатели занимают. “Хорошее” укромное место – это место, которое скрыто почти для любой точки наблюдения.
Все эти явления подчиняются принципу заслоняющего края в точке наблюдения.
Выводы: позитивные и негативные возможности
Диапазон возможностей веществ громаден. С одной стороны вещества обеспечивают возможность биохимического взаимодействия, с другой - они открывают возможности для различных видов производственной деятельности. Поверхности обеспечивают возможности для локомоций, столкновений, манипуляций, т.е. для поведения в целом. Особые формы компоновки сулят убежища и укрытия. Животные и люди предоставляют друг другу реципрокные возможности предельно сложного поведения. На высшем уровне развития, когда локализация становится речью, а рукотворные объекты для показа – картинами и письменами, человеку открываются поистине ошеломляющие возможности.
Гештальтпсихологи признавали, что смысл или значение вещи воспринимаются, по-видимому, так же непосредственно, как и ее цвет. Значение предмета, как говорится, написано на его лице. Коффка считал, что вещи “говорят нам, что с ними делать”. Следовательно у них есть “свойство навязывания”.
По Левину у валентности есть соответствующий ей вектор, который можно представить в виде стрелки, влекущей наблюдателя к объекту или отталкивающей от него. Валентность объекта присваивается ему по мере накопления внутреннего опыта у наблюдателя благодаря наличию у наблюдателя потребностей. Коффка считал, что у почтового ящика появляется свойство навязывания только тогда, когда у наблюдателя есть потребность отправить письмо.
Понятие возможности ведет свое происхождение от понятий валентности, приглашения, навязывания, но у него есть решающее отличие. Возможности не изменяются при изменении потребностей наблюдателя. Возможность, являясь инвариантом, всегда существует и всегда доступна для восприятия. Возможность не присваивается объекту потребностями наблюдателя и актом его восприятия этого объекта. Объект предоставляет только те возможности, которые он предоставляет будучи таким, каков он есть. То, что объект из себя представляет мы определяем в терминах экологической физики. Восприятие тех возможностей, которые он предоставляет, не следует путать с теми ситуативными влечениями к нему, которые могут возникать время от времени.
Восприятие возможностей не является процессом восприятия лишенных значения физических объектов, это процесс восприятия экологических объектов, насыщенных значениями.
Неповторимое сочетание инвариантов, т.е. составной инвариант – это тоже инвариант, только особого рода.
Оптические инварианты высшего порядка задают возможности высшего порядка.
Возможность обращена в обе стороны – и к окружающему миру, и к наблюдателю.
Постижение мира неразрывно связано с достижением того отношения дополнительности, в котором постигающий находится к миру.
Результатом извлечения информации является восприятие; если же извлекается ложная информация, результатом будет ложное восприятие. Ошибочное восприятие ведет к неадекватным действиям. Вещи могут выглядеть не такими, каковы они есть. Но основные возможности окружающего мира доступны восприятию и обычно воспринимаются непосредственно без дополнительного научения. Возможности сами по себе заданы в объемлющем свете.
Возможности окружающего мира и образ жизни животного неразрывно связаны друг с другом.
В стимуляции есть информация о физических свойствах вещеий.
Возможности – это свойства, соотнесенные с наблюдателем.
Возможности задаются информацией, имеющейся в объемлющем свете.
Часть 3
Зрительное восприятие.
Прямое восприятие – это особый вид активности, направленный на получение информации из объемлющего светового строя. Этот процесс я назвал извлечением информации. (оно не опосредовано никаким изображением - ни сетчаточным, ни нервным, ни психическим.
Эксперименты которые будут рассмотрены разбиты на три группы: 1 прямое восприятие компоновки поверхностей, 2 прямое восприятие изменяющейся компоновки поверхностей, 3 прямое восприятие своих собственных движений.
Земная теория восприятия пространства. Идея в том, что мир состоит из основной поверхности вместе с примыкающими к ней другими поверхностями, а не из тел в пустом воздушном пространстве. Характер видимого мира определяется не объектами, а их фоном. Теперь я предпочел быть называть земную теорию теорией компоновки поверхностей. Восприятие компоновки поверхностей является прямым. Оно не начинается с восприятия двухмерной формы.
