8. Оптические иллюзии и взгляд-рентген

Иллюзия и реальность

Взгляните на маску Чарли Чаплина, изображенную ниже. На фотографии A она выглядит точно так же, как можно было ожидать; на фотографии Б тоже, повернутая на 90 градусов. Но взгляните на фотографию В: эта маска повернута на 180 градусов, так что мы смотрим на вогнутую сторону, но она все равно кажется нам выпуклой.

Илл. Ричарда Грегори

В этой главе мы рассмотрим загадки человеческого восприятия и попробуем ответить на вопрос, почему восприятие спортсменов мирового уровня как будто быстрее, точнее и глубже, чем у остальных. Но для этого сначала нужно понять, что происходит с иллюзией маски. Почему вогнутая сторона кажется абсолютно нормальным лицом? И почему иллюзия не исчезает, даже когда нам о ней рассказали.

Задумайтесь о механизме зрения. Мы все имеем общее представление, как это происходит: свет отражается от объектов, попадает в глаза и с помощью хрусталика фокусируется на сетчатке. Затем это изображение на сетчатке передается в мозг, где оно «ощущается». В этом описании восприятия глаз работает как своего рода камера, а мозг получает доступ к изображению через систему доставки, то есть зрительный нерв.

Но если немного подумать, то в этом описании обнаруживаются недостатки. Ведь если изображение на сетчатке подобно фотографии, которая отправляется в мозг, то кто «видит» эту фотографию в мозге? Это ошибка Терминатора: возможно, вы помните фильмы с Арнольдом Шварценеггером, где машина-убийца представляет мир как компьютерные данные на экране. Но эти данные не имеют смысла, если учесть, что в мозге Терминатора нет никого, кто мог бы смотреть на экран. И если суть зрения состоит в том, что мозг получает доступ к двумерному изображению на сетчатке, почему мы воспринимаем окружающий мир в трех измерениях?

Эти рассуждения подводят к удивительному выводу: информация, поставляемая зрением и слухом, лишь косвенным образом связана с тем, как мы воспринимаем мир. Изображения на сетчатке, например, нечеткие, фрагментарные и в высшей степени двусмысленные, и мозг должен проделать огромную работу, чтобы превратить их в яркое, объемное «кино», которое и является нашим восприятием.

Чтобы представить, какую работу проделывает мозг при восприятии, обратимся к замечательному акустическому эксперименту, поставленному Макио Кашино из NTT Communication Science Laboratories в Японии. Он записал голос, произносящий: «Вы понимаете, что я пытаюсь сказать?» – а затем вырезал небольшие кусочки записи, заменив их тишиной, что сделало фразу практически неразборчивой. Но, когда он заполнил пробелы громким белым шумом, фраза – к его огромному удивлению – снова стала понятной.

«Звуки, которые мы слышим, не являются копией физического звука, – говорит Кашино. – Мозг заполняет пробелы на основе информации в сохранившемся речевом сигнале». То есть наше знание языка – основанное на многолетнем опыте – позволяет восстановить сенсорную информацию до понятной формы.

В случае с маской Чаплина именно наше знание заставляет ошибочно воспринимать вогнутую сторону маски как выпуклую. Мы по опыту знаем, что лица всегда выпуклые, и поэтому когда мозг начинает обрабатывать изображение на сетчатке, он делает это так, что мы видим обратную сторону маски выпуклой, несмотря на то, что сенсорная информация (тени и так далее) свидетельствует о другом. Психолог Ричард Грегори, который выполнил многие новаторские эксперименты с иллюзиями, объясняет: «Восходящая сенсорная информация подавляется нисходящим знанием».

Роль, которую играет нисходящее знание, может быть проиллюстрирована «структурой» восприятия: если взять зрение, то к «ретрансляционным станциям» от коры головного мозга идет гораздо больше нервных волокон, чем от глаз. Восприятие – это результат взаимодействия двух потоков сигналов.

