Фейнман - 03. Излучение. Волны. Кванты (1055663), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Слишком маленький глаз — это не очень хорошо. Потом, если сделать глаз волыним, как голова пчелы, то он занял бы всю голову. Педь пенность сложного глаза в том и состоит, что он практически пе занимает места — просто тоненький слой на поверхности головы пчелы. Так что, прежде чем давать советы пчеле, не забывайте, что у нее есть свои собственные проблемы! ф А Я~гугпс мгггыы еаан Кроме пчел, многие другие животные могут различать цвета. Рыбы, бабочки, птицы и пресмыкающиеся тоже могут различать цвета. Л вот большинство млекопитающих, как полагают, не могут.
Приматы, однако, различают, Птицы, несохшенпо, различают цвета, об етом говорит их окраска. Ф и г. 66.10 Глав огоминога. Какой был бы смысл самцам татс блистательно ярко наряжаться, если бы самки не могли зто видеть! Иначе говоря, привлекающее оперение, которым обладают птицы, и есть результат того, что самки способны различать цвета. Так что в следующий раз, когда вы увидите павлина и будете удивляться этой сверкающей выставке ярких красок, восхищаться утонченно подобранными цветами п замирать перед удивительным чувством эстетики птицы, не забудьте, что ваш восторг относится собственно к самке павлина. к ее наблюдательности и тонкому вкусу: только зто ведь и породило столь удивительное арелище! Болыпинство беспозвоночных имеют либо недоразвитые, либо сложные глаза, а глаза всех позвоночных животных похожи на глаз человека.
Однако есть одно исключение. Рассматривая высшие формы животных, мы обычно восклицаем; «Ну конечно, так и есть!», но если встать на менее предвзятую точку зрения и ограничиться только беспозвоночными, чтооы исключить нас самих, я спросить зоологов, какое иа беспозвоночных животных они считают наиоолее развитым, то больп1инство из них в один голос ответят — осьминог! Весьма интересно, что, помимо развитого мозга, его реакций п прочего, которые слишком хороши для беспозвоночного, осьминог имеет высокоразвитый глаз, совершенно непохожий на глаза кого-либо другого. Это не сложный глаз и не светочувствительное пятно, в нем есть и роговица, и веко, есть и радужка, и две полости.
заполненные жидкостью, и хрусталик, и сетчатка (фиг. 36.10). В точности то же, что и у позвоночных! Это замечательный пример совпадения в эволюции, когда природа дважды пришла к одному и тому же решению проблемы, но с одним небольшим улучшением. Сетчатка у осьминога, как оказалось, представляет собой тоже часть мозга, и образовалась она при эмбриональном развитии, как у поавоночных животных, но имеется одно очень интересное и поразительное отличие: чувствительные к свету клетки расположены не позади слоев других клеток, как у нас, а непосредственно на внутренней поверхности глазного яблока, а клетки, занимающиеся вычислением,— позади них.
Теперь мы по крайней мере видим, что в расположении клеток в нашем глазе глубокого смысла нет. В другой раз природе пришлось исправить свою ошибку! Самыми большими глазами наделен громадный спрут: диаметр их 38 см! б! 6. Нервнъге мезганнвмы прения Одной из основных тем этой главы является взаимосвязь и взаимоинформация отдельных частей глаза. Давайте рассмотрим слоягный глаз краба-мечехвоста, над которым было проделано гээ Вэ а г.
Х6.11. Сложный г.гас краба-менеаееста. а — бшаа еаа; б — е раэреэе. довольно много опытов. Прежде всего нужно понять. какого сорта информация может передаваться по нервам. По нерву передается нечто вроде возмущения электрической природы, которое может быть легко зарегистрировано. Это некое полно- образное возмущение, которое бежит по нерву и вызывает на другом его конце какой-то эффект. Инфорыацггю переносит длинный отросток нервной клетки, называемый аксонам, и если один конец аксона возбужден, то по нему бежит «импульссь Далее, если по нерву уже проходит один импульс, то за ним не может немедленно последовать второй. Все импульсы имеют одну и ту же величину, так что, когда нерв силыю возбунсден, зто вовсе не означает, что по нему бежит бо.гыиий импульс, а просто увеличивается число импульсов в 1 свп. Величина же импульса определяется нервным волокном. Это вая;но усвоить, чтобы понять, что произойдет дальше.
На фиг. 36.11,а показан сложный глаз краба-мечехвоста; в нем всего лишь около тысячи омматидиев. Фиг. 36.11, б представляет собой поперечный разрез этой системы. Видны отдельные омматидии и нервные волокна, соединяющие их с мозгом. Но обратите внимание, что даже у этого краба имеются внутренние связи. Они, конечно, гораздо менее сложные, чем в глазе 191 человека, но именно зто-то и дает нам возможность изучить подобные связи на простом примере. Давайте рассмотрим такой опыт: налоноим на зрительный нерв нашего краба небольшие электроды и осветим только один омматидии; зто легко можно сделать с помоп1ыо линз. Если мы в какой-то момент времени 1о включим свет и будем измерять возникающие электрические импульсы, то увидим, что после небольшой задерткки последует быстрая серия разрядов, частота которых постепенно будет уменьшаться, пока ке достигнет какой-то равномерности (фиг.