В объемлющем свете имеется информация для восприятия компоновки поверхностей и что никаких признаков или ключей для восприятия глубины не существует. Традиционный список признаков бесполезен, если восприятие не начинается с плоской картины.
Психофизика восприятия пространства и формы
Различия между собственно стимуляцией и стимульной информацией, между тем, что происходит в пассивных рецепторах, и тем, чем располагают активные воспринимающие системы.
Животные и люди ощущают окружающий мир, но не в том смысле, что у них есть ощущения, а в том смысле, что они его обнаруживают.
Градиент представляет собой стимульную информацию, поскольку наличие градиента – это прежде всего инвариантное свойство оптического строя.
Восприятие – это акт, а не реакция; акт внимания, а не автоматически возникающее впечатление; достижение, а не рефлекс.
Гипотеза об одностадийном процессе восприятия компоновки поверхностей вместо двухстадийного процесса первоначального восприятия плоских форм и последующего интерпретирования признаков глубины.
Сравнительный анализ восприятия поверхностей и их отсутствия
Эксперимент Метцгера. Основывается ли восприятие трехмерного пространства на двумерных ощущениях, к которым добавляется третье измерение, или оно базируется на восприятии поверхностей?
1930 г. Испытуемые Вольфганга Метцгера должны были смотреть на большую тускло освещенную отштукатуренную стену. Рассеиваемый ею свет, который попадал в зрительную систему, не фокусировался, т.е. глаза не могли ни аккомодировать, ни конвергировать. Все поле было однородным. При сильном освещении наблюдатель видел стену. При слабом освещении тонкая текстура поверхности глазом уже не воспринималась, и наблюдатель сообщал, что он видит нечто похожее на туман, мглу или световую дымку, но ни в коем случае не двумерную поверхность. Это дало Метцгеру основание утверждать, что испытуемых воспринимал “пространство” (три измерения).
Но однородное поле можно получить и другим способом. Матовые колпачки на глаза, которые можно носить как очки. Таким образом уничтожается оптическая текстура света любой интенсивности. То, что видел испытуемый, было пустой средой.
Суть эксперимента Метцгера. В его экспериментах свет, попадающий в глаз, в одном случае был совершенно однородным, а в другом – его однородность была нарушена.
В его эксперименте отчетливо проявились различия между оптическим строем, имеющим структуру, и строем без структуры. Теряя структуру, строй перестает быть строем.
Поверхность воспринимается лишь тогда, когда у строя есть структура, т.е. когда есть различия для разных направлений.
Эксперимент с мутными полупросвечивающими колпачками на глазах. Устранение с помощью мутных, полупросвечивающих рассеивающих очков оптической структуры падающего в глаз света. Наблюдатель не может смотреть ни на что-то, ни вокруг. После удаления колпачков с глаз анатомической дегенерации фоторецепторов не происходит (если это не дневное животное, напр. примат, выросшее в темноте), но механизмы исследовательской настройки зрительной системы развивались ненормально.
Эксперименты с листом стекла. Суть его в том, что там, где на самом деле есть материальная поверхность, видится воздух, потому что он задается оптическим строем. Совершенно чистый стеклянный лист пропускает и лучистую энергию света, и содержащий информацию оптический строй. Матовое или волнистое стекло пропускает оптическую энергию, но не пропускает оптическую информацию. Мельчайшие пятна или пыль могут задать поверхность чистого стеклянного листа. Тогда оптическая структура одной поверхности смешана с оптической структурой другой, вложена в нее. Поверхность переживается тогда, когда извлекается задающая ее структурная информация. Поверхность может существовать, но, если она не задана, она не будет восприниматься.
