Почему мы смотрим в зеркало?

DjVu

      Полный текст книги

      К читателю
      Зачем зеркало человеку? Для чего нужен этот «кусочек» человеческой деятельности? Как оказалось, для того чтобы жить, надо уметь удивляться. Удивляться не от испуга, а удивляться красоте открываемых законов, скрытых от глаз исследователя.
      Как видеть свое место в жизни? Как совместить свои желания и поступки?
      Именно сегодня в Зеркале Жизни грань созидания и грань разрушения оказались рядом. Почему? Потому что современный человек еще не умеет всматриваться в зеркало своих результатов. Люди не видят ни себя, ни других.
      Что может изначально разрушить Прекрасное? Как ни странно, сама лишь мысль о разрушении! Как рождается такая мысль? Конечно, от страха! Чувство животного страха исключает нравственность и милосердие. Люди, рожденные в страхе, обладают только животной силой! Их мозг лишен духовных начал. Не умея созерцать Природу, не замечая журчание ручья,
      не видя рождения изумруда в утренней росе, они утратили способность слушать музыку и наслаждаться великим русским языком Гоголя, Достоевского и Тургенева. Разбив однажды свое духовное зеркало, они со страхом и украдкой смотрят на себя в зеркальный осколок.
      Мы расскажем о тонких экспериментах, цель которых — раскрыть не видимые глазом явления природы и сделать их достоянием разума человека.
      Как зарождается самая первая мысль? Как яркая погремушка превращается в зрительный образ, а затем в образ действия? Как оказалось, бег косули, перелет птиц, плавание рыб, игра света в капельках воды радуги и первый в жизни крик ребенка с еще не перевязанной пуповиной — все это запоминается живой человеческой клеткой, а затем превращается в панораму его деятельности. И если А. Н. Леонтьев доказал, что кожа ладони может различать разный по цвету свет, и если великий И. М. Сеченов в рефлексах головного мозга увидел элементы Мысли, а Г. Л. Ф. Гельмгольц, раскрыв механизмы слуха и зрения, обозначил проблему бинокулярного зрения, то последователям таких учений придется попрать законы страха и, вопреки им, найти свой экспериментальный результат. В чем его суть?
      В том, что фотонный ток, создавая живые клетки и их объединяя, опережает и информацию о движении крови, и нервный импульс. Если до сих пор об отклонениях в организме человека и животных судили по замедлениям в движениях, причиной которых были «плохие» железы внутренней и внешней секреции, то на самом деле замедленное движение и есть результат обрыва связи в передаче фотонных сообщений от клетки к клетке. (Хорошо известно, что у животных это всегда приводит к гибели, так как болезнь животных проявляется в неспособности убежать от преследователя, у человека — в неумении принять единственно правильное решение для выполнения действий и движений.)
      Как оказалось, специализация клеток нервных и не нервных возникла как способ обработки и передачи опережающих фотонных сообщений. Тот случай, когда можно сказать, что перед Светом все равны: и Нейрон, и Эритроцит, и Лимфоцит.
      Именно фотонный ток объединяет и совмещает их деятельность в организме. Такое понимание законов физики света и цвета предопределил еще Леонардо да Винчи, создав палитру живых и неожиданных цве-тотонов из собственных красок для их живого восприятия зрением человека. Независимо от открытий итальянских ученых гениальный М. В. Ломоносов на основе цветной мозаики и законов поглощения и отражения световой волны заложит основы цветного телевидения.
      Пройдет немного времени, и великий К. А. Тимирязев, открыв для биологии механизмы влияния красных и синих лучей света, объявит об энергетической закономерности фотосинтеза. А затем в тревожное время непоколебимый Н. И. Вавилов откроет законы гомологических рядов в наследственной изменчивости и своим подвигом Ученого и Гражданина России докажет законы генетики. А на основе преемственности научных знаний академик П. К. Анохин со своими учениками покажет, что жизнь отдельной живой клетки и целого организма определяется циклическими образованиями с непрерывной обратной информацией об успешности приспособительного действия.
      И много позже в лаборатории академика А. Н. Белозерского профессор В. П. Скулачев с сотрудниками докажет, что только клетка сетчатки может отвечать на вспышки света нервным сигналом. И все эти этапы в познании законов природы и определяют игру огней живых красок на радужной оболочке человеческого
      глаза, если отраженный от нее свет перенесет и биение сердца, и таинства зарождающейся мысли.
      А рукотворное зеркало, отражая лучи света, позволяет нам не только высвечивать затемненные уголки нашей жизни, но и познавать прекрасное, и бережно относиться к Природе, не нарушая ее гармонии, Этику жизни и Законы Нравственности.
      Ибо оценка себя самого в зеркале Добра и Зла позволит подрастающему человеку выбрать только Добро!
     
      Зеркало и проблема нечетности
      О появлении зеркал. «Почему мы смотримся в зеркало?» Попробуем определить, почему поверхность для отражения световой волны становится необходимым предметом в жизни человека.
      Ведь любое изображение, в котором содержится информация, разлагается на элементы и отдельные признаки, а изображение облика человека, сформированное в зеркале, обладает особенными свойствами. Почему? Потому, что образ человеческого лица и его общий вид могут быть созданы только на основе одновременного действия зеркальной поверхности и сетчатой оболочки глаза. Точнее говоря, если сетчатка глаза и мозг функционируют нормально, то только тогда человек способен опознать свое собственное изображение, спроецированное в зеркале.
      На каком же историческом этапе появилась потребность выделять в оптической проекции своего облика отдельные и общие признаки — вот главный вопрос, на который мы попытаемся ответить.
      Так что же такое зеркало? Энциклопедия отвечает: зеркало — это тело, обладающее полированной поверхностью, с помощью которой световые лучи, отражаясь, образуют оптическое изображение предметов, в том числе и источников света. А если это так, то человек, очевидно, сознательно так отполировал поверхность, чтобы она всегда обеспечивала отражение света. И пока он сам смотрит на эту поверхность, одновременно проецируется его облик и образуется оптическое изображение окружающих предметов. Нсь как оказалось, для того чтобы эти замечательные свойства зеркала выявить, необходимо было совместить световой поток и отражающую поверхность на зрительные оси глаз. Иначе говоря, выполнить два запрограммированных действия: и со светом, и с зеркалом. А это значит — или закрепить зеркало, или его удерживать в руках — или только в левой руке, или в правой. Но сегодня никто этого не осознает. А ведь много веков назад акт сознательного создания зеркала и использование его для самооценок были открытием, суть которого заключается в познании механизма симметрии в окружающей действительности. Этот исторический шаг Человечества остался бы совсем не замеченным, если бы законы неустойчивой симметрии не были выявлены в строении атомного ядра, и в этой связи вновь пришлось вспомнить о свойствах зеркального изображения, но уже как о явлении Природы.
      Асимметрия и нечетность. Известно, что все процессы, происходящие во Вселенной, зависят от четырех основных сил (в этом перечне они расположены по убывающей своей величине): ядерных, электромагнитных, слабых взаимодействий, гравитационных.
      Почему самые мощные силы — ядерные? Потому, что требуется огромная энергия, чтобы постоянно удерживать электроны в атомном ядре.
      Электромагнитные силы нужны для того, чтобы сохранять электроны возле ядра. Именно благодаря этим силам осуществляется связь атомов в молекуле, а из молекул образуются жидкости и твердые тела.
      Силы слабых взаимодействий (силы тяготения) позволяют любым массам притягиваться друг к другу. Они проявляются в процессах, где участвуют элементарные частицы. Такие реакции протекают гораздо медленнее, чем при действии ядерных и электромагнитных сил.
      Силы гравитации настолько ничтожны, что почти не поддаются измерению. Но только до тех пор, пока величины взаимодействующих масс не станут очень большими. На уровне элементарных частиц влияние этих сил пренебрежимо мало.
      И вот перед физиками 50 — 60-х гг. возникла дилемма: либо нужно предположить, что частицы, входящие в атомное ядро, называемые мезонами тета-тау, есть две разные частицы с различными четностями (тета-мезон положительна, тау-мезон отрицательна), либо остается заключить, что в соотношении тета-тау нарушается четность. Проблема «тета-тау» была предметом самых горячих дискуссий.
      Многие ученые стали сразу же экспериментировать. В основе была мысль, что при сильных взаимодействиях четность сохраняется, а следовательно, сохраняются и законы симметрии. Но при слабых взаимодействиях симметрии не наблюдается!
      Итак, сначала появляется критическая мысль, потом создается гипотеза, затем возникает идея эксперимента, осуществляется поиск новых методов — эксперимент — подтверждение гипотезы — открытие. Таков путь ученого.
      На каком же этапе пришлось прибегнуть к мысли о зеркале? Очевидно, на этапе разработки идеи эксперимента. Если раньше зеркала использовались для этических целей личности, то в середине XX в. идея зеркала понадобилась для переоценки знаний ученых всего мира в ядерной физике.
      Эксперимент, задуманный профессором физики Колумбийского университета США By Цзянь-Сюн (1957),
      был посвящен изучению 13-распада кобальта-60 (Собо). Известно, что ядро радиоактивного изотопа кобальта испускает электроны. Его ядро можно представить как крохотное тело, которое, подобно волчку, вращается вокруг оси, проходящей через северный и южный магнитные полюсы. Частицы при 13-распаде вытекают из «северной» и «южной» половины ядра. В обычных условиях, когда ядра не ориентированы, электроны излучаются во всех направлениях одинаково — асимметрия не наблюдается. Но если Сово охладить до абсолютного нуля, то тепловое движение его молекул будет сводиться к минимуму. В таких условиях появляется возможность «выстроить» более половины ядер одноименными полюсами в одну сторону. При этом используется мощное электромагнитное поле. Выстроенные ядра продолжают испускать электроны, но уже в двух главных направлениях: к «северу» и «югу».
      И вот итог эксперимента: если закон сохранения четности не нарушается, то число электронов, испускаемых в этих двух направлениях, будет совершенно одинаковым.
      Но оказалось, что электроны вытекают из «южной» части ядра радиоактивного изотопа Собо предпочтительнее, чем из «северной». Охлаждение его до абсолютного нуля условно обеспечило функцию «полированной поверхности», а мощное электромагнитное поле — его зеркальное покрытие. Вот так с помощью только идеи зеркала было установлено безусловное различие между концами магнитной оси: «южная часть» ядра Собо — это тот полюс, из которого чаще всего вылетают электроны! (См. рис. на с. 11.) Нечетность в ядре атома — вот та невидимая грань, где создается неустойчивая симметрия.
      Представление о том, что атомное ядро — крохотный вращающийся шарик, было заменено на образ вращающегося конуса. Из множества фактов, наконец, удалось выстроить четкую закономерность. Теперь, когда вы разместите магнитную стрелку над проводом, по которому электрический ток течет в направлении от вас, северный конец стрелки отклонится в направлении по оси симметрии влево.
      Конечно, когда В. Маяковский написал свой «Левый марш», он еще не подозревал, что его поэтическое слово, с одной стороны, станет своеобразным Зеркалом настроений солдат Революции, с другой — укажет на необходимость соблюдения правил асимметрии при движении строем.
      ...Кто там шагает правой?
      Левой!
      Левой!
      Левой!
      Но когда солдаты, забыв о законах физики, оказываются на мосту, шагая в ногу, то мост может сначала раскачаться, а потом разрушиться. Почему же, когда проехал 15-тонный грузовик, мост остался целым, а от воздействия слабых человеческих ног пришел в движение и потом рухнул? Ответ на этот вопрос и позволяет нам раскрыть и законы физики, и законы этики. Теперь мы осознанно вносим определенный смысл в коман-
      ду шагать на мосту, меняя ногу: «левой — правой», «правой — левой».
      Свершилось три непоправимых события: не учли законы динамической симметрии, разрушили мост и себе, и другим показали, что не владеют знаниями.
      Законы физики и этики совместились как законы слабых взаимодействий и как законы нравственные. Вот что означает зеркало: видеть себя, оценивать себя и других и вовремя применять в жизни свои знания.
      Переход от точных и важных знаний к умению ими пользоваться и распоряжаться — вот та граница, где начинается этика и нравственность: людям не так легко было когда-то построить мост, но его разрушили при движении строем в ногу. А ведь этот мост соединял два берега и организовывал сообщение между людьми.
      Зеркальные парадоксы. Подрастающих детей обычно озадачивает и поражает удивительная способность зеркала мгновенно расшифровывать послания, написанные задом наперед. Почему зеркало переставляет местами левую и правую стороны, а не верх и низ? Почему зеркало может перевернуть мир по горизонтали, а вверх дном» не может? К сожалению, не только дети, но и многие взрослые не задумываются и не пытаются понять, почему в зеркале появляется такое изображение.
      Но оказывается, совсем не сложно сделать зеркало, которое не переставит правую и левую стороны. Для этого два прямоугольных зеркала без рамок нужно поставить перпендикулярно и так, чтобы они одним краем касались друг друга. Установили? Подмигните правым глазом. И ваш двойник подмигнет вам правым. Удивительно! Есть зеркало, а зеркального отображения нет! Но такое отражение также является истинным.
      Такой же эффект можно получить, прогнув зеркало дугой. Удивительные свойства таких зеркал были известны Архимеду. Платон описал их в своих «диалогах», а потом Лукреций Кар в великой книге «О природе вещей».
      А для того чтобы изображение перевернуть вверх ногами, надо повернуть вышеописанное зеркало на четверть оборота, т. е. на 90°. Выходит, в определенном положении наше зеркало ничего не переставляет. Ни право и лево, ни верх и низ! Эти вопросы требуют серьезного изучения.
      Как утверждают историки, первое зеркало использовалось в качестве царского украшения. И очень часто зеркалами тайком пользовались мастера, которые делали эти зеркала и были вынуждены постоянно полировать и обновлять их поверхность, так как она мгновенно тускнела.
      В странах Древнего Востока в основном использовались бронзовые зеркала. Их обратная сторона гравировалась рельефными изображениями. Такие зеркала были круглыми и имели ручку. Древние греки вместо ручки помещали скульптурные фигуры. Стеклянные зеркала использовались римлянами в 1 в. В начале средних веков зеркала полностью исчезают. Нетрудно понять, почему в то время людям не хотелось в них смотреться: мир раздирали кровавые войны, инквизиция зажгла свои костры. Свои черные кривые зеркала она противопоставила зеркалам, созданным доброй человеческой рукой.
      В XVII в. рынок наводняется многообразием зеркал: от карманных до огромных трюмо. Зеркала наряжают. Ими украшают стены, камины, оформляют дворцовые интерьеры. Как оказалось, огонек камина, отраженный от зеркала, помогает не только снимать усталость, но и лечить. А сегодня, используя закон бинокулярного зрения, каждый, кто начинает плохо видеть, может не интуитивно, а сознательно поставить перед собой горящую свечку. За ней, на расстоянии 5 — 10 см, расположить зеркальце и попеременно смотреть то на пляшу-
      щий огонек, то на его отражение. Живой огонек, особенно его кончик, будет попеременно возбуждать рецептивные поля сетчатки человека и косвенно клетки лобных долей мозга, которые, получив информацию от правого глаза и левого, построят образ живого огня. Именно этот образ разгрузит мышцы, нормализует давление внутри глаза и избавит от начинающегося расстройства.
      В эпоху барокко и классицизма, когда у человека еще сохранялся вкус к созерцанию, зеркала занимали большое место в жизни. А вот в XX в., когда в архитектуре начинает доминировать функционализм, зеркала почти утрачивают свою декоративную роль и оформляются в соответствии с бытовым назначением.
