Герхард Фоллмер:
Эволюционная теория познания.
Часть D. Приспособительный характер структур восприятия

Человеческая способность восприятия является таким же результатом естественного отбора, как и любой другой признак организма. При этом селекция благоприятствовала в общем лучшему познанию объективных черт того окружающего мира, в котором жили наши дочеловеческие предки. (Shimony, 1971, 571)

Если наш познавательный аппарат был развит в эволюционном приспособлении к окружающему миру, тогда этот факт должен обнаруживаться в определённых приспособлениях. Это обстоятельство особенно отчётливо видно на примере оптического восприятия. Распределение интенсивности солнечного света по различным длинам волн подчиняется планковскому закону (рис. 8, кривая 1). При температуре солнечной поверхности 5800 К, максимум распределения находится на уровне 510 нм.

Рисунок 8. Максимум интенсивности солнечного излучения находится в области видимого света (в зелёном).

Для этого излучения атмосфера проницаема только относительно. Так, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение абсорбируется уже в высших, а инфракрасное в более близких к земле слоях атмосферы. Только для излучения между 400 и 800 нм (и для радиоволн) имеет атмосфера «окно» (рис. 8, кривая 2). Это окно практически совпадает с «оптическим окном» нашего восприятия (380–760 нм). Наш глаз восприимчив именно в том диапазоне, в котором электромагнитный спектр имеет максимум. Согласно цветовому кругу, этот максимум находится в светло-зеленом, примерно в центре цветового спектра.

Дело обстоит не так, что «как раз» видимый диапазон солнечного спектра проникает через нашу атмосферу. Наоборот, именно потому, что сравнительно небольшая часть широкого спектра солнечного излучения случайно оказалась в состоянии проникать через земную атмосферу, стала она для нас видимой областью этого спектра, «светом». (Ditfurth, 1972, 100)

Счастливой случайностью является то, что оптическая прозрачность и механическая проницаемость практически совпадают (Campbell, 1974, 414). Твёрдые тела не прозрачны и не проницаемы, воздух и вода, напротив, прозрачны и проницаемы. Это согласование не действует при других длинах волн и, следовательно, представляет собой дополнительный селекционный фактор. Стекло и туман обладают в этом плане парадоксальными свойствами: стекло твёрдоё, но прозрачное, туман — наоборот. Однако стекло для эволюции не играло никакой роли, а туман только подчинённую роль.

Глаз, во всяком случае, настроен на оптимальное использование дневного света. До человеческой культуры солнце было ведь единственным действенным в селекции источником света; огонь, свет луны и звёзд имели малое значение. Также и у животных «оптическое окно» находится в этой же области. Оно может быть немного сдвинуто, как у пчёл; но всегда используется благоприятная волновая область дневного света.

Эту констатацию не изменяет тот факт, что питон и гремучая змея, наряду с обычными глазами, имеют ещё и «инфракрасные», с помощью которых они «чувствуют» тепловое излучение идущее от теплокровных жертв; ибо эти глаза служат ведь не для видения дневного света ⁷⁶.

Только это приспособление остаётся от старых представлений о том, что глаз, якобы, солнце-подобен, как у Плотина, метафизиков света или Гете: был бы глаз не солнцеподобен, он не мог бы никогда взглянуть на солнце (Goethe: Zahme Xenien 3, und Einleitung zur Farbenlehre).

Не потому, что глаз изначально солнцеподобен, может он взглянуть на солнце, но потому что он сформировался в ходе миллиардов лет развития в мире, в котором реальное солнце уже вечно распространяет свои лучи перед глазами. (Lorenz, 1943, 236)

Известно, что многие насекомые (пчёлы, стрекозы), некоторые рыбы, рептилии, птицы, обезьяны и люди могут различать цвета. По поводу эволюции цветового круга Шрёдингер уже в 1924 году высказал важное предположение ⁷⁷:

Прежде всего воспринимался свет вообще, без всякой цветовой дифференциации.