Конечно, это кажется нелогичным. В конце концов, откуда мозг «знает», какую информацию посылать от коры в ответ на приходящие сенсорные данные, чтобы получить имеющее смысл восприятие? На этот вопрос у нейробиологов еще нет ответа. Известно лишь, что данный процесс необыкновенно сложен, а зрительная система снабжена обширной сетью обратных связей, идущих от коры головного мозга к более примитивным структурам.

Как бы мы воспринимали лица без этого нисходящего знания? Об этом можно судить по некоторым случаям, когда слепые от рождения люди начинали видеть уже в зрелом возрасте. Британец Сидни Брэдфорд обрел зрение в возрасте пятидесяти двух лет после пересадки роговицы. Вот как исследователи описывали его ощущения, когда после снятия повязки он увидел лицо хирурга:

Он услышал голос, доносящийся спереди и сбоку, повернулся в сторону источника звука и увидел «пятно». Он понял, что это должно быть лицо. После тщательных расспросов выяснилось: он не понял бы, что это лицо, если бы сначала не услышал голос и не знал, что голоса исходят от лиц.

Все так: когда Брэдфорд смотрел на лицо, он видел «пятно». У него был доступ к той же самой зрительной информации, что и у всех остальных (свет, попадавший на его сетчатку, был тем же самым – как и изображение на сетчатке), но видел он иначе, поскольку у него отсутствовало знание, полученное из опыта и помогавшее преобразовать зрительную информацию в имеющую смысл форму. По прошествии нескольких месяцев Брэдфорд по-прежнему не мог узнавать людей только по внешности, даже когда видел их в третий или четвертый раз. Ему приходилось использовать акустическую информацию, такую как голос.

Как ни странно, на самом деле мы хорошо знакомы с этим явлением. Ровно то же самое происходит со всеми нами, когда мы слышим чью-то речь. Слушая разговор на родном языке, мы слышим череду отдельных слов, разделенных крошечными паузами. Но в действительности этих пауз нет[17]. Только знание грамматической структуры языка позволяет нам распределять акустическую информацию так, что мы слышим ее в жестко структурированной форме.

Другое дело – речь на незнакомом языке. В этом слышим беспорядочный и непонятный шум без каких-либо пауз или структуры. То же самое происходит со слепым человеком, который недавно обрел зрение, когда он пытается увидеть лицо. Он смотрит на лицо своего знакомого, но видит только непонятное, туманное пятно, поскольку у него отсутствует нисходящее знание, позволяющее сформировать осмысленное восприятие.

Ключевой момент здесь заключается в том, что это знание используется не только для того, чтобы создать чувство восприятия; знание встроено в восприятие. Как сказал великий британский философ Питер Стросон, «восприятие насквозь пронизано нашими представлениями».

Взгляд-рентген

Главное отличие мастеров своего дела от новичков заключается в том, что мастера лучше извлекают информацию из происходящего вокруг – как мы уже убедились в первой главе. Скажем, Роджер Федерер может предсказать полет теннисного мяча точнее, чем все остальные, но не потому, что у него лучше зрение, а потому, что он знает, куда смотреть и как интерпретировать закономерности в движениях соперника.

Аналогичным образом опытные пожарные способны понять, как бороться с бушующим пламенем, потому что они обладают глубокими знаниями о пожарах и научились замечать слабые внешние признаки, говорящие об их динамике. Когда Роджер Федерер играет в теннис, он не делает более точных выводов из доступной всем сенсорной информации: правильнее сказать, что он видит и слышит мир совсем иначе. Глубокое знание тенниса преобразует саму ткань его восприятия.

Эта громадная разница между специалистами и новичками наиболее ярко проявляется в такой области, как медицина. Врачи, обладающие большим опытом, гораздо успешнее ставят диагнозы по рентгеновским изображениям и маммограммам, чем студенты. И причина не в том, что они делают более точные выводы по изображениям – они на самом деле видят признаки и структуры, незаметные для их менее опытных коллег.

Понять это поможет рисунок внизу: знание лиц позволяет вам видеть изображение, составленное из точек, но для того, кто никогда не видел человеческого лица, это будут просто точки. В обоих случаях изображение на сетчатке одинаковое, но восприятие абсолютно разное.