      Нас же интересует иной аспект: какую информацию содержит и несет в себе зеркальный образ? Ведь в зеркале мы, формируя изображение лица, создаем новый его образ. Новый потому, что он создается на основе физики зеркала и физиологии организма. Как отмечал великий русский физиолог И. М. Сеченов, «все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению». Художники и скульпторы, добиваясь выразительности, использовали, очевидно, идею Зеркала, так как они передавали состояние мимики лица, вводя цветовые и рельефные оттенки асимметрично элементам лица и скульптурной фигуры. Живая мимика, соединяя информативную, коммуникабельную и языковую функции, выполняет главную роль в оформлении отношений внутри разнообразных коллективов. Это социально-психологическое зеркало сознательно и планомерно использует только человек. Но описать и воспроизвести можно далеко не все. Невозможно, например, отразить облик воспитанного человека или представить такое свойство характера, как хитрость. Несходство лиц есть результат неравномерности развития индивидов. Мимика ребенка отражает его реакции только на внешние и внутренние раздражители. Мимика взрослого человека, утрачивая свою естественность, выражает уровень воспитания и подражания. На каком этапе развития человека мы можем найти границу перехода от чисто естественных форм поведения к этическим и нравственным? Очевидно, в тот момент, когда человек оказывается наедине с собой и не думает о своей мимике. Но сама по себе она не могла развиваться. Мимика человека есть результат его культуры и истории.
      На ступенях познания. Мы связали зеркало с историей развития зрения и человеческого мышления, а также с историей развития фундаментальных представлений о природе, в которой человек начинает жить не только телом и чувствами, но и сознанием. Чтобы знания превратились в сознание, их надо было пополнять и одновременно оценивать себя, а для этого надо было научиться задавать вопросы себе и окружающим людям. И вот параллельно с этим процессом в человеческом сознании предыдущие поколения сформировали представления о природе внешней среды и мозге. Потребность разобраться в общечеловеческих истинах и законах объединила естествоиспытателей и философов. Чтобы выработать общие понятия и объясниться между собой, они создали язык математики, соответствующие приборы и технику.
      Одним из первых приборов, очевидно, можно было назвать Зеркало. Его появление позволяло проникать в затемненные уголки жизни и высвечивать их.
      Возможно ли сравнить силу воздействия зеркального изображения с градом, проливным дождем, резким словом, ударом хлыста или ощущением пряника во рту? Если при прямом воздействии все определяется физиологическим состоянием, то симметрия и асимметрия, созданные зеркалом, могут оказывать влияние от нескольких секунд до нескольких дней. Таков пространственно-временной диапазон его воздействия.
      А теперь представьте, что одна из стен вашей комнаты зеркальная. Как только вы это представите, прямо в упор на вас будет глядеть ваше точное отражение. Но точное ли? Вот где проявляется закон асимметрии и нечетное распределение признаков: у вашего лица, как и любого другого, правая и левая половины не одинаковы.
      Ученые, скульпторы и художники, не договариваясь, давно решили, что симметрия лица не является условием его красоты. Степень асимметрии и определяет ту границу, за которой прекрасное переходит в уродство. Нет ни одного лица с бесспорной строгой симметрией правой и левой половины. Как отмечает академик П. К. Анохин: «Красота человеческого лица, его искрящаяся индивидуальность, разнообразные проявления его выразительной игры являлась источником вдохновения во все времена и у всех народов».
      Законы симметрии и нечетности в природе, отраженные в зачатках мозговой ткани и в ее совершенных конструкциях, позволяют выживать как особям животного мира, так и человеку. Осознание этих законов человечеством началось тысячелетия назад и продолжается до настоящего времени.
      Итак, почему мы смотримся в зеркало? Ответ на этот вопрос можно представить в виде ступенчатой пирамиды, вершина которой — точные науки, середина — естественные науки, а на нижней ступеньке — сам человек. Именно в его личности как в капле воды должны отразиться интеллектуальные достижения человечества, нравственные ценности.
      На каком этапе развития у людей возникла осознанная потребность жить? Жить в облике личности, среди себе подобных. Чтобы у древнего человека появилась осознанная потребность жить, он должен был научиться в борьбе за существование выживать. А для этого должно было появиться осознанное желание действовать. А чтобы действовать, нужно согласовать себя с другими. Надо сравнить себя с другими, но для этого надо запоминать и хранить образы действий и образы поступков. Возникла необходимость в запоминании социальных результатов через результаты собственные, личностные. Именно с этого момента появилась потребность оценивать себя самого. Если она удовлетворялась, то позволяла человеку скорректировать свои потребности с интересами коллектива и общества в целом.
      Подражание лидеру в этой ситуации оценивалось как условие будущего положительного результата. Постепенно создавалась взаимосвязанная триада: образ действий, образ целей, образ лидера. Именно ее существование позволяет каждый раз подтверждать формулу развивающегося зародыша будущего человеческого общества: «Действовать, чтобы жить». Потом эта формула зеркально перевернется, и человек начнет жить, чтобы действовать. Но на первых этапах развития человеческого общества действовала лишь одна формула. Люди участвовали в определенной форме деятельности для выживания.
      Со временем появился еще один образ: враг — друг. Значит, только на определенном этапе развития человека и общества оформляется осознанная потребность оценивать себя.
      К чему приводила такая оценка? Что изменилось в кровеносных сосудах головного мозга, печени, легких, сердца, когда человек начинал себя оценивать для себя самого и для других?
      Вот именно с этого неосознанного вопроса начинаются философские и эстетические поиски истины.
      Понятно, что потребность в самооценках не возникает у животных, она есть только у человека, человека здорового физически и духовно. По-видимому, человек сначала оценивает свои умственные силы, а лишь потом физические. Но для того чтобы эти силы оценить, необходимо создать условия для возникновения определенного нервного возбуждения, которое будет всегда опережающим, отдельно для умственных сил и отдельно для физических. А общим биологическим фундаментом этих сил является солнечный свет, обеспечивающий жизнь и растений, и животных, и человека, и отдельной живой клетки.
      Итак, с одной стороны, потребность в самооценках, с другой, потребность в понимании законов жизни привели к необходимости осознания механизма неустойчивой симметрии. Появилось зеркало. Оно благодаря своим свойствам стало и предметом культуры, и инструментом самоконтроля. Если зеркало подчеркивает отдельные черты лица и облика человека в его оптической проекции, то религиозные эмблемы, очевидно, можно рассматривать как начало программ для этики и нравственности. Тогда почему эмблема Христианства всегда симметрична, а религиозный знак Востока асимметричен и не совпадает со своим зеркальным отображением? Ответ можно найти в русском и китайском фольклорах. На Руси обычно говорят: «Что в душе, то написано на
      лице». В Китае иначе — «На сердце обида, а на лице улыбка». В обычной жизни непроизвольная мимика пересекается с искусственной, но люди находят общий язык. А помогает им Культура, Этика и Нравственность.
     
      Спирали жизни
      В зеркале симметрии живых форм. Для растений зеркалом их жизни служат насекомые, их опыляющие: если цветок здоров — пчела или оса тут как тут! И это повторяется из года в год. Аминокислоты растения и аминокислоты животного белка, встретившись на пересечении своих жизненных сил, опознают друг друга для продолжения жизни.
      Биологическое зеркало у живых организмов, в отличие от рукотворного, выполняя функцию асимметрии, образует «варианты спирали». Как утверждают ученые, на Земле жизнь зародилась в сферически-симметричных формах, а потом стала развиваться по
      двум главным направлениям: образовался мир растений, обладающих симметрией конуса, и мир животных с билатеральной симметрией.
      Игра света, отраженная от зеркала, создавая неустойчивую симметрию в оптическом изображении, определяет и функции сетчатой оболочки глаза и мозга человека. Энергия светового луча, попадая в живую клетку и ее композиции, преобразуется в биохимические реакции мира растений и мира животных. Развитие разнообразных форм жизни и означает проявление феномена биологического Зеркала.
      Простейшие одноклеточные существа плавали в море во взвешенном состоянии. Их постоянно переворачивало. Для них сферически-симметричная форма была естественной. Но как только они закрепились за дно моря или за сушу, сразу появилась ось направления: верх — низ.
      Животные, не способные двигаться, обладают радиальной симметрией конического типа, подобно растениям. Медлительные иглокожие — морские звезды, морские огурцы и медузы имеют коническую симметрию. Они пассивно плавают в море и лежат на дне, ведь появление и пищи, и опасности одинаково вероятно со всех сторон. Но как только данный вид начинает передвигаться, появляются и передняя и задняя части тела, развивается зрительная рецепция — основа будущего бинокулярного зрения. Таким образом, способность видеть и передвигаться в поисках пищи дает животному огромное преимущество перед малоподвижными формами жизни. Сила тяготения (сила тяжести) в этой ситуации вызывает ощущение у животного своих верхней и нижней половин тела.
      Таким образом, на основе симметрии действующих на Земле четырех основных сил возникли фундаментальные типы симметрии и асимметрии в строении тела и расположении органов у животных. Их проявление находится в зависимости от среды обитания и способа передвижения.
      Некоторые рыбы превратились в амфибии, выбрались на сушу и стали пресмыкающимися. Затем рептилии развились в млекопитающих. Но когда некоторые млекопитающие вернулись в море, в свою любимую колыбель и стали китами и тюленями, их конечности снова превратились в плавники, а хвост — в подобие винта и руля.
      О связи органов чувств и органов движения. Перемещаться в воздушной среде рациональнее с помощью крыльев. В процессе эволюции они образуются различными путями. Некоторые грызуны, например летяги, пользуются крыльями для планирующего полета. Летучая мышь — великолепный пилот. Некоторые виды рыб имеют плавники-крылья для планирования. Используют они их для того, чтобы спастись от нападающего хищника.
      Почему основные органы чувств у животных фокусируются на конической поверхности, образуя подобие лица? Потому что удобнее, когда они располагаются ближе друг к другу и к мозгу. Требуется определенное время, чтобы нервный импульс прошел от чувствительных органов до мозга. И надо сделать так, чтобы именно этот импульс опережал все другие импульсы, которые также движутся к мозгу, т. е. чем быстрее распространяется нервный импульс, тем быстрее реагирует животное на пищу или опасность.
      Глаза, уши и нос возникают у живых существ при достижении высокой эволюционной ступени. Электромагнитные волны — это идеальное средство для образования точной картины внешнего мира. Звуковые волны, передаваемые молекулами, являются дополнительными источниками информации об окружающей обстановке и воспринимаются ушами. Приемником отдельных молекул, воспринимаемых в виде запаха, является нос и нёбные лакуны.
      Сложнейший инструмент — глаз в земных условиях развивался несколькими путями. Это доказывает эволюция глаз позвоночных животных, насекомых и моллюсков. Так, например, у осьминога исключительный орган зрения. Глаз осьминога, подобно человеческому, имеет веко, роговицу, радужную оболочку, хрусталик, сетчатку, и тем не менее его развитие происходило совершенно независимо от эволюции глаз позвоночных. Парадокс? Да. Но он определяет выживаемость этого вида. Для этого природа создает такой сложности мозг, такой сложности органы чувств, чтобы выживание осуществлялось каждый раз, каждую минуту, чтобы появилась возможность на основе обратной биологической связи увидеть, услышать и обнюхать.
      Это и происходит в природе через механизмы асимметрии. Что касается основных черт строения тела, то право-левая асимметрия прорывается иногда не только в радиально-симметричном мире растений, но и билатерально-симметричном мире животных.
      Билатеральная симметрия сохраняется и во внешнем строении тела, мускулатуры и скелета позвоночных, включая человека. Но расположение внутренних органов асимметрично: сердце, желудок и селезенка сдвинуты влево, а печень и аппендикс — вправо. Правое легкое больше левого. Изгибы и петли кишечника полностью асимметричны. Это относится к парным спирально изогнутым клыкам, например, у ископаемых мамонтов и к великолепным рогам горных баранов и козлов, антилоп и других животных. Многие крупные кости в грудной клетке, в конечностях и других частях тела животных, в том числе и человека, имеют спиральный изгиб, но те, что находятся слева, имеют своих зеркальных правых двойников. Усики-антенны насекомых иногда образуют пару спиралей. Крылья птиц,
      насекомых, летучих мышей также обладают некоторой спиральностью, причем по разные стороны тела спи-ральность эта разного знака, т. е. плюс или минус.
      Асимметрия проявляется, когда в организме имеется единичная непарная спираль. Многие виды бактерий, а также простейшие имеют асимметричное строение.
      Пуповина человека — великолепная тройная спираль, образованная двумя венами и одной артерией, неизменно закручивается против часовой стрелки.
      К асимметричным формам относятся раковины улиток и других моллюсков. Но все спиральные раковины асимметричны. У наутилуса, например, раковина плоская, ее можно поэтому рассечь. Существуют и тысячи красивых раковин, образующих ярко выраженную спираль. Спираль эта в большинстве случаев правая, но встречается и левая. У некоторых видов моллюсков раковины всегда закручиваются вправо, у других всегда влево, но в каждом виде встречаются уроды», имеющие обратную спиральность. Такие экземпляры редки и высоко ценятся коллекционерами.
      Среди рыб незаурядным примером асимметрии служит огромное семейство плоских рыб, включающих и морского языка, и камбалу. Молодые особи этого вида рыб билатерально-симметричны и имеют по глазу с каждой стороны тела. Они плавают у поверхности моря, но, когда подрастают, один глаз постепенно перемещается через макушку, пока оба глаза не окажутся по одну сторону головы, как на профилях, которые рисует Пикассо. Потом рыба опускается на дно и лежит в песке или иле на своей безглазой стороне, зорко наблюдая за тем, что творится над ней. Глаза вращаются независимо. Одним рыба может смотреть вперед, другим назад. Слепая сторона тела камбалы белесого цвета, верхняя раскраской и пятнами подстраивается, замаскировывается под морское дно. Некоторые виды обладают даже способностью изменять свою окраску, приспосабливаться к окружающему миру и тем самым прятаться от врагов. Вот именно на этом этапе мы можем говорить о диагностической ценности пигмента и начальных стадиях так называемого люминесцентного поведения.
      Известны сотни видов плоских рыб, и у большинства из них глаза всегда на правой стороне, у некоторых же — на левой. Палтус — это камбала-правша, а тюрбо — камбала-левша.
      Существуют морские языки-правши, плавающие только в европейских водах, и морские языки-левши, которые водятся только в морях тропиков и субтропиков. Среди особей каждого вида встречаются случайные особи, являющиеся зеркальным отражением своих собратьев.
      Четырехглазая рыбка брызгун, похожая на фантастическое чудовище, относится к живородящим. Оплодотворение происходит в полости тела самки. Половое отверстие у некоторых самок может быть расположено или с правой, или с левой стороны, так же как половой орган самца. Другими словами, каждая рыба в половом отношении правша или левша. И это лишает двух особей, принадлежащих к разным подвидам, возможности спаривания. Но, к счастью, и самцы и самки обеих разновидностей смешаны поровну. Если бы оба пола были бы только правыми или только левыми, это создавало бы серьезную угрозу для всего вида. Таким образом, зеркальность, которая существует между полами у четырехглазой рыбки, позволяет обеспечить продолжение рода. Интересен эволюционный поворот этой зеркальности. Зачем он? А он понадобился для того, чтобы «левши» могли опознавать на языке вида своих собратьев.
