Свет и его восприятие

Электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 400 до примерно 750 нм воспринимается человеком как свет. Важнейшим его источником для нас служит солнце. В случае радуги мы видим, как его желтовато-белый свет разделяется на свои составляющие - спектр разных длин волн. Длинноволновые компоненты воспринимаются нами как красный цвет, а коротковолновые-как сине-фиолетовый (рис. 11.4). В пределах видимого спектра монохроматическим светом называют электромагнитное излучение с очень узким диапазоном волн.

Большинство окружающих нас предметов поглошает или отражает разное количество света в зависимости от длины его волны. Если спектральная отражательная способность объекта распределена в видимом диапазоне волн неравномерно, мы воспринимаем его поверхность как разноцветную. Разница в средней яркости соседних структур определяет их физический (яркостный) контраст (С): С = (I _b — I _d )l(I_b + I _d ), где I_Ь- яркость более светлой структуры, а I_й- более темной. Зрение базируется прежде всего на восприятии контрастов светлого и темного,а для поверхностей с неоднородной спектральной отражательной способностью - на восприятии цветовых контрастов. За счет цветового контраста мы различаем объекты, между которыми нет физического контраста.

Средняя яркость естественной окружающей среды варьирует в широких пределах: ночью при пасмурном небе она составляет примерно 10⁻⁶ кд/м (кд - кандела), в ясную безлунную ночь-10⁻³ кд/м², в полнолуние при безоблачном небе - 10⁻¹ кд/м², а в солнечный день при наличии хорошо отражающих поверхностей (например, на снежном поле) - до 10⁷кд/м². Зрительная система приспосабливается к этому огромному диапазону посредством различных адаптационных процессов,обсуждаемых на с. 254. Они позволяют зрению функционировать в диапазоне воспринимаемой энергии, крайние значения которой соотносятся друг с другом примерно как 1:10¹¹. Однако реально при постоянном освещении оно должно адаптироваться в значительно более узком диапазоне приблизительно 1:40; это соответствует различиям в средней отра-

ГЛАВА 11. ЗРЕНИЕ 239

Рис. 11.4. Спектр солнечного света у поверхности земли (А) и спектральная чувствительность зрительной системы человека (Б. В). Кривая А (левая ось ординат) получена по результатам измерения относительной энергии в видимой части электромагнитного спектра при дневном свете и безоблачном небе. Кривые скотопической (Б) и фотопической (В) яркости (правая ось ординат) получены путем усреднения данных по относительной чувствительности многих испытуемых с нормальным зрением и считаются международным стандартом. Сначала измеряли относительную энергию, необходимую для возникновения ощущения «равной яркости» различных монохроматических световых стимулов. Затем полученные данные преобразовали, приняв за единицу значение энергии, соответствующее наиболее эффективной длине волны (500 нм для скотопического и 555 нм для фотопического зрения)

жательной способности большинства окружающих нас предметов, за исключением зеркальных поверхностей [9, 13, 22, 25].

Видение в отсутствие физических источников света. Мы можем воспринимать свет и зрительные образы даже в отсутствие светящихся объектов в полной темноте. В таких условиях человек через некоторое время начинает видеть «собственный свет сетчатки», поле зрения заполняется «световыми облаками», быстро вспыхивающими точками и неясными движущимися образами различных оттенков серого цвета. Люди с сильно развитым воображением вскоре начинают видеть цветные узоры, лица или фигуры, а некоторые различают даже целые зрительные сцены, как на картине. Эти воображаемые зрительные феномены описал еще Аристотель, который также правильно отметил, что они более распространены у детей и подростков, чем у взрослых людей. В них нет симптомов какой-либо патологии, хотя чаще они возникают при повышенной температуре тела. Тщательно исследовал подобные явления (1826 г.) известный физиолог Иоганнес Мюллер.

Свет воспринимается также, когда сетчатка или афферентная часть зрительной системы возбуждаются неадекватными стимулами (см. с. 180). Например, если

в темноте слегка нажать пальцем на глазное яблоко, можно увидеть фосфены давления (см. с. 255). Электрические фосфены возникают в том случае, когда сетчатка, зрительный нерв или афферентная часть зрительной системы раздражаются электрическим током. Мигреневые фосфены, обычно воспринимаемые как яркие, неровные, дрожащие ленты, обусловлены возбуждением нейронов первичной зрительной коры, вызванным временными локальными нарушениями регуляции содержания натрия и калия во внеклеточном пространстве. Обычно это свидетельствует о локальном расстройстве кровообращения. Наконец, каждый читатель знаком с образными зрительными галлюционациями. во время сна. При них отмечаются быстрые саккадические движения глаз, с помощью которых мы «рассматриваем» сновидения (БДГ-фаза сиа, см. с. 148). Патологические зрительные галлюцинации могут возникать при эндогенных или симптоматических психозах. Образные зрительные галлюцинации особенно часты при белой горячке (корсаковском синдроме). В этом случае восприятие галлюцинаторных образов и «реальных» вещей тесно взаимопереплетено.