Способность профессионалов видеть то, что остается невидимым для других, выглядит немного странно, но в действительности мы постоянно встречаемся с этим явлением. Именно поэтому эскимосы, привыкшие жить в условиях Арктики, способны различать оттенки белого цвета, невидимые для европейцев; именно поэтому Чарлз Ревсон, основатель косметической компании Revlon, мог различать четыре оттенка черного; именно поэтому музыканты с натренированным слухом лучше, чем все остальные, слышат слабые изменения в высоте и громкости звуков.

Этим же объясняются чудесные на первый взгляд способности представителей такой профессии, как определитель пола цыплят. Раньше владельцам птицеферм приходилось ждать от пяти до шести недель, прежде чем можно было определить пол цыплят (это становится заметно только после того, как начинает расти взрослое оперение). Но теперь они нанимают профессионалов, которые способны с одного взгляда определить пол однодневных цыплят, которые для всех остальных людей выглядят одинаковыми. Очень ценное качество, позволяющее производителям яиц не кормить бесполезных самцов.

Ни один из представителей этой редкой профессии не обладает уникальным зрением или слухом, просто большой опыт снабдил их знанием, с помощью которого сенсорная информация представляется совсем в другой форме.

Эти факты помогают раскрыть некоторые из самых таинственных загадок спорта. Почему лучшие игроки в настольный теннис могут различить варианты подкрутки, которые не видят новички, даже когда смотрят на них? Почему Уэйн Гретцки способен понять закономерности движения окружающих его игроков, невидимые остальному миру? Почему Гарри Каспаров может сказать, каким должен быть следующий ход, едва взглянув на позицию на доске?

Такое впечатление, что лучшие спортсмены носят специальные очки, позволяющие проникать в мир подкруток, форм, траекторий и закономерностей, недоступный всем остальным. Неудивительно, что мы восхищаемся их способностями. Мы не можем видеть то, что видят они. Мы похожи на людей, недавно излеченных от слепоты, которые смотрят на лица и видят пятна, или на иностранцев, слушающих разговор на чужом языке и слышащих непонятный шум.

Обычно требуется не одна тысяча часов целенаправленной практики, чтобы сформировать такое восприятие, и этот процесс настолько медленный, что профессионалы даже не замечают изменений. Однако представить такого рода трансформацию можно с помощью рисунка, изображенного на следующей странице. Вы увидите либо молодую женщину, отвернувшую лицо, либо старуху с платком на голове.

Но если смотреть достаточно долго, восприятие будет переключаться с одного образа на другой, даже когда вы не отводите взгляд, и картинка на сетчатке остается неизменной. В данном случае изменение восприятия происходит мгновенно, поскольку мы обладаем знанием и о юных девушках, и о старухах. Но представьте, что встречали одних старух. В этих обстоятельствах переключение восприятия произойдет только после того, как вы проведете не один час в обществе юных девушек.

Нетрудно понять, почему в процессе эволюции у нас сформировалась способность влиять на восприятие при помощи нисходящего знания: она обеспечивает непосредственность восприятия. Вместо того чтобы вычислять наличие лица в узоре из точек или некой структуры на рентгеновском изображении, вы их видите. Вычисление просто встроено в восприятие.

Это не только экономит время, но также высвобождает психологические ресурсы, чтобы сосредоточиться на других элементах задания. У опытного игрока в настольный теннис, умеющего по движениям соперника «увидеть», куда полетит мяч, больше возможностей думать о стратегии и тактике, чем у спортсмена, который сознательно пытается вычислить, что означает полученная им зрительная информация.

Способность мастеров своего дела высвобождать ресурсы внимания стала одним из самых модных направлений психологии, причем результат не ограничивается восприятием, а проявляется также в автоматизме движений. Поскольку многие удары и движения опытных спортсменов хранятся в имплицитной памяти (как было показано в шестой главе) и могут выполняться без контроля со стороны сознания, это высвобождает ресурсы мозга для других важных задач.

Но если лучшие из лучших обладают способностью высвобождать внимание, то возникает вопрос: что происходит с восприятием, когда возможности внимания истощаются?