      Зеркало связей. Такое биологическое зеркало было использовано нами для выявления связей законов зрения с законами поведения. Экспериментальные животные «всматривались» в себя через результаты собственных движений. Разделение движений по составляющим (вертикальной оси у и горизонтальной х) позволило проследить механизм спиральности этих движений.
      Была построена установка, которая включала колебательный контур, систему электромагнитных приемников и маленькую антенну. Она включалась в резонансный усилитель. Если такую антенку с миниатюрной присосочкой закрепить на глазе животного, то можно увидеть на экране осциллографа или на бумажной осциллограмме след движений глаз (см. рис. на с. 28).
      В эксперименте участвовали лягушка, зеркальный карп, голубь и ворона. Животным предъявлялись как нейтральные, так и жизненно значимые раздражители. Лягушке — полоска бумаги и муха, зеркальному карпу — та же полоска бумаги и червячок, голубю — полоска и зерно, а вороне — полоска и кусочек мяса. Эти раздражители плавно перемещались в поле зрения животных по дугообразной кривой.
      Что показал эксперимент? Оказалось, что если объект не представляет интереса для выживания, то возникает только одиночная зрительная фиксация глаза. Раздражение, поступающее в мозг, угасает, так как за этим возбуждением не должно следовать событий, значимых для жизни. Но когда лягушка замечает, что перед ней муха, а зеркальный карп опознает червячка, голубь — зернышко, которое вот-вот склюнет, хитрая ворона в клюве ощущает вкус мяса, тогда график прослеживающих движений глаза резко меняется (см. рис. на с. 29).
      Этот эксперимент показал, как мозг и глаз независимо от эволюционной ступени включаются в акт выживания. Для того чтобы результат был положительным, в мозге закладываются программы всех настоящих и будущих движений. Вектор и координация таких движений и определяются жгучей потребностью продолжать свою жизнь и в каждом отдельном ее мгновении оформлять новые связи между нервными клетками в мозге и в глазе.
      Но если эти связи запаздывают и результат не достигается, тогда затухают все виды движений, включая движения глаза.
      О развитии зрения. Стремление выжить было главным мотивом существования многообразных форм живых организмов в течение миллионов лет эволюции. Жизнь животного обрывалась, если вовремя не был замечен преследователь. В свою очередь, хищник, не настигающий жертву, старел и умирал. В сумерках или при свете звезд, когда энергия света поступает лишь редкими порциями, в основном только с помощью зрения удавалось обнаружить конкретного врага. Возникла необходимость образования биологического счетчика фотонов и усиления энергии поглощенного фотона в миллионы раз. Счет фотонов — это не только их эффективное поглощение, но и процесс усиления раздражимости у воспринимающих рецепторов.
      При длительном накоплении фотонов формируется четкое изображение, при кратковременном — изображение низкого качества.
      Развитие разнообразных форм поведения обусловило установление критического времени для приема и обработки биологической информации, а также выбор области максимальной спектральной чувствительности вблизи максимума спектрального распределения солнечного излучения. В сумерках этот зрительный максимум смещается в голубую область в соответствии с изменением спектрального состава света, рассеянного голубым небом». Соответственно этим условиям сформировались характеристики зрительной системы: форма и диаметр зрачка; оптическая сила живых линз глаза; красная и голубая граница видимой области; плотность элементов сетчатки, которая определяет верхний предел качества изображения и число измерений в системе цветового зрения; запрограммированные взаимосвязи между волокнами зрительного нерва; количество глаз; расположение глазных впадин.
      Уже у одноклеточных встречаются особые аппараты для восприятия света. В них скапливается мелкозернистый пигмент (стигма или глазное пятно). У эвглены зеленой (см. рис. на с. 31) он находится у основания жгутика. Тело животного не совсем прозрачно. Стигма освещена сильнее, когда жгутик направлен к свету.
      Над глазными орбитами развилась защитная мембрана, чтобы в глаза не попадали инородные тела, затем в центре глаза она переродилась в примитивную линзу, обеспечивающую увеличение интенсивности света. В результате дальнейшего совершенствования оптическая конструкция такого глаза начинает участвовать в формировании изображения объектов (см. рис. на с. 32). У простейших глаза реагируют только на наличие света или изменение его интенсивности. Их зрительная система развивается из светочувствительных клеток, расположенных на поверхности тела.
      У некоторых медуз, личинок насекомых и т. д. светочувствительные клетки расположены на дне углубления (см. рис. на с. 33). Непрозрачные стенки глазной ямки защищают рецепторные клетки от попадания бокового света. Так определяется направление лучей света от различных источников.
      У головоногого моллюска полость, выстланная зрительными клетками, открывается во внешнюю среду лишь небольшим отверстием (см. рис. на с. 33). При широком отверстии хорошо определяется направление лучей от каждого объекта — источника света. При узком отверстии на сетчатку проецируется большее число деталей от отдельного объекта, но с меньшей освещенностью.
      Светочувствительные элементы у личинки мухи:
      1 — клетки, воспринимающие свет;
      2 — нерв.
      Глаз головоногого наутилуса.
      У некоторых медуз и червей полость глазной ямки состоит из прозрачных выделений эктодермы. Часть содержимого принимает вид двояковыпуклой линзы — хрусталика, имеющего показатель преломления больший, чем у окружающей среды. Свет, попадающий в такой глаз от небольших объектов, концентрируется хрусталиком на малую часть светочувствительной поверхности сетчатки. В глазах такой конструкции освещенность изображения на сетчатке может быть во много раз больше, чем освещенность, создаваемая источником света на наружной поверхности глаза.
      Сложные и фасеточные глаза ракообразных и насекомых состоят из многих (от десятков до сотен тысяч) отдельных омматидиев. Типичный омматидий — это узкий усеченный конус, содержащий совокупность светопреломляющих, светочувствительных и светоизолирующих элементов (см. рис. на с. 35). Когда свет попадает на омматидий вдоль его оси, то светопреломляющий аппарат, состоящий из выпуклой линзы — хрусталика и кристаллического конуса, собирает его на рабдоме — светочувствительном элементе оммати-дия. Если же падающий луч составляет с оптической осью омматидия угол более чем 2 — 5°, то большая часть его не попадает на рабдом, а поглощается темным пигментом, который изолирует один омматидий от другого. Фокусирующее действие кристаллического конуса основано на том, что ближайшие к оптической оси его элементы имеют больший показатель преломления, а свет в них распространяется медленнее, чем в периферических частях. Поэтому упавшая на основание конуса плоская световая волна, продвигаясь вперед, становится все более вогнутой и на определенном расстоянии от основания конуса собирается к его оси.
      Глаза некоторых насекомых имеют настолько высокую разрешающую способность, что отличают черные и белые полосы (с периодом чередования 0,5° от ровной серой поверхности) и замечают смещение светового объекта на угол ОД — 0,2°.
      Глаза позвоночных имеют сходное строение. Однако многие свойства зрения, и в частности оптические, значительно варьируются. Некоторые виды животных, активных при низких освещенностях, имеют светосильную оптику (большее отношение ширины зрачка к длине глаза). На дне глаза у них под светочувствительными клетками находится не темный, а светлый блестящий пигмент (талетум), увеличивающий освещенность зрительных клеток.
      Сложно организованные глаза часто бывают при простом мозге. У представителей допозвоночных, обладающих крошечным мозгом, глаза невероятной сложности. Фасеточные глаза членистоногих (включая насекомых) содержат не одну линзу с сетчаткой, состоящей из многих тысяч или миллионов рецепторов, а большое число линз, в каждой из которых имеется один-единственный рецепторный элемент. Наиболее древние из всех известных ископаемых глаз принадлежат трилобитам (ископаемым членистоногим), которые жили 500 млн. лет назад; эти наиболее ранние из сохранившихся ископаемых были обнаружены в каменных породах кембрийского периода. У многих видов трилобитов были высокоразвитые глаза. Наружные структуры этих наиболее древних глаз полностью сохранились.
      На рисунке на с. 35 изображен глаз насекомого. Позади каждой фасеточной линзы («роговичной») расположена вторая линза («цилиндрическая»), сквозь которую проходит свет, достигая светочувствительного элемента, содержащего обычно семь клеток, сгруппированных в мельчайшую, похожую на цветок гроздь. Каждая законченная единица фасеточного глаза называется «омматидий». Принято думать, что каждый омматидий представляет собой изолированный глаз — так что насекомые должны видеть тысячи миров, —
      однако трудно согласиться с тем, что это именно так, поскольку в омматидии нет изолированной сетчатки, нет также и отдельных нервных волокон, идущих от каждой маленькой группы рецепторов. Каждый омматидий сигнализирует о наличии света, направленного непосредственно на него, а комбинация сигналов может эффективно воспроизводить простые изображения.
      Глаза насекомых обладают способностью адаптации и к темноте, и к свету. Омматидии изолированы друг от друга темными конусами пигмента, при уменьшении света (или в ответ на сигнал, идущий из мозга) пигмент перемещается по направлению к рецепторам, так что свет может теперь проникать сквозь стенки каждого омматидия в соседние рецепторы. Это увеличивает чувствительность глаза (однако за счет уменьшения остроты зрения). Подобный баланс обнаружен и в глазах позвоночных, хотя осуществляется совершенно иными механизмами.
      Фасеточные глаза чрезвычайно эффективны как детекторы движения. Понаблюдайте за стрекозами, ловящими свою жертву на лету. ,
      К числу наиболее необычных глаз принадлежат глаза малоизвестных копилий, размером с булавочную головку. Их глаза способны создавать изображение. У каждого глаза по две линзы и фоторецептор (см. рис. на с. 38). Большая часть глаза погружена в глубь тела животного. Глаза копилии просматривают участки пространства, расположенного перед роговичной линзой. По-видимому, границы светлых пятен и темных объектов передаются в координирующий центр не одновременно, а последовательно, как в одноканальной телевизионной камере.
      Итак, необходимость оценить направление светового потока, а также обнаружить и распознать объект заставила природу соединить в конструкции противоположно направленные тенденции: фоторецепторы должны быть максимально чувствительны к изменениям интенсивности световых лучей, но обеспечивать качественную передачу отдельных деталей объекта, спроецированного на сетчатку. В процессе эволюции две эти тенденции реализовались как на стадии развития фасеточных глаз, так и при образовании глазного бокала — глазного яблока.
      Такие животные, как кошка, имеют фронтальное расположение глаз. Однако плотность расположения фоторецепторов у них приблизительно одинакова по всей сетчатке. Область наилучшего видения — центральная ямка (фовеа) в процессе эволюции возникает лишь тогда, когда становится необходимой точная оценка глубины воспринимаемого объекта.
      Фасеточные глаза у членистоногих неподвижно закреплены на голове, и механизм их стереоскопического зрения проще, чем у обезьян или человека, у которых отражение объектов на фовеа с различных расстояний осуществляется с помощью вергентных движений глаз.
      Глаза сходятся на объекте фиксации, и его изображение попадает в область фовеа. Угол, образованный между зрительными осями, вершина которого находится на объекте, служит для мозга индикатором расстояния (биологическим дальномером) (см. рис. на с. 40). Для оценки удаленности объектов (S) мозг определяет соотношение между острым (параллактическим) углом у, образованным зрительными осями, сошедшимися на объекте фиксации, и базисом Ь — меж-зрачковым расстоянием. Формулу этого расчета можно записать так:
      В ходе эволюции сформировалось несколько видов биологических дальномеров:
      а) с постоянным базисом и переменным параллактическим углом (например, неподвижно закрепленные на голове фасеточные глаза стрекозы; ошибка измерения расстояния возрастает пропорционально квадрату его расстояния, поэтому стрекоза активно действует на близких расстояниях);
      б) с переменным базисом и постоянным параллактическим углом (в этом случае ошибка измерения также возрастает пропорционально измеряемому расстоянию; переменный базис означает, что глаз имеет локальную подвижность в глазных впадинах; этот вид биологического дальномера, очевидно, срабатывает тогда, когда жертва или опасность относительно неподвижны);
      Угол упреждения цели: Бз — бинокулярная зона, Мз — монокулярная зона, С — слепая зона (%); кролик (а), кошка (б), голубь (в), филин (г), лошадь (д), приматы (е).
      в) с переменным базисом и переменным параллактическим углом (в этом случае величина параллактического угла регулируется и является функцией угла наклона суммарной визирной оси; этот тип биологического дальномера встречается в основном у приматов, с четко выраженной фовеальной зоной и развитым бинокулярным зрением, а также у птиц с двумя фовеальными зонами — для близи и дали).
      При оценке удаленности до объекта фиксации (S) подвижность глазных яблок должна быть минимальна. Только при этом условии может сработать биологический дальномер.
      Изучение пространственного зрения неизбежно связано с анализом функции и морфологии. Зная расположение фоторецепторов (и их представительство в высших отделах зрительной системы), угол между зрительной осью каждого глаза (при неподвижных голове и глазах), а также протяженность сетчатки (с учетом ширины и формы зрачка), можно построить систему направлений, характеризующую поле зрения животного.
      У всех «преследуемых» животных, независимо от их положения на эволюционной лестнице, — рыб, птиц, млекопитающих — расположение глаз преимущественно боковое, поле зрения — панорамное, т. е. обеспечивающее максимальный обзор; у «преследователей» глаза, как правило, расположены фронтально и велика общая для обоих глаз часть поля зрения. Обнаружение опасности (практически всегда движущейся) и выбор направления (для бегства) обеспечиваются монокулярным зрением; точность атаки — обнаружение жертвы и выбор оптимальной траектории нападения реализуется объединенной работой обоих глаз — бинокулярным зрением. Значит, во всех случаях, когда требуется высокая точность пространственного зрения, имеет место бинокулярная фиксация (бификсация): объект, расположенный перед головой животного, проецируется на центральные ямки сетчаток в обоих глазах одновременно.
      Фронтальное расположение глаз не единственное (и не обязательное) условие для бификсации; в процессе эволюции возникли и другие интересные варианты. Так, у ястреба глаза расположены по бокам головы, но зато помимо центральных ямок, находящихся в центре сетчатки каждого глаза (так, что зрительные оси обоих глаз расходятся под углом около 120°), имеются еще и дополнительные, височные ямки сетчаток, проведенные от височных ямок зрительные оси сходятся в одной точке впереди головы хищника (см. рис. на с. 40).
      У изумрудной древесной змеи, несмотря на полную неподвижность глаз, бинокулярная зона поля зрения достигает 46° благодаря широким углублениям в черепе (они начинаются под глазами змеи и сходятся к середине ее верхней челюсти).
      В развитии зрительной функции решающим моментом является переход от простого улавливания направления световых лучей и диффузного зрения к зрению предметному.
      По мере того как сенсорный импульс передается в высшие отделы нервной системы, общее количество содержащейся в нем информации постепенно уменьшается. Таким образом, при продвижении импульса в мозг все меньшее число нейронов отвечает на любой данный сигнал. Основная стратегия анализа — сопоставление и сравнение. Различия подчеркиваются, а отсутствие различий в действующих раздражителях не воспринимается. Независимо от уровня развития структуры зрительной рецепции и их функций и перехода расположения глаз от бокового к фронтальному обработка оптического сигнала возможна только благодаря механизму, обеспечивающему дискретность поступления нервных сигналов.
      Независимо от особенностей устройства органа зрения нервные связи глаза и мозга представляются или одно-, или двух-, или трех-, или четырехчленными. При этом количественное увеличение числа членов оптического пути приводит к качественным изменениям зрительной функции.
