Теперь самое важное. Вспомните эксперименты с каркасным кубом. Его видимая форма менялась в соответствии с воспринимаемым расстоянием до передней и задней граней. Когда куб перевертывается в восприятии (при этом его изображение на сетчатке остается неизменным), изменяется видимый размер передней и задней граней: дальняя грань всегда кажется больше ближней, как бы это ни было на самом деле. Этот эффект, безусловно, отличается от эффекта иллюзии искажения плоских фигур, поскольку плоские фигуры искажены без всякой видимой глубины. Отсюда следует, что искажения могут возникать двумя разными способами. Они появляются либо потому, что глубина видна, либо потому, что глубина запрограммирована перспективой, но не видна вследствие противодействия фактуры фона. Искажения размеров нет, когда запрограммированная и видимая глубина совпадают с реальной; но во всех случаях, когда имеется расхождение видимой или запрограммированной глубины с реальной, возникает соответствующее искажение видимого размера.

Итак, мы убедились, что расстояние до предмета задается сенсорной информацией, причем перспектива, содержащаяся в ретинальном изображении, - чрезвычайно важный элемент такой информации. Когда перспектива не соответствует подлинной удаленности предметов, возникают ошибки в оценке размеров. Мы убедились также в том, что форма объектов, перевертывающихся в глубину, меняется с каждым перевертыванием, хотя ретинальное изображение все время остается неизменным. Вот каковы эти два совершенно разных способа перцептивного шкалирования размеров.

По-видимому, перцептйвные перевертывания в глубину соответствуют попеременному выбору одной из альтернативных гипотез о том, какой объект представлен в изображении. При этом каждая гипотеза относится к классу гипотез о трехмерных объектах, имеющих типичные формы и размеры. Так мы приходим к мысли о возможности шкалирования размеров и форм в прямой связи с объект-гипотезой. Выбор неподходящей гипотезы (например, вывернутого куба) приводит автоматически к неверной оценке размеров передней и задней граней куба - потому он и выглядит искаженным, хотя при этом нет обманчивой информации, идущей от ретинального изображения.

Перейдем теперь к сравнению наших представлений о механизмах перцептивных искажений с теми представлениями, которые, несомненно, имеют отношение к этой проблеме, но в совершенно другой области, в физике, когда реальность измеряется приборами, шкалы которых построены на основании неверных масштабов, как это иногда случается в действительности.

5. Масштабы вселенной

Подобно тому как машины являются искусственным продолжением мышц человека, увеличивая их мощность и точность, измерительные приборы служат продолжением наших органов чувств. Приборы помогают человеку все дальше и глубже проникать во время и пространство и притом позволяют производить разные измерения в пределах системы шкал, построенных на основе общепринятых единиц измерения. Некоторые физические единицы мер возникли на основе величин, свойственных человеческому телу: фут приблизительно равен длине стопы взрослого человека, ярд близок к длине одного шага[7]. Применять в качестве физических стандартов эталоны, которые "всегда под рукой", очень удобно, но, к сожалению, ни размеры частей тела разных людей, ни функции их органов чувств не могут быть достаточно одинаковыми. Такие эталоны годятся лишь для самых приблизительных оценок и, увы, совершенно не подходят ни для техники, ни для науки. В средние века был сделан следующий шаг к стандартизации мер длины: статистически определяли величину, равную 1 футу. Делалось это так. Измеряли длину стопы двенадцати мужчин, первыми покидавших церковь после воскресной утренней мессы; средняя величина (сумма длин всех двадцати четырех стоп, деленная на 24) принималась в качестве стандартной длины, равной 1 футу.

Познакомившись с некоторыми древними зданиями, мы можем утверждать, что еще за несколько тысячелетий до нашей эры с помощью простых инструментов проводились достаточно точные измерения; можно не сомневаться, что некоторые основные суждения, например об установке точных горизонтальных уровней, выносились не только на основе восприятия, но и путем рассуждений. Считается, что египтяне начинали строительство плоских горизонтальных фундаментов для больших зданий с того, что строили невысокую временную стенку и замкнутую ею площадь заполняли водой на высоту около десяти сантиметров: уровень воды служил указателем горизонтальности площадки. Человеческий разум приложил немало усилий, чтобы преодолеть физиологическую ограниченность человеческих органов чувств.

Ранние описания вселенной эгоцентричны; они основаны на сопоставлении ее параметров с физическими и функциональными возможностями человека. С появлением специальных измерительных приборов возникли другие меры; новые эталоны незаметно привели к тому, что центр вселенной уже не связывается в сознании людей с точкой, в которой находится наблюдатель. Стало известно, что во вселенной есть вещи, не только слишком малые или слишком далекие, чтобы их можно было отчетливо ощутить, но еще и скрытые от чувств, хотя и присутствующие в среде, непосредственно окружающей человека. Таков огромный диапазон электромагнитного спектра - от гамма-лучей до радиоволн; лишь одна его октава - видимый свет - доступна органам чувств, а через них и мозгу без всяких приборов.

Животному в окружающем его мире, обширном и большей частью враждебном, жизненно необходима способность к оценке размеров и расстояний; высокоразвитое зрение дает такую способность. В то же время сенсорные системы легко адаптируются - калибровка их часто нарушается. Несмотря на это, мы умеем определять "на глаз" соотношения размеров, а также интенсивность света; поэтому нам легко использовать и те физические стандарты измерений, где применяются инструменты вроде линеек, уровней, фотометров. Даже простые, но умело применяемые инструменты могут в тысячу раз улучшить точность перцептивных оценок, хотя природная чувствительность глаза и уха приближается к теоретическому пределу любого физически возможного детектора.

Когда сенсорная информация используется для руководства действием, задача состоит в том, чтобы контролировать с помощью этой информации движения в соответствии с положением и размерами окружающих предметов. Чтобы предсказание результатов действий и контроль эффективности этих действий были возможны, необходимо соразмерять разнородную сенсорную информацию в соответствии с воздействиями внешнего мира. Дело здесь обстоит точно так же, как в измерительной технике: шкалы инструментов не могут строиться произвольно, в конечном счете любая шкала должна быть основана на свойствах известных объектов. Некоторые измерения являются прямыми (например, измерение длины, выполняемое с помощью линейки), другие - непрямыми (измерение температуры с помощью термометра).

Все единицы измерений основаны на выборе строго обусловленной процедуры, включающей правила изготовления точных линеек или, скажем, ламп со стандартной характеристикой излучения.

Рассматривая ход развития современных методов измерения, мы находим здесь глубокую аналогию с определенным периодом развития "непрямых органов чувств" - зрения и слуха, возникших уже после появления "прямых органов чувств" - осязания и вкуса, непосредственно контролирующих жизненно важные отношения с окружающим миром. Видеть - значит интерпретировать каждый полученный паттерн в соответствии с предполагаемым устройством мира реальных объектов; та же задача ставится перед всеми непрямыми способами научных измерений. В обоих случаях выдвигаются и затем проверяются альтернативные гипотезы - чтобы отклонить все, кроме одной. В обоих случаях отдельные измерения должны быть связаны с единой шкалой измерений, выведенной либо из результатов применения прямых методов измерений, либо из допущений, основанных на гипотезе о природе измеряемых объектов.