Новая ступень развития была достигнута тогда, когда зрительный орган начал качественно различно реагировать на различные длины волн. Эта ступень двуцветности, по Шрёдингеру, соответствует жёлто-голубой дифференциации ощущений, как она проявляется также при частичной цветовой слепоте и у животных (насекомых). Переходным пунктом этой первой полярной дифференциации было ощущение белого цвета, который остаётся примитивнейшим признаком восприятия низшей ступени. К трёхцветности должен был вести дальнейший шаг, аналогичный полярному расколу белого на жёлтый и голубой. На этой третьей ступени жёлтый полярно распадается на ощущения красного и зелёного, точно так же, как на второй ступени белый распадается на жёлтый и голубой…

Корни соразмерной восприятию простоты белого и жёлтого, а также наличие цветовой полярности, по Шрёдингеру, находятся в филогенезе зрительного органа. «Белый и жёлтый являются подлинными основными ощущениями, одно из одноцветной, другое из двуцветной стадии». Это также объясняет, почему распространённым нарушением нормального цветовосприятия является красно-зелёная слепота, она соответствует атавизму дневного аппарата «первого рода». Полная цветовая индифферентность — атавизм «второго рода» — правда, имеет место, но встречается реже, чем частая красно-зелёная слепота. Наиболее редким является выпадение восприятия голубого. (Honl, 1954, 523f)

То обстоятельство, что смешение всех цветов радуги кажется нам «белым» светом, точнее бесцветным, свидетельствует о приспособительном характере нашего цветовосприятия. Для аппарата восприятия было особенно биологически осмысленно интерпретировать нормальное освещение земной поверхности как нейтральное в цветовом отношении и только отклонения от нормальной освещённости осознавать как цвет.

Эволюционистские объяснения имеются также для спектральной восприимчивости светочувствительных клеток (волны различной длины, несмотря на одинаковую интенсивность раздражения, воспринимаются различно) и для цветоразрешающих способностей глаза.

Нижний порог восприимчивости фоторецептора в ретине находится в пределах единственного светового кванта. Но нервная система только тогда сообщает о световом ощущении, когда в течение короткого промежутка времени раздражаются многие соседние клетки. Это есть защитное средство против неизбежных помех и статистических колебаний, которые всегда проявляются в высокочувствительных приборах вследствие квантомеханической природы света. Если бы регистрировался каждый квант, то мы бы имели непрерывные бессистемные световые впечатления при отсутствии информационного содержания. Эти не имеющие значения сигналы отсекаются цензурой нервной системы.

Аналогично «фильтр» у ушей препятствует интерпретации как шорохов ударов молекул по барабанной перепонке, вследствие броуновского движения. Это очень напоминает утверждение Цицерона в «Somnium Scipionis» (De re publica) о том, что мы не можем воспринимать гармонию сфер, так как наши уши к ней слишком привыкли!

Прекрасным примером является временная разрешающая способность нашего сознания. Временной промежуток, который должен иметься между двумя событиями, чтобы они не воспринимались как одновременные, называют субъективным квантом времени (SZQ). У людей SZQ — около 1/16 секунды. Если друг за другом следует более 16 световых сигналов в секунду, наш глаз оказывается неспособным воспринимать их раздельно, они образуют впечатление светового потока. Этот факт используют в кино и телевидении, чтобы создавать непрерывные сцены и движение. Периодические звуковые раздражения, которые следуют со скоростью более 16 в секунду, воспринимаются как непрерывный звук. Аналогичное действует для касаний.

Информационная психология трактует SZQ как интервал, в который информационная единица (один бит) входит в краткосрочную память (Frank, 1970, 245).

У различных видов животных SZQ различно. Например, рыба-драчун нападает на собственное зеркальное отражение, если оно, с помощью особого устройства, демонстрируется более 30 раз в секунду; ниже этой частоты изображение не воспринимается как противник, у неё «рябит». Она обрабатывает, следовательно, большее число оптических сигналов в секунду. Таких животных образно называют «лупами времени». SCQ пчёл ещё существенно короче. Имели бы пчёлы кино, проектор у них должен был бы работать очень быстро.