      Одной из наиболее характерных особенностей оптической системы, осуществляющей зрительную функцию, является правильное плоскостное и слоистое расположение ее элементов. Эти слоистые структуры появляются только в зрительной системе, состоящей из двух ганглиозных масс, и затем наибольшего развития достигают на уровне четырехчленной системы с тремя ганглиями. Развитие в сторону предметного видения стало возможно после того, как в результате эволюции элементы оптических путей получили плоскостное, экранное расположение.
      У низших ресничных червей нет оптического ганглия и отсутствуют экранные центры, центральные отростки чувствительных нервов идут прямо в надглоточный ганглий. У кольчатых червей имеется один оптический ганглий и отсутствуют экранные центры. У головоногих моллюсков — трехнейронная оптическая цепь, но в сетчатке нет переключения импульсов, экранный центр один. Членистоногие содержат четырехчленную дугу и три экранных центра, млекопитающие — четыре. Особенность экранных оптических центров заключается в том, что центры правой и левой стороны в большей степени связаны друг с другом.
      Развитие зрительных функций, очевидно, достигает своего совершенства только тогда, когда со стороны зрительного анализатора обеспечивается отражение предметно-пространственных отношений.
      Способность к различению пространственных раздражителей у рыб, черепах, кроликов и собак вырабатывается примерно с одинаковой скоростью. Однако закрепление этого навыка зависит от уровня развития мозга. А способность анализировать пространство появляется благодаря развитию парной работы больших полушарий головного мозга и является сложной интегративной функцией ряда анализаторов. Двигательному анализатору при этом отводится особая роль. Он принимает участие во всех актах высшей нервной деятельности, выполняя роль связующего звена в межана-лизаторных связях в процессе пространственной ориентировки. Ведь животному, которое опасается нападения, хищник на расстоянии ста шагов должен казаться уменьшенным в сто раз. Если бы развитие зритель-
      ного восприятия не шло по такому пути, то в мозге живого существа не могло бы возникнуть впечатления о близости или отдаленности предмета. Вот какой сложный биологический механизм заключен в системе восприятия живых существ: с одной стороны, сохранить постоянство видимой величины объекта, а с другой, оценить угловой размер объекта по мере его удаления от глаз.
      Но кто же оценивает правильность поступающей в мозг информации? Или иначе: как же оценивается соответствие реакций, производимых организмом, тем требованиям, которые к нему предъявляют возбуждения, возникающие в самом организме (эндогенно) или под влиянием раздражений из внешней среды? Исчерпывающий ответ на этот вопрос был дан П. К. Анохиным в 1963 г.
      По мысли П. К. Анохина, основой развития жизни и ее отношения к внешнему неорганическому миру явились повторяющиеся его воздействия на организм. Именно эти воздействия как результат изначальных свойств пространственно-временной структуры неорганического мира обусловили собой всю анатомическую организацию и приспособительные функции первых живых существ. В этом отношении организация живых существ представляет собой в подлинном смысле слова отражение пространственно-временных параметров их конкретной среды обитания. «Закономерно повторяющиеся воздействия внешнего мира, — пишет П. К. Анохин, — имеющие существенное значение для жизни организмов, приводят к тому, что вызываемые ими реакции в их развитии и протекании приобретают способность к ускоренному развертыванию во времени, отражая во внешнем мире развертывание событий, их вызывающих. Эволюция этого механизма, опережающего отражения, связанная с нервной системой, привела к тому, что центральная нервная система стала как бы «специализированным» субстратом опережающего отражения, и в этом плане «условный рефлекс» высших животных, оцениваемый по параметру сигнальности, есть частный случай высокоспециализированных форм опережающего отражения действительности — приспособления к будущим, но еще не наступившим событиям (предупредительная деятельность по И. П. Павлову)». Как считает П. К. Анохин, «в самом начале действия различных условных раздражений возбуждение от них стремительно распространяется по всем тем афферентным следам, которые остались от прежних повторений данного раздражения и тех афферентных возбуждений, которые являлись следствием полученных результатов. Все мельчайшие афферентные признаки прошлых результатов от данного воздействия немедленно воссоздаются в ответ на условный раздражитель и раньше, чем сформировалось и закончилось само рефлекторное действие, уже наперед формируется афферентный аппарат оценки возможных результатов еще только предстоящего действия. Этот своеобразный афферентный аппарат мы назвали акцептором действия, что значит аппарат, который принимает обратную афферентацию и сопоставляет ее с тем, что составляло цель данного действия, и в зависимости от результата этого сопоставления может начаться формирование нового, более точного ответного действия».
      Применительно к зрительным процессам, прослеживая различные уровни построения функциональных систем, например систему жизнеобеспечения сетчатки, кольцо регулирования зрачка, управления кривизной хрусталика и т. д., замечаем, что движущей силой в зрительном акте может быть не только непосредственно действующий стимул, но и скрытые его свойства, т. е. ожидаемые. Эти свойства так же могут стимулировать зрительный аппарат, как и явные.
      Зрительная фиксация не заканчивается устойчивым проецированием изображения наблюдаемого объекта, а от этой фиксации «обратная афферентация» направляется вновь к мозгу и сигнализирует об успехе или неуспехе. Если сличение ожидаемого результата с эффектом выполненных фиксаций не дает расхождений, то амплитуда фиксаций становится минимальной. Если же ретинальное изображение «рассогласовано» с ожидаемым (т. е. обратная афферентация указывает на неудачу), возбуждение возникает снова, и вновь совершаются поисковые движения глаз. Даже простой одиночный стимул, приложенный к какой-либо рецепторной поверхности (в данном случае к рецептивным полям сетчатки человека или животных), неизбежно приходит в кору мозга в форме тысяч восходящих возбуждений, адресующихся к ее различным синаптическим организациям. В сущности, этот факт и дает нам истинное представление об объеме информации, которая обрабатывается в органах чувств.
      О люминесцентных схемах поведения. Потенциальные жертвы оценивают свое состояние через результат выживания в пространстве и во времени. И у хищников, и у потенциальных жертв при возникновении тепловых излучений и проявлении эффекта люминесценции создаются такие схемы поведения, которые и обеспечивают выживание и тех, и других. (Люминесценция — излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний.) Сложные траектории движения тела животных на этапах эволюции постепенно сжимаются во времени и пространстве и переходят на уровень макро — и микродвижений человеческой руки, головы и глаза. Так формируется жест и появляется слово. Это у человека. А в животном мире продолжает действовать закон инстинктов по схеме: хищник — жертва.
      Почему же ястреб настигает матерого хищника — волка? По двум причинам: был обучен, в каждом такте своего движения контролировал движения волка. И в тот момент, когда волк решил, что убежал от преследователя, он вдруг почувствовал крепкие когти у себя на загривке. За счет каких свойств зрения ястреб решил свою задачу?
      Попробуем проанализировать. Волк не в состоянии в процессе бега оценивать местоположение ястреба. У бегущего волка меняются зрительные впечатления, и он не может их остановить. Ястреб тоже в движении, но изображение волка на сетчатке у него затормаживается и фиксируется на ямках фовеа. Для того чтобы в определенный момент стремительным движением (пикированием) точно попасть когтями в загривок. Именно на основе взаимного переключения импульсов в сетчатке и в мозге такая пространственно-временная задача была и решена ястребом.
      А как это происходит у человека? Можно ли на сетчатке остановить изображение? Давно было известно, что, если изображение не движется, человек становится слепым. Можно ли в этих условиях возобновить особенные свойства сетчатки при остановленном изображении? Ответ на этот вопрос мы нашли сначала в литературе, а затем подтвердили собственными экспериментальными данными (см. рис. на с. 49).
      Известен классический эксперимент, проведенный советским психологом А. Н. Леонтьевым. Оригинальность этого эксперимента проливает свет на этапы развития человеческих ощущений.
      Как оказалось, действие света на кожу ладони руки вызывает отчетливую условнорефлекторную реакцию. Человек, не зная, что на его ладонь направляется свет, начинает испытывать странные ощущения. Как говорили люди, подвергавшиеся эксперименту, в ладони «возникает ветерок», «небольшое движение», «струе-ние ладони».
      Эксперимент оказался успешным только потому, что испытуемого предупредили: удару тока будет предшествовать облучение ладони светом; если почувствуете свет, отдергивайте руку. Создавалась активная поисковая деятельность. Именно направленная активность. Эта активность может быть только у человека и образует форму так называемой теоретической поисковой деятельности. Итак, в этом эксперименте слабое воздействие было опознано микродвижениями ладони руки.
      А. Н. Леонтьев считал, что это результат пробуждения древней фоточувствительности кожи, присущей простейшим организмам, когда все тело воспринимает только световые лучи. В обычных условиях у человека она подавлена, так как формирование органов и их функций в результате эволюции привело к подавлению, «упрятыванию» более древних рефлексов.
      Лишь только в особых условиях они могут проявиться. Но это не древняя фоточувствительность, а опережающая чувствительность на изменение «атаки» световых волн, действующих на поверхность кожи или на роговицу глаза (см. рис. на с. 49).
      О бинокулярном зрении человека. Почему, когда мы смотрим двумя глазами на огонек свечи, он не раздваивается? Потому, что, несмотря на два изображения, сетчатка правого и левого глаза посылает только свой левый или только свой правый импульс в мозг. А одиночный образ огонька свечи только тогда сформируется, когда правые и левые мышцы глаз получат команду от мозга. Подчиняясь команде, зрительные оси правого и левого глаза относительно точек объекта всегда асимметричны. Именно эта асимметрия в бино-
      Асимметричные движения глаз при рассматривании креста.
      кулярных движениях глаз и избавляет человека от ощущения двойных образов (см. рис. на с. 51).
      Когда рождается ребенок, его глаза отличаются от глаз взрослого человека пигментом радужной оболочки и связями с мозгом. Биологический смысл этого факта можно раскрыть на основе теории системогенеза.
      Академик П. К. Анохин считает, что зрительная система, как и любая другая функциональная система, в онтогенетическом развитии проходит ряд стадий — гетерохронии, минимального обеспечения и консолидации.
      Гетерохрония означает неравномерность развития органов по отношению к их функциям. У новорожденного из всех реакций оформлены только повороты глаз, компенсирующие наклон головы и поворот туловища. Ребенок прослеживает лишь крупные яркие объекты, когда движения его глаз еще не согласованы и совершаются крупными скачками. Но свой взор он зафиксировать не может. В возрасте 8 — 10 недель, когда мелкие яркие предметы прослеживаются глазами плавно
      и согласованно, начинает оформляться консолидация. А к концу 4-го месяца жизни развивается способность совмещать взор на объекте. Происходит изменение диаметра зрачка. В этот период сначала выполняется серия глазных рывков. Затем рывки становятся все более плавными. Эти способности развиваются еще до того, как ребенок сможет брать игрушку рукой. Фиксация взора на объекте устанавливается к 6-му месяцу жизни. В этот период полностью завершается этап соединения функций сетчатки и мозга.
      Первый период развития (до 6 месяцев жизни) заканчивается формированием морфофизиологической основы бинокулярной системы. В этот период внешние раздражители служат пусковыми сигналами для генетически запрограммированной бинокулярной системы — и система формируется, несмотря на неравноценность работы парных глазных мышц, левой и правой сетчатых оболочек глаза. Этап консолидации зрительно-моторных реакций на этом завершается.
      Во втором периоде развития (между 6 месяцами и 2 годами жизни), когда появляется прямохождение, попытка разговора, создаются условия для раздвоения ощущений, возникающих внутри организма и во внешней среде. С этого момента начинает формироваться зеркало «Я» и зеркало «Другие». Именно в этот период резко усиливается асимметрия и в зрении, и в слухе, и в движениях.
      Начиная с 3-го года жизни до 5 — 6 лет, в период бурного развития высших структур и функций большого мозга, острота зрения достигает величины, характерной для центрального (фовеального) зрения — 0,5 и выше.
      В этот период левый и правый глаз подчиняются общим командам мозга, асимметричное расположение зрительных осей усиливает этот эффект. Зеркало «Я» на этом этапе развития закрепляется появлением новой грани — «Мы». Активное формирование речи, способность к обобщению приводят к тому, что зрительный процесс встраивается в организм как инструмент для будущих прогнозов. В этом случае асимметрия зрительных осей вызвана необходимостью заглянуть за обратную сторону объекта.
      Чтобы заглядывать за невидимую сторону объекта, необходимо было в органах и тканях создать возбуждение с опережением. А опережающее возбуждение тогда может быть создано, когда обработаны кванты светового потока, отраженные от внешнего объекта. Значит, чувствительность всего организма должна быть повышена, и особенно органа зрения. На основе чего может быть повышена чувствительность? Только на основе опережающей чувствительности к солнечному свету. В нервных структурах глаза и зачатков мозговой ткани создаются условия для оценки интенсивности светового потока, его направления и различения деталей в сложном объекте на основе счета фотонов. На следующем эволюционном этапе, когда возникает осевое строение, появляются правые и левые феноменальные зоны.
      Таким образом, правое и левое становятся объективной реальностью. Это приводит к необходимости формирования специализированного механизма дискретности, когда непрерывный поток нервных импульсов прерывается микроповоротами глаз (см. рис. на с. 55). Это свойство глаза и мозга оформляется в виде биологического дальномера, функции которого обнаруживаются как на уровне множественных фасеточных глаз, так и парных. Появление «пары» приводит к сдвигу во времени нервных импульсов, поступающих со стороны правого и левого глаз. На этом уровне опережающее возбуждение формируется относительно оптической оси визуального объекта. При этом акт опознания сопровождается движением тела или головы. Такое появление механизма дискретности обусловливает необходимость построения нервного аппарата для активного поиска источника раздражения — возникает глазное яблоко, появляется зона наилучшего видения сетчатки — фовеа — морфологическая основа остроты зрения.
      Появление этой морфологической основы в аппарате зрения связано с формированием способности различать опасность, избегать ее, а также преследовать жертву. Для потенциальной жертвы зрение — панорамное, для хищника — фронтальное. На этом уровне развития зрительной рецепции возникает локальная подвижность глазных яблок.
      Таким образом, функциональная основа для преобразования непрерывного оптического сигнала в дискретный локализуется в глазодвигательном аппарате, который включает элементы сетчатой оболочки и мозга.
      Итак, развитие остроты зрения приводило к формированию глазного бокала и его локальной подвижности. Это позволило не только оценивать расстояние от объекта, но и распознавать отдельные его детали.
      Если биологический дальномер может работать только в режиме опережающего возбуждения, то акт опознания включает анализ многих вероятных признаков, которые присущи предметам внешнего мира. Так как действие биологического дальномера всегда совершается раньше акта опознания, то на основе бинокулярного зрения завершается этап обобщения образов и начинает формироваться зародыш абстрактной мысли.
      Почему погибает жертва и стареет хищник? Что значит быть потенциальной жертвой? Иметь на голове широко расставленные глаза. Сигналы с правого глаза не будут соотнесены в мозге с сигналами из левого, так как надо параллельно оценить и «взвесить» ситуацию. Жертва погибает тогда, когда мозг уже не в состоянии «раскачивать» такие «весы».
      А старость у хищника наступает тогда, когда он свои природные свойства — быть хищником — не подтверждает ни утром, ни днем, ни ночью, т. е. сигналы, поставляемые сетчаткой в мозг, не приводят к желаемому результату — поймать жертву. Жертва убегает потому, что у хищника слабеют ноги и зрение, связи в мозге устаревают. Дряхлеющий хищник уже не испытывает потребности догонять жертву. В нем просыпаются и закрепляются другие инстинкты: воспользоваться тем, что добывают другие. Начинает усиливаться не зрение, а обоняние.
