Несколько лет назад программа BBC Coast[22] попросила меня объяснить свойства света в графстве Корнуолл, а именно в Сент-Айвс. Этот приятный прибрежный городок с пляжами и крутыми обрывами известен также благодаря исключительной красоты небу пастельных оттенков, которое просто невозможно не сфотографировать и тут же не опубликовать в Instagram. Поэтому я с удовольствием принял их предложение, попросив год на исследования: нужно измерить характеристики света в разные времена дня и года. «Отлично! — сказал продюсер BBC. — Но у нас только один день». Я немедленно приступил к работе и обнаружил: есть простой способ в такой спешке найти ответ на вопрос, поставленный передачей.
Если свет в Корнуолле выглядел иначе, то проблема была не в том, что он был другим. Дело требовало найти то, от чего он отличается. В связи с этим мы решили сравнить воздух в графстве и в Лондоне рядом с моим офисом в Институте офтальмологии. Я купил фильтр для очистки воздуха и надел на него насос, который работал на всасывание. Это была странная картина: сгорбленный человек на тротуаре качает воздух, но через час такого упражнения (при нормальной человеческой интенсивности дыхания) стало совершенно ясно, что не так с лондонским воздухом, — огромное количество загрязняющих твердых примесей. Я думаю, вы уже догадались, что произошло, когда мы проделали то же самое в графстве, — в фильтре осталось намного меньше грязи. Мое заключение: нет ничего особенного в свете Корнуолла, просто там воздух чище. Волшебный эффект проявлялся благодаря этому факту, а также отражению света от воды. Источник красивого неба над Сент-Айвс был непонятен, поэтому оказалось сложно «увидеть» какое-то разумное объяснение.
Чтобы действительно ощутить, насколько неоднозначны сигналы, получаемые из внешнего мира, взглянем на солнце — величайший источник жизни. На картинке видно, что дневной свет не просто проделывает путь от источника до наших глаз, как мы думаем. Качество света, который в конце концов достигает зрачков, определяется тремя разными «отправителями». Конечно, первый — это солнце. Второй — отражатели, миллиарды поверхностей, которые постоянно нас окружают. И последний, третий, — среда распространения, пространство между нами и предметом, например воздух в Лондоне или Корнуолле. Без воздуха небо выглядело бы черным, а солнце — белым. Если один из источников меняется, точно так же ведут себя и сигналы — свет, проходящий через окна нашего дома на колесах. Поскольку мы не имеем прямого доступа к источнику освещения, отражателям и пространству между ними, то не знаем, что именно поменялось. Не получается постичь с помощью восприятия, что на самом деле происходит со светом.
Это верно не только касательно света, но и относительно размеров предметов, которые проецируются на сетчатку. Чтобы проиллюстрировать, попробуйте расположить указательный палец перед собой так, чтобы он был на одной линии с предметом большего размера, находящегося на расстоянии, но чтобы и палец, и предмет казались одной высоты. Заметьте: два предмета… ваш относительно короткий палец близко к вам и намного больший дальний предмет… дают один и тот же угловой размер[23] у вас на сетчатке. Как мозг должен определить, что есть что, если он никогда не обрабатывает только одну часть информации? Он воспринимает увеличение количества предметов единовременно (параллельно все предметы), что создает смесь потенциально бесконечных, открытых для интерпретации значений.
Все это похоже на ситуацию, когда вам предлагают простую формулу: x × y = z. Вот к ней задание: z (сигнал), и нужно найти x, не зная значения y. Решить эту задачу математически невозможно, потому что существует бесконечное количество возможных комбинаций x и y, при перемножении которых может получиться любое искомое значение z (кроме разве что единицы). Для краткости можно принять это за модель «много к одному»: много предметов в мире генерируют одинаковые блоки информации. Следовательно, наш мозг развивался не для рассматривания реальности, а чтобы помочь нам выжить в постоянном наводнении перемешанных между собой сигналов, которые невозможно обработать по отдельности, даже если бы они появлялись поочередно.
22
Coast — документальный телесериал ВВС, идет с 2005 года. Серии посвящены естественно-научной истории побережий Великобритании.
23
Угловое расстояние (размер) — это угол между линиями, соединяющими диаметрально противоположные точки измеряемого объекта и глаз наблюдателя. Прим. науч. ред.