Пчёлам нужно предъявлять более 200 изображений в секунду, чтобы у них не «рябило». Глаз пчёл может перерабатывать в одно время в 10 раз больше отдельных впечатлений, чем наш. Поэтому он блестяще приспособлен для восприятия движения, обработки быстро меняющихся впечатлений, хотя покоящиеся вещи в полёте проходят мимо. (V. Frisch, 1969, 83)

С другой стороны, SZQ улитки длиннее, чем ¼ секунды. Палка, которая приближается к ней c такой скоростью, кажется ей покоящейся и она пытается её устранить. Она является, следовательно, «пожирателем времени».

Сенсорные системы животных приспособлены таким образом, чтобы получать такую информацию, которая важна для образа жизни их владельцев. (Gregory, 1972, 229)

Этот приспособительный характер чувственного восприятия становится особенно отчётливым в ошибках и заблуждениях, которые проявляются в чуждом окружении. Лягушка умирает с голоду посреди дохлых мух, так как они не движутся. В воде мы видим всё искажённо, так как наш глаз приспособлен к закону преломления в воздухе. Чтобы восстановить «нормальный» переход глаза-воздух мы должны использовать особые очки.

Аналогичным образом, барабанная перепонка настроена на большие амплитуды колебаний воздуха. В воде, где звуковые колебания имеют намного меньшую амплитуду, слышим мы поэтому много тише. Отсюда возникло ложное предположение, что рыбы якобы немые. В действительности, едва ли найдётся рыба, которая не издаёт звуков. Ввиду того, что дыхательный воздух водолаза под водой сильно концентрирован, его голос звучит гнусаво и сдавленно, как сообщают исследователи моря (например, Cousteau). Но не только к плотности, но также к составу воздуха оказались приспособленными уши и голос.

Как известно, голос человека, говорящего в кислородно-гелиумной атмосфере, совершенно непроизвольно приобретает дребезжащее «мики-маусовское» звучание. В такой атмосфере, в которой гелий заменяет азот, прежде всего изменяется скорость звука. Тем самым изменяются резонансные свойства воздуха, которые при говорении в гортани преобразуются в колебания. Но структура нашей гортани приспособлена именно к свойствам нормальной атмосферы (Ditfurth, 1972, 373)

Приспособительный характер нашего трёхмерного пространственного восприятия, проявляется прежде всего в открытиях этологии, в том, что некоторые животные обладают худшим пространственным восприятием, чем мы.

Организмы из мало структурированных жизненных пространств нуждаются в менее точном и дифференцированном ориентировочном поведении, нежели те, которые на каждом шагу должны сталкиваться со сложными пространственными данностями. Наиболее гомогенным из всех жизненных пространств является океан, в котором имеются также отдельные свободно передвигающиеся существа, которые полностью лишены собственных ориентирующих реакций (например, медузы.) Если океан трёхмерен, то степь в определённой степени двумерна. Среди степных птиц и млекопитающих имеются такие, которые не понимают вертикальных препятствий и не научаются их преодолевать. (Lorenz, 1954, 225f)

Жители деревьев являются теми животными, которые в повседневной жизни овладевают сложнейшими пространственными структурами, и именно те из них, которые используют не когти, а хватающую лапу. У них уже до прыжка в центральной нервной системе совершенно точно должно быть представлено не только направление, но также удаление, положение и форма цели. Ибо хватающая лапа должна сработать в правильном пространственном направлении и в точно определённый момент времени ⁷⁸.

Люди обладают относительно хорошим пространственным восприятием благодаря своим предкам, которые, живя на деревьях и используя хватающую лапу, приобрели хорошую центральную репрезентацию своего трёхмерно-структурированного окружения. Но этот факт ведёт непосредственно к дальнейшему предположению, которое в следующей главе формулируется как гипотеза.