      Почему так долго не старели Леонардо да Винчи и Д. И. Менделеев? Потому что мозг у них был «прозрачен» для ярких образов. Потому что они всегда создавали вокруг себя атмосферу творчества и жили для будущих результатов, результатов, необходимых для выживания человеческого сообщества. И еще — часто улыбались.
      Оказалось, что улыбка у человека появляется только тогда, когда его озаряет мысль. А животные не улыбаются, потому что в их мозге невозможно построить абстрактный образ, т. е. образ, в котором есть два и более противоположных признаков.
      Итак, если я мыслю, значит, я улыбаюсь. Почему? Потому что моя мысль позволила встретиться образам, принадлежащим другим людям. И когда я их встречаю, я им улыбаюсь.
      Аристотель говорил своим ученикам, что смешное возникает тогда, когда, глядя на пещеру, расположенную в большой горе, человек ожидает увидеть слона, а вместо него выбегает мышь.
      От живой клетки к жизни человека. Итак, клетка живет потому, что сохраняет свое вещество во времени (время сохранения и является продолжительностью жизни). Но для того чтобы увеличить вероятность ее продолжения, нужно было образовать ячейки и колонии клеток.
      Так при сохранении прежней цели — выжить — возникают новые связи и с окружающей средой, и внутри колонии. Продолжительность жизни увеличивается.
      Именно на этом этапе подготавливаются новые формы взаимодействия. Уже не между клетками, а между организмами. Все это подготовило большое разнообразие форм жизни. Это разнообразие и является условием существования как отдельной жизни клетки, так и их совокупности, т. е. более сложные организмы являются результатом эволюции и потенциально увеличивают продолжительность своей жизни. Значит, в одном случае простейшие живые организмы, а в другом случае — сложно организованные живые существа. Такое расслоение привело к появлению принципиально нового механизма выживаемости — увеличению продолжительности жизни на основе новых связей внутри клеток и в среде обитания.
      На этапах эволюции до появления Человека Разумного законы природы проявляются в разнообразных формах живой ткани и отражаются в них как в биологическом зеркале, отражаются пассивно. Пестрое разнообразие живых форм — это лишь форма биологического зеркала. И каждая его часть — либо отдельная клетка, либо сложноорганизованная колония животных.
      Но вот появился Человек Разумный, и законы природы начинают не только отражаться, но и познаваться. Таким образом, у животных отражение оборачивается формами разнообразия, у человека — потребностью выживать, чтобы познавать. И когда эта потребность начинает реализовываться, то с этого момента и создаются законы эстетики. Вот переход от желания жить к желанию знать. И чтобы осуществить этот эстетический переход, нужно познать в себе собственное «Я» и спроецировать его на законы природы. Ибо, для того чтобы любить природу и все ее проявления, надо уметь подчинить свои потребности и желания гармонии эстетических достижений всего общества.
      Таким образом, законы биологии, объясняющие законы жизни, неожиданно становятся фундаментом и сущностью эстетического.
      Так, познавая сущность эстетического, мы переходим с орбит строгих знаний на орбиту чувственных образов. В сознании растущего человека появляется «спираль» чувственного познания и «спираль» эстетических переходов. И то и другое, развиваясь параллельно, заставляет человека постоянно удивляться и наслаждаться гармонией творчества, переходящего в прекрасное.
      Именно прекрасное может побуждать человека расширять свои познания, заставляет постоянно находиться в созидательном поиске. Поэтому умение удивляться, увидеть «заново» траву, деревья, птиц, муравьев составляет основу и эстетического подхода, и научного.
      О формировании образа. Поскольку мы отвечаем на вопрос, почему человек смотрится в зеркало, необходимо вспомнить о том, как маленький, крохотный кусочек зеркала был использован для изучения зрительного восприятия.
      Советский ученый A. JI. Ярбус впервые в мире зарегистрировал след от светового зайчика, отраженного от глаза. Этот «зайчик» рассказал всему миру о том, как строится зрительный образ, как он возникает, о чем человек думает и что он хочет увидеть, если смотрит на тот или иной предмет. Поэтому такой свет, невидимый и неощущаемый ранее, является основой любого мыслительного акта.
      И когда лягушка, замечая шевеление куста, скрывается, то это значит, что уж ее не схватит. И вот след в мозге лягушки был оставлен благодаря опыту всех лягушек, которых не успел схватить уж.
      Казалось бы, что общего между шевелением куста и поведением лягушки? Это общее и было зарегистрировано в нейронах мозга лягушки, но не одной, а всей той популяции, которая была способна убежать или вовремя скрыться от коварного ужа.
      Этот результат является уникальным зеркалом, в которое может и каждый из нас посмотреться. Может ли человек предвидеть события будущего? Такой вопрос решался у нас в эксперименте. Как человек совершает опознание точечного объекта? Действительно ли
      для него он является простой точкой? Мы поставили себе такой вопрос (см. рис. на с. 55).
      Оказалось, человек пытается заглянуть за точку. Даже если она представлена на плоскости. И это он делает не осознавая. Значит, бинокулярное зрение человека и сформировалось именно тогда, когда многие поколения людей на огромном расстоянии за точечным объектом могли разглядеть и различить или друзей, или приближающихся врагов. Следовательно, за такими движениями очень зорко следит мозг, в особенности лобные доли. Если правый или левый глаз отклонится на большую величину, чем сотые или тысячные доли миллиметра, мозг начинает следить уже не за двумя глазами, а только за одним. Этот тонкий закон (закон неустойчивой симметрии), который мы подсмотрели у природы, и проявляется в случае, когда человек решает умственные задачи. Когда мы попросили испытуемого смотреть на ту же самую точку и умножать в уме цифры, то размах движений его глаза подскочил в десять раз.
      Объект тот же самый, условия те же самые, а мозг уже выдал совсем другие программы. И эти программы с помощью оригинальных устройств нами были зарегистрированы (см. рис. на с. 62).
      Человеку свойственно выявлять объекты с пространственной перспективой и на них фиксировать свой взор.
      Устройство для регистрации бинокулярных микродвижений.
      Объекты, которые не имеют продолжения в пространстве, стимулируют дополнительные поисковые движения глаз. Для того чтобы проверить эту гипотезу, надо было изменить условия эксперимента. На экране осциллографа закреплялась прозрачная пленка, на которой было представлено изображение дерева. Светящаяся точка двигалась по окружности и высвечивала веточки дерева.
      Наблюдатель получил инструкцию: следить за движущейся точкой и опознать изображение дерева на пленке.
      Следующая задача была еще сложнее: на экран осциллографа закреплялась пленка-негатив с изображением леса. Теперь уже наблюдатель должен был при опознании изображения дерева за ним увидеть лес. Так мы объективно выявили разницу в положении зрительных осей глаза человека, когда он решал сложные зрительные задачи. Затем эти движения мы ввели в память машины и обработали их в масштабе машинного времени. Обработка результатов показала, что только мозг человека обладает способностью формировать образы и их обобщать.
      В качестве контрольных мы приведем данные эксперимента ленинградских ученых о шимпанзе.
      Суть эксперимента, заключалась в том, что каждый из членов группы шимпанзе — там были и самцы, и самки, и вожак — по отдельности мог решать многие сложные многофазные задачи: достать банан с недоступного места и даже использовать палки как инструмент. Эти цели каждый шимпанзе достигал только по одиночке и только для себя.
      На глазах у обезьян экспериментатор закладывал банан под громадную песчаную глыбу. Каждая обезьяна пыталась только самостоятельно и только для себя достать вожделенный банан. Но сколько они ни старались, сколько ни пытались это сделать поодиночке — у них так ничего и не получилось. Почему? Потому что, прежде чем заняться делом, каждый из членов обезьяньего сообщества должен был договориться о том, какую долю он получит в этом банане. Тогда пропорционально этой доле он принимает участие в работе, заняв строго определенное место.
      Общественный ьектор физических усилий позволил бы быстро сдвинуть глыбу и освободить банан.
      Значит, еще до совершения движений, до получения результата должна быть создана идеальная модель. Таким образом, доля банана как конкретный предмет, уже являющийся чувственным знаком, становится прообразом будущего результата, элементом теории движения.
      Но, не создав эту теорию, сообщество шимпанзе не сможет достичь своей цели. А как эту задачу решили бы школьники? Конечно, выяснив, какую долю получит каждый, они в течение нескольких минут справились бы с этим делом.
      Почему слово не может зародиться в обезьяньей голове? Потому что нет потребности спланировать свою жизнь и жизнь собратьев для будущего дня. Ведь слово имеет информацию-сигнал для плана и прогноза на будущее. Поэтому это зеркало, как никакое другое, содержит следы нервных связей отдельного человека и многих людей.
      Зеркало общественного труда. Итак, шимпанзе не могли поделить банан, они не в силах были понять, почему нельзя отодвинуть глыбу и достать банан. Они не смогли договориться. Теперь зададим вопрос: почему обезьяны не договорились? Так вот, оказывается, чтобы договориться, надо уметь строить образ в мозге. Крупицы этого образа собираются от одного к другому. И в таком образе представлены и план будущих действий, и доля банана. Эта доля будет принадлежать каждому, кто выполнит задуманный план. Это составной образ, где план и доля образуют основу созидательного труда. А история этого образа, который является стержнем общественного сознания, складывалась и складывается на этапах эволюции животных и человека.
      Как этот образ развивался? Если мы говорим о муравье, то всегда перед нами возникает образ кучи муравейника, если о пчелах — образ улья, если о крысах — образ норы, если о медведе — образ берлоги.
      Почему? Потому что образ обитателя и способы обитания являются зеркалом его жизни и его выживания. Медведь, влезая в свою берлогу, по сути дела, уже оценивает результат своего «трудового дня».
      Но представители разнообразных форм жизни, от дождевого червя до современной цирковой обезьянки, никогда не поднимутся на ступень обобщения своих результатов. Но если мы говорим о человеке, то всегда в памяти возникает образ его действий и образ его жилья.
      И когда человек ощутил жгучую потребность жить и ощущать свою жизнь в потомках, он с помощью физического зеркала и зеркала жизни продолжил Пространство, а с помощью Жилища продлил время. Значит, образ человека — это образ пространства его обитания и результат его созидательной, целесообразной деятельности. Итак, для того чтобы продолжать свою жизнь, человек должен был построить жилище в виде сот. Авиценна, Гиппократ, Пастер, Мечников, Вернадский, Сеченов, Павлов, Боткин, Анохин сквозь века передавали свои знания и опыт будущим поколениям, чтобы они могли беречь жизнь и ее проявления в мозге и капельке крови, в соленой слезе и, конечно, на радужной оболочке глаза человека.
      Итак, идеальный образ «доли банана» превращается в некое общественное зеркало, в которое может посмотреться каждый член, каждый участник будущего труда.
      Когда возникла потребность объединиться, тогда и появилось движение рукой, движение-жест, не для работы, а по поводу работы, по поводу труда. Движение как смысл будущих результатов, движение рукой с указательным пальцем. Такое движение, которое содержало бы только идеи, с неполным мышечным тонусом. Движение, которое нуждалось бы в дополнении и продолжении. Движение кончика языка, опережающий микроповорот зрительных осей глаз — вот та новая форма преобразованных движений рук.
      Таким образом, жест, включающий большое разнообразие мышечных групп, расположенных в различных частях тела, дожен был подчиниться механизму задержек. Эти задержки заранее закладываются в нервных клетках мозга, в которых закодированы и движение, и чувство, и элементы будущего результата. Все это и строит жест, и формирует будущее слово.
      Теперь же мы можем заключить, что жест, рожденный в таких муках общественного сознания, нуждался в запоминании. Возникла отчетливая потребность — создать искусственный носитель человеческой памяти. Появились изображение силуэта лица, фигуры человека, письменный и нотный знаки. Но все это нуждалось в общественных формах памяти. И зеркало, как мгновенный регистратор следов былого, преобразовалось в фотографию. А с помощью «зерен» серебра были зафиксированы и отдельные сцены, и облик человека. А потом видикон телевизионной камеры, экран телевизора и магнитная пленка обеспечили человечество на все случаи жизни. Таким образом, искусство изображения облика человека перешло постепенно от художников к фотографам, операторам кино и телевидения. Несомненно, что все эти средства должны способствовать сближению людей и их взаимопониманию. Кино и телевидение, выполняя функцию общественного зеркала, играют не последнюю роль в формировании настроения. Однако мы не застрахованы от переоценок его роли и от тех ошибок, которые всякий раз возникают, когда электронное зеркало вносит свои искажения.
      Если на заре его появления все зависело от качества полированной поверхности, состояния сетчатки глаза и направления светового потока, то теперь от Нравственности составителя программ и всех технических исполнителей. Вот, очевидно, с этого момента и начинается конфликтная раздвоенность человека дела и человека-болтуна.
      Как известно, основное свойство зеркала — создавать неустойчивые симметрии в оптическом изображении Объекта. Теперь если модифицированные зеркала не обеспечивают это свойство, то их использование наверняка принесет и физический, и моральный ущерб.
     
      Зеркало человеческой жизни
      Как мы уже говорили, история возникновения зеркала связана с использованием его для коррекции только поведения и самооценок. Затем опыт применения расширяется и зеркала начинают внедрять в технике и медицине.
      Свойство зеркала — проецировать неустойчивость симметрии в Объекте — широко переносится общественным разумом в искусство и культуру. В этой связи независимо от назначения зеркала человек его использует только с единственной целью — расширить свои возможности в познании самого себя через общественно полезные результаты. Выявление этих результатов и связано с изучением процесса труда со стороны физиологических механизмов. Еще в 1894 г. И. М. Сеченов, применив законы биологии, использует физиологические критерии для установления длины рабочего дня. Как оказалось, затраты труда не всегда совпадают с физиологическими возможностями человека. Возникает разрыв между технологией и человеком, который в ней участвует. Чтобы увидеть это скрытое явление, необходимо было процесс труда разложить на отдельные элементы и с помощью «технического» зеркала их проанализировать.
      Элементы труда в зеркале физиологической науки. Посмотрите, как медики, биохимики и физиологи, объединившись вместе, решают задачу защиты здоровья работающего человека. Заглянем в цех, где изготовляют химическое волокно. Поставим маленькую телекамеру, включим видеомагнитофон и запишем с помощью технического глаза все рабочие движения (см. рис. на с. 71). Эта камера бесстрастно зафиксировала, как женщина у прядильной машины берет паковку намотанных ниток с одного места, с другого, с третьего. Она слишком сильно нагнулась и напряглась.
      Посмотрим, как то же самое движение выполняет другая работница. Она согнулась и выпрямилась, согнулась и выпрямилась и тем самым избежала перегрузки кровеносных сосудов, и в глазах у нее не потемнело. Она знает, что ей еще не раз предстоит выполнить это движение.
      Видеограмма и иридограмма рабочих движений.
      А вот работница, которая, не разгибаясь, переносит паковку с одного места на другое, не думает о будущем действии. Увидеть это без помощи телекамеры практически невозможно. Но нам уже было заранее известно, что та работница, которая умеет разгибаться в работе, в несколько раз перевыполняет норму. А другая работница еле-еле справляется со сменным заданием.