Эксперименты с псевдотоннелем. Этот эксперимент поводился с полузамкнутой псевдоповерхностью, имевшей вид цилиндрического тоннеля, рассматриваемого с торца. Это был не реальный, а виртуальный тоннель. Цель эксперимента состояла в том, чтобы обеспечить информацию для восприятия внутренней поверхности цилиндра, не прибегая к обычным источникам такой информации. Это оптическое симулирование. Психооптический эксперимент. В оптическом строе не было информации, которая свидетельствовала бы о том, что это была оптическая симуляция. Мы создали оптический строй, зрительный телесный угол которого составлял около 30 угловых градусов. В нем чередовались темные и светлые кольца. Кольца имели четкие края и концентрически вкладывались друг в друга. Количество вложенных колец было разным – от 36 до 7. Т.о. можно было изменять среднюю плотность перепадов яркости в оптическом строе. Градиент этой плотности также мог варьироваться. Обычно плотность увеличивалась от периферии к центру. Установка, с помощью которой осуществлялась такая оптическая стимуляции, состояла из набора тонких пластиковых листов большого размера, расположенных один за другим. Листы освещались сверху или снизу (освещение было непрямым). В центре каждого листа было сделано отверстие размером в 1 фут. Кромки отверстий создавали контуры в оптическом строе. В серии опытов черные и белые пластиковые листы строго чередовались, а для контрольного опыта использовались только белые или только черные листы. Наблюдатель находился в кабине и смотрел в отверстие. Предпринимались специальные меры предосторожности, с тем чтобы у него не возникало никаких предварительных гипотез относительно того, что он должен увидеть.
Результат состоял в следующем. Когда в опыте использовались только белые или только черные листы, наблюдатели не видели ничего. Увиденное в первом отверстии испытуемые описывали как туман или дымку, темную или светлую пелену без явно выраженной глубины. Когда опыт проводился с 36 чередующимися темными и светлыми кольцами, все испытуемые видели непрерывную полосатую цилиндрическую поверхность, т.е. объемный тоннель. Не было видно никаких кромок, и “через весь этот тоннель можно было прокатить шар”.
При использовании 19 колец две трети испытуемых видели объемный тоннель. При 13 кольцах объемный тоннель видела только половина испытуемых, а при 7 кольцах – одна треть. Остальные испытуемые во всех случаях говорили, что они видят либо участки поверхности, отделенные друг от друга промежутками воздушного пространства, либо ряд округлых кромок, т.е. то, что и было на самом деле. При уменьшении числа колец постепенно утрачивались вещественность и непрерывность. Оказалось, что решающим фактором является близость расположения контуров. Поверхность зависит от средней плотности контуров в оптическом строе.
Заключение. Восприятие поверхности зависит от близости к друг другу разрывов в оптическом строе. Поверхность – это то, что отделяет вещество в газообразном состоянии от вещества в жидком или твердом состоянии. Если одно из двух веществ становится более вещественным, то появляется отделяющая его поверхность.
Восприятие поверхности как таковой, с неизбежностью влечет за собой восприятие ее компоновки.
Эксперименты с восприятием опорной поверхности.
Животные, если они не находятся в состоянии падения, всегда чувствуют опорную поверхность. В том случае, если мы действительно опираемся на нее, мы можем еще и видеть ее под ногами.
Стеклянный пол. Помещая детей и животных на такой пол, Э.Дж.Гибсон и Р.Д. Уолк наблюдали за их поведением в двух ситуациях – когда пол был видимым, что достигалось посредством текстуированной бумаги, подкладываемой непосредственно под стекло, и когда пол был невидимым, т.е. когда бумага лежала намного ниже стекла. Т.о. оптическая информация об опоре имелась только в первом случае. В первом случае животные и дети ходили и ползали по полу, однако они начинали вести себя совершенно иначе, когда им оставляли только возможность осязать поверхность пола. В этом случае они съеживались, застывали, выказывали признаки дискомфорта. В этом эксперименте оптическая информация противоречила гаптической информации. Внимание направлено на соотнесенность земи и тела. Перцепция и проприоперцепция взаимодополнительны.