36.12,а). После выключения света разряды прекращаются. Интересно, что если усилитель остается свнзаншвм с тем же нервом, а мы направим свет на другой ом. матидпй, то ничего не произойдет, сигналов не будет. Проделаем теперь другой опыт: осветим первый омматидий и получим те же импульсы, но если теперь мы направим свет еще на другой соседний омматидпй, то на короткое время импульсы прекращаютс~. после чего импульсы впобегутг снова, но с гораздо меньшей частотой (фпг.
30.12,б). Оказывается, что импульсы, возникающие во втором омматидпи, затормаживают импульсы первою! Другими словами, хотя каждый нерв н несет информацию о своем омматидии, количество этой информации подавляется сигналами от другого омматидия. Е1апри мер, когда более цли менее равномерно освещен весь глаз, то сигнал, пришедший от любого отдельного омматидия, будет относительно слабым, ибо он подавлен множеством других сигналов.
Тормоокенио аддитивпо, т. е. если мы осветим несколько рзаептори Серого талыг оплел| уоолотелю грозе ргаеатори Плрлео талел арлена шывайи Вйят Ф и г. бо.1З. Ответная реапзия ка свет нервных волокон глаза краба-.нечехвоста. Ф и г. дб.18. Ответная реакция ояяатидия краба-ллекеквоета на ревкий оевещенний край. доя соседних омматидиев, торможение будет очень сильным. Торможение оказывается большим, если омматидии расположены ближе, но если они достаточно удалены друг от дРУга то тор мол«ение практически сводится к нулю. Таким образом, торможение аддитивно н зависит от расстояния. Это первый пример, когда информация от различных частей глаза перерабатывается в нем самом.
Если подумать немного, то можно понять, что зтот механизм предназначен для усиления вонтрасгва на краях объекта, ибо если часть предмета освещена, а часть нет, то омматидии, направленные на освещенную область, дают импульсы, которые затормаживаются всеми соседними омматидиями, видяпп«гйи освещенную область, так что они относительно слабы. С другой стороны, омматидин, видящие границу световой области и да«ощие «белый» сигнал, хотя и подавлены своими соседями, но тех не столь уж много, ибо некоторые из нпх совсем темные ( не видят света), в результате чего сигнал оказывается более сильным.
В итоге получается кривая, подобная изображенной на фиг. 36.13. Краб как бы видит «усиленный» контур. Однако тот факт, что существует такое «усиление» контура, известен уже давно. Это действительно замечательная вещь, которая неоднократно обсуждалась психологами. Чтобы изобразить предмет, нам достаточно нарисовать лишь его контур. Ведь мы привыкли видеть картины, па которых изображены одни только контуры! Но что же такое контур? Ведь зто просто граница мея«ду темным и светлым или между одним цветом и другим. В самом деле, зто вовсе не что-то определенное.
Можно думать, что угодно, но никакой линии вокруг предмета нет! Нет, все зто только наша выдумка. Теперь мы начинаем понимать, почему нам достаточно контура, чтобы представить себе весь предмет. По-видимому, наши глаза тоже работают, подобно глазам мечехвоста, разумеется, гораздо более слоя«но, но все же аналогично. Наконец, я вкратце опшпу более сложные опыты, очень красивые, и трудные, которые были проделаны над лягушкой. Прп выполнении их в зрительный нерв лягушки вводились миниатюрные искусно сделанные нитеобразные зонды и измерялись сигналы, идущие вдоль одного определенного аксона; точно так же как в случае с крабом-мечехвостом, было обнаружено, что т заика г« ~ 7»а, кии.
3 информация зависит не просто от одной точки глаза, а является суммой информаций, полученных от нескольких частей. Наиболее современная картина операций на глазе лнгушки выглядит следующим образом. 51олгно найти четыре типа различных зрительных нервных волокон, в том смысле, что существугот четыре различных сорта ответных реакций. В зтих зкспериментах не было вспышек света: лягушка не замечает таких вещей. Она просто сидит, и глаза ее неподвижны до тех пор, пока листок лилии не начнет двигаться. Тогда глаза лягушки движутся как раз так, чтобы изображение оставалось в поле зрения. Однако сама цо себе лягушка глазами не ворочает и не ищет, куда девался объект.
Есгпг в поле ее зрения движется что-то, напоминающее небольшое насекомое (нужно, чтобы она могла видеть попо маленькое, движущееся на неподвижном фоне), то обнаруживаются четыре различных сорта нервных волокон, отвечающих на зто раздраягение. Их свойства приведены в табл. 36.1. Длительное (нестираемое) обнаружение края табяичн бб.г ° типы отвктных Ркакции зритильных НКРВНГНХ ВОЛОКОН У ЛЯГУШКИ Угяоеое поле, град Скорость проьсасння нгшуньсое, яг'сек Рсгкпнн 1. Длггтельпое (нестираемое) обнаружение края 2. Обнаружегпш (стпраемое) наогпутой поеерхпостн 3.
Регистрация инмепеноя контраста 4. Регистрация тусклости 5. Регистрация темноты . 02 — 05 2 — 3 0,5 1 — 2 ло г) г ? 7 — 10 до 15 Очень нелнко 194 оаначает, что если мы внесем предмет с резким краем в поле зрения лягушки, то в тех фоторецепторах, мимо которых он движетсн, возникает множество импульсов, которые переходят затем в редкие импульсы, продолжающиеся до тех пор, пока край находится в поле зрения, даже если он стоит на месте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