      А теперь вспомним о палтусе и камбале. Они помогут нам понять, что значит жизненная выносливость. Эти животные под цвет среды создают окраску на своем теле. Вот тот случай, когда пигмент и движения глаз выступают как инструмент поведения и выживания. Когда информация о работе глаза превращается в информацию о работе организма? В каком медико-биологическом зеркале можно это увидеть? Для того чтобы построить медико-биологическое зеркало, необходимо установить, что в этом зеркале мы будем рассматривать (см. рис. на с. 71). Посмотрите на радужные оболочки, изображенные слева (до выполнения приема) и справа (после выполнения приема). На радужной оболочке глаза у передовой работницы были две стрелки». После приема они так и остались (стрел-
      нами» обозначены зоны радужной оболочки, которые наиболее возбуждены; это возбуждение спроецирова-лось в виде темных пятен). А вот на радужной оболочке глаза другой работницы уже до начала приема было выявлено много пятен, а после их количество увеличилось более чем в 2 раза. Этот эксперимент показывает, как нагрузка организма отражается в зеркале человеческих глаз.
      Предметом нашего исследования являются пограничные состояния. Они появляются всякий раз, когда по одну сторону мы можем обозначить утомление, а по другую — переутомление.
      Чтобы снять усталость у работающего человека, мы построили зеркало релаксации (см. рис. на с. 72). В нем и происходит невидимый для глаз процесс восстановления умственных и физических сил.
      Значит, человек, разглядывая в зеркале свое лицо и глаза, должен не только научиться понимать (распознавать) состояние, в котором он находится сейчас, но и интуитивно представить, что будет с ним в начале работы, в середине и в конце. Что может ему помочь в этом?
      После анализа данных, полученных в цехе, эксперимент был перенесен в лабораторию. Перед наблюдателями ставилась задача: проследить движение светящейся марки на табло, а когда она окажется в центре, зафиксировать ее в этом положении, соединив руками два электрода.
      У каждого наблюдателя, решающего эту задачу, регистрировались движения глаз. Посмотрите на рисунок на с. 74. Справа представлен след движений глаза, когда человек пытается решить задачу ценой дополнительных движений руками. Слева — след движений глаза в условиях, когда человек решает задачу, не затрачивая на это лишних сил. Так мы увидели и зарегистрировали скрытые механизмы зрительного мышления. И вот эти слабые лучи, которые отразятся от его глаз, послужат импульсом для будущей деятельности.
      Теперь же, понимая законы и природу процесса обнаружения, опознания и различения у разных людей, мы можем построить зеркало для диагностики пограничных состояний человека.
      Рабочего не спрашивают: почему ты смотришься в зеркало? Это является обязательным условием для сохранения его работоспособности и здоровья.
      А вот, чтобы понять, что значит быть здоровым, мы провели эксперимент по схеме «здоровый — больной», суть которого в том, что телевизионное изображение радужной оболочки глаза больного человека и здорового было введено в память вычислительной машины. Машина совместила и сравнила эти изображения. В ре-
      Движение глаза при решении мыслительных задач: отстающий (а), лидер (б).
      зультате было установлено, что у больного человека возникла асимметрия в расположении темных и светлых тонов на радужной оболочке относительно центра зрачка (см. рис. на с. 76). А у человека, который считался здоровым, пятна расположились достаточно симметрично. Из этого был сделан вывод: человек уравновешенный во внешней среде — здоровый, на радужной
      Радужная оболочка глаза и ее «Фурье-образ» у здорового человека.
      оболочке имеет симметричные узоры относительно центра зрачка. У больного эти узоры всегда асимметричны (см. рис. на с. 76).
      Вот где свойство зеркала — создавать неустойчивую симметрию — было реализовано при оценке работоспособности и общего состояния человека. Именно такая методика вывела нас на получение точного диагностического факта.
      Зеркало в эксперименте В Институте глазных болезней им. Гельмгольца мы провели решающий эксперимент. Больная страдала сходящимся содружественным косоглазием, и ей было проведено хирурго-ор-топтическое лечение. До лечения узор на радужной
      Радужная оболочка глаза у больного человека.
      оболочке возле зрачка был расположен асимметрично как на правом глазе, так и на левом. После лечения были зарегистрированы движения глаза у больной: зрительные оси правого и левого глаза были совмещены на плоскости, и в результате был получен суммарный вектор, который оставил свой след на графике (см. рис. на с. 77). Как вы видите, в правом и левом углах графика возникают следы замедления и в них отражается новая способность удерживать оси глаз параллельно друг другу. Это и приводит к тому, что на обеих радужных оболочках пятна распределяются более симметрично. Именно этот эксперимент и заставил нас заглянуть в механизмы глазного бокала. Интересно: глаза смотрят в зеркало, а как это происходит, мы до сих пор не знаем! Для этого нужно разобраться в их биомеханике. Мы изучали ее на примере патологического нистагма (см. рис. на с. 77).
      Что из себя представляет глаз? Это не шар. Это уникальный биологический прибор, в котором природа совместила законы гидромеханики, механики, оптики, химии и физиологии. Совместив эти законы в органе зрения и в органе мышления одновременно, природа организовала передачу в мозг опережающей информации и о внешней среде, и о внутренних процессах в организме. И в каждой точке глазного бокала осуществляется контакт информации, поступающей из окружающей среды, и информации, циркулирующей в организме. Но для того чтобы этот живой прибор-индикатор работал исправно, необходимо, чтобы он надежно отражал атаку световой волны.
      Что представляет из себя глазное яблоко? Это сложное объемное тело-эксцентрик, непрерывно находящееся в колебательном режиме относительно осей симметрии роговой оболочки, зрительной оси и общей оптической оси (см. рис. на с. 80).
      Известно, что глаз состоит из биологических жидкостей, в которых находятся прозрачные взвешенные частицы. Под действием света меняется вязкость жидкостей и оптическая прозрачность этих частиц, и, следовательно, меняются оттенки на радужной оболочке глаза. Осветите глаз ярким светом — и он приобретает чуть-чуть зеленоватый оттенок.
      А если человек болен, то вязкость жидкости в его глазах существенно изменится. Раскрыв механизм бинокулярного зрения, мы пришли к выводу, что при взаимном размахе колебаний правого и левого глаза, достигающих сотых долей миллиметров, высшие отделы мозга контролируют эти движения на основе биохимической и физиологической информации, циркулирующей в организме.
      На чем строится эта информация? На основе излучений, которые представляет избыток над тепловым излучением тела, продолжающийся в период времени, значительно превышающий период световых колебаний, т. е. на основе люминесценции.
      Схема человеческого глаза: I — зрительная ось, II — оптическая ось, III — ось слепого пятна, 1 — роговица, 2 — радужная оболочка, 3 — хрусталик, 4 — стекловидное тело, 5 — кровеносные и лимфатические сосуды, 6 — слепое пятно, 7 — желтое пятно, 8 — кровеносная система, 9 — лимфатическая система, 10 — камерная влага.
      Когда возникает люминесценция при микродвижении глаз у человека? Тогда, когда он взором фиксирует точечный объект. В этот момент и происходит процесс поглощения, а при совершении поисковых микродвижений (пока мозг принимает решение об объекте — точка это или линии) изменяются цветотона на радужной оболочке. Но так как этот процесс глубоко скрыт и при люминесценции теряется корреляция между фазами поглощения и отражения света, то прямо оценить это тонкое явление природы не представлялось возможным. Нами такая оценка была произведена косвенно.
      С этой целью в Московском телевизионном институте ведущим инженером А. И. Разиным была сконструирована специальная телевизионная камера, которая, обладая высокой чувствительностью, могла в затемненной комнате передавать цветовые оттенки радужной оболочки человеческого глаза. Это позволило понять механизм перевода оптического сигнала из организма на поверхность радужной оболочки и тем самым показать, что оптический диапазон в диагностике состояний человека является опережающим по сравнению с тепловым, рентгеновским и электрическим.
      Таким образом, диагностика состояния человека может высветить в темных уголках души все вредное и пошлое, не присущее нормальному человеку, если в качестве диагностического признака используется люминесцентный эффект радужной оболочки глаза. Это поможет образованной матери уберечь ребенка от тяжелых болезней, юноше, вступающему в жизнь, разобраться в правде жизни. На радужной оболочке высветится ложь взрослых, которая проступает тем отчетливее, чем больше выражено стремление ее скрыть.
      Итак, умея теперь накапливать информацию о пограничных состояниях человека, можно построить объективное зеркало его состояний.
      Вопрос «почему?» начинает появляться у ребенка,
      когда он, пересекая комнату, побежит не в руки к настороженной маме, а в сторону от нее. Начиная с этого момента ребенок постоянно задает вопросы: «почему?», «почему?», «почему?» Но однажды, внимательно посмотрев на себя в зеркало, он почувствует себя уверенным и перешагнет на следующую ступень своего развития.
      На этой ступени люди овладевают знаниями и профессиями и включаются в общественно полезный труд. Но для того чтобы выучиться, необходимо быть здоровым и работоспособным. А зеркало состояний — это и физиология, и этика, и нравственность. В этой связи искусство слова, рисунка, резца и нотного знака, выполняя функцию зеркала, позволяют усиливать скрытые, невидимые и вредные моменты в жизни человека.
      Искусство и культура в зеркале человека. Часто задают вопрос: «Что с вами?» Он возникает всякий раз, если мы видим на лице собеседника перепады эмоций, интеллектуальное напряжение, чувство неуверенности и страха. Сегодня, как никогда, возник дефицит в понимании людьми друг друга. Вероятно, именно желанием заглянуть во внутренний мир человека объясняется непреходящая притягательность человеческого лица. Почему же все-таки возникает вышеуказанный вопрос? Бывает достаточно одного наблюдения за позой человека, походкой, движениями тела, чтобы сделать выводы о его состоянии. Наблюдение за руками человека показывает, что они могут отражать нервозность, агрессивность, нежность, слабость, безволие, протест и много других эмоций и чувств. Однако внимание невольно сосредоточивается только на лице человека. Так, например, JI. Н. Толстой в романе «Война и мир» привел 85 оттенков в выражении глаз своих героев и 97 вариантов улыбок в трактовке их настроения.
      Часто можно услышать, что глаза человека — это зеркало души и они подобны солнцу, а морщинки вокруг них — лучи времени. Но, по мнению многих ученых, только на лице, как в зеркале, может отражаться физическое и психическое состояние человека. Неповторимое разнообразие человеческого облика, его особенности всегда были и являются предметом и искусства, и науки. Почему? Потому, что лицо и облик сформировавшегося человека могут быть лишь иллюстрацией личности, его маской. Вот эта двойственность всегда привлекала писателей, художников и музыкантов.
      Как избежать кривых зеркал? Независимо от того, станете ли вы рабочим, художником, писателем или министром, перед вами всегда должен быть образ учителя. Именно с помощью учителя вы приблизитесь к той цели, которую поставили перед собой. И если любовь к профессии превратится в высокую гражданственную ответственность, вы должны за это благодарить своего учителя. Ибо образ учителя — это и образ Родины, образ матери и образ гражданственности. Веря в учителя, вы тем самым поверите в себя и поверите в своих друзей.
      Надо беречь свои образы, которые возникают каждый раз и после сновидений, и после добрых дел, и после тяжелой физической усталости. Ибо эти образы являются вашим вторым Я. Если вы умеете беречь эти образы, умеете их сохранять, как сохраняют книги, письма, картины, как сохраняют в памяти любимую мелодию, то вы сможете и сохранить себя самого, свое здоровье, свою жизнь, свои связи. Но если образы разрушаются, если под действием кривых зеркал, кривых лживых слов и негодных поступков происходит искажение образов, их деформация; если вы поддаетесь этой деформации, то вы превращаетесь не в себя. Вы теряете свой облик, созданный родителями и друзьями.
      Как ни странно, в мире организована индустрия разрушения облика человека. Это демонстрация отвратительных поз, масок. Вызываются самые животные, нечеловеческие чувства: появляется озлобленная ненависть. Берегите себя от этих образов! Уходите от этих разрушительных звуков, отвратительных сцен, где пример насилия и пошлости возводится до уровня истины.
      И как было бы хорошо, если бы планета Земля хотя бы один свой виток совершила без взорванных бомб и человеческих слез.
      Человечество придумало все виды зеркал, для того чтобы отражать свет, а иногда бесстрастно стыдить живущих, если они не нравственны, не милосердны.
      Как выбрать профессию? Почему важно правильно выбрать профессию? Потому, что профессии, которые существуют в обществе, являются зеркалом его достижений. А прочность и хрупкость этих зеркал зависят от конкретных личностей. В процессе выбора совершается сложный акт мысли — по природе общественный, а по форме индивидуальный. И если выбор ошибочный, зеркало данного человека разбивается вдребезги, а его судьба есть не что иное, как затерянные осколки, склеить которые невозможно. Вот почему каждому школьнику у порога жизни необходимо осознать ту колоссальную ответственность, которая будет сопровождать выбор его профессии.
      Профессия узнает своего мастера и гения. Гений — человек, который острее других воспринимает требования и потребности целого общества. В эпоху Возрождения была повышенная потребность со стороны общества в развитии искусства. Вот и нашлись такие, как Леонардо да Винчи и Рафаэль. Гениями они были названы еще и потому, что, будучи трудолюбивыми, они соединили свои природные данные с задачами общества, быстро и точно ответили на его запрос.
      Итак, есть запрос со стороны общества, есть способный и трудолюбивый человек. Этот человек воспринимает запрос общества как общественную потребность. И для того чтобы выжить, начинает действовать. Блестяще решает задачи и, решив их, оборачивает формулу выживания: «Теперь живу, чтобы действовать!»
      Посмотрите, как в период засилья немецкой знати в России в XVIII в. растет нужда в собственном сыне. Им и становится М. В. Ломоносов — человек, которого все и раньше, и теперь, без всякого сомнения, называют гением. Такими гениями России стали Менделеев, Пушкин, Чайковский, Попов, Вернадский...
      Почему профессия и личность становятся основой для формирования наклонностей стать гением или им быть?
      Вернемся опять к кучке обезьян. Вспомним, как они толпились у глыбы, под которой был вожделенный банан. Затем эта толкотня в процессе эволюции постепенно перейдет в трудовой процесс. И вот с этого момента и начинается труд. Почему? Да потому, что запах раздражения от банана перестал влиять на мозг и поведение обезьяны, так как они решили договориться. Все инстинкты надо притормозить, отказаться от собственного удовольствия и изменить содержание своих внутренних образов. Надо, чтобы образ банана сместился на второй план, а на первый выдвинулся образ совместных действий и каждый точно знал только свое место и понимал, что доля банана определяется долей вклада в общий труд.
      И если в этой ситуации один из «грузчиков» предложит придуманный им «рычаг» и все убедятся, что, применив его, можно очень быстро освободить банан, — этот «рычаг» и результат его применения — вот тот фокус личного и общественного, который не будет нуждаться в восхвалении. Обратите внимание: обезьяний вожак есть условие биологического продолжения рода и его защиты. А рожденный воображением и воплощенный в делах «рычаг» есть общественная и духовная гарантия получения будущих успехов и положительных результатов.
      В этом случае образ вожака может отодвигаться на второй план, а на первый выдвинуться образ гения. Недаром в зеркале общественного сознания чаще всего возникает образ гения-творца, чем образы царей и королей.
      Горьковский Данко, вырвавший свое сердце и осветивший путь своим собратьям, погибает для продолжения жизни людей. Люди помнят такого героя, благодарят, но гением не назовут никогда!
      Прав ли М. Горький? Может быть, лучше ще торопиться вырывать сердце, а поискать бескровное решение?