Зрительный обрыв. Эксперименты Э. Дж. Гибсон и Р.Д. Уолка со зрительным обрывом. Результаты, которые они получили, работая с только что родившимися детенышами, а также с животными, выращенными в условиях темноты, достойны удивления, ибо они явно указывают, на врожденность восприятия глубины. Однако видеть обрыв – это вовсе не значит воспринимать третье измерение. Воспринимаются возможности, которые таит в себе край обрыва. Кромка обрыва опасна, она является заслоняющим краем, однако у нее есть особое качество – быть краем опорной поверхности. Воспринять обрыв – значит обнаружить место, где заканчивается опорная поверхность. Гибсон и Уолк сконструировали виртуальный обрыв на установке со стеклянным полом. В их установке было два выступа – отвесный и пологий, удобный для передвижения животных того вида, с которым велись опыты. Почти все животные, обитающие на суше, выбирали пологий выступ.
Перепад глубины на краю опорной поверхности – это нечто совершенно другое, нежели глубина, рассматриваемая как измерение абстрактного пространства.
Объект, покоящийся на земи. Эксперимент с невидимой поддержкой объекта. Изолированный объект (картонная фигура или мяч) прикреплялся к длинному стержню, который был скрыт от наблюдателя. Экспериментатор мог опустить стержень настолько, чтобы объект лег на земь, или поднять его так, чтобы объект повис в воздухе. Испытуемому указывали, с какого места нужно смотреть, нужно ли закрывать один глаз или можно смотреть двумя глазами, и не запрещали совершать естественные движения головой. Лежащий объект испытуемый воспринимал лежащим, а приподнятый – приподнятым. Размер объекта и расстояние до него тоже воспринимались правильно. Если же испытуемого просили закрыть один глаз, а голова фиксировалась с помощью специального прикуса или маленького отверстия, сквозь которое он должен был смотреть, восприятие в корне менялось. Лежащий объект он воспринимал правильно, а объект, висящий в воздухе, он видел так, словно тот тоже лежал на поверхности. Он видел этот объект в том месте, где край заслонял текстуру поверхности. Испытуемому казалось, что объект находится дальше и что размер его больше, чем на самом деле.
Для возникновения этой иллюзии необходима монокулярность и полная неподвижность органа зрения, что крайне редко встречается в естественных условиях. Это означает что отсутствует бинокулярный параллакс и параллакс движения. Отдаленность объекта от земи задается именно этими приращениями и убываниями земной текстуры.
Эксперименты, в которых фоновой поверхностью
служила поверхность земли
служила поверхность земли
Восприятие расстояния и размера на земной поверхности. Линейная перспектива ялвяется признаком расстояния, такую же роль могут играть и градиенты близости или плотности текстуры земной поверхности. Опыты проводились на поле, которое простиралось почти до самого горизонта и было тщательно перепахано, чтобы на нем не было видно никаких борозд. В этом необычном эксперименте требовалось оценить высоту вех, расставленных по полю на расстоянии до полумили. Считалось, что константность размера должна “нарушаться”, поскольку для любого объекта в конце концов найдется такое расстояние, начиная с которого он вообще перестает быть видимым. Однако, те оценки размера, которые давали наивные испытуемые в эксперименте не уменьшались, даже тогда, когда вехи находились в 10 минутах ходьбы. С увеличением расстояния увеличивался разброс оценок, но сами оценки не уменьшались. Константность размера не нарушалась. Размер объекта с расстоянием не уменьшался, а лишь становился менее определенным. Наблюдатели неосознанно извлекают определенное инвариантное отношение, а размер сетчаточного изображения не играет никакой роли. Независимо от того, насколько далеко находится объект, он пересекает или заслоняет одно и то же число текстурных элементов земи. Это число является инвариантным соотношением. Отношение, в котором веху делит горизонт – инвариант. Эти инварианты – не признаки, а информация для прямого восприятия размера.
Восприятие размера объекта, находящегося на земле, и восприятие расстояния до него отличаются от восприятия размера объекта, находящегося в небе, и восприятия расстояния до него. В последнем случае нет никаких инвариантов.
