И. Артоболевский - Знакомьтесь - роботы!
Несколько секунд проходят, кажется, в полной бездеятельности, но вся предварительная информация уже собрана, можно успокоиться, начать беседу, а кстати, на закусочной тарелочке уже лежит кусочек копченого палтуса и встает с места самозваный тамада.
Яркое солнце, электрическое освещение или сумерки — свет падает на страницу книжки, которую вы читаете, на праздничный стол, на чертежи или картину и отражается всегда по одним и тем же законам. Отраженные световые сигналы различной интенсивности попадают в глаз — так информация поступает в один из приемников, которыми оснащен человек. Сквозь роговицу — прозрачную часть прочной наружной оболочки глазного яблока, сквозь хрусталик — прозрачную двояковыпуклую линзу, сквозь прозрачное стекловидное тело, заполняющее шаровидную полость, свет попадает на "экран", выстилающий заднюю внутреннюю стенку глазного яблока, на так называемую сетчатку глаза.
Хрусталик не твердое тело, и при помощи специальной мышцы его кривизна, а следовательно, и его преломляющая сила меняются, обеспечивая резкость изображения на "экране" при различных расстояниях до рассматриваемого объекта. Другая автоматическая система регулирует размер зрачка — круглого отверстия в радужной оболочке, прикрывающей хрусталик: много света зрачок сужается, мало — расширяется, регулируя поступления света на экран. А окраска этой оболочки — голубая, серая, каряя — один из основных предметов восхищения поэтов и влюбленных.
Сетчатка, главная часть все видящего ока — воспринимающий, или, как говорят, рецепторный, аппарат глаза, образованный несколькими слоями нервных клеток. Здесь самым важным является слой зрительных световоспринимающих клеток, в которых происходит сложный фотохимический процесс преобразования энергии лучей света в нервные импульсы — биоэлектрические сигналы. Эти сигналы по зрительному нерву поступают в головной мозг, где формируется зрительный образ.
Сетчатка не просто равномерный "экран", все участки которого обладают одинаковыми свойствами. Маленькая площадка на этом "экране", ее зовут желтым пятном, очень густо насыщена рецепторами и обладает особо высокой чувствительностью. Люди по одним только чертам лица могут на расстоянии 10 метров узнать друг друга лишь тогда, когда каждый из них перемещает изображение лица другого в эту наиболее чувствительную область сетчатки. Все движения глазного яблока обеспечиваются мышечным аппаратом, состоящим из шести мышц и управляемым 3, 4 и 5-м парными нервами из нашего списка.
А теперь послушайте, каковы "технические характеристики" этого прибора. Приведем одни только сухие цифры, не нуждающиеся, по нашему мнению, в каком-либо "гарнире" из восхищения и восклицательных знаков.
Картинка размером 30х30 сантиметров, которая находится от вас на расстоянии 60 сантиметров, занимает на сетчатке вашего глаза площадочку в один квадратный миллиметр. Это изображение вместе с другой зрительной информацией, собираемой сетчаткой, после преобразования в совокупность электрических сигналов направляется в мозг по зрительному нерву.
Два круглых числа характеризуют, так сказать, "информационную мощность" одного глаза. Для сбора и предварительной обработки изображения он располагает ни много ни мало 100 миллионами рецепторов, а зрительный нерв (2-й по нашему списку) содержит 1 миллион нервных волокон.
На расстоянии 400 метров человек может отличить мужчину от женщины в толпе прохожих; невооруженным глазом может увидеть волосок диаметром в 0,5 микрона, то есть в 20 раз тоньше человеческого.
В течение 0,2 секунды глаз может увидеть свет слабой звезды. Порция энергии, которая при этом преобразуется на сетчатке в биоэлектрический сигнал, измеряется величиной в 3–5 квантов света. Если вам эта величина ничего не говорит, то знайте, что квант — это элементарное неделимое количество энергии, как атом — неделимое количество неживого вещества, а клетка — неделимая порция живого.
Квант энергии — много это или мало?
Чтобы на чувствительной негативной фотопластинке появилась различимая засветка, необходимо от тысячи до 5 тысяч квантов. Чувствительность вашего глаза почти в тысячу раз больше.
При идеальных условиях глаз может различить 500 оттенков серого цвета и примерно столько же ступеней яркости чистых цветов. Невооруженным глазом человек может различить 26 тысяч цветов. Значит, в идеальном случае глаз может различить 13 миллионов цветов и оттенков. Практически эта величина снижается до 5 миллионов.