      Полковник КГБ Е. Шереметьев свою профессию выбрал давно и, с умом рискуя собственной жизнью, сохранил детей, экипаж самолета и сам остался живым. Он нашел одно-единственное правильное решение. Но чтобы его реализовать, надо быть профессионалом, дальновидным тактиком и настоящим патриотом своего дела и Родины.
      Как добиться этого? Только учиться — этого мало! Необходимо всегда и во всем находить только свои решения, не принимать всё на веру! Поэтому в момент учебы надо не только поглощать знания и запоминать, необходимо нацелиться на интересы общества.
      Вот и посмотрим, как курсанты школы милиции решат экспериментальную задачу: перенести груз по качающемуся мостику. На улице жарко (+30°С), гимнастерка, галифе, кирзовые сапоги, тяжелый груз неудобно держать, мост, который непрерывно качается под ногами, под ним глубокая грязная лужа — сделано все, чтобы помешать.
      Обратимся к схеме. До выполнения задания на радужной оболочке глаз ветерана всего несколько зон затемнения. После выполнения задания их количество не увеличилось. А у новичка, который только начинает познавать тайны профессии, — следы испуга, переживаний и неуверенности.
      Он только теперь, заглянув в себя, понял, что требованиям профессии, а значит, общества он пока не отвечает. Значит, для того чтобы он смог овладеть профессией, он должен научиться каждый раз себя оценивать и контролировать.
      Теперь курсант будет рассматривать в зеркале не прическу, а проверит готовность к предстоящим занятиям. И задаст себе вопрос: «А внимателен ли я, все ли четко вижу и различаю?» И как запомнить, что видишь? Как увеличить объем зрительной памяти? Этого можно добиться и изнурительными упражнениями. Но лучше всего воспользоваться достижениями современной техники. Сегодня эта техника умеет выявить информацию и записать ее и хранить (см. рис. на с. 88).
      В условиях производства в кабинете релаксации для снятия усталости создаются условия физического и духовного здоровья, для переключения органов движения и контроля за органами чувств. Ибо жест, слово и рабочий прием имеют три разных социальных пространства.
      Итак, для того чтобы научить людей контролировать свои силы в процессе труда, и применяется диагностика по радужной оболочке глаза, которая служит зеркалом состояния человека (см. рис. на с. 89).
      Так почему все-таки один устает, другой переутомляется, а третий первым приходит к финишу?
      Потому что каждый взрослый человек, придя на рабочее место, которым может быть кабинет министра, токарный станок или прядильный цех, каждый рабочий человек одновременно выступает в трех видах деятельности: деятельности для выживания (жизнеобеспечение), деятельности для профессии, деятельности для досуга. И вот оказалось, что передовой работник и спортсмен, который первым разрывает финишную ленточку, умеет притормаживать в себе первую и третью формы деятельности, посвящая себя только профессиональной. Поэтому у истинного победителя действия всегда очень экономные, умные и дальновидные.
      А те, кто не умеют притормаживать в себе первую и третью формы деятельности, всегда невнимательны, несосредоточенны и поэтому не умеют себя контролировать. Образно говоря, они не научились смотреться в зеркало, в зеркало своей жизни и своих результатов.
     
      Зеркало техники
      Системы технического зрения (СТЗ). Свойство зеркала — создавать неустойчивую симметрию в оптическом изображении объекта и выявлять в нем нечетность
      распределения признаков — оказалось недостаточным в условиях появления новых технологий и машинных форм мышления. Такое ослабление натуральной памяти человека нуждалось в поддержке и усилении.
      Конечно, система технического зрения создает определенный «перекос» — асимметрию по отношению к человеку; облегчая его труд, эта система отражает только технический результат. И чтобы его присвоить, человек должен ему придать свойства одухотворенности.
      Асимметрия по оси времени в системах технического зрения нарастает, но пропорционально утрачивается возможность передачи эмоций и чувств человека. Парадокс заключается в том, что руки человека и его мозг должны оберегаться, а силы экономиться, но как это сделать? Где границы разумности и целесообразности?
      Биологическое зрение человека — это зрение многих людей, включая и точку зрения. А техническое — это зрение, которое вооружает скрытой от глаз информацией и позволяет принимать решения.
      Изображение разнообразных объектов, от спичечного коробка, плавающей рыбки, грозной акулы до человеческого лица и глаза, созданные техническими средствами, всегда использовались человеком только как «узелки на память». Разнообразие технических средств, от маленького телевизора до сложных телевизионных студий, не может замаскировать эту главную цель.
      Существуют два основных направления развития систем технического зрения: для автоматизации производственных процессов и для обработки сложнейшей визуально-оптической информации.
      В системах первого направления главным является принцип быстродействия: важно успеть получить и обработать информацию о детали (предмете), пока идет процесс ее изготовления или транспортировки. Поэтому такие СТЗ оперируют данными, полученными на осно-
      ве простых измерений или расчетов: площадью фигуры, положением ее центра тяжести, числом узлов, отверстий, коэффициентом формы. Следовательно, чтобы увеличить быстродействие системы, удешевить и упростить ее, получают изображение с относительно низкой разрешающей способностью (например, с матрицами 32x32, 128x128 элементов) или с низкой шкалой градаций яркости (например, до 4 бит). Такие СТЗ автоматизируют производственные процессы, управляют манипулирующими устройствами, сортируют изделия, заготовки, инструменты. Области их применения быстро расширяются, все чаще они используются в качестве сенсорных систем для промышленных роботов.
      СТЗ, служащие для обработки сложной визуальнооптической информации, должны иметь высокую разрешающую способность как по пространственным координатам, так и по градациям уровня яркости. Для этого применяются специальные матрицы, имеющие порядка 25 — 104 элементов и 8 бит градаций яркости (что соответствует 256 уровням серого цвета).
      Объем информации, обрабатываемой на ЭВМ, возрастает, появляется необходимость оснастить систему специальной динамической памятью с произвольным доступом, поскольку скорость обработки цифровой информации должна быть очень большой.
      Системы цифровой обработки изображений целесообразнее использовать для анализа больших массивов информации, требующих не только высокоточных характеристик и получения конечного результата, но и отражения их в виде наглядной визуальной информации: на телемониторе или графическом преобразователе (см. рис. на с. 93).
      Итак, с помощью СТЗ можно многократно усилить способность человека и осуществлять удивительные действия: бесконтактный контроль размеров и качества поверхности предметов сложной формы; сбор и обработку результатов для фундаментальных исследований в области ядерной физики, астрономии, геологии и т. п.; физико-химический анализ различных сред, микроскопическую фотометрию; поворот, преобразование и масштабирование изображения объекта в области инженерного и архитектурного проектирования; фотограммометрическую обработку аэрофототопографических и наземных фотоснимков, сделанных под углом к плоскости объектива; широкую диагностику заболеваний, микрохирургию глаза, нервов и мозга и т. д.
      По сравнению с другими методами, системы цифровой обработки изображений обладают большими преимуществами: информация обрабатывается быстро и достоверно, с высокой степенью надежности.
      Структурная организация систем цифровой обработки информации. Изображения, представленные в виде огромных массивов информации, необходимо обрабатывать чаще в реальном масштабе времени. Для этого нужны быстродействующие ЭВМ, в которых возможно применить параллельную и конвейерную обработку информации; табличные методы обработки данных и принятия решений; проблемно ориентированные и адаптивно перестраиваемые системы, функциональная структура которых может меняться в ходе решения задачи.
      Значит, техническое зрение использует общие принципы построения сложнейших вычислительных систем. Прежде всего это принцип модульной организации системы. Система создается на основе законченных функциональных систем — модулей. Модульный подход, с одной стороны, позволяет создать семейства систем, отличающихся функциональным разнообразием, и, с другой, способствует унификации изделий, сокращает затраты на разработку и изготовление. Специализация модулей хотя и повышает эффективность системы, но увеличивает число типов модулей. Поэтому системы существуют в виде группы проблемно ориентированных многофункциональных и специализированных модулей.
      Магистральный способ обмена информацией позволяет уменьшить и упорядочить связи между функциональными модулями и увеличить скорость передачи информации до 40 Мбайт/с.
      Развитое математическое и программное обеспечение адаптирует систему к решению сложнейших математических задач. Оно включает, как правило, три уровня: общесистемный, специализированный, эксплуатационный. Аппаратная реализация наиболее трудоемких операций повышает быстродействие системы и разгружает центральный процессор.
      Простота эксплуатации обеспечивается развитыми операционными системами, позволяющими разрабатывать управляющие программы на языках машинного уровня и проблемно ориентированных языках высокого уровня.
      Точность и надежность системы достигаются как структурными методами (схемной избыточностью, резервированием), так и информационными, например введением различных корректирующих кодов (кодов с повторениями, Хэмминга), а также временной и пространственной избыточностью.
      Обрабатываемая информация — визуально-оптическая. Значит, должна быть возможность визуального контроля в реальном масштабе времени и интерактивное управление процессом обработки. Результаты могут выводиться на телемониторы, графические дисплеи, символьные печатающие устройства и графопостроители.
      Обработка визуальной информации осуществляется по следующей схеме. Аналоговое изображение после предварительной подготовки переводится в цифровую форму, а затем по заданным программам обрабатывается в быстродействующих ЭВМ. Полученная информация преобразуется обратно в аналоговый телевизионный сигнал, или, минуя экран телемонитора, выходит в виде графиков, чертежей или текста.
      Таким образом, система цифровой обработки информации включает комплекс электронных устройств, управляемых быстродействующими мини-ЭВМ: для визуальной информации; аналого-цифрового видео-сигнала; для динамической памяти видеоинформации; сохранения больших массивов информации и системных программ; видеоматериалов, являющихся оперативным средством контроля и связи оператора с системой обработки; вывода протоколов обработки; для микроЭВМ, выполняющей функции управления, вычисления, анализа и преобразования информации.
      Вот из такого многообразия элементов составляют электронно-оптическое зеркало.
      Устройство ввода визуальной информации. Природа зрения в самом начале была поставлена в жесткие рамки. Свет передается конечными порциями энергии — фотонами, или квантами. Любая информация, которую требовалось извлечь из окружающего мира, в конечном счете была ограниченной в силу дискретной природы света.
      Миллионы лет эволюции были сфокусированы в потребности выжить, и эта потребность была реализована в природе многообразием живых организмов. Это многообразие могло быть сохранено только при одном-единственном условии — если с помощью зрения в точечном объекте можно было различить конкретного врага. Чтобы увидеть и опознать надвигающуюся опасность, требовалась такая биологическая конструкция и такое устройство, которое должно было организовать эффективное поглощение и счет фотонов и одновременно этот процесс усилить. Ведь энергии фотона недостаточно для возбуждения только одного атома или одной молекулы. Этой энергии, как правило, недостает для того, чтобы передать информацию за пределы точки поглощения, ведь нервный импульс — это движение по крайней мере нескольких миллионов атомов или ионов. Значит, энергия поглощенного фотона должна быть усилена в миллионы раз, прежде чем вызовет нервный импульс.
      А как же построено техническое зрение? Сходство с человеческой памятью и зрением тем сильнее, чем лучше конструктор знает, каким образом устроены человеческая память и зрение.
      Устройство ввода визуальной информации выполняет операции по формированию функции f (х, у) двух переменных, пропорциональной освещенности на заданной плоскости изображения фотоэлектронного приемника (ФЭП), по преобразованию этой функции в последовательность временных электрических сигналов U (t) и по предварительной обработке входного сигнала, в результате которого формируется сигнал, согласованный с соответствующими характеристиками аналого-цифрового преобразователя.
      Наиболее часто в качестве устройства ввода визуальной информации используются промышленные телевизионные камеры, созданные на основе электровакуумных или твердотельных ФЭП.
      Из большого разнообразия электровакуумных ФЭП для телевизионных камер широко используются видиконы. Они отличаются высокой разрешающей способностью (до 600 и более линий), большой чувствительностью, достаточно высоким отношением «сигнал — шум», простотой в управлении. Однако они имеют и недостатки: высокое напряжение управления, большие размеры, невозможность считывания информации с произвольной выборкой, наличие систематических координатных погрешностей, инерционность.
      Телевизионные камеры с твердотельными ФЭП, по сравнению с электровакуумными, имеют малые габариты и массу, обеспечивают безынерционность, несильные геометрические искажения, используют малые рабочие напряжения, а также механическую прочность.
      Наибольшее распространение из всех твердотельных ФЭП получили преобразователи на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). Они практически не уступают
      телевизионным камерам с ФЭП на электровакуумных приборах по основным характеристикам: светочувствительности, световому диапазону, однородности фона и входного сигнала, но отстают пока по уровню разрешающей способности.
      Как же формируется образ? С помощью оптической системы изображения проецируются на светочувствительную секцию накопления. Каждый элемент ПЗС состоит из трех электродов, заряды с которых после накопления в потенциальных ямах под действием сдвигающих тактовых импульсов с высокой скоростью построчно двигаются в секцию памяти. Освобожденная от зарядов секция накопления снова подготавливается к восприятию следующего поля изображения, а хранящаяся в секции памяти картина зарядовых пакетов построчно сдвигается в выходной регистр.
      Трехфазная структура матрицы позволяет обеспечить чересстрочную развертку. Это фактически удваивает разрешение формирователя при том же количестве ПЗС элементов. В режиме чересстрочной развертки за время первого полукадра заряды собираются под одной группой электродов, в следующем полукадре напряжение накопления подается на электроды другой группы и воспринимается фрагмент изображения, пространственно соответствующий этим строкам электродов. В результате за один кадр передается картина зарядовых пакетов, соответствующая удвоенному числу строк разложения. Для повышения эффективности переноса в матрице предусмотрена возможность ввода фонового заряда, снимающего влияние захвата сигнального заряда поверхностными состояниями на границе раздела полупроводник — диэлектрик.
      Цифровой делитель определяет и устанавливает необходимое время кадра при стабилизации амплитуды видеосигнала в широком диапазоне изменения освещенности на объекте.
      Цветное изображение получают различными способами: псевдораскрашиванием изображения, использованием нескольких матриц ПЗС с пространственным сдвигом, специально разработанных матриц ПЗС с шахматным расположением элементов, а также с помощью синхронно вращающихся цветных светофильтров. Это позволяет построить цветные пространственные образы.
      Как с помощью техники можно передать образ мыльного пузыря? Почему мы вспоминаем этот образ? Потому, что зрительная память человека способна сохранить и изображение этого физического тела, наполненного теплым воздухом, и игру цветов на поверхности мыльной пленки. Недолговечность такой игры сил природы заставляет изготовителя пузырей мокать трубочку в мыльную пену и непрестанно доказывать, что образ недолговечного творения прекрасен и незабываем. Вот тот случай, когда мыльный пузырь как результат труда не может быть укором для человека. СТЗ, в памяти которых можно синтезировать все три плоскости, позволит восстановить его образ, объем и цвет. Эти же вопросы решали и художники, и физики. И если научить человека видеть в игре мыльного пузыря таинства природы, рыбка Матисса поплывет.
      Аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи. Когда изображение представлено в аналоговой форме, а когда в цифровой? Если на экране телевизора вы увидите, как забивают шайбу в ворота, — это аналоговое изображение. А через аналого-цифровой преобразователь это же изображение поделят на строки и каждую обозначат цифровым кодом. Затем эту раскрашенную» информацию введут для обработки в вычислительную машину. Вот как это делается.
      Аналоговый видеосигнал с каждого элемента матрицы ПЗС после усиления и масштабирования поступает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Для каждого элемента матрицы ПЗС указывается восьмибитный код, соответствующий 256 градациям яркости.