Сравнение отрезков расстояния на земной поверхности. Было устранено само различие между размером и расстоянием. Нужно было сравнивать отрезки расстояния на самой земле. От испытуемого требовалось разделить пополам расстояние от себя до маркера или расстояние от одного маркера до другого. Все наблюдатели были в состоянии достаточно точно разделить расстояние пополам. Они обнаружили способность определять количество текстуры в зрительном угле. Правило: равное количество текстуры на равновеликих участках местности. Это правило предполагает, что и размер и расстояние воспринимаются непосредственно. Это очень сильный инвариант. В мире есть не только расстояния отсюда, но и оттуда (в мире другого человека). По-видимому, эти интервалы удивительным образом эквивалентны друг другу.
Некоторые сведения о земле и о горизонте. Прямо внизу, там, где находятся ноги, грубость оптической текстуры максимальна и по мере удаления от этого места ее плотность возрастает. Плотность текстуры никогда не бывает бесконечно большой.
Земной горизонт представляет собой инвариантное свойство зрения в земных условиях. Этот большой неподвижный круг является системой отсчета для всех оптических движений. Горизонт перпендикулярен силе тяжести, направление которой совпадает с осью, соединяющей центры обеих полусфер объемлющего строя; короче говоря, горизонт горизонтален. По отношению к земной обстановке горизонт находится на уровне взора. Восприятие того, что здесь, и восприятие того, что бесконечно удалено отсюда, взаимосвязаны.
Эксперименты с восприятием наклона
Плотность оптической текстуры имеет решающее значение. Эксперимент с варьированием плотности текстуры на картине или в окне. Ожидалось, что поверхность (при увеличении плотности текстуры кверху(книзу, вправо или влево)) будет отклоняться от фронтальной плоскости на определенный угол, соответствующий быстроте изменения плотности, т.е. градиенту плотности. Тогда я думал, что каждый участок поверхности в окружающем мире обладает таким свойством наклона. Кажущийся наклон поверхности оценивался по наклону ладони, которую испытуемый отклонял от фронтальной плоскости на тот же самый угол. Казалось, что это будет чистый психофизический эксперимент, так как в нем выделялась единственная переменная – градиент плотности. Эксперимент показал, что когда плотность возрастала в определенном направлении, в этом же направлении возрастал воспринимаемый наклон. Кажущийся наклон был меньше расчетного. Этот эксперимент нельзя считать чистым психофизическим. Между феноменальным наклоном и градиентом нет простого соответствия.
Гибсон и Корнсвит обратили внимание на то, что в этих опытах изучался оптический, а не географический наклон. Оптический наклон рассчитывается относительно фронтальной плоскости, а не относительно земной поверхности. В этом смысле оптический наклон мало чем отличается от глубины. Я представлял себе наклон как абсолютное качество, тогда как он всегда относителен. Впечатление наклона нельзя изолировать, создавая с помощью оптических ухищрений текстуру в проеме окна, поскольку на него будет влиять восприятие заслоняющего края окна.
В соответствии с теорией опосредованного восприятия восприятие опосредствуется предварительными гипотезами, предубеждениями, ожиданиями, мысленными образами и дюжиной иных гипотетических посредников. Довод заключается в том, что одно и то же сетчаточное изображение может быть у многих совершенно различных объектов, которые могли бы иметь данное сетчаточное изображение.
При дефиците информации наблюдатель строит догадки о характере поверхностей, которым соответствуют данные телесные углы. Такое объяснение вполне разумно, но из него потом делается вывод о необходимости предварительных гипотез для восприятия вообще, поскольку зрительный телесный угол не может задавать объект. Для любого телесного угла в данной точке наблюдения всегда существуют эквивалентные конфигурации. Из того, что перспективная структура оптического строя не задает поверхностную компоновку, нельзя делать вывод об отсутствии в строе чего бы то ни было вообще, что могло бы задать компоновку.
Если несколько различных объектов могут порождать один и тот стимул, то как же мы воспринимаем объект? Если один и тот же объект порождает множество различных стимулов, то как же мы воспринимаем объект? Я вижу единственный выход в том, чтобы отвергнуть догму о существовании сетчаточного стимула в форме картинки. Объект задают инварианты, которые сами по себе лишены “формы”.
Если свет, попадающий в глаз, наделен структурой, то воспринимается поверхность.