Слепота невнимания

Предположим, что вы смотрите запись игры двух баскетбольных команд – одна в синих майках, другая в белых, – которые передают друг другу мяч. Вас попросили сосчитать количество передач, сделанных одной из команд – скажем, в белых майках. Уверен, что вы со мной согласитесь, что это очень простая задача, с которой вы справитесь без труда.

А теперь предположим, что в разгар игры на площадке появляется человек в костюме гориллы, который задевает плечами игроков, поворачивается к вам, бьет себя лапой в грудь и медленно уходит. Заметите ли вы гориллу? Вопрос кажется абсурдным. Конечно заметите. А как же иначе?

Этот эксперимент был поставлен в Гарвардском университете, и оказалось, что половина испытуемых не видела парня в костюме гориллы. Они были так увлечены подсчетом передач, что не заметили гориллу среди игроков. Потом, при повторном просмотре записи, они так удивлялись, что некоторые даже обвиняли экспериментаторов в подмене.

Похожее явление было зарегистрировано в другом эксперименте, который тоже проводился в Гарвардском университете. В этот раз актер шел по кампусу и спрашивал дорогу у студентов. Пока студент объяснял, появлялись двое рабочих с большой дверью. Затем происходило нечто неожиданное: за одну или две секунды, когда актер был закрыт дверью, он менялся местами с одним из рабочих. Студент как ни в чем не бывало продолжал объяснять дорогу другому человеку, который был старше, выше, одет в другую одежду и имел другой голос.

Неужели студент не заметил? А вы бы заметили? В действительности больше половины участников эксперимента просто продолжали отвечать на вопрос, явно не замечая того факта, что разговаривают с другим человеком.

Все это показывает, что внимание – очень ограниченный ресурс. В жизни (в том числе во время спортивных состязаний) на нас обрушивается такое количество сенсорной информации, что ее сознательная обработка невозможна. Внимание выполняет роль фильтра, который пропускает к сознанию только определенное количество информации. Но если внимание перегружено (например, потому что мы тщательно считаем передачи, сделанные баскетбольной командой), мы не в состоянии воспринимать то, что происходит буквально у нас под носом.

Смертельная слепота

29 декабря 1972 года рейс № 401 компании Eastern Air Lines вылетел из холодного Нью-Йорка и взял курс на Майами. На борту было сто шестьдесят три пассажира, большинство из которых рассчитывали насладиться новогодними каникулами под жарким солнцем. В отеле «Фонтенбло» выступала Энн-Маргрет, в «Довиль» – Вуди Аллен, а в первый день нового года должен был состояться традиционный парад.

Полет прошел гладко, без происшествий, и незадолго до полуночи самолет зашел на посадку в международном аэропорту Майами. Были выпущены шасси, и капитан проинформировал пассажиров о температуре в пункте назначения и попросил пристегнуть ремни.

Но затем капитан заметил непорядок. У большинства самолетов имеется три стойки шасси: две под крыльями и передняя. Когда шасси полностью выпускаются перед посадкой, в кабине пилотов загораются лампочки-индикаторы. Но зеленый индикатор передней стойки шасси не загорелся.

Это могло означать одно из двух: либо неисправен сам индикатор, либо шасси не встало на место. В любом случае капитан должен был идти на второй круг и выяснить, в чем дело. В половине двенадцатого капитан информирует об этом диспетчерскую службу:

Капитан. Эй, вышка, это Eastern 401. Похоже, мы уходим на второй круг – у нас не горит лампочка передней стойки.

Диспетчерская служба. Eastern 401, вас понял, поднимайтесь на две тысячи[18], потом заходите на второй круг.

То, что случилось потом, привело к одной из величайших катастроф в истории гражданской авиации. Экипаж сосредоточился на негорящем индикаторе. Они извлекли лампочку из патрона, повертели в руках, сдули с нее пыль, а при попытке вставить ее на место она застряла. Все внимание летчиков было приковано к лампочке – и они не заметили «гориллу».

В данном случае роль гориллы играл тот факт, что летчики случайно отключили автопилот, и самолет терял высоту. Экипаж был занят лампочкой, а самолет стремительно снижался навстречу гибели в болотах Эверглейдс.