      Основой для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал служит полином перевода чисел из двоичной системы в десятичную:
      где — целые числа 0 и 1, соответствующие i-му разряду двоичного числа, q — число разрядов двоичного числа. Наибольшее число z, которое можно представить при восьмиразрядном двоичном коде, соответствует условию, когда все а4=1. Следовательно, выходное аналоговое напряжение масштабируется к этому числу.
      Таким образом, преобразование цифрового кода в аналоговую форму сводится к вычислению линейной комбинации битов по заданному полиному. Наиболее просто это реализуется схемами из резисторов.
      К схеме подаются восемь входных напряжений Uo, TJi, U7, с большой точностью равные О или IV. Тогда аналоговое напряжение на выходе схемы UBbDC будет пропорционально входной комбинации напряжений Uo, Ui, ..., U7.
      Для суммирования напряжений с отдельных регистров используется операционный усилитель, имеющий большой отрицательный коэффициент усиления — К.
      Если на входе операционного усилителя напряжение равно UBX, то, просуммировав токи в общей точке схемы, имеем:
      Учитывая, что UBbIX = K-UBX, из последнего равенства получим:
      Как правило, так как член К/R в левой части уравнения много больше всех остальных членов, входящих в сумму, то с достаточной точностью можно записать:
      или с учетом значений для каждого разряда получим:
      Таким образом, значение аналогового выходного напряжения пропорционально входной линейной комбинации напряжений Uo, Ui, U7.
      Обратное преобразование аналогового сигнала в цифровой производится с использованием ЦАП: некоторое произвольное число вводится в ЦАП, преобразуясь в аналоговый сигнал, и сравнивается в аналоговом компараторе с исходным аналоговым напряжением. Если произвольное число и исходное аналоговое напряжение не совпадают, то в ЦАП вводится новое число, и так продолжается до тех пор, пока не будет подобрано число, соответствующее заданному напряжению.
      Таким образом, видно, что время преобразования сигнала существенным образом зависит от алгоритма подбора заданного напряжения. Одним из распространенных методов подбора является метод последовательных итераций. Преобразование начинается с «обнуления» всех битов схемы. Затем старший бит устанавливается в 1, число преобразуется и сравнивается с входным напряжением. Если полученное число
      больше входного напряжения, старший бит сбрасывается в 0, если наоборот, то остается без изменения. Затем старший из оставшихся битов устанавливается в 1-е полученное напряжение и снова сравнивается с заданным.
      Такой процесс продолжается до подбора младшего бита и останавливается. В общем случае метод последовательных итераций требует n-импульсов для преобразования аналогового напряжения в n-битовое число.
      Из сказанного следует, что преобразование в АЦП — ЦАП при обработке видеоизображений занимает значительное время. Это требует разработки быстродействующих устройств АЦП — ЦАП. Например, выпускаемый отечественной промышленностью модуль АЦП типа 15КА — 60/8 — 010, имеющий 16 входов на 1В и Ч=10В, преобразовывает аналоговый сигнал в двоичный одиннадцатиразрядный код в течение не более 100 мкс.
      Кроме прямого и обратного преобразования аналоговых сигналов на блок АЦП — ЦАП возлагается также задача формирования телевизионного видеосигнала, замешивания в видеосигнал гасящих и синхронизирующих импульсов. Эта задача формирования стандартного телевизионного сигнала может быть возложена на отдельный модуль, входящий в АЦП — ЦАП, или может быть решена в специально разработанном для обработки видеоинформации ЦАП.
      Но «раскрошиться» и рассыпаться может не только образ, созданный на экране телемонитора. Может рассыпаться и зрительный образ, и человеческий облик.
      Почему иногда человек не выдерживает такой работы — видеть свое изображение? Он решает разбить зеркало тогда, когда в импульсном действии хочет пересмотреть свои цели, вспомнив не лучшие факты своей биографии.
      Известный писатель Э. Т. А. Гофман создал образ песочного человека. Почему человек из плоти и крови назван песочным, т. е. состоящим из песчинок? Потому, что его неустойчивость и беспринципность подобны песчинкам, которые под действием ветра на короткий срок образуют пирамиды, рельефы и любые другие фигуры.
      Так и некоторые люди под действием обстоятельств рассыпают крупицы своей личности, переходят на уровень животного прозябания. Гофман такую неустойчивость обозначил песочной.
      Увлекаясь просмотром видеолент, люди превращаются в песочных человечков. Посещая видеосалоны и видеобары, они истязают себя навязанными образами, а затем рассыпаются.
      Парадокс заключается в том, что требовалось колоссальное усилие мозга и творчества многих добрых и талантливых людей, чтобы живую сцену перенести светом на видикон телевизионной камеры, а затем записать ее на тоненькую пленку.
      А оказалось, что сцены ужасов, насилия и безобразия человеческой жизни, ее отвратительных ниш, без всякой брезгливости будут перенесены на магнитную ленту, а затем войдут в формирующиеся структуры мозга молодых людей. Чтобы они рассыпались, как песочный человек Гофмана.
      Представим, что обезьяна, которая не смогла понять, что вожак решил больше не «упираться», продолжала безнадежно давить на бесчувственный камень. Именно такая форма поведения есть начало любых болезней. Почему? Потому, что у всех ее собратьев возникли новые связи в нейронах мозга и образ банана отступил на второй план, следовательно, стали отдыхать мышцы и не так учащенно работать сердце. А эта упрямица продолжает растрачивать свои силы впустую.
      Вот так школьники от 15 лет и старше тратят свое драгоценное время в игротеках и видеосалонах. А книги И. С. Тургенева и Джека Лондона ждут своих читателей на тесных полках.
      Техническое зрение человеку понадобилось для того, чтобы накапливать важную и необходимую информацию, которая, подобно песчинкам в песочных часах, перемещается под действием сил тяжести. Посмотрите, изящный стеклянный перехват, подобный талии балерины, не все песчинки пропускает одновременно, а только по нескольку штук. И вот, пересыпаясь, они неумолимо отсекают время людей и время текущих событий. Если это живые клетки или будущие организмы, то в движении песчинок можно. представить приближение или удаление жизни. А если это операционный стол, то и мужество хирурга, и нить жизни больного — все это находится за стеклянным перехватом песочных часов. Один утверждает жизнь, а другой в это время за нее борется.
      А теперь мы можем понять, как в такт движениям песчинок возникают впечатления об окружающем мире. Какова же масса песчинки? Об этом и задумался гениальный Эйнштейн. Это не яблоко Ньютона. Это не фотоны Гюйгенса. А это песчинки, которые превратились в теорию относительности. Взглянем на формулу Эйнштейна: Е=тпс2 — суть ее в том, что масса тела, двигающегося с ускорением, может измениться. И если песчинки не меняют своей массы, то впечатление о них и зрительный образ от этих часов есть вечный философский вопрос. Только постигнув физический смысл уравнений Эйнштейна, можно понять, почему необходим отсчет часов. Потому, что этот отсчет мы ведем относительно самих себя.
      Если песчинки не ускоряются, в зависимости от того, где расположены часы: на экваторе, на полюсе или в сознании, то в этом случае мы сможем отличить биологическое время от физического.
      И вот техническое зрение должно заменить зрение человека. Бесстрастно, на основе программ оно производит выделение точек отсчета, когда пролетит самолет или стая птиц, загорится дом или пожаром будет охвачен лес. И только человек, принимая эту информацию, сможет отделить в равных интервалах живое (или еще живое) от неживого.
      Устройство динамической памяти. Как вы видите, всем, чем богат человек, богата и природа. Следовательно, задача человека не разрушать богатство природы, а умножать его. Но чтобы умножать, нужно иметь хорошую память. Если мы умеем запоминать — умеем и сравнивать. Ведь мы и смотримся в зеркало с тем, чтобы сравнить образ до того, как что-то свершится с нами, и после того, когда мы уже хорошо сдали экзамен, забили мяч в ворота, оказали помощь ближнему.
      И оказывается, все эти события можно не только написать лучом света в зеркале, глазе, сознании, но и с помощью электромагнитных колебаний внести в память технических устройств. Например, с помощью ЭВМ, видеомагнитофона и видеокамеры записать зрительную информацию, обработать ее и заново воспроизвести. Основное его назначение — не допустить больших и малых ошибок.
      Интерактивная обработка оптической информации требует высокой скорости обмена данными и произвольного доступа к отдельному элементу памяти. Объем оперативной памяти наиболее распространенной микро-ЭВМ составляет всего 64 Кбайт. А для хранения одного кадра изображения с размерностью 512x512 элементов нужна память объемом приблизительно в 250 Кбайт.
      Приведем функциональную схему одного из вариантов устройства динамической памяти, построенного на микросхемах К565РУД2 емкостью 32 Кбит каждая, имеющих время считывания и записи порядка 400 не. Полный объем памяти составляет 512X512X8 бит. Основной принцип работы устройства памяти заключается в предварительном преобразовании восьмиразрядной информации в тридцатидвухразрядную, которая записывается в ОЗУ и считывается, и в обратном преобразовании записанной информации в восьмиразрядную в устройстве вывода. Шинные формирователи УФ1 и УФ2 подключают к регистру сдвиги RGi шину данных телевизионную ШДт или шину данных малокадровую ШДм — в зависимости от управляющего сигнала Т/м (телевизионный/малокадровый). Регистр сдвига осуществляет преобразование с восьмиразрядных входных шин, имеющих частоту смены информации FT, в тридцатидвухразрядную шину памяти ДТ/32, имеющую частоту смены информации FT /4. Данные, полученные от ЭВМ, по ШДт, минуя ШДт сдвига, поступают на ШФЗ. ШФЗ передает информацию при работе только с данными системы технического зрения.
      Устройство вывода формирует адреса ячеек устройства памяти А0...А7, сигналы ЗПСТ 1...8 для обращения к определенным микросхемам динамического ОЗУ. Выход записанной информации осуществляется по восьмиразрядной шине данных телевизионных ШДт. Сигналы записи строк ЗПС, записи/считывания (ЗП/СЧ) поступают на все микросхемы памяти, сигнал ЗПСТ является сигналом записи столбцов.
      Так устроена зрительная память умной машины. А что же такое человеческая память?
      Память человека — это память о себе и о других. В процессах памяти заинтересованы все клетки человеческого мозга. Информация, занесенная на эритроцит, лимфоцит и нервную клетку (нейрон), может храниться ровно столько, сколь долго совершается действие. Если речь идет о человеке, то запоминание и забывание и есть его главные жизненные действия.
      А если это он делает с помощью технического зрения или с помощью компьютера, он тем более умножает свои умственные силы. Вот гениальный Матисс свои умственные силы запечатлел в движении плавающей рыбки, оставив ее неизгладимый образ у каждого посетителя выставки. Невозможно оторвать взгляд от банки, куда забросили красную рыбку. Взор человека, фиксируя красное световое пятно, крутится в чистой прозрачной воде вместе с рыбкой. Насколько нужно владеть пластикой формы и чувством света, чтобы передать ощущение движения рыбки!
      Почему Пикассо поставил хрупкую девочку на такой неустойчивый шар? Чтобы это понять, нужно мысленно представить себя на месте девочки. И сразу станет понятна мысль художника: насколько прочно вы заняли место в жизни? Посмотритесь в зеркало творческого обобщения художника. И когда вы поймете, что девочка может упасть, — Пикассо подскажет вам, как удерживать равновесие уже с помощью красок.
      А для того чтобы понять тайные замыслы этих великих живописцев, можно использовать и телевизионную камеру. Но для этого ее видикон («сетчатка») должен обладать почти такой же чувствительностью, как и человеческий глаз. Тогда, перемещая камеры в различные положения и меняя ее чувствительность, увидишь, что девочка, чтобы удержаться на шаре, мелко семенит. Пикассо своими гениальными мазками это движение смог передать. И если вы это сможете разглядеть, то от этой картины трудно будет оторвать взгляд.
      Устройство внешней памяти. Устройство внешней памяти на магнитных дисках служит для хранения библиотеки прикладных программ, оперативного хранения вводимых и обрабатываемых изображений. В системе цифровой обработки изображений могут быть использованы накопители на магнитных дисках (12) СМ-5402 с объемом хранимой информации 2,5 Мбайт, ИЗОТ-1370, СМ-5400 — 4,8 Мбайт, СМ-5410 — 2,5 Мбайт, ИЗОТ-1370, СМ-5400 — 4,8 Мбайт, СМ-5410 — 9,8 Мбайт, СМ-5408 — 16 Мбайт, СМ-5407 — 29 Мбайт.
      Дальнейшее увеличение объемов обрабатываемой информации решается разработкой винчестерских НМД емкостью от 10 до 160 Мбайт.
      Накопители на магнитных лентах служат для долговременного хранения изображений, построения архивов данных, хранения полупостоянной информации. В зависимости от типа микроЭВМ могут применяться накопители на магнитной ленте ИЗОТ-5003, СМ-5301 — 20 Мбайт, СМ-5003 — 40 Мбайт либо кассетные НМЛ типов СМ-5208 емкостью 0,8 Мбайт и СМ-5211 — 0,5 Мбайт.
      Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) используются как резервные устройства операционной системы и как устройства, обеспечивающие совместимость по носителям разных комплексов. К ним можно отнести, например, накопители СМ-5603, СМ-5631
      (ЕС-5074) емкостью 0,5 Мбайт.
      В целом все перечисленные устройства внешней памяти предназначены для хранения цифровой информации и постоянно совершенствуются как в направлении увеличения объема записываемой информации, так и для повышения скорости считывания и записи.
      Однако для долговременного хранения изображения более целесообразными являются кассетные видеомагнитофоны, записывающие аналоговую видеоинформацию несравненно с большей плотностью, чем накопители цифровой информации. Так, например, на небольшой кассете КВ-180 видеомагнитофона «Электроника ВМ-12» можно записать информацию, достаточную для непрерывного воспроизведения в течение 3 часов с частотой смены телевизионных кадров, в то время как на одном накопителе цифровой информации емкостью 0,5 Мбайт можно записать всего лишь 2 кадра изображения.
      На основе всех этих исследований, а также внедрения их в практику и в промышленность разработаны системы технического зрения СТЗ-1 (для контроля механообработки различных деталей), комплекс цифровой обработки изображений СВИТ (для автоматизации процесса обработки данных различной сложности), интерактивная система обработки изображений ИСОИ-1М (для интерактивного ввода графических изображений).
      Использование системы цифровой обработки изображений для глубокого анализа оптико-визуальной информации открывает все новые возможности для научных исследований, автоматизированного проектирования, микротехнологии, сверхточных контрольно-измерительных операций в гибких производственных системах, информационного обмена и обучения.
      Вот тот комплекс рукотворных зеркал, которые могут не только отражать информацию, но и накапливать ее, действуя вместе с человеком, выполняя его команды.
      Независимо от назначения зеркала — технического или социального — оно обладает одним-единственным уникальным свойством — создает неустойчивую симметрию признаков в оптическом изображении объекта и источника света. Вот оно замечательное свойство человеческого Разума, воплощенное в игре световых волн. Уникальные открытия ученых, независимо от их сложности и значительности, определяются движением Мысли, в которой законы нечетности в физике атомного ядра переключаются на законы неустойчивой симметрии в биологии живой клетки, в спирали ДНК, в которой передается генетический код будущего живого организма.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Распознавание текста книги с изображений (OCR) — творческая студия БК-МТГК.