Чем ближе друг к другу разрывы, тем более выражена в восприятии “поверхность”.
Эксперименты с восприятием расстояния на земной поверхности показывают, что такое восприятие основывается не на признаках, а на инвариантах в оптическом строе. Правило равного количества текстуры в равновеликих участках местности представляет собой один из таких инвариантов, горизонтальное отношение – другой. Подобного рода инварианты позволяют воспринимать непосредственно все параметры лежащего на земле предмета.
Положение о первичности и простоте восприятия движения во фронтальной плоскости.
Взгляд на сетчаточное движение как на “рисование лучом света на сетчатке” глубоко укоренился.
Восприятие событий зависит от возмущений структуры в объемлющем строе. События могут задаваться совершенно непохожими на них возмущениями структуры.
1. Стробоскоп и его модификации. Стробоскоп – устройство для последовательного предъявления различных неподвижных паттернов. Поскольку стимулы в стробоскопической последовательности неподвижны и сетчатка не “стимулируется” движением, принято считать, что воспринимаемое при этом движение является всего лишь “кажущимся”, а не “реальным”. Стимульной информацией о движении является изменение паттерна, и эта информация одинакова как при непрерывных, так и при прерывистых изменениях.
2. Движущаяся бесконечная лента. За окном непрерывно двигалась в определенном направлении полосатая или текстуированная поверхность, причем двигалась с любой скоростью. Глаз при подобных опытах извлекает не “движение” поверхности относительно окна, а постепенно появление и исчезновение элементов поверхности у заслоняющего края.
3. Установка с вращающимися краями. Поворачивание круга в его окружении представляет собой фактически срезание текстуры строя у контура круга.
4. Устройство с кругом и прорезью. Если вместо текстуры на таком круге нарисовать спиральную линию, то при медленном вращении возникает восприятие расширения (или сжатия).
5. Метод теневых проекций. Принято говорить, что отбрасывающий тень непрозрачный объект проецируется на экран с помощью светового излучения, т.е. с помощью прямых лучей. Проекция объекта, создаваемая очень маленьким близким источником, является центральной в том смысле, что лучи расходятся из точки, как из центра. Проекция, создаваемая удаленным источником, таким как солнце, является параллельной, поскольку в этом случае лучи не расходятся. Зрительный телесный угол тени, окруженной светом, обеспечивает информацию для восприятия объекта на пустом фоне, и виртуальный объект видится так, как будто он находится на фоне неба.
Мусатти показал, что плоский рисунок, на котором изображены круги или эллипсы, приобретает глубину, если его подвергнуть вращательному движению. Это явление стереоскинетического движения.
По-видимому, некоторые виды движения во фронтальной плоскости могут порождать восприятие движения в глубину. Движущееся объемное тело можно воспринимать непосредственно, т.е. воспринимать движение и объем в одно и то же время.
Без движения линии на экране видятся плоскими, словно нарисованными. Но если проволочный объект начинает поворачиваться, то пространственное расположение проволок становится очевидным. Если последовательность движений во фронтальной плоскости можно собрать в единой движение жесткого тела, то такое жесткое движение будет восприниматься объемным.
Оптические преобразования связны сами по себе, и специальный процесс, делающий их связными в восприятии, не нужен; их нужно просто извлечь в процессе восприятия.
