Рис. 33. «Невозможная фигура»: треугольник Пенроуза. Его тайна в том, что мы пытаемся зрительно вообразить на плоскости фигуру, которая на самом деле объемна (показана слева)
Давайте посмотрим, почему это случается. Анализ требует терпения, но в конце концов мы будем вознаграждены: откроется тайна не только треугольника Пенроуза, но и других «невозможных» изображений.
Итак, пересекающиеся поверхности 3 и 1 нашего треугольника образуют в точке А пересечение типа «Т» (см. рис. 34). Это значит, что поверхность 1 лежит под поверхностью 3: об этом говорит наш жизненный опыт. Смотрим на точку В – там опять пересечение «Т», образованное плоскостями 3 и 4: поверхность 3 лежит под поверхностью 4. Переходим к точке С – опять такое же пересечение и, значит, поверхность 4 лежит под поверхностью 1. Но ведь мы только что убедились, что 4 не может быть под 1, так как 4 лежит над 3, а 3 – над 1. Следовательно, 4 должна находиться над 1, а тип пересечения (Т) свидетельствует об обратном. Глаз получает две взаимоисключающие информации: созерцание каждого узла говорит, что все три бруска перпендикулярны друг другу, обход же взором отказывается строить на этих условиях объемную фигуру.
Рис. 34. Всего лишь восемь узлов. Ими исчерпывается всё разнообразие пересечения поверхностей, и наше зрение это очень хорошо знает
Как же выйти из противоречия? Очень просто: выкинуть один из фактов (излишнее знание только мешает). Закройте пальцем верхнюю вершину, и стороны треугольника выскочат из плоскости листа! Псевдоплоская фигура обретает объемность, все три брусочка оказываются перпендикулярны друг другу. Трюки, подобные треугольнику Пенроуза, очень любил рисовать голландский художник Морис Эсхер (или Эшер, как иногда на немецкий лад читают его фамилию). То и дело на его картинах встречаются «струящийся вверх» водопад, таинственной формы строения, направленная все время вниз по замкнутому кольцу лестница...
Странность изображений разгадывается известным нам способом: нужно прикрыть часть картины, построить с треугольником и линейкой точки схода перспективы, и становятся видимыми очень изощренные приемы «игры» мастера. Вопрос только: как ухитрялся он воображать свои невообразимые картины?
Конечно, все сказанное не значит, что зрение и мозг удовлетворяются одними «кусочками изображений». Первое впечатление проверяется иными фрагментами, контуры и объемы уточняются многократными проходами взора по разным путям – так возникает сложный, богатый образ. Чем обширнее кладовые нашего зрительного богатства, тем полнее воспринимается все новое, на что обращается глаз, тем полнее способность видеть:
это слова великого романтика Уолта Уитмена.
Но, оказывается, фрагментарность восприятия, как ее демонстрируют записи движений глаз, – это лишь внешнее выражение глубинных процессов, совершающихся на пути от сетчатки к высшим отделам зрительного аппарата. Попробуем немного продвинуться к ним и для начала поговорим о полях.
Окружающий мир проецируется хрусталиком на сетчатку в виде комбинации светлых и темных пятен. То, что предметы окрашены, вносит, конечно, некоторые особенности, но ведь и краски бывают разной яркости. Соответственно яркости откликаются фоторецепторы, на сетчатке возникает «рельеф возбуждения». (Строго говоря, в темноте фоторецепторы не «молчат», а, наоборот, вырабатывают так называемый «темновой ток», который уменьшается по мере увеличения освещенности: эта непонятная особенность фоторецепторов присуща только позвоночным.)
Вырабатываемый фоторецептором сигнал поступает на биполярную клетку сетчатки и там алгебраически складывается с другим сигналом – от клетки горизонтальной. Это нужно, чтобы учесть среднюю яркость картины и сделать возможным работу зрения и при солнечном, и при лунном свете.