Капитан (о застрявшей в патроне лампочке). Криво вставил, да?

Второй пилот. Похоже, ровно.

Капитан. Можешь поправить?

Когда самолет опустился на 1750 футов (530 метров), в кабине включился сигнал тревоги, сообщающий о потере высоты. Сигнал является частью сложной системы, предупреждающей пилотов о смертельной опасности. Звук отчетливо слышен на записи «черного ящика», но командир и второй пилот не отреагировали на него. Их внимание было полностью поглощено лампочкой, и у мозга не оставалось ресурсов, чтобы сознание зарегистрировало звук. От гибели их отделяло меньше ста секунд.

Второй пилот. Проверка показывает, что лампочка все равно не горит.

Капитан. Точно.

Второй пилот. Это неисправная лампочка.

Высота падала с каждой секундой. Пилоты этого не понимали, потому что их чувства были введены в заблуждение движением самолета. Ночь была безлунной, и через стекло кабины они не могли видеть горизонт. Но прямо перед их глазами стрелка высотомера стремительно шла вниз. Прибор находился на передней панели. Вполне возможно, что и командир, и второй пилот смотрели на высотомер и видели движение стрелки. Но не могли воспринять его смысл. Почему? Потому что информация не доходила до сознания.

И только за семь секунд до столкновения с землей второй пилот понял, что у них серьезная проблема.

Второй пилот. У нас что-то с высотой.

Командир. Что?

Второй пилот. Мы ведь все еще на двух тысячах футов, так?

Командир. Эй, что происходит?

Командир попытался избежать катастрофы и рванул штурвал на себя, но было уже поздно. Через секунду самолет разбился, унеся жизни 101 человека.

Самая невероятная вещь в трагедии рейса EAL 401 заключается в том, что все системы предупреждения самолета работали. Высотомер информировал летчиков о снижении самолета, а система предупреждения подала звуковой сигнал тревоги. Но ни то ни другое не повлияло на ситуацию. Пилоты ничего не замечали. Они были охвачены слепотой невнимания. Для них, полностью сосредоточившихся на индикаторной лампе, сигналов не существовало. Они затерялись в подсознании.

В дальнейшем расследование катастрофы показало, что шасси было полностью выпущено, и самолет мог приземлиться. Отказала только одна деталь – перегорела лампа индикатора выпуска носовой стойки шасси. Как сказал один из журналистов, «самолет разбился из-за отказа детали стоимостью 12 долларов». В каком-то смысле он был прав, но истина заключается в том, что система предупреждения, даже самая совершенная, хороша лишь тогда, когда у экипажа есть ресурс внимания.

Рейс EAL 401 стал поворотным пунктом в истории авиационной безопасности, изменив методы расследования катастроф и подготовки пилотов. Главным новшеством в системе подготовки экипажей стало четкое разделение обязанностей между командиром и вторым пилотом, позволяющее высвободить ресурсы внимания.

Проблема с перегоревшей лампочкой заключалась не в том, что на ней сосредоточился командир, а в том, что ею занимался весь экипаж. Если бы индикатором занимался один человек, то от внимания остальных не ускользнули бы зрительные и акустические сигналы, указывающие на снижение самолета.

Эта система распределения обязанностей в экипаже похожа на то, как лучшие спортсмены используют «команду» ресурсов своего мозга. Нисходящее знание позволяет теннисисту мирового класса увидеть, куда полетит мяч, еще до того, как соперник нанес удар. Фактически спортсмен делегирует вычисления высшим отделам головного мозга. Длительная практика приводит к тому, что он может инициировать и выполнять моторные программы для выполнения ударов, не думая о них. То есть за удар отвечает имплицитная система.

Это значит, что теннисист имеет возможность уделить больше внимания стратегическому мышлению и реакции на предполагаемые опасности, такие как внезапная смена тактики соперником. Очень часто именно это отделяет победу от поражения. В авиации разумное распределение обязанностей позволяет избежать слепоты невнимания, которая иногда отделяет жизнь от смерти.