Вступительная статья. Теория непосредственного восприятия. (экологический подход)... 1
Введение................................................................................................................................................................................................... 2
Часть 1 Окружающий мир, который нужно воспринимать................................................................................ 3
Глава 1. Животное и окружающий мир....................................................................................................................................... 3
Различие между окружающим миром животного и физическим миром............................................................................ 3
Временная шкала окружающего мира: события........................................................................................................................ 3
Неизменность и изменчивость компоновки.................................................................................................................................. 4
Выводы.................................................................................................................................................................................................... 5
Глава 2 Среда, вещества, поверхности....................................................................................................................................... 5
Среда....................................................................................................................................................................................................... 5
Вещества................................................................................................................................................................................................ 7
Поверхности и экологические законы для поверхностей......................................................................................................... 8
Качества вещественных поверхностей...................................................................................................................................... 10
Выводы................................................................................................................................................................................................. 11
Глава 3 Значимый окружающий мир......................................................................................................................................... 11
Терминология для описания поверхностных компоновок....................................................................................................... 11
Какие возможности открывает животному окружающий мир....................................................................................... 13
Выводы................................................................................................................................................................................................. 14
Часть 2 Информация для зрительного восприятия................................................................................................ 14
Глава 4 Взаимосвязь стимуляции и стимульной информации..................................................................................... 14
Различие между светящимися и освещенными объектами.................................................................................................. 14
Различие между излучением и освещением................................................................................................................................ 14
Различие между излучаемым светом и объемлющим светом.............................................................................................. 15
Всегда ли мы видим свет как таковой?...................................................................................................................................... 16
Стимул как прилагаемая энергия.................................................................................................................................................. 17
Объемлющая энергия как наличная стимуляция....................................................................................................................... 18
Ортодоксальная теория сетчаточного изображения........................................................................................................... 18
Доводы в пользу того, что сетчаточное изображение не необходимо для зрения...................................................... 19
Понятие оптической информации............................................................................................................................................... 19
Выводы................................................................................................................................................................................................. 19
Глава 5 Объемлющий оптический строй.................................................................................................................................. 20
Как структурирован объемлющий свет? Предварительное рассмотрение.................................................................. 20
Законы естественной перспективы: усеченные углы.............................................................................................................. 21
Оптическая структура при движущейся точке наблюдения............................................................................................... 22
Переход от скрытых поверхностей к открытым: закрывающие края............................................................................ 23
Как структурирован объемлющий свет? Теория.................................................................................................................... 26
Варианты и инварианты при движении источника освещения.......................................................................................... 27
Волны и рябь на воде: особый случай.......................................................................................................................................... 28
Выводы................................................................................................................................................................................................. 28
Глава 6 События и информация о воспринимаемых событиях.................................................................................... 29
Классификация событий, происходящих на суше................................................................................................................... 29
Оптическая информация о воспринимаемых объектах........................................................................................................ 33
Причинная обусловленность событий......................................................................................................................................... 37
Выводы................................................................................................................................................................................................. 38
Глава 7 Оптическая информация для самовосприятия.................................................................................................... 38
Задание Я посредством поля зрения............................................................................................................................................ 38
Как задаются движения конечностей......................................................................................................................................... 41
Как задается локомоция................................................................................................................................................................. 41
Выводы................................................................................................................................................................................................. 42
Глава 8 Теория возможностей....................................................................................................................................................... 42
Ниши окружающего мира............................................................................................................................................................... 43
Преобразование естественного окружения человеком.......................................................................................................... 43
Некоторые возможности земного окружения......................................................................................................................... 44
Происхождение концепции возможностей: предыстория................................................................................................... 46
Оптическая информация для восприятия возможностей.................................................................................................... 46
Ложная информация о возможностях........................................................................................................................................ 46
Выводы................................................................................................................................................................................................. 46
Часть 3 Зрительное восприятие............................................................................................................................................. 47
Глава 9 Экспериментальные свидетельства в пользу прямого восприятия: устойчивая компоновка..... 47
Свидетельства в пользу прямого восприятия компоновки поверхностей....................................................................... 47
Есть ли свидетельства против прямого восприятия поверхностей компоновки?....................................................... 52
Выводы................................................................................................................................................................................................. 53
Глава 10 Эксперименты с восприятием движения во внешнем мире и с восприятием собственных движений........................................................................................................................................................................................................................ 53
Восприятие изменяющейся компоновки поверхностей.......................................................................................................... 53
Устройства для изучения движения во фронтальной плоскости...................................................................................... 53
Эксперименты с кинетическим эффектом глубины или стереокинезом........................................................................... 54
1 Термин envelope of solid angle правильнее было бы перевести как поверхность, образующая телесный угол; однако по Гибсону у телесного угла не может быть поверхности, поэтому термин переводится нами как образующая телесного угла.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Галактика «Млечный Путь» на связи