Любой объект мы обычно рассматриваем двумя глазами. Так как они расставлены (расстояние между зрачками равно 6–7 сантиметрам), то его видим одновременно под разными углами; при этом достигается эффект стереоскопичности восприятия, благодаря которому можем оценивать объемные свойства объекта и расстояния до него.
Вероятно, сказанного достаточно, чтобы по достоинству оценить зрение как наиболее эффективный источник информации о внешнем мире. Необходимо только еще помнить, что нас не смущает и динамичность этого мира. Наш глаз умеет видеть его в движении, а наш мозг умеет быстро различать и анализировать увиденное.
Что значит быстро? Во время теннисного матча игрок должен успеть увидеть и оценить действия противника, уследить за движением мяча и движениями противника до и после его удара по мячу. Только при этих условиях он может выкроить время, чтобы наметить план игры и нанести ответный удар, а игра может быть осмысленной, представлять интерес как для самих игроков, так и для зрителей.
Конечно, этот пример не служит прямым ответом на поставленный вопрос. Просто мы хотим подчеркнуть, что информационные и двигательные возможности живого организма развиты гармонично, информационные процессы протекают настолько быстро, насколько это необходимо, чтобы эффективно использовать его двигательный потенциал. Без этого он не может целесообразно действовать, не может существовать и выжить.
Извне и изнутри
Вы глубоко задумались, увлеченно следите за театральным действием, погружены в шахматную партию или в курс кибернетики — легкое прикосновение к вашему плечу, спине, ноге возвращает вас к событиям, от которых вам на время удалось отключиться. Прикосновение вы ощутили кожей, которая, можно сказать, отделяет и защищает вас от внешнего мира. Это кожа обладает тем, что называют чувством осязания, причем это название, как мы сейчас увидим, далеко не исчерпывает тех ощущений, какими она нас снабжает.
Чувство боли заставляет вас быстро отклониться, если наткнулись на гвоздь; ощутив ожог, вы отдергиваете руку от ручки кипящего чайника; в мороз кожа сигналит, что нужно одеться потеплее. Сотни тысяч рецепторов сообщают о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и о получении тепла от горячих.
В коже имеются специальные группы рецепторов, чувствительных к движениям воздуха, обдувающего тело, к прикосновениям и вибрациям, действующим на него. Их чувствительность чрезвычайно велика. Кожа покрыта пушком волос. Проведите пальцами руки, не касаясь самой кожи, по этому пушку — и почувствуете это движение пальцев. Каждый волосок передает давление на кожу, даже если оно измеряется величиной всего лишь в 0,03 грамма. Человек без особого труда ощущает разницу между гладкой поверхностью стекла и шероховатой, на которую нанесены царапины глубиной в 0,01 миллиметра. А прикрепив к ногтю иголку, может ощутить царапину или выступ размером меньше микрона. Прикасаясь пальцем к различным поверхностям, легко различает, какие они: твердые или мягкие, гладкие или грубые, сухие или влажные, скользкие или липкие. Специалисты на ощупь определяют качество тканей, бумаги. Кожа ладоней рук, ступней ног и особенно кончики пальцев необыкновенно чувствительны к вибрациям.
Самая большая кожная чувствительность к вибрациям у человека лежит в области слышимых звуков, где-то в диапазоне частот 100–200 колебаний в секунду. Проводились, причем довольно успешно, опыты с целью научить человека "слышать" кожей, то есть понимать слова и предложения, передаваемые только в виде колебаний на кончики пальцев, на грудь, на поверхность бедра.
Через кожу мы получаем такое большое количество таких различных ощущений, что было бы правильней говорить о десятке чувств осязания, чем об одном.
Звук — колебания воздуха. Слух, позволяющий человеку улавливать звуки, — такое же удивительное чувство, что и зрение и осязание. Ухо — прибор, преобразующий колебания воздуха в нервные сигналы. Ухо не имеет, как глаз, радужной оболочки или века — устройств, которые бы регулировали поступление энергии во внутреннюю полость, в чувствительную область уха. Вместе с тем ухо может настраиваться на самую различную интенсивность звука.
Изображения, речь и музыка, запахи, прикосновения, царапины, синяки и шишки — непрерывный поток воздействий извне, из внешнего мира, воспринимается миллионами микроскопических приборов, связывающих с ним наш организм.
