Известно, например, что лягушка видит только движущиеся объекты. Почему же человек умеет видеть неподвижные предметы? Оказывается, что и он через 1–2 секунды перестает воспринимать неподвижные изображения, если освещенность каждой из колбочек и палочек не меняется. Однако в нормальных условиях глаз человека постоянно совершает скачкообразные микроскопические движения, и информация о наблюдаемом объекте все время возобновляется, благодаря этому он остается видимым.

При рассматривании изображения глаз также совершает постоянные движения, сосредоточивая внимание и многократно возвращаясь к наиболее важным и информативным деталям, которые формируют запоминающийся образ объекта. Например, если речь идет о лице, то щеки разглядываются редко, а вот глаза, нос, губы — чаще. Вероятно, поэтому нам удается рассматривать абстрактные картины Пикассо, выполненные в технике кубизма. На них могут быть изображены одновременно такие важные фрагменты, которые не видны все сразу при рассматривании прототипа.

Удивительно и то, что человек может рассматривать движущиеся объекты. Во-первых, ему удается следить за ними взглядом (опять-таки благодаря движению глаз, но не скачкообразному, а плавному). Во-вторых, мозг умеет сливать набор дискретных кадров, получаемых на сетчатке вследствие скачкообразных микродвижений, в плавную непрерывную картину. Получается, что, рассматривая движущиеся объекты, мы все время смотрим кино. Справедливо и обратное: если мы будем рассматривать ряд статических кадров, фиксирующих последовательные положения наблюдаемого объекта, то при достаточно высокой частоте смены кадров увидим непрерывное движение. Именно так и устроен кинематограф.

Конечно, это далеко не все даже из открытых секретов видения. Свойства глаза человека и особенности его психики обязательно учитываются при проектировании современных видеосистем — камер, телевизоров и компьютерных дисплеев. Как мы видим, они становятся все лучше и лучше.

Известно, что человек обладает пятью органами чувств. Считается, что более 80 % информации поступает через зрение. Наверное, это правда. Каждый пользующийся компьютером знает, что картинки информационно очень емкие. Но информация, которую человек лучше анализирует, скорее всего, поступает к нему через слух. Он нужен человеку не только для того, чтобы слышать природные или техногенные звуки, но и для того, чтобы воспринимать речь. А обладание речью — это уникальное преимущество человека. Есть гипотеза, по которой неандертальцы проиграли Homo sapiens из-за того, что не сумели овладеть членораздельной речью и поэтому не смогли научиться передавать опыт поколений.

Об устройстве уха нам рассказывают еще в школе. Человек слышит благодаря тому, что в воздухе распространяются звуковые волны. Проникая через наружное ухо, они достигают барабанной перепонки, которая начинает вибрировать под действием переменного давления. Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от так называемого среднего, в котором имеется специальный тонко устроенный механизм — слуховые косточки: молоточек, наковаленка и стремечко. Через них колебания барабанной перепонки, соединенной с молоточком, передаются на мембрану уникального устройства во внутреннем ухе, которое называется улиткой. Это устройство предназначено для первичного анализа частоты звука. Но на этом дело не заканчивается. Колебания мембраны улитки передаются контактирующим с ней волосковым клеткам, которые преобразуют механические колебания в электрический сигнал, поступающий по слуховому нерву в мозг.

При серьезных заболеваниях среднего или внутреннего уха сейчас используют электронные протезы, в которых звук преобразуется в электрический сигнал и поступает непосредственно к слуховому нерву.

Итак, сигнал поступил в мозг, и дальше идет его обработка. И тут оказывается, что слухов-то у нас несколько. Один тип обработки сигналов позволяет определять направление источника звука. Это называется пространственным слухом. Другой тип обработки позволяет определять высоту звука. Это называется тональным слухом. Совершенно иначе анализируются нетональные звуки — щелчки, удары и т. д. В зависимости от того, какая задача решается, мозг использует разный анализ и, следовательно, разный слух. Поэтому мы даже не можем говорить о наличии единого механизма слуха.

Наш слух имеет очень широкий диапазон. Звук падающей листвы — минимальный по мощности звук, который мы можем услышать. А рев реактивного самолета — максимальный, который слышен без боли. Разница по энергии между тем и другим — 10 млн раз. Чтобы ухо могло приспособиться к такой огромной разнице, специальные мышцы управляют натяжением барабанной перепонки и взаиморасположением слуховых косточек в среднем ухе — молоточка, наковаленки и стремечка. Экспериментаторы, которым приходится работать в заглушенных камерах, рассказывают, что в полной тишине они испытывают напряжение, а иногда головную боль. Это связано с тем, что предельно напрягаются мышцы, управляющие барабанной перепонкой и слуховыми косточками, в попытке обеспечить уху регистрацию слабого звука.

Между прочим, звук падающей листвы имеет всего в три раза большую энергию, чем звук, вызываемый хаотичным стуком молекул воздуха в барабанную перепонку. Природа и тут все «продумала». Она сберегла нас от того, чтобы слышать этот назойливый случайный шум.

По качеству слуха — чувствительности и диапазону частот воспринимаемых звуков — человек уступает многим живым существам. Но по умению извлекать информацию, заключенную в звуках, превзошел всех.

То, что люди могут узнавать друг друга, очень значимо для их существования. Без этого невозможны никакие формы общественной жизни, а человек — существо общественное. Да и для животного мира это не менее важно.

Процесс узнавания на самом деле очень сложен. И конечно, поражает, как много объектов, которые человек может узнать, вмещается в его памяти.

Как же это получается? Оказывается, что человек, наблюдая, например, изображение, не укладывает его полностью в долговременную память. Сначала ведется довольно подробный анализ. Начинается он с того, как человек осматривает какой-то объект, например лицо другого человека. Выполнено немало работ, зафиксировавших, как сложно при этом движется глаз, в каких местах сосредоточивается и т. д. Это происходит не просто так. Подобное движение управляется мозгом, раскладывающим увиденное на целый набор упрощенных изображений. Такое упрощение называется фильтрацией, или выделением характерных признаков. Например, оказывается, что у каждого изображения есть скелет и карта точек пересечения линий. Движение глаза управляется так, чтобы собранные признаки характеризовали изображение наиболее полно и достоверно. Выяснилось, что упаковать в памяти эти признаки гораздо легче, расходуется меньше ресурсов.

А дальше получается следующее. Всякий раз, когда человек сталкивается с каким-то новым объектом, он пытается сопоставить его с тем, что заложено в памяти предыдущим опытом. После того как через волокна зрительного нерва сигналы рецепторов глазной сетчатки — колбочек и палочек — поступают в мозг, они подвергаются очень сложной обработке, в которой участвует довольно много его структур. В частности, при этой обработке происходит выделение большого числа элементарных признаков изображения, по которым оно и сравнивается с тем, что есть в памяти. И если находится много совпадений, то мозг принимает решение, тот это объект или нет. Разглядывать, узнавать и запоминать объекты совсем нового, не встречавшегося ранее класса человеку не так легко. Например, известно, что без привычки трудно распознавать лица людей, принадлежащих к другим расам.

Иногда бывают ситуации, что человек не успевает как следует разглядеть новый объект, а «машина» узнавания уже запущена, и черты объекта достраиваются мозгом, восстанавливая целостный образ. Например, известен случай в наполеоновской армии, когда один солдат протянул другому рыбу, а тот клялся, что он замахнулся на него ножом. Просто не произошло такого опознавания.